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摘 要：以孟良河倒虹吸地基处理措施为例，说明振冲碎石桩使用范围及设计方法。
关键词：渐变段；振冲碎石桩；复合地基；检测
中图分类号：TU47 文献标识码： A 文章编号：
振冲碎石桩在坝基、桥涵、大型厂房、工业与民用建筑的地基处理中得到广泛应用，适用于加固松散的中、粗砂、粉细砂等砂性土地基和软粘土地基（不排水抗剪强度＞20kPa）。但对两种土质加固机理有所不同，对砂性土加固机理为：挤密、排水减压和预震；对软粘土加固机理为：振冲置换。不同土质地基经振冲碎石桩处理后形成复合地基，其地基承载力、变形模量和抗震能力与处理前相比均有较大提高。
孟良河倒虹吸为京石段应急供水工程上的一座大型河渠交叉建筑物，地震设计烈度为6度。进出口渐变段翼墙为钢筋混凝土重力式结构型式，基底最大应力超过220kPa。而其地基土质为壤土与中砂互层结构，其承载力仅为150kPa远不满足设计要求，必须进行地基处理。由于翼墙地基土以砂性土质为主，确定采用振冲挤密法进行加固处理。
1 振冲碎石桩设计
1.1处理范围
进口渐变段闸室上游30m范围内翼墙及出口渐变段下游30m范围内翼墙地基进行处理。
1.2 桩径、桩长及桩位布置
碎石桩桩径80cm,碎石桩深入密实粗砂层不小于100cm，因为是大面积满堂处理，所以根据《水利水电工程振冲法处理地基技术规范》采用正方形布置。
1.3 桩距确定
碎石桩桩距按下列公式计算 ：
式中-碎石桩间距；
-碎石桩直径；
-地基土的天然孔隙比；
-挤密后要求达到的孔隙比，按下列公式计算：
式中 –砂性土地基挤密后达到的相对密实度，6度地震下不小于0.75。
、 –中细砂土的最大和最小孔隙比，根据国家标准《土工试验方法标准》（GBJ123-88）、取值分别为0.7和0.5。
1.4 碎石桩填料量计算
碎石桩每根每米长度的填料量按下列公式计算：
式中-碎石樁每根每米长度的填料（）；
-单根碎石桩所分担的加固面积，；
1.5 碎石填料要求
振冲碎石桩碎石填料首先起到反滤作用，要求具有一定的透水性，且能保护桩间土的稳定，不均匀系数大于5，曲率系数等于1～3，且得满足如下三式：
式中、、-桩间土颗粒级配曲线上小于含量、、的粒径，取值分别为0.15、0.3、1.5；
、-碎石填料颗粒级配曲线上小于含量、的粒径，取值分别为3、7.5。
其次考虑施工要求碎石填料最大粒径小于50，粘土含量小于5%。
2 复合地基承载力特征值
处理后的复合地基承载力特征值按下列公式计算：
式中-复合地基的承载力特征值（kPa）；
-桩体单位截面积承载力特征值（kPa）；
-桩间土的承载力特征值（kPa）；
-置换率，即桩体面积与单根桩分担面之比。
修正后的复合地基承载力特征值按下列公式计算：
式中 -修正后复合地基的承载力特征值（kPa）；
-基础埋深的地基的承载力修正系数，对于细砂取1.5；
-基础埋置深度（m）,应从天然地面标高算起，对于填方整平地区，可自填土地面标高算起；
- 基础底面以上土的加权平均容重（kN/m3）,地下水以下取浮容重（kN/m3）。
、由施工现场载荷实验确定。根据载荷实验结果及以上公式计算出修正后地基承载力特征值不小于320kPa。
3 复合地基沉降量
复合地基沉降量由下列公式计算：
式中-复合地基最沉降量;
-沉降计算经验系数，取0.4；
-地基变形计算深度范围内所划分的土层数；
-基础底面处附加应力（kPa）；
、-基础底面至第层土、层土底面距离；
、-基础底面计算点至第层土、层土底面范围内平均附加应力系数；
