1、地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 5.1 5.1 砂石桩法砂石桩法 5.2 5.2 石灰桩法石灰桩法 5.3 5.3 土与灰土挤密桩法土与灰土挤密桩法 5.4 5.4 夯实水泥土法夯实水泥土法 5.5 5.5 水泥粉煤灰碎石桩法水泥粉煤灰碎石桩法主要内容地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 挤密桩法：挤密桩法：是以是以振动振动、冲击冲击或或带套管等方法带套管等方法成孔，然后成孔，然后向孔中填入砂、石、土（或灰土、二灰、水泥土）、石灰或向孔中填入砂、石、土（或灰土、二灰、水泥土）、石灰或其它材料，再加以振实而成为直径较大桩体的方法。其它材料，再
2、加以振实而成为直径较大桩体的方法。 挤密桩属于挤密桩属于柔性桩柔性桩，而木桩、钢筋混凝土桩和钢桩属于，而木桩、钢筋混凝土桩和钢桩属于刚性桩，两者的区别如表刚性桩，两者的区别如表5-15-1所示。所示。挤密桩法的概念挤密桩法的概念刚性桩刚性桩柔性桩柔性桩应力大部分从桩尖开始扩散应力从地基开始扩散，组成桩与土的复合地基应力传到下卧层时还是很大应力传到下卧层时很小 如松软土层很厚时，若无较好持力层，则沉降还可能会很大，沉降速度较慢创造了排水条件，初期沉降快而大，而后期沉降小，并加快了沉降速度地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 挤密桩主要靠桩管打入地基时对地基土的挤密桩主要靠桩管打入地基时对地基
3、土的横向挤密作横向挤密作用用，在一定的挤密功能作用下土粒彼此移动，小颗粒填，在一定的挤密功能作用下土粒彼此移动，小颗粒填入大颗粒的孔隙，颗粒间彼此紧靠，孔隙减小，此时土入大颗粒的孔隙，颗粒间彼此紧靠，孔隙减小，此时土的骨架作用随之增强，从而使土的压缩性减小、抗剪强的骨架作用随之增强，从而使土的压缩性减小、抗剪强度提高。由于度提高。由于桩身本身具有较高的承载能力和较大的变桩身本身具有较高的承载能力和较大的变形模量，且桩体断面较大，约占松软土加固面积的形模量，且桩体断面较大，约占松软土加固面积的20%20%30%30%左右，故在粘性土地基加固时，左右，故在粘性土地基加固时，桩体与桩周土组成桩体与桩
4、周土组成复复合地基合地基，可共同承担建筑物的荷载，可共同承担建筑物的荷载。挤密桩法的原理挤密桩法的原理地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学5.1 5.1 砂石桩法砂石桩法 碎石桩、砂桩和砂石桩碎石桩、砂桩和砂石桩总称为砂石桩，又称粗颗粒土桩，总称为砂石桩，又称粗颗粒土桩，是指采用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将是指采用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中，形成砂石所构成的密实桩碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中，形成砂石所构成的密实桩体，并和原桩周土组成体，并和原桩周土组成复合地基复合地基的地基处理方
5、法。的地基处理方法。 5.1.1 概述概述地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 砂石桩适用于挤密砂石桩适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土地基。对填土地基。对饱和粘土地基上对变形控制要求不严的工程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。也可采用砂石桩置换。砂石桩也可用于处理可液化地基。砂石桩也可用于处理可液化地基。 振动水冲法振动水冲法是是19371937年由德国凯勒公司设计制造出的具有年由德国凯勒公司设计制造出的具有现代振冲器雏形的机具，用来挤密砂土地基获得成功。现代振冲器雏形的机具，用来挤密砂土地基获得成功。2020世纪世
6、纪6060年代初，振冲法在德国开始用来加固粘性土地基，年代初，振冲法在德国开始用来加固粘性土地基，由于填料是碎石，故称为碎石桩，之后，在各国推广应用。由于填料是碎石，故称为碎石桩，之后，在各国推广应用。 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学砂石桩法砂石桩法沉管法沉管法干振法干振法振冲挤密法振冲挤密法地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学振冲挤密法振冲挤密法地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技
