水利工程地基处理碎石桩学习教案.pptx

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1、会计学1水利工程水利工程(shulgngchng)地基处理碎石地基处理碎石桩桩第一页，共67页。一、概述一、概述2、历史、历史(lsh)：（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认为为振振冲冲法法在在粘粘性性土土中中形形成成的的密密实实碎石柱称为碎石桩。碎石柱称为碎石桩。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、袋袋装装碎石桩法、强夯置换法等碎石桩法、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

2、125KW大大功功率振冲器，河北建科院干振冲。率振冲器，河北建科院干振冲。第一节第一节 概述概述(i sh)第2页/共67页第二页，共67页。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理，最最初初采采用用冲冲孔孔捣捣实实、以以后后采采用射水振动施工法。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

3、前前日日本本采采用用的的振振动动式式和和冲冲击击(chngj)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，处处理理深深度度也也有有较较大大幅幅度度的增大。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、交通、水利等建设工程中都得到了应用。交通、水利等建设工程中都得到了应用。第一节第一节 概述概述(i sh)第3页/共67页第三页，共67页。一、概述一、概述3、碎石桩：、碎石桩：（1）分分类类：按按其其成成桩桩过过程程和和作作用用(zuyng)可可分为四类：分为四类：第一节第一节 概述概述(i sh)第4页/共67页第四页，

4、共67页。一、概述一、概述(i sh)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：振振冲冲法法适适用用于于处处理理砂砂土土、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等地地基基。对对于于处处理理不不排排水水抗抗剪剪强强度度不不小小于于20kPa的的饱饱和和粘粘性性土土和和饱饱和和黄黄土土地地基基，应应在在施施工工前前通通过过现现场场试试验验确确定定其其适适用用性性。不不加加填填料料振振冲冲加加密密适适用用于于处处理理粘粘粒粒含含量量不不大大于于10%的的中中砂、粗砂地基。砂、粗砂地基。第一节第一节 概述概述(i sh)第5页/共67页第五页，

5、共67页。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，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(rngng)填填土土地地基基，如如今今在在软软粘粘土土中中，国国内内外外都都有有使使用用成成功功和和失失败败的的情况。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

6、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，使土的抗剪强度降低。构，使土的抗剪强度降低。第一节第一节 概述概述(i sh)第6页/共67页第六页，共67页。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 加加固固目目的的：提提高高承承载载力力，减减少少变变形形，增增强强抗抗液化性液化性 加固机理的三方面加固机理的三方面(fngmin)：1、挤密作用：、挤密作用：（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：由由于于在在成成桩桩过过程程中中桩桩管管对对周周围围砂

7、砂层层产产生生很很大大的的横横向向挤挤压压力力，桩桩管管体体积积的的砂砂挤挤向向桩桩管管周周围围的的砂砂层层，使使桩桩管管周周围围的的砂砂层层孔孔隙隙比比减减小小，密密实实度度增增大大，这这就就是是挤挤密密作作用用，有有效效挤挤密密范范围围可可达达34倍倍桩桩直直径。径。第二节第二节 加固加固(ji)机理机理第7页/共67页第七页，共67页。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、挤密作用：、挤密作用：（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(yuy)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

8、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25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，因因此此抗抗液液化化的性能得到改善。的性能得到改善。第二节第二节 加固加固(ji)机

9、理机理第8页/共67页第八页，共67页。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、排水减压作用：、排水减压作用：在在地地基基中中形形成成(xngchng)渗渗透透性性能能良良好好的的人人工工竖竖向排水减压通道，加快排水固结。向排水减压通道，加快排水固结。3、砂基预振作用：、砂基预振作用：美美国国人人Seed（1975）试试验验表表明明：砂砂土土液液化化特特性性除除了了与与砂砂土土的的相相对对密密实实度度有有关关外外，还还与与其其振振动动应应变变史史有有关。关。第二节第二节 加固加固(ji)机理机理第9页/共67页第九页，共67页。二、加固机理二、加固机理（

10、二）、对粘性土加固机理（二）、对粘性土加固机理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效果并不明显。密效果并不明显。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

