基础工程讲义讲稿-碎石桩.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第六章 碎石桩,概念,碎石桩是指用振动、冲击或水冲等方法在软弱地基中成孔后，再将碎石挤入土中形成大直径的由碎石所构成的密实桩体。,2.,分类,按其制桩工艺分为,振冲（湿法）碎石桩,和,干法碎石桩,两大类。,采用,振动水冲法,施工的碎石桩称为振冲碎石桩。,采用各种无水水冲工艺（干振、振挤、锤击）施工的碎石桩称为干法碎石桩。,3.碎石桩的加固机理,其加固机理，与砂桩相似，因土质差别而有所不同。,对砂土、粉土和碎石土具有置换和挤密作用；,对粘性土和填土，以置换作用为主，兼有不同程度的挤密和促进排水固结的作用。,4.在工程中的应用,软弱地基加固；堤坝边坡加固；消除可液化土的液化性；消除湿陷性黄土的湿陷性。,第二节 振冲碎石桩,1.定义,振冲法是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机后，带动偏心块，使振冲器产生高频振动同时开动水泵，使高压水通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的联合作用下，将振冲器沉入到设计深度形成桩孔，再向桩孔逐段填入碎石并逐段振密，从而在地基中形成一根大直径的密实桩柱体并和原地基土组成复合地基，使承载力提高，沉降减少。,2.适用土类,振冲法适用于处理砂土、粉土、粘性土、填土以及软土，但对不排水抗剪强度小于20kPa的软土使用要慎重。,施工机具,振冲法施工的主要机具有振冲器、起吊机械、水泵、泥浆泵、填料机械、电控系统等。,1.振冲器,振冲器是一种利用自激振动，配合水力冲击进行作业的机具。,主要有四大部分组成：,电动机；振动器；通水管；减振器及导管。,一、振冲碎石桩设计,1.加固范围,对一般性地基，宜在基础外缘加宽12排桩；对砂土、粉土等可液化地基应加宽24排桩（且5m）。,2.桩位布置,对大面积满堂处理，宜采用正三角形布置；,对条基，宜先考虑单排桩，不满足使用时，可布2排或3排桩。,对柱基宜采用正方形布置，或矩形、等腰三角形布置，且单柱柱基不少于3根。,3.桩距（一般取1.52.5m）,桩距要保证复合地基承载力达到设计要求；,要避免桩距过小出现“串桩”现象。,4.桩长,桩的深度一般应达到强度较高的下卧土层。,当相对硬层的埋藏深度不大时，桩长应按相对硬层埋藏深度确定；当相对硬层的埋藏深度较大时，应按建筑物地基的变形容许值确定。,在可液化土层中，当可液化土层不厚时，桩体应穿透整个可液化层；当可液化层较厚时，应按抗震处理深度确定。,5.桩径,碎石桩直径取决于地基土质情况和成桩设备等因素。,6.复合地基承载力,现场复合地基荷载试验或单桩和桩间土的荷载试验：,经验公式确定,Sv：桩间土的十字板抗剪强度,或,7.碎石桩桩体承载力,一般实际工程中，碎石桩桩体承载力通过荷载试验确定。也可用计算法和经验法确定。,计算法,参见第三章21页的表3.3-1计算,经验法,8.复合地基沉降计算,二、振冲碎石桩施工,施工前准备工作,现场勘察了解场地的地形及周围环境；,了解场地的工程地质条件和地下水情况；,进行振冲试验，确定各项施工参数；,编写施工组织设计，合理布置现场、明确施工顺序、施工方法以及配备所需施工机械。,桩身材料,碎石或卵石可选用自然级配，含泥量小于10，粒径一般位2050mm；,碎石作为桩体材料比卵石好，其咬合力大，形成的桩身强度高。,施工机具,振冲法施工的主要机具有振冲器、起吊机械、水泵、泥浆泵、填料机械、电控系统等。,1.振冲器,振冲器是一种利用自激振动，配合水力冲击进行作业的机具。,主要有四大部分组成：,电动机；振动器；通水管；减振器及导管。