强夯置换碎石

本文格式为Word版，下载可任意编辑——强夯置换碎石细砂碎石液化层中

强夯碎石桩法是处理薄弱地基土―更加是软松散的粉细砂土层的有效施工方法。本文通过概括的施工和检测实例，介绍该施工法在变更细砂状态、提高细砂强度、消释细砂液化等方面的效果和作用。

强夯碎石桩；复合地基；试验检测；承载力标准值；变形；液化

1前言

在社会和经济进展规模不断扩展的今天，城市的功能与规模也随着不断扩大，大量根基施工或创办工程因受多种因素制约，不得不在岩土工程条件差的建筑场地上举行施工建议，因此，使用合理而科学的方法抑制或消释不利岩土工程条件对创办工程带来和造成的危害，保证创办工程正常施工和安好使用，成为岩土工面临的课题。针对各种不利岩土工程条件，抓住其中的主要不利因素，选择既科学安好又经济适用的施工方法，完全可以降低或消释不利地质条件对工程带来的危害。

2工程概况

海警某支队综合办公楼，拟建在某渔港码头内，楼距海岸线直线距离仅100m左右。该楼为弧形建筑物，框架布局，正面主楼7层，两侧6层，半地下室1层，东西后楼4层，纵向柱距7.20m，横向柱距8.70m，筏板根基。场地工程地质概况如下：

地面单元为海积坡地，后经人工回填改造成陆地，西部为海，东部为剥蚀低丘，地势北高南低，相对高差2.46m。地层自上而下为：

2.1素填土：灰――褐色，干――稍湿，松散，由碎石、粉土构成，厚度0.70―3.70m。

2.2含淤泥细砂：第四系海洋沉积物，灰――黑色，饱和，松散，含少量贝壳碎片，层厚2.40―4.30m，标准贯入试验确定fk=70kPa,为液化层，液化势中等――严重。

2.3页岩与灰岩互层：页岩承载力标准值fk=300kPa,灰岩承载力标准值fk=1500kPa,埋深4.50―5.80m。

地下水：埋深2―2.50m，与海水相连系，水位随潮汐而变化。

该楼根基原设计为人工挖孔桩，施工开挖2m后由于地下水位高，且与海水潮汐相连系，降水困难而无法下挖施工，后欲改设计为打入式预制桩，又因顾虑上伏笼罩层较薄，且为新近沉积的含泥细砂，砂层松散，强度低，仅为70kPa,又存在严重液化的问题，难以保障桩身的水平稳定性。

根据场地的地质和水文条件，结合施工地处渔港码头的环境条件，采用干式作业强夯碎石桩法对场地的细砂层举行加固处理，使之成为复合地基，且使施工后的场地复合地基承载力标准值达成设计所需要的fk=180kPa的设计要求。

3强夯碎石桩的设计与施工

依据场地地质条件，结合主体上部布局和设计的要求，强夯碎石桩设计为每柱下均布设一根强夯碎石桩，柱间插点，桩点间距为2.80―4.20m，布桩形式为矩形，碎石置换率m≥0.30,按照fspk=mfpk+(1-m)fsk公式计算，方能使复合地基承载力标准值达成设计180kPa的要求。

强夯碎石桩施工机具采用500kN履带吊车，夯锤采用130kN仿锤形柱锤，锤底面积1.0�，锤高2m，腰部最大直径1.20m，夯锤落距18m，单击夯击能不小于2000kNm，每桩施工时先用柱锤夯出深2m，直径约为1.50m的桩孔，用级配碎石将桩孔填满后，再将柱锤对准桩位夯击，循环如此，直到结果两击柱锤的贯入度均小于5�为止，每桩平均夯击20击，造出的碎石桩桩长为3.80―4.50m，直径均不小于2m，碎石桩施工终止后，对全场举行满夯，满夯单击能量为1000kNm，每点2点。

正式施工前，先在场地西南角选择一块面积为14.40×11.70m的试夯区，布设桩点25个举行试夯。试夯中观测记录贯入度，并对桩点绘制出击数―夯沉量曲线，用以确定强夯施工工艺参数。试夯后立刻用重型动力触探对碎石桩桩身和桩间土举行初步原位测试，测试结果说明试夯达成预期的施工设计，加固处理后的复合地基的强度能得志设计要求。