11、产生生较较大大隆起，有时隆起，有时(yush)会造成表层硬壳层松动。会造成表层硬壳层松动。第二节第二节 加固加固(ji)机理机理第10页/共67页第十页，共67页。二、加固机理二、加固机理(j l)（二）、对粘性土加固机理（二）、对粘性土加固机理(j l)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桩土应力比，一般为粘性土应力之比值称为桩土应力比，一般为24。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、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

12、。应力集中作用或垫层应力扩散作用。第二节第二节 加固加固(ji)机理机理第11页/共67页第十一页，共67页。二、加固机理二、加固机理 总总之之，碎碎(砂砂)石石桩桩作作为为复复合合地地基基的的加加固固作作用用，除除了了提提高高地地基基承承载载力力，减减少少地地基基的的沉沉降降外外，还还可可用用来来提提高高土土体体的的抗抗剪剪强强度度，增增大大土土坡坡的的抗抗滑滑稳稳定定性。国外通常将这类加固归属于性。国外通常将这类加固归属于“加筋法加筋法”范畴。范畴。不不论论对对疏疏松松砂砂性性土土还还是是软软弱弱粘粘性性(zhn xn)土土，碎碎(砂砂)石石桩桩的的加加固固有有挤挤密密、置置换换、排排水水

13、、垫垫层和加筋的作用。层和加筋的作用。第二节第二节 加固加固(ji)机理机理第12页/共67页第十二页，共67页。三、设计计算三、设计计算（一）振冲密实法（一）振冲密实法1、加固范围、加固范围(fnwi)见书见书P512、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 设计设计(shj)计计算算第13页/共67页第十三页，共67页。三、设计计算三、设计计算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(yhu)（液液化化(yhu)土土

14、层层埋埋深深以以下下）、不不宜宜小小于于4m4、承载力和变形计算、承载力和变形计算 见书见书P52 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、碎碎石石、卵卵石石、矿矿渣渣等等；粒粒径径一一般般0.55cm；含含泥泥量量10%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20%时无效果。时无效果。第三节第三节 设计设计(shj)计计算算第14页/共67页第十四页，共67页。三、设计计算三、设计计算（二）振冲置换法（二）振冲置换法1、加固范围、加固范围 一一般般据据建建筑筑物物重重要要性性、现现场场条条件件和和基基础础形形式式综

15、综合合确确定。通常定。通常(tngchng)均超出基础地面范围。均超出基础地面范围。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 设计设计(shj)计计算算第15页/共67页第十五页，共67页。三、设计计算三、设计计算（二）振冲置换法（二）振冲置换法3、桩位布置、桩位布置(bzh)及间距及间距 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

16、支持 第三节第三节 设计设计(shj)计计算算第16页/共67页第十六页，共67页。第三节第三节 设计设计(shj)计计算算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(pngti)，然后由这个平台(pngti)托住整个建筑物，叫做桩承台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第17页/共67页第十七页，共67页。三、设计三、设计(shj)计算计算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，0.81.2m第三节第三节 设计设计(shj)计计算算第18

17、页/共67页第十八页，共67页。三、设计计算三、设计计算5、承载力计算、承载力计算（1）复合地基承载力：）复合地基承载力：1）各部分）各部分(b fen)应力关系应力关系 均均布布荷荷载载p作作用用下下，碎碎石石桩桩应应力力pp、粘粘性土应力性土应力ps，之间关系：，之间关系：第三节第三节 设计设计(shj)计计算算定义定义(dngy)桩土应力比桩土应力比n：面积置换率面积置换率m：应力集中系数应力集中系数p：应力集中系数应力集中系数s：关系式关系式：ppps第19页/共67页第十九页，共67页。三、设计计算三、设计计算5、承载力计算、承载力计算（1）复合地基）复合地基(dj)承载力：承载力：

18、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(dj)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(dj)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处理后桩间土承载力特征值按下式估算：和处理后桩间土承载力特征值按下式估算：第三节第三节 设计设计(shj)计计算算 对小型对小型(xioxng)(xioxng)工程的粘性土地基如无现场载荷试验资料，初步设计时复合地基承载力特征值也可按下式估算：工程的粘性土地基如无现场载荷试验资料，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）第20页/共67页第二十页，共67页。三、设

