地基处理之挤密砂石桩法

挤密砂石桩法§3.3挤密砂石桩法加固机理和适用范围挤密砂石桩法主要内容设计施工及质量检验工程实例定义

通过在地基中设置砂石桩（也包括设置只由碎石组成的碎石桩和只由砂组成的砂桩），并在地基中设置桩体过程中对桩间土进行挤密，形成挤密砂石桩复合地基，以达到提高地基承载力，减小沉降目的的一类地基处理方法，统称为挤密砂石桩法（包括挤密碎石桩和挤密砂桩法）§3.3挤密砂石桩法碎石桩—StoneCloumn;砂桩—SandPile;碎（砂）石桩，又称粗颗粒土桩----GranularPile对定义理解

在设置砂石桩的过程中对桩间土进行挤密是这类地基处理的关键，否则就不是挤密砂石桩；例如在饱和软粘土地基中无论采用什么方法设置砂石桩，在桩体设置过程中，桩间土不能被有效压密，故称为置换砂石桩，桩的作用主要作用排水。（置换砂石桩已较少采用）§3.3挤密砂石桩法发展史碎石桩的发展史：碎石桩最早在1835年由法国城Bayonne建造兵工厂车间时使用。这个兵工厂座落在海湾沉积的软土上，当时设计桩径为0.2m，桩长2m，每根桩承担荷载10kN。加固后的沉降量只有未加固前，后被人们所遗忘。直到1937年由德国人发明了振动水冲法用来挤密砂土地基，直接形成挤密的砂土地基。我国应用振冲法始于1977年。§3.3挤密砂石桩法砂桩的发展史：砂桩在19世纪30年代起源于欧洲，但长期缺少实用的计算方法，先进的施工工艺和施工设备，砂桩的应用和发展受到很大的影响；自本世纪50年代后期，产生了目前日本采用的振动式和冲击式的施工方法，并采用了自动记录装置，提高了施工质量和施工效率，处理深度也有较大幅度的增长。砂桩技术自50年代引进我国后，在工业，交通，水利等建设工程中得到了应用。发展史§3.3挤密砂石桩法砂桩§3.3挤密砂石桩法

采用沉管法或干振法，会在成桩过程中桩管对周围砂层产生很大的横向挤压力，桩管体积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，这就是挤密作用。有效挤密范围可达3-4倍直径；采用振冲挤密桩，在施工过程中由于水冲使松散砂土处于饱和状态，砂土在强烈的高频强迫振动下产生液化并重新排列致密，且在桩孔中填入大量粗骨料后，被强大的水平振动力挤入周围土中，这种强制挤密使砂土的相对密实度增加，孔隙率降低，干密度和内摩角增大，土的物理性能改善，地基承载力在幅度提高。挤密砂石桩的加固机理挤密作用排水减压作用砂基预震效应§3.3挤密砂石桩法

对砂土液化机理的研究证明，当饱和松散砂土受到剪切循环荷载作用时，将发生体积的收缩和趋于密实，在砂土无排水条件进体积的快速收缩将导致超静孔隙水压力来不及消散而急剧上升。当砂土中的有效应力降低为零时便形成了完全液化。碎石桩加固砂土时，桩孔内充填碎石等反滤性好的粗颗粒料，在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水减压通道，可有效地消散和防止超孔隙水压力的增高和砂土产生液化，并可加快地基的排水固结。挤密砂石桩的加固机理挤密作用排水减压作用砂基预震效应§3.3挤密砂石桩法研究证明，在一定应力循环次数下，当两试样的相对密实度相同时，要造成经过预震的试样发生液化，所需施加的应力要比施加未经预震的试样引起液化所需应力值提高46%，从而得出了砂土液化特性除了与砂土的相对密实度有关外，还与其振动应变史有关的结论。在振冲法施工时，振冲器的振动作用使地基土获得强烈的预震，这对砂土增强抗液化能力是极为有利的。挤密砂石桩的加固机理挤密作用排水减压作用砂基预震效应§3.3挤密砂石桩法

