土工技術(shù)與應(yīng)用砂石樁設(shè)計(jì)要點(diǎn)2015.041一般規(guī)定2用于砂性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算3用于粘性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算目錄1.一般規(guī)定總體上要大于基礎(chǔ)底面的面積，具體根據(jù)建筑物的重要性及場(chǎng)地條件確定。①對(duì)于一般地基，宜在基礎(chǔ)外緣一般擴(kuò)大1～3排樁；②對(duì)可液化地基，在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)展寬度不小于基底可液化土層厚度的1/2，并不應(yīng)小于5m。（1）加固范圍：對(duì)大面積滿堂處理，宜用等邊三角形布置；對(duì)單獨(dú)基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)，采用正方形、矩形，等腰三角形較合適。1.一般規(guī)定（2）布樁形式：1.一般規(guī)定（3）樁徑：碎石樁：取決于施工設(shè)備的樁管大小和地基土條件，一般為0.7～1.0m；振沖樁：直徑一般為0.8～1.2m；沉管法施工樁：一般為0.３～０.７m?？墒褂玫[、粗砂、中砂、圓礫、角礫、卵石、碎石等，這些材料可單獨(dú)用一種，也可以粗細(xì)粒料以一定的比例配合使用。填料中含泥量≤5%，并且不含有粒徑大于50mm的顆粒。（4）材料要求：1.一般規(guī)定（5）墊層：墊層是基礎(chǔ)的“保護(hù)層”。故樁體施工結(jié)束后，樁頂與基礎(chǔ)間宜鋪設(shè)300～500mm厚的碎(砂)石墊層，并振實(shí)。取決于建筑物對(duì)地基的強(qiáng)度和變形條件等的設(shè)計(jì)要求以及地質(zhì)條件(軟土層的厚度、性能等)而定，砂土地基還應(yīng)考慮抗液化的要求。（6）樁長(zhǎng)(加固深度)：1.一般規(guī)定地基中松軟土層厚度不大時(shí)，根據(jù)較好土層埋深確定。松軟土層厚度較大時(shí)，按穩(wěn)定性控制的工程，樁長(zhǎng)不應(yīng)小于最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的深度；按沉降變形控制的工程，樁長(zhǎng)應(yīng)滿足復(fù)合地基的沉降量不超過建筑物地基的容許沉降量。對(duì)于可液化地基，加固深度按要求的抗震處理深度確定。樁長(zhǎng)不宜小于4m，砂樁的長(zhǎng)度一般應(yīng)達(dá)8-20m。（6）樁長(zhǎng)(加固深度)：2.用于砂性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算加固目的是提高地基承載力，減小變形及抗液化性等。因此，基本出發(fā)點(diǎn)是擠密。由此，要求我們確定密實(shí)度(ρd)，孔隙度(e)，樁位布置，樁徑(d)，間距(L)，樁體長(zhǎng)或處理深度(H)

。2.用于砂性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）樁距l(xiāng)確定：砂石樁的間距應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。對(duì)粉土和砂土地基，不宜大于砂石樁直徑的4.5倍。初步設(shè)計(jì)時(shí)，砂石樁的間距也可《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）中推薦的簡(jiǎn)化公式計(jì)算

。2.用于砂性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）樁距l(xiāng)確定：l：砂石樁間距

：修正系數(shù)，當(dāng)考慮振動(dòng)下沉密實(shí)作用時(shí)，可取1.1-1.2，不考慮時(shí)，可取1.0；e0：地基處理前孔隙比；原狀土試驗(yàn)或觸探等試驗(yàn)確定d：砂石樁的平均直徑e1：地基擠密后達(dá)到的孔隙比正方形布置等邊三角形布置地基擠密后達(dá)到的孔隙比e1的確定：e1——地基擠密后要求達(dá)到的孔隙比；emax，emin——砂土的最大、最小孔隙比，可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB50123—1999）的有關(guān)規(guī)定確定；Dr1——地基擠密后要求砂土達(dá)到的相對(duì)密度，可取0.7~0.85。2.用于砂性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）樁距l(xiāng)確定：2.用于砂性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件和工程要求通過計(jì)算確定。具體有四種情況：（2）樁長(zhǎng)確定：松散土層厚度不大時(shí)，樁長(zhǎng)宜穿過松軟土層；對(duì)松散土層較厚時(shí)，樁長(zhǎng)不應(yīng)小于地基穩(wěn)定性分析所確定的危險(xiǎn)滑動(dòng)面以下2m的深度；對(duì)于按變形要求控制的工程，長(zhǎng)度應(yīng)滿足處理之后地基變形量不超過建筑物的地基變形的允許值，同時(shí)應(yīng)滿足軟弱下臥層的承載力要求。2.用于砂性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算（2）樁長(zhǎng)確定：對(duì)可液化地基，原則上要穿過液化層，如液化層過深，則樁長(zhǎng)按現(xiàn)行的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)的有關(guān)要求確定;樁長(zhǎng)不宜小于4m（Why?）(單樁載荷試驗(yàn)表明，樁體受荷過程中，在頂部4倍樁徑范圍內(nèi)將發(fā)生側(cè)面膨脹，故設(shè)計(jì)深度應(yīng)大于主要受荷深度，即不小于4m)2.用于砂性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算（3）承載力計(jì)算和變形計(jì)算對(duì)于砂性土地基，樁體的承載力雖然較大，但成樁過程中，樁間土被擠密，承載力也得到有效提高。實(shí)際中，可按擠密的砂土墊層為模型計(jì)算其承載力，具體按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011）有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。3.用于粘性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，間距一般不應(yīng)大于砂石樁直徑的三倍。初步設(shè)計(jì)可按下式估計(jì)：（1）樁距l(xiāng)確定：等邊三角形布置時(shí)：

