挤 密 桩 法Compaction-pileMethod 专题专题合肥工业大学本科生教学合肥工业大学本科生教学地基处理地基处理21、石灰桩、石灰桩 石石灰灰桩桩是是在在软软弱弱地地基基中中成成孔孔后后填填入入适适当当粒粒度度的的生生石石灰灰并并逐逐段段夯夯实实成成为为桩桩状状的的柱柱体体。相相应应地地叫叫石石灰灰桩桩处处理理加加固固方方法法。为为提提高高桩桩身身强强度，还可掺入适量的石膏、水泥等外加剂。度，还可掺入适量的石膏、水泥等外加剂。2、适用范围、适用范围 江江、河河、滨滨冲冲积积层层、滨滨湖湖区区近近代代湖湖积积层层及及冲冲积积层层等等软软弱弱土土层层分分布布区区。包包括括杂杂填填土土、素素填填土土、粘粘土土、淤淤泥泥土土、淤淤泥泥质质土土、粉粉土土等等，还还适适于于砂砂土土和和透透水水性性大大的的砂砂质质土土、粉粉土土等等，加加固固深深度度从从几几米米到到十十几几米。不适用于地下水位下的砂类土。米。不适用于地下水位下的砂类土。石灰桩法石灰桩法33 3 3 3、施工方法分类、施工方法分类、施工方法分类、施工方法分类( ( ( (按用料及施工工艺按用料及施工工艺按用料及施工工艺按用料及施工工艺) ) ) ) 1)石石灰灰桩桩法法(或或称称块块灰灰灌灌入入法法):用用钢钢套套管管成成孔孔后后，灌灌入入新新鲜鲜生生石石灰灰块块或或再再掺掺入入适适量量水水硬硬性性掺掺合合料料( (粉粉煤煤灰灰和和火火山山灰灰) ) ，一一般般经经验验配配合比合比7 7：3 3或或8 8：2 2 2 2。在拔管的同时进行振密成桩。在拔管的同时进行振密成桩。2)石石灰灰柱柱法法(亦亦称称粉粉灰灰搅搅拌拌法法):主主要要通通过过特特制制的的搅搅拌拌机机将将石石灰灰粉粉加加固固原原料料与与原原位位软软土土搅搅拌拌均均匀匀，促促使使软软土土硬硬结结，形形成成力力学学性性能能较较强的石灰强的石灰(土土)柱柱（实际上是粉体搅拌法的一种）（实际上是粉体搅拌法的一种）。3)石石灰灰浆浆压压力力喷喷注注法法: : 采采用用压压力力将将石石灰灰浆浆或或石石灰灰粉粉煤煤灰灰混混合合浆浆喷喷注注于于地地基基土土的的孔孔隙隙内内或或预预先先钻钻孔孔之之内内，使使浆浆体体在在地地基基中中扩扩散散和和凝凝固固硬硬化化而而达达到到加加固固的的目目的的（该该种种处处理理方方法法实实质质是是压压力力注注浆浆法的一种）法的一种）。4 石灰桩加固地基的机理包括石灰桩加固地基的机理包括 成孔挤密作用成孔挤密作用; ; 桩料吸水膨胀挤密作用桩料吸水膨胀挤密作用; ; 桩周土脱水固结作用桩周土脱水固结作用; ; 桩身置换作用桩身置换作用; ; 胶凝强化作用胶凝强化作用等方面。等方面。二、加固机理二、加固机理二、加固机理二、加固机理 可以从可以从可以从可以从桩间土、桩身桩间土、桩身桩间土、桩身桩间土、桩身及及及及复合地基复合地基复合地基复合地基三方面三方面三方面三方面加以归纳分析。加以归纳分析。加以归纳分析。加以归纳分析。 51) 1) 成孔挤密作用（物理加固效应）成孔挤密作用（物理加固效应）1 1 1 1、桩间土挤密、固结作用、桩间土挤密、固结作用、桩间土挤密、固结作用、桩间土挤密、固结作用 桩孔是通过对钢管的振动或打入完成的。桩孔是通过对钢管的振动或打入完成的。 当当钢钢管管被被打打入入土土中中时时，由由钢钢管管所所置置换换的的土土体体挤挤入入四四周周土土体体内内，使使得得桩桩周周土土得得到到挤挤密密，挤挤密密效效果果除除了了与与石石灰灰桩桩的的置置换换率率有有关关外外，还还与与原原地地基基土土的的渗渗透透性性能能及及地地下下水水状状况况( (水水位位) )有有关关。当然，如果采用排土成孔方法时，则不存在挤密效应。当然，如果采用排土成孔方法时，则不存在挤密效应。62) 2) 2) 2) 桩料吸水膨胀挤密作用（物理加固效应）桩料吸水膨胀挤密作用（物理加固效应）桩料吸水膨胀挤密作用（物理加固效应）桩料吸水膨胀挤密作用（物理加固效应） 成成孔孔后后，灌灌入入桩桩孔孔中中的的石石灰灰桩桩吸吸水水包包括括两两个个部部分分：一一部部分分是是CaO的的水水化化反反应应吸吸水水；另另一一部部分分是是石石灰灰桩桩本本身身的的水水化化产产物物Ca(OH)2的的孔孔隙隙吸吸水水。1kg的的CaO完完全全潮潮解解的的理理论论吸吸水水量量是是0.32kg，且且生生成成的的Ca(OH)2不不含含水水，它它会会继继续续从从四四周周土土中中吸吸取取水水分分，储储存存在在桩桩体体孔孔隙隙中中。吸吸水水后后桩桩体体发发生生的的膨膨胀胀使使桩桩间间土土产产生生强强大大的的挤挤压压力力而而使使其其获获得得密密实实效效果果。(生生石石灰灰在在熟熟化化之之后后的的体体积积可可达达到到原体积的原体积的1.53.5倍倍)。73) 3) 脱水挤密固结作用（物理加固效应）脱水挤密固结作用（物理加固效应）石石灰灰桩桩吸吸水水后后，桩桩间间土土的的含含水水量量必必然然降降低低。桩身吸水必然对应桩周土的脱水土颗粒靠拢挤密、固结。 另一方面，生石灰吸水反映后产生的热效应造成水体蒸发，进一步促进了桩固土体中水的脱出。桩桩周周土土含含水水量量、孔隙比孔隙比，土体密实度提高，强度土体密实度提高，强度。 石石石石灰灰灰灰桩桩桩桩的的的的含含含含水水水水量量量量和和和和渗渗渗渗透透透透性性性性均均均均大大大大于于于于桩桩桩桩间间间间土土土土，如如如如果果果果桩桩桩桩体体体体内内内内再再再再掺掺掺掺和和和和一一一一部部部部分分分分煤煤煤煤渣渣渣渣、矿矿矿矿渣渣渣渣、钢钢钢钢渣渣渣渣等等等等粗粗粗粗颗颗颗颗粒粒粒粒时时时时，排排排排水水水水固固固固结结结结的的的的作作作作用用用用更加显著。体现在两个方面。更加显著。体现在两个方面。更加显著。体现在两个方面。更加显著。体现在两个方面。81) 1) 1) 1) 对下卧层的减载作用（物理加固效应）对下卧层的减载作用（物理加固效应）对下卧层的减载作用（物理加固效应）对下卧层的减载作用（物理加固效应）2 2 2 2、桩体减载与硬化加固作用、桩体减载与硬化加固作用、桩体减载与硬化加固作用、桩体减载与硬化加固作用 石石灰灰的的重重度度为为8kNm3，显显著著小小于于土土的的密密度度。即即使使桩桩体体饱和后其重度约为饱和后其重度约为14kNm3，仍然小于土的天然密度。，仍然小于土的天然密度。当当采采用用排排土土成成桩桩时时，加加固固层层的的自自重重减减轻轻，作作用用在在桩桩底底平平面面的的自自重重应应力力显显著著减减少少，可可减减少少桩桩底底下下卧卧层层顶顶面面的的附附加加压压力力。当当采采用用不不排排土土成成孔孔时时，对对于于杂杂填填土土、砂砂类类土土等等，由由于于成成孔孔挤挤密了桩间土，加固层的重量变化不大。密了桩间土，加固层的重量变化不大。