1、砂 桩,第 四 章,基本概念,1、定义：砂桩指用振动或冲击荷载在软弱地基中成孔后，再将砂挤压入土中形成的大直径密实柱体。,2、适用范围：松散砂土、人工填土、粉土和杂填土地基。,3、作用：提高地基强度、降低压缩性，或消除地基液化性。建筑物以变形为控制条件，则砂桩处理后的软弱地基需经预压，消除沉降后可作建筑物地基。,4、工程应用：中小型工业与民用建筑、散料堆场、码头、路堤、油罐等工程的地基加固。,第一节砂桩的加固机理,一、松散砂土中的加固机理,松散砂土孔隙大，在动静荷载的作用下，产生较大沉降，必须经过人工处理。,砂桩成桩采用振动或冲击方法，桩管对周围砂土产生很大横向挤压力，将地基中等于桩管体积的砂
2、挤向周围砂层，这种强制挤密使砂土相对密度Dr增加，孔隙比e减小，摩擦角提高，地基承载力fk增大，同时消除液化,1、置换作用：粘土多为蜂窝结构，成桩过程中受到扰动后，强度降低，起不到挤密加固作用，砂桩加固主要是利用砂桩本身强度形成复合地基，提高地基的承载力和地基的整体稳定性。,2、排水作用,蜂窝状结构,絮状结构,粘性土的渗透系数小，在10-710-4cm/s的范围内。砂土的渗透系数达10-3cm/s，所以设置砂土后，减少了软弱地基土的排水距离，加快固结速率，有助于地基强度的提高。,二、软弱粘性土中的加固机理,第二节砂桩的设计和计算,一、加固范围,1、砂桩挤密地基的宽度应超出基础宽度，每边放宽不应
3、小于13排。,2、砂桩用于防止砂层液化时，每边放宽不宜小于处理深度的1/2，不应小于5m。 可液化层上覆盖有厚度大于3m非液化土层，每边放宽不宜小于液化层厚度的1/2，不应小于3m。,二、桩位布置,砂石桩桩孔宜采用等边三角形或正方形布置。,三、桩径,采用300800mm，对饱和粘土地基宜采用较大桩径,四、桩长,1、软弱土层厚度不大时，砂桩应穿过软弱土层，以减少地基变形,2、在可液化地基中，桩长应穿透可液化地基,3、软弱土层厚度较大时，对按稳定性控制的工程，砂桩长度应不小于最危险滑动面以下1m（一般为1.52.0m）深度；对按变形控制的工程，砂桩长度应满足砂桩复合地基沉降量不超过建筑物地基容许沉
4、降量的要求，并满足软弱下卧层强度的要求。,五、桩距计算,（一）砂性土地基中的桩距计算,（1）假定松散砂土中打入砂桩能起到100%的挤密效果，即成桩过程中地面没有隆起或下沉现象，被加固的砂土没有流失。,（2）计算参数及公式,处理前体积：,处理后体积：,桩体直径为d：,两式联立：,（3）地基挤密后的孔隙比,1）根据加固后地基承载力的要求，由密实度推算加固后孔隙比,砂土密实度参考表,2）根据抗震规范要求，确定加固后地基的相对密度Dr,（二）粘性土地基中的桩距计算,1、由天然地基强度或建筑物容许变形，选定桩土应力比（n）值，取值范围24。,不排水抗剪强度,2、由天然地基承载力和复合地基要求的承载力计算
5、面积换算率m值,3、选定砂桩直径d，计算砂桩截面积,4、由面积换算率m计算一根砂桩的分担面积A。,5、计算桩距,正三角形布置：,正方形布置：,第三节砂桩的施工,一、材料,砂桩填料宜采用级配较好的中粗砂，也可用砾砂。饱和软粘土地基应选用级配好、强度高的砂砾混合料。,二、施工顺序,砂性土地基施工从外围或两侧向中间进行，以挤密为主的砂桩宜间隔施工；,粘性土地基中砂桩从中间向外围或隔排施工,三、振动成桩法,在振动机作用下，把带有底盖的套管打入到规定深度，然后投入砂料，排砂入土，并振动密实成桩。,四、锤击成桩法,（一）单管法,（二）双管成桩法,第四节质量检验,1、可用标准贯入法、静力触探法、或动力触探等方法检测测桩及桩间土质量。,2、检测时间：饱和粘土应待超孔隙水压力基本消散后进行，间隔时间宜为12周；对其他土可在施工后35周进行。,
