赵 静地基处理Ground Treatment1第四章第四章 碎石桩碎石桩 Stone Column2一、概述一、概述1、概念、概念 碎碎石石桩桩(Stone Column)和和砂砂桩桩(Sand Pile)总总称称为为碎碎(砂砂)石石桩桩,,又又称称粗粗颗颗粒粒土土桩桩(Granular Pile),,是是指指用用振振动动、、冲冲击击或或水水冲冲等等方方式式在在软软弱弱地地基基中中成成孔孔后后,,再再将将碎碎石石或或砂砂挤挤压压入入已已成成的的孔孔中中,,形形成成大大直直径径的的碎碎(砂砂)石石所构成的密实桩体所构成的密实桩体第一节第一节 概述概述3一、概述一、概述2、历史:、历史:((1)碎石桩:)碎石桩: 1835年年,,碎碎石石桩桩出出现现;;1937年年振振冲冲法法挤挤密密砂砂土土地地基基;;20世世纪纪50年年代代加加固固粘粘土土地地基基,,形形成成碎碎石石桩桩从从此此一一般般认为认为振冲法振冲法在粘性土中形成的在粘性土中形成的密实碎石柱密实碎石柱称为称为碎石桩 施施工工工工艺艺发发展展::沉沉管管法法、、振振动动气气冲冲法法、、袋袋装装碎碎石石桩桩法、强夯置换法等法、强夯置换法等 1977年年江江阴阴市市振振冲冲器器厂厂75KW和和125KW大大功功率率振振冲冲器,河北建科院干振冲。
器,河北建科院干振冲第一节第一节 概述概述4一、概述一、概述2、历史:、历史:((2)砂桩:)砂桩: 19世世纪纪30年年代代源源于于欧欧洲洲,,但但长长期期缺缺少少实实用用设设计计计计算算方方法法、、先先进进的的施施工工工工艺艺和和设设备备,,应应用用和和发发展展受受到到很很大大的的影影响响在在其其应应用用初初期期,,主主要要用用于于松松散散砂砂土土地地基基的的处处理,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 自自20世世纪纪50年年代代后后期期,,产产生生了了目目前前日日本本采采用用的的振振动动式式和和冲冲击击式式的的施施工工方方法法,,提提高高了了施施工工质质量量和和施施工工效效率率,,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 砂砂桩桩技技术术自自20世世纪纪50年年代代引引进进我我国国后后,,在在工工业业、、交交通、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第一节第一节 概述概述5一、概述一、概述3、碎石桩:、碎石桩: ((1)分类:)分类:按其成桩过程和作用可分为四类:按其成桩过程和作用可分为四类:第一节第一节 概述概述6一、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: 规规范范表表述述::振振冲冲法法适用于处理砂砂土土、、粉粉土土、、粉粉质质粘粘土土、、素素填填土土和和杂杂填填土土等地基。
对于处理不排水抗剪强度不小于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、粗砂地基第一节第一节 概述概述7一、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,主要为沉管法,有振动成桩法和冲击成桩法有振动成桩法和冲击成桩法 ((2)应用情况:)应用情况: 早早期期砂砂桩桩用用于于加加固固松松散散砂砂和和人人工工填填土土地地基基,,如如今今在在软软粘土粘土中,国内外都有使用中,国内外都有使用成功和失败成功和失败的情况 对对砂砂桩桩用用来来处处理理饱饱和和软软土土地地基基持持有有不不同同观观点点的的学学者者和和工工程程技技术术人人员员认认为为,,粘粘性性土土的的渗渗透透性性小小,,灵灵敏敏度度大大,,成成桩桩过过程程中中土土内内产产生生的的超超孔孔隙隙水水压压力力不不能能迅迅速速消消散散,,故故挤挤密密效效果果较较差差,,相相反反却却又又破破坏坏地地基基土土的的天天然然结结构构,,使使土土的的抗剪强度降低抗剪强度降低第一节第一节 