深层密实法(砂石桩)

1、1 1、定义定义：碎石桩指用振动或冲击荷载在软弱地基中：碎石桩指用振动或冲击荷载在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入孔中形成的大直径密实成孔后，再将碎石或砂挤压入孔中形成的大直径密实柱体。柱体。 碎石桩（碎石桩（Stone Column）砂砂 桩桩 (Sand Pile)碎石桩是碎石桩是的总称的总称 碎石桩的施工工艺有：振冲法、沉管法、振动碎石桩的施工工艺有：振冲法、沉管法、振动气冲法、钻孔锤击法等。气冲法、钻孔锤击法等。振冲桩 (起源于德国,我国于70年代引入)(1)设备,振冲器d=270420mm,l=23m, G=820KN(2)原理:振:偏心轮旋转,振动加密,使颗粒移动冲:高压水从中

2、间穿过,土颗粒振浮液化固结就位：清理平整施工场地，布置桩位。振冲器对准桩位。 分段成桩成孔：启动水泵和振冲器，水压400600kpa，水量可用200400l/min，直至达到设计处理深度以上0.30.5m。 清孔，如果不清，泥浆比重大，碎石下降慢不易密实。 提出加料，将振冲器沉入填料中振密，振密判断标准：电流超过规定密实电流，达不到标准继续向孔内加填料。 振振冲冲法法 干振法干振法 振孔器就位 振动挤土成孔 上提振孔器填料 振捣 形成碎石桩 振冲器振冲器3 3、适用范围：适用范围： 砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土和杂填土等地基。对

3、饱和粘土地基上对变形控制要求不土和杂填土等地基。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。严的工程也可采用砂石桩置换处理。砂石桩也可用于处理砂石桩也可用于处理液化地基。液化地基。 振冲法适用于处理砂土、粉土、粘性土、填土地基，对处振冲法适用于处理砂土、粉土、粘性土、填土地基，对处理不排水抗剪强度不小于理不排水抗剪强度不小于20kpa的软土地基使用要慎重。不加的软土地基使用要慎重。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10的中砂、粗砂地的中砂、粗砂地基。基。3 3、作用：作用：提高地基强度、降低压缩性，或消除地基抗液提高地基强度、降低压

4、缩性，或消除地基抗液化。化。4 4、工程应用：工程应用：中小型工业与民用建筑、散料堆场、码头、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。路堤、油罐等工程的地基加固。 2、分类：分类：振冲碎石桩和干法碎石振冲碎石桩和干法碎石桩。桩。第一节第一节 碎石桩的加固机理碎石桩的加固机理 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，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。必须经过人工处理。 1 1、挤密作用、挤密作用 砂桩成桩采用砂桩成桩采用振动或冲击方法，桩管对周围振动或冲击方法，桩管对周围砂土产生很大横向挤压力，将砂土

5、产生很大横向挤压力，将地基中等于桩管体积的砂挤向地基中等于桩管体积的砂挤向周围砂层，这种强制挤密使砂周围砂层，这种强制挤密使砂土土相对密度相对密度D Dr r增加，孔隙比增加，孔隙比e e减小，减小，摩擦角摩擦角提高，地基承载力提高，地基承载力f fk k增大，增大，同时消除液化同时消除液化 砂砂桩桩2 2、排水作用、排水作用用碎石（砂）桩加固砂土时，桩孔内充填的碎石等用碎石（砂）桩加固砂土时，桩孔内充填的碎石等反滤性好的粗骨料，在地基中形成渗透性良好的竖反滤性好的粗骨料，在地基中形成渗透性良好的竖向排水减压通道，消散了孔隙水压力的增高，防止向排水减压通道，消散了孔隙水压力的增高，防止砂土液化

6、，同时也可加快地基的排水固结。砂土液化，同时也可加快地基的排水固结。3、砂基预振效应、砂基预振效应砂土液化与砂土的相对密实度和振动应变史有关砂土液化与砂土的相对密实度和振动应变史有关Dr=54%,且受过预振抗液化能力抗液化能力Dr=80%,且未受过预振发生液化所需应力发生液化所需应力Dr相同，受过预振所需应力=1.4未受过预振所需应力振冲器施工时，频率为1450次/min，a=98m/s2，激振力为90kN这样大的振动和冲击，使地基土在挤密的同时也获得强烈预振 碎石桩加固砂土效果显著，但小于0.074mm的细颗粒含量超过10%，效果就不显著；若超过20%，振动挤密不再适用。1 1、置换作用：粘

7、土多为蜂窝结构，成桩过程中受到扰动后，强、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。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、排水作用粘性土的渗透系数小，在粘性土的渗透系数小，在1010-7-71010- -4 4cm/scm/s的范围内。砂土的渗透系数达的范围内。砂土的渗透系数达1010-3-3cm/scm/s，所以设置砂土后，减少了，所以设置砂土后，减少了软弱地基土的排水距离，加快固结软弱地基土的排水距

