1、地 基 处 理,4 砂（石）桩,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),一 概 述,1、基本定义碎(砂)石桩又被称做粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔之后，形成由砂石构成的大直径密实桩体，包括碎石桩、砂桩和砂石桩，总称为碎石桩。砂石桩与桩周土共同组成基础下的复合土层，构成持力层。,2、成桩方式1) 成砂桩方式：振动法和冲击法为主；2) 成碎石桩方式：有振冲法、沉管法、干振法、强夯置换法、钻孔锤击法等。,3、适用范围：碎石桩用于挤密松散砂土、粉土、黏性土、素填土及杂填土地基。但需注意两点：,1）当处理不排水抗剪强度小于20kPa的饱和黏性土和饱和黄土地基时，应在施工前
2、通过现场试验确定其适用性。Why?因为如果桩周土强度过低，当其不排水抗剪强度小于20kPa时，将导致土的侧向约束力始终不能平衡由于填料挤入孔壁产生的作用力，那就始终不能形成桩体，故需经过预压加固处理；,2）不加填料的振冲加密法适用于处理黏粒含量不大于10的中砂、粗砂地基。 Why? (周围砂料能自行塌入孔内，可进行原地振冲)。砂石桩法也可用于处理可液化地基。,1) 中、小型工业与民用建筑物；2) 港湾建筑物(码头、护岸工程等)； 3) 土工构筑物(土石坝、路基等)； 4) 材料堆置场地(矿料场等)；5) 其它场地。滑道、机场等。,工程上，碎石桩法可用以下各类建筑：,第三章 深层密实法 第三节
3、砂石桩(碎石桩),一 概 述,3、适用范围：,图3-3-1 碎石桩,碎石桩体,桩周土体,砂桩,二、加固机理,1、松散砂土及粉土的加固机理,第三章 深层密实法 第三节 碎石桩(砂石桩),1) 松散砂土的工程特性砂土和粉土属于散粒状结构，粒间孔隙大，颗粒的排列位置很不稳定， 在外荷(动力和静力)作用下易发生移位,并会重新进行排列，趋于较稳定状态。因此，松散砂土沉降变形大、抗液化性弱、承载力小。尤其是受振动作用后，体积可缩小20%。,2) 加固机理通过碎石桩处理，可有效地改善松散砂(粉)土的工程特性，主要表现在三个方面：,二、加固机理,1、松散砂土及粉土的加固机理,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩
4、(碎石桩), 挤密作用：,a、对振冲法而言：施工过程中由于水冲使得松散砂土达到饱和状态，并在高频强迫振动下产生液化、重新排列密实；孔中填入的粗骨料被强迫振动、密实的同时，桩体半径还不断增大，对桩周土形成水平挤压作用,甚至有一部分被挤入桩周土中。于是 ，砂土密实度、孔隙率 ，干密度和内摩擦角，达到力学性能改善、承载力提高、抗液化性能增强的目的；,b、对沉管法或干振法而言：施工中，桩管对周围砂层产生很大的水平挤压力，并将桩管处砂子挤向桩管周围的土层中, 桩管四周砂层孔隙率、密实度 。,新郑高速公路震动沉管挤密碎石桩施 工,二、加固机理,1、松散砂土及粉土的加固机理,第三章 深层密实法 第三节 砂石
5、桩(碎石桩),由于挤压，紧贴于桩周管上的土结构遭到完全破坏。桩管周围塑性变形区，由于受到挤压和孔隙水压力的共同作用，强度显著降低。桩管周围塑性变形区(图3-3-2 )半径RP可由下式确定。,（3-3-1）,由式(3-3-1)知，塑性变形区域的大小与桩管半径、土的变形模量成正比，与土的抗剪强度成反比。,图3-3-2 桩孔周围应力分布区,二、加固机理,1、松散砂土及粉土的加固机理,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),桩周土挤密后干密度沿径向距离(l/d)的变化,桩体或桩孔,二、加固机理,1、松散砂土的加固机理,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),砂土和粉土中排水减压振密作用比挤
6、密作用显著，是砂石桩的主要加固作用之一。振密作用在宏观上表现为振密变形。振动成桩过程中，一般形成以桩管为中心的“沉降漏斗”，直径达桩径的69倍，并形成多条环状裂隙。, 排水减压振密作用:振冲成桩过程中，桩周土体在循环荷载作用下发生收缩和趋于紧密，砂土在无排水条件下体积不断收缩导致超孔隙水压力产生，有效应力降为零时引起砂土液化。碎石桩体材料具有良好的反滤效果，是理想的人工竖向排水减压通道，土体中的超水孔隙水必然沿着改排水通道排出地面。随着孔隙水排出，土体的孔隙比降低，密实度得到提高。,二、加固机理,1、松散砂土的加固机理,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩), 预震抗液化作用:,砂石桩法