7、大学沉管法沉管法地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学DZ50型桩机地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 砂石桩法加固砂性土地基的主要目的是砂石桩法加固砂性土地基的主要目的是提高地基土承载力提高地基土承载力、减少变形减少变形和和增强抗液化性增强抗液化性。 砂石桩加固砂土地基抗液化的机理主要有下列三方面作用：砂石桩加固砂土地基抗液化的机理主要有下列三方面作用： 挤密作用挤密作用 砂土和粉土属于单粒结构，其组成单元为松散粒状体，渗砂土和粉土属于单粒结构，其组成单元为松散粒状体，渗透系数大，一般大于透系数大，一般大于1010-4-4cm/scm/s。单粒结构在松散状态时，颗粒单粒结构在松散状态
8、时，颗粒的排列位置是极不稳定的，在动力和静力作用下会重新进行排的排列位置是极不稳定的，在动力和静力作用下会重新进行排列，趋于较稳定的状态列，趋于较稳定的状态。即使颗粒的排列接近较稳定的状态，即使颗粒的排列接近较稳定的状态，在动力和静力作用下也将发生位移，改变其原来的排列位置。在动力和静力作用下也将发生位移，改变其原来的排列位置。松散砂土在振动力作用下，其体积可减少松散砂土在振动力作用下，其体积可减少20%20%。 5.1.2 5.1.2 加固机理加固机理1. 1. 对松散砂土和粉土的加固机理对松散砂土和粉土的加固机理地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 排水减压作用排水减压作用 对砂土液化
9、机理的研究证明，当饱和松散砂土受到对砂土液化机理的研究证明，当饱和松散砂土受到剪切循环荷载作用时，将发生体积的收缩和趋于密实，剪切循环荷载作用时，将发生体积的收缩和趋于密实，在砂土无排水条件时体积的快速收缩将导致在砂土无排水条件时体积的快速收缩将导致超静孔隙水超静孔隙水压力来不及消散而急剧上升压力来不及消散而急剧上升。当砂土中有效应力降低为。当砂土中有效应力降低为零时便形成了完全液化。碎石桩加固砂土时，桩孔内充零时便形成了完全液化。碎石桩加固砂土时，桩孔内充填碎石（卵石、砾石）等反滤性好的粗颗粒料，在地基填碎石（卵石、砾石）等反滤性好的粗颗粒料，在地基中形成中形成渗透性能良好的人工竖向排水减压
10、通道渗透性能良好的人工竖向排水减压通道，可有效可有效地消散和防止超孔隙水压力的增高和砂土产生液化地消散和防止超孔隙水压力的增高和砂土产生液化，并，并可加快地基的排水固结。可加快地基的排水固结。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 砂基预震效应砂基预震效应 美国美国H.B.SeedH.B.Seed等人（等人（19751975）的试验资料表明，）的试验资料表明，相对密度相对密度D Dr r=0.54=0.54但受过预震影响的砂样，其抗液能力相当于相对密但受过预震影响的砂样，其抗液能力相当于相对密度度D Dr r=0.8=0.8的未受过预震的砂样的未受过预震的砂样。即在一定应力循环次数下，。即在
11、一定应力循环次数下，当两试样的相对密度相同时，要造成经过预震的试样发生当两试样的相对密度相同时，要造成经过预震的试样发生液化，所需施加的应力要比施加未经预震的试样引起液化液化，所需施加的应力要比施加未经预震的试样引起液化所需应力值提高所需应力值提高46%46%。从而得出了砂土液化特性除了与砂土。从而得出了砂土液化特性除了与砂土的相对密度有关外，还与其振动应变史有关的结论。的相对密度有关外，还与其振动应变史有关的结论。 国外报道中指出只要小于国外报道中指出只要小于0.074mm0.074mm的细颗粒含量不超过的细颗粒含量不超过10%10%，都可得到显著的挤密效应。根据经验数据，土中细颗，都可得到
12、显著的挤密效应。根据经验数据，土中细颗粒含量超过粒含量超过20%20%时，振动挤密法对挤密而言不再有效。时，振动挤密法对挤密而言不再有效。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 置换作用置换作用 密实的砂石桩在软弱粘性土中密实的砂石桩在软弱粘性土中取代部分软弱粘性土取代部分软弱粘性土，形，形成成复合地基复合地基，使承载力有所提高，地基沉降减少。，使承载力有所提高，地基沉降减少。载荷试载荷试验和工程实践证明，砂石桩复合地基承受外荷载时，发生验和工程实践证明，砂石桩复合地基承受外荷载时，发生压力向砂石桩集中的现象，使桩周围土层承受的压力减少，压力向砂石桩集中的现象，使桩周围土层承受的压力减少，沉