8、离，加快固结速率，有助于地基强度的提高。速率，有助于地基强度的提高。 二、软弱粘性土中的加固机理 砂桩3、加筋作用：桩体在荷载作用下主要起应力集中作用。4、垫层作用：加固过的复合桩土层能起到垫层作用。碎石桩的作用：挤密、置换、排水、加筋和垫层第二节碎石桩的设计和计算第二节碎石桩的设计和计算 一、加固范围 1 1、碎石桩挤密地基的宽度应超出基础宽度，每边放宽不应、碎石桩挤密地基的宽度应超出基础宽度，每边放宽不应小于小于1 13 3排。排。 2 2、碎石桩用于防止砂层液化时，每边放宽不宜小于处理深度、碎石桩用于防止砂层液化时，每边放宽不宜小于处理深度的的1/21/2，并不应小于，并不应小于5m5m

9、。可液化层上覆盖有厚度大于可液化层上覆盖有厚度大于3m3m非液化土层，每边放宽不宜小非液化土层，每边放宽不宜小于液化层厚度的于液化层厚度的1/21/2，不应小于，不应小于3m3m。 二、桩位布置 碎石桩桩孔宜采碎石桩桩孔宜采用等边三角形或用等边三角形或正方形布置。正方形布置。dldl三、桩径 采用采用300300800mm800mm，对饱和粘土地基宜采用较大桩径，对饱和粘土地基宜采用较大桩径四、桩长1 1、软弱土层厚度不大时，、软弱土层厚度不大时，碎碎桩应穿过软桩应穿过软弱土层，以减少地基变形弱土层，以减少地基变形 2 2、在可液化地基中，桩长、在可液化地基中，桩长应穿透可液化地基应穿透可液化

10、地基3 3、软弱土层厚度较大时，对按稳定性、软弱土层厚度较大时，对按稳定性控制的工程，控制的工程，碎碎桩长度应不小于最危险桩长度应不小于最危险滑动面以下滑动面以下2m2m（一般为（一般为1.51.52.0m2.0m）深）深度；对按变形控制的工程，度；对按变形控制的工程，碎碎桩长度应桩长度应满足满足碎碎桩复合地基沉降量不超过建筑物桩复合地基沉降量不超过建筑物地基容许沉降量的要求，并满足软弱下地基容许沉降量的要求，并满足软弱下卧层强度的要求。卧层强度的要求。 dksfp,4 4、桩长不宜短于、桩长不宜短于4m4m，不宜超过，不宜超过12m12m。取决于加固土层厚度、软弱土层性质、工程要求。取决于加

11、固土层厚度、软弱土层性质、工程要求。 取决于地基土性质、成桩设备和方法。取决于地基土性质、成桩设备和方法。 五、桩距计算五、桩距计算 （一）砂性土地基中的桩距计算（一）砂性土地基中的桩距计算 1 1、砂性土的加固机理、砂性土的加固机理主要是挤密，加固后土的主要是挤密，加固后土的密实度增大，孔隙比变小。密实度增大，孔隙比变小。2 2、计算参数及公式、计算参数及公式 单桩加固面积，正方形布桩单桩加固面积，正方形布桩 A2lAepA桩体面积桩体面积 4/2dApl桩距桩距 0V原地基土单位深度平均体积原地基土单位深度平均体积 sV砂固相颗粒体积砂固相颗粒体积 假定碎石桩为假定碎石桩为100%的的挤密

12、作用，即成桩过程中挤密作用，即成桩过程中地面没有隆起或下沉现象，地面没有隆起或下沉现象，被加固的砂土没有流失。被加固的砂土没有流失。 一根碎石桩承一根碎石桩承担的处理面积担的处理面积eAeApAeApA处理前体积：处理前体积： )1 (1020eVlVs处理后体积：处理后体积： 1)1 (0011ppsAVVVeVV00010111VAVeeVVp桩体直径为桩体直径为d d： 4/2dAp两式联立：两式联立： 100189.0eeedl20101leeeAp正方形布置100195.0eeedl正三角形布置hlhHdHleeeHlVVVV220102001)(41若考虑挤密和振密两种作用若考虑挤

13、密和振密两种作用hHeeehHdl010189.0方100189.0eeedl方100195.0eeedl三角规范规范给出给出e0.95e0.950.85e0.950.85e0.950.70e0.850.70e0.85e0.70e0.85e0.850.75e0.850.75e0.850.60e0.750.60e0.75e0.60e0.60砾砂、粗砂、砾砂、粗砂、中砂中砂松散松散稍密稍密中密中密密实密实材料材料状态状态砂土密实度参考表砂土密实度参考表 2 2）根据抗震规范要求，确定加固后地基的相对密度）根据抗震规范要求，确定加固后地基的相对密度D Dr r )(minmaxmax1eeDeerm

14、inmax,ee砂土最大和最小孔隙比砂土最大和最小孔隙比 rD相对密度，可取相对密度，可取0.700.700.850.85。 3 3、地基挤密后的孔隙比、地基挤密后的孔隙比 1e1 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）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 （二）粘性土地基中的桩距计算（二）粘性土地基中的桩距计算 1 1、粘性土的加固机理是置换，故根据置换率确定桩间距。、粘性土的加固机理是置换，故根据置换率确定桩间距。2 2、由面积换算率、由面积换算率m m计算一根桩的分担面积计算一根桩的分担面积A Ae e mAAAAmpeep/22/eepddAAm方方

