挤密碎石桩施工技术

碎石挤密桩复合地基砂石桩为砂桩、砾卵石（砾石）桩、碎石桩的统称，是处理软弱方材料，加速进度，降低工程成本，应用较为广泛。一、加固机理及适用范围：1固结（对砂土则主要为振动密实。2、碎石桩体的空隙大，上下贯通为良好排水通道，土体中的水渗到桩体中，使土体得到第二次固结。经振动拔管构成的桩体一般均可达到中～上，液化土层得到消除。适于软弱地基一般建筑物的加固，对各土层的加固效果是：松散大，压缩模量降低，短期内难以恢复，效果软差；对于饱和性粘土地基，主要不以变形控制的工程，也可采用砂石桩作置换处理。二、一般构造要求与布置1、方案确定根据地基处理的目的、待处理场地的工程于质条件以及施工机具等的不同，可分别选择振动沉管砂桩、砂石桩或碎石桩，也可以与其它地基处理方法结合使用。2、桩的直径根据土质类别、成孔机具设备条件和工程情况而定，一般为300mm，最大500～800mm，对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。3、桩的长度桩长主要取决于需要加固土层的厚度。一般视建（构）筑物的设计要求和地质条件而定，应满足地基的强度和变形控制要求。⑴、当地基中的松散土层厚度不大时，可穿透整个松软土层，至较好持力土层上；当厚度较大，而挤密砂石桩（因机具设备限制或造价太高）不能穿透时，桩长应根据建筑地基的允许变形值确定。确定。⑶、对按稳定性控制的工程，加固深度应大于最危险滑动面的深度。⑷、桩长不宜短于4m。4、桩布置和桩距桩平面布置宜采用等边三角形或正方形。桩距应通过现场试验确定，但不宜大于砂石桩直径的4倍。因有经验的地区，砂石桩的间距也可按下式计算确定，由于砂石桩在松砂和软粘土中作用机理不同，计算方法也有所不同：⑴、松散砂土地基：等边三角形布置：s＝0.95d√（1＋e）╱（e－e）0 0 1正方形布置：s＝0.90d√（1＋e）╱（e－e）0 0 1e＝e

