碎石樁課件教材

河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院地基處理技術(shù)擠密樁法compactionpileTechnicalofSoilImprovement擠密樁法

以振動(dòng)，沖擊或帶套管等方法成孔，然后向孔內(nèi)填入砂，石，土（灰土），水泥，石灰或其他材料，在加以振實(shí)而成為直徑較大的密實(shí)樁體，并和原樁周土組成復(fù)合地基的地基處理方法。根據(jù)填入的材料和工藝的不同可分為碎石樁，土樁（灰土樁),水泥樁,水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）。22.1碎石樁法2.2灰土擠密樁法2.3CFG樁法第二節(jié)擠密樁法3概述加固機(jī)理設(shè)計(jì)與計(jì)算施工工藝質(zhì)量檢驗(yàn)主要內(nèi)容41、定義：碎石樁指用振動(dòng)或沖擊荷載在軟弱地基中成孔后，再將碎石或砂擠壓入孔中形成的大直徑密實(shí)柱體。碎石樁（StoneColumn）砂樁(SandPile)碎石樁是的總稱2、適用范圍：

碎石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土和雜填土等地基。對(duì)飽和粘土地基或?qū)ψ冃慰刂埔蟛粐?yán)的工程也可采用碎石樁置換處理。碎石樁也可用于處理液化地基。

3、作用：提高地基強(qiáng)度、降低壓縮性或消除地基抗液化。4、工程應(yīng)用：中小型工業(yè)與民用建筑、散料堆場(chǎng)、碼頭、路堤、油罐等工程的地基加固。5碎石樁的加固機(jī)理一、松散砂土中的加固機(jī)理松散砂土孔隙大，在動(dòng)靜荷載的作用下，產(chǎn)生較大沉降，必須經(jīng)過(guò)人工處理。1、擠密作用成樁采用振動(dòng)或沖擊方法，樁管對(duì)周?chē)巴廉a(chǎn)生很大橫向擠壓力，將地基中等于樁管體積的砂擠向周?chē)皩?，這種強(qiáng)制擠密使砂土相對(duì)密度Dr增加，孔隙比e減小，摩擦角φ提高，地基承載力fk增大，同時(shí)消除液化

6碎石樁72、排水作用用碎石樁加固砂土?xí)r，樁孔內(nèi)充填的碎石等反濾性好的粗骨料，在地基中形成滲透性良好的豎向排水減壓通道，消散了孔隙水壓力的增高，防止砂土液化，同時(shí)也可加快地基的排水固結(jié)。3、砂基預(yù)振效應(yīng)砂土液化與砂土的相對(duì)密實(shí)度和振動(dòng)應(yīng)變史有關(guān)Dr=54%,且受過(guò)預(yù)振抗液化能力≥Dr=80%,且未受過(guò)預(yù)振81、置換作用：粘土多為蜂窩結(jié)構(gòu)，成樁過(guò)程中受到擾動(dòng)后，強(qiáng)度降低，起不到擠密加固作用，砂樁加固主要是利用砂樁本身強(qiáng)度形成復(fù)合地基，提高地基的承載力和地基的整體穩(wěn)定性。2、排水作用粘性土的滲透系數(shù)小，在10-7～10-4cm/s的范圍內(nèi)。砂土的滲透系數(shù)達(dá)10-3cm/s，所以設(shè)置砂土后，減少了軟弱地基土的排水距離，加快固結(jié)速率，有助于地基強(qiáng)度的提高。二、軟弱粘性土中的加固機(jī)理碎石樁3、加筋作用4、墊層作用9碎石樁的設(shè)計(jì)和計(jì)算一、加固范圍1、碎石樁擠密地基的寬度應(yīng)超出基礎(chǔ)寬度，每邊放寬不應(yīng)小于1～3排。2、碎石樁用于防止砂層液化時(shí)，每邊放寬不宜小于處理深度的1/2，并不應(yīng)小于5m?？梢夯瘜由细采w有厚度大于3m非液化土層，每邊放寬不宜小于液化層厚度的1/2，不應(yīng)小于3m。102、樁位布置（a）正方形（b）矩形（c）等腰三角形（d）放射形樁位布置：對(duì)獨(dú)立或條形基礎(chǔ)，樁位宜用正方形、矩形或等腰三角形布置；對(duì)于圓形或環(huán)形基礎(chǔ)（如油罐基礎(chǔ)）宜用放射形布置，如圖所示。11三、樁徑采用300～800mm，對(duì)飽和粘土地基宜采用較大樁徑四、樁長(zhǎng)1、軟弱土層厚度不大時(shí)，碎樁應(yīng)穿過(guò)軟弱土層，以減少地基變形2、在可液化地基中，樁長(zhǎng)應(yīng)穿透可液化地基3、軟弱土層厚度較大時(shí)，對(duì)按穩(wěn)定性控制的工程，碎樁長(zhǎng)度應(yīng)不小于最危險(xiǎn)滑動(dòng)面以下2m（一般為1.5～2.0m）深度；對(duì)按變形控制的工程，碎樁長(zhǎng)度應(yīng)滿足碎樁復(fù)合地基沉降量不超過(guò)建筑物地基容許沉降量的要求，并滿足軟弱下臥層強(qiáng)度的要求。12樁距計(jì)算（一）砂性土地基中的樁距計(jì)算正方形布置正三角形布置13e>0.950.85<e<0.950.70<e<0.85e<0.70細(xì)砂、粉砂e>0.850.75<e<0.850.60<e<0.75e<0.60礫砂、粗砂、中砂松散稍密中密密實(shí)材料狀態(tài)砂土密實(shí)度參考表2）根據(jù)抗震規(guī)范要求，確定加固后地基的相對(duì)密度Dr

