２０１４年第５期 （第４２卷） 黑龙江水利科技 Ｎｏ．５．２０ｌ４ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ （Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．４２） 文章编号：１００７—７５９６（２０１４）０５—０１７５—０２ 砂石桩在软弱地基处理中的应用 王 军 （黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨１５００８０） 摘要：本工程位于哈尔滨市何家沟干沟入江口处，坝基地层岩性为砂土、杂填土，含砖头、混 凝土块、炉灰等建筑垃圾和生活垃圾，层底埋深６．０～８．５ｍ。地基承载力低，无法满足建筑物 承载力要求。常用的地基处理方法有换填垫层法、预压法、砂石桩法、水泥土搅拌法等。针对 本工程的地层岩性的实际特点，选择砂石桩法作为地基处理的方法。石桩法设计计算主要包 括桩径、桩长、处理范围等参数的确定的以及地基承载力的复核。虽然碎石桩复合地基承载力 计算理论较为成熟，但是碎石桩的很多参数需要现场试验来确定。因为地基土的组成不同，碎 石桩的参数要通过现场试验来确定适合本地的数值，从而达到真正处理效果。 关键词：砂石桩；软弱地基；复合地基 中图分类号：ＴＶ５５１．４ 文献标识码：Ｂ 软弱地基中成孔后，再将砂或碎石挤压人已成的孔 １ 工程概况 该工程位于哈尔滨市何家沟干沟入江口处，该 中，形成由砂石构成的密实桩体。砂石桩用于松散 砂土、粉土、黏性土、素填土及填杂土等的地基处理。 工程由进、出口段、控制室、消力池组成。根据《岩土 主要是依靠桩的挤密和振动，使桩周土的密实度增 工程勘察报告》提供的该工程处地质资料，坝基地层 加，从而降低土的压缩性，提高地基承载力［２］。 岩性第（１）层全部为砂土、杂填土，含砖头、混凝土 水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤 块、炉灰等建筑垃圾和生活垃圾。层底埋深６．０— ８．５ ｍ，平均厚度为７．６７ ｍ。地基承载力低，无法满 足建筑物承载力要求。 泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动 地下水的饱和松散砂土等地基，此方法不适用本 工程。 ２常用地基处理方法 常用的地基处理方法有换填垫层法、预压法、砂 针对本工程的具体地质条件，选用砂石桩法对 软弱地基进行处理。 石桩法、水泥土搅拌法等…。 ３碎石桩法 换填垫层法适用于淤泥、淤泥质土层，湿陷性黄 ３．１砂石桩的设计计算 土、杂填土地基等的浅层处理。对于较深厚的软弱 ３．１．１布桩形式 土层不适用。 砂石桩孔位宜采用等边三角形或正方形布置， 预压法是在建筑物未建造前，预先进行加载预 本工程砂石桩采用等边三角形布置 ］。 压，使土体固结预先基本完成，从而提高地基土承载 ３．１．２直径 力，减少地基沉降的一种方法。它常用于处理淤泥 砂石桩的间距应通过现场试验确定。本阶段砂 质土、淤泥和冲填土等饱和黏性土地基，此方法不适 石桩的间距可以按下列公式估算 ］。 用本工程。 松散地基可根据挤密后要求达到的空隙比ｅ，来 碎石桩是指采用振动、冲击或者水冲等方法在 确定。 ［收稿日期］２０１３—０８—２０ 【作者简介］王军（１９８２一），男，宁夏石嘴山人，工程师。 一１７５— ２０１４年第５期 （第４２卷） 黑龙江水利科技 Ｈｅｉｌｏｎｇｉｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｎｏ．５．２０１４ （ＴｏｔＭ Ｎｏ．４２） 等边三角形布置计算公式为： — 规定，初步设计阶段可按下式计算复合地基的承 ｓ＝０．