第8章 砂桩法

等边三角形布桩 等边三角形布桩 正方形布桩 正方形布桩 矩形布桩 矩形布桩
n－－桩土应力比。 －－桩土应力比。 －－桩土应力比
de＝1.05 s de＝1.13 s
d e = 1.13 s1s2
8.4 施工 (Construction)
(1)施工可采用振动沉管、锤击沉管或 施工可采用振动沉管、锤击沉管或 施工可采用振动沉管 冲击成孔等成桩法 等成桩法。 冲击成孔等成桩法。当用于消除粉细砂及粉 土液化时，宜用振动沉管成桩法。 土液化时，宜用振动沉管成桩法。 (2)施工时桩位水平偏差不应大于 倍 施工时桩位水平偏差不应大于0.3倍 施工时桩位水平偏差不应大于 套管外径；套管垂直度偏差不应大于1％。 垂直度偏差不应大于 套管外径；套管垂直度偏差不应大于 ％。
• 重复压拔管法施打振动挤密砂桩施工示意图
8.5 质量检验 8.5 Quality Verification Test
（1）对饱和黏性土地基，应间隔 ）对饱和黏性土地基，应间隔28d 后进行质量检验，对粉土、 后进行质量检验，对粉土、砂土和杂填土 地基，不宜少于7d。 地基，不宜少于 。
（2）砂桩的施工质量检验可采用单 ） 桩载荷试验， 桩载荷试验，对桩体可采用动力触探试 验检测，对桩间土可采用标准贯入、 验检测，对桩间土可采用标准贯入、静 力触探、 力触探、动力触探或其他原位测试等方 法进行检测。 法进行检测。检测数量不应少于桩孔总 数的2％。 数的 ％。 （3）砂桩地基竣工验收时，承载力 ）砂桩地基竣工验收时， 复合地基载荷试验。 检验应采用复合地基载荷试验 检验应采用复合地基载荷试验。试验数 量不应少于总桩数的0.5％， ％，且每个单体 量不应少于总桩数的 ％，且每个单体 建筑不应少于3点 建筑不应少于 点。
第8 章
砂
桩
Chapter 8 Sand Column
8.1 概 述 8.1 Introduction
砂桩于19世纪 年代起源于欧洲。20 砂桩于 世纪30年代起源于欧洲 世纪 年代起源于欧洲。 世纪50年代后期 年代后期， 世纪 年代后期，日本产生了振动式和冲 击式的施工方法，处理深度可达30m。砂 击式的施工方法，处理深度可达 。 桩技术自20世纪 年代引进我国后， 世纪50年代引进我国后 桩技术自 世纪 年代引进我国后，在工 业与民用建筑、交通、 业与民用建筑、交通、水利等工程建设中 得到了广泛应用。 得到了广泛应用。
8.2 加固原理 8.2 Mechanism of Reinforcement
一、在松散砂土中的作用
；（2） （1）挤密作用的作用
；（2） （1）置换作用；（ ）排水作用 ）置换作用；（
三、砂桩用途
（1）在松散砂土中，可用于增大相 ）在松散砂土中， 对密度， 对密度， 防止振动液化。 防止振动液化。 （2）在软黏土中，可用于提高地基 ）在软黏土中， 承载力， 承载力， 加速固结沉降， 加速固结沉降，改善地基的整 体稳定性。 体稳定性。
s = 1.08 Ae 等边三角形布置 s = Ae 正方形布置 －－1根砂桩承担的处理面积 式中 Ae－－ 根砂桩承担的处理面积 （m2）
（2）黏性土地基 ）
Ae =
Ap m
－－砂桩的截面积 砂桩的截面积（ 式中 Ap－－砂桩的截面积（m2）； m－－面积置换率。 －－面积置换率 －－面积置换率。
（2）对黏性土或粉土地基，可按以下公式计算： ）对黏性土或粉土地基，可按以下公式计算： 或
f spk = mf pk + (1 − m) f sk
f spk = [1 + m ( n − 1)] f sk
m = d /d
2
式中 fspk－－砂桩复合地基承载力特征（kPa）； －－砂桩复合地基承载力特征（ ）； 砂桩复合地基承载力特征 fpk －－桩体承载力特征值（kPa），宜通过 －－桩体承载力特征值 桩体承载力特征值（ ），宜通过 ）， 单桩载荷试验确定； 单桩载荷试验确定；
8 复合地基承载力
砂桩复合地基承载力特征值应通过现 场复合地基载荷试验确定，初步设计时， 场复合地基载荷试验确定，初步设计时， 也可通过下列方法估算： 也可通过下列方法估算： （1）砂土地基，可根据挤密后砂土的 ）砂土地基， 密实状态，按现行国家标准《 密实状态，按现行国家标准《建筑地基基 础设计规范》 的有关规定确定。 础设计规范》GB 50007的有关规定确定。 的有关规定确定
