大粒径振冲碎石桩在地基加固中的应用

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振冲碎石桩在软土地基加固中的应用　

口　刘重庆　

（铜陵学院安徽・铜陵２４４０００）　

摘要简述了振冲碎石桩法加固软土地基的加固机理、施工流程、施工控制要点，并结合振冲碎石桩法加固某办公楼软　

土地基工程实例，表明振冲碎石桩法加固软土地基可使地基的承栽力显著提高，是一种加固软土地基的好方法。　

关键词振冲法振冲碎石桩软土地基　

中图分类号：０４２　文献标识码：Ａ　

１．引言　在进行基础工程建设时，为了节约和少占耕地，就要尽量利用　

诸如淤泥、软土、回填土、砂基、垃圾坑、废料堆场以及深厚湿陷性黄　

土等不良地基。从而使得探讨切实有效的加固软土地基的方法极具　

现实意义。本文探讨了振冲碎石桩在加固软土地基中的应用，谨供　

同行参考。　２．振冲法加固机理　振冲碎石桩是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块　

使振动器产生高频振动，同时启动水泵通过喷嘴喷射高压水流，在　

振动和水冲的共同作用下，将振动器沉到土中的预定深度，清孑Ｌ后　

再从地面向孑Ｌ内填人碎石，使土体在振动作用下被挤密实，达到要　

求的密实度后再提升振动器。如此重复填科和振密，直至地面，在地　

基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基。碎石桩是　

一种柔性桩，在荷载作用下可以变形，但强度比周围原土层要高，压　

缩性也明显比周围土层小，因此基础传给复合桩的附加应力随着地　

基的变形逐渐集中到碎石桩上，土层负担的附加应力减小，复合地　

基的承载力提高，压缩性相应减小。振冲碎石桩依赖周围土体的侧　

压力保持形状并承受荷重，承重时桩体产生侧向变形，基础对碎石　

桩施加的应力不仅自上而下传递，同时也通过桩体的侧向变形传递　

给周围土体。这样碎石桩和周围土体一起组成一个刚度较大的人工　

复合地基，使得基础荷重引起的附加应力向四周扩散，分布趋于均　匀，从而提高地基承载力，减小沉降量，从而提高地基的承载力，减　

少沉降和不均匀沉降，该方法是一种快速、经济有效的软土地基加　

振冲碎石桩在工程中的运用

摘 要：对于化工工程地基处理时，遇到砂土地基，根据现场实际情况，采用振冲碎石桩对砂土地基进行处理，对地基进行挤密及液化消除处理，提高地基承载力、消除液化。

关键词：振冲碎石桩 复合地基处理

一、前言

振动水冲法是1937年由德国凯勒公司设计制造出的具有现代振冲器雏形的机具，用来挤密砂石地基获得成功。20世纪60年代初，振冲法开始用来加固松软土地基，由于用料是碎石，故称为碎石桩。

成桩后在桩顶和基础之间铺设一层300~500mm厚的碎石垫层。根据国内外的一些加固实例，加固后的土体相对密度大多数都达到75%以上，地基承载力可提高到200~300kN/m2。

二、工程地质概况

项目建设场区位于鄂尔多斯市工业园区内，场区区域地质构造位于华北地台鄂尔多斯台向斜东北部。地质报告揭示的场地内地层分布自下而上分别为：

1.层填土，成份以细砂土堆积为主，在已平整的场地内，厚度变化较大，层厚约为0.3~3.2m，平均0.65m。

2.层细砂，表部植物根茎发育。矿物成份以长石、石英为主，层厚约为0.5~13.0m，平均6.81m。

3.层细砂，偶含中粗砂，底部含少量小砾石。矿物成份以长石、石英为主，含少量云母等暗色矿物，颗粒形状为次园粒状，磨园较差，级配一般，固结度差，压缩性大，强度低，变形量大。层厚约为0.5~12.5m，平均5.22m。

4.层粉质粘土，局部夹薄层砾砂、含钙质结核。具中等压缩性，摇震反应较慢，厚度变化较大，层厚约为0.8~31.9m，平均15.05m。

5.层全、强风化粉砂质泥岩岩体极破碎～破碎，散体状～碎裂状结构，泥质胶结，胶结差，变形量小，压缩性低，埋藏东浅西与南深，强度大。

6.层中风化泥质粉砂岩，岩体较破碎，层状结构，泥质胶结，胶结弱，变形量很小，压缩性很低，埋藏深，强度大，该层在场区分布较普遍，层厚大，未揭穿见底，揭露厚0.3～30.9m，平均8.06m。

