振动沉管碎石桩在工程中的应用.doc

振动沉管碎石桩在工程中的应用 54江苏建筑2008年第6期(总第124期) 振动沉管碎石桩在工程中的应用 吴建华 (南京市民用建筑设计研究院有限责任公司,江苏南京210002) [摘要】文章简要阐述了振动沉管碎石桩法的设计原理和计算方法,介绍了其在山东聊城某工程中的应用,可供同类工 程设计时参考. 【关键词】振动沉管碎石桩;设计原理;计算方法;工程应用 【中图分类号]TU473.12[文献标识码】B[文章编号]1o05～6270(20O8)06—0054—02 TheApplicationofVibro-replacementPileinConstruction WUJian-hua (NanjingCivilBuildingsDesignamp;ResearchInstituteCo.,Ltd,NanjingJiangsu210002China) Abstract:Thispaperbrieflydescribesthevibm—replacementpikesdesignprincipleandcalculationmethod, introducedtheapplicationinShandongLiaoChengCityprojects.Itshouldbeadesignconsultationtothesame kindofengineering. Kerwords:vibro——replacementpile;designprinciple;calculationmethod;application 0前言 振动沉管碎石桩法是利用振动沉管法成孔,在孔中填 入含泥量不大的碎石.采用干作业法成桩的一种加固软土 地基的方法.其作用机理与振冲置换法相类似,具有比振冲 置换法少破坏被加固土,省水,易于成孔等优点.该法在山 东聊城地区得到了广泛的应用,其主要适用于不排水剪切 强度大于20kPa的粘性土,粉土,饱和黄土和人工填土等 地基.该法不仅能提高地基承载力,减少沉降和不均匀沉 降,还能达到地基抗震液化能力的效果.一般相对密度可达 75%以上,地基承载力可提高到1.5倍左右.其桩径一般选 用0.4m～0.8m. 1加固机理 振动沉管碎石桩在粘性土中的作用主要是振动成孑L制 成碎石桩,置换软弱土层,碎石桩与周围土组成复合地基. 在复合地基中.碎石桩的变形模量远较粘性土大,因而使应 力集中于碎石桩,相应减少软弱土中的附加应力,从而改善 地基承载能力和变形特性.另一方面,打入的桩体加速了被 加固土的排水固结,使被加固土颗粒变细,级配变佳,结构 趋于致密,稳定性增大,从而有效地提高了被加固土的强 度. 2设计计算 2.1加固范围 处理范围应根据建筑物的重要性和场地条件确定,通 常都大于基底面积.对单独或条形基础,可在基础范围内或 适当超出基础范围内加固;对于板式,十字交叉式,浮筏及 柔性基础等,则在建筑物平面轮廓线范围内满堂加固,轮廓 线外加2～3排保护桩,以增强基底土体的被动抗力,提高单 桩的承载能力. 2.2桩位布置和间距 桩位布置:对大面积满堂处理,可用等边三角形;对单 独或条形基础,可用正方形,矩形或等腰三角形. 桩的间距:应根据荷载大小和原土的抗剪强度确定.荷 载大或原土强度低时,间距应小;反之,间距应大.特别在深 厚软土中打不到相对硬层的短桩.间距应更小.一般取1.5m一 2.5in.亦可根据当地土质情况和施工技术,施工习惯作适 当调整. 2.3加固深度 对软弱土层.其厚度不大时,碎石桩可穿透软弱土层而 支承在好的土层上.当软弱土层较厚而碎石桩不能穿透时, 加固深度应满足下卧层土的强度和变形要求.一般可按基 础宽度的3倍进行试算.桩长不宜短于4In. 在可液化的地基中,桩长应按要求的抗震处理深度确 定.可依据《建筑抗震设计规范gt;gt;GB50011-2001第4章第 7,8节之规定进行计算. 3.复合地基承载力计算 3.1其标准值由现场复合地基载荷试验确定 3.2由推导公式确定 由于复合地基由碎石桩和被加固土组成,因此其承载 【收稿日~12008.05.14 【作者简介】吴建华,南京市民用建筑设计研究院有限责任公司. 江苏建筑2008年第6期(总第124期)55 力和变形特性,一方面决定于被加固土的特性,另一方面决 定于置换率的大小.置换率用截面积比表示,即 m--A=Ar+As(1) 式中m——置换率 A——碎石桩置换软土的截面积; —— 被加固范围的土所占的截面积; A——被加固的面积,A--AvsAs 在荷载作用下,根据复合地基的静力平衡方程: p,uxA=fpxA~fsxAs(2) 式中-厂sp,u——复合地基的极限承载力; —— 桩体单位面积极限承载力; 店——桩间土极限承载力; 可得fsp,u=xA~f