大粒径碎石桩现场试验

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1、应用大粒径碎石桩处理超软土地基的现场试验研究主讲：张福海2021/10/4碎石桩复合地基基本原理碎石桩复合地基的效用也不同。综合各类复合地基的效用，主要有5个方面：桩体效用：竖向增强体复合地基都有桩体效用，并随着桩体刚度的提高，其桩体效用会更加明显。垫层效用：复合地基的复合压缩模量比天然地基的高，复合地基有均匀应力、增大应力扩散角、减小加固区下卧层土体中应力的作用。排水效用：不少竖向增强体或水平向增强体都具有良好的透水性，是地基中的排水通道。在荷载作用下，加速了桩间土的排水固结。挤密效用：一些复合地基在施工过程中对桩间土体有挤密作用。加筋效用：水平向

2、增强体中的土工格栅等材料使土体抗拉强度提高。2021/10/413-2碎石桩大粒径碎石桩现场试验一、概述碎石桩又称粗颗粒土桩，是指通过振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石挤压入已成的孔中，形成大直径的碎石所构成的密实桩体。《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-91）中规定：“振冲法适用于处理地基土不排水抗剪强度Cu不小于20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基”。对不排水抗剪强度小于20kPa的淤泥、淤泥质土等地基应通过试验确定其适用性。2021/10/4大粒径碎石桩现场试验2021/10/4大粒径碎石桩现场试验1．挤密作用：

3、用沉管法或干振法施工挤密碎石桩，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。由桩管灌入的填料在振动力或静压力作用下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。2．排水减压作用：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，在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水减压通道，可有效地消散和防止超静孔隙水压力的增高和砂土液化，并可加快地基的排水固结。3．砂基预震效应：在振冲法施工时，振冲器施工过程使填土料和地基土在挤密的同时获得强烈的预震，这对砂土地基增强抗液化能力

4、是极为有利的。二、加固原理（一）对松散砂土的加固原理2021/10/4大粒径碎石桩现场试验1．对粘性土地基（特别是饱和软土），由于土的粘粒含量多，粒间结合力强，渗透性低，在振动力或挤压力的作用下土中水不易排走，所以碎石桩和砂桩的作用不是使地基挤密，而是置换。2．碎石桩置换法是一种换土置换，即以性能良好的碎石来替换不良地基土；排土法则是一种强制置换，它是通过成桩机械将不良地基土强制排开并置换。3．振冲法施工时，通过振冲器借助其自重、水平振动力和高压水将粘性土变成泥浆排出孔外，形成大于振冲器直径的孔，再向孔中灌入碎石料，并在振冲器的作用下，形成密实度高和

5、直径大的桩体。（二）对粘性土的加固原理2021/10/4大粒径碎石桩现场试验4．在制桩过程中，由于振动、挤压或扰动等原因，桩间土会出现较大的超静孔隙水应力，对灵敏性粘土将导致原地基土强度降低。制桩结束后一方面原地基土的结构强度会随时间逐渐恢复；另一方面孔隙水应力逐步消散，强度恢复并提高，甚至超过原土体强度。5．由于碎石桩是由散粒材料组成，承受荷载后产生径向变形，并引起周围的粘性土产生被动抗力，如果粘性土的强度过低，不能使碎石桩得到所需的径向支持力，桩体就会产生鼓胀破坏，这就使加固效果不佳。为此，近年来国外开发了增强桩身强度的方法，如袋装碎石桩、水泥碎

6、石桩和裙围碎石桩等方法。水泥碎石桩类似于CFG桩。（二）对粘性土的加固原理2021/10/4大粒径碎石桩现场试验(一)加固范围加固范围应根据建筑物的重要性和场地条件及基础型式而定，通常都大于基底面积。对一般地基，在基础外缘应扩大1~2排；对可液化地基，在基础外缘应扩大2~4排桩。(二)桩位布置形式和间距桩位的布置形式有等边三角形、正方形、矩形或等腰三角形等布置形式。桩的间距应根据荷载大小和天然地基的抗剪强度确定，可取1.5～2.5m。当荷载大或天然地基的强度低时宜取较小的间距，反之，则可取较大的间距。三、一般设计原则2021/10/4大粒径碎石桩现场

7、试验(三)加固深度加固深度应根据软弱土层的性能、厚度或工程要求按下列原则确定：1．当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度确定；2．当相对硬层的埋藏深度较大时，对按变形控制的工程，应通过试算确定：假定某一加固深度，验算其是否能满足采用碎石桩或砂桩加固后的复合地基变形不超过建筑地基容许变形值的要求，在保证安全的前提下选择一个经济合理的加固深度。对按稳定性控制的工程，加固深度应不小于最危险滑动面的深度；3．在可液化地基中，加固深度应按要求的抗震处理深度确定；4．桩长不宜短于4m。三、一般设计原则2021/10/4大粒径碎石桩现场试验(四)桩径碎石

8、桩的直径应根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。采用30kW振冲器成桩时，碎石桩的桩径一般为0.7~1.0m