92) 2) 2) 2) 胶凝加固效应（化学加固效应）胶凝加固效应（化学加固效应）胶凝加固效应（化学加固效应）胶凝加固效应（化学加固效应）桩桩体体吸吸水水后后，其其溶溶液液中中随随钙钙离离子子(Ca2+)的的增增多多变变为为碱碱性性环环境境，一一部部分分钙钙离离子子(Ca2+)又又与与桩桩周周土土中中的的SiO2及及Al2O3发发生生反反映映，生生成成结结构构较较复复杂杂的的硅硅酸酸钙钙水水化化物物(CaOSiO2nH2O)、铝铝酸酸钙钙水水化化物物(CaOAl2O3nH2O) 以以及及钙钙铝铝黄黄长长石石水水化化物物(2CaOAl2O3SiO26H2O)，这这些些水水化化物物又又牢牢牢牢地地将将其其周周围围土土颗粒胶结、固化在一起，形成网状结构颗粒胶结、固化在一起，形成网状结构土土颗颗粒粒间间联联系系的的更更加加牢牢固固、强强度度大大大大增增加加强强，并并与与时间成正相关时间成正相关。10 3) 3) 3) 3) 离子交换作用（化学加固效应）离子交换作用（化学加固效应） 生生石石灰灰吸吸水水后后，一一定定条条件件下下电电离离出出的的Ca2+与与粘粘土土表表面面阴阴离离子子交交换换并并吸吸附附在在土土颗颗粒粒表表面面上上增增大大了了钙钙质质结结核核团团粒粒，使使土土中中颗颗粒粒相相对对含含量量下下降降土土力力学学性性能能改改善善。当当桩桩体体内内掺掺入入粉粉煤煤灰灰、火火山山灰灰等等掺掺合合物物之之后后，在在整整个个桩桩体体内内的的这这种种离离子子交交换换作作用用、胶胶凝凝作作用用、胶胶凝凝作作用用也也同同时时会会发发生生，使使桩桩体体的的后后期期强强度度比比单单纯纯的的石灰桩更高。石灰桩更高。4) 4) 4) 4) 碳酸钙化作用（化学加固效应）碳酸钙化作用（化学加固效应）碳酸钙化作用（化学加固效应）碳酸钙化作用（化学加固效应） 石石灰灰与与土土体体中中二二氧氧化化碳碳气气体体反反应应生生成成不不溶溶的的碳碳酸酸钙钙，在在桩身外产生桩身外产生一个相对坚硬的外壳一个相对坚硬的外壳一个相对坚硬的外壳一个相对坚硬的外壳 。11石灰桩作为竖向增强体和天然地基土体组成复合地基。石灰桩作为竖向增强体和天然地基土体组成复合地基。石灰桩作为竖向增强体和天然地基土体组成复合地基。石灰桩作为竖向增强体和天然地基土体组成复合地基。3 3 3 3、复合地基作用、复合地基作用、复合地基作用、复合地基作用 试试验验和和实实践践表表明明，当当桩桩体体吸吸水水量量过过大大，会会在在桩桩体体内内部部形形成成“软心软心”，此时桩体就难以起到承重作用。，此时桩体就难以起到承重作用。 然然而而，当当桩桩体体夯夯填填施施工工过过程程中中，只只要要满满足足一一定定的的初初始始填填充充密密实实度度，并并保保证证一一定定的的封封顶顶压压力力，桩桩体体就就完完全全可可以以避避免免“软软心心”现现象象的的发发生生，而而起起到到承承重重桩桩的的作作用用，即即置置换换作作用用。刚刚度度较较大大的的石石灰灰桩桩体体承承受受较较大大的的应应力力，正正常常置置换换率率下下，石石灰灰桩桩分分担担了了3030以以上上的的荷荷载载，此此时时，与与发发生生了了挤挤压压密密实实效效用用的的桩桩间土共同作用，支承载荷，发挥着复合地基的作用。间土共同作用，支承载荷，发挥着复合地基的作用。12三、设计计算要点三、设计计算要点三、设计计算要点三、设计计算要点1 1 1 1、桩料要求及配比、桩料要求及配比、桩料要求及配比、桩料要求及配比u石石灰灰桩桩的的主主要要固固化化剂剂为为生生石石灰灰(CaO(CaO含含量量70%,70%,粒粒径径70mm,70mm,含粉量含粉量15%)15%)。u 掺掺合合料料宜宜优优先先选选用用粉粉煤煤灰灰、火火山山灰灰、炉炉渣渣等等工工业业废废料料。生生石石灰灰与与掺掺合合料料的的配配合合比比宜宜根根据据工工程程地地质质情情况况确确定定，生生石石灰灰与与掺掺合合料料的的体体积积比比可可选选用用1 1：1 1或或1 1：2 2。对对于于淤淤泥泥、淤淤泥泥质质土土等等软软土土可可适适当当增增加加生生石石灰灰用用量量，桩桩顶顶附附近近生生石石灰灰用用量量不不宜宜过过大。大。u 当掺石膏和水泥时，掺加量为生石灰用量的当掺石膏和水泥时，掺加量为生石灰用量的3%3%10%10%。132 2 2 2、成孔直径、成孔直径、成孔直径、成孔直径3 3 3 3、布桩及桩距、布桩及桩距、布桩及桩距、布桩及桩距4 4 4 4、布置范围、布置范围、布置范围、布置范围 300 300 300 300400mm400mm400mm400mm，具体取决于成孔管的管径；，具体取决于成孔管的管径；，具体取决于成孔管的管径；，具体取决于成孔管的管径； 可可可可按按按按等等等等边边边边三三三三角角角角形形形形或或或或距距距距形形形形布布布布桩桩桩桩，桩桩桩桩间间间间中中中中心心心心距距距距取取取取成成成成孔孔孔孔直直直直径径径径的的的的 2-32-32-32-3倍；倍；倍；倍；石石石石灰灰灰灰桩桩桩桩可可可可仅仅仅仅布布布布置置置置在在在在基基基基础础础础底底底底面面面面下下下下. . . .当当当当基基基基底底底底土土土土承承承承载载载载力力力力特特特特征征征征值值值值小小小小于于于于70kPa70kPa70kPa70kPa时，宜在基础以外布置时，宜在基础以外布置时，宜在基础以外布置时，宜在基础以外布置1 1 1 12 2 2 2排围护桩；排围护桩；排围护桩；排围护桩；145 5 5 5、桩长、桩长、桩长、桩长6 6 6 6、桩顶上部处理、桩顶上部处理、桩顶上部处理、桩顶上部处理7 7 7 7、桩端持力层选择、桩端持力层选择、桩端持力层选择、桩端持力层选择 洛洛洛洛阳阳阳阳铲铲铲铲成成成成孔孔孔孔时时时时，桩桩桩桩长长长长6m6m6m6m；机机机机具具具具成成成成孔孔孔孔管管管管成成成成孔孔孔孔时时时时，桩桩桩桩长长长长8m8m8m8m；螺旋钻成孔时，桩长可适当加长。；螺旋钻成孔时，桩长可适当加长。；螺旋钻成孔时，桩长可适当加长。；螺旋钻成孔时，桩长可适当加长。 当当当当地地地地基基基基需需需需排排排排水水水水通通通通道道道道时时时时，在在在在桩桩桩桩顶顶顶顶上上上上部部部部设设设设200-300mm200-300mm200-300mm200-300mm厚厚厚厚的的的的砂砂砂砂石层。石层。石层。石层。 选选选选在在在在承承承承载载载载力力力力较较较较高高高高的的的的土土土土层层层层中中中中。对对对对深深深深厚厚厚厚的的的的软软软软弱弱弱弱地地地地基基基基，采采采采用用用用“ “悬悬悬悬浮浮浮浮桩桩桩桩( ( ( (端端端端部部部部未未未未触触触触及及及及持持持持力力力力层层层层) ) ) ) ” ”时时时时，减减减减少少少少上上上上部部部部结结结结构构构构重重重重心心心心与与与与基础形心间的偏心距。基础形心间的偏心距。基础形心间的偏心距。基础形心间的偏心距。