在吹沙填海場地選擇振沖碎石樁方案處理地基的優勢

高軍會，董樹巍，石明祿，張鵬

(河北建設勘察研究院有限公司，石家莊050031)

在吹沙填海場地選擇振沖碎石樁方案處理地基的優勢

高軍會，董樹巍，石明祿，張鵬

(河北建設勘察研究院有限公司，石家莊050031)

吹沙填海場地人工填土和砂土層，多呈飽和狀態，大多數為液化土層。此類地區一旦發生地震，地基極易發生地震液

吹沙填海場地;地震;砂土液化;振沖碎石樁;樁體材料

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.011

1 地質條件特點及不利因素

一般吹沙填海場地地質條件特點為：表層為吹沙填海而成的粉、細砂及淤泥質人工填土層，表層1下主要由海相沉積的黏性土、粉土、砂土及風化巖構成。期中人工填土和砂土層，呈飽和狀態，大多數為液化土層。

此類地區一旦發生地震，場地內的人工填土和砂土最有可能遭遇的嚴重災害是地基的地震液化。在強烈的地震動作用下松散的砂土和粉土，對本身具有很大的震密性，土的孔隙要減??；但因短時間內充滿土孔隙中的水難以即時排出，土孔隙無法減小，土骨架呈松弛狀態，土粒間的有效應力逐漸轉變為超孔隙水壓力。隨著振動的持續作用，土中超孔隙水壓力不斷聚集、提高，當其值達到相應的固結壓力時，粒間應力幾乎為零；從而引發地震液化，易造成建筑物（構筑物）倒塌、傾覆。所以，此類地區地基處理必須優先考慮飽和松砂地基的液化危害性。

2 此類地區地基處理方案的選擇原則

根據此類場地的地質條件特點，地基處理除滿足建筑物（構筑物）上部載荷對地基承載力的要求外，還應考慮建筑物（構筑物）的抗震性能。此類場地中的地基處理方案選擇時應從以下3個方面考慮[1]：

1）提高地基承載力；

2）消除土層液化；

3）經濟適用性。

要達到地基處理的目的就要選擇合適的地基處理方案，最好能選擇一種既能滿足本工程地基處理的兩個目的，又經濟適用的地基處理方法。

3 振沖碎石樁地基處理方案用于吹沙填海場地的技術優勢

提高地基承載力，消除土層液化的地基處理方法很多，但是，目前消除土層液化處理效果最好的地基處理方法是振沖碎石樁法。

現從振沖碎石樁改善松散砂類土性能的機理，闡述振沖碎石樁消除土層液化的優勢。

振沖碎石樁改善松散砂類土性能的機理分3個方面[2]。

3.1 振沖擠密

飽和松砂經強烈振動，土粒將重新排列密實。施工完成后，檢測振沖效果較低的樁間土中心處砂土的密實度，與施工前的密實度相比較，一般都會提高1～2級，由松散、稍密提高到中密或密實。砂粒越粗，含泥量越少，密實度越高，程度越高。由于砂土振沖密實，其孔隙大為減小，從而減少沉降，提高砂土的強度和砂基的承載力，消除液化的可能性。根據震害調查表明：當地震烈度分別為7度、8度和9度時,只要砂土的密實度分別達到或超過55%、70%和80%,即不產生液化。經振沖擠密后砂土的密實度一般都能達到80%以上，能夠有效地消除砂土層液化。

3.2 排水減壓作用

飽和松砂在振動作用下，趨向密實。由于孔隙中的水來不及排出，砂土難以密實，致使砂土骨架松弛軟化，粒間應力隨著不斷地振動逐漸轉變為超孔隙水壓力，當超孔隙水壓力大于上覆土壓力時，即產生液化。而密實的砂土無振縮趨勢，故不產生液化。即使是飽和松軟土，因其中含有排水暢通的碎石樁，使樁間土產生的振動超孔隙水壓力迅速地由碎石樁體排出，土中孔隙水壓力亦隨之減小，難以聚集提高，從而消除或減小液化的可能性。