13、降也相应减小。砂石桩复合地基与天然软弱粘性土地基沉降也相应减小。砂石桩复合地基与天然软弱粘性土地基相比，相比，地基承载力增大率和沉降减小率与置换率成正比关地基承载力增大率和沉降减小率与置换率成正比关系系。根据日本的经验，地基沉降减少。根据日本的经验，地基沉降减少70%-90%70%-90%；根据我国在；根据我国在淤泥质亚粘土和淤泥质粘土中形成的砂石桩复合地基的载淤泥质亚粘土和淤泥质粘土中形成的砂石桩复合地基的载荷试验，在同等荷载作用下，其沉降可比天然地基减少荷试验，在同等荷载作用下，其沉降可比天然地基减少20%-30%20%-30%。2.2.对粘性土的加固机理对粘性土的加固机理地基处理地基处理
14、湖南科技大学湖南科技大学 排水作用排水作用 如果在选用砂石桩材料时考虑级配，则所制成的砂石桩如果在选用砂石桩材料时考虑级配，则所制成的砂石桩是粘土地基中一个良好的排水通道，它能起是粘土地基中一个良好的排水通道，它能起到到排水砂井的排水砂井的效能，且大大缩短了孔隙水的水平渗透途径，加速软土的效能，且大大缩短了孔隙水的水平渗透途径，加速软土的排水固结，使沉降稳定加快排水固结，使沉降稳定加快。 总之，砂石桩作为复合地基的加固作用，除了提高地基总之，砂石桩作为复合地基的加固作用，除了提高地基承载力、减少地基的沉降量外，还可用来提高土体的抗剪承载力、减少地基的沉降量外，还可用来提高土体的抗剪强度，增大土
15、坡的抗滑稳定性。国外通常将这类加固归属强度，增大土坡的抗滑稳定性。国外通常将这类加固归属于于“加筋法加筋法”范畴。范畴。 不论对疏松砂性土或软弱粘性土，砂石桩的加固作用有：不论对疏松砂性土或软弱粘性土，砂石桩的加固作用有：挤密、置换、排水、垫层和加筋。挤密、置换、排水、垫层和加筋。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 1. 1. 处理范围处理范围 砂石桩处理范围应根据砂石桩处理范围应根据建筑物的重要性建筑物的重要性和和场地条件场地条件及及基础型式基础型式而定，而定，通常都大于基底范围通常都大于基底范围。处置宽度宜在基础。处置宽度宜在基础外缘扩大外缘扩大1 13 3排桩；对可液化地基，在基础
16、外缘扩大宽度排桩；对可液化地基，在基础外缘扩大宽度应不小于可液化土层厚度的应不小于可液化土层厚度的1/21/2，并不应小于，并不应小于5m5m。 2. 2. 桩位布置桩位布置 砂石桩桩位宜采用砂石桩桩位宜采用等边三角形等边三角形或或正方形正方形布置。对大面布置。对大面积满堂处理，桩位宜用等边三角形布置；对独立或条形基积满堂处理，桩位宜用等边三角形布置；对独立或条形基础，桩位宜用正方形、矩形或等腰三角形布置；对于圆形础，桩位宜用正方形、矩形或等腰三角形布置；对于圆形或环形基础（如油罐基础）宜用放射形布置，如图或环形基础（如油罐基础）宜用放射形布置，如图5-15-1。 5.1.3 5.1.3 设计
17、计算设计计算地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 3. 3. 桩长桩长 砂石桩桩长可根据工程要求和工程地质条件通过计算确定：砂石桩桩长可根据工程要求和工程地质条件通过计算确定： 当松软土层厚度不大时，砂石桩桩长宜穿过松软土层；当松软土层厚度不大时，砂石桩桩长宜穿过松软土层； 当松软土层厚度较大时，对按稳定性控制的工程，砂石当松软土层厚度较大时，对按稳定性控制的工程，砂石桩桩长应不小于最危险滑动面桩桩长应不小于最危险滑动面以下以下2m2m的深度；对按变形控制的的深度；对按变形控制的工程，砂石桩桩长应满足处理后地基变形量不超过建筑物地基工程，砂石桩桩长应满足处理后地基变形量不超过建筑物地基的容
18、许变形值并满足下卧层承载力的要求；的容许变形值并满足下卧层承载力的要求；地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 对可液化地基，砂石桩桩长应按现行国家标准建筑对可液化地基，砂石桩桩长应按现行国家标准建筑抗震设计规范（抗震设计规范（GB50011-2001GB50011-2001）的有关规定采用；）的有关规定采用； 桩长不宜桩长不宜短于短于4m4m。 4. 4. 桩径桩径 砂石桩直径可砂石桩直径可采用采用300-800mm300-800mm，可根据地基土质情况或成，可根据地基土质情况或成桩设备等因素确定。对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。桩设备等因素确定。对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。 5.
