地基处理碎石桩讲稿

碎石桩复合地基

StoneColumnCompositionFoundation南京林业大学土木工程学院邵光辉振冲法施工1概述碎石桩(StoneColumn)碎石桩最早在1835年由法国在Bayonne建造兵工厂车间时使用

1937年由德国人发明了振动水冲法(Viborfloatation)(简称振冲法)用来挤密砂土地基

本世纪60年代初，振冲法开始用来加固粘性土地基，并形成碎石桩。随着时间的推移，各种不同的施工工艺相应产生，如沉管法、振动气冲法、袋装碎石桩法、强夯置换法等。它们虽施工不同于振冲法，但同样可形成密实的碎石桩，人们自觉或不自觉地套用了“碎石桩”的名称。2按施工方法分类及其适用性振密法沉管法干振法振冲挤密法置换法钻孔锤击法振冲置换法排土法沉管法强夯置换法振动气冲法其它方法群围碎石桩法袋装碎石桩法水泥碎石桩法3加固机理3.1对松散砂土加固机理

疏松的单粒结构，产生较大的沉降，特别在振动力作用下更为显著，其体积可减少20％。碎石桩和挤密法加固砂性土地基的主要目的是提高地基承载力、减少变形和增强抗液化性。挤密作用排水减压作用砂基预震效应液化地基3.2对粘性土加固机理换土置换不论对疏松砂性土或软弱粘性土，碎石桩的加固作用有：挤密、置换、排水、垫层和加筋的五种作用。强制置换强制置换4设计计算4.1一般设计原则(一)加固范围大于基底面积。对一般地基，在基础外缘宜扩大1—2排；对可液化地基，在基础外缘应扩大2—4排桩。(二)桩位布置（a）正方形（b）矩形（c）等腰三角形（d）放射形(三)加固深度(1)当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度确定；(2)当相对硬层的埋藏深度较大时，对按变形控制的工程，加固深度应满足碎石桩复合地基变形不超过建筑物地基容许变形值的要求；(3)对按稳定性控制的工程，加固深度应不小于最危险滑动面的深度；(4)在可液化地基中，加固深度应按要求的抗震处理深度确定；(5)桩长不宜短于4m。目前国外振冲碎石桩加固地基最大深度为25m，国内振冲碎石桩加固地基最大深度为18m，因此设计时最大桩长不要超过25m，否则应做专门的试验研究。碎石桩的直径应根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。采用30kw振冲器成桩时，碎石桩的桩径一般为0.70一1.0m；采用沉管法成桩时，碎石桩的桩径一般为0.7m，对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。(四)桩径4.2用于砂性土设计计算方法(一)桩距确定当正方形布置时：处理前体积：处理后体积：可得正方形桩位布置计算桩距孔隙比e变化图故设桩体直径为d，由于代入当正方形布置时：当等边三角形布置时：Dr——地基挤密后要求砂土达到的相对密实度，可取0.70—0.85。(二)液化判别标准贯入试验判别法：N63.5——标准贯击试验贯入锤击数实测值(未经杆长修正)Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值N0——液化判别标准贯入锤击数基准值（可查表得到）ds——饱和土标准贯入点深度(m)ρ0——粘粒含量百分牢，当小于3或为砂土时，均采用3dw——地下水位深度(m）4.往3讯用于增粘性范土设己计计锹算方傲法（一习）桩亭间距雁确定等边沉三角作形布踢置时吊：正方挑形布忧置时景：式中驼：Ae——礼一根等碎石沉桩承恒担的则处理网面积确；Ap——芒碎石招桩的屯截面怨积；m—匀—面括积置凯换率晨，一浙般为提0.烂10茂~0劳.3韵0（1翼）按高置换携要求化计算步骤蚀如下酿：a、竿根据喷所提王供的输天然否地基伯容许旁承载样力、释已确谣定的确砂石夹桩容签许承苗载力容、要各求达辉到的篮复合因地基测承载含力，竞利用方复合远地基倾承载驴力计循算公库式，较求出历满足赌上述旺要求浩的置菊换率辨。b、聚按碎疯石桩丧设计岭直径拆，计狠算出藏碎石众桩截坦面积溪。c、老求出责一根源桩所替分担矛的地杰基处泪理面务积。d、候求桩检间距遭。（2啄）按合固结横度要协求确造定同排便水固凉结法钩砂井腿计算涝。（二按）复膝合地稍基承旁载力或pcf——姐桩极渐限承蜜载力嫁（k邀Pa桨）psf——柄天然蒙地基动限承鞭载力甚（k缎Pa改）K1——列复合愈地基葵中桩街实际骗极限奶承载乒力与叫单桩革极限妹承载浪力不风同的咬修正医系数孕。K2——肢桩器间土独与天愈然地田基承桐载力瞎不同由的修摧正系狱数。λ1——格反栏映桩锐的极蚀限承悠载力革发挥孟程度持的系进数。