－（e

－e ）1 max

max

min式中：s——砂石桩间距d——砂石桩直径e——地基处理前砂土的孔隙比，可按原状土样试验确定，0也可根据动力或静力触探等对比试验确定。e——地基挤密后要求砂土达到的孔隙比。1e e ——分别为砂土的最大、最小孔隙比，可按国家标max min准《土工试验方法标准》（GBJ123—88）的有关规定试验确定。D 0.70～r10.85⑵、粘性土地基要按复合地基考虑，假定砂桩和天然土层分担上部荷载，桩距s按下列公式计算：等边三角形：s＝1.08√Ae正方形布置：s＝√Ae式中：A——1根砂石桩所承担的处理面积：A＝A╱me e PA——砂石桩的截面积Pm——面积置换率。m＝d2╱d2e式中：d——桩的直径（m）d——等效影响圆直径（m。等边三角形布桩时 d＝e e1.05s，正方形布桩时d＝1.13s（s为桩间距）e5、布桩形式确定布桩形式应依据基础形式确定。对大面积满堂处理，桩位宜采用等边三角形布置；对独立或条形基础，桩位宜采用正方形、矩形或等腰三角形布置；对于圆形或环形基础，宜用放射形布置。6、处理宽度条件及工程地质条件而定，地基的加固宽度一般不小于基础宽度的1.21～31/53m的非液化层时，每边放宽不宜小于液1/22～4排桩。7、垫层300～500mm（碎石满布于基底并予以压实，以起扩散应力的作用。8、有关计算：⑴、地基的承载力和压缩模量砂石桩处理的复合地基承载力和压缩模量可按现场复合地基载法”一节计算确定。的规定进行抗震计算。⑶、对粘性土地基，应根据《建筑地基处理技术规范91）（GBJ7—89）进行必要的承载力计算、沉降计算及稳定分析。9、机具设备及材料要求DZ30DZ18000280kN45kW12Hz。套管端部有600的四瓣活瓣桩尖。施工时，先将桩管下部的活瓣闭合对准锤击沉管打桩机 其型号及技术性能参见6.4.2一.配套机有桩管、吊斗1t机动翻斗车等。⑵、桩填料 用天然级配的中粗砂、砾砂、圆砾、角砾、卵石碎石等，含泥量不大于5%，并不宜含有大于50mm的颗粒。10、施工要点⑴、施工时可采用振动成桩法，也可采用锤击成桩法，后者还分①、排孔法：由一端开始逐步施工到另一端。②、跳打法：同一排桩可隔一根桩打一根桩，反复进行。③、围幕法：先打外围桩，再打内圈桩，从外到里依次向中心区推进。适用于油罐、水塔等基础的圆形布桩施工。⑶、砂石桩成桩工艺有振动成桩法（简称振动法）和锤击成桩法（简称锤法。振动法系采用振动动沉桩机在桩位将带活瓣桩尖的与0.5m停拔振动20～30s；或将桩管压下然后再拔，以便将落入桩孔内的砂石压实成30～70kN为宜，不应太大，以防过1～1.5m/min500～700mmKM2-12000A型振动沉桩机施工，因15200m/于软弱粘性土。7～9根。振动法应⑸、灌砂石时含水量应加控制，对饱和土层，砂石可采用饱和状态，对非饱和土或杂填土，或能形成直立的桩孔壁的土层，含水量可采用7～9%。算：q＝k•h•π式中：q——每根桩填料量h——桩长kd——桩径也可按下式计算：q＝[（Ap•ι •ds）╱（1＋e）]（1＋0.01ω）q——每根桩填料量Ap——砂石桩的截面积ι ——桩长ds——砂石料的相对密度（比重ω——砂石料的含水量e——地基挤密后要求达到的孔隙比。砂石桩的灌砂量通常按桩孔的体积和砂在中密度状态时的干密度计算（2。砂石桩实际灌砂石量（不包括水量）65况，可在原位进行复打灌砂石。11、质量控制⑴、桩位应准确，其纵向偏差应不大于桩管直径，桩身应保持连续和垂直，垂直度偏差不应大于1.5%。⑶、应保证起重设备平稳，导向架与地面垂直，且垂直度偏差不应大于1.5%，成孔中心与设计桩位偏差不应大于50mm，桩径偏差控制在－20mm以内，桩长偏差不大于100mm。⑷、砂石灌入量不应少于设计值的95%，如不能顺利下料时，可适当往管内加水。12、质量检验⑴、桩身及桩与桩之间土的挤密质量，可采用标准贯入、静力触探或动力触探等方法检测，以不小于设计要求的数值为合格。桩间土质量的检测位置应在等边三角形或正方形的中心。桩孔总数的2%，检查结果如有占检测总数10%的桩未达到设计要求时，应采取加桩或其他措施。⑷、施工后应间隔一定时间方可进行质量检验，对饱和粘性土，应待超孔隙水压基本消散后进行，间隔时间宜为1～2周，对其他土可在施工后2～3d进行。13、振动沉管砂石桩施工程序图：施工准备布置桩位制桩交工验收施工准备布置桩位制桩交工验收桩机就位开机桩机就位开机沉管成孔填料挤密成桩关机移位填料挤密成桩关机移位14、施工技术措施⑴、采用DZ-50y型及DZ-30y型电动振动沉管打桩机施工，以保证有足够的机械能力。⑵、采用合页式平底桩头，这样桩头沉管时能成孔，提升时合页能张开，碎石自动落孔内，反插时合页即能自行闭合压实振密碎石。4m软弱的土层有针对性增加投料。三、复合地基变形特性分析p—S所对应的s降量：s‵＝s‵（B/b）2（b＋30/B＋30）2式中：s‵——预估建筑物最终平均沉降量s——设计采用的复合地基承载力标准值对应的沉降量B——建筑物的基础宽度b——载荷试验承压板宽度四、复合地基承载力评价1、计算由经验公式

＝m•nƒsp，k

＋（1－m）ƒs，k

s，k式中：ƒ ——复合地基承载力标准值sp，kƒ ——桩间土承载力标准值s，km——面积置换率（%）n——桩与桩间土应力比或按：ƒ A

A

AA）sp，k e

P，k

s，k e P式中：ƒ ——复合地基承载力标准值sp，kA——1根桩承担的处理面积（m2）eƒ ——碎石桩单桩承载力标准值P，kA——桩的截面积（m2）Pƒ ——桩间土承载力标准值s，k2、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，经验

0.02

值作为评价ƒ

sp，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ƒ ＝kpa五、砂土液化判别

sp，k根据《建筑抗震设计规范（GBJ11—89）规定，应用标贯试验确定 N ＜Ncr63.5N＝N[0.9＋0.1（ds－dw）]√