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岩土研究院

挤密碎石桩处理粉土和粉质粘土地基加固工程

341 2022-04-24 15:55:43

工程概况

轻工业部管理干部学院位干河北省固安县。扩建工程包括教学楼、礼堂、水塔、托儿所、中小学、宿舍楼等大小十个项目。上部结构设计要求处理后的地基承载力标准值大于180kPa,并消除 7 度地震时地基产生液化的可能性。1986 年中国化学工重型机械化公司会同轻工业部设计院、冶金工业部建筑研究总院、建设部综合勘察院,在试验的基础上确定了采用振动沉管挤密碎石桩加固地基的方集。共打碎石桩 6474根,累计 48602 延长米。经检测,处理结果满足设计要求。

工程地质条件

工程场地位于永定河冲积平原。为永定河河漫相第四纪新近沉积。地震烈度为7度,地下水位埋深 1.35~5.68m,土层主要为粉土、粉质粘土,部分地区有粉砂和粘土夹层,南北两区工程地质剖面图如图5-2和图5-3所示。南北两区各层土的物理力学指标如表5-1和表5-2所示。液化判别表明北区地下—4.20~一11.40m处粉土为可液化土,液化指数P1=17.91;南区地表下一2.5~一11.48m处的粉主和粉砂为可液化土层。PL=12.66。液化等级为Ⅱ级。

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设计计算

桩径∶采用 φ325mm 套管成孔,成桩直径为 400mm。

桩长;根据《建筑抗震设计规范》(GBJ11—89)的规定及消除产生液化可能性的加固目的,确定桩长为8m。

桩距∶本工程桩距选择主要由抗液化要求控制,主要采用以下两种方法选择桩距,方法一∶现场标贯试验确定∶选择不同桩距作试验,检测桩间土的标贯击数,按《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)液化判别公式选择适宜的桩距。

方法二;现场振动孔压试验确定;通过自由场及试验区不同桩距加固区桩间土在同一振源作用下振动孔隙水压力的测试结果对比及相应的分析研究来选择桩距。

本工程采用的桩距为1.00~1.60m。加固范围为基础边缘外增加 2 排桩。

布桩形式依建筑物不同而定。如教学楼采用正方形布桩,桩距为1.00m;宿舍楼采用梅花形布桩。桩距为1.40m;水塔为同心圆辐射布桩,愈接近中心,桩距愈小、依次为1。13m,1.12m、1.10m、1.03m、1.01m、1.00m 等。布桩示意如图5-4。

碎石填料为河卵石成砾石,规格为 30~50mm。且含泥量小于 5%。碎石填冲量按0.17m8/m 考虑。

施工方法

施工机具采用DZ30型振动沉拔桩架,振动体为 DZ18000 型沉拨桩机激震器,激振力

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为 280kN,电机为 45kW (北区为 90kW)、频率为12Hz。套管端部有斜度为 60°的四瓣活瓣桩尖。施工时,先将桩管下部的活瓣闭合对准桩位,在沉拔桩锤激振器的振动下,使桩管沉入到设计深度,加料设备通过料斗向桩管内灌人碎石,然后边振边灌边提桩管到地面,就形成了一根密实的碎石桩体。

对于正方形布桩的工程采用排孔法施工;对干梅花形(三角形)布桩的工程采用跳打法施工;对于圆形布桩的工程采用围幕法施工。

质量检验

地基处理施工完 45天后。分别采用标准贯人试验、轻型触探试验、室内土工试验、静载试验等方法,对加固效果进行了检验。

一、室内土工试验

以教学楼、礼堂为例,主要加固层粉土地基处理前后的物理力学指标如表5-3 所示。由表可知;加固后地基土的物理力学性质有较大的改善,天然含水量和液性指数普遍降低。

二、标准贯入试验

桩贯试验在桩间土进行。以中小学为例,加固前后的标贯击数 Ns83.5如表 5-4。地基加固后,桩间土的标贯击数比加固前有明显的提高。

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