概述概述8二、加固机理二、加固机理(一)、对松砂地基加固机理(一)、对松砂地基加固机理 加固目的:提高承载力,减少变形,增强抗液化性加固目的: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:1 1、挤密作用:、挤密作用:((1 1)对挤密砂桩和碎石桩的沉管法或干振法:)对挤密砂桩和碎石桩的沉管法或干振法: 由于在由于在成桩过程成桩过程中桩管对周围砂层产生很大的中桩管对周围砂层产生很大的横向横向挤压力挤压力,桩管体积的砂挤向桩管周围的砂层,使桩管周,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,围的砂层孔隙比减小,密实度增大密实度增大,这就是,这就是挤密作用挤密作用,,有效挤密范围可达有效挤密范围可达3~4倍桩直径倍桩直径。
第二节第二节 加固机理加固机理9二、加固机理二、加固机理(一)、对松砂地基加固机理(一)、对松砂地基加固机理1 1、挤密作用:、挤密作用:((2 2)对振冲法:)对振冲法: 在在施施工工过过程程中中由由于于水水冲冲使使松松散散砂砂土土处处于于饱饱和和状状态态,,砂砂土土在在强强烈烈的的高高频频强强迫迫振振动动产产生生液液化化并并重重新新排排列列致致密密、、且且在在桩桩孔孔中中填填入入大大量量粗粗骨骨料料后后,,被被强强大大的的水水平平振振动动力力挤挤入入周周围围土土中中,,这这种种强强制制挤挤密密位位砂砂土土的的相相对对密密实实度度增增加加,,孔孔隙隙率率降降低低,,干干密密度度和和内内摩摩擦擦角角增增大大,,土土的的物物理理力力学学性性能能改改善善,,使使地地基基承承载载力力大大幅幅度度提提高高,,一一般般可可提提高高2~5倍倍出出于于地地基基密密度度显显著著增增加加,,相相对对密密实实度度也也相相应应提提高高,,因因此此抗液化的性能抗液化的性能得到改善得到改善第二节第二节 加固机理加固机理10二、加固机理二、加固机理(一)、对松砂地基加固机理(一)、对松砂地基加固机理2 2、排水减压作用:、排水减压作用: 在在地地基基中中形形成成渗渗透透性性能能良良好好的的人人工工竖竖向向排排水水减减压压通通道道,,加快排水固结。
加快排水固结3 3、砂基预振作用:、砂基预振作用: 美国人美国人Seed((1975)试验表明:砂土液化特性除了与)试验表明:砂土液化特性除了与砂土的相对密实度有关外,还与其振动应变史有关砂土的相对密实度有关外,还与其振动应变史有关第二节第二节 加固机理加固机理11二、加固机理二、加固机理(二)、对粘性土加固机理(二)、对粘性土加固机理1 1、置换:、置换: 对对粘粘性性土土地地基基(特特别别是是饱饱和和软软土土),,由由于于土土的的粘粘粒粒含含量量多多,,粒粒间间结结合合力力强强,,渗渗透透性性低低,,在在振振动动力力或或挤挤压压力力的的作作用用下下土土中中水水不不易易排排走走,,所所以以碎碎(砂砂)石石桩桩的的作作用用不不是是使使地地基基挤挤密密,,而而是是置置换换,,碎碎石石桩桩置置换换法法是是一一种种换换土土置置换换,,排排土土法法则则是是一一种种强强制制置置换换,,而而对对桩桩间间土土的的挤挤密密效效果果并并不不明显明显 在在施施工工过过程程中中会会使使饱饱和和软软粘粘土土地地基基地地面面产产生生较较大大隆隆起起,有时会造成,有时会造成表层硬壳层松动表层硬壳层松动。
