砂樁、砂石樁修改稿

1、5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 加固原理加固原理5.3 5.3 設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)與計(jì)算5.4 5.4 施工工藝施工工藝5.5 5.5 效果檢驗(yàn)效果檢驗(yàn)5.6 5.6 工程實(shí)例工程實(shí)例第五章第五章 碎石（砂）樁法碎石（砂）樁法5.1 5.1 概述概述定定 義義適用范圍適用范圍重要概念重要概念 利用利用振動(dòng)和水沖振動(dòng)和水沖加固土體。具體而言，利用加固土體。具體而言，利用振沖器的高頻振動(dòng)和高壓水流，振沖器的高頻振動(dòng)和高壓水流，邊振動(dòng)邊水沖邊振動(dòng)邊水沖將將振沖器沉到土中預(yù)定深度，經(jīng)洗孔后加入填料并振沖器沉到土中預(yù)定深度，經(jīng)洗孔后加入填料并振密形成樁體。振密形成樁體。 填料：填料：碎石、礫石、粗砂

2、、礦渣等。碎石、礫石、粗砂、礦渣等。振沖碎石樁法或振沖碎石樁法或振沖砂樁法。振沖砂樁法。一、定義一、定義振沖器振沖器 2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代末、年代末、6060年代初，德國(guó)凱勒公司年代初，德國(guó)凱勒公司在在NurembregNurembreg的一項(xiàng)地基工程中用振沖器在粘性的一項(xiàng)地基工程中用振沖器在粘性土中制造了土中制造了2m2m深的孔，填入塊石，再用振沖器深的孔，填入塊石，再用振沖器使塊石密實(shí)，處理后，地基承載力有很大提高。使塊石密實(shí)，處理后，地基承載力有很大提高。？來(lái)的？來(lái)的- -工程背景工程背景 1960 1960年，英國(guó)一家地基工程公司，建造一年，英國(guó)一家地基工程公司，建造一棟六層房

3、屋時(shí)，在開挖基槽時(shí)意外發(fā)現(xiàn)地基中有棟六層房屋時(shí)，在開挖基槽時(shí)意外發(fā)現(xiàn)地基中有一層厚一層厚2m2m的有機(jī)粉土，強(qiáng)度很低，最后采用振的有機(jī)粉土，強(qiáng)度很低，最后采用振沖造孔，回填碎石的方法處理，效果很好。后，沖造孔，回填碎石的方法處理，效果很好。后，這兩家公司有意識(shí)地把這一方法用于加固軟弱粘這兩家公司有意識(shí)地把這一方法用于加固軟弱粘土地基土地基振沖法。由于使用的樁身材料為碎石，振沖法。由于使用的樁身材料為碎石，故稱振沖碎石樁法。故稱振沖碎石樁法。 我國(guó)首次應(yīng)用的工程在南京，我國(guó)首次應(yīng)用的工程在南京，19771977年。年。？來(lái)的？來(lái)的- -工程背景工程背景 由蒸汽（或柴油）打樁機(jī)或振動(dòng)打樁機(jī)在松由蒸

4、汽（或柴油）打樁機(jī)或振動(dòng)打樁機(jī)在松散的砂性土或人工填土上沖擊或振動(dòng)成孔并灌填散的砂性土或人工填土上沖擊或振動(dòng)成孔并灌填砂料后形成的樁體。砂料后形成的樁體。 砂樁置換法、砂樁置換法、擠密砂樁法擠密砂樁法一、定義一、定義eAs 07. 1 eAs 適用砂土、粉土、適用砂土、粉土、 粉質(zhì)黏土、素填土、雜填土粉質(zhì)黏土、素填土、雜填土 不適用于淤泥和淤泥質(zhì)土？不適用于淤泥和淤泥質(zhì)土？ 在制樁過程中，填料在振沖器的水平向振動(dòng)力在制樁過程中，填料在振沖器的水平向振動(dòng)力作用下擠向孔壁的軟土中，從而樁體直徑擴(kuò)大。當(dāng)作用下擠向孔壁的軟土中，從而樁體直徑擴(kuò)大。當(dāng)這一擠入力與土的約束力平衡時(shí)，樁徑不再擴(kuò)大。這一擠入力

5、與土的約束力平衡時(shí)，樁徑不再擴(kuò)大。當(dāng)強(qiáng)度越低，即約束力越小，形成的樁體越粗。若當(dāng)強(qiáng)度越低，即約束力越小，形成的樁體越粗。若原土的強(qiáng)度過低，以致土的約束力始終不能平衡擠原土的強(qiáng)度過低，以致土的約束力始終不能平衡擠入力，則始終不能形成樁體，振沖法則不適用。入力，則始終不能形成樁體，振沖法則不適用。mAAep二、適用范圍振沖二、適用范圍振沖碎石（砂）樁碎石（砂）樁 主要適用于：主要適用于： 松散砂土、粉土、素填土和雜填土地基。松散砂土、粉土、素填土和雜填土地基。 與預(yù)壓法聯(lián)合使用，可用于軟弱粘性土地基。與預(yù)壓法聯(lián)合使用，可用于軟弱粘性土地基。二、適用范圍二、適用范圍擠密砂（碎石）樁擠密砂（碎石）樁