4复合地基质量检测及成果分析

4.1检测内容及方法

4.1.1检测内容：

（1）强夯碎石桩复合地基承载力标准值fspk，是否达成180kPa；

（2）检查地基的不平匀状况；

（3）对建筑的适合性及细砂液化作出评价。

4.1.2检测方法：

（1）做一组原位载荷试验（3个），用以确定地基表层桩间土承载力标准值和变形模量；

（2）做16孔重型动力触探试验，用以检测建筑范围内强夯碎石桩复合地基承载力标准值fsk沿深度的分布状况；

（3）在东西侧楼桩间土做两孔6组标准值贯入试验，用以鉴别强夯碎石桩法对细砂液化的效果如何。

4.1.3载荷试验：

载荷试验点均在桩间土举行，圆型承压板直径b=564�,面积0.25�，载荷分8级施加，最大荷载加至400kPa。

载荷强度P与压板下沉变形S的关系曲线。取比例界限之相对载荷强度作为承载力根本值f0，因3个试验f0相差小于60kPa，所以取三个试验f0的平均值作为地基表层承载力标准值fsk。

4.1.4重型动力触探试验：

动力触探试验点的位置尽量合理地平匀分布，16个试验点有7个分布在碎石桩桩身中，有9个分布在桩间土。每个试验点动探也均连续试验，全部打至底部基岩。

对各动探孔试验击数N63.5沿孔深Z的分布状况举行统计，必要时分层统计整理。得出试验平均击数N63.5标准差s和变异系数δ。试验击数大于25击/10�者那么按25击/10�举行统计。试验击数统计成果见表。

根据以上统计数据推算相当于稳当度为0.95（风险率0.05）时的试验击数标准值，考虑土的不平匀性，再乘以0.60～0.0的不平匀折减系数，得出各类强夯处理地基的承载力标准值fsk（fsk＞350kPa者取350kPa）。根据变形模量E0与承载力标准值fsk的相关性，由《岩土工程手册》表5-5-21查出相应不同fsk值的变形模量E0。桩间土细砂的变形模量E0取13MPa，压缩模量Es取17.5MPa。

4.1.5标准贯入试验：

本次试验做了两孔12个标准贯入试验，用以判定强夯碎石桩处理细砂层后的液化状况，标贯试验击数N在17～45击/30�之间，多数击数在25击左右，均远大于液化临界击数Ncr=8击。

4.2检测成果分析

4.2.1复合地基承载力标准值fspk。根据强夯施工终止后基槽开挖的实际处境来看，每根碎石桩的断面直径均大于2m，断面面积不小于3�，一根碎石桩按设计操纵基底面积为10�，碎石桩置换率不小于0.30；桩间土承载力标准值fsk=180kPa；碎石桩承载力标准值fpk=500kPa，那么复合地基承载力标准值按下式计算：

fspk=mfpk+(1-m)fsk

得fspk=275kPa,大于180kPa的设计要求。

4.2.2复合地基的变形验算。碎石桩复合地基压缩模量Esp=〔1+m(n-1)〕Es,当应力比n=2.78时，Esp=26.8Mpa。鉴于基底以下受压层厚度不大（4.50-5.20m），基底压力P0=180kPa较低，压缩模量Esp较大，所以复合地基沉降变形较小（10mm以内），而且在施工期内大都完成，根基倾斜变形大小于允许值0.002。

4.2.3细砂场地土液化判别。本次标贯试验击数N=17-45击/30cm，而且多数击数在25击左右，均大于判别液化临界击数Ncr=8击的数值，所以经过强夯碎石桩处理后的细砂层土质变密实，透水途径增加，使细砂层在7度烈度地震作用下变为不液化土层。

5结论

采用强夯碎石桩法对本场地的细砂层举行处理加固后，经多种手段检测证明，该方法是提高细砂层强度，消释其液化的有效方法，它使得该细砂层状态得到明显的改善，完全得志了设计方和建筑物对场地地基土的需要，因此就此项工程而言可以得出如下结论。

5.1经强夯碎石桩法加固处理后，场地细砂层由松散变为中―密实，密实度增加，土层强度得到很大提高，其承载力标准值由强夯前的70kPa提高到180kPa。

5.2强夯碎石桩处理加固细砂后，形成的复合地基的压缩模量Esp值得到较大提高，根基的沉降变形量小，根基倾斜变形也明显小于允许值0.002，根基地基变形均在允许范围之内，且在施工期已大都完成，所以在变形方面是安好的。

5.3经强夯碎石桩处理的细砂层，细砂土质变密，碎石桩身更成为良好的透水途径，因此，其抗地震液化的才能大为提高，使细砂由原本液化中等―严重，转变为不液化，彻底消释了细砂层在地震发生时