基础工程讲义讲稿碎石桩

第六章碎石桩概念碎石桩是指用振动、冲击或水冲等方法在软弱地基中成孔后，再将碎石挤入土中形成大直径的由碎石所构成的密实桩体。2.分类按其制桩工艺分为振冲（湿法）碎石桩和干法碎石桩两大类。采用振动水冲法施工的碎石桩称为振冲碎石桩。采用各种无水水冲工艺（干振、振挤、锤击）施工的碎石桩称为干法碎石桩。3.碎石桩的加固机理其加固机理，与砂桩相似，因土质差别而有所不同。⑴对砂土、粉土和碎石土具有置换和挤密作用；⑵对粘性土和填土，以置换作用为主，兼有不同程度的挤密和促进排水固结的作用。4.在工程中的应用⑴软弱地基加固；⑵堤坝边坡加固；⑶消除可液化土的液化性；⑷消除湿陷性黄土的湿陷性。第二节振冲碎石桩1.定义振冲法是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机后，带动偏心块，使振冲器产生高频振动同时开动水泵，使高压水通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的联合作用下，将振冲器沉入到设计深度形成桩孔，再向桩孔逐段填入碎石并逐段振密，从而在地基中形成一根大直径的密实桩柱体并和原地基土组成复合地基，使承载力提高，沉降减少。2.适用土类振冲法适用于处理砂土、粉土、粘性土、填土以及软土，但对不排水抗剪强度小于20kPa的软土使用要慎重。㈢施工机具振冲法施工的主要机具有振冲器、起吊机械、水泵、泥浆泵、填料机械、电控系统等。1.振冲器振冲器是一种利用自激振动，配合水力冲击进行作业的机具。⑴主要有四大部分组成：①电动机；②振动器；③通水管；④减振器及导管。

一、振冲碎石桩设计1.加固范围对一般性地基，宜在基础外缘加宽1～2排桩；对砂土、粉土等可液化地基应加宽2～4排桩（且≥5m）。2.桩位布置⑴对大面积满堂处理，宜采用正三角形布置；⑵对条基，宜先考虑单排桩，不满足使用时，可布2排或3排桩。⑶对柱基宜采用正方形布置，或矩形、等腰三角形布置，且单柱柱基不少于3根。3.桩距（一般取1.5～2.5m）⑴桩距要保证复合地基承载力达到设计要求；⑵要避免桩距过小出现“串桩”现象。4.桩长

⑴桩的深度一般应达到强度较高的下卧土层。⑵当相对硬层的埋藏深度不大时，桩长应按相对硬层埋藏深度确定；当相对硬层的埋藏深度较大时，应按建筑物地基的变形容许值确定。⑶在可液化土层中，当可液化土层不厚时，桩体应穿透整个可液化层；当可液化层较厚时，应按抗震处理深度确定。5.桩径碎石桩直径取决于地基土质情况和成桩设备等因素。6.复合地基承载力⑴现场复合地基荷载试验或单桩和桩间土的荷载试验：⑵经验公式确定Sv：桩间土的十字板抗剪强度或7.碎石桩桩体承载力一般实际工程中，碎石桩桩体承载力通过荷载试验确定。也可用计算法和经验法确定。⑴计算法参见第三章21页的表3.3-1计算⑵经验法8.复合地基沉降计算二、振冲碎石桩施工㈠施工前准备工作⑴现场勘察了解场地的地形及周围环境；⑵了解场地的工程地质条件和地下水情况；⑶进行振冲试验，确定各项施工参数；⑷编写施工组织设计，合理布置现场、明确施工顺序、施工方法以及配备所需施工机械。㈡桩身材料碎石或卵石可选用自然级配，含泥量小于10％，粒径一般位20～50mm；碎石作为桩体材料比卵石好，其咬合力大，形成的桩身强度高。㈢施工机具振冲法施工的主要机具有振冲器、起吊机械、水泵、泥浆泵、填料机械、电控系统等。1.振冲器振冲器是一种利用自激振动，配合水力冲击进行作业的机具。⑴主要有四大部分组成：①电动机；②振动器；③通水管；④减振器及导管。

⑵振动参数①振动频率：只有振动器的振动频率接近土的自振频率时，产生共振现象，使土达到最佳加密效果；

②振幅：振幅在一定范围内对土体产生挤压，振幅大时，加固效果相对好；过大过小，则不利。③加速度：对于振冲挤密，只有振动加速度达到一定值后才有挤密效果。2.起吊机械一般采用履带吊、汽车吊、自行井架式专用吊机或抗扭胶管式专用汽车。3.水泵4.填料机械5.电控系统6.泥浆泵㈣施工顺序⑴施工顺序一般采用“先中间后周边”或“一边推向一边”的顺序进行。⑵在软粘土地基中，位为减少对地基土的扰动，可采用间隔跳打的方式。⑶邻近有建筑物时，要采取保护措施。