6、1 1、功能區(qū)別、功能區(qū)別 樁本身是承受荷載的而砂井本身增樁本身是承受荷載的而砂井本身增加的地基承載力一般不計(jì)，僅用來(lái)排水加的地基承載力一般不計(jì)，僅用來(lái)排水固結(jié)土基。固結(jié)土基。砂樁與砂井的區(qū)別砂樁與砂井的區(qū)別mAAep 2 2、施工區(qū)別、施工區(qū)別 砂樁直徑較大，成孔后直接灌砂振動(dòng)砂樁直徑較大，成孔后直接灌砂振動(dòng)密實(shí)，成樁后就能發(fā)揮承載作用。密實(shí)，成樁后就能發(fā)揮承載作用。 砂井直徑較?。ㄉ熬睆捷^?。?070左右），所以成左右），所以成孔后，要用編制袋等盛砂入孔。之后一孔后，要用編制袋等盛砂入孔。之后一般要堆載預(yù)壓，砂井就起排水管的作用，般要堆載預(yù)壓，砂井就起排水管的作用，不需振實(shí)，能保持自然狀

7、態(tài)就可不需振實(shí)，能保持自然狀態(tài)就可。砂樁與砂井的區(qū)別砂樁與砂井的區(qū)別mAAep 3 3、作用機(jī)理不同、作用機(jī)理不同 砂樁砂樁擠密作用，復(fù)合樁基擠密作用，復(fù)合樁基 砂井砂井排水作用，豎向排水通道排水作用，豎向排水通道 4 4、直徑、間距不同、直徑、間距不同 砂樁比砂井直徑大，間距小。砂樁比砂井直徑大，間距小。砂樁與砂井的區(qū)別砂樁與砂井的區(qū)別mAAep松散砂土地基中原理松散砂土地基中原理軟弱粘性土中原理軟弱粘性土中原理加固原理加固原理5.2 5.2 加固原理加固原理- -擠密法擠密法1、擠密作用、擠密作用 橫向擠壓力。橫向擠壓力。2、振密作用、振密作用 振動(dòng)使結(jié)構(gòu)破壞，顆粒重新排列振動(dòng)使結(jié)構(gòu)破壞，

8、顆粒重新排列3、抗液化作用、抗液化作用 擠密或振動(dòng)，提高強(qiáng)度；擠密或振動(dòng)，提高強(qiáng)度； 良好排水通道，加速良好排水通道，加速u消散；消散； 多次預(yù)振，提高抗液化能力。多次預(yù)振，提高抗液化能力。一、在砂土地基中加固原理一、在砂土地基中加固原理1、置換作用、置換作用 砂料替代軟粘土。砂料替代軟粘土。2、排水固結(jié)作用、排水固結(jié)作用 砂樁體的排水通道作用，加快地基固結(jié)。砂樁體的排水通道作用，加快地基固結(jié)。二、在粘性土地基中加固原理二、在粘性土地基中加固原理加固范圍、加固深度加固范圍、加固深度樁位布置樁位布置樁直徑、樁間距樁直徑、樁間距設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)5.3 5.3 設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)與計(jì)算振沖法振沖法 一、

9、加固范圍、加固深度一、加固范圍、加固深度 加固面積加固面積建筑物的重要性和場(chǎng)地。建筑物的重要性和場(chǎng)地。 多層建筑和高層，宜基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大多層建筑和高層，宜基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大1 12 2排樁。排樁。 當(dāng)要求消除地基液化，宜基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大寬度當(dāng)要求消除地基液化，宜基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大寬度 可液化土層的一半。可液化土層的一半。 一、加固范圍、加固深度一、加固范圍、加固深度 加固深度加固深度 軟弱層厚度軟弱層厚度10m10m10m，不穿透，宜短而密，深度，不穿透，宜短而密，深度 按建筑物地基變形允許值確定。按建筑物地基變形允許值確定。S梅花形布置（等邊、等腰三角形）梅花形布置（等邊、等腰三角形）行列式布置（正方形、矩形

10、）行列式布置（正方形、矩形）大面積滿堂處理大面積滿堂處理等邊三角形等邊三角形單獨(dú)基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)單獨(dú)基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)等腰等腰，矩形或方形。矩形或方形。二、樁位布置二、樁位布置S30kw30kw振沖器樁直徑振沖器樁直徑0.7m0.7m1.0m1.0m三、樁直徑、樁間距三、樁直徑、樁間距S30kw30kw振沖器樁間距振沖器樁間距1.3m1.3m2.0m2.0m55kw55kw振沖器樁間距振沖器樁間距1.4m1.4m2.5m2.5m75kw75kw振沖器樁間距振沖器樁間距1.5m1.5m3.0m3.0m三、樁直徑、樁間距三、樁直徑、樁間距樁位布置、樁距樁位布置、樁距灌砂量、樁長(zhǎng)、砂料灌砂量、樁長(zhǎng)、砂料處

