沉管砂桩处理水工程复杂不良地基实践

沉管砂桩处理水工程复杂不良地基实践王先忠目录2加固机理3工艺选取4现场试验施工5施工检测和监测情况6结论与建议1前言1前言沉管砂桩在国内外已得到广泛应用，在处理砂土及填土地基的挤密、振密时效果比较显著水工程处理中，沉管砂桩多应用于：砂土挤密液化处理、软土排水置换处理，不宜应用于黏性土承载力的提高。以河南省出山店水库工程为例，谈谈沉管砂桩处理水工程复杂不良地基实践。河南省水利勘测有限公司前言该工程，Ⅰ级阶地土薄砂厚、土砂间及砂层中夹软土层（随机性）；Ⅱ级阶地土厚砂薄、土层含水率较高，地基地质条件复杂。场区适宜砂桩的料源丰富。河南省水利勘测有限公司前言Ⅰ级阶地Ⅱ级阶地采用沉管砂桩，处理了Ⅰ级阶地饱和砂土地震液化问题、地基软土稳定问题，加速了Ⅱ级阶地厚层高含水率黏性土排水固结沉降，均衡了Ⅰ、Ⅱ级阶地坝基不均匀沉陷问题。河南省水利勘测有限公司前言Ⅰ级阶地Ⅱ级阶地加固机理2渗透系数在10-7cm/s下，坝基土的固结度5a仍不到50%河南省水利勘测有限公司在水工程地基加固机理砂的挤密作用软土的排水与置换作用高含水率黏性土的排水固结与置换作用Ⅰ级阶地Ⅱ级阶地加密、振密桩体本身强度大振动、挤压桩周砂土结构强度、密实度提高桩体透水好排水固结改善软土性质桩体置换复核地基桩体透水好加速排水固结桩体置换复核地基减小沉降工艺选取3振冲法地表为黏性土，地表水导排较困难。水冲，易造成泥浆污染场地不整洁，施工文明程度低。螺旋钻成孔锤击法需运输安置成孔时带出孔内砂土。地下水埋藏较浅，桩体质量难以保证。仅起置换，无挤密。静压法场区的地耐力较高，所需的压桩应力较大。沉桩较慢，移动较慢，效率较低。因挤密作用，地面隆起0.445～0.530m。振动沉管法无须用水，能保证场地整洁。进行加密、振密处理，保证桩体本身强度大，无视地下水埋藏浅深。通过振动、挤压，使桩周砂土结构强度、密实度提高。移动较快捷，效率稍高。因挤密作用，地面隆起0.445～0.530m。施工现场试验经综合比较后，挤密砂桩施工工艺采用振动沉管法。现场试验施工4.1：成桩机技术参数选择4.2：Ⅱ级阶地段砂桩桩间距选择4.3：Ⅰ级阶地段砂桩桩间距选择4河南省水利勘测有限公司桩体填砂料：采用中粗砂，含泥量不大于5%，不均匀系数小于5，曲率系数在1~3之间。场区附近有丰富料源。沉管砂桩桩径500mm，选择1.5、2.0、2.5m共3种间距进行现场试验Ⅱ级阶地段桩长：穿上部高含水率黏性土进入下部砂、砾中不小于1.0m，约10m。Ⅰ级阶地段桩长：清除表层耕植土不少于50cm后，桩长10m。桩体要求：采用重型动力触探进行检测，其中2.0m以上击数不小于5，2.0m以下击数不小于7施工工序：采用行内、行间跳打，从两侧向中间进行河南省水利勘测有限公司成桩机技术参数选择现场试验和施工拟采用锤击振动沉管式砂桩机，型号为DZ-110KS/DZ-90KS。在沉管时端部钢制活瓣桩尖呈闭合状态振动、挤密，边振动边匀速提升钢管时活瓣张开下料，每提升1.0m留振15s，灌砂量充盈系数控制在1.2～1.4之间，如此反复直至桩管全部拔出。成桩后检测成果表明：2.0m以上重型动力触探击数均大于5，2.0m以下重型动力触探修正击数均大于7，随着深度的增加锤击数呈离散性增加，成桩机技术参数满足要求。河南省水利勘测有限公司Ⅱ级阶地段砂桩桩间距选择Ⅱ级阶地段厚层高含水率黏性土中，沉管砂桩主要起加速固结排水的作用，结合部分置换，减少坝体填筑后坝基沉降。现场试验期间，对桩间土进行成桩前后静力触探试验，选择合适的桩间距后，进行模拟坝体填筑载荷试验河南省水利勘测有限公司深度/m成桩前成桩后qc差值/MPafs差值/MPaqc/MPafs/MPaqc/MPafs/MPa4.51.350.0240.530.0020.820.0224.61.400.0310.570.0020.830.0294.71.530.0300.630.0030.900.0274.81.450.0400.690.0030.760.0374.91.040.0350.780.0030.260.0325.00.940.0210.770.0020.170.019成桩前后桩间土静力触探试验结果对比（1.5m桩间距）在沉管砂桩成桩振动挤密过程中，桩周土受到一定的扰动破坏，其中1.5m间距的减少量最大。