正方形布置時(shí)：式中：Ae：一根碎石樁承擔(dān)的處理面積；Ap：碎石樁的截面積；m：面積置換率，一般為0.10-0.30面積置換率

《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012中，對(duì)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)中采用的承壓板的面積作出了規(guī)定：承壓板面積等于單樁或多樁所承擔(dān)的實(shí)際處理面積。式中：

Ae：一根碎石樁承擔(dān)的處理面積；Ap：碎石樁的截面積；

m：面積置換率，一般為0.10-0.30;

de：一根樁承擔(dān)的地基處理面積的等效圓直徑;d：樁的截面積.3.用于粘性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算3.用于粘性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算（2）樁長(zhǎng)確定：軟粘土層較薄時(shí)，樁體直接落至下臥相對(duì)堅(jiān)硬土層之上(單樁承載力地基)；相對(duì)硬層埋深較大時(shí)，樁長(zhǎng)不應(yīng)小于地基穩(wěn)定性分析所確定的危險(xiǎn)滑動(dòng)面以下2m的深度；樁長(zhǎng)不宜小于4m，但不能夠大于砂石樁直徑的3倍。3.用于粘性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算（3）承載力計(jì)算：①粘性土地基中樁、土作用特征粘性土地基中，振沖砂石樁處理主要是一種置換處理，樁體在處理后的地基中所起作用分兩種情況:對(duì)較薄軟粘土：樁體是直接落至下臥硬的土層之上，并起著應(yīng)力集中的作用。需要計(jì)算單樁承載力；對(duì)厚層粘性土：樁體未穿透粘性土層，樁與樁間土起到復(fù)合地基的作用。需按復(fù)合地基計(jì)算承載力。3.用于粘性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算（3）承載力計(jì)算：②單樁的承載力確定對(duì)于由散體顆粒組成的砂石樁，其承載力主要取決于樁間土的側(cè)向約束能力，因此該類樁最可能的破壞形式是樁體的膨脹破壞。宜通過單樁載荷試驗(yàn)確定(用的最多最可靠);如無試驗(yàn)資料，為計(jì)算方便，宜通過下列公式估算。[Pp]max=20·Cu式中：Cu—地基土不排水抗剪強(qiáng)度3.用于粘性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算（3）承載力計(jì)算：③復(fù)合地基的承載力確定一般應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，但在初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可用以下方式計(jì)算：fsk——處理后樁間土承載力特征值，kPafpk——砂石樁單樁承載力特征值，kPam——面積置換率3.用于粘性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算（3）承載力計(jì)算：③復(fù)合地基的承載力確定對(duì)小型工程的粘性土地基如無現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)資料時(shí)，初步設(shè)計(jì)時(shí)復(fù)合地基的承載力特征值也可按下式估算：n：樁土應(yīng)力比，無實(shí)測(cè)資料時(shí)，對(duì)粘性土2.0-4.0，對(duì)粉土和砂石土可取1.5-3.0。3.用于粘性土地基的設(shè)計(jì)計(jì)算（4）變形計(jì)算：復(fù)合地基模量ESP與樁間土壓縮模量Es具有如下關(guān)系：求得ESP后，具體沉降計(jì)算可按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)中的有關(guān)計(jì)算公式進(jìn)行確定(簡(jiǎn)化的分層總和法)。練習(xí)題1、某砂土地基，e0=0.902，emax=0.978，emin=0.742，該地基擬采用擠密碎石樁加固，正三角形布樁，擠密后要求砂土相對(duì)密度Dr=0.886，求碎石樁間距（ξ=1.0，樁徑0.4m)。2、某天然地基fsk=100kPa，采用振沖擠密碎石樁