19、 5. 桩间距桩间距 砂石桩间距应通过现场试验确定。对粉土和砂土地基不宜砂石桩间距应通过现场试验确定。对粉土和砂土地基不宜大于砂石桩直径的大于砂石桩直径的4.54.5倍倍；对粘性土地基不宜大于砂石桩直径；对粘性土地基不宜大于砂石桩直径的的3 3倍倍。初步设计时，砂石桩的间距可按下列公式估算。初步设计时，砂石桩的间距可按下列公式估算: :地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 松散粉土和砂土地基松散粉土和砂土地基 建筑地基处理技术规范建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002JGJ79-2002）规定，按下）规定，按下列公式确定桩间距：列公式确定桩间距： 正方形布桩正方形布桩: : 正三角形布
20、桩正三角形布桩: :100189. 0eeedl100195. 0eeedl)(minmaxrmax1eeDee地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 粘性土地基粘性土地基 建筑地基处理技术规范（建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002JGJ79-2002）规定，按下）规定，按下列公式确定桩间距：列公式确定桩间距： 正方形布桩正方形布桩: : 正三角形布桩正三角形布桩: :Al Al08. 1mAAp2e2ddm 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 6. 6. 桩体材料桩体材料 砂石桩桩体材料可就地取材，一般可用碎石、卵石、角砂石桩桩体材料可就地取材，一般可用碎石、卵石、角砾、圆砾、
21、砾砂、粗砂、中砂或石屑等硬质材料，砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑等硬质材料，含泥量不含泥量不得大于得大于5%5%。最大粒径不宜。最大粒径不宜大于大于50mm50mm。 7. 7. 填料量填料量 砂石桩桩孔内的填料量应通过现场试验确定，估算时可砂石桩桩孔内的填料量应通过现场试验确定，估算时可按设计桩孔体积乘以充盈系数按设计桩孔体积乘以充盈系数确定，确定，可取可取1.2-1.41.2-1.4。如。如施工中地面有下沉或隆起现象，则填料量应根据现场具体情施工中地面有下沉或隆起现象，则填料量应根据现场具体情况予以增减。况予以增减。 8. 8. 垫层垫层 砂石桩施工完毕后，砂石桩顶部宜铺设砂石桩施工完毕
22、后，砂石桩顶部宜铺设300-500mm300-500mm厚度厚度的砂石垫层。垫层应分层铺设，用平板振动器振实。在不能的砂石垫层。垫层应分层铺设，用平板振动器振实。在不能保证施工机械正常行驶和操作的软弱土层上，应铺设施工用保证施工机械正常行驶和操作的软弱土层上，应铺设施工用临时性垫层。临时性垫层。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 9.9.砂石桩复合地基承载力特征值砂石桩复合地基承载力特征值 砂石桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基荷载砂石桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基荷载试验确定，初步设计时也可采用单桩和处理后桩间土承载力试验确定，初步设计时也可采用单桩和处理后桩间土承载力
23、特征值按下式估算：特征值按下式估算： 对小型工程的粘性土地基如无现场载荷试验资料时，初对小型工程的粘性土地基如无现场载荷试验资料时，初步设计时复合地基的承载力特征值也可按下式估算：步设计时复合地基的承载力特征值也可按下式估算：skpkspk)1 (fmmffskspk)1(1 fnmfspppn 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 10. 10. 稳定性分析稳定性分析 若砂石桩用于改善天然地基整体稳定性时，可利用若砂石桩用于改善天然地基整体稳定性时，可利用复复合地基的抗剪特性合地基的抗剪特性，再使用圆弧滑动法进行计算。，再使用圆弧滑动法进行计算。 11. 11. 沉降计算沉降计算 砂石桩
24、处理地基的沉降变形包括复合地基加固区的砂石桩处理地基的沉降变形包括复合地基加固区的沉沉降变形和下卧层降变形和下卧层的沉降变形两部分。砂石桩处理地基的沉的沉降变形两部分。砂石桩处理地基的沉降变形应按现行国家标准降变形应按现行国家标准建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002GB50007-2002）的有关规定计算。）的有关规定计算。复合土层的压缩模量复合土层的压缩模量可按下式计算：可按下式计算：ssp)1(1 EnmE地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学例例5-1 某砂土地基，某砂土地基，e0=0.902， emax=0.978 ， emin=0.742，该，该地基拟