7、的预震抗液化作用主要有两个方面：, 桩间可液化土层受到挤密和振密作用。土层的密实度增加，结构强度提高，表现在土层标贯击数的增加，从而提高土层本身的抗液化能力；, 砂土的液化特性不仅与相对密实度和排水体有关，还与砂土的振动应变史有关。预先受过适度水平的循环应力预振的砂土，将具有较大的抗液化强度。砂石桩成桩过程中，桩间土受了多次预振作用，并通过桩体将产生的超孔隙水压力消散，因而提高桩间土的抗液化能力。,2、对粘性土的加固机理,二、加固机理,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),黏性土密实度提高效果不佳，无法达到最终提高承裁力的目的。,2、对粘性土的加固机理,二、加固机理,第三章 深层密实法
8、 第三节 砂石桩(碎石桩),2) 加固机理,主要通过置换法(用碎石桩置换粘性土) 实现改良土基的目的，具体表现在两个方面。, 桩体置换作用。以性能良好的砂石桩直接替换部分粘性土，构成性能良好的复合地基。由密实的碎石桩桩体取代了与桩体体积相同的软弱土，因为砂石桩的强度和抗变形性能等均优于其周围的土，所以形成的复合地基的承载力、模量就比原来天然地基的承载力、模量大，从而提高了地基的整体稳定性，减小了地基的沉降量。复合地基承载力增大率与沉降量的减小率均和置换率成正比关系。,2、对粘性土的加固机理,二、加固机理,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),2) 加固机理：, 排水固结作用。饱和黏性土
9、地基中，碎石桩体的排水通道作用是砂石桩法处理饱和软弱黏性土地基的主要作用之一。由于沉管成桩过程中的挤压和振动等作用，桩间土会出现较大的孔隙水压力，导致土强度降低。碎石桩施工结束后，上覆土体重力作用下，借助于砂石桩良好的排水作用，桩间土发生排水固结，同时由于黏粒、水分子、离子之间重新形成新的稳定平衡体系，使土的强度得以恢复，甚至超过原土体强度。,三、加固作用和效果,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),1 砂石桩加固作用：不管是松散砂性土还是软弱粘土，砂石桩具有复合地基的加固作用，并具体表现在5个方面：挤密、置换、排水固结、垫层和加筋作用。,2 砂石桩加固效果：对地基的加固效果具体表现在
10、：可以使承载力提高，使地基沉降量减小，抗剪强度增加和抗滑稳定性提高。,四、设计计算,(一)、一般原则,1、加固范围：总体上要大于基础底面的面积，具体根据建筑物的重要性及场地条件确定。 对于一般地基，宜在基础外缘扩大13排桩； 对可液化地基，在基础外缘扩展宽度不小于基底可液化土层厚度的1/2，并不应小于5m。具体见下表所示。,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),正方形布置,矩形布置,三角形布置,扇形布置,2、布桩形式：对大面积满堂处理，宜用等边三角形布置；对单独基础或条形基础，采用正方形、矩形，等腰三角形较合适。,四、设计计算,(一)、一般原则,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石
11、桩),四、设计计算,(一)、一般原则,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),3、桩径：1)碎石桩：取决于施工设备的桩管大小和地基土条件，一般为0.71.0m ；2)沉管法施工桩：一般为0.m ；3)振冲桩：直径一般为0.81.2m。,4、材料要求：碎石料可使用砾砂、粗砂、中砂、圆砾、角砾、卵石、碎石等，这些材料可单独用一种，也可以粗细粒料以一定的比例配合使用。填料中含泥量5%，并且不含有粒径大于50mm的颗粒。,5、垫层：垫层是基础的“保护层”。故桩体施工结束后，桩顶与基础间宜铺设300500mm厚的碎(砂)石垫层，并振实。,四、设计计算,(一)、一般原则,第三章 深层密实法 第三节
12、砂石桩(碎石桩),6、桩长(加固深度)：取决于建筑物对地基的强度和变形条件等的设计要求以及地质条件(软土层的厚度、性能等)而定，砂土地基还应考虑抗液化的要求。主要注意四个方面：,1）地基中松软土层厚度不大时。根据较好土层埋深确定。,2）松软土层厚度较大时。按稳定性控制的工程，桩长不应小于最危险滑动面的深度；按沉降变形控制的工程，桩长应满足复合地基的沉降量不超过建筑物地基的容许沉降量。,3）对于可液化地基，加固深度按要求的抗震处理深度确定。,4）桩长不宜小于4m，砂桩的长度一般应达8-20m。,四、设计计算,(二)、用于砂性土地基的设计计算,加固目的是提高地基承载力，减小变形及抗液化性等。因此，
