振冲碎石桩复合地基[1].doc

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1、砂石桩处理液化地基一例摘要:振冲砂石桩复合地基处理液化地基的原理,应用机理和应用现状。关键词：振冲砂石桩液化地基0引言无粘性土和软塑至流塑状态的粘性土，包括近期堆（冲）填的素填土和杂填土，甚至含相当部分生活垃圾的天然地基，由于土质松散，力学强度、抗剪强度低，地基承载力不足，远不能承担建筑物的荷载，容易失稳；或沉降与不均匀沉降过大；或于地震震动下产生严重的液化与震陷。因此，对这类松、软土地基必须采取有效的工程措施进行加固处理，处理方式一般采用深基础或地基处理。深基础是采用桩基、沉井等方法，穿透软弱土层，使基础直接置于坚硬土层，但往往造价较高。地基处理

2、有开挖置换，采用复合地基等，复合地基是在松、软土中构筑刚性桩或散体材料桩，桩体与桩间软土共同承担上部建筑物的荷载，具有稳定性好，沉降与不均匀沉降小，施工简便、快速等特点，也比较经济，较适合我国国情。砂桩复合地基作为一种新兴的地基处理方式，目前正在多类施工中得到广泛应用。砂桩于十九世纪三十年代起源于欧洲，随着施工方法与施工机具的不断改进与完善，施工质量和效率不断提高，工程中应用的范围日益扩大。常用于路堤、原料堆场、堤防码头、油罐及厂房等地基的加固。国外用振冲加密法处理砂基实例表1序号工程名称年份国家土壤类型处理深度处理面积孔距相对密度说明处理前处理后

3、1柏林大楼地基1937德国砂757024380承载力由150Kpa增至300KPa2箱峡水电站1955美国细砂2.7—2.12570拉河闸闸基细砂层3西德奈控制闸1963巴基斯坦细砂3.0~7.0171502.0——承载力提高到160~330KPa振冲砂桩法于1977年引进我国后即获得迅速推广，大量用于土建、水利、冶金和交通等工程的地基与土构物的加固处理。经过20多年的发展，几乎对各种松软土的处理都采用过这一技术，并于1992年将振冲法列入了我国首次编制的《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-91）中，以便推广应用、发展这一技术。国内用振冲加密法处

4、理砂基实例表2序号工程名称地基土情况处理效果1北京官厅水库大坝下游坝粉细砂基e:0.615→0.5以下；DL：53%→80%，N：12→34~37：消除液化2　北京燕山石化总厂车间、仓库回填土地基Pu：150kpa→450kpa3北京东方化工厂河漫滩粉细砂基N：〈10；Dτ:50%~55%,地震设防1：8，液化，处理后检测，置信水平95%下，8不液化4徐州铜山水泥厂粉砂地基N:6.5→23.7，［R］：满足　设计＞250kpa,消除7Ο液化1　复合地基加固机理1.1加固机理砂石桩法也称砂桩法，是在软弱地基中采用一定方式成孔,并往孔中填充砂石料，在地

5、基中形成一根砂石柱体，与桩间土共同承担其上建筑物的荷载，提高地基强度，但对于砂土与粘性土其加固机理是不同的，分述如下：1.1.1.加固松散砂土地基砂土属单粒结构，有密实和疏松之分。密实的单粒结构颗粒之间排列已接近最稳定状态，在动（静）载作用下，一般不再产生大的变形。而疏松结构的砂土，颗粒之间孔隙较大，在动（静）载作用下体积可减少20%左右，故必需经过人工处理才可作为建筑物的地基。砂桩在施工过程中对周围土体有挤密作用和振冲作用，施工工艺不同，两种作用有主次之别。冲击法或振动法成桩时，桩管下沉对其周围土体产生的横向挤压力，将等于桩管体积的砂土挤到桩管周

6、围土体中，使桩间土体密实度增大，孔隙比减少，其有效挤密范围约为3~4倍桩体直径。振动法成桩时，桩管周围土体同时受到挤密和振密作用，其有效振密范围比挤密作用更明显，可达6倍桩体直径。砂桩在砂土地基中成桩后，当砂土地基被挤实到临界孔隙比以下时，还可防止砂土振动液化。1.1.2.加固软弱粘性土地基砂桩在软弱粘土地基中主要通过置换作用和排水作用加速土体排水固结，并形成复合地基，提高地基的承载力和整体稳定性。a.置换作用粘性土多为蜂窝结构，在成桩过程中受扰动后，力学性能会比原状土低。不仅难以挤密桩周土体而且会使桩周土体强度短时降低。所以砂桩价格软弱地基的效果

7、之一就是利用砂桩本身的强度，形成复合地基，在荷载作用下，减少周围土体的附加应力和沉降。经验证明，砂桩复合地基沉降量可比原状天然地基减少20%~30%。b.排水作用一般软弱地基土的含水量很高，渗透系数多在10-7~10-4cm/s范围内。在软弱地基中设置砂桩后，减少了软弱地基土的排水距离，使土体的超孔隙水压力很快消散，加速土体的固结和强度提高，起到了砂井的排水作用。1.2.理论计算1.2.1桩距确定如图一所示，砂桩在平面上呈等边三角形布置，设砂桩直径为d，间距为s，在松散的砂土中打入砂桩后，能起到100%的挤密效果，即成桩过程中地面没有隆起或下沉现象

8、，被加固的砂土没有流失。图一中Δa’b’c’为挤密前松砂面积，其值设为A＇，被砂桩挤密后该面积内的松砂被挤压到阴影所示的面