第2节碎石桩课件

3.2碎（砂）石桩一、概述

碎石桩和砂桩总称为碎（砂）石桩，国外又称为粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入已成的孔中，形成大直径的碎（砂）石所构成的密实桩体。碎石桩伸缩履带式桩机振动锤履带排钻整机工作状态二台GPE120振动锤联动桩锤各种与旋挖钻机配套的钻头、旋挖斗、长式及短式螺旋钻头、筒状环状钻头、旋挖扩底钻头等

振冲法施工（一）碎石桩：碎石桩施工方法按其成桩过程和作用分为四类振冲法的适用性中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002）“振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20Kpa的饱和黏性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理黏粒含量不大于10％的中砂、粗砂地基。”上海市标准《地基基础技术规范》(DBJ08-40-94):“对不排水扰剪强度小于2OkPa的淤泥、淤泥质土等地基应通过试验确定其适用性、（二）砂桩

砂桩的成桩方法有：振动成桩法：使用振动打桩机将桩管沉入土层中，并振动挤密砂料。冲击成桩法：使用蒸汽或柴油打桩机将桩管打入土层中，并用内管夯击密实砂填料。砂桩的沉桩方法对于砂土相当于挤密法，对黏性士则相当于排土成桩法砂桩的适用范围:用于松散砂土和人工填土地基。对软粘土慎用。二、加固机理（一）松散砂土加固机理加固砂性土地基的主要目的是：提高地基土承载力、减少变形和增强抗液化性。加固砂土地基抗液化性的机理主要有：挤密作用：在成管过程中桩管对周围砂层产生很大的横向挤压力，桩管中的砂挤向桩管周围的砂层，使桩管周围的砂层孔隙比减小，密实度增大。有效挤密范围可达3-4倍桩直径，地基承载力可提高2-5倍。（二）粘性土的加固机理对粘性土地基（特别是饱和软土），碎（砂）石桩的作用不是使地基挤密，而是置换。碎石桩置换：是一种换土置换，即以性能良好的碎石来替换不良地基土；排土法：是一种强制置换，它是通过成桩机械将不良地基土强制排开并置换，而对桩间土的挤密效果并不明显，在地基中形成具有密实度高和直径大的桩体，与原粘性土构成复合地基而共同工作。碎（砂）石桩作为复合地基的加固作用，除了提高地基承载力、减少地基的沉降量外，还可用来提高土体的抗剪强度，增大土坡的抗滑稳定性。三、设计计算（一）一般设计原则1、加固范围：对于一般地基，在基础外缘应扩大1－3排；对可液化地基，在基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/2，并不应小于5m。2、桩位布置：对大面积满堂处理，桩位宜用等边三角性布置；对独立或条形基础，桩位宜用正方形、矩形或等腰三角形布置；对于圆形或环形基础宜用放射性布置。（二）用于砂性土的设计计算根据工程对地基加固的要求（如提高地基承载力、减少变形或抗地震液化等），确定要求达到的密实度和孔隙比，由此考虑桩位布置形式和桩径大小，计算桩的间距。1、桩距确定考虑振密和挤密两种作用，平面布置为正三角形和正方形。根据要求达到的密实度和孔隙比，计算桩距。加密效果原理正三角形时，桩距为：正方形时,桩距（三）粘性土的设计计算1、计算用的参数1)不排水抗剪强度Cu：宜用现场十字板剪切试验测定2)桩径：指每根桩用料量估算的平均理论直径，一般为0.8-1.2m。3)桩体内摩擦角：对碎石桩，可取35°-45°，多数采用38°；对砂桩，可参考经验公式。4)面积置换率m：为桩的截面积与其影响面积之比。m是表征桩间距的一个指标，m越大，桩的间距越小。2、承载力的计算本章重点掌握复合地基承载力计算（1）单桩承载力碎（砂）石桩绝大多数的破坏形式是桩体的鼓出破坏。目前估算碎（砂）石桩的单桩极限承载力的方法主要有侧向极限应力法、整体剪切破坏法、球穴扩张法等。Brauns单桩极限承载力法综合单桩极限承载力法3·沉降计算复合士层的压缩模量可按下式计算:4·稳定性分析若碎（砂)石桩用于改善然地基整体稳定性时，可利用复台地基的抗剪特性，再用圆