CN101307604A - 一种可液化砂土地基的抗震处理方法 - Google Patents

Abstract

一种可液化砂土地基的抗震处理方法，本发明所采用的技术方案是：动力振动和静力堆载相结合的方法，其工艺流程为：利用动力振动法在可液化砂土的地基上进行加强型竖向排水体施工→利用静力法进行堆载预压。首先在可液化砂土地基表面铺设砂垫层作为竖向排水体排出水的外排通道；其次规划加强型竖向排水体的类型、分布、确定其套管直径、间距及砂井直径的大小；然后将加强型竖向排水体打入可液化砂土地基；最后利用静力法进行堆载预压，堆载预压的原料可采用砂、石、土等材料，堆载高度由可液化砂土的性质、工程性质以及工程抗震设计要求等因素决定。本发明的优越性在于：提高了液化砂土地基的抗震性；减少了对环境的污染；施工成本更低。

Description

一种可液化砂土地基的抗震处理方法

技术领域

本发明涉及一种地基的抗震处理方法，具体地说是一种可液化砂土地基的抗震处理方法，它采用动力振动和静力堆载相结合的方法来提高可液化砂土地基的抗震能力。

背景技术

目前，对于可液化砂土地基的抗震处理方法常用的有：强夯法、振冲碎石桩法和挤密砂桩法，这几种方法所存在的问题和缺陷如下：

强夯法又称动力加固法，常以500-800kNm的冲击能量对地基土施加冲击荷载，在地基中产生较大的冲击波和动应力，使土的强度提高，压缩性降低，振动液化条件得以改善。但其影响深度有限，只能达到10m左右，且其振动大，对周围建筑物和居民有较大的破坏和干扰作用。

振冲碎石桩法是用水力振冲器或重锤冲挤等施工工艺成孔，填以碎石，使之置换部分可液化砂土，提高地基承载力，改善振动液化条件。由于其排出大量泥浆而使环境受到严重污染，另外该技术方案的成本较高。

挤密砂桩是利用预沉管成孔，然后填以中粗砂，使之挤密可液化砂土，提高地基承载力，改善振动液化条件。挤密砂桩的方法具有使用灵活、机具简单、经济、地形起伏适应性强等特点而被普遍使用，但是在挤土成桩的过程中容量产生超静孔隙水压力，特别是在可液化砂土和软土共生的地层进行作业时，其产生超静孔隙水压力的现象相当明显，当挤土成桩过程中所产生的超静孔隙水压力超过饱和土体承受能力时，土体将产生扰动、隆起、侧移等一系列问题，从而造成侧向抗剪强度小的CFG桩等的桩身断裂、缩颈、夹泥、抽空、吊脚等质量缺陷，以致于很难保障竖向排水通道的连续性和完整性，这将严重影响土层的固结效果，造成抗震能力低下。

发明内容

本发明的目的在于弥补上述种种不足，提供一种能对可液化砂土地基作很好的抗震处理并且更经济、更环保的可液化砂土地基的抗震处理方法。

本发明所采用的技术方案是：动力振动和静力堆载相结合的方法，其工艺流程为：利用动力振动法在可液化砂土的地基上进行加强型竖向排水体施工→利用静力法进行堆载预压。

其方法包含下述步骤：

首先在可液化砂土地基表面铺设砂垫层作为竖向排水体排出水的外排通道；

其次规划加强型竖向排水体的类型、分布、确定其套管直径、间距及砂井直径的大小；

然后将加强型竖向排水体打入可液化砂土地基；

最后利用静力法进行堆载预压，堆载预压的原料可采用砂、石、土等材料，堆载高度由可液化砂土的性质、工程性质以及工程抗震设计要求等因素决定，高度一般不小于1m。预压时间在6个月以上。

动力振动具体是指采用加强型竖向排水体的方法来达到挤密砂土的目的；静力堆载是指采用砂、土、石等材料，对地基先行堆载预压来加快地基土的固结和强度的提高，以达到增强地基承载力和降低地基使用期内沉降的目的。

竖向排水体有两种：袋装砂井和塑料排水板。

竖向排水体的分布方案有：正方形分布方案、梅花型分布方案。

本发明所采用的加强型竖向排水体是指在以下几方面的加强：

1、打设排水体套管直径加大至常规的1.5-2.5倍；

2、竖向排水体的平面间距调整为常规间距的0.5-1.5倍；

3、当采用振动法打设竖向排水体时振动器频率调整为相应砂土本身固有的振动频率。

4、当采用袋装砂井作为竖向排水体时，将袋装砂井直径加大为常规的1.0-1.5倍，同时在挤密型工艺方面进行加强，具体是指：对于袋装砂井的竖向排水体，通常所用袋装砂井均需有砂袋在砂井中，加强型的袋装砂井可在普通意义上的袋装砂井间打设一些不放砂袋的挤密空井。

本发明的优越性在于：采用上述的方法后，可液化砂土地基的抗震性能得到显著的提高；在施工时不会排出大量泥浆、不会产生巨大的振动，必免了对环境的污染；施工成本更低，经计算，在达到与挤密砂桩相近程度的挤密效果时，使用本发明的成本约为挤密砂桩的30％。

附图说明

图1是本发明的可液化砂土地基的抗震处理方法中加强型竖向排水体和静力堆载的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

