較深海域振沖碎石樁地基處理試驗(yàn)研究

羅 文 迪

(大連空港建設(shè)發(fā)展有限公司，遼寧 大連 116000)

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較深海域振沖碎石樁地基處理試驗(yàn)研究

羅 文 迪

(大連空港建設(shè)發(fā)展有限公司，遼寧 大連 116000)

結(jié)合大連某工程實(shí)例，介紹了較深海域振沖碎石樁地基處理過(guò)程及設(shè)計(jì)參數(shù)，總結(jié)了海上振沖碎石樁施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)，并對(duì)該項(xiàng)目試驗(yàn)區(qū)地基處理效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，指出振沖碎石樁地基處理方法在水深20 m左右的海域條件下可行，結(jié)果滿(mǎn)足常規(guī)應(yīng)用所需承載力要求。

較深海域，振沖碎石樁，地基處理，地質(zhì)條件

隨著港口工程的快速發(fā)展，碎石樁法越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用。由于受海上波浪、大風(fēng)等惡劣條件的限制，海上振沖碎石樁法一般用于水深不超過(guò)10 m的海域。在應(yīng)用碎石樁法處理沿海超軟土地基時(shí)，需要進(jìn)行試驗(yàn)證明其可行性。此次我們?cè)诖筮B某項(xiàng)目中，在水深20 m左右的海域進(jìn)行了振沖碎石樁試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)證明是成功的，處理后地基加固效果明顯，承載力滿(mǎn)足要求。

1 試驗(yàn)區(qū)域工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察資料，工程區(qū)地貌單元為海岸堆積階地，海域海底地勢(shì)起伏較大，地勢(shì)由西北向東南傾斜。海底標(biāo)高大致在-19.46 m～-9.33 m之間。根據(jù)勘察資料，工程區(qū)位置水下地層從上到下分為四層：①流泥，②淤泥，③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，④粉質(zhì)粘土。其中主要處理層淤泥分層厚度7.4 m～12.8 m，平均層厚9.86 m，呈流塑狀；淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，分層厚度2.1 m～5.3 m，平均層厚3.77 m，流塑～軟塑；粉質(zhì)粘土，分層厚度0.6 m～9.1 m，平均層厚3.81 m。

主要處理層承載力特征值(fak)：②淤泥：40 kPa；③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：60 kPa；④粉質(zhì)粘土：150 kPa。

主要壓縮土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 地基土力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

2 振沖碎石樁施工方案設(shè)計(jì)

本工程共打設(shè)碎石樁100根，樁徑1.2 m，樁間距2.2 m，平均樁長(zhǎng)10.0 m，正三角形布樁，樁頂標(biāo)高為-19.5 m。留振時(shí)間10 s，填料方量約14 m3，要求處理后的碎石樁復(fù)合地基承載力特征值不小于120 kPa。

3 施工過(guò)程注意事項(xiàng)

1)施工前制定水上施工整體布置方案，按方案提前組織調(diào)配船機(jī)、材料，確保每部工序按時(shí)完成，不耽誤下一步施工。2)合理應(yīng)用GPS定位系統(tǒng)，嚴(yán)格控制樁位以便于成樁及后續(xù)成樁質(zhì)量檢測(cè)。3)加強(qiáng)施工隊(duì)伍的教育管理，制定嚴(yán)格的管理制度，細(xì)化個(gè)人責(zé)任，將每一根碎石樁的質(zhì)量責(zé)任落實(shí)到人，把質(zhì)量問(wèn)題消除在施工過(guò)程中。

4 檢測(cè)方案

根據(jù)規(guī)范要求，碎石樁檢測(cè)應(yīng)選用動(dòng)力觸探試驗(yàn);樁間位置應(yīng)采用標(biāo)貫進(jìn)行檢測(cè)，但實(shí)際檢測(cè)時(shí)，因樁間位置摻有大量碎石，造成標(biāo)貫頭的損壞，因此樁間位置亦采用動(dòng)力觸探進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)位置見(jiàn)圖1。