13、 基本出发点是挤密。由此，要求我们确定密实度(rd)，孔隙度(e)，桩位布置，桩径(d)，间距(L)，桩体长或处理深度(H ) 。,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),假定在松散砂土中打入的砂石桩达到100%的挤密效果(即成桩过程中无隆起、下隆沉现象，加固土无损失) 。设：A单根桩所分担的加固面积；V加固处理后的土体体积变化量；V0原砂土地基单位深度的平均体积，对应体重为G ；VS砂层固体颗粒单位深度的体积；L桩距，处理前后重度g0、g1(对应孔隙比eo，e1 ) ，h 为地基竖向变形，下沉时取正值，反之取负值，H为欲处理的天然土层厚度; Vv 处理后空隙体积。,四、设计计算,(二)
14、、用于砂性土地基的设计计算,(3-3-1),1、桩距L的确定,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),图 3-3-1 正方形桩位 图3-3-2 孔隙比变化示意图,四、设计计算,(二)、用于砂性土地基的设计计算,则：处理前的体积： V0=Vs(1+e0) (3-3-2)处理后的体积： V1=Vs(1+e1) =V0- V (3-3-3),(3-3-4),第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),(3-3-5),当桩位正方形布置时,四、设计计算,(二)、用于砂性土地基的设计计算,(3-3-6),(3-3-7),第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),桩径d 与桩距L的关系,四、设计
15、计算,(二)、用于砂性土地基的设计计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),按照规范给出的简化公式,修正系数用来考虑振动下沉密实作用，取值为1.11.2,正方形布置时,(3-3-8),(3-3-9),四、设计计算,(二)、用于砂性土地基的设计计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),地基挤密前干密度； 桩间土最大干密度； 挤实后的平压实系数(取0.93),四、设计计算,(二)、用于砂性土地基的设计计算,地基挤密后，要求达到的孔隙比e1，可按下式求得：,这儿：emax 、emin为砂土最大、最小孔隙比，按土工试验方法标准确定(GB/T50123) ；Dr地基挤密后要求达到的相
16、对密实度(一般取0.70.85) 。,(3-3-10),第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),由式(3-3-5)可引伸出，单根桩(分担的加固面积为A)、单位长的填料量为q,2、桩长,四、设计计算,(二)、用于砂性土地基的设计计算,2) 对松散土层较厚时。桩长不应小于地基稳定性分析所确定的危险滑动面以下2m的深度；对于按变形要求控制的工程，长度应满足处理之后地基变形量不超过建筑物的地基变形的允许值，同时应满足软弱下卧层的承载力要求。,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),应根据工程地质条件和工程要求通过计算确定。具体有四种情况：,1) 松散土层厚度不大时。桩长宜穿过松软土层;,四
17、、设计计算,(二)、用于砂性土地基的设计计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),2、桩长,3) 对可液化地基，原则上要穿过液化层，如液化层过深，则桩长按现行的筑抗震设计规范(GB50011-2001) 的有关要求确定;,4) 桩长不宜小于4m（Why?）。,(单桩载荷试验表明，桩体受荷过程中，在顶部4倍桩径范围内将发生侧面膨胀，故设计深度应大于主要受荷深度，即不小于4m),对于砂性土地基，桩体的承载力虽然较大，但成桩过程中，桩间土被挤密，承载力也得到有效提高。实际中，可按挤密的砂土垫层为模型计算其承载力，具体按建筑地基基础规范(GB5007-2002) 有关规定执行。,四、设计计算
