目前,在进行房屋地基加固的施工中,经常CFG桩、预应力管桩、换填置换等方法加固地基,而近期采用碎石桩法加固房屋地基工程并不多见。结合成都地区某房屋建筑小区地基的实际情况,在该小区房建工程中采用了碎石桩法加固地基,取得了较好的工程效果。
一、碎石桩加固机理和成桩方法
(一)碎石桩加固机理
碎石桩对地基土的改良作用表现为:
1、按一定桩间距冲击至设计深度,填入不大于粒径要求的卵石,分段夯实成桩,以一定密实度的散体桩体置换了软弱地基土,并与地基土形成符合地基,增大地基抗剪强度,提高地基抗滑动破坏能力,从而提高地基土承载力和改善变形特性。
2、成桩后的排水性能良好的卵石桩体,是地基土孔隙水良好的排水通道,将天然地基中的孔隙水引排至桩体内,较快消散孔隙水压力,从而提高了桩间土的物理力学性质。
3、在成桩夯实的过程中,将桩体材料向四周土体挤压,可以起到挤密作用。
4、碎石桩成桩完成后,在桩顶和基底间铺设一定厚度的砂石垫层,起到水平排水的作用,有利于施工后地基土加快固结,产生应力扩散作用,降低了桩体和桩周土的附加应力,减小桩体的侧向变形。故保证了软弱地基土与散体桩体的整体受力,联合变形,减小地基变形量。加固处理后,碎石桩体和桩间土共同作用并通过砂石垫层形成复合地基,共同承担上部结构荷载。
(二)碎石桩的成桩方法
目前国内外常用的成桩方法有锤击成桩法和振动成桩法两大类。锤击成桩法是用蒸汽或柴油打桩机成孔后将成桩材料贯入土层中的施工方法,根据其成桩方法分成两类:即单管法和双管法。振动成桩法则是用振动打桩机将桩管沉入土层中的施工方法,根据其成桩工艺可分成三类:即一次拔管法、逐步拔管法和重复压拔管法。比较常用的是振动成桩法中的逐步拔管法。
二、工程概况及工程地质条件
(一)工程概况
工程为某安置小区,总用地面积26073.92m2,总建筑面积48081.00m2。拟建项目由1栋~13栋商住楼(6F)及商铺(2F)组成,拟采用条形、独立基础,砖混、底框砖混或框架结构。根据地勘报告,对1栋进行振冲碎石(卵石)桩复合地基加固。
(二)场地地形地貌
场地原为农田及部分农舍,地形平坦,地面标高在458.87~460.14m,相对高差为1.27m。拟建场地地貌单元属某水系毗邻南岸I级阶地冲积平坝地段。
(三)土层分布及特征
根据地勘资料:地层主要由第四系全新统人工填土层(Q4ml)、第四系全新统冲积层(Q4al+pl)、下伏白垩系下统七曲寺组(Klq)基岩。
(四)场地水文地质条件
根据地勘资料,场地内地下水类型主要为赋存于第四系松散层中的孔隙潜水和下伏基岩裂隙水。
场地地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。场地内土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性,对钢结构具微腐蚀性。
三、加固方案
1、设计要求
5、质量控制指标
a、桩体主要材料采用粒径3~10cm规格的碎石(卵石),并配以中粗砂,碎石(卵石)含泥量小于5%。
b、振冲碎石桩穿越软弱地层,进入到稍密卵石层0.50m以上。
c、采用间断填料法,每次填料制桩以0.5m为宜。
d、振冲器额定功率不小于55KW,成孔振密电流控制80~90A(以试桩结果为准),工作电流不超过额定电流,造孔速度控制在0.5-2.0m/分钟,留振时间≥5s,成孔水压保持在200-400KPa。
6、垫层设计
振冲卵石桩施工完成后,清除表面泥浆、浮土及松散桩体等,然后在桩顶和基础之间铺设300mm厚的砂卵石垫层,用机械压实。
四、加固效果
为评估加固效果,在路基处理后,分别进行了圆锥动力触探试验和单桩符合地基载荷试验。
1、载荷试验
每栋建筑选取不少于总桩数的0.5%的点进行复合地基荷载试验,且每栋楼不少于3个点,选点由建设方、施工方、监理方共同确定,检测时间在14天后。
2、动力触探试验
抽取振冲总桩数的3%~5%在桩体中心进行动力触探试验,共选取25个点。
五、结语
该小区采取振冲碎石(卵石)桩法加固地基取得了预期的工程效果和经济效益,得到了各方的充分认可,是一种可行的方法。
参考文献
[1]杨普济,砂石桩法在软弱土地基处理中的应用[J],广东土木与建筑,2005(9).
[2]吕清泉,砂桩在西南线软弱地基处理中的应用[J],路基工程,2003(1).
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