第二节第二节 加固机理加固机理12二、加固机理二、加固机理(二)、对粘性土加固机理(二)、对粘性土加固机理2 2、桩土应力比:、桩土应力比: 大大部部分分荷荷载载将将由由碎碎(砂砂)石石桩桩承承担担,,桩桩体体应应力力和和桩桩间间粘性土应力之比值称为粘性土应力之比值称为桩土应力比桩土应力比,一般为,一般为2~43 3、排水固结:、排水固结: 大排水通道,加速固结大排水通道,加速固结4 4、桩体作用和垫层作用:、桩体作用和垫层作用: 应力集中作用或垫层应力扩散作用应力集中作用或垫层应力扩散作用第二节第二节 加固机理加固机理13二、加固机理二、加固机理 总之,碎总之,碎(砂砂)石桩作为石桩作为复合地基复合地基的加固作用,除了的加固作用,除了提提高地基承载力高地基承载力,,减少地基的沉降减少地基的沉降外,还可用来外,还可用来提高土体提高土体的抗剪强度的抗剪强度,,增大土坡的抗滑稳定性增大土坡的抗滑稳定性国外通常将这类国外通常将这类加固归属于加固归属于“加筋法加筋法”范畴 不论对疏松砂性土还是软弱粘性土,碎不论对疏松砂性土还是软弱粘性土,碎(砂砂)石桩的加石桩的加固有固有挤密挤密、、置换、排水、垫层和加筋置换、排水、垫层和加筋的作用。
的作用第二节第二节 加固机理加固机理14三、设计计算三、设计计算(一)振冲密实法(一)振冲密实法1 1、加固范围、加固范围 见书见书P512 2、桩位布置及间距、桩位布置及间距 见书见书P51 第三节第三节 设计计算设计计算15三、设计计算三、设计计算3 3、加固深度、加固深度 深深度度不不大大((持持力力层层))、、变变形形控控制制((变变形形和和承承载载力力))、、稳稳定定控控制制((最最危危险险滑滑动动面面以以下下))、、可可液液化化((液液化化土土层层埋埋深以下)、不宜小于深以下)、不宜小于4m4 4、承载力和变形计算、承载力和变形计算 见书见书P52 5 5、材料、材料 粗粗粒粒硬硬质质无无粘粘性性材材料料::粗粗((砾砾))砂砂、、角角((圆圆))砾砾、、碎石、卵石、矿渣等;粒径一般碎石、卵石、矿渣等;粒径一般0.5~5cm;含泥量;含泥量<10%6 6、适用土类、适用土类 粒径粒径<0.0074mm的细粒含量的细粒含量<10%的的砂土类;砂土类; 粘粒含量粘粒含量>20%时无效果时无效果第三节第三节 设计计算设计计算16三、设计计算三、设计计算(二)振冲置换法(二)振冲置换法1 1、加固范围、加固范围 一般据建筑物重要性、现场条件和基础形式综合确一般据建筑物重要性、现场条件和基础形式综合确定。
通常均超出基础地面范围通常均超出基础地面范围2 2、加固深度、加固深度 深度不大(持力层);深度较大(见书深度不大(持力层);深度较大(见书P54)) 抗震要求;抗滑(最低滑动面抗震要求;抗滑(最低滑动面1m以下)以下) 不宜小于不宜小于4m,也不宜大于,也不宜大于18m第三节第三节 设计计算设计计算17三、设计计算三、设计计算(二)振冲置换法(二)振冲置换法3 3、桩位布置及间距、桩位布置及间距 见书见书P54独立基础:用点支持独立基础:用点支持条形基础:用线支持条形基础:用线支持筏形基础:用面支持筏形基础:用面支持 第三节第三节 设计计算设计计算18第三节第三节 设计计算设计计算筏形基础筏形基础——满堂式的板式基础,有平板式和梁板式之分桩基础桩基础——多数用于高层建筑或土质不好的情况下 ,由若干桩来支承一个平台,然后由这个平台托住整个建筑物,叫做桩承台箱型基础箱型基础——由钢筋混凝土的底板、顶板和若干纵横墙组成的,形成空心箱体的整体结构,共同来承受上部结构的荷载19三、设计计算三、设计计算4、桩径、桩径 根据用料量估算的平均值,根据用料量估算的平均值,0.8~1.2m第三节第三节 设计计算设计计算20三、设计计算三、设计计算5 5、承载力计算、承载力计算((1 1)复合地基承载力:)复合地基承载力:1 1)各部分应力关系)各部分应力关系 均布荷载均布荷载p p作用下,碎石桩作用下,碎石桩应应力力p pp p、粘、粘性土应力性土应力p ps s,之间关系:,之间关系:第三节第三节 设计计算设计计算定义桩土应力比定义桩土应力比n::面积置换率面积置换率m::应力集中系数应力集中系数μp::应力集中系数应力集中系数μs::关系式关系式::ppps21三、设计计算三、设计计算5 5、承载力计算、承载力计算((1 