砂桩、土桩、灰土桩

1 第4章 砂桩、土桩、灰土桩 4.1 砂 桩 4.1.1 概 述 采用砂桩处理软弱地基，19世纪 30年代起源于欧洲。由于长期缺少实用的设计计算方法、先进的施工工艺和施工设备，砂桩的应用和发展受到很大影响。第二次世界大战以后，苏联对砂桩的研究取得了较大进展。最初，砂桩是用于处理松散砂土地基的。如今，在软弱粘性土中也有使用实践。砂桩技术自 20世纪 50年代引进我国以后，在工业、交通、水利等建设工程中都得到了应用。近十年来，在应用砂桩处理可液化的松散砂土地基方面也取得一些成就，解决了一些实际工程问题。砂桩法处理软土地基与排水砂井法有类似之处，但排水砂井法的主要作用在于加速固结，砂桩法的主要作用在于置换。因此砂桩较之于砂井有直径大、排列密、灌砂密度大的特点。所以其用砂量大得多。 4.1.2 作用原理 砂桩法原用于处理松散砂土地基，因施工方法不同可分为挤密砂桩和振密砂桩两种，主要是为了防止地基中砂土液化。应用于软土地基处理，其作用原理是砂桩的置换作用、压密桩间土作用及加速排水固结作用。 1、砂桩在松散砂土中的作用 由于下沉桩管的方法和成桩方法不同，砂桩在施工过程中对周围砂层会产生挤密作用，或同时也产生振密作用。 (1)挤密作用 采用冲击法或振动法往砂层中下沉桩管并采用一次拔管法成桩时，桩管对周围砂层会产生很大的横向挤压力，砂层中体积与桩管体积相等的砂就挤向桩管周围的砂层，从而使其密度增大，孔隙比减小。这个作用称为“挤密作用”。挤密砂桩的有效挤密影响范围可达 3~4倍桩管直径。成桩后地面一般有不同程度的隆起。 (2)振密作用采用振动法往砂层中下沉桩管并采用逐步拔管法成桩时，下沉桩管过程会对周围砂层起挤密作用，而逐步拔管成桩过程则对周围砂层起振密作用。有效振密范围可达 6 倍桩管直径左右。成桩后地面一般有不同程度的下降。 2、砂桩在软弱粘性土中的作用 在透水性差的饱和粘性土中下沉桩管时，由于产生的超孔隙水压力不能很快消散，所以横向挤压力虽然很大也不能使桩管周围的土体发生瞬时挤密，反而会使其天然结构破坏，强度降低。砂桩施工后需经过1~2 个月时间，其周围土体的强度才可能恢复到或稍大于原有值。因此，使用砂桩处理软弱粘性土时主要考虑下述两个作用。 (1)置换作用砂桩在软弱粘性土中成桩后，地基就变成由砂桩和桩间土共同组成的复合地基。由于密实的砂桩取代了与砂桩体积相等的软土，所以复合地基的承载力就比天然地基的承载力...