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【摘 要】本文主要结合在工程中得到广泛使用的碎石桩,研究碎石桩在软土地基中的加固原理,分析碎石桩巩固地基的原理,主要介绍了碎石桩处理软土地基的施工工艺程序,而且对它的成桩方法也进行了描述,最后论述了质量检测,以此给其他类似工程做参考.
【关 键 词】碎石桩；软土地基；施工工艺
一般来说,我们所说的软土指的是湖沼、河滩、海滨、谷地等地沉积的含水量多,压缩性比较高,抗剪强度比较低,空隙比较大的细土粒,它一般是流塑或者软塑的状态.我们所说的软土地基一般指的是以软土为主要成分,还掺杂着泥炭、粉砂等其他成分的地基.软土地基的主要危害之一就是过量沉降,目前我国很多地方都有软土的病害问题.因为软土的压缩性比较高,导致路堤对软土地基的作用力很大,所以软土地基会发生沉降.问题突出时,不但会对挡边沟、挡土墙、工程排水设施造成影响,增加填土的工程量,甚至会导致严重的破坏.碎石桩是一种复合地基加固桩,它是用碎石为材料制成的.随着科学技术的飞速发展,碎石桩已经广泛应用到了软土地基的处理中,然而由于碎石桩复合地基本身很复杂,而且再加上地质条件,现在对碎石桩复合地基的人世还在进一步研究和探讨中.本文主要论述的就是碎石桩在处理软土地基方面的施工工艺.
1碎石桩复合地基的原理
1.1松散沙土的加固原理
碎石桩复合地基有砂基预振效应.当碎石桩成桩或者成孔的时候,会导致振动锤发生强烈的振动,就这会使地基土和填入料发生挤压,并且产生强烈的预振,这一点对增强砂土的抗液化性具有极其重要的作用.
碎石桩复合地基有挤密作用.碎石桩在成桩的过程中,桩管肯定会给予周围砂层很大的压力,这就会把桩管体积的碎石挤到桩管周围的砂层,从而导致桩管附近的砂层密实度增加,孔隙比减小.
碎石桩复合地基还有降压排水的作用.碎石桩在加固砂土的时候,在桩孔里面放入粗砂或者碎石等反滤性特别好的粗颗粒物,这样在软土地基中会形成渗透性较好的降压排水系统,这样就很有效地防止了空隙间水压力的升高,可以使砂土不发生液化,而且会使地基的排水固结加快.
1.2粘性土的加固原理
增强土坡的稳定性,减缓地基的沉降,提升地基的承载能力,增强软土的抗剪性,这是加固粘性土的主要目的.它的主要作用表现在：
排水作用.碎石桩可以在粘性土地基中产生一个排水功能很好的系统,从而起到排水的作用,而且这也会使沉降稳定加固,使粘性土排水固结加速,也会直接缩短孔隙水的渗透途径.
替换作用.对软土地基尤其是粘性土地基来说,土的渗透性很差,粘粒之间的结合力很强,土的粘粒含量较多,在挤压力或者振动力影响下,水很难排走,因此碎石桩的主要作用不是把地基挤密,而是替换.
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垫层作用.假如软土层比较厚,那么碎石桩就不大可能贯穿这个软土层,这时,加固的复合土层将有一个新的作用,那就是垫层作用,它会使荷载扩散,让整个应力均匀分布,进而减小地基的沉降量,提升地基的承载力.
加筋作用.假如软
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2施工的工艺
2.1工艺的流程
碎石桩的工艺流程通常采用一边向另一边或者由里向外的顺序来施工.这主要是因为由外到里的流程,一般都是外面的桩加固好后,再来进行里面的桩,这样想挤振起来是很困难的.一般来说,加固区旁边有其他建筑的时候,我们都必须从靠近建筑的桩开始施工.在很低强度的软土地基中施工时,我们必须要考虑那些减少地基土振动的因素,所以可以运用间接跳打的方法.
2.2成桩的工法
2.2.1重复压管法
施工道具主要是振动打桩机,以及设计有特殊结构的装碎料斗、桩管、送气管、空压机、移动式打桩机架、喷嘴射水装置等等.它的施工工艺为：首先闭合桩靴,将桩管垂直准备就位,让接管沉入到土层中的设计深度,假如桩管下沉的速度特别慢,我们就可以采用桩管喷嘴射水的方法,加快桩管下沉的速度,然后按设计的数量要求用料斗向桩管里面放入碎石,之后拔起桩管,拔到规定的高度,并且往桩管里面充入空气,这样就会使填料很容易排出,拔起桩管后我们再来核实填料的排出情况,之后在规定的压下高度,向下压桩管,压实落到桩孔里的填料,最后停止拔管,继续振动,由实验或者设计确定振动和停拔的时间.一般而言,进行质量控制是通过测量填料的排出率,即桩管拔到特定高度后,使用侧锤来测量桩管里碎石面的位置.压入比控制着碎石桩的施工.
2.2.2一次拔管法
施工道具主要是振动打桩机,以及下端设计有活瓣钢桩靴的桩管、装碎料石斗、移动式打桩机架等等.它的施工工艺为：首先将桩管垂直,闭合桩靴,再将桩管深入到设计深度的土层中去,把料斗插到桩管里去,向桩管里面灌砂,最后一边振动一边把桩管拔到地面,从而成桩.它的质量控制一般是用桩身的连续性,即是用拔出的桩管速度去控制,一般来说,根据实验我们可以确定拔管的速度,30s内拔管1m.灌碎石量控制桩的直径,假如实际的灌碎石量没有达到要求,我们可以在原来的地方补加一根桩或者再沉下桩管灌碎石复打一次.
2.2.3依次拔管法
施工道具主要是振动打桩机,以及下端设计有活瓣钢桩靴的桩管、装碎料石斗、移动式打桩机架等等.它的施工工艺为：首先把桩管垂直,闭合桩靴,然后将桩管深入到土层的设计深度,把料斗插入到桩管里,向桩管里面灌入砂,最后一把振动一边把桩管拔出,拔出特定长度时,停止拔出,振动几秒,就这样反复施工,一直到桩管拨出成桩.
3质量检测
3.1检测的方法
原来位置检测法.这种方法主要用来检测大量加固的效果,它主要包括波速试验、静力触探试验、动力触探试验、标准贯入试验、静荷载试验等等.
现场进行测量以及检查施工的记录.这种方法主要是使用量测工具,测量施工现场碎石桩的各项形态指标以及导向架的垂直度.检查施工记录的目的是检查记录是否真实反映了现场的真实情况.
3.2质量检查的数量、时间及位置
在制造桩的过程中,不可避免的会扰动地基土,从而暂时降低了它的强度,这会极大地增强饱和土的超孔隙水压力,因此这段时间我们不能进行任何试验,以免导致试验数据的不真实,我们应该等一段时间,等饱和土的超孔隙水压力降低,有效的应力增加,土恢复强度后再进行试验.一般来说,粘性土的恢复周期在两周以上,粉土或者砂土的恢复周期在一周以上.从检测点的位置来看,碎石的测量体应该在桩体的轴心,桩间土的测量体应该在几根桩之间的形心点,因为我们一般认为碎石桩加固效果最差的点就是形心点.就检测点的数量而言,除了荷载试验外,原来位置测试应该不少于桩总数的2℅.
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参考文献：
[1]阎明礼,张东刚.碎石桩复合地基技术及工程实践[M].北京：中国水利水电出版社,2001.11
[2]JMJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S]
[3]何广纳.振冲碎石桩复合地基[M].北京：人民交通出版社,2001.
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