λ2——句反码映桩涂间土忙的极消限承名载力近发挥岂程度君的系付数。m——依复合漂地基肆置换前率。桩周接土可岛能发野挥的揭对桩俯体的佣侧限腔能力伴对散励体材大料桩构复合煌地基趣极限郊承载万力起纵关键歌作用永。一祥般表蚂达式抖如下桑：σru——宜桩侧能土提淘供的音侧向互极限蛛应力害；Kp——榆桩体旦材料季的被贷动土帝压力极系数取。侧向耀极限胖应力焦的计驴算方抄法主栽要有盏Br丹au盲ns池（1份97乎8）汉计算罢式，翁圆孔撇扩张拉理论算计算忆式，雀Wo弯ng胀.H歇.Y虹.（咱19婚75剩）计卸算式陕，H铲ug州he补s和租Wi伙th侦er繁s（雀19酸74圣）计动算式遣和被瘦动土新压力庄法等末。（三阳）沉扇降计葵算1、话分层倍总和冲法复合扎模量式中称桩土斩应力述比m演在无旅实测隶资料经时，轿对粘助性土盖可取徐2—伤4，顶对粉袖土可排取1听.5蚊—3默，原家土强触度低如者取脚大值细，原辆土强陡度高惰者取泥小值唱。目前沾尚未淹形成铜碎石搜桩复奖合地伞基的帖沉降则计算晶经验蚂系数Ψs。萝韩杰横(1普99专2)镰通过钓对5邮幢建叹筑物叉的沉帐降观宏测资珠料分俘析得岩到，Ψs＝驳0.卡43皱—1轻.2乒0，肉平均抗值为兼0.录93抄，在需没有熄统计膜数据记时可溪假定Ψs＝软1.横0。2．船沉降岁折减喝法处理叼后的匹沉降喉量可郑用下悼式表佳示：(四志)固蹲结度符计算Go李ug肉hn廉ou埋r和智Ba通yu咐k(高19棋79涛)认擦为一您般常免用的筛排水禁砂并崇理论患也适竿用于样计算蒸复合冈地基四的沉院降与颈时间棒关系小。为庸了考围虑涂魄抹作佳用，帝Ba返rk例sd配al行e和肆Ba中ch骆us屋(1需98想3)咐提出腐将桩阳径乘万以，并沙且一疯般可暴假定条水平幸渗透蜡系数绞为垂洞直渗滥透系陶数的输3~颤5倍吴。固结府系数ββ是反团映地江基因茅结快扮慢的陕重要隔参数图，β值越羡大，晨其固渗结速蓬率也鸡越快约。由类分析句可知塑，碎义石桩何复合璃地基刘的β值均包大于很天然瓶地基晨，从醋而证舞明了勒碎石铁桩加符速地混基固剂结的效有效天性，尖但淤撞泥质掀土的畜效果幻玉不及眠粘质珠粉土辜。(五旁)稳谣定分御析Pr垫ie尘be模(1赏97龟8)庸所提紧出的励方法糟，采轻用了φsp和csp的复佩合值搬，并硬由下倍式求吗得：式中ω—债—与亮桩土这应力宪比和览置换掌率有专关的程参数换，ω＝凤mμ夏p，滔一般因ω＝街0.环4—警0.涛6。μp——横应力捞集中兼系数买，如已虽知φsp和csp后，走可用执常规煌稳定性分析鸽方法抄计算抽抗滑意安全诱系数膏，或肺者根示据要姑求的成安全掀系数羽，反慎求需笨要的执ω和丘m。5扑施工陪工艺振冲付法施堪工5.唯1霉振冲垃法振冲忍器构来造图Ad沃di蹦ng沫s蒜to摩ne殖i承n绿to裤p-敌fe太ed逆i资ns炕ta顷ll害at闹io年nBo福tt章om这-f及ee边d沃vi妇br提of拴lo金t受ri伍gch孩ic吹ag梅o1CP脚R局ai绕l双-秀CM寨O顷Te榴rm沿in尾al怜R传el捎oc纱at稀io傻n降Ma赛ri增ne瞒W荣or慌kCP旱R烂ai催l带-粪CM祖O育Te壁rm贿in木al凡R呢el沿oc变at愤io虫n休Ma酱ri洞ne逮W掩or惭k考bCP怎R泻ai述l胸-屯CM漏O势Te拾rm驴in画al动R姿el从oc督at浆io雷n蔬Ma猫ri灯ne劈燕W盲or肉k稀cCP画R柴ai未l蚁-惊CM搏O兴Te刘rm劲in颜al她R天el部oc愧at寒io疑n侨Ma紧ri联ne胜W怠or榆k裤ddu畏nk寇er增qu趴e1du抢nk报er杏qu廉e2du抢nk垫er蜘qu射e3PA搭SI厨R狸PA出JA础NG碧C辉ON鸭TA默IN棋ER蹲T僚ER端MI供NA醉L逢(S劈燕in魄ga奸po而re海)5.馅2射沉忘管法(一题)振酿动成茄桩法振动艳挤密枝碎石介桩施简工顺步序图振动厚沉管贱碎石托桩加纲固地紧基(二捉)冲洞击成佛桩法1．课单管浩法单管猜冲击课成桩玩工艺2、竭双管矮法（1捏）芯肆管密昌实法芯管它密实监法成铲桩工派艺(2扰)内技击沉知管法内击刃沉管评法制网桩工没艺6馅质悉量检沸验碎石贸桩施诉工结委束后屑，除伶砂土至地基最外，密应间保隔一怠定时街间方井可进恶行质旋量检科验。啄对粘餐性土于地基嫩，间旬隔时副间可衔取3栽—4郑周，朵对粉连土地悔基可跃取2义—3衔周。质量现检验爷可用利单桩透载荷蛛试验医，其领圆形鹅压板执的直唤径与甘桩的嫌直径超相等柏，可喂按每野20猪0~愈40别0根袖桩随膜机抽茧取一捕根进扮行检贩验，宴但总絮数不杠得少轨于3叮根。衔对砂棵土或长粉土雹层中端碎石币桩，续除用强单桩计载荷贡试验粮检验膨