地基处理3

砂桩第四章基本概念1、定义：砂桩指用振动或冲击荷载在软弱地基中成孔后，再将砂挤压入土中形成的大直径密实柱体。2、适用范围：松散砂土、人工填土、粉土和杂填土地基。3、作用：提高地基强度、降低压缩性，或消除地基液化性。建筑物以变形为控制条件，则砂桩处理后的软弱地基需经预压，消除沉降后可作建筑物地基。4、工程应用：中小型工业与民用建筑、散料堆场、码头、路堤、油罐等工程的地基加固。第一节砂桩的加固机理一、松散砂土中的加固机理松散砂土孔隙大，在动静荷载的作用下，产生较大沉降，必须经过人工处理。砂桩成桩采用振动或冲击方法，桩管对周围砂土产生很大横向挤压力，将地基中等于桩管体积的砂挤向周围砂层，这种强制挤密使砂土相对密度Dr增加，孔隙比e减小，摩擦角φ提高，地基承载力fk增大，同时消除液化砂桩1、置换作用：粘土多为蜂窝结构，成桩过程中受到扰动后，强度降低，起不到挤密加固作用，砂桩加固主要是利用砂桩本身强度形成复合地基，提高地基的承载力和地基的整体稳定性。2、排水作用蜂窝状结构絮状结构粘性土的渗透系数小，在10-7～10-4cm/s的范围内。砂土的渗透系数达10-3cm/s，所以设置砂土后，减少了软弱地基土的排水距离，加快固结速率，有助于地基强度的提高。二、软弱粘性土中的加固机理砂桩第二节砂桩的设计和计算一、加固范围1、砂桩挤密地基的宽度应超出基础宽度，每边放宽不应小于1～3排。2、砂桩用于防止砂层液化时，每边放宽不宜小于处理深度的1/2，不应小于5m。可液化层上覆盖有厚度大于3m非液化土层，每边放宽不宜小于液化层厚度的1/2，不应小于3m。二、桩位布置砂石桩桩孔宜采用等边三角形或正方形布置。dldl三、桩径采用300～800mm，对饱和粘土地基宜采用较大桩径四、桩长1、软弱土层厚度不大时，砂桩应穿过软弱土层，以减少地基变形2、在可液化地基中，桩长应穿透可液化地基3、软弱土层厚度较大时，对按稳定性控制的工程，砂桩长度应不小于最危险滑动面以下1m（一般为1.5～2.0m）深度；对按变形控制的工程，砂桩长度应满足砂桩复合地基沉降量不超过建筑物地基容许沉降量的要求，并满足软弱下卧层强度的要求。dksfp,五、桩距计算（一）砂性土地基中的桩距计算（1）假定松散砂土中打入砂桩能起到100%的挤密效果，即成桩过程中地面没有隆起或下沉现象，被加固的砂土没有流失。（2）计算参数及公式单桩加固面积，正方形布桩A2lApA桩体面积4/2dApl桩距q单位深度灌砂量0V原地基土单位深度平均体积sV砂固相颗粒体积VV加固后孔隙VV天然地基中单位深度加固区孔隙LApA0VsVVVVVsVpV处理前体积：)1(1020eVlVs处理后体积：1)1(0011ppsAVVVeVV00010111VAVeeVVp桩体直径为d：4/2dAp两式联立：100190.0eeedl（3）地基挤密后的孔隙比1e1）根据加固后地基承载力的要求，由密实度推算加固后孔隙比20101leeeAp正方形布置e0.950.85e0.950.70e0.85E0.70细砂、粉砂e0.850.75e0.850.60e0.75e0.60砾砂、粗砂、中砂松散稍密中密密实材料状态砂土密实度参考表2）根据抗震规范要求，确定加固后地基的相对密度Dr)(minmaxmax1eeDeerminmax,ee砂土最大和最小孔隙比rD相对密度，可取0.70～0.85。（二）粘性土地基中的桩距计算1、由天然地基强度或建筑物容许变形，选定桩土应力比（n）值，取值范围2～4。不排水抗剪强度kpacu30~204~3nkpacu40~303~2n天然地基强度低取大值，强度高取小值2、由天然地基承载力和复合地基要求的承载力计算面积换算率m值kskspfnmf,,)]1(1[3、选定砂桩直径d，计算砂桩截面积4/2dAp4、由面积换算率m计算一根砂桩的分担面积A。mAAAAmpp//11/,,nffmksksp5、计算桩距正三角形布置：AL08.1正方形布置：AL第三节砂桩的施工一、材料砂桩填料宜采用级配较好的中粗砂，也可用砾砂。饱和软粘土地基应选用级配好、强度高的砂砾混合料。二、施工顺序砂性土地基施工从外围或两侧向中间进行，以挤密为主的砂桩宜间隔施工；粘性土地基中砂桩从中间向外围或隔排施工三、振动成桩法在振动机作用下，把带有底盖的套管打入到规定深度，然后投入砂料，排砂入土，并振动密实成桩。对桩位打桩投砂排砂振密再投料成桩四、锤击成桩法（一）单管法桩管就位将桩管用蒸气打桩机和柴油机打桩机打到设计深度灌砂按规定速度拔出桩管（二）双管成桩法将内外管安放在预定桩位上锤击内外管，下沉到规定深度拔起内管，向外管内灌砂放下内管到外管砂面上，拔起外管到与内管平齐锤击内外管，将砂压实拔起内管向管内灌砂重复成桩第四节质量检验1、可用标准贯入法、静力触探法、或动力触探等方法检测测桩及桩间土质量。2、检测时间：饱和粘土应待超孔隙水压力基本消散后进行，间隔时间宜为1～2周；对其他土可在施工后3～5周进行。