25、采用挤密碎石桩加固，正三角形布桩，挤密后要求砂地基拟采用挤密碎石桩加固，正三角形布桩，挤密后要求砂土相对密度土相对密度Dr=0.886，求碎石桩间距（，求碎石桩间距（=1.0，桩径，桩径0.4m)。解：解：meeedl44. 1769. 0902. 0902. 014 . 00 . 195. 0195. 0100地基挤密后达到的孔隙比地基挤密后达到的孔隙比e e1 1：769. 0)742. 0978. 0(886. 0978. 0)(minmax1max1eeDeer桩间距：桩间距：地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学例例5-2 某天然地基某天然地基fsk=100kPa，采用振冲挤密碎石
26、桩复合地基，采用振冲挤密碎石桩复合地基，桩长桩长l=10m，桩径，桩径d=1.2m，按正方形布桩，桩间距，按正方形布桩，桩间距s=1.8m，单桩承载力特征值单桩承载力特征值fpk=450kPa，桩设置后，桩间土承载力提，桩设置后，桩间土承载力提高高20%，试求复合地基承载力特征值。，试求复合地基承载力特征值。解：解：kPafmmffskpkspk8 .2381002 . 1)36. 01 (45036. 0)1 (等效圆直径：等效圆直径：mlde0 . 28 . 113. 113. 1%3622 . 12222eddm面积置换率：面积置换率：复合地基承载力特征值：复合地基承载力特征值：地基处理
27、地基处理湖南科技大学湖南科技大学例例5-3 振冲碎石桩桩径振冲碎石桩桩径0.8m，正三角形布置，桩距，正三角形布置，桩距2.0m，复，复合地基承载力特征值为合地基承载力特征值为200kPa，桩间土承载力特征值为，桩间土承载力特征值为150kPa，试求桩土应力比。，试求桩土应力比。kPanfnmfskspk200150) 1(145. 01) 1(1复合地基承载力特征值：复合地基承载力特征值：等效圆直径：等效圆直径：mlde1 . 20 . 205. 105. 1%5 .141 . 28 . 02222eddm面积置换率：面积置换率：3 . 3n解：解：地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学
28、砂石桩施工可以采用振冲法、沉管法、冲击法、振动法砂石桩施工可以采用振冲法、沉管法、冲击法、振动法等。下面主要介绍以下两种施工方法：振冲法和沉管法。等。下面主要介绍以下两种施工方法：振冲法和沉管法。 1.1.振冲法振冲法 振冲法是指在振冲法是指在振冲器振冲器和和高压水高压水的共同作用下，使松砂土的共同作用下，使松砂土层振密，或在软弱土层中成孔，然后回填碎石等粗粒料形层振密，或在软弱土层中成孔，然后回填碎石等粗粒料形成桩柱，并和原地基组成复合地基的处理方法。成桩柱，并和原地基组成复合地基的处理方法。 振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填
29、土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa20kPa的饱和的饱和粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。适用性。 5.1.4 5.1.4 施工施工地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 施工机具施工机具 振冲器是振冲法施工的主要机具，国内常用的振冲器型号振冲器是振冲法施工的主要机具，国内常用的振冲器型号见表见表5-25-2。 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 施工步骤施工步骤 a. a. 清理平整场地，布置桩位；清理平整场地，布置桩位； b. b. 施工机具就位，使振冲器
30、对准桩位；施工机具就位，使振冲器对准桩位； c. c. 启动水泵和振冲器，水压可用启动水泵和振冲器，水压可用200-600kPa200-600kPa，水量，水量可用可用200-400L/min200-400L/min，将振冲器徐徐沉入土中，造孔速度宜，将振冲器徐徐沉入土中，造孔速度宜为为0.5-2.0m/min0.5-2.0m/min，直至达到设计深度。记录振冲器经各深，直至达到设计深度。记录振冲器经各深度的水压、电流和留振时间。度的水压、电流和留振时间。 d. d. 造孔后边提升振冲器边冲水至孔口，再放至孔底，造孔后边提升振冲器边冲水至孔口，再放至孔底，重复重复2-32-3次扩大孔径并使孔内
