振冲碎石桩实践中有关技术问题浅析论文.docVIP

PAGE PAGE 1 振冲碎石桩实践中有关技术问题的探讨 河北建设勘察研究院有限公司 吴立春 刘金龙 一、前言 振冲法地基处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基，振冲碎石桩加固软弱土地基具有施工速度快、工期短、工艺简单、操作简便、成本低等优点，近年来广泛应用于火力发电厂、高速公路路基、工业及民用建筑等软土地基，并取得了良好的处理效果和经济效益。 随着我国经济建设的开展，基础设施建设规模越来越大，对地基处理的要求越来越高，向超深、超大直径方向发展，例如一般火力发电厂300MW机组的冷却塔底面积约为4000m2，设计要求地基承载力200～250Kpa，而600MW机组的冷却塔底面积则约9000m2，设计要求地基承载力300～350 Kpa，甚至更高，因此现在振冲法地基处理向大功率方向发展，传统30KW的振冲器处理地基已无法满足要求，而更多的使用75KW振冲器或125KW振冲器，如某工程使用125KW振冲器制桩，桩径达1.5m，桩长达 振冲碎石桩作为一种传统的地基处理方法，已在很多地区广泛推广应用，但在我国的发展状况来看无论在设计方面，还是在施工和检测方面都存在一些问题，笔者从事了多个工程的振冲碎石桩处理地基的设计和施工工作，提出几个问题和同行们共同探讨，加以解决。 二、振冲碎石桩加固机理 振冲器是振冲法施工中的特制机具。振冲碎石桩是指通过高压水冲和振冲器的水平振动力的作用，在软弱地基中形成桩孔，再向桩孔内逐段填入碎石，并利用振冲器产生水平向振动力振挤填料及周围土体，并逐段振密在地基中形成一根密实的桩柱体，和原地基土形成复合地基，并通过桩体与桩周土相互作用共同承担上部荷载，从而达到提高地基承载力，减少沉降量，提高抗震液化能力，增加地基稳定性以及消除湿陷性黄土的湿陷性等作用。 三、振冲碎石桩设计中存在的问题 ⒈桩土面积比问题 振冲碎石桩复合地基承载力标准值应按现场复合地基载荷试验确定，也可用单桩和桩间土的荷载试验，按下式确定： fsp，k=acfp，k+（1-ac）fs，k 式中：fsp，k--复合地基承载力标准值（KPa）； fp，k--桩体的承载力标准值（KPa）； fs，k--桩土间的承载力标准值（KPa）； ac--面积置换率或桩土面积比。 对二级建筑物如无现场载荷试验资料时，复合地基承载力标准值可按下式计算： fδp，k=[1+ ac（n-1）] fs，k 式中n--桩土应力比，无实例资料时可取3～5，天然地基承载力大时取大值，反之取小值。 从上述复合地基承载力计算公式中可知，复合地基承载力的大小是由桩土面积比ac、桩间土的强度、桩身强度三者决定的。在工程实际中桩间土的强度基本是固定值，而桩身强度由使用的振冲器型号、采用的施工参数、操作人员的能力及桩周土的约束力等因素决定的，碎石桩属散体材料，为柔性桩，因此桩身强度本身是有限度的，因此调整复合地基承载力标准值大小最有效的方法是调整桩土面积比ac的大小。由于复合地基桩土面积比ac 的调整幅度是有一定幅度，一般应控制在10%～25%之间，太小复合地基承载力提升不大，太大则复合地基的桩间距太小，容易串桩，处理效果下降。 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）规范中7.2.3条规定30kw振冲器布桩间距可采用1.3～2.0m；75kw振冲器布桩间距可采用1.5～2m，而《火力发电厂地基处理技术规定》（DL5024-93）的附录C常用振冲器的技术参数中ZCQ-30kw振冲器的桩间距为1.5m～2.5m，BJ-75kw振冲器桩间距为2.5 m～3.5m。而笔者经过多个工程的实践证实30KW振冲器的成桩直径 一般为0.8 m～1.0m，而75KW振冲器的成桩直径一般为1.1m～1.5m，而实际布桩时桩间距为成桩直径的2～2.5倍为宜，因此《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）的规定桩间距不大适用，笔者认为30KW振冲器的桩间距取1.5 m～2.5m，而75KW振冲器的桩间距取2.0m～3.5m为宜。 ⒉密实电流与留振时间问题 密实电流与留振时间是控制桩体密实度的两个很重要的指标，但在《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）中未作出十分明确的规定，而《火力发电厂地基处理技术规定》（DL5024-93）仅在7.0.16条（4）中要求在砂类土中成桩时留振时间宜为5s左右，粘性土类宜为10～20s，而对密实电流上述两规范均未作明确规定。笔者通过实践总结出以下几点： ⑴留振时间 ①留振时间不能低于5s，也不宜超过20s； ②砂层中留振时间宜为5～10s； ③粘性土类不能一概确定为10～20s，用振冲碎石桩处理软土地基主要起到置换软土和排水通道的作用，以此来提高复合地基承载力，在施工过程中不应过分扰动桩周软土。如盲目增长留振时间，会使桩径增大，同时