碎石桩复合地基在改善地基抗液化性能方面的实例应用

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【摘 要】碎石桩复合地基在地基处理中的应用越来越广泛，尤其在处理可液化土层方面有较为突出的作用。本文阐述了碎石桩复合地基的应用机理及列举相关的工程实例。

【关键词】碎石桩复合地基；应用机理；工程实例

1. 前言

碎石桩复合地基在地基处理中的应用越来越广泛，尤其在处理可液化土层方面有较为突出的作用。

2. 碎石桩复合地基的应用机理

2.1 碎石桩复合地基法是指采用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，将碎石或砂等材料挤压入已成的孔中形成桩体，使桩体及桩间同承担荷载，并同时具有挤密性和置换性。其适用于松散砂土，粉土，粘性土，素填土及杂填土等地基处理，也可用于液化地基的处理。

2.2 地震时饱和砂土地基会发生液化现象，造成建筑物的地基失效，发生建筑物下沉、倾斜甚或倒塌等现象。地基土的承载能力主要来自土的抗剪强度，而砂土或粉土的抗剪强度主要取决于土颗粒之间形成的骨架作用。饱和状态下的砂土或粉土受到振动时，孔隙水压力上升，土中的有效应力减小，土的抗剪强度降低。振动到一定程度时，土颗粒处于悬浮状态，土中有效应力完全消失，土的抗剪强度为零。土变成了可流动的水土混合物，此即为液化。饱和砂土在地震或其他动力荷载作用下会发生液化，其根本原因在于：（1）地基的密实度不够，在动荷载作用下孔隙水压力上升，有效应力降低，颗粒处于悬浮状态，地基承载力不足，变形增大；（2）地震作用下产生的孔隙水压力不能及时消除，造成地基的喷砂冒水或砂土的流动。

2.3 而碎石桩复合地基能够有效的解决以上两大难题，其抗液化作用主要体现在三个方面：

（1）增加桩周土的密实度。饱和砂土在碎石桩施工过程中能够得到振密和挤密，将原来易产生液化的疏松土体加固成密实的土体，同时也增加了水的渗漏通道，如此，在地震作用下，土体的密实度变化小，产生很小或不产生震动引起的超静孔隙水压力，大大消除了地基的液化趋势。

（2）通过桩体的排水作用来抑制桩间土超静孔隙水压力的增长。碎石桩复合地基中的桩体是以渗透性很强的碎石填筑，形成了很好的排水通道，缩短排水路径，加速了超静孔隙水压力的释放，从而增强了土体的抗剪强度，因此在地震或其他动力荷载作用下孔隙水压力不能积累增长，也就不会发生地震液化。

（3）桩体的减震作用。在碎石桩复合地基中的桩体强度远大于桩间土，受地震或动力荷载作用地基的初始应力状态和刚度发生变化而产重新分布，因此，当桩体和桩间土同时变形时，在相对刚度较大的桩体上会产生地震剪应力的集中，从而减小了作用在桩间土上的剪应力水平。

3. 工程实例

3.1 拟建工程位于农七师129团五五中学教学楼东侧。拟建教学楼地上四层，砖混结构，建筑面积2900m2，基础埋深地下1.5米，基础采用条形基础。在地貌上场地属于准噶尔盆地西南缘，奎屯河冲积洪积平原中下游。