18、,(二)、用于砂性土地基的设计计算,3、承载力计算、稳定性分析和变形计算,4、稳定性分析和变形计算,基于上述原因，该类地基的稳定性分析同样是按挤密砂土类为模型进行稳定性分析和变形计算。,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,1、桩间距,式中为单根桩承担的处理面积(m2) ； m (=桩身平均直径d 2/单根桩分担的处理地基面积的等效圆直径de2)为桩土面积置换率，与桩间距成反比；Ap为砂石桩的截面积。,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),应通过现场试验确定，间距一般不应大于砂石桩直径的三倍。初步设计可按下式估计：,等边三角形布置:d
19、e =1.05l; 正方形布置:de =1.13l; 矩形布置: 。 l、l1、l2分别为桩的间距、纵向间距和横向间距。,1) 等边三角形布置：,2) 正方形布置：,(3-3-11a),(3-3-11b),2、桩深(长),1) 软粘土层较薄时，桩体直接落至下卧相对坚硬土层之上 (单桩承载力地基)；2) 相对硬层埋深较大时， 桩长不应小于地基稳定性分析所确定的危险滑动面以下2m的深度； 3) 桩长不宜小于4m ，但不能够大于砂石桩直径的30倍。,四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),3、桩径,1) 桩径可采用300800mm，具体可根据地基土质
20、情况及成桩设备确定； 2) 按设计的复合地基承载力特征值确定；,四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,1) 粘性土地基中桩、土作用特征粘性土地基中，振冲砂石桩处理主要是一种置换处理，桩体在处理后的地基中所起作用分两种情况: 对较薄软粘土。桩体是直接落至下卧硬的土层之上，并起着应力集中的作用。需要计算单桩承载力； 对厚层粘性土。桩体未穿透粘性土层，桩与桩间土起到复合地基的作用。需要按复合地基计算承载力。,4、 承载力计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),粘性土地基中桩、土作用特征决定了它是单桩承载力还是复合地基承载力，并限定了地基承载力的计算方式。,四、设计计算,(三)、用于
21、粘性土的设计计算,4、承载力计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),2) 单桩的承载力确定,对于由散体颗粒组成的砂石桩，其承载力主要取决于桩间土的侧向约束能力，因此该类桩最可能的破坏形式是桩体的膨胀破坏。 宜通过单桩载荷试验确定(用的最多最可靠); 如无试验资料、宜通过以下方法估算(有多种方法),a） 侧向极限压力法计算单桩极限承载力Ppmax,Cu为地基土不排水抗剪强度； 桩料内摩接角。,有效压力和孔隙水压力之和,2) 单桩的承载力确定,四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,4、承载力计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),图3-3-4 复合地基应力状态,如果令
22、 ,求桩的允许承载力时，安全系数取3,2) 单桩的承载力确定,(3-3-14),四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,4、承载力计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),b) 综合单桩极限承载力的方法假定单桩侧向挤出破坏具有轴对称性，据桩周土体为被动破坏。则单桩极限承载力Ppmax可按下试计算：,2) 单桩的承载力确定,四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,4、承载力计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),(3-3-15)还可进一步改写为：PPmax = KpK Cu,不同算法Kp及K取值见表(3-3-1),表3-3-1 粘土不排水抗剪强度及单桩极限承载力系数
