碎石桩

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碎石桩
五、水泥粉煤灰碎石桩(CFG)
这种工艺是通过在碎石桩体中添加以水泥为主的 胶结材料(添加粉煤灰是为了增加混合料的和易性并 有低标号水泥的作用．同时还添加适量的石膏以改善 级配)，使桩体获得胶结强度并从散体材料桩转换为 柔性桩。
机具和施工工艺与振挤碎石桩大体相同，但也可 采用锤击碎石桩的机具和工艺制桩，近年来还有用长 螺旋成桩机具和工艺的工程实例。 六、射水成孔袋装碎石桩
•振冲碎石桩
From Das, 1998
Stage1: The jet at the bottom of the Vibroflot is turned on and lowered into the ground Stage2: The water jet creates a quick condition in the soil. It allows the vibrating unit to sink into the ground Stage 3: Granular material is poured from the top of the hole. The water from the lower jet is transferred to he jet at the top of the vibrating unit. This water carries the granular material down the hole Stage 4: The vibrating unit is gradually raised in about 0.3-m lifts and held vibrating for about 30 seconds at each lift. This process compacts the soil to the desired unit weight.
桩体的配合料可根据地层的工程地质情况和加固 射水成孔袋装碎石柱是指采用高压射水成孔，然后向孔中置入袋装碎石 而成的桩。该法避免了碎要石求桩通在过软试土验中确由定于侧向约束小，而在垂直荷载作用 下变形大的特点，因此，成袋桩装。碎详石细柱内复容合见地C基FG比转一有般关碎内石容桩。复合地基承载力 高。
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四、强夯置换碎石桩 所谓强夯置换碎石桩是利于强夯设备和技术制造的粗而短的“矮胖形” （碎石墩)。 施工机具包括重锤、机架和升降机等；施工工艺一般为在夯点夯击一定深 度的夯坑，用翻斗车向境内填满碎石或建筑垃圾等粗粒材料，再在原夯点夯击 ，将碎石击入坑底并挤向旁侧，形成新的夯坑，然后重复上述步骤，直到单击 夯沉量达到设计要求为止，在地基中形成一碎石桩墩，该桩墩与桩间土共同工 作形成复合地基。该方法可以在软土中应用，这时，承裁力提高的幅度较大。
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§1 概述及碎石桩的分类
我国应用振冲法始于1977年，在坝基、道路、桥涵、大型厂房及工业与民 用建筑地基处理中，振冲法均已得到了广泛的应用。因振冲碎石桩有泥水污染 环境，在城市和已有建筑物地段的应用受到限制，且有软化土的作用。
从80年代开始，各种不同的施工工艺相应产生。如锤击法、振挤法、干振 法、沉管法、振动气冲法、袋装碎石法、强夯碎石柱置换法等。虽然这些方法 的施工不同于振动水冲法，但是，同样可以形成密实的碎石桩，所以碎石桩的 内涵扩大了。从制桩工艺和桩体材料方面也进行了改进，如在碎石桩中添加适 量的水泥和粉煤灰(称为水泥粉煤灰碎石桩，即CFG桩)，或添加铝土矿湿泥等 ，使桩体获得一定程度的胶结强度。这种碎石桩按力学特性已属柔性桩，但是 ，按制桩工艺也属于法碎石桩的范畴。各种碎石桩只要制成的是以碎石科组成 的桩体，均可称为碎石桩。各种干法碎石桩施工技术蓬勃发展，与湿法碎石桩 并存，是碎石桩技术发展的特色之一。
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From Das, 1998
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碎石桩
§1 概述及碎石桩的分类
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租颗粒土桩。所谓散体桩是指无粘结强度的桩，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。目前 在国内外广泛应用的碎石桩、砂桩、渣土桩等复合地基都是散体桩复合地基。
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3．芯管密实柱(芯管法) 芯管法制成的碎石桩称为芯管密实碎石桩，它包括芯管干振碎石桩和芯 管锤击碎石桩两种不同的施工工艺。 (1)芯管干振碎石桩 芯管干振碎石桩是采用振动沉管打桩机将桩管(外管)和芯管(内管)沉入 设计标高，然后提出内芯管，向桩管倒入一定高度的碎石，再将芯管放入桩 管的碎石面上，边压边拔。重复上述步骤，即可制成1根碎石桩。 该法的特点是将振动沉管打校机的激振力和内芯管的压力相结合，使桩 身密实，减少断桩的可能性，提高成桩质量。 (2)芯管锤击碎石桩 参见第六章6．4．2中芯管密实法
