1、 砂石樁是采用振沖或沖擊的方法，在軟砂石樁是采用振沖或沖擊的方法，在軟弱地基中成孔，填入砂石料且擠壓入土中，弱地基中成孔，填入砂石料且擠壓入土中，形成大直徑密實砂石樁的地基處理方法。形成大直徑密實砂石樁的地基處理方法。 主要包括主要包括砂樁置換法砂樁置換法、擠密砂樁法擠密砂樁法和和沉沉管碎石樁法管碎石樁法等。等。 碎石樁法一開始主要是處理松散砂土、碎石樁法一開始主要是處理松散砂土、人工填土或飽和粘性土地基。人工填土或飽和粘性土地基。 近年來，在軟粘土地基處理中也取得了近年來，在軟粘土地基處理中也取得了一些經驗。一些經驗。砂石樁法砂石樁法 砂/碎石樁歷史: 1835年 法國 Bayonne (0

2、.2m，2m) 1937年 德國 水沖法 1977年 中國 75kN 適用土性：無粘性土和粘性土 碎石樁施工方法分類施工方法 成樁工藝適用土類擠密法振沖擠密振沖器水沖成孔，振動密實填料砂土，非飽和黏土雜填土沉管法沉管成孔，振動密實成樁干振法振孔器成孔，振孔器密實置換法振沖置換振沖器振動水沖成孔飽和土鉆孔錘擊沉管且鉆孔取土成孔，錘擊填料排土法振動氣動壓縮氣體成孔，振動或錘擊填料飽和軟粘土沉管法沉管成孔，振動或錘擊填料強夯置換重錘夯擊成孔其他方法水泥碎石樁 碎石內加水泥或膨脹土飽和軟粘土裙圍碎石樁 裙樁周圍設置剛性裙圍袋裝碎石樁 碎石帶入土工聚合物vibrocasing(5) Environmen

3、t %松散砂土 擠密 橫向擠壓，有效擠密范圍34倍樁直徑 排水減壓 液化時作為排水通道 砂基預振效應 Dr=54%通過預振后等于Dr=80%的未經預振的砂土地基粘性土 作為復合地基進行加固。 提高地基承載力，減小沉降，提高抗剪強度。 砂性土設計計算砂性土設計計算擠密的角度考慮地基加固設計的問題，根據要求（承載力、沉降擠密的角度考慮地基加固設計的問題，根據要求（承載力、沉降和抗液化）得到設計的密實度，孔隙比，布樁，樁徑和樁間距。和抗液化）得到設計的密實度，孔隙比，布樁，樁徑和樁間距。樁間距 砂石樁應用于砂石樁應用于松散砂土或粉土松散砂土或粉土地基處理地基處理時，考慮擠密作用和振密作用，樁位按等邊

4、時，考慮擠密作用和振密作用，樁位按等邊三角形平面布置。因此，加固處理后的土體三角形平面布置。因此，加固處理后的土體體積減小體積減小 V 式中式中 則有則有 0VVv0101eeeVHsV2023HseeeV2010231砂石樁加密效果示意圖砂石樁加密效果示意圖sdHH-hh原地面d/2d/2 砂石樁擠密作用和振密作用產生地基體積砂石樁擠密作用和振密作用產生地基體積壓縮壓縮 V，根據幾何關系可以得到，根據幾何關系可以得到 式中式中 d砂石樁直徑砂石樁直徑(m)； h振密作用產生的豎向變形振密作用產生的豎向變形(m)，當擠，當擠密下降時，取正值；當隆起上抬時，取負值。密下降時，取正值；當隆起上抬時

5、，取負值。hshHdV22123)(4將式（將式（6-49）和式（）和式（6-50）聯立，整理后得）聯立，整理后得 （6-51）一般設計中不考慮振密作用，即一般設計中不考慮振密作用，即h=0，則，則 （6-52）式中式中 為計算參數為計算參數當砂石樁平面布置等邊三角形時，當砂石樁平面布置等邊三角形時， =0.95；當采用矩形布樁時，則計算參數當采用矩形布樁時，則計算參數 =0.89，而表達式形式不變。而表達式形式不變。hHeeehHds01011001eeeds 液化判別烈度789近振61016遠振812cwscrcrddNNNN3)( 1 . 09 . 005 .63標準貫入擊數基準值標準貫