檢測(cè)過(guò)程中，為保證鉆桿能垂直、準(zhǔn)確到達(dá)樁頂位置，我們采用長(zhǎng)套管護(hù)深入樁頂，固定套管，然后將動(dòng)探桿從套管中下至裝訂位置開(kāi)始檢測(cè)，這樣既保證了探桿的垂直度，又消除了海水流動(dòng)對(duì)試驗(yàn)的影響。

5 試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)動(dòng)力觸探檢測(cè)結(jié)果，繪制動(dòng)探擊數(shù)與檢測(cè)深度關(guān)系圖，見(jiàn)圖2，圖3。

對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到表2，表3計(jì)算數(shù)據(jù)。根據(jù)樁體檢測(cè)結(jié)果分析，所檢測(cè)的碎石樁總體成樁質(zhì)量均較好。主要表現(xiàn)在碎石樁樁體連續(xù)性和均勻性均較好。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果N63.5的高低，可以分為上下兩個(gè)主要層位，以-23.3 m為分界線(xiàn)，上層厚度約為3.5 m，密實(shí)度較好，平均擊數(shù)為16.2擊，屬于密實(shí)層。下層厚度約為6.5 m，密實(shí)度相對(duì)較差，平均擊數(shù)為6.4擊，屬于不夠密實(shí)層。

樁間位置N63.5檢測(cè)結(jié)果表明，樁間土密實(shí)度得到了明顯的改善，但密實(shí)度和連續(xù)性均相對(duì)較差，基本上全部處于軟塑～可塑狀態(tài)，碎石樁和樁間土的密實(shí)度差別明顯。由于碎石樁為散粒體材料樁，樁間土的密實(shí)度與碎石樁相差較大，所以，后期上部加載，可能使樁體中振密的碎石逐漸向樁間土部分?jǐn)U散，造成總沉降量會(huì)有一定的加大，達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間也會(huì)有所加長(zhǎng)，但作為復(fù)合地基與上部結(jié)構(gòu)層在施工過(guò)程中會(huì)相互協(xié)調(diào)，一般不影響整體使用。

表2 振沖碎石樁

表3 樁間位置

復(fù)合地基承載力：

fspk=mfpk+(1-m)fsk。

取碎石樁及樁間位置基本承載力最小值計(jì)算，得碎石樁復(fù)合地基承載力為157.21 kPa,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，得出以下結(jié)論：

在技術(shù)條件控制嚴(yán)格的情況下，碎石樁在水深20 m左右時(shí)，成樁質(zhì)量可以滿(mǎn)足承載力要求，但樁體密實(shí)度隨深度增加而降低；地基處理后，樁間土承載力有較明顯提升；樁體及樁間位置檢測(cè)動(dòng)探擊數(shù)差別明顯，說(shuō)明成樁及檢測(cè)定位精確，可以控制到規(guī)范要求精度。

[1] 何廣訥.振沖碎石樁復(fù)合地基[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] JTJ 246—2004，港口工程碎石樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)與施工規(guī)程[S].

[3] 葉書(shū)麟.碎石樁加固油罐地基試驗(yàn)研究[J].巖土工程學(xué)報(bào),1992，11(6):50-59.

[4] 王盛源.振沖法加固松軟地基[J].巖土工程學(xué)報(bào),1986,8(5):39-49.

[5] 錢(qián) 征.振沖法加固海底軟土的試驗(yàn)研究[J].巖土工程學(xué)報(bào),1988,10(4):49-56.

The test research on gravel pile foundation treatment in deeper sea

Luo Wendi

(DalianAirportConstructionDevelopmentLimitedCompany,Dalian116000,China)

Combining with an engineering example in Dalian,this paper introduced the foundation treatment process and design parameters of deeper sea gravel pile,summarized the attentions in sea gravel pile construction process,and evaluated the foundation treatment effect of the project test area,pointed out that the gravel pile foundation treatment method was feasible at a depth of about 20 m sea condition,the results met the required capacity requirements of routine application.

deeper sea,gravel pile,foundation treatment,geological condition

1009-6825(2016)29-0062-03

2016-08-03

羅文迪(1989- )，男，助理工程師

TU472.35

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