振冲碎石桩处理在水利大坝地基施工中的应用

水利工程是“十三五”规划中的重要建设方向之一。新时期，我国加大了在公路、铁路以及水利工程等基础设施方面的资金投入，力图构建起完善的水利体系，用以更好地实现防洪、抗旱以及居民及畜牧饮水等的功用，保障经济的健康、稳定发展。水利大坝地基是水利工程施工质量的重要保证，如水利大坝地基施工不当会导致水利大坝存在着安全隐患从而导致水利大坝出现渗水、裂缝等病害，影响水利大坝的正常使用。在水利大坝地基施工中施工效果最好的施工技术是振冲碎石桩处理技术，这一技术的应用能够极大地提高水利大坝地基施工的施工效率与施工质量，为水利大坝建造一个良好的基础。文章将就振冲碎石桩处理技术在水利大坝地基施工中的应用进行分析阐述。

标签：水利大坝地基；施工；振冲碎石桩处理技术

Abstract： Water conservancy project is one of the important direction of

construction planning in the new period in 13th Five-Year， China has increased the

infrastructure of highway， railway and water conservancy engineering and other

aspects of capital investment. To construct a perfect system of water conservancy，

flood control， drought resistance， in order to realize the functions of residents and

livestock drinking better， protect the healthy and stable development economy. The

阐述振冲碎石桩施工

中洛线首站2座15×104m3浮顶罐（T-1，T-2）是中洛线单罐容积最大的储油罐，直径100米，高21米，地基承载力设计要求260～280Kpa。其建设场地为岗地堆积平原地貌，场地土质分为4层，其中：罐区西部分布有新近沉积的2-1层和2-2层土，土层强度相对较低，工程地质性质较差；大部分区域为3层土，土质为更新世沉积的老粘性土，强度较高，下部无软弱层，工程地质性质较好；4层为粉质粘土混卵砾石，强度高，具有一定的厚度。

1振冲碎石桩概述

1.1振冲碎石桩概念

振冲碎石桩是地基处理的一种方法，即采用碎石填料的振冲地基，利用振冲器水冲成孔，填以砂石骨料，借振冲器的水平及垂直振动，振密填料，形成碎石桩体，与原地基构成复合地基以提高承载力。复合地基是部分土体被增强或被置换，而形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基。

1.2振冲碎石桩加固机理

振冲碎石桩加固地基的主要目的是提高地基土承载力，减少变形和增强抗液化性，减少地基沉降量、提高土体抗剪强度、增强地基的稳定性。振冲碎石桩加固地基的机理有以下几个方面：

1.2.1置换作用。对于粘性土地基，由于土的粘粒含量多，粘粒间结合力强，渗透性低，在振动力或挤压力的作用下土中水不宜排走，因此振冲碎石桩的作用不是地基挤密，而是置换。

1.2.2排水作用。振冲碎石桩在粘土地基中形成一个良好的排水通道，起到排水砂井的作用，且缩短了孔隙水的水平渗透路径，加速软土的排水固结，使沉降稳定的地基得以加固。

1.2.3加筋作用。对于软弱土层，碎石桩可贯穿整个软弱土层，深到相对硬层，此时桩体在荷载作用下主要起应力集中作用，从而使软弱土负担的压力减少，结果与原地基相比，复合地基的承载力提高、压缩性减少。

2 振冲法地基处理的试桩

2.1试桩施工和技术数据： 2004年1月9日至1月17日进行试桩施工。1#试验区地面标高约28.4米，制桩30根，桩长约12.5米，最高达13米，穿透3-3层；2#试验区地面标高约27.4米，制桩26根，桩长约15.3米，穿透3-3层。 从施工填料量推算1#试验区平均桩径大于1.01米；2#试验区平均桩径大于1.06米。由于施工设备完好率低，出现了振冲器及发电机工作不正常现象，故对设备出现故障的该段施工中的一些桩加强了动探检测工作，即本次试桩动探检测是对有怀疑的桩增加了检测数量。