探讨挤密砂石桩在钱江南岸砂土地基中的应用

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摘要：萧山区为配合杭州市实施沿江开发、跨江发展的战略，进一步加快了沿钱塘江开发力度。由于沿江广大地区地貌上属冲海积平原，分布较厚砂粉土层，而之间由于成陆时间长短不一，常易形成低洼滩地、流花沟以及砂土液化和流砂等不良地质现象，作为建（构）筑物地基如处理不当，重则发生严重质量安全事故，轻则埋下事故隐患。因此加强勘察基础研究工作，提出比较有经济合理的地基处理对策，是一项十分必要的工作。

关键词：挤密砂石桩；砂土地基；地基处理

一、地层结构

钱塘江南岸一带，第四纪以来沉积一套厚47.0～71.0米松散沉积物，其中表层13～20米为河口相冲海积堆积物，岩性为粘质粉土、砂质粉土、粉砂，中间为巨厚海相沉积淤泥质软弱土层，底部为河流相钱塘江古河道沉积砂砾石层。具比较明显即上部硬、中间软、下部硬三层结构，沉积韵律清楚规律明显，但常分布不规则透镜体状软弱夹层、“流花沟”堆积物以及渗流作用、震动液化等造成地基不稳定、承载力降低问题。而深部砂砾石层则是重载建（构）筑物及桥梁墩基比较理想的桩基持力层。主要层位物理力学性质指标如表1。

二、勘察方法及手段

针对不同结构荷载特征建（构）筑物，采用多种方法查明拟建场地工程地质条件。

一般大跨度工业厂房（如纺织企业、钢结构制造企业）常为排架结构，而纺丝、服装车间则为框架结构，荷载不大则主要利用浅层砂粉土层作为基础持力层，因此勘探重点采用原位测试手段如静力触探和标准贯入试验，适当配合进行一些钻探取样工作。目的查明砂粉土层以及有无软弱夹层的埋藏分布、各地基地层的物理力学性质、承载能力并提出地基基础方案。

重载结构厂房，如聚酯直纺、热电厂、公路桥梁工程，持力层则往往选择深部，则重点采用机械钻探手段，配合进行波速试验、静力触探和重Ⅱ动力触探工作。目的是查明深部桩基持力层埋深性质，估算单桩承载能力、提出桩的类型、长度、承载能力及沉桩方法。

三、 地基处理原理及方法

由于表层粉性和砂性土渗流作用的不稳定性，震动作用可液化性以及土层分布不均匀性，因而在重要建筑物基础设计时需进行地基加固处理，常用桩基和复合地基两种手段。

对于荷载大、结构复杂、不均匀沉降变形要求控制严的当然首选桩基。但砂粉土层中桩基由于各种因素综合，常发生灌注桩混凝土流失或成桩不良，预制桩沉桩贯入不到位造成大量截桩现象时有发生，因而选用施工方便、造价低廉、抗震性能较好的挤密砂石桩复合地基，经济效果明显。

砂石挤密桩主要是利用振动沉管桩机沉管不断振动和反插，制成密实的砂石桩体。砂石桩与桩周土互相挤密，使土颗粒重新排列，土的孔隙减小、密实度提高。其原理因砂石桩是柔性离散体，这承受竖向作用发生竖向膨胀时，桩周围土体具有明显约束作用。按等量变形原则，桩及桩周土构成复合地基，共同承受上部荷载，由于桩体的压缩模量比桩间土大，所以基础传给复合地基的外加压力，随桩及桩周土的等量压缩，应力会集中到桩上去，桩间土应力相应减小，因此比天然地基具有更大的承载力和抗剪强度，从而使建筑物的整体沉降显著减小，同时还由于桩柱体形成垂直排水通道而加快了地基的排水固结作用，从而加快地基沉降。

某集团最早一期纺丝车间为框架结构，柱荷载最大为3600KN，由于地处垦区，成陆时间短，表层2～4m砂粉土层结构松散。采用挤密砂石桩，当时采用带活瓣的振动沉管桩机，加固桩长6.0～7.0m，施工完毕后，整个车间地面下降约0.3～0.4m，复合地基土承载力经载荷试验达160kpa，比原地基承载力提高幅度达1.4倍。运行情况良好，当然其现在扩建的熔体直纺项目则采用高强度预应力空心管桩，以（6）、（8）层为桩基持力层。

位于党山镇某公司，地处杭甬高速公路旁、紧邻绍兴，其他段勘察揭示土层上部6～7米范围公布透镜体状淤泥质粉质粘土夹层，属比较明显的“流花沟”堆积土。在办公大楼和纺丝大楼基础设计施工中采用砂石桩挤密后，检验其桩间土密实度情况，原先标贯数为N=3～6击，加固后其N=12～14击，密实度提高2～4倍，说明地基承载力得到明显提高。

四、 结论

钱塘江南岸广袤砂土地区，现已成为投资热土，随着大量工业厂房开发建设，选择安全、经济、施工简便的振动沉管挤密砂石桩地基加固处理方法，不失为一种良好手段，但需加强勘察工作分析研究，施工结束后，还须采用触探或波速等手段检验加固效果。