6、入擊數基準值 液化判別spNmmNN)1 (1注意事項注意事項注意事項注意事項1、標貫試驗離散，要求檢測鉆孔大于5個，每土層15個 標貫以上；2、粘粒含量大于20的砂礫類土，會影響擠密效果；3、粘土夾層，檢測一般要求大于30天；4、表層12m范圍內進行再處理粘性土地基設計 單樁承載力 Brauns Method(1978): Ppmax=20.75Cu 其中： p=380 35450 Ppmax= 單樁極限承載力 經驗公式： Ppmax=Kprl 為什么粘性土地基設計 復合地基承載力 P=m(n-1)+1ps 其中 m=Ap/A n=pp/ps計算復合地基承載力計算復合地基承載力沉降計算 復合

7、模量法 Esp=1+m(n-1)Es 沉降折減法 b=1/1+m(n-1)穩定性分析 ciwwicciiiiciiiisuiihhhUmhUCtancos)()(1 (111質量檢驗 CPT(靜力觸探) SPT(標準貫入) 輕便錐型觸探 Plate load test (PLT，載荷試驗) SASW(瑞力波測試) Cross-hole shear wave velocity tests(跨孔剪切波速法)碎石樁（液化地基碎石樁（液化地基 ）碎石樁（交互地基）碎石樁（交互地基）砂樁砂樁( (交互地基）交互地基）土樁、灰土樁法土樁、灰土樁法是利用成孔時的側向擠壓作用，是利用成孔時的側向擠壓作用，使樁

8、間土得以擠密，隨后將樁孔用素土或灰土分使樁間土得以擠密，隨后將樁孔用素土或灰土分層夯填密實。層夯填密實。土樁和灰土樁法土樁和灰土樁法前者稱為土樁擠密法；前者稱為土樁擠密法；后者稱為灰土樁擠密法；后者稱為灰土樁擠密法； 機理是土的側向深層擠密加固。機理是土的側向深層擠密加固。l處理對象：處理對象：1）土樁、灰土樁法用于處理地下水位以上的濕）土樁、灰土樁法用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基陷性黃土、素填土和雜填土等地基;2）處理深度宜為）處理深度宜為515m;3）地基土含水量大于）地基土含水量大于23%及飽和度大于及飽和度大于0.65時，時，樁間土的擠密效果差，且施工成孔困難，

9、不宜采樁間土的擠密效果差，且施工成孔困難，不宜采用這一方法。用這一方法。 土樁和灰土樁法土樁和灰土樁法目的：目的： 土擠密樁法宜應用于以消除土的濕陷性病害為主土擠密樁法宜應用于以消除土的濕陷性病害為主要目的場合；要目的場合； 灰土擠密樁法則不僅如此，還可應用于地基承載灰土擠密樁法則不僅如此，還可應用于地基承載力加固或地基水穩性提高力加固或地基水穩性提高; 有條件和有經驗的地區，也可就近利用工業廢料有條件和有經驗的地區，也可就近利用工業廢料（如粉煤灰、礦渣或其它無公害廢渣）夯填樁孔，并（如粉煤灰、礦渣或其它無公害廢渣）夯填樁孔，并可滲入適量石灰或水泥作為膠結料，可提高樁體的強可滲入適量石灰或水泥

10、作為膠結料，可提高樁體的強度和水穩定性。度和水穩定性。土樁和灰土樁法土樁和灰土樁法加固機理加固機理 單個樁孔外側土擠密效果，孔壁附近土單個樁孔外側土擠密效果，孔壁附近土的干密度的干密度 d最大，沿徑向隨著與孔壁距離增最大，沿徑向隨著與孔壁距離增加，干密度逐漸減小，直至接近土原始干密加，干密度逐漸減小，直至接近土原始干密度度 0。 擠密影響區半徑一般為擠密影響區半徑一般為1.52.0d，d為樁為樁孔的成孔直徑。孔的成孔直徑。 相鄰相鄰2樁或樁或3樁成孔擠密后，交界面處有樁成孔擠密后，交界面處有擠密疊加作用，疊加效果與樁距成反比。擠密疊加作用，疊加效果與樁距成反比。 地基土含水量對擠密效果影響很大

11、，類地基土含水量對擠密效果影響很大，類似于似于Proctor擊實原理，當土的含水量接近其擊實原理，當土的含水量接近其最優含水量時，擠密效果最佳。最優含水量時，擠密效果最佳。 土原始干密度對擠密影響區半徑和擠密土原始干密度對擠密影響區半徑和擠密效果亦有顯著響，原始干密度較小時，擠密效果亦有顯著響，原始干密度較小時，擠密影響區半徑就小，擠密效果就差。影響區半徑就小，擠密效果就差。 土樁擠密地基中，土樁與樁間土樁擠密地基中，土樁與樁間土物理力學性質無明顯差異，土樁土物理力學性質無明顯差異，土樁上應力上應力 p與樁間土上的應力與樁間土上的應力 s之比之比n= p/ s 1.0。 灰土樁使用石灰和土按一

