振冲碎石桩处理软土地基的应用与效果论文_冯佳鑫

摘要：振冲碎石桩法加固软土地基的机理主要是置换部分软土，而这种置换是按工程以及地基土情况的需要，在软土中以碎石筑成桩群。它们与原地基软土构成复合地基，以满足工程要求的承载力。

关键词：振冲碎石桩；软土地基；应用

引言：经过振冲碎石桩的施工和检验结果表明，振冲碎石桩加固软土地基效果显著，并且能够完全达到设计要求。经过施工发现，影响施工质量的主要因素为加密电流、留振时间、加密段长度。除按设计参数施工外，还应注意吊车操作人员的操作情况，要定期培训保证操作规范；对于相对较软的地层相应减小加密段长度或增加留振时间或增大加密电流。对此，在接下来的文章中，将针对振冲碎石桩处理软土地基的应用与效果进行详细分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值。

1.工程概况

某地区抽水蓄能电站拦沙坝坝轴线位于下水库进出水口上游直线距离1.65km处，坝型为复合土工膜防渗心墙土石坝，坝顶高程1066.0m，最大坝高23.5m，坝顶长度548m，坝顶宽度6.0m。上下游坝坡均为1：2.2。砂卵砾石层表部一般分布有厚度为6～13m厚的粉土质砂：灰黑色～灰褐色，以砂质粉土为主，土质不均匀，局部含有大量沼气。马兰期湿陷性黄土（Q3eol）：主要分布于拦沙坝区左、右两岸和南沟右岸，为河谷的二级阶地，土层厚度一般为10～35m，最厚可达70m。土黄色、褐黄色，粒度均匀，多孔隙，含有少量钙质结核及小碎石，垂直节理和陡直的沟壑较为发育。现今河床高程已淤积至1045～1048m，库水位已下降为1044m左右。河床表层淤泥质土厚度为4～8m，局部可达10m左右，下伏砂卵砾石层厚约21～24m，基岩为灰窑子沟单元细粒花岗岩。淤泥质土主要以粉砂、粉粒为主，含有少量黏粒和胶粒。天然密度为1.56～1.97g/cm3，塑性指数为9.2-33.2，数值变化较大。淤泥质土力学性质较差，土质不均匀，且存在液化问题，地基承载力仅为80kPa。

2.本工程振冲碎石桩设计要求

（1）振冲碎石桩的直径为1.2m，间排距为1.5m，等腰三角形布置，深入砂卵砾石层1.0m。（2）振冲碎石桩填料粒径范围20～120cm。（3）地基处理后复合地基承载力≥250kPa。（4）采用75kW振冲器，设备参数见表1。

表1.BJ75型电动型振冲器技术参数：

3.振冲碎石桩施工

（1）造孔：造孔电压为（380±20）kV，造孔水压0.4～0.6MPa；振冲器贯入土中时应保持垂直；施工时振冲器喷水中心与孔径中心偏差不得大于5cm；成孔后成孔中心与施工图纸定位中心偏差不得大于10cm；桩顶中心与定位中心偏差不得大于桩孔直径的0.25倍。（2）清孔：造孔结束后清孔1～2遍。（3）填料和加密：采用强迫填料法，主要利用振冲器的自重和振动力将孔上部填料送到孔的下部。加密按下述要求进行：①加密电流90A、留振时间10～12s、加密段长30～50cm加密水压0.3～0.5MPa。②加密必须从孔底开始，逐段向上，中间不得漏振，加密位置应达到基础设置高程以上1.0～1.5m。③加密电流的方式，采用冲击式。

4.加固效果计算

施工结束后，随机选取3根碎石桩，用重型动力触探试验检测其承载力（此根数数量只用做分析数据使用，也可选择更多）。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）和《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）、《工程地质手册》第四版，按表2确定桩体密实度，按表3确定碎石土承载力标准值。

表2.碎石土密实度N63.5分类：

动力触探测试采用标准的自动落锤装置，锤重为63.5kg，落距为76cm，探杆直径为42mm，探头直径为74mm，探头锥角为60°。

经分析，桩1、桩2、桩3、桩间土的平均击数为51.9、51.9、23.7、16.4；取击数最低的桩3进行计算，由表3可知，桩3的承载力标准值为822.5kPa，桩间土的承载力可参考《工程地质手册》第四版中表3-2-21重型圆锥动力触探确定砂土、碎石土承载力标准值从图中取粉细砂最大为300kPa（该桩间土标贯取样为粉细砂）。复合地基承载力特征值可按《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》中公式进行计算：

fspk＝mfpk＋（1-m）fsk（1）

m ＝d20/d2e （2）

式中：fspk——复合地基承载力特征值（kPa）；

fpk ——桩体承载力特征值（kPa）；

fsk——桩间土承载力特征值（kPa）；

m ——面积置换率；

de——单桩等效影响圆直径（m）；

d0——桩的直径（m）。

该等腰三角形布桩影响范围可视为正方形布桩，故de＝1.13s，s为桩间距，m＝1.22/（1.13×1.5）2，计算得出m＝0.5，

代入上述公式得出复合地基承载力标准值fspk＝0.5×822.5＋（1-0.5）×300＝561.25kPa。

承载力标准值除以安全系数2即为承载力特征值，即该复合地基承载力特征值为280.63kPa≥250kPa，符合设计要求。

结论：

简而言之，文章结合工程实例，简要介绍该项目工程概况，对其施工过程做了简单阐述，最后通过检验数据计算加固效果，以求证施工质量满足设计要求，为后续的施工打下坚实的基础。

参考文献：

[1]DL/T5214-2016，水电水利工程振冲法地基处理技术规范[S].北京：中国电力出版社，2016

[2]JGJ94—2018，建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2018

论文作者:冯佳鑫

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/18

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