沉管挤密碎石桩加固多层住宅可液化砂性土地基

（一）工程地质概况

某六层砖混结构的宿舍楼位于由第四纪冲、风积成因的地层上，场地自上而下各土层分别为∶

（1）人工回填细砂层；褐黄色，长石～石英质，稍湿，结构松散，层厚0.50～1.00m。

（2）细砂层；褐黄色，长石～石英质，含有云母，稍湿～饱和，松散，层厚1.60～2.20m，标准贯人击数平均为5.3击，地基承载力标准值为100kPa。

（3）粉土层；灰褐色，含有云母及少量贝壳，有铁锈斑纹，夹有粉砂或细砂薄层，饱

（4）粉砂层。灰褐色，长石～石英质，含有大量云母及少量贝壳，夹有粘性土薄层或淤泥薄层。饱和，松散，层厚2.75～4.10m，标准贯入试验平均击数7.0击，地基承载力标准值为 100kPa。

（5）中砂层。灰褐色～浅灰色，长石～石英质，含有云母及少量贝壳，混有粘性土，饱和，松散~稍密，层厚0.55～1.85m，标准贯入试验平均击数 10.7击，地基承载力标准值为140kPa。

（6）粉土层。浅灰色，含有云母及铁锈斑纹，饱和，可塑，未钻透诱。粉十的天然重度为 20.5kN/m²，干重度为16.8kN/m³，含水量为22.3%，孔隙比为0.597，比重为2.68，标准贯入试验平均击数5.9击，地基承载力标准值为150kPa。

场地位于7度地震烈度设防区，地下水静止水位距地表1.90～2.40m。

（二）地基加固方案

根据上部结构的设计要求，地基承载力标准值应不小于140kPa，远远高于场地范围内土层的实际承载力;并且根据标准贯入试验结果，按照.《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）标准贯人试验判别法，7度地震烈度时，第 3层的粉土和第4层的粉砂具有液化势;因此，天然地基必须进行加固，以消除地震的液化可能并且提高地基的承载能力，满足设计要湍。

鉴于碎石桩加固方案不仅能使砂性土体得到挤密，承载力得到提高，面且能有效消除液化潜势，所以经对多种加固方案的分析对比后，决定采用碎石桩加固方案。而振动沉管法施工较振冲法施工具有场地干净，无须考虑泥浆排放等优点，最后确定采用振动沉管碎石桩加固方案。

碎石桩采用正三角形满堂布桩，桩间距1.1m，桩径 426mm，面积置换率为0.132。根据可液化土层的埋深，碎石桩长以穿透液化土层抵达第5层中砂层为准，平均桩长 10m。

施工采用ZDZ-40型振动沉管机施工。施工时要求导管沉到设计深度后填料拔管，先拔出0、5m 左右，留振 20～30s，尔后每拔1m反插300mm 并留振10s，以保证桩体的密实度。到桩顶部再留振 10~~20s。拔管时，拔管速度一般应控制在1.0～1.2m/min 左右。为抵消桩管内外水头差过大而引起拔管时缩孔，填料时，应同时向桩管内注水。填料采用粒径为2～5cm 的级配灰岩碎石，含泥量控制在5%左右，单桩填料量不小于0.126m³/m，充盈系数不小于0.95。

碎石桩按逐排逐孔依次顺序施工。

（三）加固效果

为了检测地基加固的效果，在沉管挤密碎石桩施工完毕 28天，地基十强度得到一定恢复并提高后，对场地进行了动力触探试验和室内土工试验。由于该建筑基底坐落在第 3 层粉土层上，地基承载力的强度主要取决于加固后该层土的承载力，所以只对该层土的物理力学性能指标进行比较。

室内土工试验得出的桩间土部分物理力学性能指标见、表 7-56。由表7-56 可见。通过振动沉管碎石桩的振动、挤密和排水固结，粉土层的含水量降低了 25.4%，孔隙比减少了24.15%，土层由流塑状改善至可塑状，压缩系数减小了59.3%，压缩模量增大了130.86%，土体密实性和强度都得到了显著的增大，含水量和压缩性均明显降低，表明碎石桩施工不仅能大大提高粉土的密实度，碎石桩体的存在还有效地加快了土体的固结速度，使得土体得以迅速排水固结。

表7-57 为各土层加固前后的标准贯人试验平均锤击数和对应的地基承载力标准值。由表7-57 可见。第3层桩间土的承载力标准值达到了150kPa，超过了设计要求的复合地基的承载力标准值，所以实际加固后复合土体的承载力必然、大于140kPa的设计要求值，承载力满足设计要求。根据现场标准贯人击数，以《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）中推荐的标准贯入试验判别法可判知，经振动沉管碎石桩加固挤密后，原具有液化势的第 3、第 4层土体，液化势完全被消除，整个土层在7度地震烈度下不会发生液化。因此，从消除地震液化的要求看，地基加固取得了预期的效果。