23、取值,为计算方便一般推荐用下式估算：,单桩极限承载力: Ppmax=20Cu (3-3-17),2) 单桩的承载力确定,四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,4、承载力计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),一般应通过现场复合地基载荷试验确定，但在初步设计时，也可用以下方式计算，假定作用载荷为p，作用于桩的应力为pp；作用于桩间土应力为ps，桩、土面积各为Ap和A-Ap。,3) 复合地基的承载力确定,称应力集中系数,应力降低系数,四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,4、承载力计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),图3-3-5 复合地基的剪切特性,(3-3
24、-18)可改写为：,因此，对于小型工程的粘性土地基,如果无现场载荷试验资料初步设计时，复合地基的承载力特征值可按该试估算：,p =1+m(n-1) ps (3-3-19),3) 复合地基的承载力确定,四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,4、承载力计算,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,5、地基沉降变形计算,复合地基模量ESP与桩间土压缩模量Es具有如下关系,ESP=1+m(n-1)Es,知道了ESP，则具体沉降计算可按建筑地基基础规范(GB5007-2002) 中的有关计算公式进行确定 (简化的分层总和法) ，当然具体计算时还涉及
25、到沉降计算经验系数ys的取值问题，在无统计数据时，可采用表2-5,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),表2-5 建筑物的地基变形允许值,注：1 表中数值为建筑物地基实际最终变形允许值； 2 有括号者仅适用于中压缩性土；3 l为相邻基的中心距离(mm), Hg为自室外地面起算的建筑物高度(m)； 4 倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值.,四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,6、稳定性分析,地基的稳定性要求最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合关系式（反映其抗倾滑能力）：,式中 Ms滑动力矩；MR抗滑力矩,可利用复合地基的抗剪特性、并使用圆孤滑
26、动法来进行计算，假定地基某深度处(Z) 剪切面与水平面的交角为，如果考虑砂石桩与桩间土两者都发挥着抗剪效用，则复合地基的抗剪强度tSP为,(3-3-20),第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),四、设计计算,(三)、用于粘性土的设计计算,6、稳定性分析,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),式中: C桩间土粘聚力； Z自地表面的起算深度 p 桩料重度(容重) ； m桩土面积置换率；p应力集中系数； p 桩料内摩擦角。,如果考虑桩间土荷载产生的固结，则固结后强度，桩间土粘聚力C,这儿：U 固结度；C0 桩间土固结前饱度；s应力降低系数 ； cu 桩间土固结不排水内摩擦角；P 计算
27、深度Z 处的平均压力。,五、施工方法(最常用的几种施工方法),(一) 振冲法,振冲法是振动水冲击法的简称，按不同土类可分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲法在粘性土中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基；砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振冲法的处理深度可达10m左右。,1、振冲器工作原理及施工过程,借助于偏心块在定轴转动时产生的惯性力，使得振冲器产生具有一定频率和振幅的水平向振动力，振动的同时在其下端部喷射高压水流。 在振冲联合作用下，将振冲器逐步沉到土中的设计深度。 清孔后填料振击挤密直至地表面 形成实密桩体,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),图3-3-6
