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岩土研究院

振动沉管碎石桩联合强夯处理多层住宅下可液化地基

335 2022-05-25 09:30:08

(一)工程地质概况

该造纸总厂 7幢 6层的条形基础砖混结构住宅楼,位于大凌河东岸冲积形成的河滩上,地势平坦,相对高差仅1.04m。根据地质勘探资料,场区内自上而下地质构造分别为∶


(1)杂填土;由粘性土夹碎石、砖块、生活垃圾组成,稍湿、稍密,层厚0.5~1.0m,地基承载力标准值fk=150kPa,标准贯入击数 3~6击,平均 4击。


(2)粉土;黄褐色,含植物根系,稍湿,层厚0.4~1.7m,地基承载力标准值fk=160kPa;标准贯人击数平均5击。


(3)粉细砂;浅黄色,以石英长石为主,稍密~中密,湿~饱和,层厚1.2~5.5m,地基承载力标准值f,=120kPa,标准贯入击数平均6击。


(4)圆砾;由结晶岩组成,稍密~中密,分选性差,磨圆度较好,部分地段充填少量粘性土,埋深5.0~7.0m,地基承载力标准值f,=200kPa。


场地为 7度地震烈度区,地下水静水位面在地表下 3.。03~5.00m。场地内埋藏的饱和粉、细砂具有液化的可能性,而且根据上部结构的设计要求,地基承载力标准值不得小于180kPa。因此,地基必须进行加固处理,以满足承载力和消除液化的要求。


(二)地基加固方案

根据上部结构对地基承载力的要求和场地土的情况。初步决定采用振动挤密桩加固方案,以穿透可液化的砂土层,对砂土进行挤密和预振。在1 号住宅楼的条形基础下沿基础轴线及两侧按梅花形布设桩距为0.8~1.3m、长5.0~8.2m、直径为350mm 的碎石桩,共三排。施工结束后,经现场原位检测,效果良好,但工期过长,影响了建筑物的竣工使用。为此,需采用其他更为合理的地基处理方案,以加快工程进度。


经综合分析认为,采用强夯加碎石桩的方案,利用强夯的巨大冲击能量,使土体振动液化;利用碎石桩的排水作用,迅速将强夯时挤出的土体的气体和水排出土体,迅速使土体固结;同时振动沉管挤密碎石桩对深层饱和砂土的振动挤密作用也可弥补强夯影响深度不足的缺点,因而决定在 2~7号楼改用振动沉管挤密碎石桩与强夯进行综合处理、碎石桩沿基础轴线单排布置。桩距 0.9~1.2m,布桩方案见图7~68,桩长根据下卧饱和砂层的埋深而定,一般为5.0~8.2m,桩径φ350,共布桩1471 根。碎石桩采用DZ-40(30)型振动沉管打桩机进行施工,桩尖为四瓣活瓣桩尖。拔管速度为1~1.2m/min,每提升0.5~1.0m 反插一次,并留振 30s。填料采用级配碎石,粒径 5~40mm、每米填料量控制在 0.8m³左右,充盈系数为1.1~1.2。


在碎石桩施工结束后,进行强夯。强夯采用高能点夯和低能满夯各一遍,夯击参数见表7-64,强夯采用逐排向一边推进的方式夯击。


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夯击加固施工前,为了消除夯击振波对周围已有民房的不利影响,在施工现场周围挖了宽 0.8m,深 2.0m 的隔振沟,经施工实测沟外振动很小,有效防止了强夯对周围居民的影响。


(三)地基处理效果

经碎石桩和强夯处理后,分别在加固场地随机抽样进行了标准贯入试验、动力(Ⅱ)型贯入试验和静载试验,试验结果见表 7-65。由试验可见,经碎石桩和强夯加固后,场地土内可液化土层的液化势完全消除,见图7-69;加固后地基承载力大大提高,其中杂填土的桩间土平均值为200kPa,桩身的平均值为374kPa。而埋深2.5~5.5m的砂层内,桩间土的平均值为 274kPa,桩身的平均值为 453kPa,远远大于上部结构对场地土的设计要求。三组复合地基载荷试验的结果也表明,复合地基承载力基本值均大于196kPa,满足了加固要求。


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采用沿轴线单排布置沉管挤密碎石桩并辅以强夯加固本工程可液化场地土,不仅弥补了单种加固法的不足,而且缩短了地基处理的工期约40%,加快了施工进度,节约了30%以上的地基处理费用,同时由加固后原位试验结果可见,综合处理方案较单一处理方案地基加固效果更好。