软基振冲碎石桩承载力机理与治理技术研究

发布时间:2021-07-27

软基振冲碎石桩承载力机理与治理技术研究

张太亮

大连恒基岩土工程有限星空体育 辽宁 大连 116000

摘要:施工过程中经常遇到含水率相对较高的复合饱和土,其因为承载力相对较低所以无法满足工程稳定性方面的具体需求。在进行振冲碎石桩处理路基加固效能和承载力提升的机理分析之后决定就振动碎石桩处理方式进行应用,其具有有效提升路基承载力、抗剪性能以及排水效果并降低沉降量的绝对优势。总之,振冲碎石桩具有改善不良地质的良好效果,可在非饱和土路基治理过程中进行积极应用。

关键词:软基  振冲碎石桩   承载力机理   治理技术

建筑工程施工过程中经常会遇到非饱和土的不良地质,其会直接影响工程的修筑质量并且会遗留较大的安全隐患,所以必须应用有效措施对其进行处理。就碎石桩复合地基而言,其是一种有效的岩土工程处治技术,可解决地质存在的不良问题,使其满足具体的建筑需求。

一、分析碎石桩复合路基承载力机理

将垫层过渡方法应用于非饱和土地基处治过程中达成强化路基承载力的目的。对比复合地基和桩基的受力性质可以发现二者具有明显差异。排水条件较差、疏松饱和以及强烈震动是引发砂性土液化所需的必备条件,建成运营期间车载震动力则是引发砂性土液化的主要原因。振冲碎石中具有有效改善饱和疏松少粘性土排水性和紧致性的作用,其主要是利用振冲振密、排水减压和预振几个途径实现预设效果。

1.振冲振密

众所周知,液性非饱和地基具有含水率较大的特征,其土质以流塑状态呈现,所以说其承载力无法满足道路使用的切实需求。应用振冲碎石桩使得地基土振冲密实,可将其空隙率进行降低,进而沉降值和不均匀沉降均得到良好改善。有关资料数据显示,沙土密实度达到一定比例时可就相应等级的地震烈度进行抵抗。

2.排水减压

利用碎石振冲途径提升非饱和路基土在振动作用下的密实度。孔隙水无法及时排出会造成砂质土难以致密的现象,其接触减小并且呈现出漂浮状态,不仅固体颗粒之间的嵌挤作用相应减弱,而且联结性能也随之下降甚至出现失效现象。在外力作用下超孔隙水压力大于上覆土压力时会形成液化情况。对于饱和松散砂土而言,因为其中包含排水不受阻碍的众多碎石,所以引起振动产生的碎石中排出振动超孔隙水压力,砂土之间的有效应力会随着超孔隙水压力的降低而增加,进而砂土液化的可能性受到直接影响,路基的承载力和稳定性相应增加。

3.预振效应

应用振冲型砂土填换路基土,虽然其密实度相应降低,但是其抗地震液化效果却大幅度增长。将实验数据和实际工程案例结果作为直接依据,可以得出通过对砂土强度和承载力的提升,在预振密实的作用下可将道路运营期间路基砂土液化的可能性最大限度消除,其抗液化性能可高达未振冲型路基的4-7倍。

二、软基振冲碎石桩治理技术应用效果

1.工程案例

本次选取我国中西部地区某省会城市的大型综合交通枢纽为实际案例,该工程位于现代化服务业的核心区域,集城区公交车、城际轨道、公路客运以及社会车辆交通于一体的综合类型交通枢纽。其总建筑面积为32万㎡,主建筑拆分为客运站场和商业附属建筑两个部分。客运站场由换乘大厅和车辆备班楼组成,商业辅助建筑则包含购物中心、酒店和写字楼。建成投入使用之后可将市中心交通方面的压力大幅度缓解,并促进该区域以及辐射范围内的经济发展。

2.工程实际地质条件

由地质勘查结果和野外地质调查结果得出,此现代化综合型交通枢纽具有相对复杂的地质状况,其局部地区包含隐伏岩溶腔,存在明显的地势凹凸感,而且软土分布十分密集且广泛,其厚度处于1.2-3.5米范围内。绝大多数软土为湖相软土,有较高含量的腐殖质和有机质存在,不仅土粒之间的胶结作用十分脆弱,而且其含水率存在明显的分布差异,均以流塑状态呈现。

3.碎石桩处理措施

受到湖相岩土演变的直接影响,当地地基状况相对复杂,持力层深层存在较大差距,因而结合具体情况就适宜的碎石桩处治方案进行制定。就浅表层的非饱和土路基而言,将淤泥清除后于0-80cm范围内换填砂砾或者碎石后再将土回填,注意不能混入粘性土、生活垃圾以及烂根树叶等物质。就浸水陆地而言,将淤泥清除后全部采用具有良好水稳性的砂砾或者碎石进行换填,必要时可掺入适当量的石灰或者粉煤灰。就深度在3.0米以上的软基而言,首先将碎石桩打入,然后将砂砾垫层在桩顶进行铺设,并应用覆盖土工布的方法完成复合地基的处理。

应用粒料桩就地基进行加固并最终形成复合地基,应用振动沉桩法开展施工,将桩体直径、地基以上设计荷载、软土自身特点作为依据确定桩体之间的距离,应用梅花型完成桩距布置后依据地基土质状况与成桩设备明确砂石间距与直径。

4.碎石桩治理结果检测

开展碎石桩治理结果的检测,有利于提升复合地基加固效果评定的科学合理性,为后续加固工作的有关决策提供直接依据。主要检测参数包含复合地基承载力、桩土间复合土压缩模量、变形模量以及桩体密度等。

检测结果显示,以此项目工程的切实需求就所有涉及到的软土复合地基进行了有效处理。在就碎石桩软土路基承载力机理进行分析后制定了振动碎石桩加固复你吗合地基处理方案。应用振冲碎石桩达成加固复合地基的目的,可显著提升其承载能力、抗剪性能以及排水效果,与此同时沉降量大幅度降低。振动碎石桩通过振密、排水减压和预振效应几个途径实现有效改善土质的目的。

三、结束语

通过上述所言可以得知,在众多施工过程中经常遇到施工地土质无法满足具体施工要求的情况,其不仅会就施工质量造成直接影响,而且极易预留各类安全隐患,于工程后续应用产生不利影响。因此,必须在具体施工之前就施工地的土质进行有效改善,使其可满足施工以及后续使用要求。鉴于此,本文就现阶段广泛应用的软土振冲碎石桩处治方法进行简单分析,通过其承载机理的分析结合实际案例制定相应的处治方法,具体应用检测结果显示其应用效果十分理想,可考虑将其进行积极的推广和应用。

参考文献:

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[4]张国庆,陆世彪,王舜,刘宁.浅谈振冲碎石桩加固软基试验与应用[J].四川水力发电,2015,34(04):26-29.

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