置换作用（桩柱作用） 垫层作用 排水固结作用 加筋作用
第四章 碎石桩
置换作用（桩柱作用）
对于桩体打到相对硬层，复合土层中的桩体在 荷载作用下主要起应力集中的作用。通过基础 传给复合地基的外加压力随着桩、土的等量变 形会逐渐集中到桩上去，使软土负担的压力相 应减小。复合地基有如钢筋混凝土，地基中的 桩体有如钢筋。
振冲密实法设计计算
振冲密实法适用土类
砂土类，粉砂到含砾粗砂，小于0.0074mm的细粒含 量小于10%。粘粒含量超过20%，几乎没有加密效果。
填料选择
填料可用粗砂、砾石、碎石、矿渣等硬质材料， 粒径为0.5-5cm。理论上讲填料粒径越粗，挤密 效果越好。使用30KW振冲器时，填料的最大粒 径宜在5cm以内，若填料的多数颗粒径大于 5cm，容易在孔内发生卡料现象，影响施工进度。 使用75KW大功率振冲器时，最大粒径可放宽到 10cm。填料含泥量不宜超过10%。
（2）当相对硬层的埋藏深度较大时，对按变形 控制的工程，加固深度应满足碎石桩复合地基 变形不超过建筑物地基容许变形值的要求。对 按稳定性控制的工程，加固深度应不小于最危 险滑动面的深度。在可液化地基中，加固深度 应按要求的抗震处理深度确定。
（3）桩长不宜短于4m。
振冲密实法设计计算
3、孔位布置和间距 孔位布置：对大面积 Nhomakorabea理，桩位宜用等边三
振冲密实法设计计算
一、振冲密实法设计计算
1、加固范围
砂基振冲密实的范围应大于建筑物 基础范围，在建筑物基础外缘每边 放宽不得小于5m，应在基底轮廓线 外加2-3 排保护桩。
振冲密实法设计计算
2、加固深度
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：
（1）当相对硬层的埋藏深度不大时，穿透松软 土层达相对硬层一定深度。
第四章 碎石桩
加固机理
排水固结作用
在软粘土中，所制的碎石桩或砂桩是粘 性土地基中一个良好的排水通道，碎石 桩或砂桩可以和砂井一样起排水作用， 大大缩短了孔隙水的水平渗透途径，加 速了软土排水固结，加快了地基土的沉 降稳定。加固结果使有效应力增加，强 度恢复并提高，甚至超过原土强度。
第四章 碎石桩
填加适量水泥和粉煤灰，形成水泥粉煤灰碎石桩 （CFG桩）。
第四章 碎石桩
振冲法
第四章 碎石桩
适用范围及优缺点
振冲法适用于处理砂土、粉土、粘性土、填土 以及软土，但对不排水抗剪强度小于20kPa 的软土使用要慎重。 不加填料仅适用于处理粘粒含量小于10%的 粗砂、中砂地基。
在工程中的应用
⑴软弱地基加固；⑵堤坝边坡加固；⑶消除 可液化土的液化性；⑷消除湿陷性黄土的湿 陷性。 缺点：在粘性土中施工排放的污水、污泥量大。
（m），de为等效影响圆直径(m）,等边三角 形布桩de取1.05L,正方形取1.13L，矩形取
0.5
振冲密实法设计计算
4、承载力和变形计算
2）变形计算
按分层总和法计算。复合土层压缩模 量Esp=〔1+m(n-1)〕Es
Es为桩间土的压缩模量 n为桩土应力比，无实测资料时，砂
土地基n=1.5-3,原地基强度高时取 小值，低时取大值。
第四章 碎石桩
加固机理
振冲密实(砂基）：一方面依靠振冲器 的强力振动使饱和砂层发生液化，砂颗 粒重新排列，孔隙减少，另一方面依靠 振冲器的水平振动力，在加回填料情况 下还通过填料使砂层挤压加密，所以这 一方法称为振冲挤密法。
第四章 碎石桩
加固机理
振冲置换：在软弱粘性土地基中，主要通过 桩体的置换和排水作用加速桩间土体的排水 固结，并形成复合地基，提高地基的承载力 和稳定性，改善地基土的力学力性能。
加固机理
加筋作用
可以提高土体抗剪强度，加固后的复合 桩土层能改善土坡的稳定，象阻滑桩一 样迫使滑动面远离坡面、向深处转移， 这种加固作用类似于干振碎石桩和砂桩 的加筋作用。
第四节 设计计算
一、振冲密实法设计计算 二、振冲置换法设计计算
振冲密实法设计计算
一、振冲密实法设计计算 1、加固范围 2、加固深度 3、孔位布置和间距 4、承载力和变形计算
振冲密实法设计计算
大面积砂层挤密处理时，振冲 孔间距也可用下式估算：
振冲密实法设计计算
4、承载力和变形计算
1）承载力计算
fsp,k为复合地基承载力标准值(kpa); fp,k为桩体单位面积承载力标准值(kpa); fs,k为桩间土承载力标准值(kpa); m为面积置换率，m=d2/d2e,d为碎石桩直径
振冲密实法设计计算
3、孔位布置和间距
2）根据振冲器的功率确定：使用 30KW 振冲器，间距一般为1.8-2.5m； 使用75KW大型振冲器，间距可以在 2.5-3.5m。对大面积处理，75KW振 冲器的挤密影响范围大，单孔控制面 积较大，具有更高的经济效益。
振冲密实法设计计算
3、孔位布置和间距 3）根据填料量估算：
角形布置，对独立或条形基础，桩位宜用正方形、 矩形或等腰三角形布置。对于圆形或环形基础 （如油罐基础）宜用放射形布置。
振冲密实法设计计算
3、孔位布置和间距
间距：间距视砂土的颗粒组成、密实要求、振
冲器功率、地下水位而定。砂的粒径越细，密实 要求越高，则间距应越小。
1）现场试验：对于大型或重要工 程，应通过现场试验确定孔距、填 料数量及施工工艺等参数。
第四章 碎石桩
概 述 适用范围及优缺点 加固机理 设计计算 施工
第四章 碎石桩
概 述
碎石桩是指用振动、冲击或水冲等方法在软弱地 基中成孔后，再将碎石挤入土中形成大直径的由 碎石所构成的密实桩体。
分类
制桩工艺：振冲（湿法）碎石桩和干法碎石桩。
采用振动水冲法施工的碎石桩称为振冲碎石桩。
采用各种无水冲工艺（干振、振挤、锤击）施工 的碎石桩称为干法碎石桩。
碎石桩对饱和粘性土的地基的作用不是挤密加 固作用，甚至桩周土体的强度会出现暂时的降 低。是桩体与土形成复合地基。通过机械将不 良地基强制排开并置换 ，以性能良好的砂石来 替换不良的软弱粘性土。
第四章 碎石桩
加固机理
垫层作用
如果软弱土层较厚，则桩体不可能穿透 整个土层，此时，加固过的复合桩土层 能起到垫层作用，垫层将荷载扩散，使 扩散到下卧层顶面的应力减弱并使分布 趋于均匀，从而提高地基的整体抵抗力， 减小其沉降量。