砂石桩加固粘土的机理置换作用排水作用对于粘性土地基，砂石桩的作用不是挤密，而是部分置换对于粘性土地基，砂石桩的作用缩短了排水距离，加速了固结速率。§3.3挤密砂石桩法《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）中规定：砂石桩法适用于挤密松散砂土，粉土，粘性土，素填土，杂填土等地基。对饱和粘土地基上对变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置换处理。砂石桩法也可用于处理可液化地基砂石桩的应用§3.3挤密砂石桩法砂桩斯的设器计计安算一栏般原珍则施工泥方法敲的选太用桩长补的确末定复合旅地基战置换徐率设秧计加固奏范围汁和桩葛位布格置垫层沉降肌计算挤密颈砂石杠桩施港工方霸法有科多种洒：振群冲法鲁、振仆动沉齐管法嫌，后滨面将植详细路介绍笼这两杯种方样法。§3牧.3位挤沉密砂房诚石桩线法砂桩馋的设隆计计跃算一校般原诊则施工找方法炸的选万用桩长懒的确牙定复合塌地基手置换勤率设行计加固碌范围管和桩婆位布拘置垫层沉降预计算桩长亦的确待定主包要根已据工病程地妥质条烟件确想定，救应让正砂石彼桩穿短过主忽要软项弱土宾层，股以满也足控省制沉银降要鹿求。改对可赤液化农地基你，应信满足鼠抗液冷化设泄计要铅求。僻挤密内砂石治桩桩误长不秋宜小追于4誉m。§3窗.3火挤雁密砂吓石桩棒法砂桩免的设虎计计信算一毙般原轨则施工员方法炉的选演用桩长梢的确沉定复合赏地基贺置换密率设让计加固淡范围区和桩汗位布里置垫层沉降异计算可根惜据经滴验进减行挤横密砂版石桩匀得合凝地基则初步未设计掀，然卧后通斥过现旅场试信验提然供设鞠计参锹数，奇包括护砂石藏桩桩慰径，恒单桩矩承载翁力和泰桩间啄土地哪基承映载力煌等。录根据钟现场躁试验浸提供顿的设龙计参号数，犯修改坊完善话设计趴。§3蓄.3脑挤覆密砂湖石桩寄法复合某地基规置换抹率m资的表茄达式懂为：砂桩知的设甩计计煎算一坡般原作则施工怪方法爆的选敏用桩长由的确护定复合玩地基倾置换夫率设扬计加固苍范围年和桩刊位布做置垫层沉降赔计算§3适.3勇挤辜密砂酱石桩甚法复合抗地基宁置换圆率m拘的表瓦达式顷为：--美--役工程贼要求岔复合传地基祸极限辜承载助力，芹kP假a;--欢--贝砂石绢桩单要桩极忠限承梢载力惰，经露验估斗，再跨现场础试验蕉确定慈；--据--慰桩间闲土地勤基承晋载力兽，经简验估妄，再睡通过影现场款试验租确定娱；--临--稠桩间亿土地佣基承好载力伐修正床系数席，根视据地触质条霞件以磁及施妨工工约艺确裳定砂桩术的设轻计计躲算一签般原辟则施工董方法娱的选四用桩长展的确筑定复合段地基俩置换如率设崖计加固炊范围妇和桩螺位布房诚置垫层沉降钢计算§3齐.3雕挤岸密砂警石桩基法挤密辜砂石仆桩处穷理范就围宜烘在基揪础外蝇缘扩花大1够-3路排桩馆，对号可液待化地鄙基，职在基似础外阔缘扩倒大宽挂度不宏小于翠可液抖化土郊层厚岭度的取1/这2，柏并应乖不小蹄于5迅m。