11、理范圍處理范圍設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)5.3 5.3 設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)與計(jì)算擠密法擠密法S等邊三角形布置（砂性土地基）等邊三角形布置（砂性土地基）正方形布置正方形布置直徑直徑300-600mm。一、樁位布置一、樁位布置S1 1、粘性土地基、粘性土地基 正三角形布置正三角形布置樁間距樁間距 正方形布置正方形布置A Ae e1 1根砂樁承擔(dān)的處理面積。根砂樁承擔(dān)的處理面積。A Ap p樁截面積。樁截面積。mm面積置換率。（面積置換率。（0.100.300.100.30）2 2、砂土和粉土地基、砂土和粉土地基 正三角形布置正三角形布置 正方形布置正方形布置e e1 1處理后要求的孔隙比。處理后要求的孔隙比。d

12、 d樁直徑；樁直徑；h h豎向變形。豎向變形。D Dr1 r1處理后要求達(dá)到的相對(duì)密度（處理后要求達(dá)到的相對(duì)密度（0.700.850.700.85）1、樁長(zhǎng)：厚度小時(shí)，貫穿；大時(shí)，按沉降控制。、樁長(zhǎng)：厚度小時(shí)，貫穿；大時(shí)，按沉降控制。2、砂料：采用含泥量小于、砂料：采用含泥量小于5的中、粗砂。的中、粗砂。3、灌砂量（質(zhì)量控制的另一個(gè)指標(biāo)）：、灌砂量（質(zhì)量控制的另一個(gè)指標(biāo)）： 單位加固土體所需的填料量單位加固土體所需的填料量V二、樁長(zhǎng)、砂料、灌砂量二、樁長(zhǎng)、砂料、灌砂量 條形基礎(chǔ)，大于基礎(chǔ)寬度條形基礎(chǔ)，大于基礎(chǔ)寬度1.52.0倍；倍； 整片基礎(chǔ)，每邊放寬大于整片基礎(chǔ)，每邊放寬大于13排樁；排樁；

13、 防治液化，每邊放寬大于加固深度的一半，防治液化，每邊放寬大于加固深度的一半， 并不能小于并不能小于5m。三、處理范圍三、處理范圍復(fù)合地基承載力計(jì)算復(fù)合地基承載力計(jì)算復(fù)合地基沉降量計(jì)算復(fù)合地基沉降量計(jì)算抗滑穩(wěn)定性分析抗滑穩(wěn)定性分析計(jì)算內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)與計(jì)算樁土應(yīng)力比樁土應(yīng)力比 n可取可取24樁應(yīng)力樁應(yīng)力土應(yīng)力土應(yīng)力 一、復(fù)合地基承載力一、復(fù)合地基承載力B軟弱下臥層軟弱下臥層復(fù)合樁基復(fù)合樁基承載力計(jì)算簡(jiǎn)圖復(fù)合樁基承載力計(jì)算簡(jiǎn)圖二、復(fù)合樁基的沉降量驗(yàn)算二、復(fù)合樁基的沉降量驗(yàn)算 總沉降量公式總沉降量公式加固區(qū)壓縮量加固區(qū)壓縮量下臥層壓縮量（天然土）下臥層壓縮量（天然土）加固區(qū)（復(fù)合土層）壓

14、縮模量加固區(qū)（復(fù)合土層）壓縮模量力。圓弧滑動(dòng)面的總剪切力；圓弧滑動(dòng)面的總抗剪穩(wěn)定系數(shù)；三、抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算TRkkTR加固區(qū)未加固區(qū)復(fù)合樁基的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)復(fù)合樁基的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)5.45.4施工工藝施工工藝5.45.4施施工工工工藝藝eAs 07. 1 eAs5.5 5.5 效果檢驗(yàn)效果檢驗(yàn)載荷試驗(yàn)載荷試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)動(dòng)力觸探試驗(yàn)動(dòng)力觸探試驗(yàn)波述試驗(yàn)波述試驗(yàn)檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法1.1.靜力載荷試驗(yàn)靜力載荷試驗(yàn) STATIC LOAD TEST 載荷試驗(yàn)是保持地基土的天然狀態(tài)和模擬建筑物的荷載條件，通過一定面積的承壓板向地基施加豎向荷載，觀察研究地基土變形和強(qiáng)度規(guī)律的一種原位試驗(yàn)。 平板載荷試驗(yàn)（平板載荷試驗(yàn)（PLTPLT）圖1 幾種常用的平板載荷試驗(yàn)設(shè)備2.2.靜力觸探試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)CPTCPT觸探主機(jī)為液壓傳動(dòng)式，觸探主機(jī)為液壓傳動(dòng)式，反力裝置為地錨式反力裝置為地錨式SPT in progress.SPT setupClose up of