工程实例-挤密碎石桩与强夯联合使用工程实例

一、工程概况

该工程位于河北省涿鹿县矾山镇矾山磷矿，由 15m 跨脱水干燥车间和21m跨精矿车间组成，全长108m。脱水干燥车间为框排架结构多层厂房，车间内经常有水，受水浸泡可能性大，结构对大面积堆载引起的不均匀沉降和桩基的倾斜较为敏感。精矿车间为排架结构，设有两台15t抓斗式吊车，矿仓结构为挡墙式，磷铁精矿堆积高度7.5m。精矿车间和脱水干燥车间地基黄土湿陷深度达 13m，就现场强夯设备条件，仅采用强夯很难满足设计要求。为消除 10m 以内自重湿陷性黄土的湿陷性，提高地基承载力，决定采用振动沉管碎石桩与强夯结合处理的方法。共打碎石桩 5210根，约6万延长米。成桩完成30d后，又对场地进行了2800kN·m能量强夯，收到了较好的技术和经济效果。

二、工程地质条件

地基土为山前冲洪积湿陷性黄土，属Ⅲ级自重湿陷，总湿陷量 49.85cm，湿陷土层厚13m。分层叙述如下∶

三、设计计算

方案选定为先打碎石桩消除黄土湿陷性，这样碎石桩可作为使用过程中浸水后良好的排水通道，再用低能量强夯。提高持力层承载力。

桩径∶依现有桩管直径选择，桩径为400mm。

桩长;穿透湿陷性黄土层，打至粘土砾石层，根据湿陷深度确定桩长为11～-13m。桩距;为确定合理桩距，选择了1.0m及1.2m，两种桩距进行试验，共打试验桩 253根，经检测桩距为1.0m 的复合地基承载力特征值 fsm=300kPa;桩距1.2m.的碎石桩复合地基承载力特征值fspk=280kPa。因此选择桩距为1.0m。

布桩形式;采用正方形满堂布桩，外加 3排桩。

碎石料∶填充料采用粒径为20~50mmn碎石，含泥量<5%。

强夯∶夯点间距6mn，采用梅花形布置夯点。第一、二遍夯击能 2800kN·m.每坑5击∶第三遍满夯1500kN·m，每坑3击。

四、施工方法

挤密碎石桩用DZ-60型振动打桩机振动成孔。成桩采用逐步拔管法，遇到软弱地层，为防止缩颈及断桩，采用重复压拔法。在沉管过程中。如遇有硬层部位.桩管沉入困难时.辅以高压射水，以提高沉管速度。

逐步拔管法的基本过程如下∶

（1）在地表上将桩管的位置确定好，对正桩位;

（2）开动振动锤的同时加压，将桩管沉入土层中。在-6~一7m 如遇硬层难沉入的土层，辅以高压射水;

（3）当桩管沉入到预定的深度后，再由装载机送料投入桩管，投料量为1.35m3³的碎石料;（4）将桩管提升2.5m，停拔后继续振10s，再继续拔2.5m，重复2~4次，直到沉桩7～8m、管内碎石料全部排空为止上;

（5）上部 3m左右用两轮推车填料，每车0.16m³共 4车.如遇灌人量不够。用桩管进行反复振密，再补够碎石为止。

重复压拔法是在成桩过程中将桩管每提升1.5m 后压入1.0m，成桩后桩径达0.5m，反复2~3次直到超过软弱土层，然后慢速提管，改用逐步拔管法施工，边拔边振。

强夯施工按前述的夯击间距、夯击次数和夯击遍数以及夯击能量等设计参数进行施工。五、质量检验检测工作分三部分进行∶1.土工试验

地基处理前后土的主要物理力学指标如表7.4.1所示。可见 10m以内湿陷性已全部消除。干密度在10m 以内提高较大，6m以内大于1.5t/m³;压缩模量由原来的8.11MPa提高到21.7MIPa;孔隙比由0.988~1.064降低到0.46~0.92，在8m 以内尤为显著。压缩系数小于0.1MPa-'为低压缩性。压缩模量提高幅度较大。

2.标准贯入试验（N63.5）

标准贯人试验结果如表7.4.2所示，可见6m以上地基土的标贯击数很高，表明桩间土有较高的承载力。

六、技术经济效果

该工程经挤密碎石桩与强夯结合处理后。消除了10m 以上黄土的湿陷性;地基承载力由原始的 70kPa提高到318kPa，为原来的4.5倍;压缩模量由8.11MPa提高到 21.7MPa，为原来的2.7 倍;干密度和孔隙比变化显著，地基处理效果较好。

从经济效益而言，采用两种方法结合处理比单用高能量强夯处理节约工程造价16 万元。