158 8 8 8、复合地基承载力确定、复合地基承载力确定、复合地基承载力确定、复合地基承载力确定 1)1) 石石灰灰桩桩复复合合地地基基承承载载力力特特征征值值不不宜宜超超过过160Kpa160Kpa，当当土土层层较较好好并并采采取取保保证证桩桩身身强强度度措措施施之之后后，经经试试验验后后，可可适适当当提提高高。2)2) 承承载载力力特特征征值值应应通通过过单单桩桩或或多多桩桩复复合合地地基基载载荷荷试试验验确确定定。初初步步设设计计时，可按公式时，可按公式: : f fSpkSpk=mm f fpkpk+(1-+(1-mm) ) f fsksk加以估算。加以估算。加以估算。加以估算。 其其中中，pkpk：桩桩身身抗抗压压强强度度比比例例界界限限值值，由由单单桩桩竖竖向向载载荷荷试试验验确确定定，一一般般取取350350500kPa500kPa，土土质质软软时时取取低低值值；SkSk：桩桩间间土土承承载载力力特特征征值值，取取天天然然地地基基承承载载力力特特征征值值的的1.051.051.21.2倍倍；m m：桩桩土土面面积积置换率，桩面积按置换率，桩面积按1.11.11.21.2倍成孔直径计算，土质软者取高值。倍成孔直径计算，土质软者取高值。 169 9 9 9、地基变形计算、地基变形计算、地基变形计算、地基变形计算 系系系系数数数数，取取取取1.11.11.11.11.31.31.31.3，挤挤挤挤密密密密效效效效应应应应好好好好或或或或置置置置换换换换率率率率( ( ( (m m m m) ) ) )大大大大时时时时取取取取高高高高值值值值；n n n n桩桩桩桩土土土土应应应应力力力力此此此此，取取取取34343434，长长长长桩桩桩桩取取取取大大大大值值值值；E E E ES S S S天天天天然然然然土土土土压压压压缩缩缩缩模模模模量量量量(Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) 按按照照建建筑筑地地基基基基础础设设计计规规范范GB5007GB5007有有关关规规定定计计算算处处理理后后的的地地基基变变形形。变变形形经经验验系系数数按按该该区区沉沉降降观观测测资资料料及及经经验验确确定定 沉沉降量降量S=SS=S1 1( (桩长范围压缩量桩长范围压缩量) +S) +S2 2 ( (桩下土层的压缩量桩下土层的压缩量) ) 有有关关复复合合土土层层的的压压缩缩模模量量E ESP SP ，通通过过桩桩身身及及桩桩间间土土压压缩缩试试验验确定。初步设计时，可按下试估算：确定。初步设计时，可按下试估算： 171）特点）特点四、施工工艺四、施工工艺四、施工工艺四、施工工艺 1 1 1 1管外投料法管外投料法管外投料法管外投料法 石灰桩体中一般均含有大量的掺和料，掺料不可避免有石灰桩体中一般均含有大量的掺和料，掺料不可避免有一定含水量，当掺料与生石灰拌和后，内中的水分会迅速发一定含水量，当掺料与生石灰拌和后，内中的水分会迅速发生反应，生石灰体积膨胀，极容易发生生反应，生石灰体积膨胀，极容易发生堵管现象堵管现象。 管外投料法避免了堵管，管外投料法避免了堵管，可以利用现有的混凝土灌注桩可以利用现有的混凝土灌注桩设备施工。但在软土中成孔时容易发生塌孔或缩孔现象，且设备施工。但在软土中成孔时容易发生塌孔或缩孔现象，且孔深不宜超过孔深不宜超过6m6m。桩径和桩长的保证率也相对较低。桩径和桩长的保证率也相对较低。182)施工方法施工方法3)工艺流程工艺流程 采采用用打打入入、振振入入、压压入入的的灌灌注注桩桩设设备备均均可可施施工工。桩桩管管采采用用200325mm无无缝缝钢钢管管。为为防防止止拔拔管管时时孔孔内内负负压压进进入入造造成成塌塌孔孔，采采用用活活动动式式桩桩尖尖，拔拔管管时时桩桩尖尖靠靠自自重重落落下下，空空气气由由桩桩管管进进入入孔孔内，避免负压。内，避免负压。桩尖角度一般为桩尖角度一般为45、60、90。土质较硬时用小值。土质较硬时用小值。 桩桩机机定定位位沉沉管管提提管管填填料料压压实实再再提提管管再再填填料料再再压压实，这样反复几次，最后填土封口压实，一根桩即告完成。实，这样反复几次，最后填土封口压实，一根桩即告完成。194)施工控制施工控制 2) 2) 2) 2) 打打打打桩桩桩桩顺顺顺顺序序序序。应应应应尽尽尽尽量量量量采采采采用用用用封封封封闭闭闭闭式式式式，即即即即从从从从外外外外圈圈圈圈向向向向内内内内圈圈圈圈施施施施工工工工。桩桩桩桩机机机机宜宜宜宜采采采采用用用用前前前前进进进进式式式式，即即即即刚刚刚刚打打打打完完完完的的的的桩桩桩桩处处处处于于于于桩桩桩桩机机机机下下下下方方方方，以以以以机机机机身身身身重重重重量量量量增增增增加加加加覆覆覆覆盖盖盖盖压压压压力力力力，减减减减少少少少地地地地面面面面隆隆隆隆起起起起量量量量。为为为为避避避避免免免免生生生生石石石石灰灰灰灰膨膨膨膨胀胀胀胀引引引引起起起起邻邻邻邻近近近近孔塌孔，宜间隔成孔成桩。孔塌孔，宜间隔成孔成桩。孔塌孔，宜间隔成孔成桩。孔塌孔，宜间隔成孔成桩。 1) 1) 1) 1) 灌灌灌灌料料料料量量量量控控控控制制制制。控控控控制制制制灌灌灌灌料料料料量量量量的的的的目目目目的的的的是是是是保保保保证证证证桩桩桩桩径径径径、桩桩桩桩长长长长和和和和桩桩桩桩体体体体密密密密实实实实度度度度。影影影影响响响响灌灌灌灌料料料料量量量量因因因因素素素素很很很很多多多多( ( ( (桩桩桩桩周周周周土土土土强强强强度度度度、压压压压实实实实次次次次数数数数、设设设设计计计计桩桩桩桩径径径径、桩桩桩桩管管管管直直直直径径径径等等等等) ) ) )。确确确确定定定定灌灌灌灌料料料料量量量量时时时时，先先先先根根根根据据据据设设设设计计计计桩桩桩桩径径径径计计计计算算算算每每每每米米米米桩料体积，然后乘以桩料体积，然后乘以桩料体积，然后乘以桩料体积，然后乘以1.41.41.41.4的系数作为每米灌料量。的系数作为每米灌料量。的系数作为每米灌料量。的系数作为每米灌料量。203) 3) 3) 3) 技术措施。技术措施。技术措施。技术措施。 生生生生石石石石灰灰灰灰与与与与掺掺掺掺料料料料的的的的拌拌拌拌和和和和不不不不宜宜宜宜过过过过早早早早，随随随随灌灌灌灌随随随随拌拌拌拌，以以以以免免免免生生生生石石石石灰灰灰灰遇遇遇遇水水水水膨胀影响质量。膨胀影响质量。膨胀影响质量。膨胀影响质量。 孔孔孔孔口口口口土土土土封封封封顶顶顶顶宜宜宜宜用用用用含含含含水水水水量量量量适适适适中中中中的的的的土土土土，封封封封口口口口高高高高度度度度不不不不宜宜宜宜小小小小于于于于0.5m0.5m0.5m0.5m，孔口封土标高应高于地面，防止早期地表水浸泡桩顶。孔口封土标高应高于地面，防止早期地表水浸泡桩顶。孔口封土标高应高于地面，防止早期地表水浸泡桩顶。孔口封土标高应高于地面，防止早期地表水浸泡桩顶。 