15、ldAlee13. 1三角三角ldAlee05. 108. 14 . 025. 0m规范规范给出给出一根桩承担的处理地一根桩承担的处理地基面积的等效圆直径基面积的等效圆直径六、承载力计算六、承载力计算pp 作用于桩顶的应力作用于桩顶的应力 sp桩周土的应力桩周土的应力 pA 碎石桩面积，碎石桩面积， 则桩周土面积为则桩周土面积为A Ae e-A-Ap p 复合地基承载力应由现场复合地基载荷试验取的，复合地基承载力应由现场复合地基载荷试验取的，也可分别取得桩、桩间土承载力，按桩土应力比估算。也可分别取得桩、桩间土承载力，按桩土应力比估算。pesppeAApAppA则有则有spseppeppmmp

16、pAApAAp)1(1当复合地基上作用荷载当复合地基上作用荷载p时时复合地基承载力复合地基承载力 kskpkspfmfmf,)1 (22/eddm 对小型工程的粘性土地基：对小型工程的粘性土地基： kskspfnmf,)1(1 建筑地基处理技术规范建筑地基处理技术规范JGJ79-2002规定规定,振冲桩（砂桩振冲桩（砂桩)复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,初步设计时也可用单桩和处理后桩间土的承载力特征值估算初步设计时也可用单桩和处理后桩间土的承载力特征值估算.桩间土承载力标准值由现场原位试验或室内试验确定。桩间土承载力标准值由

17、现场原位试验或室内试验确定。 n n为桩土应力比为桩土应力比, , 即：即： 粘土为粘土为2 24 4，砂土、粉土为，砂土、粉土为1.51.53 3。 spppn/对于采用砂桩处理的砂土地基，可根据挤密后砂土的对于采用砂桩处理的砂土地基，可根据挤密后砂土的密实状态确定。密实状态确定。复合地基承载力复合地基承载力复合地基载荷试验复合地基载荷试验由桩、土承载力复合估算由桩、土承载力复合估算kskpkspfmfmf,)1 (skfpkf试验（载荷、原位测试）、当地经验试验（载荷、原位测试）、当地经验天然地基承载力代替天然地基承载力代替载荷试验、桩土应力比载荷试验、桩土应力比skfn理论公式、经验公式

18、理论公式、经验公式kskpkspfmfmf,)1 (复合地基承载力通式复合地基承载力通式单桩极限承载力的理论公式法单桩极限承载力的理论公式法Brauns单桩极限承载力法单桩极限承载力法综合单桩极限承载力法综合单桩极限承载力法均假设单桩的破坏是空间轴对称问题，桩周土体是被动破坏。均假设单桩的破坏是空间轴对称问题，桩周土体是被动破坏。也都利用也都利用 、 来来 确定确定 。pkfuc因为碎石桩是散体材料，其桩体因为碎石桩是散体材料，其桩体的承载力取决于碎石的内摩擦角的承载力取决于碎石的内摩擦角和桩间土对它的侧向约束力和桩间土对它的侧向约束力Brauns单桩极限承载力法单桩极限承载力法极限承载力公式

19、极限承载力公式式中，式中， 可按下式用试算法求得可按下式用试算法求得245ppupppcpmax即：即：综合单桩极限承载力法综合单桩极限承载力法极限承载力公式极限承载力公式rl桩体侧向极限应力故综合单桩极限承载力法也称侧向极限应力法，故综合单桩极限承载力法也称侧向极限应力法，是目前计算碎（砂）石桩单桩承载力最常用的方法是目前计算碎（砂）石桩单桩承载力最常用的方法pupKcupp)4(00maxpupKcp6maxupcp2.25max还有简单方法还有简单方法八、稳定性分析八、稳定性分析 碎石桩能改善天然地基整体碎石桩能改善天然地基整体稳定性，是利用了复合地基的稳定性，是利用了复合地基的抗剪特性

20、抗剪特性稳定性计算主要使用圆弧滑动法稳定性计算主要使用圆弧滑动法复合地基的抗剪强度复合地基的抗剪强度spmnnp)1(1cusupcccctan00不考虑作用于粘性土上的荷载产生固结不考虑作用于粘性土上的荷载产生固结 考虑作用于粘性土上的荷载产生固结考虑作用于粘性土上的荷载产生固结cusupctan粘聚力提高粘聚力提高七、沉降计算七、沉降计算复合地基的沉降量分为两部分复合地基的沉降量分为两部分复合地基加固区变形和加固区下卧层的变形量。复合地基加固区变形和加固区下卧层的变形量。 加固区下卧层计算加固区下卧层计算一般采用分层总和法一般采用分层总和法Dzizi-1Hicz=0.2或0.1cc线z线p

