第章碎石桩地基PPT课件.ppt

挤密桩加固地基 1 砂石桩是采用振冲或冲击的方法 在软弱地基中成孔 填入砂石料且挤压入土中 形成大直径密实砂石桩的地基处理方法 主要包括砂桩置换法 挤密砂桩法和沉管碎石桩法等 碎石桩法一开始主要是处理松散砂土 人工填土或饱和粘性土地基 近年来 在软粘土地基处理中也取得了一些经验 砂石桩法 2 砂 碎石桩 历史 1835年法国Bayonne 0 2m 2m 1937年德国水冲法1977年中国75kN适用土性 无粘性土和粘性土 3 4 碎石桩施工方法 5 松散砂土 挤密横向挤压 有效挤密范围3 4倍桩直径排水减压液化时作为排水通道砂基预振效应Dr 54 通过预振后等于Dr 80 的未经预振的砂土地基 6 粘性土 作为复合地基进行加固 提高地基承载力 减小沉降 提高抗剪强度 7 8 9 砂性土设计计算 挤密的角度考虑地基加固设计的问题 根据要求 承载力 沉降和抗液化 得到设计的密实度 孔隙比 部桩 桩径和桩间距 10 桩间距 11 12 砂石桩应用于松散砂土或粉土地基处理时 考虑挤密作用和振密作用 桩位按等边三角形平面布置 因此 加固处理后的土体体积减小 V式中则有 13 砂石桩加密效果示意图 14 砂石桩挤密作用和振密作用产生地基体积压缩 V 根据几何关系可以得到式中d 砂石桩直径 m h 振密作用产生的竖向变形 m 当挤密下降时 取正值 当隆起上抬时 取负值 15 将式 6 49 和式 6 50 联立 整理后得 6 51 一般设计中不考虑振密作用 即h 0 则 6 52 式中 为计算参数当砂石桩平面布置等边三角形时 0 95 当采用矩形布桩时 则计算参数 0 89 而表达式形式不变 16 液化判别 标准贯入击数基准值 17 液化判别 注意事项 18 19 注意事项 1 标贯试验离散 要求检测钻孔大于5个 每土层15个标贯以上 2 粘粒含量大于20 的砂砾类土 会影响挤密效果 3 粘土夹层 检测一般要求大于30天 4 表层1 2m范围内进行在处理 20 粘性土地基设计 单桩承载力BraunsMethod 1978 Ppmax 20 75Cu其中 p 380 35 450 Ppmax 单桩极限承载力经验公式 Ppmax Kp rl为什么 21 粘性土地基设计 复合地基承载力P m n 1 1 ps其中m Ap An pp ps 22 沉降计算 复合模量法Esp 1 m n 1 Es沉降折减法b 1 1 m n 1 23 稳定性分析 24 质量检验 CPT 静力触探 SPT 标准贯入 轻便锥型触探Plateloadtest PLT 载荷试验 SASW 瑞力波测试 Cross holeshearwavevelocitytests 跨孔剪切波速法 25 挤密碎石桩 砂桩 液化土地基 液化土与软土交互地基成桩前后进行SASW法 CPT SPT 碎石桩 液化地基 碎石桩 交互地基 砂桩 交互地基 26 CPT 液化地基碎石桩 SPT 液化地基碎石桩 CPT 液化土与软土交互地基碎石桩 27 土桩 灰土桩法是利用成孔时的侧向挤压作用 使桩间土得以挤密 随后将桩孔用素土或灰土分层夯填密实 土桩和灰土桩法 前者称为土桩挤密法 后者称为灰土桩挤密法 机理是土的侧向深层挤密加固 28 处理对象 1 土桩 灰土桩法用于处理地下水位以上的湿陷性黄土 素填土和杂填土等地基 2 处理深度宜为5 15m 3 地基土含水量大于23 及饱和度大于0 65时 桩间土的挤密效果差 且施工成孔困难 不宜采用这一方法 土桩和灰土桩法 29 目的 土挤密桩法宜应用于以消除土的湿陷性病害为主要目的场合 灰土挤密桩法则不仅如此 还可应用于地基承载力加固或地基水稳性提高 有条件和有经验的地区 也可就近利用工业废料 如粉煤灰 矿渣或其它无公害废渣 夯填桩孔 并可渗入适量石灰或水泥作为胶结料 可提高桩体的强度和水稳定性 土桩和灰土桩法 30 加固机理单个桩孔外侧土挤密效果 孔壁附近土的干密度 d最大 沿径向随着与孔壁距离增加 干密度逐渐减小 直至接近土原始干密度 0 挤密影响区半径一般为1 5 2 0d d为桩孔的成孔直径 相邻2桩或3桩成孔挤密后 交界面处有挤密叠加作用 叠加效果与桩距成反比 31 地基土含水量对挤密效果影响很大 类似于Proctor击实原理 当土的含水量接近其最优含水量时 挤密效果最佳 土原始干密度对挤密影响区半径和挤密效果亦有显著响 原始干密度较小时 挤密影响区半径就小 挤密效果就差 32 土桩挤密地基中 土桩与桩间土物理力学性质无明显差异 土桩上应力 p与桩间土上的应力 s之比n p s 1 0 33 灰土桩使用石灰和土按一定比例 2 8或3 7 拌合 具有气硬性和水硬性 并随着龄期增长 土体固化作用加强 灰土硬化后属于脆性材料 28d无侧限抗压强度qu不低于500kPa 灰土桩变形模量En随着应力水平提高而减小 一般En 40 200MPa 灰土桩具有一定胶凝强度 其变形模量亦显著高于桩间土10倍左右 灰土软化系数0 7 具有一定水稳定性 且灰土高含水量或水下可以硬化和发展强度 灰土水稳定性要求较高时 适量外掺2 4 水泥等灰土桩具有与土桩相同挤密作用外 还有分担荷载 降低土中应力 侧向约束等作用 34 二 设计与计算土桩 灰土桩的加固范围一般比基础或路基宽一些局部处理时对一般素填土 杂填土等地基 每边超出基础宽度不应小于0 5m 对于自重湿陷性黄土地基 不应小于1 0m 对于路基边坡则应在坡角外增打1 2排桩 35 图6 19土桩 灰土桩加固范围示意图 36 土 灰土桩直径为30 60cm 土 灰土桩平面布置可采用等边三角形等布置形式 土桩 灰土桩的桩长的确定 加固土层较薄时 可以穿透该土层 加固土层较厚时 通过下卧层承载力和变形的验算来确定桩长 37 在桩径一定时 桩间距s的确定取决于对地基加固的要求 其桩间距可按下式计算 6 44 式中d 桩孔直径 m c 地基挤密后的平均压实系数 一般 c 0 93 dmax 桩间土的最大干密度 可通过击实试验或按当地经验确定 g cm3 d 地基挤密前的平均干密度 g cm3 38 图6 20等边三角形排列桩示意图 39 当采用灰土桩处理填土地基时 鉴于其干密度变异性较大 可根据挤密前的地基土承载力标准值fs k和挤密后复合地基要求达到的承载力标准值fsp k 按下式计算 6 45 式中fp k 灰土桩的承载力标准值 宜取fp k 500kPa 40 土桩 灰土桩