28、 振冲法施工顺序示意图,2、机具配置,1) 吊车：用于提升、贯入振冲器及移动施工位置；2) 振冲器：成孔并对料石的振实工作；3) 供电系统及工作 保证能源供应和控制开、关操作；4) 供水系统(包括水泵)，以提供应成孔施工用水；5) 运料工具。,五、施工方法(最常用的几种施工方法),(一) 振冲法,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),1) 三通(电、水、料) 一平(场地)；2) 施工场地布置：保证施工过程有序，顺利；3) 桩孔定位（测量、布线）,3、施工前的准备工作,五、施工方法(最常用的几种施工方法),(一) 振冲法,4、施工工艺及顺序,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),
29、1) 连续填料法：成孔后，振冲器预留孔底，边填料边振实；,2) 分次填料法：成孔后，逐次填料，逐次振实(类似于浅层处理中的分层压实施工法)；,3) 综合填料法：分段连续填料振实(介于前两者之间)；,4) 先护壁后制桩法：(主要针对软土层) 成孔过程中沉冲一段填料护壁，再向下沉冲一段填料护壁完孔填料密实。,成桩顺序：A、回向法；B往复拐折法；C间隔跳打法,主要有四种工艺,5、施工要点,五、施工方法(最常用的几种施工方法),(一) 振冲法,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),1) 振冲挤密法, 对中粗砂地基土，可不用另外加料，直接用振冲器振动密实地基，对粉细粘质土，为防止提出振冲器之后发
30、生孔中塌方，最好采用连续填料振实的办法。, 施工时，关键是对水量大小(目的？)及留振时间 ( ？）长短的控制；,水量大小为了保证地基中的砂土充分饱和； 留振时间(指振冲器在地基下某一深度处进行振动的时间) 足够的振冲时间可以使得沙土充分液化，并形成足够大的液化区，确保停振后砂土颗粒重新排及密实度的增大；, 整个加固区完工后，由桩顶部向下1m左右深度段内需开挖，并另作垫层进行密实处理；,5、施工要点,五、施工方法(最常用的几种施工方法),(一) 振冲法,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),2) 振冲置换法, 施工成孔后，要留有一定时间清孔，用回水将泥浆带出地面，然后再填料振实；, 当土
31、层中夹有硬层时，应采用多次往复振冲办法进行扩孔，便于加料；, 加料时宜“少吃多餐”，以保证压实；, 最终填料是要大于造孔体积，(确保密室) 对孔底部填料尤其注意；, 软土地基要注意“先护壁、后制桩”防止缩径，塌方。,五、施工方法(最常用的几种施工方法),(一) 振冲法,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),5、施工要点,3) 质量控制：通过“三要素”保证质量三个要素指的是：,a 填料量,b 密实电流,c 留振时间,这三个要素是保证砂土产生液化及密实的能量关键。,五、施工方法(最常用的几种施工方法),(二) 沉管法,包括 振动成桩法 和 冲击成桩法 两种。,1、振动成桩法,通过振动作用成
32、孔成桩。振动作用下，将套管打入设计深度(该过程同时也挤密了管周土体) ，然后通过套管向下投入桩料，边提边振实进行成桩，具体成桩方法有三种：,1) 一次拔管法: 桩管振动沉入到设计深度之后，通过投料漏斗加入砂石料的同时，一边振实、一边拔管，直至拔出地面一次完工。质量控制两个方面：桩身的连续性与密实度（由拔管速度控制）、桩径（填料量控制）,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),2) 逐步拔管法: 桩管振动沉入到设计深度之后，通过投料漏斗加料，分段填料、一边振动、一边拔管。每拔管50cm，停止拔管而继续振动，停拔时间1020s（留振时间），直至将桩管拔出地面完工。质量控制关键：提拔段长度，填
33、料量与振动时间。,五、施工方法(最常用的几种施工方法),(二) 沉管法,1、振动成桩法,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),3) 重复压拔管法：桩管沉入设计深度之后，按设计规定逐段灌料边振边拔管拔至一定长度段再边振动边向下压管(沉管)，压缩空气并核定填料排出情况下压桩管压实填料，如此往高直至完桩。,即 按要求的压入比V控制桩的施工。,五、施工方法(最常用的几种施工方法),(二) 沉管法,2、冲击成桩法：,主要是通过冲击作用成孔、成桩，具体有两种,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),1) 单管法：用冲击器(桩锤)将管打入设计深度，分次从套管填料、拔管、振冲密实成桩。 质量控制
