欢迎来到『东合南岩土』官方网站!

岩土研究院

碎石桩定义与分类

350 2022-03-31 16:42:10

一、概述

碎石桩和砂桩总称为碎(砂)石桩,又称粗颗粒土桩,是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后。再将碎石或砂挤压入已成的孔中、形成大直径的碎(砂)石所构成的密实桩体。

碎石桩最早出现在 1835年,此后就被人们所遗忘。直至1937年由德国人发明了振动水冲法(简称振冲法)用来挤密砂土地基,直接形成挤密的砂土地基。50年代末,振冲法开始用来加固粘性土地基,并形成碎石桩。从此一般认为振冲法在粘性土中形成的密实碎石柱称为碎石桩。

随着时间的推移,各种不同的施工工艺相应产生,如沉管法、振动气冲法、袋装碎石桩法、强夯置换法等。它们施工工艺虽不同于振冲法,但同样可形成密实的碎石桩,人们自觉或不自觉地套用了"碎石桩"的名称。

我国应用振冲法始于 1977 年。江苏省江阴市振冲器厂已正式投产系列振冲器供应市场,当前我国振冲设备也在不断改进,75kN大功率振冲器业已问世;为了克服振冲法加固地基时要排出大量泥浆的弊病,河北省建筑科学研究所采用于振冲法加固地基,在石家庄和承德等地区取得了效果。

砂桩在 19世纪 30年代起源于欧洲。但长期缺少实用的设计计算方法和先进的施工工艺及施工设备,砂桩的应用和发展受到很大的影响;同样,砂桩在其应用初期,主要用于松散砂土地基的处理。最初来用的有冲孔捣实施工法,以后又采用射水振动施工法。自本世纪 50年代后期,产生了目前日本采用的振动式和冲击式的施工方法,并采用了自动记录装置,提高了施工质量和施工效率,处理深度也有较大幅度地增大。

砂桩技术自 50年代引进我国后,在工业、交通、水利等建设工程中都得到了应用。

1.碎石桩 目前国内外碎石桩的施工方法多种多样,按其成桩过程和作用可分为四类,如表3-6-1所示。

image.png

中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—91)中规定;"振冲法适用于处理地基土不排水抗剪强度c,不小于20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基"。然而到目前为止,国内外都有成功的工程,其地基土的 c<20kPa。上海市标准《地基处理技术规范》(DBJ08—40—94)中规定,对不排水抗剪强度小于20kPa的淤泥、淤泥质土等地基应通过试验确定其适用性。这样既不限死适用范围,也使采用时设计人员能持慎重态度。

2.砂桩 目前国内外砂桩常用的成桩方法有振动成桩法和冲击成桩法。振动成桩法是使用振动打桩机将桩管沉人土层中,并振动挤密砂料。冲击成桩法是使用蒸汽或柴油打桩机将桩管打入土层中,并用内管夯击密实砂填料,实际上这也就是碎石桩的沉管法。因此,砂桩的沉桩方法,对于砂性土相当于挤密法,对粘性土则相当于排土成桩法。

早期砂桩用于加固松散砂土和人工填土地基。如今在软粘土中。国内外都有使用成功的丰富经验。但国内也有失败的教训,对砂桩用来处理饨和软土地基持有不同观点的学者和工程技术人员,认为粘性土的渗透性较小,灵敏度又大,成桩过程中土内产生的超孔隙水压力不能迅速消散。故挤密效果较差,相反却又破坏了地基土的天然结构,使土的抗剪强度降低。如果不预压,砂桩施工后的地基仍会有较大的沉降,因而对沉降要求严格的建筑物而言,就难以满足沉降的要求。所以应按工程对象区别对待,最好能进行现场试验研究以后再确定。

根据国内外碎石桩和砂桩的使用经验,可适用在下列工程;1)中小型工业与民用建筑物;2)港湾构筑物,如码头、护岸等;3)土工构筑物,如土石坝、路基等;4)材料堆置场,如矿石场、原料场;5)其它,如轨道、滑道、船坞等。