铁路路基施工与维护 课件 2-4置换.pptx

铁路路基施工与维护2-4置换施工

目录砂（碎石）桩石灰桩0102强夯03

一二任务2-4-1砂（碎石）桩砂（碎石）桩的定义与适用范围砂（碎石）桩的加固机理目录三碎石桩的施工

一砂（碎石）桩的定义与适用范围

砂桩也称为挤密砂桩或砂桩挤密法，是指用振动或冲击荷载在软弱地基中成孔后将砂再挤入土中，形成大直径的密实砂柱体的地基加固的方法。砂桩法适用于挤密松散砂土、粉土、黏性土、素填土、杂填土等地基。饱和黏土地基对变形控制要求不严的工程也可采用砂桩置换处理。一、砂（碎石）桩的定义与适用范围

一、砂（碎石）桩的定义与适用范围碎石桩是以碎石（卵石）为主要材料制成的复合地基加固桩。碎石桩和砂桩等在国外统称为散体桩或粗颗粒土桩。散体桩是指无黏结强度的桩，由碎石柱或砂桩等散体桩和桩间土组成的复合地基亦可称为散体桩复合地基。

二砂（碎石）桩的加固机理

松散砂土地基属单粒结构，是典型的散粒状体，其颗粒之间存在较大的孔隙，颗粒位置不稳定，在动（静）荷载的作用下很容易产生位移，因而产生较大的沉降，特别是在振动力作用下更为明显（体积可减小20%).另外，砂土地基的承载力和抗液化能力与其密实度成正比。所以，松散砂土地基只有经过处理才能作为建筑物地基。二、砂（碎石）桩的加固机理1、砂性土地基加固原理

挤密碎石（砂）桩法加固砂性土地基能够提高地基土承载力、减少变形和增强抗液化性，主要体现在以下三个方面：二、砂（碎石）桩的加固机理1、砂性土地基加固原理①②③挤密作用振密作用抗液化作用在成桩过程中桩管对周围砂层产生很大的横向挤压力，桩管中的碎石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。采用沉管施工时，桩管的振动能量引起桩四周土体的振动，使土体结构的破坏，土颗粒重新进行排列，从而使土由较松散状态转变为密实状态。在振动作用下，饱和砂土的结构受到破坏，土中的孔隙水压力升高，使土的抗剪强度降低。当土的抗剪强度降低或完全丧失，土体不再能抵抗它原来所能承受的剪应力时，土体就发生液化流动破坏。

碎石（砂）桩形成的复合地基，其抗液化作用主要有两个方面。二、砂（碎石）桩的加固机理1、砂性土地基加固原理a桩间可液化土层受到挤密和振密作用，使土层密实度增加，结构强度提高，从而提高土层本身的抗液化能力。工程实践表明：只要小于0.075mm的细颗粒含量不超过10%的土，均可得到显著的挤密效应。b碎石（砂）桩可作为良好的排水通道，有效地消散振动所引起的超孔隙水压力，提高桩间土的抗液化能力。

二、砂（碎石）桩的加固机理2、黏性土地基加固原理TOSWT由于碎石（砂）桩的刚度比桩周黏性土的刚度大，地基中应力将按材料变形模量进行重新分配，大部分荷载将由碎石（砂）桩承担。对黏性土地基（特别是饱和软土），碎石（砂）桩的作用不是使地基挤密，而是置换。通过成桩机械将不良地基土强制排开并置换，虽然对桩间土的挤密效果并不明显，但是却在地基中形成了密实度高和直径大的桩体，它与原黏性土构成复合地基，共同工作。

二、砂（碎石）桩的加固机理2、黏性土地基加固原理②排水作用软弱黏性土是一种颗粒细、渗透性低且结构性较强的土。在成桩的过程中，由于振动挤压等扰动作用，桩间土出现较大的超孔隙水压力，从而导致地基土强度降低。制桩结束后，地基土的结构强度逐渐恢复，且砂桩可以作为排水通道起到排水作用，大大缩短了孔隙水的渗透距离，加速软土的排水固结，加快地基土的沉降稳定。①置换作用密实的砂桩取代了同体积的软弱黏性土，形成复合地基。载荷试验和工程实践表明，在砂桩复合地基承受外荷载时，可发生压力向刚度大的桩体集中的现象，使桩间土层承受的压力减小，沉降比相应减小。砂桩复合地基与天然的软弱黏性土地基相比，地基承载力增大率和沉降减小率与置换率成正比。在淤泥质黏性土中形成的砂桩地基的载荷试验表明，在同等荷载作用下，其沉降可比原地基土减小20%-30%。碎石（砂）桩处理饱和软弱黏性土地基主要有以下两个作用。碎石（砂）桩复合地基除了可提高地基承载力、减少地基的沉降量外，还可用来提高土体的抗剪强度，增大土坡的抗滑稳定性。

三碎石桩的施工

振冲（湿法）碎石桩（利用振动水冲法施工的碎石桩）干法碎石桩碎石桩的施工分类碎石桩的施工分类三、碎石桩的施工按制桩工艺分名称设备与工艺制桩工效桩长（m）桩径（m）挤密能力环境影响振冲碎石桩专用振冲器水平振冲加水冲造孔，分层挤密填料较快20-250.6-1.2强泥浆污染干法碎石桩干振碎石法专用振动孔器水平振动造孔，分层振实填料较快≤60.4-0.7强无泥浆污染锤击碎石桩重锤内击沉管，分层击实填料中等12-150.4-0.7较强振挤碎石桩振动沉管法造孔，分层振实填料较快19-280.4-0.6中等

振冲碎石桩施工方法三、碎石桩的施工振冲法是碎石桩的主要施工方法之一，它是以起重机吊起振冲器，启动潜水电