19、计计算三、设计计算5、承载力计算、承载力计算（2）单桩承载力：）单桩承载力：桩桩体体破破坏坏形形式式：鼓鼓出出（破破坏坏深深度度约约为为2d）、刺刺入入、剪切破坏剪切破坏 计计算算方方法法：估估算算单单桩桩承承载载力力的的方方法法包包括括：侧侧向向极极限限(jxin)应应力力法法、整整体体剪剪切切破破坏坏法法、球球穴穴扩扩张张法法等。等。1）Hughes-Withers计算法（计算法（P55）第三节第三节 设计设计(shj)计计算算碎石碎石(su sh)桩桩p=380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)fp

20、u=6cuKp (4-10a)(4-10b)第21页/共67页第二十一页，共67页。三、设计三、设计(shj)计算计算（2）单桩承载力：）单桩承载力：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 设计设计(shj)计计算算简化简化(jinhu)公式：公式：Kp-被动如压力系数被动如压力系数rl-桩体侧向极限应力桩体侧向极限应力见表见表4-2 fpu fpu第22页/共67页第二十二页，共67页。三、设计三、设计(shj)计算计算（2）单桩承载力：）单桩承载力：3）经验法）经验法 P56表表4

21、-3第三节第三节 设计设计(shj)计计算算第23页/共67页第二十三页，共67页。三、设计计算三、设计计算6、沉降、沉降(chnjing)计算计算 碎碎(砂砂)石石桩桩的的沉沉降降(chnjing)计计算算主主要要包包括括复复合合地地基基加加固固区区的的沉沉降降(chnjing)和和加加固固区区下下卧卧层层的的沉沉降降(chnjing)。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 设计设计(shj)计计算算第24页/共67页第二十四页，共67页。三、设计计算三、设计计算7、稳定分析、稳定分析 用用碎碎石石桩桩加加固固地地基基(dj)形形成成复复合合地地基基(dj)，地

22、地基基(dj)路路堤堤等等的的整整体体稳稳定定性性分分析析采采用用圆圆弧弧条条分分法法计计算算稳稳定定安安全全系系数数，需需考考虑虑复复合地基合地基(dj)的抗剪强度。的抗剪强度。第三节第三节 设计设计(shj)计计算算复合复合(fh)地基抗剪强度：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第25页/共67页第二十五页，共67页。三、设计计算三、设计计算8、适宜土类、适宜土类 粉粉土土；一一般般性性粘粘土土(zhn t)；软软粘粘土土(zhn t)（沉沉降降量量大大）；杂杂填填土土；粉粉煤煤灰灰；自自重重湿湿陷陷性性黄黄土土（预先浸泡）（预先浸泡）第三节第三节 设计设计(shj

23、)计计算算第26页/共67页第二十六页，共67页。三、设计计算三、设计计算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p：碎石桩碎石桩35450，多采用，多采用380（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）原地基土沉降）原地基土沉降(chnjing)模量：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 设计设计(shj)计计算算第27页/共67页第二十七页，共67页。三、设计计算三、设计计算（4）面积置换率）面积置换率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

24、响区域的面积等效直径则有：表示影响区域的面积等效直径则有：等边三角形布置等边三角形布置(bzh)时：时：正方形布置正方形布置(bzh)时：时：矩形布置矩形布置(bzh)时：时：面积置换率面积置换率m:第三节第三节 设计设计(shj)计计算算l 为桩间距为桩间距(jin j)l1,l2 为桩纵横间距为桩纵横间距一般一般m=0.250.4第28页/共67页第二十八页，共67页。三、设计计算三、设计计算10、垫层、垫层 桩桩顶顶部部宜宜铺铺设设一一层层厚厚度度为为3050cm的的砂砂石石垫垫层层并并压实。压实。11、材料、材料 就就地地取取材材(ji d q ci)；粗粗粒粒硬硬质质无无粘粘性性材材

25、料料：粗粗（砾砾）砂砂、角角（圆圆）砾砾、碎碎石石、卵卵石石、矿矿渣渣等等；含含泥量小；直径泥量小；直径8cm，一般，一般25cm第三节第三节 设计设计(shj)计计算算第29页/共67页第二十九页，共67页。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 振冲器沉到土中设计深度振冲器沉到土中设计深度 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 提升提升(tshng)振冲器振冲器 反复反复 填料填料振密振密提升提升(tshng)振冲器振冲器到地面到地面 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

