振动沉管碎石桩在大型储油罐地基处理中应用.pdf

石油化工设计 Petrochemical Design 振动沉管碎石桩在大型储油罐地基处理中的应用 张维秀，曹孟君，张维军，张元琦，朴东杰 (中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院，吉林 吉林 132002) 摘要：碎石桩是一种散体材料桩，广泛应用于油罐、道路、水池和建筑等工程 中处理砂土、粉土、粉质 粘土、素填土和杂填土等地基，是一种有效而经济的方法。振动沉管碎石桩除具有碎石桩的一切优点外， 由于采用振动沉管成桩工艺，使得挤密效果更好。对现有的5种确定碎石桩承载力方法：从基本假定、计 算模型、计算公式等方面进行了探讨，并通过某大型油罐地基处理工程采用振动沉管碎石桩的工程 实例， 将 5种计算方法的计算结果与规范法进行了对比。 关键词 ：碎石桩 复合地基 承载力 地基处理 振动沉管碎石桩的承载能力是 由成桩碎石本 土体达到被动极限平衡状态，并且鼓胀破坏长度 身的密实度以及碎石桩桩周土体的性状共同决定 为2at(45。+ ／2)，根据土破坏棱体上作用力的 的，其应力状态类似于土的三轴试验应力状态。 极限平衡条件 ，求得桩周土侧向极限应力为： 当桩顶荷载达到承载力极限Or时，碎石桩桩周土 Pl：[rO +2c／(sin28)][tg(45。+ ／2)／(tg6)十1] 体对桩的约束力达到极限值 P。振动沉管碎石桩 (3) 桩顶应力与桩周土体约束力的关系式为： 式中： ——碎石桩桩周土表面荷载，kP； 1=Pft(45。+ p／2) (1) — — 剪切滑动面与水平面的夹角，6由下 式中：。——振动沉管碎石桩极限承载力，kPa； 式求取： — — 振动沉管碎石桩桩体碎石内摩擦角， (。)； +d P——振动沉管碎石桩桩周土体对碎石桩 的极限约束力，kPa。 因此，只要求出桩周土体对桩的极限约束力 图 1 弹性状态 P，，即可求出振动沉管碎石桩承载力。 弹 1 计算方法探讨 性 1)弹塑性分析法…。 区 桩顶压力较小时，桩周土体呈弹性状态 ，见图 1。桩顶压力加大，桩周土出现塑性区，见图2。碎 石桩达到极限承载力时，桩体呈鼓状，桩周土体达 图2 塑性区出现示意 到极限平衡状态，在此假设下求出碎石桩桩周土 体对碎石桩的极限约束力： 收稿 日期 ：2014—06—09。 Pf=2ccos~／(1一sinq~)+ ^(1+sinq~)／(1一sinq~) 作者简介：张维秀，1989年毕业于南京水利科学研究 院岩土工程专业，工学硕士，副总．T-程师，一级注册结 (2) 构师，注册岩土工程师，教授级高级工程师，长期从事 2)Brauns法 ]。假设碎石桩桩体在竖向荷载