文档介绍：合肥工业大学
土木与水利工程学院
赵静
地基处理Ground Treatment
第四章碎石桩 Stone Column
一、概述
1、概念
碎石桩(Stone Column)和砂桩(Sand Pile)总称为碎(砂)石桩,又称粗颗粒土桩(Granular Pile),是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后,再将碎石或砂挤压入已成的孔中,形成大直径的碎(砂)石所构成的密实桩体。
第一节概述
一、概述
2、历史:
(1)碎石桩:
1835年,碎石桩出现;1937年振冲法挤密砂土地基;20世纪50年代加固粘土地基,形成碎石桩。从此一般认为振冲法在粘性土中形成的密实碎石柱称为碎石桩。
施工工艺发展:沉管法、振动气冲法、袋装碎石桩法、强夯置换法等
1977年江阴市振冲器厂75KW和125KW大功率振冲器,河北建科院干振冲。
第一节概述
一、概述
2、历史:
(2)砂桩:
19世纪30年代源于欧洲,但长期缺少实用设计计算方法、先进的施工工艺和设备,应用和发展受到很大的影响。在其应用初期,主要用于松散砂土地基的处理,最初采用冲孔捣实、以后采用射水振动施工法。
自20世纪50年代后期,产生了目前日本采用的振动式和冲击式的施工方法,提高了施工质量和施工效率,处理深度也有较大幅度的增大。
砂桩技术自20世纪50年代引进我国后,在工业、交通、水利等建设工程中都得到了应用。
第一节概述
一、概述
3、碎石桩:
(1)分类:按其成桩过程和作用可分为四类:
第一节概述
一、概述
3、碎石桩:
(2)振冲法适用情况:
规范表述:振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa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适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基。
第一节概述
一、概述
4、砂桩:
(1)施工方法:
主要为沉管法,有振动成桩法和冲击成桩法。
(2)应用情况:
早期砂桩用于加固松散砂和人工填土地基,如今在软粘土中,国内外都有使用成功和失败的情况。
对砂桩用来处理饱和软土地基持有不同观点的学者和工程技术人员认为,粘性土的渗透性小,灵敏度大,成桩过程中土内产生的超孔隙水压力不能迅速消散,故挤密效果较差,相反却又破坏地基土的天然结构,使土的抗剪强度降低。
第一节概述
二、加固机理
(一)、对松砂地基加固机理
加固目的:提高承载力,减少变形,增强抗液化性
加固机理的三方面:
1、挤密作用:
(1)对挤密砂桩和碎石桩的沉管法或干振法:
由于在成桩过程中桩管对周围砂层产生很大的横向挤压力,桩管体积的砂挤向桩管周围的砂层,使桩管周围的砂层孔隙比减小,密实度增大,这就是挤密作用,有效挤密范围可达3~4倍桩直径。
第二节加固机理
二、加固机理
(一)、对松砂地基加固机理
1、挤密作用:
(2)对振冲法:
在施工过程中由于水冲使松散砂土处于饱和状态,砂土在强烈的高频强迫振动产生液化并重新排列致密、且在桩孔中填入大量粗骨料后,被强大的水平振动力挤入周围土中,这种强制挤密位砂土的相对密实度增加,孔隙率降低,干密度和内摩擦角增大,土的物理力学性能改善,使地基承载力大幅度提高,一般可提高2~5倍。出于地基密度显著增加,相对密实度也相应提高,因此抗液化的性能得到改善。
第二节加固机理