遇遇遇遇有有有有地地地地下下下下障障障障碍碍碍碍物物物物时时时时，技技技技术术术术人人人人员员员员在在在在现现现现场场场场可可可可根根根根据据据据基基基基础础础础尺尺尺尺寸寸寸寸、荷荷荷荷载载载载等等等等因因因因素素素素适适适适当当当当变变变变动动动动桩桩桩桩位位位位。正正正正常常常常情情情情况况况况下下下下，桩桩桩桩位位位位偏偏偏偏差差差差不不不不宜宜宜宜大大大大于于于于10cm10cm10cm10cm，倾倾倾倾斜斜斜斜度不大于度不大于度不大于度不大于1.51.51.51.5，桩径误差不大于桩径误差不大于桩径误差不大于桩径误差不大于3cm3cm3cm3cm，桩长误差不大于，桩长误差不大于，桩长误差不大于，桩长误差不大于15cm15cm15cm15cm。 大大大大块块块块生生生生石石石石灰灰灰灰必必必必须须须须破破破破碎碎碎碎，粒粒粒粒径径径径不不不不大大大大于于于于10cm10cm10cm10cm。生生生生石石石石灰灰灰灰在在在在现现现现场场场场露露露露天天天天堆堆堆堆放放放放时时时时间间间间视视视视空空空空气气气气湿湿湿湿度度度度及及及及堆堆堆堆放放放放条条条条件件件件确确确确定定定定，一一一一般般般般不不不不长长长长于于于于2 2 2 23 3 3 3天天天天。桩桩桩桩顶顶顶顶应应应应高出基底标高高出基底标高高出基底标高高出基底标高10cm10cm10cm10cm左右。左右。左右。左右。21 管管管管内内内内投投投投料料料料法法法法适适适适用用用用于于于于地地地地下下下下水水水水位位位位较较较较高高高高的的的的软软软软土土土土地地地地区区区区。管管管管内内内内投投投投料料料料施工工艺与振动沉管砂石桩的工艺类似。施工工艺与振动沉管砂石桩的工艺类似。施工工艺与振动沉管砂石桩的工艺类似。施工工艺与振动沉管砂石桩的工艺类似。2 2 2 2管内投料法管内投料法管内投料法管内投料法 工工工工艺艺艺艺流流流流程程程程：桩桩桩桩机机机机定定定定位位位位沉沉沉沉管管管管灌灌灌灌料料料料拔拔拔拔管管管管成成成成桩桩桩桩反反反反压压压压封口压实。封口压实。封口压实。封口压实。 223 3 3 3挖孔投料法挖孔投料法挖孔投料法挖孔投料法1 1）优优点点。利利用用特特制制的的洛洛阳阳铲铲人人工工挖挖孔孔、投投料料夯夯实实，是是广广泛泛应应用用的的一一种种施施工工方方法法。由由于于洛洛阳阳铲铲在在切切土土、取取土土过过程程中中对对周周围围土土体体的的扰动很小，在软土甚至淤泥中可保持孔壁稳定。扰动很小，在软土甚至淤泥中可保持孔壁稳定。 该该施施工工方方法法避避免免了了振振动动和和噪噪声声、能能在在狭狭窄窄场场地地和和室室内内作作业业，造价低、工期短、质量可靠。因此，适用的范围较大。造价低、工期短、质量可靠。因此，适用的范围较大。2 2）限限制制。挖挖孔孔投投料料法法主主要要受受深深度度的的限限制制，一一般般情情况况下下桩桩长长不不宜宜超超过过6m6m。在在地地下下水水位位下下的的砂砂类类土土及及塑塑性性指指数数小小于于8 8的的粉粉土土中中则则难难以成孔。以成孔。3 3）工工艺艺流流程程。定定位位钢钢钎钎或或铁铁锹锹开开口口( (深深度度50cm50cm左左右右) ) 人人工工洛洛阳阳铲铲成成孔孔孔孔内内抽抽水水孔孔口口拌拌和和桩桩料料下下料料夯夯击击再再下下料料再再夯夯实实封口填土夯实。封口填土夯实。23五、施工注意事项五、施工注意事项五、施工注意事项五、施工注意事项 1 1 1 1、注意施工顺序、注意施工顺序、注意施工顺序、注意施工顺序单单单单排排排排布布布布桩桩桩桩时时时时，先先先先打打打打两两两两端端端端，后后后后打打打打中中中中间间间间，并并并并间间间间隔隔隔隔1 1 1 12 2 2 2孔孔孔孔跳跳跳跳打打打打进进进进行。行。行。行。对对对对软软软软粘粘粘粘土土土土地地地地基基基基，除除除除间间间间隔隔隔隔跳跳跳跳打打打打外外外外，还还还还应应应应间间间间歇歇歇歇28282828天天天天后后后后再再再再按按按按设设设设计计计计间距补桩。间距补桩。间距补桩。间距补桩。 这些措施也有利于提高桩间土对桩身的约束力。这些措施也有利于提高桩间土对桩身的约束力。这些措施也有利于提高桩间土对桩身的约束力。这些措施也有利于提高桩间土对桩身的约束力。一一一一般般般般宜宜宜宜先先先先加加加加固固固固四四四四周周周周，后后后后加加加加固固固固中中中中间间间间、先先先先打打打打外外外外排排排排桩桩桩桩，后后后后打打打打内内内内排排排排桩；桩；桩；桩；242 2 2 2、注意选择成孔方法、注意选择成孔方法、注意选择成孔方法、注意选择成孔方法 有沉管法、冲击法、螺旋钻进法；爆扩法、挖孔法多种。有沉管法、冲击法、螺旋钻进法；爆扩法、挖孔法多种。 1)1) 沉管法沉管法沉管法沉管法: :最常用。将由特制的尖头钢管打入设计深度成孔最常用。将由特制的尖头钢管打入设计深度成孔最常用。将由特制的尖头钢管打入设计深度成孔最常用。将由特制的尖头钢管打入设计深度成孔; ; 2)2) 冲击法冲击法冲击法冲击法: :锥形钻头提升到一定高度自由落体冲击成孔锥形钻头提升到一定高度自由落体冲击成孔锥形钻头提升到一定高度自由落体冲击成孔锥形钻头提升到一定高度自由落体冲击成孔; ; 3)3) 螺钻进法螺钻进法螺钻进法螺钻进法: :类似螺丝钉钻进，使土不断向两侧挤压并成孔类似螺丝钉钻进，使土不断向两侧挤压并成孔类似螺丝钉钻进，使土不断向两侧挤压并成孔类似螺丝钉钻进，使土不断向两侧挤压并成孔; ; 4)4) 人工洛阳铲掏土成孔。人工洛阳铲掏土成孔。人工洛阳铲掏土成孔。人工洛阳铲掏土成孔。 5)5) 爆扩法：爆扩法：爆扩法：爆扩法：用钻机或洛阳铲等打成小孔，然后装药，爆扩成孔；用钻机或洛阳铲等打成小孔，然后装药，爆扩成孔；用钻机或洛阳铲等打成小孔，然后装药，爆扩成孔；用钻机或洛阳铲等打成小孔，然后装药，爆扩成孔； 25药眼爆扩法成孔施工流程图药眼爆扩法成孔施工流程图药眼爆扩法成孔施工流程图药眼爆扩法成孔施工流程图(a)(a)打小药眼孔打小药眼孔打小药眼孔打小药眼孔;(b);(b)装填炸药装填炸药装填炸药装填炸药 ; ;(c)(c)引爆成孔。引爆成孔。引爆成孔。引爆成孔。1-1-药眼；药眼；药眼；药眼；2-2-钢钎；钢钎；钢钎；钢钎；3-3-炸药；炸药；炸药；炸药；4-4-封土层；封土层；封土层；封土层；5-5-导火线；导火线；导火线；导火线；6-6-所成桩孔；所成桩孔；所成桩孔；所成桩孔；7-7-削土层。削土层。削土层。削土层。 药管爆扩法成孔施工流程图药管爆扩法成孔施工流程图药管爆扩法成孔施工流程图药管爆扩法成孔施工流程图(a)(a)产挖土孔产挖土孔产挖土孔产挖土孔;(b);(b)装填炸药装填炸药装填炸药装填炸药 ; ;(c)(c)引爆成孔。引爆成孔。引爆成孔。引爆成孔。1-1-土孔；土孔；土孔；土孔；2-2-填砂；填砂；填砂；填砂；3-3-炸药管；炸药管；炸药管；炸药管；4-4-封土；封土；封土；封土；5-5-导火线；导火线；导火线；导火线；6-6-所成桩孔；所成桩孔；所成桩孔；所成桩孔；7-7-削土层。