贵州仁怀机场航站区试验段碎石桩地基处理效果分析
2022-06-09
1工程地质概况
仁怀机场场址位于仁怀市高大坪乡银水村，区域内地表崎岖，峰岩峻峭，坡陡谷深，沟谷纵横交错，形成东南部高峻，中部相对平缓，西部和北部急剧低下，直抵赤水河、桐梓河畔。地形极为复杂，海拔高差悬殊。区内地貌类型有溶蚀地貌、侵蚀地貌两大类。场区的主要地貌类型包含：溶蚀地貌、坡洪积堆积地貌、潜在不稳定斜坡地貌。场区土质主要包括植物土、填土、粉质粘土、粘土、红粘土、次生红粘土、碎石土等，以粉质粘土、红粘土和次生红粘土为主，岩石有白云岩、灰岩和页岩等。
2碎石桩地基处理设计
由于第四系覆盖层垂向上塑性状态存在差异，多为上硬下软。同一设计高程面厚度不一，塑性状态存在差异，地基承载力和变形模量不一，为提高复合地基承载力，增强土体抗剪强度，采用沉管碎石桩法对高填方边坡相关区域进行地基处理。按设计意图，为取得碎石桩地基处理相关的经济技术参数，为后期大范围开工提供依据，碎石桩处理范围分为三个区域进行对比施工，为B1区、B2区、B3区，桩间距按1.4m，1.6m，1.8m，布置形式为等边三角形，桩径500mm，桩长施工至基岩。
3施工技术要求
碎石桩采用DZ-75KS型振动沉管灌注桩机施工，在桩达到基岩后加料、振管、留振、返插。桩身的连续性和密实度由拔管速度及振动次数控制，拔管速度控制在1.0～1.5m/min，同时确保桩身的连续性。在穿过软土层时，应放慢拔管速度，控制在0.5m/min，并减少拔管高度和反差深度。每提升1m反插0.5m，每根桩反插次数视情况而定，每次3～5遍，每根桩不得少于12遍。桩体填料采用碎石含泥量小于5%，粒径不大于5cm的硬质级配碎石，碎石灌入量按桩身理论方案量值与充盈系数计算，充盈系数一般控制在1.3。施工顺序采用排孔法，由一端开始逐步施工到另一端，有利于挤走土中的水。碎石桩桩长应严格按照设计要求施工，当进尺困难且电机电流为空载电流2倍或将施工机架多次顶起时，可认为已到硬土层或岩层。
4现场检测内容及结果分析
碎石桩施工完成14天后进行处理前后对比试验，我们主要就B1区的动力触探试验和载荷试验结果进行分析。
4.1B1区碎石桩动力触探试验
B1区碎石桩桩间距1.4m，碎石桩处理前原土层N63.5型动力触探3孔，平均锤击数分别为5.44击、3.90击、6.03击，3个孔的平均击数为5.12击；碎石桩处理后桩间土层N63.5动力触探单孔的平均锤击数为8.04击、8.84击、8.32击，3个孔的平均击数为8.40击，锤击数增加了3.28击，成果表明碎石桩处理后对桩间土有一定的挤密效果，土层强度有一定程度提高。
处理后桩身N120型动力触探6孔，平均锤击数分别为8.53击、8.04击、9.12击、8.37击、9.02击、7.86击，6个孔的平均击数为8.49击，比处理前、后土层的锤击数高。
以上数据分析结果表明，经碎石桩处理后的复合地基比土基强度高，碎石桩对地基加固有一定效果。
4.2B1区载荷试验
处理后复合地基承载力检测，桩身载荷试验2组，桩间土载荷试验2组，采用600×600mm承压板，试验成果见下表。
成果表明，桩身承载力是桩间土的3.46倍，复合地基承载力是桩间土承载力的1.28倍，碎石桩对加固地基具有一定的效果。
4.3B1、B2、B3区试验对比
B1、B2、B3区碎石桩桩间距分别为1.4m、1.6m、1.8m，碎石桩对地基处理的效果也有一定差异，对比试验结果见下表。
5结语
碎石桩处理前、处理后采取了动力触探试验、载荷试验、波速测试、室内土工试验以及测量地面高程等多种方法进行碎石桩处理的效果分析。
处理前和处理后室内土工、土层动力触探及波速测试效果表明，碎石桩处理后对地基土挤密加固有一定效果。
处理后桩身动力触探猛击数明显高于土层，桩身承载力是土层承载力3倍以上，经过碎石桩处理后的复合地基承载力有较大的提高，有效地减小了沉降量，表明碎石桩对地基加固起到一定作用，达到了复合地基的处理效果。
参考文献
[1]陈松，杨煜，陈国金.振动沉管碎石桩处理填土地基效果分析[J].建筑结构，2009.
