碎石桩与砂桩.ppt

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1、第四章碎石桩与砂桩第一节概述第二节加固机理第三节设计计算第四节施工工艺用振动、冲击或水冲等方法在软弱地层中成孔后，再将碎石或砂挤压入土孔中，形成大直径的由碎石或砂所构成的密实桩体称碎石桩(StoneColumn)或砂桩(SandPile，总称粗颗粒桩(GranularPile)。方法成桩方法：沉管法、振动气冲法、袋装碎石桩法以及强夯置换法等碎石桩与砂桩碎石桩与砂桩施工方法分类碎石桩分类施工方法成桩工艺适用土类挤密法振冲挤密法采用振冲器振动水冲成孔，再振动密实填料成桩，并挤密桩间土砂性土、非饱和粘性土，以及炉灰、炉渣、建筑垃圾为主的杂填土，松散素填土沉管法采用沉管成孔，振动或锤击密实填料成

2、桩，并挤密桩间土干振法采用振孔器成孔，再用振孔器振动密实填料成桩，并挤密桩间土置换法振冲置换法采用振冲器振动水冲成孔，再振动密实填料成桩饱和粘性土钻孔锤击法采用沉管且钻孔取土成孔，再振动密实填料成桩排土法振动气冲法采用压缩气体成孔，振动密实填料成桩饱和软粘土沉管法采用沉管成孔，振动或锤击密实填料成桩强夯置换法采用强夯击成孔，重锤夯击填料成桩其它方法水泥碎石桩法在碎石内加入水泥和膨润土制成桩体饱和软粘土裙围碎石桩法在群桩周围设置刚性的(混凝土)裙围来约束桩体的侧向鼓胀袋装碎石桩法将碎石装入土工聚合物袋而制成桩体，土工聚合物约束桩体的侧向鼓胀碎石桩与砂桩施工方法分类砂桩砂桩施工方法主要有两种

3、：振动成桩法与冲击成桩法。碎石桩与砂桩中小型工业与民用建筑港湾构筑物：如码头、护岸等土工构筑物：如土石坝、路基等材料堆置场：如矿石场、原料场等其它：如轨道、滑道、船坞等。应用范围碎石桩与砂桩加固机理一、对松散砂土的加固机理挤密作用；排水减压作用；砂基预振作用。二、对粘性土的加固机理置换作用；排水固结；加筋作用。碎石桩与砂桩设计计算一、一般设计原则二、砂性土1、桩距确定2、液化判别三、粘性土1、承载力计算2、沉降计算3、固结度计算4、稳定分析碎石桩与砂桩1、加固范围对于一般地基，在基础外缘加1~2排桩对可液化地基，在基础外缘加2~4排桩2、桩位布置对大面积处理，采用等边三角形对独立或条形基

4、础，采用矩形、正方形或等腰三角形对圆形或环形基础，采用放射形3、加固深度加固深度应该根据软土层的性能、厚度以及工程要求按照以下原则确定：(1)当相对硬层埋深不大时，加固深度应该按相对硬层的埋深确定；(2)当相对硬层埋深较大时，对按变形控制的工程，加固深度应该满足碎石桩或砂桩复合地基的变形不超过建筑物地基容许变形值的要求；(3)对于按稳定性控制的工程，加固深度应该不小于最危险滑动面的深度；(4)在可液化地基中，加固深度应该按抗震处理深度要求确定；(5)桩长不宜小于4米。4、桩径桩径应该根据地基土质情况和设备因素确定设计计算：一般设计原则碎石桩与砂桩设计计算：砂性土—桩距设桩的布置如下图(p

5、82)。假设在松散砂土中桩能起到100%的挤密效果，即成桩过程中地面没有隆起或下沉，被加固的砂土没有流失。设桩的加固面积为A，单位深度灌碎石(或砂)量为Ap，原砂土地基单位深度的平均体积为Vo，其中砂固体颗粒所占体积为Vs；桩距为L。碎石桩与砂桩处理前地基土的体积：(3-2)(3-3)(3-4)处理后地基土的体积：从式(3-2)和(3-3)可以得到：碎石桩与砂桩(3-5)所以：设桩的直径为d，则：(1)当桩按正方形布置时：(2)当桩按等边三角形布置时：碎石桩与砂桩地基挤密后，要求得到的孔隙比e1可以按照工程对地基承载力的要求或下式求得：emax,emin分别为砂土的最大与最小孔隙比。地基

6、挤密后要求达到的相对密实度0.70~0.85。碎石桩和砂桩每根桩每米长度的填料量q：等边三角形布置：正方形布置：如果用加固前后土的重度γo、γ1表示则：碎石桩与砂桩设计计算：砂性土－液化判别一般对在地下15m范围内的液化土应该符合下面要求：N63.5--饱和土标准贯入锤击数实测值(未经杆长修正)；Ncr—液化判别标准贯入锤击数临界值；No—液化判别标准贯入锤击数基准值，按下表取值；ds—饱和土标准贯入点深度(m)；ρc—粘粒含量百分率，当小於3或为砂土时，均采用3；dw—地下水位深度(m)。近、远震地震烈度789近震61016远震812--碎石桩与砂桩设计计算：粘性土－承载力计算单桩的加

7、固范围及破坏形式碎石桩与砂桩设计计算：粘性土－承载力计算fR—地基土极限承载力的作用面积；fn—Cu的作用面积；fm—pro的作用面积pP—桩顶应力(kPa)；ps—桩间土面上的应力(kPa)；pro—桩对土块的侧向作用力(kPa)；δ—BA面与水平面的夹角；Cu—地基土不排水抗剪强度(kPa)。单桩承载力－Brauns极限承载力法假设单桩的破坏是空间轴对称问题，桩周土体是被动破坏(p86)碎石桩与砂桩设计计算：粘性土－承载力计算单