1)复合地基承载力:)复合地基承载力:2 2)规范规定及公式)规范规定及公式 振振冲冲桩桩复复合合地地基基承承载载力力特特征征值值应应通通过过现现场场复复合合地地基基载载荷荷试试验验确确定定,,初初步步设设计计时时也也可可用用单单桩桩和和处处理理后后桩桩间间土承载力特征值按下式估算:土承载力特征值按下式估算:第三节第三节 设计计算设计计算 对对小小型型工工程程的的粘粘性性土土地地基基如如无无现现场场载载荷荷试试验验资资料料,,初步设计时复合地基承载力特征值也可按下式估算:初步设计时复合地基承载力特征值也可按下式估算:(4-4)(4-7)22三、设计计算三、设计计算5 5、承载力计算、承载力计算((2 2)单桩承载力:)单桩承载力: 桩体破坏形式:桩体破坏形式:鼓出(破坏深度约为鼓出(破坏深度约为2d))、刺入、、刺入、剪切破坏剪切破坏 计算方法:计算方法:估算单桩承载力的方法包括:侧向极限估算单桩承载力的方法包括:侧向极限应力法、整体剪切破坏法、球穴扩张法等。
应力法、整体剪切破坏法、球穴扩张法等1 1))Hughes-WithersHughes-Withers计算法(计算法(P55P55)) 第三节第三节 设计计算设计计算碎石桩碎石桩φφp p=38=380 0时,则可得:时,则可得:f fpupu=(p=(p0 0+u+u0 0+4c+4cu u)K)Kp p (4-9) (4-9)fpu=6cuKp (4-10a)(4-10b)23三、设计计算三、设计计算((2 2)单桩承载力:)单桩承载力:2 2)综合单桩极限承载力法)综合单桩极限承载力法 假定单桩破坏是轴对称问题,桩周土是被动破坏:假定单桩破坏是轴对称问题,桩周土是被动破坏:第三节第三节 设计计算设计计算简化公式简化公式::Kp--被动如压力系数被动如压力系数σrl--桩体侧向极限应力桩体侧向极限应力见表见表4-2 fpu fpu24三、设计计算三、设计计算((2 2)单桩承载力:)单桩承载力:3 3)经验法)经验法 P56 P56表表4-34-3第三节第三节 设计计算设计计算25三、设计计算三、设计计算6 6、沉降计算、沉降计算 碎碎(砂砂)石桩的沉降计算主要包括石桩的沉降计算主要包括复合地基加固区的复合地基加固区的沉降沉降和和加固区下卧层加固区下卧层的沉降。
按照分层总和法计算按照分层总和法计算P56))第三节第三节 设计计算设计计算26三、设计计算三、设计计算7 7、稳定分析、稳定分析 用碎石桩加固地基形成复合地基,地基路堤等的用碎石桩加固地基形成复合地基,地基路堤等的整体稳定性分析采用整体稳定性分析采用圆弧条分法圆弧条分法计算稳定安全系数,计算稳定安全系数,需考虑需考虑复合地基的抗剪强度复合地基的抗剪强度第三节第三节 设计计算设计计算复合地基抗剪强度复合地基抗剪强度::其中:其中:c--桩间土的凝聚力桩间土的凝聚力27三、设计计算三、设计计算8 8、适宜土类、适宜土类 粉粉土土;;一一般般性性粘粘土土;;软软粘粘土土((沉沉降降量量大大));;杂杂填填土土;;粉煤灰;自重湿陷性黄土(预先浸泡)粉煤灰;自重湿陷性黄土(预先浸泡)第三节第三节 设计计算设计计算28三、设计计算三、设计计算9 9、几个重要参数、几个重要参数((1)桩体内摩擦角)桩体内摩擦角φp:: 碎石桩碎石桩35~450,多采用,多采用380((2 2)不排水抗剪强度:)不排水抗剪强度: 现场十字板试验测定现场十字板试验测定((3 3)原地基土沉降模量:)原地基土沉降模量: 现场复合地基静荷载试验现场复合地基静荷载试验 见书见书P58 第三节第三节 设计计算设计计算29三、设计计算三、设计计算((4 4)面积置换率)面积置换率m m:: 为桩的截面积为桩的截面积Ap与其影响面积与其影响面积A之比。