3.3 預振效應

振沖碎石樁的施工過程就是地基土層的預振過程，振動使其土體結構破壞，強制液化。施工完成地基養護一定時期后，土層中的超孔隙水排出，土體重新固結，形成比原來結構更密實的土體，從而大大提高其抗地震液化的能力。

4 振沖碎石樁地基處理方案用于吹沙填海場地的經濟優勢

4.1 施工原材料

振沖碎石樁樁體材料可采用碎石、卵石、砂礫、礦渣、碎磚及其他無腐蝕性的等硬質材料。但風化石塊不宜采用，且要求材料粒徑為40～150mm，含泥量不大于5%[3]。與混凝土所用的粗骨料相比，振沖碎石樁樁體材料粒徑要求低很多，且材質范圍更加寬泛，易于就地取材，可根據施工場地周圍現有的材料源，選擇原材料，大大降低原材料的加工成本和運輸成本。

4.2 施工機械及人員

振沖碎石樁施工主要設備為振沖器、起重機、裝載機及供水排漿泵，施工設備簡單，能有效降低施工設備成本。施工時以設備為主，人員輔助操作施工，所需施工人員少，可減少人工費用。

4.3 施工速度

振沖碎石樁施工速度快，長10m的樁，15～20min可完成1根;長20m的樁，30～50min可完成1根;長30m的樁，60～90min可完成1根。且在施工場地、現場用電、用水、排漿條件允許的情況下，可以根據施工進度要求配置機組數量，快速地完成施工任務。便于早投產，早收益，早回收投資。

5 結論

綜上所述，可得出如下結論。

1）采用振沖法處理砂性土形成的復合地基，能夠有效消除砂土液化的可能性，又能大幅度提高砂土的強度和砂基的承載力，值得研究和推廣，尤其是吹沙填海而成的場地，需進行地基處理。

2）采用振沖法處理地基，施工速度快，施工質量易于控制，技術可靠，施工設備簡單，操作技術易于掌握，是一種有效而又經濟的地基處理方式。

3）振沖碎石樁地基處理方案也有其局限性，不能無限制提高地基承載力，根據以往的施工經驗，采用振沖碎石樁地基處理方法，可滿足地基承載力特征值≤300kPa的地基處理要求。故當地基承載力特征值要求不太高時，在該類吹沙填海場地進行地基處理，可優先選擇振沖碎石樁地基處理方案。

【1】孫璽.大型儲油罐振沖碎石樁地基處理設計研究[D].青島：中國海洋大學,2012.

【2】何廣訥.振沖碎石樁復合地基[M].北京：人民交通出版社，2001.

【3】JGJ 79—2012建筑地基處理技術規范[S].

Advantage of Choosing Vibro-replacement Stone Column to Treat Foundation in Blowing-sand Reclaimed Land

GAO Jun-hui,DONGShu-wei,SHI Ming-lu,ZHANGPeng
(HebeiResearchInstituteofConstructionandGeotechnicalInvestigationCo.Ltd.,Shijiazhuang050031,China)

Themost of artificial filled layer and sand layer in blowing-sand reclaimed land are the saturated state and themajority of them are liquefaction soil layer.Once earthquake occurred in this kind of area, the foundation is very easy to earthquake liquefaction, the choice of reliable technique and reasonable economy foundation treatment scheme is very important. Based on the author's practice, togetherwith the geological conditions of blowing-sand reclaimed land and the mechanism of vibro-replacement stone column improving the properties of loose sandy soil, this paper analyze the advantages of choosing the vibro-replacement stone column foundation treatment scheme in blowing-sandreclaimedland.

blowing-sandreclaimedland；earthquake；sandliquefaction；vibro-replacementstonecolumn；pilebodymaterial

TU753.3

B

1007-9467（2016）09-0055-02

2016-05-01

高軍會（1979～），男，河北石家莊人，工程師，從事巖土工程設計、施工管理與研究，（電子信箱）gjh90@163.com。

化，故選擇技術可靠、經濟合理的地基處理方案非常重要。論文通過作者實踐，結合吹沙填海地質條件及振沖碎石樁改善松散砂

類土性能的機理，分析吹沙填海場地地質條件下選擇振沖碎石樁地基處理方案的優勢。