削土层。削土层。削土层。 263 3 3 3、成桩、成桩、成桩、成桩 1) 1) 1) 1) 逐逐逐逐段段段段填填填填料料料料夯夯夯夯实实实实成成成成桩桩桩桩( ( ( (人人人人工工工工填填填填料料料料，逐逐逐逐段段段段夯夯夯夯实实实实。每每每每段段段段填填填填料料料料需需需需厚厚厚厚度度度度400mm400mm400mm400mm，施施施施工工工工时时时时要要要要做做做做好好好好场场场场地地地地排排排排水水水水措措措措施施施施，防防防防止积水止积水止积水止积水);););); 2) 2) 2) 2) 桩位偏差不大于桩径的一半桩位偏差不大于桩径的一半桩位偏差不大于桩径的一半桩位偏差不大于桩径的一半(0.5d);(0.5d);(0.5d);(0.5d); 3) 3) 3) 3) 做好施工记录，监督成桩质量做好施工记录，监督成桩质量做好施工记录，监督成桩质量做好施工记录，监督成桩质量; ; ; ; 4) 4) 4) 4) 封顶封顶封顶封顶( ( ( (垫层封顶、夯实垫层封顶、夯实垫层封顶、夯实垫层封顶、夯实) ) ) ) 274 4 4 4 施工前进行成桩试验和材料配比试验施工前进行成桩试验和材料配比试验施工前进行成桩试验和材料配比试验施工前进行成桩试验和材料配比试验 成桩试验和材料配比试验既可以验证设计的合理性成桩试验和材料配比试验既可以验证设计的合理性成桩试验和材料配比试验既可以验证设计的合理性成桩试验和材料配比试验既可以验证设计的合理性和成桩工艺的适宜性，还可以具体确定合理的成桩参数。和成桩工艺的适宜性，还可以具体确定合理的成桩参数。和成桩工艺的适宜性，还可以具体确定合理的成桩参数。和成桩工艺的适宜性，还可以具体确定合理的成桩参数。 如桩身材料配合比，填料数量、气压和夯击参数等，如桩身材料配合比，填料数量、气压和夯击参数等，如桩身材料配合比，填料数量、气压和夯击参数等，如桩身材料配合比，填料数量、气压和夯击参数等，了解施工时可能发生的问题和决定相应的解决措施。了解施工时可能发生的问题和决定相应的解决措施。了解施工时可能发生的问题和决定相应的解决措施。了解施工时可能发生的问题和决定相应的解决措施。285 5 5 5 应注意石灰桩施工过程中的应注意石灰桩施工过程中的应注意石灰桩施工过程中的应注意石灰桩施工过程中的“ “ ( ( ( (放炮放炮放炮放炮) ) ) )” ”现现现现象象象象 “ “冲冲冲冲孔孔孔孔” ”是是是是指指指指由由由由于于于于孔孔孔孔内内内内进进进进水水水水使使使使生生生生石石石石灰灰灰灰与与与与水水水水迅迅迅迅速速速速反反反反应应应应，其其其其温温温温度度度度高高高高达达达达200300200300200300200300C C C C，桩桩桩桩体体体体内内内内空空空空气气气气遇遇遇遇热热热热膨膨膨膨胀胀胀胀之之之之后后后后，不不不不仅仅仅仅桩桩桩桩身身身身孔孔孔孔隙隙隙隙大大大大，不不不不易易易易夯夯夯夯实实实实，而而而而且且且且孔孔孔孔隙隙隙隙内内内内空空空空气气气气在在在在高高高高温温温温下下下下的的的的迅迅迅迅速速速速膨膨膨膨胀胀胀胀，迅迅迅迅速速速速增增增增大大大大的的的的膨膨膨膨胀胀胀胀力力力力还还还还会会会会将将将将上上上上部部部部夯夯夯夯实实实实的的的的桩桩桩桩料料料料推推推推出出出出孔孔孔孔口口口口，形形形形成成成成冲冲冲冲孔孔孔孔现现现现象象象象。故故故故应应应应采采采采取取取取减减减减少少少少搀搀搀搀和和和和料料料料含含含含水水水水量量量量，排排排排干干干干孔孔孔孔内内内内积积积积水水水水或或或或降降降降水水水水，加强夯实等措施，确保安全。加强夯实等措施，确保安全。加强夯实等措施，确保安全。加强夯实等措施，确保安全。296 6 6 6 严格做好封顶严格做好封顶严格做好封顶严格做好封顶7 7 7 7 注意施工安全注意施工安全注意施工安全注意施工安全 为为为为了了了了减减减减小小小小桩桩桩桩体体体体向向向向上上上上胀胀胀胀发发发发引引引引起起起起的的的的能能能能量量量量损损损损失失失失，防防防防止止止止地地地地表表表表水水水水流流流流入入入入桩桩桩桩身身身身和和和和防防防防止止止止石石石石灰灰灰灰桩桩桩桩因因因因水水水水化化化化过过过过分分分分激激激激烈烈烈烈而而而而引引引引起起起起桩桩桩桩孔孔孔孔喷喷喷喷料料料料，以以以以保保保保证证证证桩桩桩桩身身身身强强强强度度度度。成成成成桩桩桩桩后后后后需需需需利利利利用用用用素素素素土土土土、灰灰灰灰土土土土或或或或素素素素混混混混凝凝凝凝土土土土等等等等立即进行桩身封顶，并夯压密实，长度一般为立即进行桩身封顶，并夯压密实，长度一般为立即进行桩身封顶，并夯压密实，长度一般为立即进行桩身封顶，并夯压密实，长度一般为50100cm50100cm50100cm50100cm。 石石石石灰灰灰灰桩桩桩桩施施施施工工工工时时时时应应应应采采采采取取取取防防防防止止止止冲冲冲冲孔孔孔孔伤伤伤伤人人人人的的的的有有有有效效效效措措措措施施施施，确确确确保保保保施工人员的安全。施工人员的安全。施工人员的安全。施工人员的安全。 30六、质量检验六、质量检验六、质量检验六、质量检验 1 1 1 1 石灰桩施工检测宜在施工石灰桩施工检测宜在施工石灰桩施工检测宜在施工石灰桩施工检测宜在施工7 7 7 710d10d10d10d后进行；竣工验收检测宜后进行；竣工验收检测宜后进行；竣工验收检测宜后进行；竣工验收检测宜在施工在施工在施工在施工28d28d28d28d后进行后进行后进行后进行; ; ; ;2 2 2 2 施工检测可采用静力触探、动力触探或标准贯入试验。检施工检测可采用静力触探、动力触探或标准贯入试验。检施工检测可采用静力触探、动力触探或标准贯入试验。检施工检测可采用静力触探、动力触探或标准贯入试验。检测部位为桩中心及桩间土，每两点为一组。检测组数不少测部位为桩中心及桩间土，每两点为一组。检测组数不少测部位为桩中心及桩间土，每两点为一组。检测组数不少测部位为桩中心及桩间土，每两点为一组。检测组数不少于总桩数的于总桩数的于总桩数的于总桩数的1%;1%;1%;1%;3 3 3 3 石灰桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷石灰桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷石灰桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷石灰桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验试验试验试验; ; ; ;4 4 4 4 载荷试验数量宜为地基处理面积每载荷试验数量宜为地基处理面积每载荷试验数量宜为地基处理面积每载荷试验数量宜为地基处理面积每200m200m200m200m2 2 2 2左右布置一个点，左右布置一个点，左右布置一个点，左右布置一个点，且每一单体工程不应少于且每一单体工程不应少于且每一单体工程不应少于且每一单体工程不应少于3 3 3 3点点点点. . . . 