碎石桩法在地基建设中的应用

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1、碎石桩法在地基建设中的应用【摘要】碎石桩法加固地基原理是在地基中设置碎石桩，形成复合地基以提高地基承载力和减少沉降。碎石桩桩体具有很好的透水性，利于超孔隙水压力消散，碎石桩复合地基具有较好的抗液化性能。【关键词】碎石桩法；地基；建设；应用在地基中设置由碎石（或矿渣等松散精颗粒材料）组成的竖向增强体（或称桩体）形成复合地基达到地基处理的目的，均称为碎石桩法。碎石桩法加固地基原理是在地基中设置碎石桩，形成复合地基以提高地基承载力和减少沉降。碎石桩桩体具有很好的透水性，利于超孔隙水压力消散，碎石桩复合地基具有较好的

2、抗液化性能。1振冲碎石桩法采用振冲法在地基中设置碎石桩加固地基的方法称为振冲碎石桩法。振冲碎石桩法适用于处理不排水抗剪强度不小于20kpa的粘土、粉土、砂土、饱和黄土和人工填土地基。应用振冲法在砂性土地基中设置碎石桩和在粘性土地基中设置碎石桩加固机理是有区别的。在砂性土地基中，一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，砂颗粒重新排列，孔隙减小；另一方面在回填碎石时，依靠振冲器的水平振动力通过填料使砂层进一步挤压密实。通常桩间土相对密度可达到75%以上，地基承载力可提高2～5倍。日本有关资料报道，经振冲碎石

3、桩法处理的砂土地基，经地震考验未发现过液化失稳事故。采用振冲法加固砂土地基，因天然地基土体相对密度提高幅度很大，可有效提高地基承载力。有时可不用填碎石，只通过振冲挤密就可使砂性土密实，达到加固地基的目的。采用振冲法在粘性土地基设置碎石桩不可能使饱和粘性土挤密，制桩过程是置换过程。在施工时，通过振冲器的自重作用、水平振动力和高压水冲作用将粘性土变成泥浆排出孔外，形成略大于振冲器直径的孔，将碎石灌人孔中，通过振冲器挤压碎石桩体形成具有一定密度的桩体。在制桩过程中，由于振动、挤压，对桩间土产生扰动，桩间土强度会降低

4、。2干振挤密碎石桩法干振挤密碎石桩法加固地基技术是由河北省建筑科学研究所等单位开发成功的一种地基加固技术。干振挤密碎石桩法加固原理是形成复合地基，在成孔和挤密碎石桩的过程中，土体在水平激振力作用下产生径向位移，在碎石桩周围形成密实度很高的挤密区，该挤密区对碎石桩起约束作用。桩间土密实度不均匀，靠近碎石桩周围，密实度增大。桩间土强度比原天然地基土强度高得多。经干振挤密碎石桩加固的地基，承载力提高1倍左右。干振挤密碎石桩法主要适用于地下水位较低的非饱和粘性土、素填土、杂填土和二级以上非自重湿陷性黄土。干振挤密碎石

5、桩法与振冲挤密碎石桩法不同之处是不用高压水冲，所形成的复合地基也是碎石桩复合地基。干振挤密碎石桩复合地基承载力和沉降的确定方法基本上与振冲碎石桩复合地基相同。3沉管碎石桩法采用沉管打桩机在地基中设置碎石桩按施工方法可以分为三种：管内投料重锤夯实去；管内投料振动密实法；先拔管、后投料复打密实法。管内投料重锤夯实法也有多种施工方法。武汉某些单位开发的内击式沉管碎石桩复合地基技术采用的设备是具有两个卷扬机的简易打桩架，一根直径300mm～400mm钢管，长度根据所需加固地基深度和打桩架高度确定，管内有一吊锤，其重1

6、0kn多。该法工艺为：首先将桩管立于桩位，管内填1m左右碎石，然后用吊锤夯击桩位，靠碎石和桩管间的摩擦力将桩管带到设计深度，最后分段向管内投料和夯实填料，同时向上提拔桩管，直至拔出桩管，形成碎石桩。4夯扩碎石桩法夯扩碎石桩法是沉管碎石桩法中先拔管、后投料复打密实法的发展。施工工艺如下：先将沉管沉至设计深度；边投料边拔管，一次投料数量和一次拔管高度应根据夯扩试验确定；将投料夯扩成设计直径，如ф377的沉管可将碎石桩夯扩到直径600mm；然后再边投料边拔管，再夯扩，直至制成一根夯扩碎石桩。夯扩碎石桩法施工工艺流程

7、在成桩过程中桩间土得到挤密，强度提高。夯扩碎石桩桩体直径大，且密实度高，桩体承载力大。夯扩碎石桩法适用于非饱和土地基，对杂填土、素填土地基加固效果很好。若地基中各土层强度不同，在相同夯击能作用下，低强度土层中碎石桩桩径较大，高强度土层中碎石桩桩径较小，形成葫芦状，有利于提高加固效果。5袋装碎石桩法碎石桩属散体材料桩，它需要桩间土提供一定的侧限压力，才能形成桩体，具有一定的承载力。当天然地基土的侧限压力过小时，vanlmpe(1985)等建议采用土工织物将碎石桩包上，形成袋装碎石桩。国外也有采用竹笼、钢丝网包裹

8、的竹笼碎石桩的报道。福州大学岩土工程教研室采用自制的简易射水器射水成孔深度可达12m～13m，直径为40cm或45cm，放入土工织物袋后，采用小直径的插捣棒，这样就可以边填料边捣实，而上段部分则采用插入式混凝土振动器振实，使施工效果大大提高。通过试验，这种碎石桩已在福州大学两幢住宅工程与泉州市某综合楼工程中应用。6碎石桩复合地基设计各类碎石桩复合地基设计主要包括下述几方面：碎石桩桩体尺寸，桩位布置和