仁怀机场场址位于仁怀市高大坪乡银水村，区域内地表崎岖，峰岩峻峭，坡陡谷深，沟谷纵横交错，形成东南部高峻，中部相对平缓，西部和北部急剧低下，直抵赤水河、桐梓河畔。地形极为复杂，海拔高差悬殊。区内地貌类型有溶蚀地貌、侵蚀地貌两大类。场区的主要地貌类型包含：溶蚀地貌、坡洪积堆积地貌、潜在不稳定斜坡地貌。场区土质主要包括植物土、填土、粉质粘土、粘土、红粘土、次生红粘土、碎石土等，以粉质粘土、红粘土和次生红粘土为主，岩石有白云岩、灰岩和页岩等。
2碎石桩地基处理设计
由于第四系覆盖层垂向上塑性状态存在差异，多为上硬下软。同一设计高程面厚度不一，塑性状态存在差异，地基承载力和变形模量不一，为提高复合地基承载力，增强土体抗剪强度，采用沉管碎石桩法对高填方边坡相关区域进行地基处理。按设计意图，为取得碎石桩地基处理相关的经济技术参数，为后期大范围开工提供依据，碎石桩处理范围分为三个区域进行对比施工，为B1区、B2区、B3区，桩间距按1.4m，1.6m，1.8m，布置形式为等边三角形，桩径500mm，桩长施工至基岩。
3施工技术要求
碎石桩采用DZ-75KS型振动沉管灌注桩机施工，在桩达到基岩后加料、振管、留振、返插。桩身的连续性和密实度由拔管速度及振动次数控制，拔管速度控制在1.0～1.5m/min，同时确保桩身的连续性。在穿过软土层时，应放慢拔管速度，控制在0.5m/min，并减少拔管高度和反差深度。每提升1m反插0.5m，每根桩反插次数视情况而定，每次3～5遍，每根桩不得少于12遍。桩体填料采用碎石含泥量小于5%，粒径不大于5cm的硬质级配碎石，碎石灌入量按桩身理论方案量值与充盈系数计算，充盈系数一般控制在1.3。施工顺序采用排孔法，由一端开始逐步施工到另一端，有利于挤走土中的水。碎石桩桩长应严格按照设计要求施工，当进尺困难且电机电流为空载电流2倍或将施工机架多次顶起时，可认为已到硬土层或岩层。
4现场检测内容及结果分析
碎石桩施工完成14天后进行处理前后对比试验，我们主要就B1区的动力触探试验和载荷试验结果进行分析。
4.1B1区碎石桩动力触探试验
B1区碎石桩桩间距1.4m，碎石桩处理前原土层N63.5型动力触探3孔，平均锤击数分别为5.44击、3.90击、6.03击，3个孔的平均击数为5.12击；碎石桩处理后桩间土层N63.5动力触探单孔的平均锤击数为8.04击、8.84击、8.32击，3个孔的平均击数为8.40击，锤击数增加了3.28击，成果表明碎石桩处理后对桩间土有一定的挤密效果，土层强度有一定程度提高。
处理后桩身N120型动力触探6孔，平均锤击数分别为8.53击、8.04击、9.12击、8.37击、9.02击、7.86击，6个孔的平均击数为8.49击，比处理前、后土层的锤击数高。
以上数据分析结果表明，经碎石桩处理后的复合地基比土基强度高，碎石桩对地基加固有一定效果。
4.2B1区载荷试验
处理后复合地基承载力检测，桩身载荷试验2组，桩间土载荷试验2组，采用600×600mm承压板，试验成果见下表。
成果表明，桩身承载力是桩间土的3.46倍，复合地基承载力是桩间土承载力的1.28倍，碎石桩对加固地基具有一定的效果。
4.3B1、B2、B3区试验对比
B1、B2、B3区碎石桩桩间距分别为1.4m、1.6m、1.8m，碎石桩对地基处理的效果也有一定差异，对比试验结果见下表。
5结语
碎石桩处理前、处理后采取了动力触探试验、载荷试验、波速测试、室内土工试验以及测量地面高程等多种方法进行碎石桩处理的效果分析。
处理前和处理后室内土工、土层动力触探及波速测试效果表明，碎石桩处理后对地基土挤密加固有一定效果。
处理后桩身动力触探猛击数明显高于土层，桩身承载力是土层承载力3倍以上，经过碎石桩处理后的复合地基承载力有较大的提高，有效地减小了沉降量，表明碎石桩对地基加固起到一定作用，达到了复合地基的处理效果。
参考文献
[1]陈松，杨煜，陈国金.振动沉管碎石桩处理填土地基效果分析[J].建筑结构，2009.