砂桩盘的设林计计匀算一捡般原味则施工段方法馒的选谊用桩长酸的确毙定复合矮地基拥置换尤率设绞计加固献范围粪和桩助位布慨置垫层沉降手计算§3衣.3报挤靠密砂猴石桩门法桩位厅布置晒：对搏大面辉积满拦堂处才理，蠢桩位塞宜用修等边枪三角掌形布提置；告对独株立或寸条形来基础临，桩誉位宜即用正舱形，洞矩形轻或等梢腰三蜻角形吩布置双；对芹于圆摄形或宪环形孟基础蝴（如蜂油罐庸基础咏）宜祥用放凳射形拌布置细。桩位例布置氏：对碑大面瓜积满提堂处更理，旺桩位筛宜用童等边映三角症形布叔置；陡对独汪立或玩条形梦基础岩，桩瘦位宜街用正言形，吓矩形赚或等滴腰三赢角形叼布置还；对醒于圆艇形或啊环形薪基础锅（如女油罐疫基础年）宜煎用放限射形淋布置戴。正方签形凑矩形酱等椒腰三州角形丛放射吹形砂桩振的设叨计计郑算一屠般原受则施工却方法询的选棕用桩长拌的确戚定复合码地基何置换坊率设牲计加固竿范围肺和桩创位布坡置垫层沉降可计算§3嘱.3姿挤睛密砂惹石桩汪法挤密像砂石仁桩加欠固地辛基宜规在桩熄顶铺锯设一门砂石沉垫层货，一挠般可辅取3删00障-5愁00熄mm详厚砂桩杀的设箩计计撕算一着般原风则施工烛方法吨的选滩用桩长屈的确澡定复合搬地基喜置换鼓率设尾计加固籍范围请和桩锣位布如置垫层沉降易计算§3丙.3童挤秧密砂询石桩岸法挤密杠砂石买桩复削合地碑基沉蛛降计扬算可康采用引分层狗总和臂法计宴算。凶加固敢范围牲内复形合土仅体的廉压缩畜模量群Ec掀可采国用下代式计底算：若沉尘降计链算不纳能满幻玉足要恼求，乳一般负宜增敬加桩谁长，波以减笔小沉肚降量正。正方作形布穷置桩距启的确可定§3父.3尸挤拳密砂谷石桩做法对于酒砂性盒土地渴基，梢主要秀从挤恼密的咏观点车出发们考虑好地基怒加固步中的析设计悦问题许，首泻先根唯据工离程对笑地基捆加固吓的要负求（蠢如提泽高地酷基承痒载力仓、减溉少变旋形或惭抗地优震液峡化等失），讯确定箱要求躁达到扶的密拐实度忽和孔脱隙比忠，并感考虑及桩位族布置披型式墙和桩票径大煤小，狭计算收桩的定间距运。假定趁在松钞散砂奔土中尽打入渗碎石万桩或瓜砂桩讽能起栏到1驼00坝%的颗挤密宝效果絮，亦命即成涛桩过爬程中虚地面适没有艳隆起阔或下吹沉现艳象，趟被加广固的袄砂土纹没有臂流失自。正方遵形布平置桩距箭的确死定§3躬.3颠挤待密砂内石桩明法桩距毒的确统定§3作.3冻挤财密砂摸石桩查法挤密控砂石未桩主书要施煎工方采法介宝绍振冲篮法振动困沉管溉法孔内亩夯扩搭法柱锤难冲扩矩桩法首先念利用狡振冲寻器的胸高频熊振动共和高揉压水幻玉流，油边振偿边冲闻，将旨振冲搭器在润地面该预定烤桩位院处沉雀到地命基中说设计描的预谅定深酸度，技形成酸桩孔柱。经元过清套孔后劫，向辞孔内茶逐段孤填入骨碎石病，每景段填好料在饿振冲子器振馆动作购用下矛振挤煌、密孩实。然然后驴提升梦振冲六器，代再向章孔内酿填入局一段啄碎石瞒，再华用振仰冲器甜将其唇振挤壁密实累。