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1、第四章碎石樁與砂樁第一節(jié)概述第二節(jié)加固機理第三節(jié)設計計算第四節(jié)施工工藝用振動、沖擊或水沖等方法在軟弱地層中成孔后，再將碎石或砂擠壓入土孔中，形成大直徑的由碎石或砂所構成的密實樁體稱碎石樁(StoneColumn)或砂樁(SandPile，總稱粗顆粒樁(GranularPile)。方法成樁方法：沉管法、振動氣沖法、袋裝碎石樁法以及強夯置換法等碎石樁與砂樁碎石樁與砂樁施工方法分類碎石樁分類施工方法成樁工藝適用土類擠密法振沖擠密法采用振沖器振動水沖成孔，再振動密實填料成樁，并擠密樁間土砂性土、非飽和粘性土，以
2、及爐灰、爐渣、建筑垃圾為主的雜填土，松散素填土沉管法采用沉管成孔，振動或錘擊密實填料成樁，并擠密樁間土干振法采用振孔器成孔，再用振孔器振動密實填料成樁，并擠密樁間土置換法振沖置換法采用振沖器振動水沖成孔，再振動密實填料成樁飽和粘性土鉆孔錘擊法采用沉管且鉆孔取土成孔，再振動密實填料成樁排土法振動氣沖法采用壓縮氣體成孔，振動密實填料成樁飽和軟粘土沉管法采用沉管成孔，振動或錘擊密實填料成樁強夯置換法采用強夯擊成孔，重錘夯擊填料成樁其它方法水泥碎石樁法在碎石內加入水泥和膨潤土制成樁體飽和軟粘土裙圍碎石樁法在群樁
3、周圍設置剛性的(混凝土)裙圍來約束樁體的側向鼓脹袋裝碎石樁法將碎石裝入土工聚合物袋而制成樁體，土工聚合物約束樁體的側向鼓脹碎石樁與砂樁施工方法分類砂樁砂樁施工方法主要有兩種：振動成樁法與沖擊成樁法。碎石樁與砂樁中小型工業(yè)與民用建筑港灣構筑物：如碼頭、護岸等土工構筑物：如土石壩、路基等材料堆置場：如礦石場、原料場等其它：如軌道、滑道、船塢等。應用范圍碎石樁與砂樁加固機理一、對松散砂土的加固機理擠密作用；排水減壓作用；砂基預振作用。二、對粘性土的加固機理置換作用；排水固結；加筋作用。碎石樁與砂樁設計計算一、
4、一般設計原則二、砂性土1、樁距確定2、液化判別三、粘性土1、承載力計算2、沉降計算3、固結度計算4、穩(wěn)定分析碎石樁與砂樁1、加固范圍對于一般地基，在基礎外緣加1~2排樁對可液化地基，在基礎外緣加2~4排樁2、樁位布置對大面積處理，采用等邊三角形對獨立或條形基礎，采用矩形、正方形或等腰三角形對圓形或環(huán)形基礎，采用放射形3、加固深度加固深度應該根據(jù)軟土層的性能、厚度以及工程要求按照以下原則確定：(1)當相對硬層埋深不大時，加固深度應該按相對硬層的埋深確定；(2)當相對硬層埋深較大時，對按變形控制的工程，加固
5、深度應該滿足碎石樁或砂樁復合地基的變形不超過建筑物地基容許變形值的要求；(3)對于按穩(wěn)定性控制的工程，加固深度應該不小于最危險滑動面的深度；(4)在可液化地基中，加固深度應該按抗震處理深度要求確定；(5)樁長不宜小于4米。4、樁徑樁徑應該根據(jù)地基土質情況和設備因素確定設計計算：一般設計原則碎石樁與砂樁設計計算：砂性土—樁距設樁的布置如下圖(p82)。假設在松散砂土中樁能起到100%的擠密效果，即成樁過程中地面沒有隆起或下沉，被加固的砂土沒有流失。設樁的加固面積為A，單位深度灌碎石(或砂)量為Ap，原砂土
6、地基單位深度的平均體積為Vo，其中砂固體顆粒所占體積為Vs；樁距為L。碎石樁與砂樁處理前地基土的體積：(3-2)(3-3)(3-4)處理后地基土的體積：從式(3-2)和(3-3)可以得到：碎石樁與砂樁(3-5)所以：設樁的直徑為d，則：(1)當樁按正方形布置時：(2)當樁按等邊三角形布置時：碎石樁與砂樁地基擠密后，要求得到的孔隙比e1可以按照工程對地基承載力的要求或下式求得：emax,emin分別為砂土的最大與最小孔隙比。地基擠密后要求達到的相對密實度0.70~0.85。碎石樁和砂樁每根樁每米長度的填料
7、量q：等邊三角形布置：正方形布置：如果用加固前后土的重度γo、γ1表示則：碎石樁與砂樁設計計算：砂性土－液化判別一般對在地下15m范圍內的液化土應該符合下面要求：N63.5--飽和土標準貫入錘擊數(shù)實測值(未經桿長修正)；Ncr—液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值；No—液化判別標準貫入錘擊數(shù)基準值，按下表取值；ds—飽和土標準貫入點深度(m)；ρc—粘粒含量百分率，當小於3或為砂土時，均采用3；dw—地下水位深度(m)。近、遠震地震烈度789近震61016遠震812--碎石樁與砂樁設計計算：粘性土－承載力計算
8、單樁的加固范圍及破壞形式碎石樁與砂樁設計計算：粘性土－承載力計算fR—地基土極限承載力的作用面積；fn—Cu的作用面積；fm—pro的作用面積pP—樁頂應力(kPa)；ps—樁間土面上的應力(kPa)；pro—樁對土塊的側向作用力(kPa)；δ—BA面與水平面的夾角；Cu—地基土不排水抗剪強度(kPa)。單樁承載力－Brauns極限承載力法假設單樁的破壞是空間軸對稱問題，樁周土體是被動破壞(p86)碎石樁與砂樁設計計算：粘性土－承載力計算單