砂土最大和最小孔隙比相對(duì)密度，可取0.70～0.85。3、地基擠密后的孔隙比1）根據(jù)加固后地基承載力的要求，由密實(shí)度推算加固后孔隙比14（一）樁間距確定等邊三角形布置時(shí)：正方形布置時(shí)：式中：A：一根碎石樁承擔(dān)的處理面積；Ap：碎石樁的截面積；m：面積置換率，一般為0.10-0.30de：一根樁承擔(dān)的地基處理面積的等效圓直徑。（二）粘性土地基中的樁距計(jì)算15施工工藝施工方法振沖法干振法沉管法強(qiáng)夯置換法射水成孔袋裝法振動(dòng)沉管法內(nèi)擊沉管法（干沖法）心管密實(shí)法一、施工方法二、施工步驟162、適用范圍：振沖法適用于處理砂土、粉土、粘性土、填土地基。1、概念：振沖法是以起重機(jī)吊起振沖器，啟動(dòng)潛水電機(jī)后，帶動(dòng)偏心塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，同時(shí)開(kāi)動(dòng)水泵，使高壓水通過(guò)噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的聯(lián)合作用下，將振沖器沉入到設(shè)計(jì)深度形成樁孔，再向樁孔逐段填入碎石并逐漸振密，從而在地基中形成一根大直徑的密實(shí)樁體并和原地基土組成復(fù)合地基，使承載力提高，沉降減少的施工方法。振沖法17183、振沖法施工機(jī)具振沖器吊車(chē)填料設(shè)備供水泵排污系統(tǒng)電控系統(tǒng)19振沖器20成孔：?jiǎn)?dòng)水泵和振沖器，水壓400～600kpa，水量可用200～400l/min，成孔速度0.5～

2.0m/min，直至達(dá)到設(shè)計(jì)處理深度。提出加料，將振沖器沉入填料中振密，振密判斷標(biāo)準(zhǔn)：電流超過(guò)規(guī)定密實(shí)電流，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后繼續(xù)向孔內(nèi)加填料。就位：清理平整施工場(chǎng)地，布置樁位。振沖器對(duì)準(zhǔn)樁位。分段成樁清孔，如果不清，泥漿比重大，碎石下降慢不易密實(shí)。4、振沖法流程

21振孔器就位振動(dòng)擠土成孔上提振孔器填料振搗形成碎石樁間斷填料法（粘性土）22振沖器連續(xù)填料法（砂性土）23振沖法施工碎石樁(StoneColumn)24振沖擠密施工程序：

就位反復(fù)提拔振沖成孔（將原地基松散砂土振擠密實(shí)(留振時(shí)間長(zhǎng)，水量使砂土充分液化）振沖置換施工程序：就位振動(dòng)到設(shè)計(jì)高度以上30~50cm提拔（重復(fù)1~2次）清孔填料振動(dòng)填料（重復(fù)直到孔口）在砂性土中，振沖起擠密作用，故稱為振沖擠密；在粘性土中，振沖主要起置換作用，故稱振沖置換。25262728施工順序：先中間后兩邊或先外圈后中間一邊向一邊推（排孔法）間隔跳打砂土：－軟粘土：附近有建筑物時(shí)：291、概念：干振碎石樁加固技術(shù)是對(duì)振沖碎石樁的一種改進(jìn),它可克服施工過(guò)程中及其后的一段時(shí)間內(nèi)樁間土含水量增加,導(dǎo)致強(qiáng)度降低及施工過(guò)程中大量排泥漿,污染環(huán)境的缺點(diǎn)。由研究表明干振碎石樁以擠密加固為主,擠密效果與土的含水量關(guān)系密切,當(dāng)含水量接近塑限時(shí)效果最好,若小于10%或大于24%時(shí)效果很差。復(fù)合地基承載力對(duì)雜填土提高1.3~2.5倍；對(duì)粘性土提高0.9~1.5倍。干振法2、適用范圍：干振碎石樁適用于加固松散的非飽和粘性土（含水量w<25%）,素填土,雜填土和二級(jí)以上非自重濕陷性黃土,加固深度6m左右。303、干振法施工流程

振孔器就位振動(dòng)擠土成孔上提振孔器填料振搗形成碎石樁31振沖器32就位：清理場(chǎng)地布樁.機(jī)具就位，將導(dǎo)管中心對(duì)準(zhǔn)樁位。穿塞：沉管到位后，提升導(dǎo)管一定高度，用低沖程將石塞沖出管外，并使其沖入導(dǎo)管下一定深度，深度稱為沖錘超深，一般0.5-1.0m。制塞：在導(dǎo)管中投入一定數(shù)量的碎石，形成一定高度的石塞。沉管：用沖錘反復(fù)沖擊導(dǎo)管內(nèi)碎石石塞，由碎石與導(dǎo)管間的摩擦力帶動(dòng)導(dǎo)管與石塞一起下沉，直到設(shè)計(jì)深度為止.內(nèi)擊沉管法(干沖碎石樁法）沖錘超深33形成樁體：當(dāng)樁的頂面達(dá)到預(yù)定高程時(shí)，制樁完成。制樁：制樁包括提管、投料和擊實(shí)三個(gè)過(guò)程。穿塞后將導(dǎo)管拔起一定高度，向管內(nèi)投入適量碎石，用沖錘反復(fù)沖擊將其擊出導(dǎo)管，并達(dá)到預(yù)定的擊實(shí)要求為止。如此分段填料擊實(shí)直到制樁完成。34質(zhì)量檢