31【例题例题1 1】 对软土采用石灰桩处理后，石灰桩外表层会形成一层强对软土采用石灰桩处理后，石灰桩外表层会形成一层强度很高的硬壳层，这主要是由（）起的作用。度很高的硬壳层，这主要是由（）起的作用。 A A、吸水膨胀；、吸水膨胀；B B、离子交换；、离子交换；C C、反应热；、反应热；D D、碳酸钙化反应；、碳酸钙化反应； D D例题例题例题例题【例题例题2】在初步设计时，对于采用石灰桩处理过的地基，其复合在初步设计时，对于采用石灰桩处理过的地基，其复合土层的压缩模量可以按照式土层的压缩模量可以按照式Esp=1+m(n-1)Es进行估算，进行估算，为系数，其值为为系数，其值为（）。（）。A、小于、小于1；B、大于、大于0.5；C、大于、大于0.9；D、大于、大于1，可取，可取1.11.3；D D32【例题例题3】为了保证石灰桩的施工安全，下列说法正确的是为了保证石灰桩的施工安全，下列说法正确的是()A、石灰桩施工时，必须强调用电安全；石灰桩施工时，必须强调用电安全；B、石灰桩施工时，必须配戴安全帽；石灰桩施工时，必须配戴安全帽；C、石石灰灰桩桩施施工工时时，应应采采取取防防止止冲冲孔孔伤伤人人的的有有效效措措施施，确确保施工人员的安全；保施工人员的安全；D、石石灰灰桩桩施施工工时时，项项目目部部应应有有完完善善的的安安全全生生产产管管理理体体系系，确保安全生产，文明施工。确保安全生产，文明施工。C C33【例题例题4】对于软土地基，采用石灰桩处理后，其施工质量检测包括对于软土地基，采用石灰桩处理后，其施工质量检测包括()。A、桩间土加固效果检验；、桩间土加固效果检验；B、桩身质量检验；、桩身质量检验；C、单桩复合地基载荷试验；、单桩复合地基载荷试验；D、多桩复合地基载荷试验；、多桩复合地基载荷试验；A A、B B【例题例题5】在对石灰桩进行竣工验收检验时，载荷试验的数量宜在对石灰桩进行竣工验收检验时，载荷试验的数量宜为（），每一单体工程不得少于为（），每一单体工程不得少于3点。点。A、总桩数的、总桩数的0.5%；B、总桩数的、总桩数的1%；C、总桩数的、总桩数的2%；D、地基处理面积每、地基处理面积每200m2左右布置一个点；左右布置一个点；E、地基处理面积每、地基处理面积每500m2左右布置一个点；左右布置一个点；D D 34一一一一 概概概概 述述述述 1 1、基本定义、基本定义 碎碎( (砂砂) )石石桩桩又又被被称称做做粗粗颗颗粒粒土土桩桩，是是指指用用振振动动、冲冲击击或或水水冲冲等等方方式式在在软软弱弱地地基基中中成成孔孔之之后后，形形成成由由砂砂石石构构成成的的大大直直径径密密实实桩桩体，包括碎石桩、砂桩和砂石桩，总称为体，包括碎石桩、砂桩和砂石桩，总称为碎碎石桩石桩。砂石桩与桩周土共同组成基础下的复合土层，构成持力层。砂石桩与桩周土共同组成基础下的复合土层，构成持力层。砂石桩与桩周土共同组成基础下的复合土层，构成持力层。砂石桩与桩周土共同组成基础下的复合土层，构成持力层。2 2 2 2、成桩方式、成桩方式、成桩方式、成桩方式 1)1)1)1) 成砂桩方式：成砂桩方式：成砂桩方式：成砂桩方式：振动法振动法振动法振动法和和和和冲击法冲击法冲击法冲击法为主；为主；为主；为主； 2) 2) 2) 2) 成成成成碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩方方方方式式式式：有有有有振振振振冲冲冲冲法法法法、沉沉沉沉管管管管法法法法、干干干干振振振振法法法法、强强强强夯夯夯夯置置置置换换换换法法法法、钻孔锤击法钻孔锤击法钻孔锤击法钻孔锤击法等。等。等。等。砂石桩砂石桩砂石桩砂石桩( ( ( (碎石桩碎石桩碎石桩碎石桩) ) ) )353 3、适用范围：、适用范围：碎碎石石桩桩用用于于挤挤密密松松散散砂砂土土、粉粉土土、黏黏性性土土、素素填填土土及及杂杂填填土土地地基。基。但需注意两点：但需注意两点： 1 1）当当当当处处处处理理理理不不不不排排排排水水水水抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度小小小小于于于于20kPa20kPa的的的的饱饱饱饱和和和和黏黏黏黏性性性性土土土土和和和和饱饱饱饱和和和和黄黄黄黄土土土土地地地地基基基基时时时时，应应应应在在在在施施施施工工工工前前前前通通通通过过过过现现现现场场场场试试试试验验验验确确确确定定定定其其其其适适适适用用用用性性性性。Why?Why?因因为为如如果果桩桩周周土土强强度度过过低低，当当其其不不排排水水抗抗剪剪强强度度小小于于20kPa时时，将将导导致致土土的的侧侧向向约约束束力力始始终终不不能能平平衡衡由由于于填填料料挤挤入入孔孔壁壁产产生生的的作作用用力力，那那就就始始终终不不能能形形成成桩桩体体，故故需需经经过预压加固处理；过预压加固处理；2）不不加加填填料料的的振振冲冲加加密密法法适适用用于于处处理理黏黏粒粒含含量量不不大大于于10的的中砂、粗砂地基。中砂、粗砂地基。Why?Why?( (周围砂料能自行塌入孔内，可进行原地振冲周围砂料能自行塌入孔内，可进行原地振冲)。砂石桩法也可用于处理可液化地基砂石桩法也可用于处理可液化地基。361)1) 中、小型工业与民用建筑物；中、小型工业与民用建筑物； 2)2) 港湾建筑物港湾建筑物( (码头、护岸工程等码头、护岸工程等) )； 3)3) 土工构筑物土工构筑物( (土石坝、路基等土石坝、路基等) )； 4)4) 材料堆置材料堆置场场地地( (矿料场等矿料场等) )； 5)5) 其它其它场场地。滑道、机场等。地。滑道、机场等。工程上，碎石桩法可用以下各类建筑：工程上，碎石桩法可用以下各类建筑：一一一一 概概概概 述述述述 3、适用范围、适用范围：砂石桩砂石桩( (碎石桩碎石桩) )37二、加固机理二、加固机理二、加固机理二、加固机理 1 1 1 1、松散砂土、松散砂土、松散砂土、松散砂土及粉土及粉土及粉土及粉土的加固机理的加固机理的加固机理的加固机理 1) 1) 松散砂土的工程特性松散砂土的工程特性砂砂土土和和粉粉土土属属于于散散粒粒状状结结构构，粒粒间间孔孔隙隙大大，颗颗粒粒的的排排列列位位置置很很不不稳稳定定，在在外外荷荷(动动力力和和静静力力)作作用用下下易易发发生生移移位位, ,并并会会重重新新进进行行排排列列，趋趋于于较较稳稳定定状状态态。因因此此，松松散散砂砂土土沉沉降降变变形形大大、抗抗液液化化性性弱弱、承承载载力力小小。