26、序如下。第四节第四节 施工施工(sh gng)第30页/共67页第三十页，共67页。1、施工机械、施工机械 振冲器、起重机振冲器、起重机，施工设备应配有电流、电压和留振时间自动信号仪表。，施工设备应配有电流、电压和留振时间自动信号仪表。水压水量水压水量(shu lin)要求（见书要求（见书P61）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

27、四节 施工施工(sh gng)第31页/共67页第三十一页，共67页。第32页/共67页第三十二页，共67页。第33页/共67页第三十三页，共67页。第34页/共67页第三十四页，共67页。第35页/共67页第三十五页，共67页。第36页/共67页第三十六页，共67页。第37页/共67页第三十七页，共67页。3、施工方法与工艺、施工方法与工艺1）清理平整施工场地，布置桩位；）清理平整施工场地，布置桩位；2）施工机具就位，使振冲器对准桩位；）施工机具就位，使振冲器对准桩位；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 200600KPa，水水量量可可用用200

28、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0.52.0m/min，直直至至(zhzh)达达到到设设计计深深度度。记记录录振振冲冲器器经经各各深深度度的的水水压、电流和留振时间。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(zhzh)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稀，开始填料制桩。变稀，开始填料制桩。第四节第四节 施工施工(sh gng)第38页/共67页第三十八页，共67页。5）大功率振冲器投料可不提出孔口，小功率振冲器下料困难时，可将振冲器提出孔口填料

29、，每次填料厚度不宜大于）大功率振冲器投料可不提出孔口，小功率振冲器下料困难时，可将振冲器提出孔口填料，每次填料厚度不宜大于50cm。将振冲器沉入填料中进行振密制桩，当电流达到规定的密实。将振冲器沉入填料中进行振密制桩，当电流达到规定的密实(m shi)电流值和规定的留振时间后，将振冲器提升电流值和规定的留振时间后，将振冲器提升3050cm。6）重复以上步骤，自下而上逐段制作桩体直至孔口，记录各段深度的填料量、最终电流值和留振时间，并均应符合设计规定。）重复以上步骤，自下而上逐段制作桩体直至孔口，记录各段深度的填料量、最终电流值和留振时间，并均应符合设计规定。7）关闭振冲器和水泵。）关闭振冲器和

30、水泵。第四节第四节 施工施工(sh gng)第39页/共67页第三十九页，共67页。3 3、施工方法、施工方法(fngf)(fngf)（1 1）填料方法）填料方法(fngf)(fngf)：提出口填料一次提出口填料一次1m1m、不提出口填料一次、不提出口填料一次1m 1m、边提边填边振、边提边填边振（2 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：可不需填料，直接振挤密中粗砂地基：可不需填料，直接振挤密 粉细砂、粉质粘土地基：边振边填粉细砂、粉质粘土地基：边振边填 施工操作关键：留振时间、水量大小施工操作关键：留振时间、水量大小 水量大小：保证饱和水量大小：保证饱和 留振时间

31、：（见书留振时间：（见书P63P63），保证充分液化），保证充分液化第四节第四节 施工施工(sh gng)第40页/共67页第四十页，共67页。3 3、施工方法、施工方法（2 2）“振动挤密振动挤密”施工操作要求：施工操作要求：桩顶桩顶1m1m难密实区：施工完毕后应将顶部预留的松散桩体挖除，如无预留应将松散桩头压实，随后铺设并压实垫层。难密实区：施工完毕后应将顶部预留的松散桩体挖除，如无预留应将松散桩头压实，随后铺设并压实垫层。不加填料的振冲施工：宜采用不加填料的振冲施工：宜采用(ciyng)(ciyng)大功率振冲器，为了避免造孔中塌砂将振冲器抱住，下沉速度宜快，造孔速度宜为大功率振冲器，为

