12.2.1 設(shè)計(jì)前應(yīng)掌握待加固土層的分布、抗剪強(qiáng)度、上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基變形的要求，以及當(dāng)?shù)靥盍闲再|(zhì)和來(lái)源、施工機(jī)具性能等資料。
12.2.2 砂石樁的布置方式可采用等邊三角形、正方形或矩形布置。
12.2.3 砂石樁的加固范圍應(yīng)通過(guò)穩(wěn)定分析確定。對(duì)建筑基礎(chǔ)宜在基底范圍外加1排～3排圍擴(kuò)樁。
12.2.4 砂石樁樁長(zhǎng)宜穿透軟弱土層，最小樁長(zhǎng)不宜小于4.0m。
12.2.5 振沖法施工的砂（碎）石樁設(shè)計(jì)直徑宜根據(jù)振沖器的功率、土層性質(zhì)通過(guò)成樁試驗(yàn)確定，也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用。采用沉管法施工時(shí)，成樁直徑應(yīng)根據(jù)沉管直徑確定。
    砂石樁復(fù)合地基的面積置換率m可采用0.15～0.30，布樁間距可根據(jù)樁的直徑和面積置換率進(jìn)行計(jì)算。
12.2.6 置換砂石樁復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過(guò)復(fù)合地基豎向抗壓載荷試驗(yàn)確定。初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可按本規(guī)范公式（5.2.1-2）估算，其中β_p和β_s均應(yīng)取1.0。
12.2.7 當(dāng)樁體材料的內(nèi)摩擦角在38°左右時(shí)，置換砂石樁單樁豎向抗壓承載力特征值可按下式計(jì)算：

R_a/A_p＝20.8c_u/K      （12.2.7）

式中：R_a——單樁豎向抗壓承載力特征值；
     A_p——單樁截面積；
     c_u——飽和黏性土不排水抗剪強(qiáng)度；
     K——安全系數(shù)。
12.2.8 置換砂石樁復(fù)合地基沉降可按本規(guī)范第5.3.1條～第5.3.4條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50007的有關(guān)規(guī)定，其中復(fù)合地基壓縮模量可按本規(guī)范公式（5.3.2-2）計(jì)算。
12.2.9 樁體材料可用碎石、卵石、礫石、中粗砂等硬質(zhì)材料。
12.2.10 置換砂石樁復(fù)合地基上應(yīng)設(shè)置厚度為300mm～500mm的排水砂石（碎石）墊層。
 

條文說(shuō)明
 

12.2 設(shè)計(jì)