34、： 桩身连续性(用拔管速度控制)； 桩径(由灌砂量控制) 。,2) 双管法：内外管下沉到设计完深度 ， 拔起内管，向外管内填料，放下内管，再拔起外管到内管相同高度；锤击内外管压实填料逐步成桩、完工。 质量控制：桩体连续性(由贯入度控制)、密实性和其周围土层挤密后的均匀性,六、地基质量检验,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),1 应在施工期间及施工结束后，检查砂石桩的施工记录； 对沉管法，尚应检查套管往复挤压振动次数与时间、套管升降幅度和速度、每次填砂石料量等项施工记录；,2 施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。对饱和粘性土地基，应待孔隙水压力消散后进行，间隔时间不宜少于28d；对粉
35、土、砂土和杂填土地基，不宜少于7d；,六、地基质量检验,第三章 深层密实法 第三节 砂石桩(碎石桩),3 砂石桩的施工质量检验可采用单桩载荷试验，对桩体可采用动力触探试验检测，对桩间土可采用标准贯入、静力触探、动力触探或其他原位测试等方法进行检测。桩间土质量的检测位置应在等边三角形或正方形的中心。检测数量不应少于桩孔总数的2%；,4 砂石桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验；,5 复合地基载荷试验数量不应少于总桩数的0.5%，且每个单体建筑不应少于3点。,碎石桩施工方法分类,【例题2】不加填料振冲加密法适用于处理黏粒含量不大于( )的中砂、粗砂地基。A、3； B、5； C、10；
36、 D、15；答案：,【例题1】采用振冲桩处理地基时，对于处理不排水抗剪强度小于( )kPa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。A、10； B、20； C、30； D、40； 答案：,B,C,【例题3】根据土质条件的不同，振冲法加固地基的主要作用有( ) 。A、置换作用； B、挤密作用；C、振密作用； D、加速固结作用；答案：,A、B、C、D,【例题4】振冲碎石桩法适用于处理下列地基土： (A)砂土 (B)粉质粘土 (C)不排水抗剪强度小于20kPa的饱和粘性土 (D)素填土 (E)淤泥 (F)淤泥质土 【答案】,A B D,【例题5】当利用振冲法消除地基液化时，关于
37、处理范围，下列说法不正确的是( )。A、 在基础外缘扩大宽度不应小于基底下可液化土层厚度的1/2；B、 在基础外缘扩大宽度不应小于基底下可液化土层厚度的1/3；C、 宜在基础外缘扩大12排桩；D、 宜在基础外缘扩大23排桩；答案：,B、C、D,【例题6】某地基土压缩模量ES 为3.0Mpa，用振冲法处理后，经试验测得桩土应力比n=3，已知置换率m为30%，处理后的复合层地基的压缩模量为( )。 ESP=1+m(n-1) ES A、4.8 Mpa； B、30.0 Mpa； C、4.3 Mpa； D、10.0 Mpa；答案： 【例题7】利用不加填料振冲法对地基进行处理后，加密深度内土层的压缩模量可
38、以采用( )确定。 A、 压缩试验； B、现场直接剪切试验； C、扁铲侧胀试验； D、标贯试验； 答案：,A,D,【例题8】加填料的振冲法施工，对于桩体的密实度是通过控制施工时的( )来进行控制的。 A、单桩用料量； B、成桩时间； C、密实电流； D、留振时间；答案： 【例题9】不加填料的振冲法施工，对于加固土体的密实度，一般是通过控制( )来进行控制的。 A、原砂土中粘粒含量；B、射水量；C、密实电流；D、留振时间； 答案：,C、D,C、D,【例题10】碎石桩桩位布置，对于圆形或环形基础宜用哪种方式布置? （A）正方形;（B）矩形; （C）等腰三角形; （D）放射形 【正确答案】D,【例题
39、11】碎(砂)石桩的桩长不宜小于多少? (A)3m (B)4m (C)5m (D)5.5m 【正确答案】,B,碎(砂)石桩桩长的确定：当相对硬层埋深不大时，应按相对硬层埋深确定；当相对硬层埋深较大时，按建筑物地基变形允许值或按稳定性确定；在可液化地基中，桩长应按要求的抗震处理深度确定。桩长不宜小于4m。,【例12】对粘性土地基，砂石桩的桩径为600mm，置换率为0.28。1、对等边三角形布桩，其间距最接近下列哪个值? (A)1.0m (B)1.1m (C)1.2m (D)1.3m (E)1.4m2、对正方形布桩，其间距最接近下列哪个值? (A)1.0m (B)1.1m (C)1.2m (D)1.3m (E)1.4m,【答案】1、B; 2、A,【解】粘性土地基： 一根砂石桩承担的处理面积为： 等边三角形布置，砂石桩间距为： m 正方形布置，砂石桩间距为： m。,