31、泥浆变稀，开始填料制桩。次扩大孔径并使孔内泥浆变稀，开始填料制桩。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 e. e. 大功率振冲器投料不提出孔口，小功率振冲器下大功率振冲器投料不提出孔口，小功率振冲器下料困难时，可将振冲器提出孔口投料，每次填料厚度不料困难时，可将振冲器提出孔口投料，每次填料厚度不宜大于宜大于50cm50cm。将振冲器沉入填料中进行振密制桩，当电。将振冲器沉入填料中进行振密制桩，当电流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后，将振冲流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后，将振冲器提升器提升30-50cm30-50cm。 f. f. 重复以上步骤，自下而上逐段制作桩体直至孔口，
32、重复以上步骤，自下而上逐段制作桩体直至孔口，记录各段深度的填料量、最终电流和留振时间，并均应记录各段深度的填料量、最终电流和留振时间，并均应符合设计规定。符合设计规定。 g. g. 关闭振冲器和水泵。关闭振冲器和水泵。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 施工顺序施工顺序 施工顺序见图施工顺序见图5-55-5。 （a a）由里向外）由里向外 （b b）一边向另一边）一边向另一边 （c c）间隔
33、跳打）间隔跳打 （d d）减少对临近建筑物的影响）减少对临近建筑物的影响地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 施工要点施工要点 a. a. 为了保证桩顶部的密实，为了保证桩顶部的密实，振冲前开挖基坑时应在桩振冲前开挖基坑时应在桩顶高程以上预留一定厚度的土层顶高程以上预留一定厚度的土层。一般一般30kW30kW振冲器应留振冲器应留0.7-1.0m0.7-1.0m，75kW75kW振冲器应留振冲器应留1.0-1.5m1.0-1.5m，当基槽不深时可振，当基槽不深时可振冲后开挖。冲后开挖。 b. b. 不加填料振冲加密宜采用大功率振冲器，为了避免不加填料振冲加密宜采用大功率振冲器，为了避免造孔中
34、塌砂将振冲器抱住，下沉速度宜快，造孔速度宜为造孔中塌砂将振冲器抱住，下沉速度宜快，造孔速度宜为8-10m/min8-10m/min，到达深度后将射水量减至最少，留振至密实，到达深度后将射水量减至最少，留振至密实电流达到规定值时，上提电流达到规定值时，上提0.5m0.5m，逐段振密至孔口，一般每，逐段振密至孔口，一般每米振密时间约米振密时间约1 1分钟。分钟。 在粗砂中施工如遇下沉困难，可在振冲器两侧增焊辅在粗砂中施工如遇下沉困难，可在振冲器两侧增焊辅助水管，加大造孔水量，但造孔水压宜小。助水管，加大造孔水量，但造孔水压宜小。 c. c. 要保证振冲桩的质量，必须控制好要保证振冲桩的质量，必须控
35、制好密实电流密实电流、填料填料量量和和留振时间留振时间。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 沉管法过去主要用于制作砂桩，近年来已开始用于制作沉管法过去主要用于制作砂桩，近年来已开始用于制作碎石桩，这是一种干法施工。沉管法包括碎石桩，这是一种干法施工。沉管法包括振动沉管成桩法振动沉管成桩法和和锤击沉管成桩法锤击沉管成桩法两种。垂直上下振动的机械施工称为振动沉两种。垂直上下振动的机械施工称为振动沉管成桩法，用锤击式机械施工成桩的称为锤击沉管成桩法，管成桩法，用锤击式机械施工成桩的称为锤击沉管成桩法，锤击沉管成桩法的处理深度可达锤击沉管成桩法的处理深度可达10m10m。当用于消除粉细砂及粉。当
36、用于消除粉细砂及粉土液化时，宜用振动沉管成桩法。土液化时，宜用振动沉管成桩法。 施工机具施工机具 砂石桩机（图砂石桩机（图5-65-6）通常包括桩机架、桩管及桩尖、提升）通常包括桩机架、桩管及桩尖、提升装置、挤密装置（振动锤或冲击锤）、上料设备及检测装置装置、挤密装置（振动锤或冲击锤）、上料设备及检测装置等部分。等部分。 2. 2. 沉管法沉管法地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学DZ50型桩机地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学上料斗 地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学检查管内混凝土高度地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学实测桩长 地