12.2.1 采用置換砂石樁法處理軟土地基除應(yīng)按本規(guī)范第4章要求進(jìn)行巖土工程勘察外，設(shè)計(jì)和施工還需要掌握地基的不排水抗剪強(qiáng)度。上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的變形要求是考核置換砂石樁能否滿足要求的重要指標(biāo)。
    施工機(jī)械關(guān)系到設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇、工期和施工可行性，設(shè)計(jì)前應(yīng)加以考慮。
    所需的填料性質(zhì)也關(guān)系到設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇，并且要有足夠的來(lái)源。填料的價(jià)格涉及工程造價(jià)和地基處理方案的比選，因此事先應(yīng)進(jìn)行了解。
12.2.2 本條規(guī)定了置換砂石樁的平面布置方式。對(duì)于大面積加固，一般采用等邊三角形布置，這種布置形式在同樣的面積置換率下樁的間距最大，施工處理后地基剛度也比較均勻，當(dāng)采用振沖法施工，可以最大限度避免竄孔；對(duì)于單獨(dú)基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)等小面積加固，一般采用正方形或矩形布置，這種布置比較方便在小面積基礎(chǔ)下均勻布置砂石樁。
12.2.3 對(duì)于小面積加固，基礎(chǔ)附加應(yīng)力擴(kuò)散影響范圍有限，并且由于砂石樁的應(yīng)力集中作用應(yīng)力擴(kuò)散范圍較均質(zhì)地基更小。因此，單獨(dú)基礎(chǔ)砂石樁不必超出基礎(chǔ)范圍，條形基礎(chǔ)砂石樁可布置在基礎(chǔ)范圍內(nèi)或適當(dāng)超出基礎(chǔ)范圍。對(duì)于加固面積較大的筏板式、十字交叉基礎(chǔ)，基礎(chǔ)附加應(yīng)力擴(kuò)散影響范圍較大，而柔性基礎(chǔ)往往有側(cè)向穩(wěn)定要求，故需在基礎(chǔ)范圍外加1排～3排圍擴(kuò)樁。
12.2.4 為了控制置換砂石樁復(fù)合地基的變形，一般情況下樁應(yīng)穿透軟弱土層到達(dá)相對(duì)硬層。當(dāng)軟弱土層很厚，樁穿過(guò)整個(gè)軟弱土層所需樁長(zhǎng)過(guò)大，施工效率很低，且造價(jià)過(guò)高無(wú)法實(shí)現(xiàn)，這時(shí)樁長(zhǎng)應(yīng)按地基變形計(jì)算來(lái)控制。存在地基穩(wěn)定問(wèn)題時(shí)，樁長(zhǎng)應(yīng)滿足穩(wěn)定分析要求。
    關(guān)于最小樁長(zhǎng)，根據(jù)室內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果，散體材料樁在承受豎向荷載時(shí)從樁頂向下約4.0倍樁徑范圍內(nèi)產(chǎn)生側(cè)向膨脹。振沖砂石樁用于置換加固，樁徑一般為0.8m，沉管砂石樁則多為0.4m～0.6m。另外，若所需樁長(zhǎng)很短說(shuō)明要加固的軟土層很薄，這時(shí)采用墊層法等其他淺層處理方法可能更有效。故規(guī)定最小樁長(zhǎng)不宜小于4.0m。
12.2.5 采用振沖法施工時(shí)砂石樁的成樁直徑與振沖器的功率有關(guān)。通常認(rèn)為當(dāng)振沖器功率為30kW時(shí)，砂石樁的成樁直徑為800mm左右，55kW時(shí)為1000mm左右，75kW時(shí)為1500mm左右。
    面積置換率與復(fù)合地基的強(qiáng)度和變形控制直接相關(guān)，面積置換率太小，加固效果不明顯。如天然地基承載力特征值為50kPa的軟土，面積置換率0.15的砂石樁復(fù)合地基承載力為70kPa左右。但面積置換率過(guò)高會(huì)給施工帶來(lái)很大困難，采用振沖法施工容易竄孔，采用沉管法施工擠土效應(yīng)很大，當(dāng)面積置換率大于0.25施工已感到困難，因此，推薦面積置換率取0.15～0.30。
12.2.6 復(fù)合地基承載力特征值原則上應(yīng)通過(guò)復(fù)合地基豎向抗壓載荷試驗(yàn)確定。有工程經(jīng)驗(yàn)的場(chǎng)地或初步設(shè)計(jì)時(shí)可按本規(guī)范推薦的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。已有的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，無(wú)論是采用振沖法還是沉管法施工，樁間飽和軟土在制樁剛結(jié)束時(shí)由于施工擾動(dòng)其強(qiáng)度有不同程度降低，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間強(qiáng)度會(huì)恢復(fù)甚至有所提高，因此按本規(guī)范公式（5.2.1-2）估算，β_p和β_s均應(yīng)取1.0。
12.2.7 置換砂石樁單樁豎向抗壓承載力主要取決于樁周土的側(cè)限力，估算方法不少，當(dāng)樁體材料的內(nèi)摩擦角在38°左右時(shí)，單樁豎向抗壓承載力特征值可按本規(guī)范公式（12.2.7）計(jì)算。也可采用圓孔擴(kuò)張理論或其他方法計(jì)算樁周土的側(cè)限力，然后得到單樁豎向抗壓承載力。
12.2.9 置換砂石樁填料總體要求是采用級(jí)配較好的碎石、卵石、中粗砂或砂礫，以及它們的混合料，采用振沖法施工時(shí)一般用碎石、卵石作為填料。無(wú)論哪種施工方法都不宜選用風(fēng)化易碎的石料。當(dāng)有材質(zhì)堅(jiān)硬的礦渣也可作為填料使用。關(guān)于填料粒徑：振沖法成樁30kW振沖器20mm～80mm，55kW振沖器30mm～100mm，75kW振沖器40mm～150mm；沉管法成樁，最大粒徑不宜大于50mm。填料含泥量不宜超過(guò)5％。
    振沖法施工填料最大粒徑與振沖器功率有關(guān)，振沖器功率大，填料的最大粒徑也可適當(dāng)增大。對(duì)同一功率的振沖器，被加固土體的強(qiáng)度越低所用填料的粒徑可越大。
    沉管法施工填料級(jí)配和最大粒徑對(duì)樁體的密實(shí)有明顯的影響，建議填料最大粒徑不應(yīng)超過(guò)50mm。
12.2.10 置換砂石樁復(fù)合地基設(shè)置碎石墊層一方面起水平排水作用，有利于施工后加快土層固結(jié)，更大的作用在于碎石墊層可以起到明顯的應(yīng)力擴(kuò)散作用，降低基底處砂石樁分擔(dān)的荷載，并使該處樁周土合理承擔(dān)附加應(yīng)力增加其對(duì)樁體的約束，減少砂石樁側(cè)向變形，從而提高復(fù)合地基承載力，減少地基變形。