12、定比例（灰土樁使用石灰和土按一定比例（2 8或或3 7）拌合，）拌合，具有氣硬性和水硬性，并隨著齡期增長，土體固化作具有氣硬性和水硬性，并隨著齡期增長，土體固化作用加強。用加強。 灰土硬化后屬于脆性材料，灰土硬化后屬于脆性材料，28d無側限抗壓強度無側限抗壓強度qu不低于不低于500kPa。灰土樁變形模量。灰土樁變形模量En隨著應力水平提隨著應力水平提高而減小，一般高而減小，一般En=40 200MPa。灰土樁具有一定膠。灰土樁具有一定膠凝強度，其變形模量亦顯著高于樁間土凝強度，其變形模量亦顯著高于樁間土10倍左右。倍左右。 灰土軟化系數灰土軟化系數0.7，具有一定水穩定性，且灰土，具有一定水

13、穩定性，且灰土高含水量或水下可以硬化和發展強度。灰土水穩定性高含水量或水下可以硬化和發展強度。灰土水穩定性要求較高時，適量外摻要求較高時，適量外摻2 4%水泥等水泥等 灰土樁具有與土樁相同擠密作用外，還有灰土樁具有與土樁相同擠密作用外，還有分擔荷分擔荷載，降低土中應力，側向約束載，降低土中應力，側向約束等作用。等作用。二、設計與計算二、設計與計算 土樁、灰土樁的加固范圍一般比基礎或路土樁、灰土樁的加固范圍一般比基礎或路基寬一些基寬一些局部處理時局部處理時 對一般素填土、雜填土等地基，每邊超出對一般素填土、雜填土等地基，每邊超出基礎寬度不應小于基礎寬度不應小于0.5m; 對于自重濕陷性黃土地基，

14、不應小于對于自重濕陷性黃土地基，不應小于1.0m; 對于路基邊坡則應在坡角外增打對于路基邊坡則應在坡角外增打1 2排樁。排樁。圖圖6-19 土樁、灰土樁加固范圍示意圖土樁、灰土樁加固范圍示意圖基礎bsdd/2d/2H100cm100cm加固區域土、灰土樁直徑為土、灰土樁直徑為30 60cm;土、灰土樁平面布置可采用等邊三角形等土、灰土樁平面布置可采用等邊三角形等布置形式布置形式;土樁、灰土樁的樁長的確定土樁、灰土樁的樁長的確定:加固土層較薄時，可以穿透該土層加固土層較薄時，可以穿透該土層;加固土層較厚時，通過下臥層承載力和變加固土層較厚時，通過下臥層承載力和變形的驗算來確定樁長。形的驗算來確定

15、樁長。 在樁徑一定時，樁間距在樁徑一定時，樁間距s的確定取決于的確定取決于對地基加固的要求，其樁間距可按下式計算：對地基加固的要求，其樁間距可按下式計算： （6-44）式中式中 d樁孔直徑（樁孔直徑（m）；）； c地基擠密后的平均壓實系數，一般地基擠密后的平均壓實系數，一般 c=0.93； dmax樁間土的最大干密度，可通過擊實樁間土的最大干密度，可通過擊實 試驗或按當地經驗確定（試驗或按當地經驗確定（g/cm3）；）； d地基擠密前的平均干密度（地基擠密前的平均干密度（g/cm3）。）。ddcdcdsmaxmax95.0圖圖6-20 等邊三角形排列樁示意圖等邊三角形排列樁示意圖dh=0.87ss單樁的加固處理面積 當采用灰土樁處理填土地基時，鑒于其當采用灰土樁處理填土地基時，鑒于其干密度變異性較大，可根據擠密前的地基土干密度變異性較大，可根據擠密前的地基土承載力標準值承載力標準值fs,k和擠密后復合地基要求達到和擠密后復合地基要求達到的承載力標準值的承載力標準值fsp,k，按下式計算：，按下式計算： （6-45）式中式中 fp,k灰土樁的承載力標準值，宜取灰土樁的承載力標準值，宜取 fp,k=500kPa。kskspkskpffffds,95.0 土樁、灰土樁擠密地基承載力，應通過土樁、灰土