04--水利工程地基处理--碎石桩

水利工程地基处理 强夯 水泥搅拌 深层搅拌

地基处理Ground Treatment 合肥工业大学 土木与水利工程学院 赵 静

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第四章 碎石桩Stone Column

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第一节 概述一、概述1、概念 、 碎石桩(Stone Column)和 砂桩 和 砂桩(Sand Pile)总称为碎 总称为碎 碎石桩 总称为 (砂)石桩，又称粗颗粒土桩 石桩， 粗颗粒土桩(Granular Pile),是指用振 砂 石桩 又称粗颗粒土桩 ，是指用振 动 、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后 ，再将碎 冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后 等方式在软弱地基中成孔后， 石或砂挤压入已成的孔中， 形成大直径的碎(砂 石所 石或砂挤压入已成的孔中 ， 形成大直径的碎 砂 )石所 构成的密实桩体。 构成的密实桩体。

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第一节 概述一、概述2、历史： 、历史： (1)碎石桩： )碎石桩： 出现； 挤密砂土地基； 1835年，碎石桩出现；1937年振冲法挤密砂土地基； 年 碎石桩出现 年振冲法挤密砂土地基 20世纪 年代 加固 粘土地基 ， 形成碎石桩 。 从此一般 世纪50年代加固粘土地基 世纪 年代加固粘土地基，形成碎石桩。 认为振冲法在粘性土中形成的密实碎石柱称为碎石桩 振冲法在粘性土中形成的密实碎石柱称为碎石桩。 认为 振冲法在粘性土中形成的 密实碎石柱称为 碎石桩 。 施工工艺发展：沉管法、振动气冲法、 施工工艺发展：沉管法、振动气冲法、袋装碎石桩 法、强夯置换法等 1977年江阴市振冲器厂 年江阴市振冲器厂75KW和125KW大功率振冲 年江阴市振冲器厂 和 大功率振冲 河北建科院干振冲。 器，河北建科院干振冲。

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第一节 概述一、概述2、历史： 、历史： (2)砂桩： )砂桩： 19世纪 年代源于欧洲，但长期缺少实用设计计算 世纪30年代源于欧洲 世纪 年代源于欧洲，但长期缺少实用设计计算 方法、先进的施工工艺 设备， 施工工艺和 方法、 先进的 施工工艺和 设备， 应用和发展受到很大 的影响。在其应用初期 主要用于松散砂土地基 初期， 松散砂土地基的处 的影响 。在其应用初期， 主要用于 松散砂土地基的处 最初采用冲孔捣实、以后采用射水振动施工法。 理，最初采用冲孔捣实、以后采用射水振动施工法。 世纪50年代后期 自20世纪 年代后期，产生了目前日本采用的振动 世纪 年代后期，产生了目前日本采用的振动 冲击式的施工方法 提高了施工质量和施工效率， 的施工方法， 式和 冲击式的施工方法 ，提高了施工质量和施工效率， 处理深度也有较大幅度的增大。 处理深度也有较大幅度的增大。 砂桩技术自20世纪 年代引进我国后 在工业、 世纪50年代引进我国后， 砂桩技术自 世纪 年代 引进我国后 ， 在工业 、 交 水利等建设工程中都得到了应用。 通、水利

等建设工程中都得到了应用。

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第一节 概述一、概述3、碎石桩： 、碎石桩： (1)分类：按其成桩过程和作用可分为四类： )分类：按其成桩过程和作用可分为四类：

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第一节 概述一、概述3、碎石桩： 、碎石桩： (2)振冲法适用情况： )振冲法适用情况： 规范表述：振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘 砂土、 规范表述：振冲法 砂土 粉土、 素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强 土 、 素填土和杂填土 度不小于20kPa的饱和粘性土和饱和黄土地基，应在施 工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密 适用于处理粘粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基。