37、基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 施工步骤施工步骤 a. a. 振动法施工有一次拔管法，逐步拔管法和重复压拔管振动法施工有一次拔管法，逐步拔管法和重复压拔管法三种，比较常用的是重复压拔管法。其成桩步骤如下：法三种，比较常用的是重复压拔管法。其成桩步骤如下： 1) 1) 移动桩机及导向架，把桩管及桩尖对准桩位；移动桩机及导向架，把桩管及桩尖对准桩位； 2) 2) 启动振动锤，把桩管下沉到规定的深度；启动振动锤，把桩管下沉到规定的深度； 3) 3) 向桩管内投入规定数量的砂石料；向桩管内投入规定数量的砂石料； 4) 4) 把桩管提升一定的高度（下砂石顺利时提升高度不超把桩管提升一定的高度（下
38、砂石顺利时提升高度不超过过1-2m1-2m），提升时桩尖自动打开，桩管内的砂石料流入孔内；），提升时桩尖自动打开，桩管内的砂石料流入孔内； 5) 5) 降落桩管，利用振动及桩尖的挤压作用使砂石密实；降落桩管，利用振动及桩尖的挤压作用使砂石密实； 6) 6) 重复重复d d、e e工序，桩管上下运动，砂石料不断补充，砂工序，桩管上下运动，砂石料不断补充，砂石桩不断增高；石桩不断增高； 7) 7) 桩管提至地面，砂石桩完成。桩管提至地面，砂石桩完成。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 b. b. 锤击法施工有单管法和双管法两种，但锤击法施工有单管法和双管法两种，但单管法难以发挥单管法难以发挥
39、挤密作用，挤密作用，故一般宜用故一般宜用双管法双管法。 双管法双管法的施工根据具体条件选定施工设备，也可临时组配。的施工根据具体条件选定施工设备，也可临时组配。其施工成桩过程如图其施工成桩过程如图5-75-7所示：所示：地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 1) 1) 将内外管安放在预定的桩位上，将用作桩塞的砂石将内外管安放在预定的桩位上，将用作桩塞的砂石投入外管底部；投入外管底部； 2) 2) 以内管做锤冲击砂石塞，靠摩擦力将外管打入预定以内管做锤冲击砂石塞，靠摩擦力将外管打入预定的深度；的深度； 3) 3) 固定外管将砂石塞压入土中；固定外管将砂石塞压入土中； 4) 4) 提内管并向外
40、管投入砂石料；提内管并向外管投入砂石料； 5) 5) 边提外管边用内管将砂石冲出挤压土层；边提外管边用内管将砂石冲出挤压土层； 6) 6) 重复重复4)4)、5)5)工序；工序； 7) 7) 待外管拔出地面，砂石桩完成。待外管拔出地面，砂石桩完成。 其他施工控制和检测记录参照振动法施工的有关规定。其他施工控制和检测记录参照振动法施工的有关规定。 此法优点是砂石的压入量可随意调节，施工灵活，特别此法优点是砂石的压入量可随意调节，施工灵活，特别适合小规模工程。适合小规模工程。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 施工顺序施工顺序 对对砂土地基砂土地基，砂石桩主要起挤密作用，砂石桩主要起挤密作用
41、，应间隔（跳打）进应间隔（跳打）进行，并宜由外围或两侧向中间推进行，并宜由外围或两侧向中间推进；对粘性土地基，砂石桩主对粘性土地基，砂石桩主要起置换作用，为了保证设计的置换率，宜从要起置换作用，为了保证设计的置换率，宜从中间向外围或隔中间向外围或隔排施工排施工；在既有建（构）筑物邻近施工时，为了减少对邻近既；在既有建（构）筑物邻近施工时，为了减少对邻近既有建（构）筑物的振动影响，应有建（构）筑物的振动影响，应背离建（构）筑物方向进行背离建（构）筑物方向进行。 施工要点施工要点 a. a. 施工时桩位水平偏差不应大于施工时桩位水平偏差不应大于0.30.3倍套管外径；套管垂倍套管外径；套管垂直度偏
42、差不应大于直度偏差不应大于1%1%。 b. b. 施工中应选用能顺利出料和有效挤压孔内砂石料的桩施工中应选用能顺利出料和有效挤压孔内砂石料的桩尖结构。当采用活瓣桩靴时，对砂土和粉土地基宜选用尖锥形；尖结构。当采用活瓣桩靴时，对砂土和粉土地基宜选用尖锥形；对粘性土地基宜选用平底形；一次性桩尖可采用混凝土锥形桩对粘性土地基宜选用平底形；一次性桩尖可采用混凝土锥形桩尖。尖。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 c. c. 应在施工中进行详细的观测和记录。观测内容包括应在施工中进行详细的观测和记录。观测内容包括桩管下沉随时间的变化；灌砂石量预定数量与实际数量；桩桩管下沉随时间的变化；灌砂石量预定数