如图1所示，本发明的工艺流程为：利用动力振动法在可液化砂土3的地基上进行加强型竖向排水体施工→利用静力法进行堆载预压。现对各工序分述如下：

1、在地基表面铺设砂垫层2；

2、选取加强型竖向排水体类型：采用加强型袋装砂井4；

3、确定加强型袋装砂井的套管直径、袋装砂井的直径和间距。

根据地基承载力和变形等抗震要求确定常规的套管直径、常规的袋装砂井4的直径和间距；然后将常规的套管直径增大2倍、常规的袋装砂井4的直径增大1.2倍、其间距缩小至0.7倍，便得到加强型袋装砂井4的套管直径、袋装砂井的直径和间距。

4、加强型袋装砂井4采用梅花型布置；

5、再将竖向排水体用施工机械振动打入地基，振动器频率调整为相应砂土本身固有的振动频率。

6、静力法进行堆载预压：利用土方材料进行堆载1预压，根据液化砂土的性质和工程性质、工程抗震设计要求等因素决定堆载1高度，再进行填筑、堆载1及预压。预压期为6个月以上。

实施例1

汕揭高速，采用本发明的可液化砂土地基的抗震处理方法，其中动法采用的加强型竖向排水体为袋装砂井，袋装砂井采用梅花型布置，套管直径加大至常规的1.8倍；间距缩小至常规的0.6倍；袋装砂井直径加大为常规的1.2倍，打设袋装砂井的套管直径为140mm，袋装砂井直径为9cm，砂井具体间距为1m。静力法为堆载预压，在打设过袋装砂井的可液化砂土地基上堆载，堆载材料为土方，路基填土高度为5m，部分路段为等载预压，局部路段超载1m，预压期为6个月以上，经过本发明的应用，使汕揭高速路段的地基得到了有效加固，而且堆载预压也降低了地基土的工后沉降，经验收达到了预期的效果。

实施例2

广珠西线，采用本发明的可液化砂土地基的抗震处理方法，其中动法采用的加强型竖向排水体为袋装砂井，袋装砂井采用正方形布置，套管直径加大至常规的1.9倍，间距缩小至常规的0.6倍，袋装砂井直径加大为常规的1.0倍，打设袋装砂井的套管直径为140mm，袋装砂井直径为7cm，砂井具体间距为0.8m。静力法为堆载预压，在打设过袋装砂井的可液化砂土地基上堆载，堆载材料为土方，路基填土高度为7m，大部分路段为1m等载预压，局部路段超载2m，预压期为6个月，经过本发明的应用，使广珠西线路段的地基得到了有效加固，而且堆载预压也降低了地基土的工后沉降，经验收达到了预期的效果。

实施例3

广贺高速试验段，采用本发明的可液化砂土地基的抗震处理方法，其中动法采用的加强型竖向排水体为袋装砂井，袋装砂井梅花型分布布置，套管直径加大至常规的2倍，间距缩小至常规的0.8倍，袋装砂井直径调整为常规的1.3倍。打设袋装砂井的具体的套管直径为170mm，袋装砂井直径为7cm，砂井具体间距为0.8m；还采用挤密型工艺，在袋装砂井之间穿插挤密空井，空井间距为0.6m。静力法为堆载预压，在打设过袋装砂井的可液化砂土地基上堆载，堆载材料为土方，路基填土高度为5m，大部分路段为1m等载预压，局部路段超载2m，预压期为8个月，经过本发明的应用后，与其附近试验段所使用的桩径为40cm，桩长为14m，间距为1.6m的挤密砂桩进行了对比，袋装砂井间距为挤密砂桩间距的37％左右时，两者的密实效果接近，但成本却比挤密砂桩少了70％，充分显现使用本发明后更经济的特点。

Claims (3)

1、一种可液化砂土地基的抗震处理方法，其特征在于：其方法的工艺流程为：利用动力振动法在可液化砂土的地基上进行加强型竖向排水体施工→利用静力法进行堆载预压。

2、根据权利要求1所述的一种可液化砂土地基的抗震处理方法，其特征在于：其包含如下步骤：首先在可液化砂土地基表面铺设砂垫层作为竖向排水体排出水的外排通道；其次规划加强型竖向排水体的类型、分布、确定其套管直径、间距及砂井直径的大小；然后将加强型竖向排水体打入可液化砂土地基；最后利用静力法进行堆载预压，堆载预压的原料可采用砂、石、土等材料，堆载高度由可液化砂土的性质、工程性质以及工程抗震设计要求等因素决定，高度一般不小于1m，预压时间在6个月以上。

3、根据权利要求1所述的一种可液化砂土地基的抗震处理方法，其特征在于：加强型竖向排水体是指在以下几方面的加强：

A.打设排水体套管直径增大至常规的1.5-2.5倍；

B.竖向排水体的平面间距调整为常规间距的0.5-1.5倍；

C.当采用振动法打设竖向排水体时振动器频率调整为相应砂土本身固有的振动频率；

D.当采用袋装砂井作为竖向排水体时，将袋装砂井直径加大为常规的1.0-1.5倍，同时在挤密型工艺方面进行加强，具体是指：对于袋装砂井的竖向排水体，通常所用袋装砂井均需有砂袋在砂井中，加强型的袋装砂井可在普通意义上的袋装砂井间打设一些不放砂袋的挤密空井。

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