通钞过重头复填并料和滋振密阀，在岔地基处中形培成碎过石桩塘桩体抗。§3他.3钱挤烂密砂他石桩中法振冲含法振动促沉管喇法孔内织夯扩摇法柱锤倚冲扩剂桩法§3卧.3览挤独密砂歪石桩妙法振冲燥法最仇早是饭用来掌振密元松砂霞地基钱的，职由德复国S本.S元te奶ue后rm恨an馋在木19潜36是年提著出的蓄；在搬英，闯美称废之为予“v吉ib因ro赢fl粘ot思at眠io雾n”双,中皮国称肠之为面“振虽动水扑冲法陪”，钩简称星“振救冲法久”在振躁捣器踏的基损础上合，发趁明了墙振冲逝器；询19塌37登年，挑St铃eu朱er疮ma炕n职供职售的一饰家名颤叫J氏oh民an垫n仿Ke绒ll浸er徒的建德国怨施工议公司初首先使制成族了一直台具仓有现证代振灶冲器槽形式惠的雏笨形振他冲器园，用掩于处柴理柏宇林一蝴幢建麻筑物寺的7夹.5绍m深伪的松应砂地坊基，哈结果椅将砂著基的院承载最力提弓高了狡一倍虫，相选对密示度由纺原来绕的4思5%悬提高亩到8讨0%芽，取吉得了竟显著遮的加难固效滩果。赌后来驾，k隔el嘴le鸭r公嗽司大须力推判广这叶一方凳法。振冲浙法的荐发展德史振冲央法振动植沉管架法孔内希夯扩罗法柱锤险冲扩乖桩法§3志.3怨挤危密砂钻石桩颜法我国红应用猛振冲司法始请于1倘97勤7年剥，由楚于大养量工拢业民照用建口筑和咳水利吹，交路通工茶程地丸基抗扰震加押固的蝇需要提，这河一方息法得烟到迅坡速推袜广。亡例如粘，河衬北省腰怀来扮县官洗厅水萄库坝哭基松检砂加颜密和召河北隙省开险滦煤情矿钱诊家营俊矿区艺场地鞋砂基太加密见等工遗程都俩取得基了很瞧好的酸处理嘴效果恨和经盖济效占益。振冲摇法的叔发展帖史振冲捞法振动陕沉管牌法孔内脚夯扩篇法柱锤圆冲扩两桩法§3搅.3杂挤低密砂童石桩钱法《建佳筑地集基处锣理技赌术规间范》打（J个GJ愉79膀-2丝式00市2）句中规摘定：距“振找冲法占适用驾于处似理砂棋土，怀粉土条，粉骑质粘览土，办素填衬土和枕杂填何土等圆地基洒。对度于处加理不等排水骡抗剪进强度齐不小岛于2腹0k垂Pa膨饱和琴粘性监土和乖黄土革地基众，应挖在施衔工前孙通过躺现场胖试验摔确定黄其适酱用性屯。不恋加填唯料振铁冲器肯加密释适用服于处凳理粘销粒含炎量不纳大于怜10小%的沟中砂刚，粗啄砂地剃基。熔”振冲挤法的催发展牧史振冲镇法振动减沉管尝法孔内遇夯扩朋法柱锤兰冲扩唯桩法§3鸣.3淡挤饿密砂杰石桩愤法振冲孤法施冲工机伟具主要璃机具谨有：拆振冲响器，叼起重呜设备龙，供筒水泵当，填差料设纺备，前电控陆系统支以及拉配套握使用个的排移浆泵艘电缆制，胶时管以驰及修害理机晴具。机具迷图示§3闹.3秋挤援密砂换石桩别法振冲挠法施熄工机酷具振冲种器起吊婆设备§3嫁.3译挤尼密砂浊石桩起法振冲剑法施河工顺奏序示抓意图间断闭填料舰法1-境对准层桩位2-芝振冲堆成孔3-厌填第删一次勤料4-望将料裂振实5-圆重复兆3，隶4注：难每次歌填料蜘的高洽度不芦宜大炊于0榴.5瞎m§3镰.3秆挤亭密砂回石桩尾法振冲芒法施搁工顺稼序示泡意图连续券填料销法1-庸对准奥桩位2-侦振冲招成孔3-振冲尾器在恢孔底餐留振4-焰边填文边振5-慌上提息振冲普器注：千5中江上提筹距离旅约为返振冲毅器锥众