21、1ip1icizic(i-1)z(i-1)p1i=(ci+c(i-1)/2pi=(zi+z(i-1)/2计算下限aZaZEpiiiinisiosS111加固区的计算方法复合模量法 ： 将桩和土视为一复合体，采用复合压缩模量法来评价复合将桩和土视为一复合体，采用复合压缩模量法来评价复合土体的压缩量：土体的压缩量： niipsiishEpS10S加固区土层沉降加固区土层沉降 ip0第第I I层土体上附加应力的增量；层土体上附加应力的增量； psiE第第I I层复合地基的压缩模量层复合地基的压缩模量 ih第第I I层复合土体的厚度层复合土体的厚度 n复合土体分层总数复合土体分层总数 复合地基复合地基

22、压缩模量压缩模量计算方法计算方法sipipsiEmEmE)1 (sipsiEnmE)1(1 分别为分别为第第I I桩体、桩间桩体、桩间土的压缩模量土的压缩模量sipiEE ,spsptan)1 (tantansspcc)1 (pm 复合地基的复合复合地基的复合 值值spspc、iiiiiihbcLhbtgKsincos计算抗滑计算抗滑安全系数安全系数稳定性计算稳定性计算与桩土应力比与桩土应力比n和置换率和置换率m有关的参数，有关的参数， 一般取一般取0.40.6第三节第三节 施工施工 施工方法施工方法振冲法振冲法干振法干振法沉管法沉管法强夯置换法强夯置换法射水成孔袋装法射水成孔袋装法振动沉管法

23、振动沉管法内击沉管法内击沉管法心管密实法心管密实法一、施工方法一、施工方法二、施工步骤二、施工步骤振冲法振冲法成孔：启动水泵和振冲器，水压400600kpa，水量可用200400l/min，成孔速度0.5 2.0m /min，直至达到设计处理深度。 提出加料，将振冲器沉入填料中振密，振密判断标准：电流超过规定密实电流，达到标准后继续向孔内加填料。 就位：清理平整施工场地，布置桩位。振冲器对准桩位。 分段成桩清孔，如果不清，泥浆比重大，碎石下降慢不易密实。 振振冲冲法法 三、施工机具三、施工机具振冲器振冲器吊车吊车振冲器参数振冲器参数振动频率振动频率密实电流密实电流加速度加速度振幅振幅干振法干振

24、法 振孔器就位 振动挤土成孔 上提振孔器填料 振捣 形成碎石桩 四、施工顺序四、施工顺序： 先中间先中间后两边后两边 一边向一边向一边推一边推 间隔间隔跳打跳打 cba砂土砂土：aabcc粘性土：粘性土：软粘土：软粘土：附近有建筑物时：附近有建筑物时：五、施工工艺五、施工工艺工艺关键点：工艺关键点：成孔、填料成桩成孔、填料成桩 填料，对于振冲挤密和振冲置换都要进行。填料，对于振冲挤密和振冲置换都要进行。不同地基土，不同加固机理，采用的填料方式也不同。不同地基土，不同加固机理，采用的填料方式也不同。填料成桩填料成桩间断填料法间断填料法连续填料法连续填料法综合填料法综合填料法不加填料法不加填料法先

25、护壁后制桩法先护壁后制桩法成孔，要选择好水压和水量成孔，要选择好水压和水量振孔器就位 振动挤土成孔 上提振孔器填料 振捣 形成碎石桩 间断填料法振冲器振冲器连续填料法间断填料法间断填料法多次提出振冲器，繁琐、效率低。能多次提出振冲器，繁琐、效率低。能 保证填料顺利到位，适合人工填料。保证填料顺利到位，适合人工填料。连续填料法连续填料法效率高，操作方便，适合机械化施工。效率高，操作方便，适合机械化施工。 桩底填料不易振密，影响加固效果。桩底填料不易振密，影响加固效果。综合填料法综合填料法避免了、种方法的缺点。避免了、种方法的缺点。不加填料法不加填料法适用于中粗砂地基。适用于中粗砂地基。先护壁后制

26、桩法先护壁后制桩法适用于软弱粘性土地基，主要是防塌孔适用于软弱粘性土地基，主要是防塌孔各种填料方法的特点：各种填料方法的特点：振冲挤密施工工艺振冲挤密施工工艺中粗砂地基中粗砂地基不加填料法不加填料法粉细沙、粉质粘土粉细沙、粉质粘土 连续填料法、连续填料法、 综合填料法综合填料法填料方式填料方式水量水量保证砂土充分饱和保证砂土充分饱和留振时间留振时间足够时间使砂足够时间使砂 土完全液化并土完全液化并 有足够的有足够的“液液 化区化区”施工关键施工关键振冲置换施工工艺振冲置换施工工艺软粘土地基软粘土地基间断填料法间断填料法 综合填料法综合填料法软弱粘土地基软弱粘土地基 先护壁后制桩法先护壁后制桩法

