1、公路施工中碎石樁的加固原理

　　碎石樁是指振動、沖擊或水沖等方式在松軟土地基中成孔后，再將碎石擠壓入土孔中，形成大直徑的由碎石構成的密實樁體，以提高軟土地基的整體抗剪強度，減少地基沉降。其適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基，也可用于處理可液化地基。

　　1.1沙土類加固機理——擠密

　　疏松沙土為單粒結構，孔隙大，顆粒位置不穩(wěn)定，在靜力和振動作用下，土粒易位至穩(wěn)定位置，使孔隙減少而壓密。在擠密碎石樁成樁過程中，樁套管擠入沙層，該處的沙被擠向四周而變密。

　　擠密碎石樁的加固效果包括：1）使松沙地基擠密至小于臨界孔隙比，以防止沙土振動液化；2）形成強度高的擠密碎石樁，提高了地基的強度與承載力；3）加固后大幅度減少地基沉降量；4）擠密加固后，地基呈均勻狀態(tài)。

　　1.2粘土性加固原理——置換

　　碎石樁在粘性土地基中，主要利用碎石樁本身的強度及其排水效果。其作用包括：

　�、偎槭瘶吨脫Q。在粘性土中形成大直徑密實碎石樁體，碎石樁與粘性土形成復合地基，共同承擔上部荷載，提高了地基承載力和整體穩(wěn)定性。

　�、谏喜亢奢d產(chǎn)生對碎石樁的應力集中，減小粘性土的應力，從而減少地基的固結沉降量。經(jīng)碎石樁處理淤泥質粘性土地基，可減少沉降量20%～30%.③排水固結，碎石樁在粘性土地基中形成排水通道，因而加快固結速率。

　　2、碎石樁設計計算

　　2.1樁徑

　　碎石樁的直徑可采用300mm～800mm，根據(jù)地基土質的情況和成樁設備等因素確定。對飽和粘性土地基宜選用較大的直徑。

　　2.2樁間距與樁位布置方式

　　碎石樁樁位宜采用等邊三角形或正方形布置。碎石樁的間距應通過現(xiàn)場試驗確定。對粉土和砂土地基，不宜大于碎石樁直徑的4.5倍；對粘性土地基不宜大于碎石樁直徑的3倍。

　　2.3處理范圍

　　碎石樁處理范圍大于基底范圍，處理寬度宜在基礎外緣擴大1排～3排�？梢夯�地基，在基礎外緣擴大寬度不應小于可液化土層厚度的1/2，并不應小于5m.

　　2.4加固深度

　�、佼斔绍浲翆雍穸炔淮髸r，碎石樁樁長宜穿過松軟底層；

　�、诋斔绍浲翆雍穸容^大時，對按穩(wěn)定性控制的工程，碎石樁樁長應不小于最危險滑動面以下2m的深度；對按變形控制的工程，碎石樁樁長應滿足處理后地基變形量不超過建筑物的地基變形容許值，并滿足松軟土下臥層承載力的要求；

　�、蹖�可液化地基，碎石樁樁長應按要求的抗震處理深度確定；

　�、芩槭瘶稑堕L不宜小于4m.

　　2.5樁體材料

　　樁體材料可采用碎石、卵石、角礫、圓礫等硬質材料，含泥量不得大于5%，最大粒徑不得大于50mm.碎石樁樁孔內(nèi)的填料量應通過現(xiàn)場試驗確定，估算時可按設計樁孔體積乘以充盈系數(shù)β確定，β可取1.2～1.4.如施工中地面有下沉或隆起現(xiàn)象，則填料數(shù)量應根據(jù)現(xiàn)場具體情況予以增減。碎石樁樁頂宜鋪設一層厚度300mm～500mm的碎石墊層。

　　2.6地基承載力

　　碎石樁復合地基的承載力，應通過現(xiàn)場復合地基載荷試驗確定，初步設計時，也可通過下列方法估算：

　　fspk=mfpk+（1-m）fsk

　　其中，fspk為碎石樁復合地基承載力特征值，kPa；fpk為樁體承載力特征值，kPa；fpk為處理后樁間土承載力特征值，kPa；d為樁體直徑，m；de為1根樁分擔的處理地基面積的等效圓直徑，m.

　　2.7變形計算

　　碎石樁地基的變形計算，應按現(xiàn)行GB5007建筑地基基礎設計規(guī)范有關規(guī)定執(zhí)行。復合土層的壓縮模量可按下式計算：

　　Esp=[1+m（n-1）]Es

　　其中，Esp為復合土層壓縮模量，MPa；Es為樁間土壓縮模量，MPa，宜按當?shù)亟?jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時，可取天然地基壓縮模量。