2016年岩土工程师《专业知识》知识点解析(11)[1]

　　4.3.1 基本概念

　　砂石桩法是指采用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将砂或碎石挤压人 已成的孔中，形成大直径的砂石所构成的密实桩体，包括碎石桩、砂桩和砂石桩，总称为砂 石桩。砂石桩与土共同组成基础下的复合土层，作为持力层，从而提高地基承载力和减小变 形。

　　4.3.2 适用范围

　　砂石桩用于松散砂土、粉土、黏性土、素填土及杂填土地基。砂石桩法早期主要用于挤 密砂土地基，随着研究和实践的深化，特别是高效能专用机具出现后，应用范围不断扩大。 为提高其在黏性土中的处理效果，砂石桩填料由砂扩展到砂、砾及碎石。砂石桩处理饱和黏 土地基，如不经过预压，处理后地基仍将可能发生较大的沉降，对沉降要求严格的建筑结构 难以满足允许的沉降要求。因此，饱和软黏土上变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置 换处理。

　　4.3.3 加固机理

　　砂石桩加固地基的几种主要作用如下。

　　1 挤密、振密作用：砂石桩主要靠桩的挤密和施工中的振动作用使桩周围土的密度增大，从而使地基的承载能力提高，压缩性降低。当被加固土为液化地基时，由于土的空隙比减小、密实度提高，可有效消除土的液化。

　　2 置换作用：当砂石桩法用于处理软土地基，由于软黏土含水量高、透水性差，砂石桩很难发挥挤密效用，其主要作用是部分置换并与软黏土构成复合地基，增大地基抗剪强度，提高软基的承载力和提高地基抗滑动破坏能力。

　　3 加速固结作用：砂石桩可加速软土的排水固结，从而增大地基土的强度，提高软基的承载力。

　　【例题21】砂石桩的加固机理包括( )。

　　A、挤密作用; B、置换作用; C、加速固结作用; D、振密作用; 答案：A、B、C、D

　　4.3.3 设计

　　砂石桩设计的主要内容有桩径、桩位布置、桩距、桩长、处理范围、材料、填料用量、 复合地基承载力、稳定及变形验算等。对于砂土地基，砂土的最大、最小孔隙比以及原地层 的天然密度是设计的基本依据，应事先提供资料。

　　1 桩径

　　砂石桩直径可采用300～800mm，可根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。对饱和黏性土地基宜选用较大的直径。

　　2 桩位布置

　　砂石桩孔位宜采用等边三角形或正方形布置。对于砂土地基，因靠砂石桩的挤密提高桩 周土的密度，所以采用等边三角形更有利，它使地基挤密较为均匀。对于软黏土地基，主要 靠置换，因而选用任何一种均可。

　　3 砂石桩的间距

　　应通过现场试验确定。对粉土和砂土地基，不宜大于砂石桩直径的4.5倍;对黏性土地基不宜大于砂石桩直径的3倍。初步设计时，砂石桩的间距也可根据被处理土挤密后要求达到的孔隙比e1来确定。如图4.3-1所示，假设在松散砂土中，砂石桩能起到完全理想的效果，设处理前土的空隙比为e0，挤密后的孔隙比e1，又设一根砂石桩所承担的地基处理面积为A，砂石桩直径为d，桩长为，则一根桩孔的体积为d2/4，单位体积被处理土的空隙改变量为(e0-el)/(1+ e0)。根据桩的平面布置不同，按下列公式估算砂石桩的间距s：

　　1) 松散粉土和砂土地基

　式中,

　　为修正系数，当考虑振动下沉密实作用时，可取1.1~1.2;当不考虑振动下沉密实作用时，可取1.0;e1为地基挤密后要求达到的孔隙比，按下式计算：

　　e1=emax-Drl(emax - emin) 4.3-3

　　式中：Drl为地基挤密后要求砂土达到的相对密实度，可取0.7~0.85;emax、emin为砂土的最大、最小孔隙比，可按现行国标《土工试验方法标准》(GB/T 50123)的有关规定确定。

　　【例题22】某松散砂土地基进行碎石桩处理，采用等边三角形布置，桩中心距为1.5m，桩径为400mm，则一根桩的处理面积为( )。

　　A、1.95m2; B、0.98m2; C、1.82m2; D、2.08m2; 答案：A

　　2)黏性土地基

　　
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