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2．锤击碎石桩(内击沉管法) 锤击碎石桩又称为干冲碎石桩，它是采用重锤内击沉管和分层击实填料 工艺制造的碎石桩。该法采用具有两个卷扬机(主、副各一)的简易打桩架， 一根管径为300一400mm的钢管，长度根据所需地基加固深度来确定，管内设 一吊锤，其重量为10一12kN。其工艺是首先将桩管立于桩位，并且通过桩管 仰面的填料口从地面向桩管内填1.0m左右的碎石，然后用吊锤夯击碎石，靠 碎石和桩管之间的摩擦力将桩管带到设计深度，最后分段向桩管投碎石和夯 实填料，同时向上提拔桩管，直至拔出地面，即成碎石桩。
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5法碎石桩是采用各种无水冲施工工艺制成的碎石桩。 它主要包括：干振碎石桩、振挤碎石桩、锤击碎石桩、强夯置换碎石桩。
2.1 干振碎石桩 一、干振碎石桩的适用条件 干振碎石桩主要加固地下水位以上松散的非饱和的粘性土(w＜25％)，以 炉灰、炉渣、建筑垃圾为主的杂填土及Ⅱ级以上湿陷性黄土、松散的素壤土、 一般加固深度为6m左右。对砂土和孔隙比e＜0.85的饱和粘性土则不适用。
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3．芯管密实柱(芯管法) 芯管法制成的碎石桩称为芯管密实碎石 桩，它包括芯管干振碎石桩和芯管锤击碎石 桩两种不同的施工工艺。 (1)芯管干振碎石桩 芯管干振碎石桩是采用振动沉管打桩机 将桩管(外管)和芯管(内管)沉入设计标高， 然后提出内芯管，向桩管倒入一定高度的碎 石，再将芯管放入桩管的碎石面上，边压边 拔。重复上述步骤，即可制成1根碎石桩。 该法的特点是将振动沉管打校机的激振 力和内芯管的压力相结合，使桩身密实，减 少断桩的可能性，提高成桩质量。
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Vibroflotation
Vibroflotation is a technique for in situ densification of thick layers of loose granular soil deposits. It was developed in Germany in the 1930s.
碎石桩是散体桩的一种，按其制桩工艺可分为振冲(湿法)碎石桩和干法碎 石桩两大类。采用振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法 碎石桩。采用各种无水冲工艺(如干振、振挤、锤击等)制成的碎石桩统称为干 法碎石桩。当以砾砂、粗砂、中砂、圆砾、角砾、卵石、碎石等为填充料制成 的桩称为砂石桩。
振动水冲法是1937年由德国凯勒公司设计制造出的具有现代振冲器雏形的 机具，用来挤密砂土地基获得成功。20世纪60年代初，振冲法在德国开始用来 加固粘性土地基，由于填料是碎石，故称为碎石桩，之后，在各国推广应用。
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三、沉管碎石桩 沉管碎石桩包括振挤碎石桩(振动沉管法)、锤击碎石桩管干振碎石桩(芯 管密实法)和管内取土、锤击填料法等。 1、振挤碎石桩(振动沉管法) 振挤碎石桩也称振动沉管碎石桩，它采用振动沉管打桩机为主要机具，是 模仿挤密砂桩工艺制造的碎石柱。该法一般采用管内填科，拔管时可采用匀速 拔管法，拔管速度一般不宜大于1．5m／min，在易缩孔的地层，拔管速度可适 当放慢。另外，为了避免缩颈、断桩，应适当扩大桩径，可采用反插法。所谓 反插法指在拔管时拔简0.5—1.0m再将桩管沉人0.5一1.0m，……。对于已经将 桩管拔出地面，而填料少于设计值的可以复打。 振挤碎石桩适应于松散的粘性土和砂性土。粘粒含量越大，桩间土的振密 和挤密效应越差。对于粘粒含量大的饱和软粘土、采用振挤碎石桩时，其桩间 土的振密和挤密效应小，桩间土对碎石桩的侧向约束作用小，所以桩在垂直荷 载作用下变形大。在此情况下，采用振挤碎石桩加固效果不理想。
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1．2 碎石桩分类
根据施工工艺不同 一、振冲碎石桩 振冲碎石桩是指利用振冲器成孔和制作的桩。振冲器构造如图 它是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机后，带动 偏心轮，使振冲器产生高频振动，同时开动水泵，使高 压水通过喷嘴喷射高压水流，在边振动边水冲的综合作 用下，将振冲器沉到土中的设计预定深度，经过清孔后， 就可从地面向孔中逐段填人碎石，每段填料均在振动作 用下逐渐振挤密实，达到所要求的密实度后提升振冲器， 如此重复填料和振密，直到设计预定的桩顶或至地面，从而在地基中形成一根 大直径的很密实的碎石桩体。 振冲器有两个功能，一是产生几十到几百kN的水平振动力作用于周围土体 ，二是从端部及侧面进行高压射水。振动力是加固地基的主要因素，射水协助 振动力在土中钻进成孔，并在成孔后实现清孔和护壁。
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二、干振碎石桩 干振碎石桩技术是对振冲碎石桩的直接改进，即 以无射水干振的“振孔器”取代振动加水冲的“振冲 器”造孔和制桩，利用“振孔器”的水平振动力和自 重成孔、挤密碎石而成干振碎石柱。从面避免泥水污 染环境及非饱和土遭水浸的缺点。干振法的“振孔器 ”构造见图。
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From Das, 1998