27、填料方式填料方式成孔后要清孔成孔后要清孔加料宜加料宜“少量多次少量多次”施工关键施工关键 振冲法施工完后，在地表振冲法施工完后，在地表1m范围内的土层因松散，范围内的土层因松散，需另行处理。需另行处理。六、施工质量控制六、施工质量控制控制控制填料量填料量密实电流密实电流留振时间留振时间 在粉性较重的地基土中制桩，密实电流易达到，在粉性较重的地基土中制桩，密实电流易达到，要注意控制填料和留振时间要注意控制填料和留振时间; 在粘性土地基土中制桩，填料和留振时间易保证，在粘性土地基土中制桩，填料和留振时间易保证，要注意掌握密实电流。要注意掌握密实电流。沉管法沉管法过去主要用于制作砂桩，现已用于碎石桩

28、，是一种干法施工。过去主要用于制作砂桩，现已用于碎石桩，是一种干法施工。沉管法沉管法振动成桩法振动成桩法冲击成桩法冲击成桩法一次拔管法一次拔管法逐步拔管法逐步拔管法重复压拔管法重复压拔管法单管法单管法双管法双管法芯管密实法芯管密实法内击成管法内击成管法 适用于处理砂性土、非饱和粘性土、粉土、素填土和适用于处理砂性土、非饱和粘性土、粉土、素填土和杂填土（以炉灰、炉渣、建筑垃圾为主）。杂填土（以炉灰、炉渣、建筑垃圾为主）。 当用于消除粉细砂及粉土液化时，宜用振动沉管成桩法。当用于消除粉细砂及粉土液化时，宜用振动沉管成桩法。1、振动成桩法、振动成桩法施工机具： 振动打桩机、机架、振动打桩机、机架、桩

29、管（下端装有活瓣钢桩靴）、桩管（下端装有活瓣钢桩靴）、提料斗。提料斗。 重复压拔管法成桩的打桩机上重复压拔管法成桩的打桩机上还装有高压空气（或水）喷射装置。还装有高压空气（或水）喷射装置。活瓣桩尖活瓣桩尖 振动打桩机振动打桩机桩管下端特殊构造桩管下端特殊构造（重复压拔管法）（重复压拔管法）振动成桩法施工工艺振动成桩法施工工艺桩管就位 振动沉管灌料 按规定速度边振边拔出桩管 桩靴闭合，桩管垂直就位；桩靴闭合，桩管垂直就位；将桩管沉人土层中到设计深度；将桩管沉人土层中到设计深度；将料斗插人桩管，向桩管内灌料；将料斗插人桩管，向桩管内灌料；边振动边拔出桩管到地面而成桩。边振动边拔出桩管到地面而成桩。

30、振动挤密砂桩的振动挤密砂桩的成桩工艺有三种，成桩工艺有三种，具体的施工工艺具体的施工工艺流程图为：流程图为：重复压管成桩法重复压管成桩法一次拔管成桩法一次拔管成桩法、将桩管沉人土层中到设、将桩管沉人土层中到设计深度，如果桩管下沉速度较计深度，如果桩管下沉速度较慢，利用桩管下端喷射嘴射水，慢，利用桩管下端喷射嘴射水，加快下沉速度；加快下沉速度； 、按规定的拔出高度拔起、按规定的拔出高度拔起桩管，同时向桩管内送人压缩桩管，同时向桩管内送人压缩空气，使砂容易排出，桩管拔空气，使砂容易排出，桩管拔起后核定砂的排出量；起后核定砂的排出量； 按规定的压下高度再向下压按规定的压下高度再向下压桩管，将落人桩孔

31、内的砂压实；桩管，将落人桩孔内的砂压实； 重复进行一的工序，直重复进行一的工序，直到桩管拔出地面而成桩。到桩管拔出地面而成桩。逐步拔管成桩法逐步拔管成桩法 、 边振动边拔出桩管，边振动边拔出桩管，每拔出一定长度，每拔出一定长度，应停拔继续留振若干秒，应停拔继续留振若干秒，如此反复进行，如此反复进行，直到桩管拔出地面而成桩。直到桩管拔出地面而成桩。 振动成桩振动成桩法三种成法三种成桩工艺施桩工艺施工流程图工流程图振动成桩法质量控制振动成桩法质量控制重复压拔管法重复压拔管法一次拔管法一次拔管法逐步拔管法逐步拔管法拔管速度（拔管速度（2m/min）控制桩身连续性控制桩身连续性填料数量填料数量控制桩直

32、径控制桩直径拔管高度（拔管高度（0.5m）停振时间（停振时间（20s）桩管每次拔起和压下高度桩管每次拔起和压下高度拉拔速度（拉拔速度（2m/min）2、冲击成桩法、冲击成桩法冲击成桩法的成孔工艺与振动式相同，冲击成桩法的成孔工艺与振动式相同，但扩大桩体的方式不是振动式，而是但扩大桩体的方式不是振动式，而是用内管向下冲击而成。用内管向下冲击而成。施工机具： 打桩机（蒸汽式、柴油式）打桩机（蒸汽式、柴油式） 桩管（下端装有活瓣钢桩靴桩管（下端装有活瓣钢桩靴或预制砼桩尖）或预制砼桩尖） 提料斗提料斗 单管法单管法混凝土混凝土桩尖桩尖适用于消除粉细砂及适用于消除粉细砂及粉土液化粉土液化单管法单管法 桩