之比 用用de表示影响区域的面积表示影响区域的面积等效直径等效直径则有:则有: 等边三角形布置时:等边三角形布置时: 正方形布置时:正方形布置时: 矩形布置时:矩形布置时: 面积置换率面积置换率m:第三节第三节 设计计算设计计算l 为桩间距为桩间距l1,l2 为桩为桩纵横间距纵横间距一般一般m=0.25~0.430三、设计计算三、设计计算10、垫层、垫层 桩顶部宜铺设一层厚度为桩顶部宜铺设一层厚度为30~~50cm的砂石垫层并压的砂石垫层并压实11、材料、材料 就地取材;粗粒硬质无粘性材料:粗(砾)砂、角就地取材;粗粒硬质无粘性材料:粗(砾)砂、角(圆)砾、碎石、卵石、矿渣等;含泥量小;直径(圆)砾、碎石、卵石、矿渣等;含泥量小;直径<8cm,一般,一般2~5cm第三节第三节 设计计算设计计算31振冲法振冲法施工基本原理施工基本原理 振冲器(包括潜水泵)振冲器(包括潜水泵)→→边振边冲边振边冲→ 振冲器沉到振冲器沉到土中设计深度土中设计深度→ 清孔清孔→ 填入碎石填入碎石→ 对填料振挤密实对填料振挤密实→ 提升振冲器提升振冲器→… … 反复反复… 填料填料→振密振密→提升振冲器提升振冲器→到到地面地面→ 形成碎石桩。
形成碎石桩 振冲器、施工现场、施工顺序如下振冲器、施工现场、施工顺序如下第四节第四节 施工施工321 1、施工机械、施工机械 振振冲冲器器、、起起重重机机 ,,施施工工设设备备应应配配有有电电流流、、电电压压和和留留振时间自动信号仪表振时间自动信号仪表 水压水量要求(见书水压水量要求(见书P61))2 2、施工顺序:、施工顺序: 砂土地基:由外到内(挤密)砂土地基:由外到内(挤密) 粘性土:由里及外(置换)粘性土:由里及外(置换) 承载力较低的软粘土:间隔跳打(减少扰动)承载力较低的软粘土:间隔跳打(减少扰动) 邻近建筑物时:从邻近建筑物边开始(减少扰动)邻近建筑物时:从邻近建筑物边开始(减少扰动)第四节第四节 施工施工333435363738393 3、施工方法与工艺、施工方法与工艺1)清理)清理平整平整施工场地,施工场地,布置布置桩位;桩位; 2)施工机具就位,使振冲器)施工机具就位,使振冲器对准桩位对准桩位;; 3))启启动动供供水水泵泵和和振振冲冲器器,,水水压压可可用用200~~600KPa,,水水量量可可用用200~~400L/min,,将将振振冲冲器器徐徐徐徐沉沉入入土土中中,,造造孔孔速速度度宜宜为为0.5~~2.0m/min,,直直至至达达到到设设计计深深度度。
记记录录振振冲器经各深度的水压、电流和留振时间冲器经各深度的水压、电流和留振时间 4))造造孔孔后后边边提提升升振振冲冲器器边边冲冲水水直直至至孔孔口口,,再再放放至至孔孔底底,,重重复复两两三三次次扩扩大大孔孔径径并并使使孔孔内内泥泥浆浆变变稀稀,,开开始始填填料料制制桩桩 第四节第四节 施工施工405))大大功功率率振振冲冲器器投投料料可可不不提提出出孔孔口口,,小小功功率率振振冲冲器器下下料料困困难难时时,,可可将将振振冲冲器器提提出出孔孔口口填填料料,,每每次次填填料料厚厚度度不不宜宜大大于于50cm将将振振冲冲器器沉沉入入填填料料中中进进行行振振密密制制桩桩,,当当电电流流达达到到规规定定的的密密实实电电流流值值和和规规定定的的留留振振时时间间后后,,将振冲器提升将振冲器提升30~~50cm 6))重重复复以以上上步步骤骤,,自自下下而而上上逐逐段段制制作作桩桩体体直直至至孔孔口口,,记记录录各各段段深深度度的的填填料料量量、、最最终终电电流流值值和和留留振振时时间间,,并并均应符合设计规定均应符合设计规定 7))关闭关闭振冲器和水泵振冲器和水泵第四节第四节 施工施工413 3、施工方法、施工方法((1)填料方法:)填料方法: 提提出出口口填填料料一一次次1m、、不不提提出出口口填填料料一一次次1m 、边边提提边填边振边填边振((2))“振动挤密振动挤密”施工操作要求:施工操作要求: 中粗砂地基:中粗砂地基:可不需填料,直接振挤密可不需填料,直接振挤密 粉细砂、粉质粘土地基:粉细砂、粉质粘土地基:边振边填边振边填 施工操作关键:施工操作关键:留振时间、水量大小留振时间、水量大小 水量大小:水量大小:保证饱和保证饱和 留振时间:留振时间:(见书(见书P63),保证充分液化),保证充分液化第四节第四节 施工施工423 3、施工方法、施工方法((2))“振动挤密振动挤密”施工操作要求:施工操作要求: 桩桩顶顶1m难难密密实实区区::施施工工完完毕毕后后应应将将顶顶部部预预留留的的松松散散桩桩体体挖挖除除,,如如无无预预留留应应将将松松散散桩桩头头压压实实,,随随后后铺铺设设并压实垫层。