９５占ｄ／＾√ ｅ０一ｅ１ （１） （２） 载力 。 ＝ ＂４－（１一ｍ （３） （４） ｍ＝ｄ２／ｄ 。 ｅ１＝ｅ一一Ｄ，１（ｅ 一ｅ ｉ ） 式中：ｓ为砂石桩间距，ｍ；ｄ为砂石桩直径，ｍ；占为 式中： 为砂石桩复合地基承载力特征值，ｋＰａ；ｆｐｋ 修正系数，当考虑振动下沉密实作用时，可取１．１— 为桩体承载力特征值，ｋＰａ，宜通过单桩使用确定；厶 １．２；不考虑振动下沉密实作用时，可取１．０；ｅ。为地 为处理后桩间土承载力特征值，ｋＰａ，宜按当地经取 基处理前砂土的孔隙比，可按原状土样试验确定，也 值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值；ｍ为 可以根据动力或静力触探对比试验确定；ｅ 为地基 桩土面积置换率；ｄ为桩平均直径，ｍ；ｄ 为根桩分担 挤密后要求达到的孔隙比；ｅ～、ｅ 为砂土的最大、 的地基面积的等效圆直径。等边三角形布桩ｄ ＝ 最小孔隙比；Ｄ 地基挤密后要求砂土达到的相对密 实度。 根据上述公式、结合上部结构、荷载及施工机械 等确定本工程砂石桩的直径为０．７０ ｍ，桩距１．５ ｍ。 ３．１．３桩长 砂石桩加固长度：要求桩长穿过杂填土层以下， 进入粉砂、中砂持力层。根据地质剖面图，杂填土影 响深度在６．０～８．５ ｍ，设计桩长在建筑物基础铺设 层底面以下ｌ０—１２ ｍ深。砂石桩顶部铺设一层厚度 为０．５０ ｍ的砂石垫层 。 ３．１．４处理范围 砂石桩处理范围在１ 、２ 、３ 、４ 挡土墙、闸室段 外缘布置１排桩。处理范围见图１。 图１ 砂石桩处理范围平面图 ３．１．５桩体材料 桩体材料科采用碎石、乱石、角砾、圆砾或石屑 等硬质材料，含泥量≤５％，最大粒径≤５０ ｍｍ。 ３．１．６填料量 砂石桩的填料量应通过现场试验确定，计算时 可按设计桩孔体积乘以１．２～１．４的充盈系数，如施 工中地面有下沉或隆起现象，则填料量应根据现场 情况给予增减 Ｊ。 ３．２复合地基的承载力计算 根据《建筑地基处理技术规范》（ＪＧＪ７９—２００２） 一１７６一 １．０５ ｓ，ｓ为桩间距。 根据以上公式，计算得： ｍ＝ ／ｄ ＝０．２ （５） ＝０．２ Ｘ ３００＋（１—０．２）×７０＝１１６ ｋＰａ，满足 建筑物的承载力要求。 ４结语 建筑地基中如果有松散的砂类土、素填土、杂填 土，甚至还有生活垃圾，这些土的强度低、压缩性大、 抗震性差。在这样的地基上建造建筑物前，必须选 用合适的方法对软弱地基进行处理。 虽然碎石桩复合地基承载力计算理论较为成 熟，但是碎石桩的很多参数需要现场试验来确定。 比如填料量、桩间距、单桩荷载试验、复合地基荷载 试验。因为地基土的组成不同，碎石桩的参数要通 过现场试验来确定适合本地的数值，从而达到真正 处理效果。 参考文献： ［１］常士骠，张苏民．工程地质手册［Ｓ］．北京：中国建筑工业 出版社，２００２． ［２］张志铁．地基处理［Ｍ］．南京：河海大学出版社，１９９２：３３ —４５． ［３］中国建筑科学研究院．ＪＧＪ７９—２００２建筑地基处理技术规 范［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００２． ［４］王妙君，梁维能．软弱地基处理方法及应用［Ｊ］．工业设 计，２０１１（０７）：２０２． ［５］苏睿华，李利平，徐先强．松木桩在长兴陶家湾水闸软弱 地基处理上的应用［Ｊ］．浙江水利水电专科学校学报， ２０１３，２５（０２）：１３一ｌ６． ［６］胡普年．水泥土梅花桩在软弱地基处理中的应用［Ｊ］．甘 肃农业，２００４（０８）：１１４． ［７］刘学仁．振冲技术在水工建筑物软基处理施工中的应用 ［Ｊ］．黑龙江水利科技，２００９，３７（０６）：９１—９２．