33、管就位 将桩管用蒸气打桩机和柴油机打桩机打到设计深度灌料 按规定速度拔出桩管 拔管速度（拔管速度（1.53.0m/min）填料数量填料数量 若达不到要求则复打或补桩若达不到要求则复打或补桩质量控制质量控制双管法双管法芯管密实法芯管密实法施工机具：打桩机（蒸汽式、柴油式）打桩机（蒸汽式、柴油式） 履带式起重机履带式起重机 桩管（底端开口的外管和底端闭口的内管）桩管（底端开口的外管和底端闭口的内管） 提料斗提料斗 适用于砂桩和碎石桩适用于砂桩和碎石桩该工艺用于淤泥中能保证成桩，不发生缩颈和塌孔现象该工艺用于淤泥中能保证成桩，不发生缩颈和塌孔现象贯入度（锤击内外管时）贯入度（锤击内外管时）质量控制质

34、量控制锤击内外管，下沉到规定深度 拔起内管，向外管内灌料 放下内管到外管料面上，拔起外管到与内管平齐 锤击内外管，将料压实 将内外管安放在预定桩位上 拔起内管向外管内灌料重复成桩芯管密实法芯管密实法双管法双管法内击成管法内击成管法施工机具：打桩架（有两个卷扬机）打桩架（有两个卷扬机） 导管（一根导管（一根d=300400mm的钢管）的钢管） 吊锤，重吊锤，重1.02.0t内击沉管法适用于碎石桩内击沉管法适用于碎石桩 该工艺挤土明显，桩密实度高，适用于地下水位以下的该工艺挤土明显，桩密实度高，适用于地下水位以下的软弱土。干作业，设备简单，耗能低。工效低，钢丝绳易断。软弱土。干作业，设备简单，耗能

35、低。工效低，钢丝绳易断。贯入度贯入度质量控制质量控制就位：清理场地布就位：清理场地布桩桩. .机具就位，将导机具就位，将导管中心对准桩位。管中心对准桩位。 穿塞：沉管到位后，穿塞：沉管到位后，提升导管一定高度，提升导管一定高度，用低冲程将石塞冲用低冲程将石塞冲出管外，并使其冲出管外，并使其冲入导管下一定深度，入导管下一定深度，深度称为冲锤超深，深度称为冲锤超深，一般一般0.5-1.0m0.5-1.0m。制塞：在导管中投入制塞：在导管中投入一定数量的碎石，形一定数量的碎石，形成一定高度的石塞。成一定高度的石塞。沉管：用冲锤反复冲击沉管：用冲锤反复冲击导管内碎石石塞，由碎导管内碎石石塞，由碎石与导

36、管间的摩擦力带石与导管间的摩擦力带动导管与石塞一起下沉，动导管与石塞一起下沉，直到设计深度为止直到设计深度为止. .内击沉管法内击沉管法冲锤超深冲锤超深形成桩体：当桩的顶面达到预定高形成桩体：当桩的顶面达到预定高程时，制桩完成。桩顶高程一般高程时，制桩完成。桩顶高程一般高出基础底面出基础底面0.5-1.0m0.5-1.0m，这段高度称，这段高度称为桩顶超高以保证基底处的桩体和为桩顶超高以保证基底处的桩体和桩周土获得足够的密实度。桩周土获得足够的密实度。 制桩：制桩包括提管、投制桩：制桩包括提管、投料和击实三个过程。穿塞料和击实三个过程。穿塞后将导管拔起一定高度，后将导管拔起一定高度，向管内投入

37、适量碎石，用向管内投入适量碎石，用冲锤反复冲击将其击出导冲锤反复冲击将其击出导管，并达到预定的击实要管，并达到预定的击实要求为止。如此分段填料击求为止。如此分段填料击实直到制桩完成。实直到制桩完成。第四节质量检验第四节质量检验 1 1、质量检验方法：、质量检验方法：可用标准贯入法、静力触探法、载荷可用标准贯入法、静力触探法、载荷板和动力触探等方法检测桩及桩间土质量。板和动力触探等方法检测桩及桩间土质量。 2 2、检测时间：、检测时间：碎（砂）石桩施工过程中产生超静孔隙水碎（砂）石桩施工过程中产生超静孔隙水压力，等其消散完以后检验，砂土检验间隔短，一般几压力，等其消散完以后检验，砂土检验间隔短，

38、一般几个小时，粘土间隔个小时，粘土间隔34周，粉土周，粉土23周。周。寿春路商住楼填土地基挤密碎石桩加固工程寿春路商住楼填土地基挤密碎石桩加固工程 一、工程概况 工程位于安徽省合肥市寿春路，19871988年兴建六栋商品房住宅楼。18号楼为六层砖混结构，条形基础；19号楼为五层框架结构，钢筋混凝土带形基础；22号25号楼都为七层砖混结构，仅25号楼半部为八层，底层框架，二层以上为砖混结构，十字交叉条形基础。地基采用挤密砂石桩加固方案，要求加固后复合地基承载力达到180kPa，并能满足地基变形控制条件。 二、工程地质条件二、工程地质条件 1818号和号和1919号楼建筑物场地号楼建筑物场地位于南

