柱锤冲扩桩法在杂填土场地中的应用

发布于：2015-07-22 15:09:22 来自：施工技术/建筑施工 [复制转发]

1. 引言柱锤冲扩桩法是借用强夯的原理采用桩的形式与地基土体共同作用形成复合地基，可用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基, 本文主要介绍其在杂填土场地中的应用。柱锤冲扩桩法在处理较厚的杂填土场地时，有其显著的优势，首先，利用柱锤冲扩桩法处理后的地基均匀密实，效果显著。柱锤冲扩桩法的桩径随土的软硬可自行调整, 使桩与桩间土具有良好的共同工作特性，使得复合地基的承载力显著提高。其次，其工程造价较低。柱锤冲扩桩法可采用土、砂、石、建筑渣土、基坑开挖土等做为桩体材料，可依据工程就地取材，此外，该工法使用的设备简单，便于控制。鉴于上述柱锤冲扩桩法在处理较厚的杂填土场地时的诸多优点，本文结合实际工程对其加固地基的工作机理、特点、设计计算方法、施工工艺及质量检测进行了介绍。以期能将该方法得以推广。
2. 柱锤冲扩桩法加固机理柱锤冲扩桩法［1］是采用直径300~500 mm、长度2~6 m、质量1~8 t的柱状锤(简称柱锤,长径比L/d=7~12),通过自行杆式起重机或其他专用设备,将柱锤提升到距地基5~10m高度后下落,在地基土中冲击成孔,并重复冲击到设计深度,在孔内分层填料、分层夯实形成桩体,同时对桩间土进行挤密,形成复合地基。因此其加固机理［2］与桩间土性状、桩身填料类型、加固深度、成桩工艺、柱锤类型等密切相关。其加固机理主要在以下三方面: 2.1成孔及成桩过程中对原状土的动力挤密作用。用柱锤冲击成孔时,孔侧土受冲切挤压,孔底土受夯击冲压,对桩间及桩底土均起到夯实挤密的效应。在填料夯实挤密过程中,由于夯击能量很大,桩径不断扩大,迫使填料向周边土体中强制挤入,桩间土也被强力挤密加固。实践证明,柱锤冲击成孔时,柱锤冲扩桩法桩间土挤密影响范围约为(1.5~2.0)，d为成孔直径。2.2对原状土的动力固结作用。用柱锤冲击成孔时,柱锤冲扩产生的冲击波及应力扩散，使土体产生动力固结作用。在冲孔及填料成桩过程中,柱锤在孔内的深层强力夯实作用，使土体产生动力挤密及动力固结作用。2.3夯扩桩充填置换作用。柱锤冲扩桩对原有地基土进行动力置换,形成的柱锤冲扩桩具有一定桩身强度,起到桩体效应。这种桩式置换依靠桩身强度和桩间土的侧向约束维持桩体的平衡,桩与桩间土共同工作形成柱锤冲扩桩复合地基。综上所述，柱锤冲扩桩法主要通过柱锤的夯击使土体夯实和挤密，并使桩体和土体产生“紧箍”和“咬合”的作用从而构成复合地基。
3. 工程概况及复合地基设计计算
3.1工程概况及地质评价。山西省长治市经济适用房发展中心柏后小区16#住宅楼，长58.63m，宽13.5m，高6层，地下一层，砖混结构，基础为筏板基础，基础埋深2.8m，基底接触压力为130KPa。据该场地的《工程地质勘察报告》可知，其自然地面下有约8m左右的新近堆积的1~2年的欠固结杂填土，里面含有大量的建筑垃圾，场地为不均匀场地。天然地基的承载力为80KPa，不能做为持力层，须对地基进行加固处理。其下部为承载力为fak=160KPa，含水量在23%~27%之间的粉质粘土。地下水位在自然地面下10.1米左右。
3.2地基加固方案论证。表1各种地基加固方案比较表换填法CFG桩柱锤冲扩桩法施工方法
说明须将地基处理范围内的杂填土清出，然后回填并分层用夯锤对回填土进行夯击。须选择承载力相对较高的土层作为持力层，打CFG桩与天然地基构成复合地基。采用柱锤成孔，填料夯击对杂填土进行压实和挤密。方案
比较需换填土的厚度为4m左右，土方工程量大，施工受天气影响大，地基处理费用高。地基处理效果较好，施工快速，但需用大量的商品砼，工程费用高，不经济。施工快速，处理效果较好，施工受天气影响小，地基处理费用较低。备注比较方案比较方案推荐方案
3.3处理方案。综合上面几种方案的对比，本工程采用柱锤冲扩桩法加固地基。按照上部结构设计要求，柱锤冲扩桩法桩复合地基承载力特征值应达到130KPa，本次地基处理，基坑开挖2m,然后用柱锤冲扩桩法进行处理约6m厚的杂填土。
3.4复合地基承载力设计及计算。虽然复合地基技术在工程实际中应用较广泛，但复合地基承载力计算的理论还不很成熟。在设计中,一般依据勘察部门提供的地基承载力和地基处理后复合地基应满足的承载力,并考虑实际的施工机械，参考当地的施工经验来确定相应的桩径、桩距、置换率，最后通过现场试桩试验确定所选参数是否正确。综合考虑上述原因，本工程桩径选取1m，桩距为桩径的2~3倍，桩距选取2.5m。并采用梅花状布置。此外，柱锤冲扩桩复合地基承载力特征值也可通过下式估算［2］。

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只看楼主我来说两句 抢板凳