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第一节 概述一、概述4、砂桩： 、砂桩： (1)施工方法： )施工方法： 主要为沉管法，有振动成桩法和冲击成桩法。 主要为沉管法，有振动成桩法和冲击成桩法 (2)应用情况： )应用情况： 早期砂桩 用于加固松散砂 人工填土地基 砂桩用于 加固松散砂和 地基， 早期 砂桩 用于 加固松散砂 和 人工填土 地基 ， 如今在 软粘土中 国内外都有使用成功和失败的情况。 成功和失败的情况 软粘土中，国内外都有使用成功和失败的情况。 砂桩用来处理 饱和软土地基持有不同观点的学者 用来处理饱和软土 对 砂桩 用来处理 饱和软土 地基持有不同观点的学者 和工程技术人员认为，粘性土的渗透性小，灵敏度大， 和工程技术人员认为，粘性土的渗透性小，灵敏度大， 成桩过程中土内产生的超孔隙水压力不能迅速消散， 超孔隙水压力不能迅速消散 成桩过程中土内产生的超孔隙水压力不能迅速消散，故 破坏地基土的天然结构， 挤密效果较差，相反却又破坏地基土的天然结构 挤密效果较差，相反却又破坏地基土的天然结构，使土 抗剪强度降低。 的抗剪强度降低。

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第二节 加固机理二、加固机理(一)、对松砂地基加固机理 加固目的：提高承载力，减少变形， 加固目的：提高承载力，减少变形，增强抗液化性 加固机理的三方面： 加固机理的三方面： 挤密作用： 1、挤密作用： 对挤密砂桩和碎石桩的沉管法或干振法： (1)对挤密砂桩和碎石桩的沉管法或干振法： 由于在成桩过程中桩管对周围砂层产生很大的横向 成桩过程中桩管对周围砂层产生很大的 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，桩管体积的砂挤向桩管周围的砂层， 挤压力，桩管体积的砂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 挤密作用， 围的砂层孔隙比减小，密实度增大，这就是挤密作用， 倍桩直径。 有效挤密范围可达3~4倍桩直径

。 倍桩直径 有效挤密范围可达

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第二节 加固机理二、加固机理(一)、对松砂地基加固机理 挤密作用： 1、挤密作用： 对振冲法： (2)对振冲法： 在施工过程中由于水冲 松散砂土处于 饱和状态 水冲使 处于饱和 状态， 在施工过程中由于 水冲 使 松散砂土 处于 饱和 状态 ， 砂土在强烈的高频强迫振动产生液化 重新排列致密 高频强迫振动产生液化并 致密、 砂土在强烈的高频强迫振动产生液化并重新排列致密、 且在桩孔中填入大量粗骨料 粗骨料后 被强大的水平振动力挤 且在桩孔中填入大量粗骨料后，被强大的水平振动力挤 相对密实度增加， 入周围土中，这种强制挤密位砂土的相对密实度增加 入周围土中，这种强制挤密位砂土的相对密实度增加， 孔隙率降低，干密度和内摩擦角增大， 孔隙率降低，干密度和内摩擦角增大，土的物理力学性 能改善， 地基承载力大幅度提高 一般可提高2~5倍。 大幅度提高， 能改善 ， 使 地基承载力 大幅度提高 ， 一般可提高 倍 出于地基密度显著增加，相对密实度也相应提高， 出于地基密度显著增加，相对密实度也相应提高，因此 抗液化的性能得到改善 得到改善。 抗液化的性能得到改善。

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第二节 加固机理二、加固机理(一)、对松砂地基加固机理 排水减压作用： 2、排水减压作用： 在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水减压通 加快排水固结。 道，加快排水固结。 砂基预振作用： 3、砂基预振作用： 美国人Seed(1975)试验表明：砂土液化特性除了 美国人 ( )试验表明： 与砂土的相对密实度有关外，还与其振动应变史有关。 与砂土的相对密实度有 …… 此处隐藏：3306字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……