-基础底面下第层复合土的压缩模量（MPa）；
式中 -第层复合地基的压缩模量（MPa）；
-第层复合地基桩间土压缩模量（MPa）；
-桩土应力比，。
4 成桩检验
振冲法处理后的地基，碎石桩的数量必须符合设计要求：对桩位偏差、桩体质量、桩间土处理效果、复合地基承载力及变形模量应进行检测。
(1) 检测试验应在振冲施工后达到一定恢复期后进行，一般砂性土不少于14天。
(2) 该倒虹吸为重要的1级建筑物检测实验点不少于5点；
(3) 大面积基础满堂布桩，桩位偏差不大于20cm。
(4) 桩体密实度检验：采用重型（2）动力触探跟踪检测桩体密实度，要求动力触探平均贯入10 cm的锤击数≥7～10击。
(5) 复合地基承载力检验：要求复合地基承载力应不小于260kpa；
(6) 桩间土处理效果检验：地基处理后中细砂土密实度利用标准贯入实验来评价。砂性土必须处于密实状态，要求不小于0.75，压缩模量不小于16Mpa。标准贯入锤击数，按下列公式计算：
式中-经杆长修正后的标准贯入锤击数；
-杆长修正系数；
-实测锤击数。
如实验测得复合地基各项指标均满足设计要求，则按本设计施工，否则重新进行设计计算。
5 结论
孟良河倒虹吸进出口渐变段振冲碎石桩振冲造孔过程中未出现坍孔现象，碎石桩成桩效果明显，复合地基平面载荷试验成功，各项指标均检测合格。工程已经建成通水运行，经过地基处理的建基面以上建筑物稳定，说明采用振冲碎石桩进行地基处理是合理的。
参考文献 ：
SL/T-2002，水利水电工程振冲法处理地基技术规范［S］
SL265-2001,水闸设计规范［S］
GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范［S］
俞仲泉.水工建筑物软基处理［K］
叶书麟.地基处理工程实例应用手册［K］
陈仲颐，周景星，王洪瑾.土力学［K］
南京水利科学研究院土工研究所.土工试验技术手册［K］
关键词：渐变段；振冲碎石桩；复合地基；检测
中图分类号：TU47 文献标识码： A 文章编号：
振冲碎石桩在坝基、桥涵、大型厂房、工业与民用建筑的地基处理中得到广泛应用，适用于加固松散的中、粗砂、粉细砂等砂性土地基和软粘土地基（不排水抗剪强度＞20kPa）。但对两种土质加固机理有所不同，对砂性土加固机理为：挤密、排水减压和预震；对软粘土加固机理为：振冲置换。不同土质地基经振冲碎石桩处理后形成复合地基，其地基承载力、变形模量和抗震能力与处理前相比均有较大提高。
孟良河倒虹吸为京石段应急供水工程上的一座大型河渠交叉建筑物，地震设计烈度为6度。进出口渐变段翼墙为钢筋混凝土重力式结构型式，基底最大应力超过220kPa。而其地基土质为壤土与中砂互层结构，其承载力仅为150kPa远不满足设计要求，必须进行地基处理。由于翼墙地基土以砂性土质为主，确定采用振冲挤密法进行加固处理。
1 振冲碎石桩设计
1.1处理范围
进口渐变段闸室上游30m范围内翼墙及出口渐变段下游30m范围内翼墙地基进行处理。
1.2 桩径、桩长及桩位布置
碎石桩桩径80cm,碎石桩深入密实粗砂层不小于100cm，因为是大面积满堂处理，所以根据《水利水电工程振冲法处理地基技术规范》采用正方形布置。
1.3 桩距确定
碎石桩桩距按下列公式计算 ：
式中-碎石桩间距；
-碎石桩直径；
-地基土的天然孔隙比；
-挤密后要求达到的孔隙比，按下列公式计算：
式中 –砂性土地基挤密后达到的相对密实度，6度地震下不小于0.75。
、 –中细砂土的最大和最小孔隙比，根据国家标准《土工试验方法标准》（GBJ123-88）、取值分别为0.7和0.5。
1.4 碎石桩填料量计算