43、量与实际数量；桩管提升和挤压的全过程（提升、挤压、砂石桩高度的形成随管提升和挤压的全过程（提升、挤压、砂石桩高度的形成随时间的变化）等。时间的变化）等。 d. d. 砂石桩施工完毕，当设计或施工投砂石量不足时地砂石桩施工完毕，当设计或施工投砂石量不足时地面会下沉；当投料过多时地面会隆起，同时表层面会下沉；当投料过多时地面会隆起，同时表层0.5-1.0m0.5-1.0m常常呈松软状态。呈松软状态。 e. e. 砂石桩顶部施工时，由于上覆压力较小，因而对桩砂石桩顶部施工时，由于上覆压力较小，因而对桩体的约束力较小，桩顶形成一个松散层，加载前应加以处理体的约束力较小，桩顶形成一个松散层，加载前应加以
44、处理（挖除或碾压）才能减少沉降量，有效地发挥地基作用。（挖除或碾压）才能减少沉降量，有效地发挥地基作用。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 单桩和复合地基载荷试验单桩和复合地基载荷试验 在实际工程中，单桩和复合地基载荷试验是检验加固在实际工程中，单桩和复合地基载荷试验是检验加固效果和工程质量的一种有效而常用的方法。一般可分为效果和工程质量的一种有效而常用的方法。一般可分为工工程类载荷试验程类载荷试验和和试验类载荷试验试验类载荷试验两大类两大类。工程类载荷试验。工程类载荷试验是是对工程质量和效果的检验，其检测数据不直接作为设计对工程质量和效果的检验，其检测数据不直接作为设计的依据，只是用以
45、判断设计方案的正确性和施工质量。试的依据，只是用以判断设计方案的正确性和施工质量。试验类载荷试验是提供工程设计的参数和确定质量检验的标验类载荷试验是提供工程设计的参数和确定质量检验的标准，其检测数据要求做到准确、可靠和有代表性，即试验准，其检测数据要求做到准确、可靠和有代表性，即试验要求比工程类载荷试验要更加严格。要求比工程类载荷试验要更加严格。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学6. 6. 质量检验质量检验 (1) (1) 应在施工期间及施工结束后，检查砂石桩的施工记录。应在施工期间及施工结束后，检查砂石桩的施工记录。对沉管法，尚应检查套管往返挤压振动次数与时间，套管升降对沉管法，尚应检
46、查套管往返挤压振动次数与时间，套管升降幅度和速度，每次填砂石料量等各项施工记录。如有遗漏或不幅度和速度，每次填砂石料量等各项施工记录。如有遗漏或不符合规定的桩或振冲点，应补做或采取有效的补救措施。符合规定的桩或振冲点，应补做或采取有效的补救措施。 (2) (2) 振冲法施工结束后，除砂土地基外，应间隔一定时间振冲法施工结束后，除砂土地基外，应间隔一定时间方可进行质量检验。对方可进行质量检验。对粉质粘土地基粉质粘土地基间隔时间间隔时间可取可取212128d28d，对对粉土地基粉土地基可取可取141421d21d。沉管法施工结束后，也应间隔一定。沉管法施工结束后，也应间隔一定时间方可进行质量检验。
47、对时间方可进行质量检验。对饱和粘性土地基饱和粘性土地基应待孔隙水压力消应待孔隙水压力消散后进行，间隔时间散后进行，间隔时间不宜少于不宜少于28d28d；对；对粉土、砂土和杂填土地粉土、砂土和杂填土地基基，间隔时间，间隔时间不宜少于不宜少于7d7d。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学 (3) (3) 砂石桩的施工质量检验可采用砂石桩的施工质量检验可采用单桩载荷试验单桩载荷试验，对，对桩桩体体可采用可采用动力触探试验检测动力触探试验检测，对，对桩间土桩间土可采用可采用标准贯入、静标准贯入、静力触探、动力触探或其他原位测试力触探、动力触探或其他原位测试等方法进行检测。桩间土等方法进行检测。桩间
48、土质量的检测位置质量的检测位置应在等边三角形或正方形的中心应在等边三角形或正方形的中心。检测数量。检测数量不应少于桩孔总数的不应少于桩孔总数的2%2%。对不加填料振冲加密处理的砂土地。对不加填料振冲加密处理的砂土地基，竣工验收承载力检验应采用标准贯入、静力触探、动力基，竣工验收承载力检验应采用标准贯入、静力触探、动力触探、载荷试验或其他合适的试验方法。检验点应选择在触探、载荷试验或其他合适的试验方法。检验点应选择在有有代表性或地基土质较差地段代表性或地基土质较差地段，并位于振冲点围成的单元形心，并位于振冲点围成的单元形心处及振冲点中心处。检验数量可为振冲点数量的处及振冲点中心处。检验数量可为振冲点数量的1%1%。总数不。总数不应少于应少于5 5点。点。 (4) (4) 砂石桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地砂石桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。复合地基载荷试验数量不应少于总桩数的基载荷试验。复合地基载荷试验数量不应少于总桩数的0.5%0.5%，且每个单体建筑且每个单体建筑不应少于不应少于3 3点点。地基处理地基处理湖南科技大学湖南科技大学本章结束答案：
