一种水下复合地基加固处理方法

摘要

本发明提供了一种水下复合地基加固处理方法，其包括如下步骤：第一步：根据水上结构物或水下边坡的水下地基处理所需达到地基承载力的要求、地基工后沉降量的要求，选择桩规格和桩间距，确定实际施工过程中水下桩的施打密度；第二步：使用挖泥船或高压水枪，除去水下待施工地基的上层浮泥或淤泥，曝露出下层淤泥质土或亚粘土；第三步：布桩，按第一步确定的桩间距及桩密度把桩送入指定位置；第四步：平整桩的面层，然后对施工后的面层进行垫褥层施工，使复合桩形成整体结构；第五步：对完成后的复合地基进行抽样检测和承载力检测。本发水下复合地基处理技术可在充分利用原状土的承载力基础上，利用复合地基处理进行补强，降低材料的消耗。

主权项

一种水下复合地基加固处理方法，其特征在于包括如下步骤：第一步：根据水上结构物或水下边坡的水下地基处理所需达到地基承载力的要求、地基工后沉降量S_设的要求，选择桩规格和桩间距，确定实际施工过程中水下桩的施打密度，其中桩的密度按以下步骤确定：(1)预选桩间距B、桩端截面积A_z和桩长l，通过P_kA_c‑αA_kf_oa计算获得地基加固处理所需补偿的承载力标准值R_补，其中，P_k为地基处理拟所需达到的地基承载力；A_c为计算面积，为相邻桩的中心连线所围成的封闭区域的面积，相邻桩的中心连线长度即为桩间距B，A_k为计算面积A_c减去桩端截面积A_z后的值，即A_c‑A_z，f_oa为桩间地基承载力，α为加固后的桩间土地基承载力发挥系数，(2)计算单桩承载力R_a，$R_a=\frac{1}{2}\left(\mu \underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{q}_{sik}{l}_i\right)+{\mathrm{\beta A}}_z{q}_r$式中：μ‑桩周长，q_sik‑第i层土的侧阻力特征值，l_i‑第i层土中桩的长度，β‑桩端端阻力发挥系数，q_r‑桩端土的端阻力特征值，A_z‑桩端截面积(3)计算桩的密度n，水下复合地基所需补偿的承载力应满足下式的要求并根据下式求得复合桩的密度n：$n\ge \frac{P_k{A}_c-{\mathrm{\alpha A}}_k{f}_{oa}}{R_a}$计算结果n取值为0.9～1.0的范围，若n值﹤0.9，则增大桩间距B以增大计算面积A_c；若n值＞1.0，则减小间距B以减小计算面积A_c；(4)通过验算工后沉降，对桩的布置进行校核，(4.1)计算复合地基的复合模量：$E_p=\frac{P_0}{f_{oa}}{E}_a$式中E_p‑复合模量，单位为Mpa，E_a‑地基土模量，单位为Mpa，其中，(4.2)计算总沉降量S,计算复合地基土层的沉降量S₁，以及下卧土层的沉降量S₂，$S_1={\psi }_{s1}\frac{P_k}{E_p}Z\overline{ϵ}$式中：P_k‑使用期间的附加荷载，kPa；ψ_s1‑沉降计算分项系数；Z‑基础底面至复合地基底层的距离；‑基础底面计算点至复合地基底层的平均附加应力系数，$S_2={\psi }_{s2}{\Sigma }_{i=1}^n\frac{P_k}{E_i}(Z_i{\overline{ϵ}}_i-Z_{i-1}{\overline{ϵ}}_{i-1})$式中：E_i‑复合地基下第i层土的压缩模量，MPa；ψ_s2‑沉降计算分项系数；Z_i、Z_i‑1‑基础底面至下卧土层第i层土、第i‑1层土的距离；‑基础底面计算点至第i层土、第i‑1层土底层的平均附加应力系数，S＝S₁+S₂若总沉降量S大于设计要求的地基工后沉降量S_设，则增加桩端截面积A_Z或增加桩长l若总沉降量S小于等于设计要求的地基工后沉降量S_设，则按选定的桩端截面积A_z及桩长l确定桩规格与桩间距B；第二步：使用挖泥船或高压水枪，除去水下待施工地基的上层浮泥或淤泥，曝露出下层淤泥质土或亚粘土；第三步：布桩，按第一步确定的桩间距B及桩密度n把桩送入指定位置；第四步：平整桩的面层，然后对施工后的面层进行垫褥层施工，使复合桩形成整体结构；第五步：对完成后的复合地基进行抽样检测和承载力检测。