emax、emin－－砂土的最大最小孔隙比，可 －－砂土的最大最小孔隙比 砂土的最大最小孔隙比， 按现行国家标准《土工试验方法标准》 按现行国家标准《土工试验方法标准》 GB/T 50123的有关规定确定； 的有关规定确定； 的有关规定确定 Dr1－－地基挤密后要求达到的相对 －－地基挤密后要求达到的相对 密实度，可取0.70~0.85。 密实度，可取 。
思考题 (Problems)
（1）砂桩处理砂土和黏性土时的作用机 ） 理有何不同？ 理有何不同？ （2）采用砂桩处理地基时，对于砂土地 ）采用砂桩处理地基时， 基和黏性土地基， 基和黏性土地基，分别如何确定桩距和 复合地基承载力？ 复合地基承载力？ （3）砂桩的施工方法有哪些？ ）砂桩的施工方法有哪些？ （4）砂桩施工后，必须间歇多长时间方 ）砂桩施工后， 可进行质量检验？ 可进行质量检验？
正方形布置
1 + e0 s = 0.89 ξ d e0 − e1
其中
e1 = emax − Dr1 (emax − emin )
－－砂桩间距 式中 s－－砂桩间距（m）； －－砂桩间距（ ）； d－－砂桩直径（m）； －－砂桩直径 －－砂桩直径（ ）； ξ －－修正系数，当考虑振动下沉 －－修正系数 修正系数， 密实作用时，可取1.1～ ； 密实作用时，可取 ～1.2；不考虑振动 下沉密实作用时，可取1.0； 下沉密实作用时，可取 ； e0－－地基处理前砂土的孔隙比， －－地基处理前砂土的孔隙比 地基处理前砂土的孔隙比， 可按原状土样试验确定， 可按原状土样试验确定，也可根据动力 或静力触探等对比试验确定； 或静力触探等对比试验确定； e1－－地基挤密后要求达到的孔 －－地基挤密后要求达到的孔 隙比； 隙比；
4 桩径
目前国内采用的桩径一般为0.3～ 目前国内采用的桩径一般为 ～0.7m， ， 国外最大达2m。 国外最大达 。
5 材料
宜使用中粗混合砂，含泥量不大于5％。 宜使用中粗混合砂，含泥量不大于 ％。 桩孔填料量应通过现场试验确定， 桩孔填料量应通过现场试验确定，估算时可 按设计桩孔体积乘以充盈系数 充盈系数1.2～ 确定 确定。 按设计桩孔体积乘以充盈系数 ～1.4确定。
2 e
fsk－－处理后桩间土承载力特征（kPa）， －－处理后桩间土承载力特征（ 处理后桩间土承载力特征 ）， 宜按当地经验取值，如无经验时， 宜按当地经验取值，如无经验时，可取天 然地基承载力特征值； 然地基承载力特征值； m－－桩土面积置换率； －－桩土面积置换率 －－桩土面积置换率； d －－桩身平均直径（m）； －－桩身平均直径 桩身平均直径（ ）； de－－ 根桩分担的处理地基面积的等效圆直径； －－1根桩分担的处理地基面积的等效圆直径 根桩分担的处理地基面积的等效圆直径；
6 垫层
砂桩施工完毕后，地面应铺设 ～ 砂桩施工完毕后，地面应铺设30～50cm 厚的砂垫层或砂石垫层。 厚的砂垫层或砂石垫层。
7 桩距计算
（1）砂土和粉土地基 ） 可根据挤密后要求达到的孔隙比e 可根据挤密后要求达到的孔隙比 1 来确定。 来确定。 等边三角形布置 1 + e0
s = 0.95 ξ d e0 − e1
8.3 设计计算(Design) 设计计算(Design)
1 加固范围
应根据建筑物的重要性和场地条件及基础形 式而定。 一般基础，在基础外应扩大1～ 排 式而定。对一般基础，在基础外应扩大 ～3排； 可液化地基， 对可液化地基，在基础外缘扩大宽度不应小于可 液化土层厚度的1/2，并不应小于5m； 液化土层厚度的 ，并不应小于 ；对高等级 公路，一般应处理至边缘外1～ 。 公路，一般应处理至边缘外 ～3m。
2
桩位布置
对大面积满堂处理， 对大面积满堂处理，桩位宜用等边三角形布 对独立或条形基础， 置，对独立或条形基础，桩位宜用正方形或矩形 布置。 布置。
3 加固深度
加固深度应根据软弱土层的性能、 加固深度应根据软弱土层的性能、厚度或工 程要求按下列原则确定： 程要求按下列原则确定： （1）当软土层不厚时，应穿透软土层； ）当软土层不厚时，应穿透软土层； （2）当软土层较厚时，对按变形控制的工程， ）当软土层较厚时，对按变形控制的工程， 加固深度应满足砂桩复合地基变形不超过地基容 许变形值的要求； 许变形值的要求； （3）对按稳定性控制的工程，加固深度应不 ）对按稳定性控制的工程， 小于最危险滑动面的深度； 小于最危险滑动面的深度； （4）在可液化地基中，加固深度应按要求的 ）在可液化地基中， 抗震处理深度确定； 抗震处理深度确定； （5）桩长不宜小于 。 ）桩长不宜小于4m。