头的词长度替，约夹为0图.3辣-0愚.5睬m6-搜重复污5§3夏.3益挤杨密砂膊石桩纸法振冲餐法施岭工顺鼠序示健意图综合超填料董法1-芹对准车桩位2-恶振冲蛋成孔3-振冲棉器提释出孔匹口，狸填料4-滴放入厉振冲揭器将括石料焦压入侮桩底箱振密5-蚁边填墨边振6-雁重复则5挤密呢砂石馆桩主狭要施收工方扮法介烈绍振冲灰法振动笼沉管现法孔内愿夯扩兄法柱锤乡丰冲扩葱桩法首先杂利用霉振动屑桩锤骂将桩恐管振症动沉缝入到昼地基每中的旺设计删深度悔，在牢沉管霜过程槽中对旨桩间晃土体屑产生斜挤压兰。然登后向况管内小投入咸砂石四料，诊边振常动边肠提升贸桩管杨，直定至拔妨出地握面。旅通过矿沉管决振动虏使填衰入砂扑石料速密实男，在肝地基绵中形姐成砂供石桩升，并勤挤密锅振密挖桩间柳土§3叙.3所挤侍密砂地石桩转法§3咳.3听挤叔密砂搂石桩仙法振动酱沉管蜜法施称工顺雄序示吵意图1-冶对准垮桩位2-堵桩管袖沉入普地基3-投料4-哈边振膜动边脆拔管注：供对逐急步拔祖管法酒，当宁桩管苏沉入太到设欠计深年度后邪，一案次投闪料。仙向下狐压管娃。对统重复枝拔管隶法，慎可分准几次害投料药。每也投一弊次料骆，连名续边队振边裁拔一暴段高典度后谢，再博边振衫边向脸下压术管，筐下压颈高度眨，时挨间由葬设计栋或试错验确界定，聪然后齐再投尚料。§5慌.3携.1底砂晴石桩虾挤密硬法振冲宣法加达固砂性过土地址基的机障理振密牧作用预振涌作用挤密精作用在振零冲器滋的作件用下雷，地巴基土走特别错是松屑散砂榜土的联颗粒翁会重拥新排凑列，持体积偏缩小也，表四现为凳振冲镜过程哪中的伸地面并下陷直。§5接.3逃.1哪砂兆石桩达挤密永法振冲旦法加磨固砂性然土地暴基的机姑理振密牌作用预振猪作用挤密棵作用振冲葵施工像过程颤中会希造成哑地基贵土的拣剧烈脏振动陪，从闲而对震液化壁砂土肃产生掩预振番作用塔，提倦高砂烛基抗霞液化芽能力§5该.3秤.1吸砂貌石桩础挤密饲法振冲狗法加农固砂性飞土地榜基的机走理振密具作用预振谷作用挤密初作用如果泥忽略娘振冲搜过程沃中产拣生的芝振动违密实锤作用混，振反冲碎出石桩马对地米基土槐挤密障作用干则与凝干法你碎石神桩的网挤密颗机理间完全逆相同睛，通软过在妻地基截土中孤插入匠一定弯体积痕的桩只体，扣从而远对地抛基土笨达到书挤密楚的目施的。域这种生挤密泰桩桩唇间距蹲越小创，桩砖径越维大，折其挤颈密效收果就援越好显。§5勾.3周.1亮砂扣石桩程挤密缸法振冲德法加愚固粘性凯土地夜基的机盘理排水边作用桩体厘作用垫层惕作用加筋吉作用在饱款和粘讽性土这地基愚中施膏工砂棋石桩济后，夫由于汉砂石哪桩的奔渗透钥性较峡好，肌会吸柱引周筹围地居基土谅中的攀水向仙砂石扎桩方荣向流只动，蹦从而跟缩短洒了排盼水距轻离，驾加快竟了地泳基的聚固结般沉降姐速率命。§5令.3斩.1种砂泪石桩烛挤密曲法振冲术法加滚固粘性晚土地胖基的机豆理排水敲作用桩体牌作用垫层器作用加筋扒作用在软霉弱地哭基中湿布置你的振摘冲碎叨石桩烂与周洒围的折土体萄共同扁承担少上部盒荷载海。§5餐.3姥.1拼砂浑石桩梦挤密改法振冲昂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