并压实垫层 不不加加填填料料的的振振冲冲施施工工::宜宜采采用用大大功功率率振振冲冲器器,,为为了了避避免免造造孔孔中中塌塌砂砂将将振振冲冲器器抱抱住住,,下下沉沉速速度度宜宜快快,,造造孔孔速度宜为速度宜为8~~10m/min 在在粗粗砂砂中中施施工工如如遇遇下下沉沉困困难难::可可在在振振冲冲器器两两侧侧增增焊焊辅助水管,加大造孔水量,但造孔水压宜小辅助水管,加大造孔水量,但造孔水压宜小第四节第四节 施工施工433 3、施工方法、施工方法((3))“振动置换振动置换”施工操作要求:施工操作要求: 粘土地基:粘土地基:清孔清孔 土层夹有硬土层:土层夹有硬土层:扩孔扩孔 填填料料方方法法::少少量量多多餐餐、、填填料料量量大大于于理理论论值值、、密密实实电电流大于空振电流流大于空振电流35~45A 很软的软土:很软的软土:先护壁(加料固壁)、后制桩先护壁(加料固壁)、后制桩 桩顶桩顶1m难密实区:难密实区:处理方法同前处理方法同前第四节第四节 施工施工444 4、施工质量控制、施工质量控制 质量控制质量控制3要素:要素:填料量、密实电流、留振时间填料量、密实电流、留振时间第四节第四节 施工施工45四、施工方法四、施工方法(二)沉管法(二)沉管法 原原用用于于制制作作砂砂桩桩,,近近年年也也用用于于碎碎石石桩桩,,干干法法施施工工,,包括振动成桩、冲击成桩法。
包括振动成桩、冲击成桩法第四节第四节 施工施工46柴油锤打桩柴油锤打桩47柴油锤打桩柴油锤打桩48振动沉桩锤振动沉桩锤495051四、施工方法四、施工方法(二)沉管法(二)沉管法1 1、振动成桩法、振动成桩法((1 1)一次拔管法)一次拔管法1 1)施工机具)施工机具 振动式打桩机振动式打桩机第四节第四节 施工施工桩靴桩靴52四、施工方法四、施工方法(二)沉管法(二)沉管法1 1、振动成桩法、振动成桩法((1 1)一次拔管法)一次拔管法2 2)施工工艺)施工工艺3)质量控制)质量控制 桩身连续性桩身连续性 直径直径第四节第四节 施工施工53四、施工方法四、施工方法(二)沉管法(二)沉管法1 1、振动成桩法、振动成桩法((2 2)逐步拔管法)逐步拔管法1)施工机具)施工机具2 2)施工工艺)施工工艺3)质量控制)质量控制((3 3)重复拔管法)重复拔管法1)施工机具:桩管下端特殊构造)施工机具:桩管下端特殊构造2)施工工艺:下压桩管、压实填料)施工工艺:下压桩管、压实填料3)质量控制)质量控制第四节第四节 施工施工54四、施工方法四、施工方法(二)沉管法(二)沉管法2 2、冲击成桩法、冲击成桩法((1 1)单管法)单管法1)施工机具:)施工机具:蒸汽、柴油打桩机,蒸汽、柴油打桩机,预制桩尖预制桩尖2 2)成桩工艺:)成桩工艺:3)质量控制:)质量控制:第四节第四节 施工施工55四、施工方法四、施工方法(二)沉管法(二)沉管法2 2、冲击成桩法、冲击成桩法((2 2)双管法)双管法1)芯管密实法:)芯管密实法: 成桩工艺成桩工艺2)内击成管法:)内击成管法: 成桩工艺成桩工艺第四节第四节 施工施工56五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验1 1、适用:、适用: 振振冲冲桩桩、、土土桩桩、、石石灰灰桩桩、、灰灰土土挤挤密密桩桩、、CFGCFG桩桩、、水水泥搅拌桩、旋喷桩等。
