砂桩的直径,应根据地基土质情况和成桩设备等因素确定,可采用300~800mm。对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。
(一)砂桩布置
砂桩孔位在平面上宜按等边三角形或正方形布置。
(二)砂桩间距
砂桩的间距应通过试验确定,但不宜大于砂桩直径的4 倍,一般为1.8~4.0 倍桩直径。如仅为加速地基下沉,间距可为4~5m。在有经验的地区,砂桩的间距也可按下式计算:
1.松散砂土地基
等边三角形布置
正方形布置
式中 s ——砂桩间距;
d ——砂桩直径;
e 0 ——地基处理前砂土的孔隙比,可按原状土样试验确定,也可按动力或静力触探等对比试验确定;
e 1 ——地基挤密后要求达到的孔隙比;
e max 、 e min ——分别为砂土的最大、最小孔隙比,可按国家现行标准《土工试验方法标准》GBJ 123—88 的有关规定确定;
D r i ——地基挤密后要求砂土达到的相对密实度,可取0.70~0.85。
2.粘性土地基
等边三角形布置
正方形布置
式中 A c ——1根砂桩承担的处理面积。
式中 A p ——砂桩的截面积;
m ——面积置换率。
式中 d ——桩的直径;
d e ——等效影响圆的直径。
等边三角形布置
d e =1.05s
正方形布置
d e =1.13s
地基加固深度一般为7~8m,并应根据软弱土层的性质、厚度及建筑物设计要求按下列原则确定:
(1)当地基中的松软土层厚度不大时,砂石桩宜穿过松软土层。
(2)当松软土层厚度较大时,桩长应根据建筑地基的允许变形值确定。
(3)对可液化砂层,桩长应穿透可液化层,或按国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011—2001规定:应采用标准贯入试验判别法,在地面下15m深度范围内的液化土应符合下式要求,当有成熟经验时,尚可采用其他判别方法。
式中 N 63 .5 ——饱和土标准贯入锤击数实测值(未经杆长修正);
N cr ——液化判别标准贯入锤击数临界值;
N 0 ——液化判别标准贯入锤击数基准值,应按表2-6-1采用;
d s ——饱和土标准贯入点深度(m);
ρ c ——粘粒含量百分率,当小于3或为砂土时,均应采用3;
d w ——地下水位深度(m),宜按建筑使用期内年平均最高水位采用,也可按近期内年最高水位采用。
表2-6-1 标准贯入锤击数基准值
这种液化判别法只考虑了桩间土的抗液化能力,而并未考虑砂桩的作用,因而是偏于安全的。
加固范围应根据建筑物的重要性和场地条件确定,通常砂桩挤密地基的宽度应超出基础的宽度。对一般地基,每边放宽不应少于1~3排;对砂石桩用于防止砂层液化时,每边放宽不宜小于处理深度的1/2,并不应小于5m;当可液化层上覆盖有厚度大于3m的非液化层时,每边放宽不宜小于液化层厚度的1/2 ,并不应小于3m。
砂桩孔内的填砂量可按下式计算:
式中 S ——填砂量(以重量计);
A p ——砂桩的截面积;
l ——桩长;
d s ——砂料的相对密度;
w ——砂料的含水量(%)。
桩孔内的填料使用砾砂、粗砂、中砂等。填料中含泥量不得大于5 %,并不宜含有大于 50mm的颗粒。
砂桩复合地基的承载力标准值,应按现场复合地基载荷试验确定,也可通过下列方法确定:
(1)对于砂桩处理的复合地基,可用单桩和桩间土的荷载试验,按下式计算:
式中 f sp , k ——复合地基的承载力标准值;
f p , k ——桩体单位截面面积承载力标准值;
f s , k ——桩间土的承载力标准值;
m ——面积置换率,见式(2-6-7)。
(2)对于砂桩处理的砂土地基,可根据挤密后砂土的密实状态,按国家标准《建筑地基基础设计规范》 GB50007—2002的有关规定确定。
砂石桩处理地基的变形计算:
(1)对于砂桩处理的粘性土地基,应按下列规定执行。
地基在处理后的变形计算应按国家标准《建筑地基基础设计规范》 GB 50007—2002的有关规定执行。复合土层的压缩模量可按下式计算:
式中 E sp ——复合土层的压缩模量;
E s ——桩间土的压缩模量。
式(2-6-11)中桩土应力比 n 在无实测资料时,对粘性土可取 2~4 ,对粉土可取 1.5~3 ,原土强度低取大值,原土强度高取小值。
(2)对于砂桩处理的砂土地基,应按下列规定执行。
地基在处理后的变形计算也应按国家标准《建筑地基基础设计规范》 GB 50007—2002的有关规定执行。复合土层的压缩模量可按式(2-6-11)计算,但桩土应力比 n 在无实测资料时,对砂土可取1.5~3,原土强度低取大值,原土强度高取小值。
(3)对于砂桩处理的砂土地基,应按国家标准《建筑地基基础设计规范》 GB 5007—2002 的有关规定执行。