碎石樁單樁復合地基承載力試驗檢測

牟俊杰

摘?要：隨著我國土木工程建設的快速發展，碎石樁復合地基處理技術在軟基處理中得到了廣泛的應用，但人們對碎石樁復合地基處理的認識還有待于進一步的探討和研究。隨著巖土工程理論、現代計算技術和計算機軟硬件技術的飛速發展，有限元法逐漸成為巖土工程領域中一種有效而實用的計算方法。在此基礎上，本文探討了碎石樁復合地基承載力的確定方法，分析了承載力增長的動態變化，以期為工程施工提供參考。

關鍵詞：碎石樁;復合地基;承載力

目前，我國正處在社會經濟快速發展的上升期，各地開展的項目也如火如荼。由于工程建設規模較大，有些工程只能在地質條件較差的地段進行施工，因此，要完成大型建筑群的順利建設，必須進行地基加固處理。近年來，地基處理技術的發展與應用已成為人們關注的焦點之一。

19世紀初，歐洲人發明了復合地基處理技術，用于處理各種沙質松軟地基，但在長期的應用過程中，由于技術水平和硬件設施不能有效跟進，導致其發展緩慢。20世紀中期，該技術被廣泛應用于民用建筑、交通、水利等工程中。近年來，由于理論和實踐技術的成熟，復合地基技術有了新的發展，在應用該技術的同時，取得了很多經濟效益和社會效益，其中碎石樁復合地基是一種常用的地基處理方式。由于其在原材料、處理效果和經濟效益等方面的優勢，在建筑工程和道路工程中得到了廣泛的應用。碎石樁是一種松散的樁。碎石樁常在打入地基后進行預壓，可直接成為良好的排水通道，顯著提高地基承載力。在許多工程建設項目中，碎石樁復合地基承載力分析與判斷方法存在缺陷。在分析飽和粘性土中碎石樁復合地基承載力時，應考慮更綜合的樁土應力比，分析樁間土體強度增長的應力效應。因此，有必要研究確定復合地基初始承載力和預壓復合地基承載力的方法。

1?碎石樁法分析

碎石樁法又名振沖置換法。該方法的基本原理是：通過振動、沖擊等荷載作用在地面上植入樁管，在軟體土層上打出孔洞，將硬質碎石、砂石等材料加入孔洞中，形成獨立的樁體，使樁體與地基土協調，形成復合地基。從而最大限度地提高地基承載力，即控制地基沉降，有利于地基土的加固，控制工程造價，整體施工操作較為簡便。

2?復合地基承載力的試驗確定

在碎石樁技術中，若要確定其復合地基承載力，一般可按相對變形值直接獲得碎石樁處理不同類型地基的數據。如果是粘性土地基，則取當荷載板沉降值與荷載板直徑比為0.010時確定的荷載。如果是砂土地基，則取當荷載板沉降值與荷載板直徑比為0.01時確定的荷載。如果是水泥土樁，則在荷載板沉降值與荷載板直徑比為0.006時確定的荷載。在相同試驗條件下，碎石樁與水泥土樁復合地基承載力明顯高于水泥土樁復合地基承載力。對于粘性土和砂土的碎石樁復合地基，前者明顯高于后者。結果表明，樁間土體強度的增加對樁-樁復合地基承載力有顯著影響。碎石樁由于樁間土強度的存在，使其能夠發揮出水泥土樁不能發揮的作用。

3?碎石樁復合地基承載力動態增長的數理分析

在實際工程建設中，碎石樁經常出現在鐵路路基處理、油罐基礎處理等工程中，而聯合堆載預壓技術也是進行碎石樁施工的必要條件。曾經有學者指出，地基承載力的存在并非由地基土的材料性質所決定，而是由地基與上部土層組成的結構性質所決定。所以，對承載力的分析應具體地根據不同的施工場地特征進行考慮，然后再作出判斷。

通常采用 Skempton法求出樁間土復合地基的最大承載力。在此公式中，可以適當地忽略樁基埋深、樁長和樁徑數值對承載力的影響，粘性土的不排水強度通常表示如下。在初始狀態下，通過代入和多次變換，最終獲得復合地基承載力，這意味著能夠真正掌握第一階段推力預壓荷載在穩定平衡控制下的動態化基礎可以接受。

4?碎石樁單樁復合地基承載力的試驗檢測

選擇碎石樁單樁復合地基承載力檢測方法時，應選擇科學、合理的測試方法，其中靜荷載測試法是一種科學、有效的測試方法。

4.1?加卸載原則

為了最大程度地模擬地基受力狀態，加載應分級進行、采用逐級等量加載，單級荷載一般可取1/10的試驗最大荷載值。一般應在荷載充分穩定沉降后，才能加下一級荷載。初始階段每加載一個10 min或15 min就可以觀測到一個沉降量，最后延長觀測時間至半個小時，重復觀測，直至每1小時內沉降量不超過0.1 mm，并連續出現兩次。卸載操作也同樣要采取等量分級的原則，卸載級數一般只有加載級數的1/2，每次卸載后要記錄樁頂沉降量。

4.2?結束荷載作用的條件對該工程而言，隨著荷載作用的繼續，地基沉降量增加，使承壓板周圍軟土相對穩定，沒有側向擠壓現象，承壓板的沉降量沒有超過標準。

4.2.1?承壓板及加載裝置。重點選擇壓力板的規格，一般根據樁間距和布樁形式來選擇，壓力板下覆蓋100～150mm厚的粗砂層。同時，采用箱梁或工字鋼等搭建承重平臺。上附重物施加壓力，利用千斤頂來支撐平臺，從而將壓力傳遞到樁上。一般可利用混凝土配重、砂帶、土袋等作堆載，或利用水池的重量進行堆載。

4.2.2?沉降觀測裝置。位移傳感測量系統由百分表、基準梁等組成位移測量系統。

4.3?單樁復合地基承載力的具體取值應與相對變形值相結合選擇，可取承壓板穩定沉降值與其邊長之比為荷載值。

5?結語

綜上所述，碎石樁復合地基處理技術應用中，樁間土強度直接影響樁體承載力的大小，因此，在計算時，包含樁間土抗剪強度的函數可以表示碎石樁復合地基的承載力。同時該力隨著樁間土強度保持同步增長，在碎石樁復合地基承載力計算中引入彈性固結度參數，可以實現動態承載力的計算。

參考文獻：

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