泥搅拌桩、旋喷桩等2、载荷板:、载荷板: 刚性、圆形或方形、面积、中心相对刚性、圆形或方形、面积、中心相对3、试坑尺寸:、试坑尺寸: 底高与基础底等高、平面大于载荷板的底高与基础底等高、平面大于载荷板的3倍、基架支倍、基架支撑于坑外撑于坑外4、垫层:、垫层: 承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层,垫层厚度取承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层,垫层厚度取50~~150mm,桩身强度高时宜取大值桩身强度高时宜取大值第五节第五节 复合地基荷载试验复合地基荷载试验57千千斤斤顶顶第五节第五节 复合地基荷载试验复合地基荷载试验58五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验5 5、载荷及等级:、载荷及等级: 加加载载等等级级可可分分为为8~~12级级最最大大加加载载压压力力不不应应小小于于设计要求压力值的设计要求压力值的2倍6、沉降测读时间:、沉降测读时间: 每每加加一一级级荷荷载载前前后后均均应应各各读读记记承承压压板板沉沉降降量量一一次次,,第第一一个个小小时时内内,,第第1、、5、、10、、20、、30、、45、、60min时时测测读,以后每半个小时读记一次。
读,以后每半个小时读记一次7、测读稳定标准:、测读稳定标准: 当当1h内沉降量小于内沉降量小于0.1mm时,即可加下一级荷载时,即可加下一级荷载 第五节第五节 复合地基荷载试验复合地基荷载试验59五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验8 8、终止试验条件:、终止试验条件: 当出现下列现象之一时可终止试验:当出现下列现象之一时可终止试验: 1)沉降急剧增大,土被挤出或承压板周围出现明显的)沉降急剧增大,土被挤出或承压板周围出现明显的隆起;隆起; 2)承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的)承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%;%; 3)当达不到极限荷载,而最大加载压力已大于设计要)当达不到极限荷载,而最大加载压力已大于设计要求压力值的求压力值的2倍9、卸载:、卸载: 卸卸载载级级数数可可为为加加载载级级数数的的一一半半,,等等量量进进行行,,每每卸卸一一级级,,间间隔隔半半小小时时,,读读记记回回弹弹量量((15、、30min)),,待待卸卸完全部荷载后间隔完全部荷载后间隔3h读记总回弹量读记总回弹量 第五节第五节 复合地基荷载试验复合地基荷载试验600 0sppcrpuabc61五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验1010、复合地基承载力特征值的确定:、复合地基承载力特征值的确定:1 1)弯曲型:)弯曲型: 当当压力压力-沉降曲线沉降曲线上上极限荷载极限荷载(pu)能确定,而其值不能确定,而其值不小于对应小于对应比例界限比例界限(pcr)的的2倍时,可取倍时,可取比例界限比例界限(即即fspk= pcr) ;当其值小于对应;当其值小于对应比例界限比例界限的的2倍时,可取倍时,可取极限荷极限荷载载的一半的一半(即即fspk= pu/2) ;;0 0sppcrpuabc第五节第五节 复合地基荷载试验复合地基荷载试验62五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验1010、复合地基承载力特征值的确定:、复合地基承载力特征值的确定:2 2)平缓型:)平缓型: 当当压力压力-沉降曲线沉降曲线是是平缓平缓的光滑曲线时,可按的光滑曲线时,可按相对相对变形值变形值确定:确定: ((1 