39、肥河一级阶地上，地基土构成位于南肥河一级阶地上，地基土构成层次为：稍密的房渣杂填土层次为：稍密的房渣杂填土可塑的素填土可塑的素填土硬塑性粘土硬塑性粘土（Q Qalal4-14-1）可塑的粉质粘土可塑的粉质粘土可塑至硬塑的粉土可塑至硬塑的粉土红色泥质砂红色泥质砂（页）岩风化带（页）岩风化带（K K）。填土厚度为）。填土厚度为3.303.304.304.30，填土层，填土层f fk k=100=100110kPa110kPa，填土层下粘土层，填土层下粘土层f fk k=240=240260kPa260kPa。2222号至号至2525号楼建筑场地号楼建筑场地位于南肥河古河道河漫滩上，地基土构位于南肥

40、河古河道河漫滩上，地基土构成层序为：稍密的房渣杂填土成层序为：稍密的房渣杂填土可塑夹软塑的素填土可塑夹软塑的素填土可塑的可塑的粉质粘土（粉质粘土（Q Qalal4-14-1）可塑粉土可塑粉土硬塑粉土（硬塑粉土（Q Qalal4-14-1）红色泥质红色泥质砂（页）岩风化带（砂（页）岩风化带（K K）。填土厚度为）。填土厚度为3.803.805.30m5.30m，四幢楼东，四幢楼东半部填土土质比西半部的明显较差，填土层半部填土土质比西半部的明显较差，填土层f fk k=95=95100kPa100kPa，软，软塑素填土夹层塑素填土夹层f fk k=70=7080kPa80kPa，填土层下的粉质粘土

41、，填土层下的粉质粘土f fk k=180kPa=180kPa1818号、号、1919号楼建筑物场地号楼建筑物场地埋藏两层地下水埋藏两层地下水填土层中的上部滞填土层中的上部滞水和粉土层中的层间水，上部滞水埋深水和粉土层中的层间水，上部滞水埋深1.001.001.50m1.50m左右；左右；2222号号至至2525号楼拟建场地埋藏地下水属于潜水，地下埋深号楼拟建场地埋藏地下水属于潜水，地下埋深1.00m1.00m左右左右 （一）成桩材料：（一）成桩材料： 三、设计计算三、设计计算 为了使建筑物场地地基得到整体加固，根据被加固填土为了使建筑物场地地基得到整体加固，根据被加固填土层厚度与基础形式不同，

42、在基础边缘的外侧布置层厚度与基础形式不同，在基础边缘的外侧布置1 13 3排桩排桩，以满足基础边缘处不发生较大的侧向位移的要求。，以满足基础边缘处不发生较大的侧向位移的要求。 1818号楼为条形基础，填土层较薄，在其边缘外侧布置一号楼为条形基础，填土层较薄，在其边缘外侧布置一排桩。排桩。1919号楼为号楼为条条形基础，形基础，2222号至号至2525号楼为十字交叉条形号楼为十字交叉条形基础，填土层较厚，而且东半部填土层中夹有软弱层透镜基础，填土层较厚，而且东半部填土层中夹有软弱层透镜体，故在基础边缘外侧布置两排柱。体，故在基础边缘外侧布置两排柱。 布桩形式均按等腰三角形满堂布桩布桩形式均按等腰

43、三角形满堂布桩（二）加固范围与布桩形式（二）加固范围与布桩形式 为了提高挤密桩体强度，提高复合地基承载力，选择的为了提高挤密桩体强度，提高复合地基承载力，选择的置换材料为级配砂石。通过试验确定砂石的最佳级配为：置换材料为级配砂石。通过试验确定砂石的最佳级配为：中粗砂：碎石中粗砂：碎石=4=4：6 6，此级配砂石的最大密度为，此级配砂石的最大密度为2.08t/m2.08t/m3 3。18 18号楼布桩形式号楼布桩形式19 19号楼号楼条条形基础底形基础底面下的布桩形式面下的布桩形式19号楼两条条基之间的布桩方式2222号号2525号楼布桩方式号楼布桩方式（三）置换率（三）置换率 1818号、号、

44、2222号和号和2323号楼为号楼为12%12%；1919号楼号楼条条形基础下为形基础下为14%14%，两条，两条形基础中间为形基础中间为11%11%；2424号、号、2525号楼为号楼为10.3%10.3%。 采用成孔管径为采用成孔管径为377mm377mm的桩管，成桩直径为的桩管，成桩直径为400400450mm450mm。桩长依填土深度不同设计为桩长依填土深度不同设计为3.83.85.0m5.0m，以桩端进入下部较好，以桩端进入下部较好的持力层的持力层0.300.300.50m0.50m为宜。为宜。桩距按等腰三角形布置，结合基础尺寸确定。桩距按等腰三角形布置，结合基础尺寸确定。 （四）成