,振动参数,振动频率：,只有振动器的振动频率接近土的自振频率时，产生共振现象，使土达到最佳加密效果；,振幅：,振幅在一定范围内对土体产生挤压，振幅大时，加固效果相对好；过大过小，则不利。,加速度：,对于振冲挤密，只有振动加速度达到一定值后才有挤密效果。,2.起吊机械,一般采用履带吊、汽车吊、自行井架式专用吊机或抗扭胶管式专用汽车。,3.水泵,4.填料机械,5.电控系统,6.泥浆泵,施工顺序,施工顺序一般采用,“先中间后周边”或“一边推向一边”,的顺序进行。,在软粘土地基中，位为减少对地基土的扰动，可采用间隔跳打的方式。,邻近有建筑物时，要采取保护措施。,施工工艺,就位；成孔；清孔；填料；振密加固；成桩。,施工要点,1.水压水量的控制,水量要充足，但过多会造成塌孔；,水压：土的强度一般，取小值；土的强度高，取大值；,成孔时，水量水压尽可能大，但要注意地层土的保护；填料振密时，水压水量宜取小值。,2.密实电流和留振时间的控制,密实电流限定值应根据现场制桩试验确定；,粘性土地基中的留振时间为1020秒。,密实电流值、瞬时电流值和稳定电流的关系,3.填料量控制,加料宜“少吃多餐”，即要勤加料，每批不宜太多。,制桩时孔底部分多填料的原因：,开始加的料一部分被粘在孔壁上；,成孔过程中水压水量控制不当，可能造成超深；,孔底有局部软弱土层，造成填料超常。,4.在强度很低的,软土地基,中施工，要采用,“先护,壁，后制桩”,的施工方法,5.,桩顶1m范围内,，施工后应将松散桩体挖除，或,用碾压等方法使之密实,三、质量检验,1.检验时间,应在施工结束后，间隔一段时间再进行质量检验。,2.单桩承载力试验,可采用单桩荷载试验，每200400根取一根，不少于3根。,3.桩间土承载力试验,可采用标贯试验、静力触探等原位测试。,4.复合地基承载力试验,大型、重要的或复杂场地工程应采取单桩或多桩复合地基荷载试验。,第三节 干法碎石桩,干法碎石桩在加固机理和设计计算方面与振冲碎石桩基本相同，其不同主要在施工机械和方法上。,干法碎石桩的施工技术主要有三类：锤击碎石桩、干振碎石桩和振挤碎石桩。,一、锤击碎石桩,锤击碎石桩又称干冲碎石桩和内击沉管法碎石桩。其工艺特点是,利用重锤内击沉管并分层击实填料，逐段成桩。,(一)锤击碎石桩的适用条件,可用于加固杂填土、粘性土、粉细砂、粉土、淤泥和淤泥质土。,当有下列情况之一时，不宜采用锤击碎石桩，若要采用必须试桩。,地基中夹有大于2m以上的饱和软粘土、淤泥和淤泥质土，并且，土体的不排水抗剪强度小于20kPa或承载力基本值小于70kPa时，不宜采用；,填土下伏1m厚的淤泥或淤泥透镜体时，不宜采用；,桩端未达到相对硬层，桩身下段淤泥超出桩长的2/5时，不宜采用；,上部结构对地基变形有严格的要求时，不宜采用。,(二)锤击碎石桩设计要点,施工前，应在有代表性的场地进行试桩，并根据试桩结果对初步设计方案进行修改或调整；,根据采用机械设备的导管直径设计桩径；,桩距根据面积置换率确定，但不得小于1m；,基础底面外缘“围护桩”的设置原则：,a对条基主桩布置超过两排时，可设置一排围护桩，若土质较好时，可隔桩设置；,b对独立柱基主桩布置为3排或3排以上时，应设一排围护桩；,c当满堂布桩时，根据加固土层的深度确定围护桩的设置。,孔内填料量计算,标准冲击能量计算,(三)锤击碎石桩施工工艺,就位；制塞；沉管；穿塞；制桩；形成桩体。,(四)质量检验,1.施工质量检验要求,桩体质量检验：重型圆锥动力触探，检验点与桩顶中心，根据每贯入10cm的击数评价桩土密实度；,桩间土质量检验：标贯、静力触探和室内土工试验相结合；,复合地基承载力检验：复合地基荷载试验直接测定，或由单桩和桩间土荷载试验，再复合求和。,2.质量标准,导管中心与桩位偏差应小于5cm；,导管垂直度偏差应小于2度；,深度测量误差应小于10cm；,检测桩数和合格率,动力触探检验标准,桩间土采用静力触探，检测点应为总数的3。,