维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第２１期 Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．２１ ２ ０ ０ ７年７月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｊｕ１．２００７ ・１２３・ 文章编号：１００９—６８２５｛２００７｝２１ ０１２３—０２ 浅谈碎石桩法在软弱地基处理中的应用 吴映丰 摘要：对碎石桩加固软弱地基土的工作原理进行了分析，从设计计算和施工工艺方面进行了论述，提出了简便的计算 方法和施工质量控制措施，并结合具体工程实例，说明该法在处理软土地基上具有经济实用的效果。 关键词：地基，碎石桩，加固，工程 中图分类号：ＴＵ４７３．１ 文献标识码：Ａ 碎石桩法是用于处理松砂、素填土等软弱地基的一种常用的 碎石桩法加固设计目前还处在半理论半经验状态，这是因为 方法，它是通过挤压和振动等作用，将碎石挤入松砂地基中，在地 一些计算方法，如复合地基容许承载力计算方法、最终沉降量计 基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基，使地基 算方法等还不够成熟，某些参数只能凭经验选定。因此，为简化 达到密实，从而提高地基承载力，减少建筑物沉降和不均匀沉降 计算，下面介绍比较简单的计算方法。 的一种快速、经济有效的地基加固方法。其优点是：１）采用碎石、 ２．２．１复合地基承载力的计算 卵石作填料，就地取材，因地制宜，工程成本低；２）技术可靠，施工 可按以下经验式计算： 机具设备简单，操作工艺简便，速度快；３）桩身具有良好的透水 Ｒｓｐ＝［Ｊ＋ （ 一１）］Ｒｓ或Ｒｓｐ＝［１＋ （ 一１）］（３Ｓｖ）。 性，能加速地基固结，提高地基承载力，减少建筑物沉降，在振冲 其中，尺ｓ为原地基土的容许承载力；Ｓ 为原地基土的抗剪 过程中的预震效应可使砂土地基增加抗液化能力。 强度； 为面积置换率，一般采用０．２５～０．４； 为桩土应力比， 因此，碎石桩法在一些中小型工程的地基处理中被广泛应 可取３～５，具体取值视建筑物的容许变形而定，容许变形小，取低 用，收到良好的效果。下面就其设计及施工作简单论述。 值，否则取高值。 １碎石桩的工作原理 ２．２．２沉降计算 简单地说，碎石桩法是按照一定的间距和分布在软土层中打 复合地基的最终沉降量可按下式计算： 设碎石桩体，与原地基土组成复合地基。因此，其工作原理主要 ＳＳｐ＝＃Ｓｓ。 有两方面：１）应力集中作用，即对不太厚的软弱土层，桩体贯穿直 其中， 为不加固情况下的地基最终沉降量； 为沉降折减 达相对硬层，由于桩体的压缩模量远比软土大，故而通过基础传 系数， ＝１／［１＋ （ 一１）］。 给复合地基的外加压力，随着桩、土的等量变形逐渐集中到桩上， ３施工工艺 从而使软土负担的压力相应减少，地基承载力相对提高，压缩性 减少；对此复合地基有如钢筋混凝土，地基中的桩体有如混凝土 １）施工前应先进行振冲试验，以确定成孔合适的水压、水量、 成孔速度及填料方法，达到土体密实时的密实电流、填料量和留 中的钢筋；２）应力扩散和均布作用，这主要针对软弱土层比较厚 的情况，即桩体不打到相对硬层，复合地基主要起垫层的作用，垫 振时间（称为施工工艺的三要素）。一般控制标准是：密实电流不 小于５０ Ａ；填料量为每ｒｎ桩长不小于０．６ ｍ３，且每次搅拌量控制 层将荷载引起的应力向周围横向扩散，使应力分布趋于均匀，从 而提高地基整体的承载力、减少沉降量。 在０．２ ｍ３～０．３５ ｍ３；留振时间３０ ｓ～６０ ｓ。 ２）施工顺序：应从外围或两侧向中间进行，如碎石桩间距较 ２桩体设计 大，亦可逐排进行，以挤密为主的碎石桩同一排应间隔进行。 ２．１一般原则 ３）施工工序：定位一成孔一清孔一填料一振实。启动水泵和 １）处理范围：应大于基底面积，对于一般地基，在基础外缘宜 振冲器，水压可用４００ ｋＰａ￣６００ ｋＰａ（对于较硬土层应取上限，对 扩大１排～２排桩，对可液化地基，在基础外缘应扩大２排～４排 于软土取下限），水量可用２００ Ｌ／ｍｉｎ～４００ Ｌ／ｍｉｎ，使振冲器徐徐 桩。