45、桩尺寸（四）成桩尺寸先按拟定的置换率及确定的桩径求出Ae，再由 eAL08. 1求出求出L L。 如如1818号楼：号楼： 2221256. 02 . 0mrAp22194. 1mmAApemALe20. 108. 1（五）砂石灌入量（五）砂石灌入量 单桩砂石灌入量按单桩砂石灌入量按 max2hrq计算，计算，r r为桩孔半径（为桩孔半径（mmmm），），h h为设计桩长（为设计桩长（m m） 四、桩间土挤密效果四、桩间土挤密效果 在每个加固场地布置轻型触探试验孔在每个加固场地布置轻型触探试验孔12122424个，其中个，其中6 61212个孔与桩中心距个孔与桩中心距0.4m0.4m，另外，另

46、外6 61212个孔与桩中心距个孔与桩中心距0.600.600.80m0.80m。 （三）复合地基承载力试验（三）复合地基承载力试验 五、复合地基承载力评价 （一）计算公式 根据桩间土的实测根据桩间土的实测f fs,ks,k值，参值，参考考m m、n n值，各个加固场地复值，各个加固场地复合地基承载力标准值合地基承载力标准值f fsp,ksp,k。 f fsp,ksp,k=m=mnfnfs,ks,k+(1-m)f+(1-m)fs,ks,k （二）综合评价 本工程评价复合地基承载力标准值是以载荷试验结果为主，本工程评价复合地基承载力标准值是以载荷试验结果为主，经验公式为辅。即按相对沉降量确定经验

47、公式为辅。即按相对沉降量确定p p0.020.02值作为评价值作为评价f fsp,ksp,k的主要依据，据此各个加固场地复合地基承载力标准值为：的主要依据，据此各个加固场地复合地基承载力标准值为：1818号楼号楼f fsp,ksp,k=180kPa=180kPa；1919号楼号楼f fsp,ksp,k=190kPa=190kPa；2323号楼和号楼和2525号号楼七层部分为楼七层部分为180kPa180kPa，2424和和2525号楼八层部分为号楼八层部分为190kPa190kPa。 六、复合地基变形特征分析 1 1、加固后复合地基载荷试验曲线如图。无明显的第一、二、加固后复合地基载荷试验曲线

48、如图。无明显的第一、二拐点，其比例界限难以确定。可取拐点，其比例界限难以确定。可取p p0.020.02载荷前载荷前2-32-3级荷载级荷载P P所所对应的沉降对应的沉降s s值来计算值来计算E E0 0值，并取值，并取E E0 0值的平均值作为评价复合值的平均值作为评价复合地基代表性指标。地基代表性指标。1818号、号、2222号、号、2323号和号和2525号楼七层部分为号楼七层部分为8.0Mpa8.0Mpa，1919号、号、2424号和号和2525号楼八层部分为号楼八层部分为9.0Mpa9.0Mpa。 2 2、按设计实际采用的复合地基承载力标准值、按设计实际采用的复合地基承载力标准值f

49、fsp,ksp,k为为180kPa180kPa，查出载荷试验，查出载荷试验p-sp-s曲线所对应的曲线所对应的s s值，结合各个建值，结合各个建筑物主要基础宽度，可按下式预估建筑物最终平均沉降量：筑物主要基础宽度，可按下式预估建筑物最终平均沉降量： 22)3030()(BbbBsss s设计采用的复合地基承载力标准值对应的沉降量（设计采用的复合地基承载力标准值对应的沉降量（cmcm）B B建筑物的基础宽度（建筑物的基础宽度（cmcm）b b载荷承压板宽度（载荷承压板宽度（cmcm）由上式计算，六幢楼的最终平均沉降量为由上式计算，六幢楼的最终平均沉降量为3-5cm3-5cm。 七、技术经济指标七

50、、技术经济指标 六幢楼加固后填土层的复合地基承载力达到六幢楼加固后填土层的复合地基承载力达到180kPa,180kPa,比加比加固前提高固前提高80% 80% 轻工业部管理干部学院轻工业部管理干部学院挤密碎石桩处理粉土和粉质粘土地基加固工程挤密碎石桩处理粉土和粉质粘土地基加固工程 轻工业部管理干部学院位于河北省固安县，扩建工程包括教轻工业部管理干部学院位于河北省固安县，扩建工程包括教学楼、礼堂、水塔、托儿所宿舍楼等大小十个项目。上部结学楼、礼堂、水塔、托儿所宿舍楼等大小十个项目。上部结构设计要求处理后的地基承载力标准值大于构设计要求处理后的地基承载力标准值大于180kPa.180kPa.工程场地位于水定河冲积平原，为水定河河漫相第四纪新近工程场地位于水定河冲积平原，为水定河河漫相第四纪新近沉积，地震烈度为沉积，地震烈度为7 7度，地下水位理深度，地下水位理深1.351.355.68m5.68m，土层主，土层主要为粉土、粉质粘土，部分地区有粉砂和粘土夹层，南北两要为粉土、粉质粘土，部分地区有粉砂和粘土夹层，南北两区