尤尤其其是是受受振振动动作作用用后后，体体积可缩小积可缩小20%20%。2) 2) 加固机理加固机理 通通过过碎碎石石桩桩处处理理，可可有有效效地地改改善善松松散散砂砂( (粉粉) )土土的的工工程程特性，主要表现在三个方面：特性，主要表现在三个方面：碎石桩碎石桩( (砂石桩砂石桩) )38二、加固机理二、加固机理二、加固机理二、加固机理 1 1 1 1、松散砂土及粉土的加固机理、松散砂土及粉土的加固机理、松散砂土及粉土的加固机理、松散砂土及粉土的加固机理 挤密作用：挤密作用： a a a a、对对对对振振振振冲冲冲冲法法法法而而而而言言言言：施施工工过过程程中中由由于于水水冲冲使使得得松松散散砂砂土土达达到到饱饱和和状状态态，并并在在高高频频强强迫迫振振动动下下产产生生液液化化、重重新新排排列列密密实实；孔孔中中填填入入的的粗粗骨骨料料被被强强迫迫振振动动、密密实实的的同同时时，桩桩体体半半径径还还不不断断增增大大，对对桩桩周周土土形形成成水水平平挤挤压压作作用用, ,甚甚至至有有一一部部分分被被挤挤入入桩桩周周土土中中。于于是是，砂砂土土密密实实度度、孔孔隙隙率率 ，干干密密度度和和内内摩摩擦擦角角，达达到到力力学学性性能改善、承载力提高、抗液化性能增强的目的；能改善、承载力提高、抗液化性能增强的目的； b b b b、对对对对沉沉沉沉管管管管法法法法或或或或干干干干振振振振法法法法而而而而言言言言：施施工工中中，桩桩管管对对周周围围砂砂层层产产生生很很大大的的水水平平挤挤压压力力，并并将将桩桩管管处处砂砂子子挤挤向向桩桩管管周周围围的的土土层层中中, , 桩桩管管四周砂层孔隙率四周砂层孔隙率、密实度、密实度 。 39二、加固机理二、加固机理二、加固机理二、加固机理 1 1 1 1、松散砂土及粉土的加固机理、松散砂土及粉土的加固机理、松散砂土及粉土的加固机理、松散砂土及粉土的加固机理 由由于于挤挤压压，紧紧贴贴于于桩桩周周管管上上的的土土结结构构遭遭到到完完全全破破坏坏。桩桩管管周周围围塑塑性性变变形形区区，由由于于受受到到挤挤压压和和孔孔隙隙水水压压力力的的共共同同作作用用，强强度度显显著著降降低低。桩桩管管周周围围塑塑性性变变形形区区(图图图图3-3-23-3-2)半半径径RP可可由由下下式确定。式确定。（3-3-1） 由由式式( (3-3-13-3-1) )知知，塑塑性性变变形形区区域域的的大大小小与与桩桩管管半半径径、土土的的变形模量成正比，与土的抗剪强度成反比。变形模量成正比，与土的抗剪强度成反比。 40图图图图3-3-23-3-2桩孔周围应力分布区桩孔周围应力分布区桩孔周围应力分布区桩孔周围应力分布区二、加固机理二、加固机理二、加固机理二、加固机理 1 1 1 1、松散砂土及粉土的加固机理、松散砂土及粉土的加固机理、松散砂土及粉土的加固机理、松散砂土及粉土的加固机理 完全破坏区完全破坏区完全破坏区完全破坏区41桩周土挤密后干密度沿径向距离桩周土挤密后干密度沿径向距离桩周土挤密后干密度沿径向距离桩周土挤密后干密度沿径向距离(l/d)(l/d)的变化的变化的变化的变化桩桩桩桩体体体体或或或或桩桩桩桩孔孔孔孔42二、加固机理二、加固机理二、加固机理二、加固机理 1 1 1 1、松散砂土的加固机理、松散砂土的加固机理、松散砂土的加固机理、松散砂土的加固机理 砂砂土土和和粉粉土土中中排排水水减减压压振振密密作作用用比比挤挤密密作作用用显显著著，是是砂砂石石桩桩的的主主要要加加固固作作用用之之一一。振振密密作作用用在在宏宏观观上上表表现现为为振振密密变变形形。振振动动成成桩桩过过程程中中，一一般般形形成成以以桩桩管管为为中中心心的的“沉沉降降漏漏斗斗”，直直径径达达桩桩径径的的69倍，并形成多条环状裂隙。倍，并形成多条环状裂隙。 排水减压振密作用排水减压振密作用: :振冲成桩过程中，桩周土体在循环荷载作用下发生收缩和趋于振冲成桩过程中，桩周土体在循环荷载作用下发生收缩和趋于紧密，砂土在无排水条件下体积不断收缩导致超孔隙水压力产生，紧密，砂土在无排水条件下体积不断收缩导致超孔隙水压力产生，有效应力降为零时引起砂土液化。有效应力降为零时引起砂土液化。碎石桩体材料具有良好的反滤效碎石桩体材料具有良好的反滤效果，是理想的人工竖向排水减压通道，土体中的超水孔隙水必然沿果，是理想的人工竖向排水减压通道，土体中的超水孔隙水必然沿着改排水通道排出地面。随着孔隙水排出，土体的孔隙比降低，密着改排水通道排出地面。随着孔隙水排出，土体的孔隙比降低，密实度得到提高。实度得到提高。43二、加固机理二、加固机理二、加固机理二、加固机理 1 1 1 1、松散砂土的加固机理、松散砂土的加固机理、松散砂土的加固机理、松散砂土的加固机理 预震抗液化作用预震抗液化作用: :砂石桩法的预震抗液化作用主要有两个方面：砂石桩法的预震抗液化作用主要有两个方面：桩间可液化土层受到挤密和振密作用。桩间可液化土层受到挤密和振密作用。土层的密实度增土层的密实度增加，结构强度提高，表现在土层标贯击数的增加，从而提高土加，结构强度提高，表现在土层标贯击数的增加，从而提高土层本身的抗液化能力；层本身的抗液化能力；砂土的液化特性不仅与相对密实度和排水体有关，还与砂土的液化特性不仅与相对密实度和排水体有关，还与砂土的振动应变史有关。砂土的振动应变史有关。预先受过适度水平的循环应力预振的预先受过适度水平的循环应力预振的砂土，将具有较大的抗液化强度。砂土，将具有较大的抗液化强度。砂石桩成桩过程中，桩间土砂石桩成桩过程中，桩间土受了多次预振作用，并通过桩体将产生的超孔隙水压力消散，受了多次预振作用，并通过桩体将产生的超孔隙水压力消散，因而提高桩间土的抗液化能力。因而提高桩间土的抗液化能力。 442 2 2 2、对粘性土的加固机理、对粘性土的加固机理、对粘性土的加固机理、对粘性土的加固机理 二、加固机理二、加固机理二、加固机理二、加固机理 1) 1) 粘性土的工程特性粘性土的工程特性: : 结结构构为为蜂蜂窝窝状状或或絮絮状状结结构构，粘粘粒粒含含量量高高、粘粘间间结结合合力力强、渗透性低。强、渗透性低。 在在受受到到动动、静静外外荷荷作作用用时时，黏黏粒粒之之间间的的结结合合力力以以及及黏黏粒粒、离离子子、水水分分子子所所组组成成的的平平衡衡体体系系虽虽然然受受到到破破坏坏，孔孔隙隙水水压压力力升升高高，土土的的强强度度降降低低，塑塑性性变变形形增增大大，但但是是土土中中水水并不容易排放。并不容易排放。黏黏性性土土密密实实度度提提高高效效果果不不佳佳，无无法法达达到到最最终终提提高高承承裁裁力的目的。力的目的。 452 2 2 2、对粘性土的加固机理、对粘性土的加固机理、对粘性土的加固机理、对粘性土的加固机理 二、加固机理二、加固机理二、加固机理二、加固机理 2) 2) 加固机理加固机理 主要通过置换法主要通过置换法( (用碎石桩置换粘性土用碎石桩置换粘性土) ) 实现改良土基的目实现改良土基的目的，具体表现在两个方面。