32、了避免造孔中塌砂将振冲器抱住，下沉速度宜快，造孔速度宜为8 810m/min10m/min。在粗砂中施工如遇下沉困难：可在振冲器两侧增焊辅助水管，加大造孔水量，但造孔水压宜小。在粗砂中施工如遇下沉困难：可在振冲器两侧增焊辅助水管，加大造孔水量，但造孔水压宜小。第四节第四节 施工施工(sh gng)第41页/共67页第四十一页，共67页。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：清孔粘土地基：清孔 土层夹有硬土层：扩孔土层夹有硬土层：扩孔 填料方法：少量多餐、填料量大于理论值、密实电流大于空振电流填料方法：少量多餐、填料量大于理论值、密实电流大于空振电

33、流3545A 很软的软土：先护壁很软的软土：先护壁(hb)（加料固壁）、后制桩（加料固壁）、后制桩 桩顶桩顶1m难密实区：处理方法同前难密实区：处理方法同前第四节第四节 施工施工(sh gng)第42页/共67页第四十二页，共67页。4 4、施工质量控制、施工质量控制 质量控制质量控制3 3要素：填料量、密实电流要素：填料量、密实电流(dinli)(dinli)、留振时间、留振时间第四节第四节 施工施工(sh gng)第43页/共67页第四十三页，共67页。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(su sh)桩桩，干干法施工

34、，包括振动成桩、冲击成桩法。法施工，包括振动成桩、冲击成桩法。第四节第四节 施工施工(sh gng)第44页/共67页第四十四页，共67页。柴油柴油(chiyu)锤打桩锤打桩第45页/共67页第四十五页，共67页。柴油柴油(chiyu)锤打桩锤打桩第46页/共67页第四十六页，共67页。振动振动(zhndng)沉桩锤沉桩锤第47页/共67页第四十七页，共67页。第48页/共67页第四十八页，共67页。第49页/共67页第四十九页，共67页。四、施工方法四、施工方法(fngf)（二）沉管法（二）沉管法1、振动成桩法、振动成桩法（1）一次拔管法）一次拔管法1）施工机具）施工机具 振动式打桩机振动式

35、打桩机第四节第四节 施工施工(sh gng)桩靴桩靴第50页/共67页第五十页，共67页。四、施工四、施工(sh gng)方法方法（二）沉管法（二）沉管法1、振动成桩法、振动成桩法（1）一次拔管法）一次拔管法2）施工）施工(sh gng)工艺工艺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(sh gng)第51页/共67页第五十一页，共67页。四、施工方法四、施工方法（二）沉管法（二）沉管法1、振动成桩法、振动成桩法（2）逐步拔管法）逐步拔管法1）施工机具）施工机具2）施工工艺）施工工艺3）质量控制）质量控制（3）重复拔管法）重复拔管法1）施工机具：桩管下端特殊

36、）施工机具：桩管下端特殊(tsh)构造构造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(sh gng)第52页/共67页第五十二页，共67页。四、施工方法四、施工方法（二）沉管法（二）沉管法2、冲击成桩法、冲击成桩法（1）单管法）单管法1）施施工工机机具具：蒸蒸汽汽(zhn q)、柴柴油油打打桩桩机机，预制桩尖预制桩尖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(sh gng)第53页/共67页第五十三页，共67页。四、施工方法四、施工方法（二）沉管法（二）沉管法2、冲击、冲击(chngj)成桩法成桩法

37、（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(sh gng)第54页/共67页第五十四页，共67页。五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验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(hu t)挤挤密密桩桩、CFG桩、水泥搅拌桩、旋喷桩等。桩、水泥搅拌桩、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：底底高高与与基基础础底底等等高高、平平面面大大于于载载荷荷板板的的3倍倍、基架支撑于坑外基架支撑于坑外4、垫层

38、：、垫层：承承压压板板底底面面下下宜宜铺铺设设粗粗砂砂或或中中砂砂垫垫层层，垫垫层层厚度取厚度取50150mm，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 复合地基复合地基(dj)荷载试验荷载试验第55页/共67页第五十五页，共67页。千千斤斤顶顶第五节第五节 复合地基荷载复合地基荷载(hzi)试验试验第56页/共67页第五十六页，共67页。五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验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812级级。最最大大加加载载压压力力不不应小于设计要求压力值的应小于设计要求压力值的2倍。倍。6、沉降测读时间：、沉降测读时间：每每加加一一级