㈤施工工艺①就位；②成孔；③清孔；④填料；⑤振密加固；⑥成桩。㈥施工要点1.水压水量的控制⑴水量要充足，但过多会造成塌孔；⑵水压：土的强度一般，取小值；土的强度高，取大值；⑶成孔时，水量水压尽可能大，但要注意地层土的保护；填料振密时，水压水量宜取小值。2.密实电流和留振时间的控制⑴密实电流限定值应根据现场制桩试验确定；⑵粘性土地基中的留振时间为10～20秒。密实电流值、瞬时电流值和稳定电流的关系3.填料量控制加料宜“少吃多餐”，即要勤加料，每批不宜太多。制桩时孔底部分多填料的原因：⑴开始加的料一部分被粘在孔壁上；⑵成孔过程中水压水量控制不当，可能造成超深；⑶孔底有局部软弱土层，造成填料超常。4.在强度很低的软土地基中施工，要采用“先护壁，后制桩”的施工方法5.桩顶1m范围内，施工后应将松散桩体挖除，或用碾压等方法使之密实三、质量检验1.检验时间应在施工结束后，间隔一段时间再进行质量检验。2.单桩承载力试验可采用单桩荷载试验，每200～400根取一根，不少于3根。3.桩间土承载力试验可采用标贯试验、静力触探等原位测试。4.复合地基承载力试验大型、重要的或复杂场地工程应采取单桩或多桩复合地基荷载试验。第三节陈干法亲碎石桩干法碎垦石桩在更加固机悄理和设格计计算馆方面与剂振冲碎凤石桩基宇本相同仍，其不锦同主要级在施工爹机械和锋方法上最。干法碎石亡桩的施工怒技术主要添有三类：身锤击碎石造桩、干振低碎石桩和脊振挤碎石续桩。一、锤击迎碎石桩锤击碎饥石桩又丑称干冲冬碎石桩杆和内击楼沉管法膛碎石桩呼。其工维艺特点猾是利用重锤枪内击沉管煤并分层击京实填料，爷逐段成桩伞。(一)乌锤击碎位石桩的励适用条按件可用于加削固杂填土喷、粘性土字、粉细砂涨、粉土、警淤泥和淤贞泥质土。当有下严列情况页之一时革，不宜霉采用锤隙击碎石支桩，若州要采用膝必须试径桩。⑴地基中棵夹有大于父2m以上目的饱和软询粘土、淤草泥和淤泥容质土，并嗓且，土体助的不排水窄抗剪强度粘小于20虚kPa或虫承载力基孕本值小于伙70kP汤a时，不厦宜采用；⑵填土下迁伏1m厚叙的淤泥或姿淤泥透镜纸体时，不截宜采用；⑶桩端未荣达到相对假硬层，桩夕身下段淤靠泥超出桩汪长的2/息5时，不苏宜采用；⑷上部开结构对迁地基变饶形有严还格的要济求时，停不宜采全用。(二)锤召击碎石桩贫设计要点⑴施工前搜，应在有肢代表性的械场地进行际试桩，并致根据试桩漠结果对初阔步设计方缩慧案进行修很改或调整范；⑵根据毅采用机迁械设备坊的导管年直径设率计桩径厚；⑶桩距暑根据面带积置换厘率确定黄，但不秘得小于供1m；⑷基础罪底面外网缘“围岔护桩”泡的设置旬原则：a对条提基主桩周布置超劣过两排悼时，可猾设置一约排围护触桩，若厉土质较暗好时，起可隔桩埋设置；b对独涂立柱基高主桩布羊置为3乖排或3椒排以上商时，应卷设一排拴围护桩级；c当满陕堂布桩涛时，根桐据加固馒土层的距深度确炕定围护很桩的设榨置。⑸孔内写填料量正计算⑹标准冲夕击能量计施算(三)递锤击碎杏石桩施偷工工艺①就位；沫②制塞；寺③沉管；酸④穿塞；踩⑤制桩；柏⑥形成桩筒体。(四)都质量检茅验1.施恐工质量稼检验要配求⑴桩体落质量检拣验：重右型圆锥滩动力触梢探，检当验点与羡桩顶中棚心，根泳据每贯及入10箩cm的扛击数评垮价桩土鸟密实度阁；⑵桩间土杂质量检验淘：标贯、壮静力触探次和室内土属工试验相符结合；⑶复合颤地基承曾载力检赌验：复哈合地基叼荷载试昼验直接揉测定，贼或由单