河南省水利勘测有限公司成桩前后桩间土静力触探试验结果对比（2.0m桩间距）深度/m成桩前成桩后qc差值/MPafs差值/MPaqc/MPafs/MPaqc/MPafs/MPa4.50.880.0110.700.0020.180.0094.60.940.0120.690.0010.250.0114.70.900.0120.670.0020.230.0104.80.900.0120.680.0010.220.0114.91.010.0120.790.0010.220.0115.01.100.0120.820.0020.280.010在沉管砂桩成桩振动挤密过程中，桩周土受到一定的扰动破坏，其中2.0m间距的减少量相对较小河南负省水酷利勘咱测有绸限公拨司成桩前康后桩疼间土索静力造触探杠试验寺结果番对比（2.努5m桩间励距）深度/m成桩前成桩后qc差值/MPafs差值/MPaqc/MPafs/MPaqc/MPafs/MPa4.50.870.0140.530.0030.340.0114.60.820.0180.660.0030.160.0154.70.930.0150.760.0070.170.0084.80.920.0170.740.0110.180.0064.90.990.0180.760.0110.230.0075.01.020.0150.780.0130.240.002在沉管截砂桩成崖桩振动述挤密过雀程中，桩周蜘土受到一定丛的扰继动破培坏，其中2.5m间距的声减少量相对较小，且汽与2.0m间距的落减少量相近。河南祥省水尿利勘量测有哑限公劈燕司经比选寸：选取2.鞋0谷m作为Ⅱ塘级阶地菊段厚层述高含水盛率黏性磨土沉管级砂桩桩间距。经现场模拟载森荷试验，进浴行计算反演分析沉管砂泉桩以土桩径0.5弓m、桩撤间距2.嘱0饿m的施工启工艺地援基处理填后，Ⅱ级阶地旷段厚层羡高含水奇率黏性地基秘土在岩完工1梢a后固佳结度毯可以次达到80兴%以上鞭，且迅固结如度达嫩到95妹%以上大狗约需要2帖a，有效炕地降低碍了高含水轰率黏性灯土的工宅后沉降融，缩短出了其固控结时间。河南像省水手利勘扑测有塘限公露司Ⅰ级阶地段肺砂桩桩祥间距选猛择Ⅰ级阶地段处理蓝液化为牧主，辅丽以排水固结疏软土愁，故尘以处可理砂肾土液咸化为壁主要款控制球指标。现场袖试验期间，晒对桩间避土进行猛成桩前我后标准闻贯入试狼验，选艰择合适冈的桩间距。河南微省水和利勘述测有发限公编司1.5格m和2.0蚊m桩间距疗下成桩趣前后桩芝间土标且准贯入栋试验结呆果对比深度/m成桩前N＇成桩后N＇1.5m桩间距2.0m桩间距3.01116144.01016165.01121206.01723217.0133424标准贯入击谎数增加蛙量稍大赖，但两币者数量朋上差别已较小，幻玉说明在茶该砂层置中，桩照间距1.散5许m和2.肠0啦m的沉管纺砂桩所毅起的挤依密作用素基本相同。桩间距1.5钳m和2.班0拔m下桩间何砂土在雷深度3~4暑m处仍存达在液化架问题。河南积省水暮利勘因测有缎限公滋司增设4.归0踩m压重平销台后桩先间距1.5塘m和2.纽奉0苏m下桩间导砂土液境化判别ds/m无压重平台下N＇4.0m压重平台下NNcr比较液化判别1.5m桩间距2.0m桩间距1.5m桩间距2.0m桩间距7.0161411.410.09.6N＞Ncr不液化8.0161611.811.810.2N＞Ncr不液化9.0212015.915.110.8N＞Ncr不液化若调小贴间距，战邻桩间年的振动锤影响越反大，施蔬工难度帖增大，句从而难屿以解决许上部砂狂性土的浓液化问冠题。综合毁分析峡采取痕上部增设4.乐0示m压重平台处理。经比茶选：选取2.0张m作为Ⅰ级阶地段处理订液化魄问题广的沉管砂桩肯桩间距。施工渣检测吸和监笋测情氏况5河南省救水利勘土测有限鼠公司施工完吃成后，颠淮河流特域水工早程质量勺检测中典心对沉斩管砂桩垮进行了语处理效骨果检测否，结论退为：采用振动敢沉管竭法进良行坝逮基处飞理后熄，其跨砂桩涉桩体品质量拜满足营设计刺要求示，桩奴间砂冶层进舌行液财化判届别时斗为不排液化类地层垦，达呢到了意防止项坝基填液化攻的目强的。河南省皱水利勘芝测有限金公司南京水智利科学借研究院监遭测坝基资愿料：在沉管砂鞠桩处理皇后，Ⅱ级阶地始段坝基储总沉降女量10.校11cm，Ⅰ级阶地股段坝基笨总沉降代量12盘.2缩慧6cm。Ⅰ、Ⅱ君级阶睛地段最坝基含沉降痒仅差2.1消5cm左右，妻坝基不工均匀沉旋陷问题洗得到了核良好的处理河南堤省水璃利勘堡测有倘限公独司2+200断面沉降南京踩水利闲科学粪研究宁院监测坝体辟资料：Ⅱ级阶地段坝体总他沉降域量11次.2辜2扯cm（黏坝土心侍墙）单，坝翁体沉廊降目学前已钱趋于食稳定杨；Ⅰ级阶腾地段坝体总替沉降糊量11极.3酿4妄cm（黏土机心墙）反，坝体蒸沉降目燥前已趋凤于稳定结论与肢建议6河南省所水利勘雅测有限勿公司1沉管砂哪桩在水工卷程地阅基处悟理中，桩体逮透水痒性良希好，排水固结辅拣以置换作用加肉速了高含陆水率黏披性土和缠砂层中杨软土的丈固结排毛水，加速了高含水古率黏若性土固结础时间恨，减少了坝体隔填筑后全的坝基沉降。2沉管