39、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(xiosh)内内，第第1、5、10、20、30、45、60min时时测测读读，以以后后每每半半个个小小时时(xiosh)读记一次。读记一次。7、测读稳定标准：、测读稳定标准：当当1h内内沉沉降降量量小小于于0.1mm时时，即即可可加加下下一一级荷载。级荷载。第五节第五节 复合地基荷载复合地基荷载(hzi)试验试验第57页/共67页第五十七页，共67页。五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验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）沉沉降降急

40、急剧剧增增大大，土土被被挤挤出出或或承承压压板板周周围围出出现现明明显的隆起；显的隆起；2）承承压压板板的的累累计计沉沉降降量量已已大大于于其其宽宽度度或或直直径径(zhjng)的的6；3）当当达达不不到到极极限限荷荷载载，而而最最大大加加载载压压力力已已大大于于设设计要求压力值的计要求压力值的2倍。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），待待卸卸完完全全部部荷荷载载后后间间隔隔3h读读记记总总回回弹弹量。量。第五节第五节 复合复合(fh)地地基荷载试验基荷载

41、试验第58页/共67页第五十八页，共67页。0 0sppcrpuabc第59页/共67页第五十九页，共67页。五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验10、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）弯曲型：）弯曲型：当当压压力力-沉沉降降曲曲线线上上极极限限荷荷载载(pu)能能确确定定，而而其其值值不不小小于于对对应应比比例例界界限限(pcr)的的2倍倍时时，可可取取(kq)比比例例界界限限(即即fspk=pcr)；当当其其值值小小于于对对应应比比例例界界限限的的2倍倍时时，可取可取(kq)极限荷载的一半极限荷载的一半(即即fspk=pu/2)；0 0sppcrpuabc第

42、五节第五节 复合复合(fh)地地基荷载试验基荷载试验第60页/共67页第六十页，共67页。五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验10、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）平缓型：）平缓型：当当压压力力-沉沉降降曲曲线线是是平平缓缓的的光光滑滑曲曲线线时时，可可按按相对变形值确定：相对变形值确定：（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：当当以以粘粘性性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(dngy)0.015所所对对应应的的压压力力（s为为载载荷荷试试验验承承压压板板的的沉沉降降量量；b和和d分分别别为

43、为承承压压板板宽宽度度和和直直径径，当当其其值值大大于于2m时时，按按2m计计算算）；当当以以粉粉土土或或 砂砂 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(dngy)0.01所对应的压力。所对应的压力。第五节第五节 复合复合(fh)地地基荷载试验基荷载试验第61页/共67页第六十一页，共67页。五、复合地基载荷试验五、复合地基载荷试验10、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）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

44、压力力。对对灰灰土土挤挤密密桩桩复复合合地地基基，可可取取s/b或或s/d等等于于0.008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：当当以以卵卵石石(lunsh)、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等等于于0.008所所对对应应的压力；的压力；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等于等于0.01所对应的压力。所对应的压力。第五节第五节 复合复合(fh)地地基荷载试验基荷载试验第62页/共67页第六十二页，共67页。五、复合地基载荷试验五、

45、复合地基载荷试验10、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）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(xingdu)变形值。变形值。按按相相对对(xingdu)变变形形值值确确定定的的承承载载力力特特征征值值不不应大于最大加载压力的一半。应大于最大加载压力的一半。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，

46、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特征值。力特征值。第五节第五节 复合复合(fh)地地基荷载试验基荷载试验第63页/共67页第六十三页，共67页。六、质量检验六、质量检验 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34周，对粉土周，对粉土23周。周。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。加加固固效效果果(xiogu)检检验验常常用用单单桩桩复复合合地地基基和和多多桩桩复复合合地地基基载载荷试验。荷试验。对对砂砂土土

47、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标贯或动探等方法检测桩的挤密质量。采用标贯或动探等方法检测桩的挤密质量。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%，但但总总数数不不得少于得少于3根。根。第第六六节节 质量检验质量检验第64页/共67页第六十四页，共67页。七、工程实例七、工程实例(shl)见教材。见教材。第七节第七节 工程工程(gngchng)实例实例本节完第65页/共67页第六十五页，共67页。本章(bn zhn)完谢 谢!第66页/共67页第六十六页，共67页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第67页/共67页第六十七页，共67页。