碎石桩每根每米长度的填料量按下列公式计算：
式中-碎石樁每根每米长度的填料（）；
-单根碎石桩所分担的加固面积，；
1.5 碎石填料要求
振冲碎石桩碎石填料首先起到反滤作用，要求具有一定的透水性，且能保护桩间土的稳定，不均匀系数大于5，曲率系数等于1～3，且得满足如下三式：
式中、、-桩间土颗粒级配曲线上小于含量、、的粒径，取值分别为0.15、0.3、1.5；
、-碎石填料颗粒级配曲线上小于含量、的粒径，取值分别为3、7.5。
其次考虑施工要求碎石填料最大粒径小于50，粘土含量小于5%。
2 复合地基承载力特征值
处理后的复合地基承载力特征值按下列公式计算：
式中-复合地基的承载力特征值（kPa）；
-桩体单位截面积承载力特征值（kPa）；
-桩间土的承载力特征值（kPa）；
-置换率，即桩体面积与单根桩分担面之比。
修正后的复合地基承载力特征值按下列公式计算：
式中 -修正后复合地基的承载力特征值（kPa）；
-基础埋深的地基的承载力修正系数，对于细砂取1.5；
-基础埋置深度（m）,应从天然地面标高算起，对于填方整平地区，可自填土地面标高算起；
- 基础底面以上土的加权平均容重（kN/m3）,地下水以下取浮容重（kN/m3）。
、由施工现场载荷实验确定。根据载荷实验结果及以上公式计算出修正后地基承载力特征值不小于320kPa。
3 复合地基沉降量
复合地基沉降量由下列公式计算：
式中-复合地基最沉降量;
-沉降计算经验系数，取0.4；
-地基变形计算深度范围内所划分的土层数；
-基础底面处附加应力（kPa）；
、-基础底面至第层土、层土底面距离；
、-基础底面计算点至第层土、层土底面范围内平均附加应力系数；
-基础底面下第层复合土的压缩模量（MPa）；
式中 -第层复合地基的压缩模量（MPa）；
-第层复合地基桩间土压缩模量（MPa）；
-桩土应力比，。
4 成桩检验
振冲法处理后的地基，碎石桩的数量必须符合设计要求：对桩位偏差、桩体质量、桩间土处理效果、复合地基承载力及变形模量应进行检测。
(1) 检测试验应在振冲施工后达到一定恢复期后进行，一般砂性土不少于14天。
(2) 该倒虹吸为重要的1级建筑物检测实验点不少于5点；
(3) 大面积基础满堂布桩，桩位偏差不大于20cm。
(4) 桩体密实度检验：采用重型（2）动力触探跟踪检测桩体密实度，要求动力触探平均贯入10 cm的锤击数≥7～10击。
(5) 复合地基承载力检验：要求复合地基承载力应不小于260kpa；
(6) 桩间土处理效果检验：地基处理后中细砂土密实度利用标准贯入实验来评价。砂性土必须处于密实状态，要求不小于0.75，压缩模量不小于16Mpa。标准贯入锤击数，按下列公式计算：
式中-经杆长修正后的标准贯入锤击数；
-杆长修正系数；
-实测锤击数。
如实验测得复合地基各项指标均满足设计要求，则按本设计施工，否则重新进行设计计算。
5 结论
孟良河倒虹吸进出口渐变段振冲碎石桩振冲造孔过程中未出现坍孔现象，碎石桩成桩效果明显，复合地基平面载荷试验成功，各项指标均检测合格。工程已经建成通水运行，经过地基处理的建基面以上建筑物稳定，说明采用振冲碎石桩进行地基处理是合理的。
参考文献 ：
SL/T-2002，水利水电工程振冲法处理地基技术规范［S］
SL265-2001,水闸设计规范［S］
GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范［S］
俞仲泉.水工建筑物软基处理［K］
叶书麟.地基处理工程实例应用手册［K］
陈仲颐，周景星，王洪瑾.土力学［K］
南京水利科学研究院土工研究所.土工试验技术手册［K］