２）桩位布置：对大面积满堂处理，宜用等边三角形布置；对于 沉入土中，直至达到设计处理深度以上０．３ ｍ～０．５ ｒｎ。如土中夹 或条形基础，宜用正方形、矩形或等腰三角形布置。３）桩的 有硬层时，应适当进行扩孔，即在硬层中将振冲器往复上下多次， 间距：应根据荷载大小和原土的抗剪强度确定，一般取１．５ ｍ～ 使孔径扩大，以便于填料。因在粘性土层中成孔，泥浆水太稠，使 ２．５ ｒｎ，对荷载大、原土强度低或桩末端达相对硬层的短桩宜取小 填料速度缓慢，因此在成孔后，应停留１ ｍｉｎ～２ ｍｉｎ清孔，以便于 值，反之宜取大的间距。４）桩长的确定：当地基中的松散土层厚 回水将稠泥浆带出地面，以降低孔内泥浆密度。填料宜“少吃多 度不大时，可穿透整个松散土层；当厚度较大时，应按建筑物地基 餐”，每次往孔内倒入填料数量，约为堆积在孔内０．８ ｒｎ高，然后 的变形允许值和不小于最危险滑动地面的深度来确定，一般桩长 用振冲器振密后继续加料。 不宜短于４ ｒｎ。对于液化砂层，桩长应穿透可液化层。５）桩的直 在强度很低的软土地基施工中，则要用“先护壁，后制桩”的 径：可按每根桩所用的填料计算，一般为０．８ ｍ～１．２ ｒｎ，对饱和 施工方法，即在振冲开孔到达第一层软弱层时，加些填料进行初 粘性土地基宜选用较大的直径。６）垫层：在碎石桩顶面应铺设一 步挤振，将填料挤到此层软弱层周围以加固孔壁，接着再用同样 层２００ ｎｑ．ｉｎ￣５００ ｉＴＩ１ＴＩ厚的碎石垫层，满布于基底并予以压实，起 方法处理以下第二层、第三层软弱层，直到加固深度。 扩散应力和排水的作用。 ４）打碎石桩地基表面会产生松动或隆起，碎石桩施工标高要 ２．２设计计算 比基础底面高１ ｍ～２ ｒｎ，以便在开挖基坑时消除表层松土；如基 收稿日期：２００７—０４—０２ 作者简介：吴映丰（１９７４一），男，工程师，广东省汕头市达濠建筑总公司，广东汕头５１５０７３ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・１２４・ 第３３卷第２ｌ期 ２ ０ ０ ７年７月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥ ＵＲＩ Ｖ０ｌ＿３３ Ｎｏ．２１ Ｊｕ１． ２００７ 文章编号：１００９—６８２５（２００７）２１—０１２４—０２ ＣＦＧ桩联合振冲碎石桩复合地基的应用 刘华明 陈菊红 摘要：根据ＣＦＧ桩复合地基和振冲碎石桩复合地基的承载机理和特性，提出了将两者结合应用的复合地基，结合工程 实例，通过现场原位试验，证明了它的应用价值。 关键词：ＣＦＧ桩，振冲碎石桩，复合地基 中图分类号：ＴＵ４７３．１ 文献标识码：Ａ 随着工程建设的飞速发展，地基处理手段也日趋多样化。实 碎石桩复合地基是散体材料复合地基的代表，由于碎石桩承 际工程中，很多情况下采用一种处理方法就满足设计要求，但有 载力取决于桩侧土所能提供的侧限力，碎石桩单桩承载力不大， 时只用一种处理方法，加固效果并不能令人满意，此时就须两种 但其具有较好的抗液化性能，在地震荷载作用下，孔隙水可以沿 甚至两种以上的处理方法联合使用。本工程应用ＣＦＧ桩和振冲 桩体排出，有利于消除液化。 碎石桩复合地基，充分发挥了ＣＦＧ桩的高承载力性能和振冲碎 如果建筑物荷载较大时，除了要消除地基的液化外，还要求 石桩的抗液化性能，并通过褥垫层的设置发挥桩问土的承载力。 承载力有大幅度的提高。这种情况下可采用碎石桩和ＣＦｌＧ桩联 １基本原理 、 合使用。 ＣＦＧ桩复合地基粘结强度桩是复合地基的代表，目前多用于 复合地基设计中，基础与桩和桩间土之间设置一定厚度的褥 复合地基 高层和超高层建筑中。ＣＦＧ桩复合地基由于桩的作用使复合地 垫层，是复合地基的一个核心技术。若不设置褥垫层，承载特性与桩基础相似，桩问土承载能力难以发挥，不能成为复 基承载力提高，变形减少，再加上ＣＦＧ桩不配筋，桩体利用工业 合地基。 废料粉煤灰作为掺合料，大大降低了工程造价，其发展前景广阔。 坑底仍不够密实，可辅以人工夯实或机械碾压。 