1)对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩:)对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩:①①当以当以粘性土粘性土为主的地基,可取为主的地基,可取s/b或或s/d等于等于0.015所对所对应的压力(应的压力(s为载荷试验承压板的沉降量;为载荷试验承压板的沉降量;b和和d分别为分别为承压板宽度和直径,当其值大于承压板宽度和直径,当其值大于2m时,时,按按2m计算计算);); ②②当以当以粉土或砂土粉土或砂土为主的地基,可取为主的地基,可取s/b或或s/d等于等于0.01所所对应的压力。
对应的压力第五节第五节 复合地基荷载试验复合地基荷载试验63五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验1010、复合地基承载力特征值的确定:、复合地基承载力特征值的确定:2 2)平缓型:)平缓型: ((2))对对土土挤挤密密桩桩、、石石灰灰桩桩或或柱柱锤锤冲冲扩扩桩桩复复合合地地基基,,可可取取s/b或或s/d等等于于0.012所所对对应应的的压压力力对对灰灰土土挤挤密密桩桩复复合合地基,可取地基,可取s/b或或s/d等于等于0.008所对应的压力所对应的压力3))对对水水泥泥粉粉煤煤灰灰碎碎石石桩桩或或夯夯实实水水泥泥土土桩桩复复合合地地基基::①①当当以以卵卵石石、、圆圆砾砾、、密密实实粗粗中中砂砂为为主主的的地地基基,,可可取取s/b或或s/d等于等于0.008所对应的压力;所对应的压力; ②②当当以以粘粘性性土土、、粉粉土土为为主主的的地地基基,,可可取取s/b或或s/d等等于于0.01所对应的压力所对应的压力 第五节第五节 复合地基荷载试验复合地基荷载试验64五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验1010、复合地基承载力特征值的确定:、复合地基承载力特征值的确定:2 2)平缓型:)平缓型: ((4))对对水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩或或旋旋喷喷桩桩复复合合地地基基,,可可取取s/b或或s/d等于等于0.006所对应的压力。
所对应的压力5))对对有有经经验验的的地地区区,,也也可可按按当当地地经经验验确确定定相相对对变变形形值 按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半载压力的一半 11、、试试验验点点的的数数量量不不应应少少于于3点点,,当当满满足足其其极极差差不不超超过过平平均均值值的的30%%时时,,可可取取其其平平均均值值为为复复合合地地基基承承载载力力特特征值 第五节第五节 复合地基荷载试验复合地基荷载试验65六、质量检验六、质量检验 1 1、时间、时间: : 施施工工结结束束后后,,除除砂砂土土地地基基,,应应间间隔隔一一定定时时间间方方可可进进行质检,对粘性土,间隔可取行质检,对粘性土,间隔可取3~~4周周,,对粉土对粉土2~3周周 2 2、方法:、方法: 施施工工质质量量检检验验,,常常用用单单桩桩载载荷荷和和动动探探试试验验加加固固效效果检验果检验常用单桩复合地基和多桩复合地基常用单桩复合地基和多桩复合地基载荷试验载荷试验 对对砂砂土土或或粉粉土土层层中中碎碎( (砂砂) )石石桩桩,,尚尚可可用用标标贯贯、、静静探探等等试试验验对对桩桩间间土土进进行行处处理理前前后后对对比比试试验验。
对对砂砂桩桩还还可可采用采用标贯标贯或或动探动探等方法检测等方法检测桩的挤密质量桩的挤密质量 3 3、数量:、数量: 单单桩桩载载荷荷试试验验,,检检验验数数量量为为桩桩数数的的0.5%0.5%,,但但总总数数不不得少于得少于3 3根第六节第六节 质量检验质量检验66七、工程实例七、工程实例见教材第七节第七节 工程实例工程实例本节完67本章完谢 谢!68。