不小于２０ ｋＰａ的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基，如果 ５）填料可用坚硬不受侵蚀影响的碎石、卵石、角砾、圆砾、矿 桩周土的强度过低，则难以形成桩体，不适于地下水位较高、土质 渣以及砾砂、粗砂、中砂等；粗骨料粒径以２０ ｎｌｌＴｌ～５０ ｍｍ较合 松散易塌方和含有大块石等障碍物的土层中使用。 适，最大粒径不宜大于８０ ｍｍ，含泥量不宜大于５％，不得含有杂 质、土块和已风化的石子。 对于海滨城市，地质大多存在着深厚的软弱土层，特别是沿 海地带多为海水及风扬作用造成的砂洲或人工填土，地质物理性 ４应用实例 质、力学性质极差。随着经济的发展，越来越多的多层建筑物建 其造价高、经济效益 汕头市华南矢崎汽车配件厂宿舍楼、办公楼、仓库地基加固 在软土地基上，以往采用的预制桩、钻孔桩，差。因此，适当的采用碎石桩改良加固地基，将起到事半功倍的 工程。宿舍楼为五层钢筋混凝土框架结构，底层面积１６ ｍ× 效果。当然，在应用决策时，应对工程地质、水质条件、结构情况、 １８ ｍ，办公楼、仓库为二层框架结构，办公楼底层面积２０ ｍ×９０ ｍ， 然后才能做出 仓库底层面积３５ ｍＸ ７２ ｍ，地貌属于滨海海水及风扬作用造成的 变形允许值、造价、施工影响等因素进行综合分析， 砂堤或砂洲，地形开阔平坦。其中，宿舍楼建筑场地原为旱耕地 合适的加固方案。参考文献： 及局部水塘，后回填粉细砂而成；办公楼场地为滨海防风固砂林 ［１］江正荣．建筑施工工程师手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版 场平整形成；仓库原以水塘为主，后回填粉细砂而成。地基土承 载力标准值均为８０ ｋＰａ，设计地基承载力标准值１４０ ｋＰａ，均采用 社．１９９２．２］地基处理手册编写委员会．地基处理手册［Ｍ］，北京：中国建 条形基础。在地基处理中，采用碎石桩对软弱土层进行置换挤 ［密，碎石桩径为８００ ｍｎ１，桩长４，５ ｍ。经场区桩间土检测，地基承 筑工业出版社，１９８８． 载力标准值为 ＞１４０ ｋＰａ，满足设计要求。 ［３］叶书麟，韩杰．地基处理与托换技术［Ｍ］，北京：中国建筑工 ５体会及建议 碎石桩改良加固地基这种方法，适于处理不排水、抗剪强度 业出版社．１９９４． ［４］ＪＧＪ ７９—９１，建筑地基处理技术规范［Ｓ］． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｂｒｉｓ ｐｉｌｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｓｏｆｔ－ｂａｓｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 、ＶＵ Ｙｉｎｇ－ｆｅｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｏｆｔ—ｂａｓｅ ｄｅｂｒｉｓ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ ｃｒａｆｔｓ，ｂｒｉｎｇｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｓｉｍｐｌｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｒｏｊｅｃｔ，ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｅ— ｃｏｎｏｍｉｃ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｓｏｆｔ—ｂａｓｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂａｓｅ，ｄｅｂｒ￣ｐｉｌｅ，ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｐｒｏｊｅｃｔ 收稿日期：２００７—０３－２１ 作者简介：刘华明（１９７１一），男，助理工程师，山西省第三地质工程勘察院，山西晋中陈菊红（１９７３一），女，助理工程师，山西省第三地质工程勘察院，山西晋中０３０６２０ ０３０６２０