的，具体表现在两个方面。 桩体体置置换作作用用。以以性性能能良良好好的的砂砂石石桩直直接接替替换部部分分粘粘性性土土，构构成成性性能能良良好好的的复复合合地地基基。由由密密实实的的碎碎石石桩桩桩桩体体取取代代了了与与桩桩体体体体积积相相同同的的软软弱弱土土，因因为为砂砂石石桩桩的的强强度度和和抗抗变变形形性性能能等等均均优优于于其其周周围围的的土土，所所以以形形成成的的复复合合地地基基的的承承载载力力、模模量量就就比比原原来来天天然然地地基基的的承承载载力力、模模量量大大，从从而而提提高高了了地地基基的的整整体体稳稳定定性性，减减小小了了地地基基的的沉沉降降量量。复复合合地地基基承承载载力力增增大大率率与沉降量的减小率均和置换率成正比关系。与沉降量的减小率均和置换率成正比关系。462 2 2 2、对粘性土的加固机理、对粘性土的加固机理、对粘性土的加固机理、对粘性土的加固机理 二、加固机理二、加固机理二、加固机理二、加固机理 2) 2) 加固机理加固机理： 排排水水固固结作作用用。饱饱和和黏黏性性土土地地基基中中，碎碎石石桩桩体体的的排排水水通通道道作作用用是是砂砂石石桩桩法法处处理理饱饱和和软软弱弱黏黏性性土土地地基基的的主主要要作作用用之之一一。由由于于沉沉管管成成桩桩过过程程中中的的挤挤压压和和振振动动等等作作用用，桩桩间间土土会会出出现现较较大大的的孔孔隙隙水水压压力力，导导致致土土强强度度降降低低。碎碎石石桩桩施施工工结结束束后后，上上覆覆土土体体重重力力作作用用下下，借借助助于于砂砂石石桩桩良良好好的的排排水水作作用用，桩桩间间土土发发生生排排水水固固结结，同同时时由由于于黏黏粒粒、水水分分子子、离离子子之之间间重重新新形形成成新新的的稳稳定定平平衡衡体体系系，使使土土的的强强度度得得以以恢恢复复，甚甚至至超超过过原原土土体体强度。强度。 47三、加固作用和效果三、加固作用和效果三、加固作用和效果三、加固作用和效果 1 1 1 1 砂石桩加固作用：砂石桩加固作用：砂石桩加固作用：砂石桩加固作用： 不管是松散砂性土还是软弱粘土，不管是松散砂性土还是软弱粘土，砂石桩具有复合地砂石桩具有复合地砂石桩具有复合地砂石桩具有复合地基的加固作用，并具体基的加固作用，并具体基的加固作用，并具体基的加固作用，并具体表现在表现在5 5个方面：个方面：挤密、置换、排水挤密、置换、排水固结、垫层和加筋作用固结、垫层和加筋作用。2 2 2 2 砂石桩加固效果：砂石桩加固效果：砂石桩加固效果：砂石桩加固效果： 对地基的加固效果具体表现在：可以使对地基的加固效果具体表现在：可以使承载力提高承载力提高，使使地基沉降量减小地基沉降量减小，抗剪强度增加抗剪强度增加和和抗滑稳定性抗滑稳定性提高。提高。 48四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (一一一一) ) ) )、一般原则、一般原则、一般原则、一般原则 1 1、加固范围：、加固范围： 总总体体上上要要大大于于基基础础底底面面的的面面积积，具具体体根根据据建建筑筑物物的的重重要要性性及及场地条件确定。场地条件确定。 对于一般地基，宜在基础外缘扩大对于一般地基，宜在基础外缘扩大1 13 3排桩；排桩； 对对可可液液化化地地基基，在在基基础础外外缘缘扩扩展展宽宽度度不不小小于于基基底底可可液液化化土土层厚度的层厚度的1/21/2，并不应小于，并不应小于5m5m。具体见下表所示。具体见下表所示。基础形式基础形式加固范围加固范围独立基础独立基础独立基础独立基础不超出基底面积不超出基底面积不超出基底面积不超出基底面积条形基础条形基础不超出或适当超出基底面积不超出或适当超出基底面积筏形、十字交叉及箱筏形、十字交叉及箱形基础形基础基础平面外轮廓范围内满堂加固，轮廓线外基础平面外轮廓范围内满堂加固，轮廓线外加加23排保护桩排保护桩49正方形布置正方形布置矩形布置矩形布置三角形布置三角形布置扇形布置扇形布置2 2、布桩形式：、布桩形式： 对大面积满堂处理对大面积满堂处理，宜用等边，宜用等边三角形布置；三角形布置；对单独基础或条形基对单独基础或条形基础础，采用正方形、矩形，等腰三角，采用正方形、矩形，等腰三角形较合适。形较合适。四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (一一一一) ) ) )、一般原则、一般原则、一般原则、一般原则 50四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (一一一一) ) ) )、一般原则、一般原则、一般原则、一般原则 3、桩桩径径：1)碎碎石石桩桩：取取决决于于施施工工设设备备的的桩桩管管大大小小和和地地基基土土条条件件，一一般般为为0.71.0m；2)沉沉管管法法施施工工桩桩：一一般般为为0.30.7m；3)振冲桩：振冲桩：直径一般为直径一般为0.81.2m。4、材材料料要要求求：碎碎石石料料可可使使用用砾砾砂砂、粗粗砂砂、中中砂砂、圆圆砾砾、角角砾砾、卵卵石石、碎碎石石等等，这这些些材材料料可可单单独独用用一一种种，也也可可以以粗粗细细粒粒料料以以一一定定的的比比例例配配合合使使用用。填填料料中中含含泥泥量量5%，并并且且不不含含有有粒径大于粒径大于50mm的颗粒。的颗粒。5、垫垫层层：垫垫层层是是基基础础的的“保保护护层层”。故故桩桩体体施施工工结结束束后后，桩桩顶顶与基础间宜铺设与基础间宜铺设300500mm厚的碎厚的碎(砂砂)石垫层，并振实。石垫层，并振实。51四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (一一一一) ) ) )、一般原则、一般原则、一般原则、一般原则 6 6、桩桩长长( (加加固固深深度度) )：取取决决于于建建筑筑物物对对地地基基的的强强度度和和变变形形条条件件等等的的设设计计要要求求以以及及地地质质条条件件(软软土土层层的的厚厚度度、性性能能等等)而而定定，砂砂土地基还应考虑抗液化的要求。主要注意四个方面：土地基还应考虑抗液化的要求。主要注意四个方面：1）地基中松软土层厚度不大时地基中松软土层厚度不大时。根据较好土层埋深确定。根据较好土层埋深确定。2）松松软软土土层层厚厚度度较较大大时时。按按稳稳定定性性控控制制的的工工程程，桩桩长长不不应应小小于于最最危危险险滑滑动动面面的的深深度度；按按沉沉降降变变形形控控制制的的工工程程，桩桩长长应应满满足复合地基的沉降量不超过建筑物地基的容许沉降量。足复合地基的沉降量不超过建筑物地基的容许沉降量。3）对于可液化地基，对于可液化地基，加固深度按要求的抗震处理深度确定。加固深度按要求的抗震处理深度确定。4）桩长不宜小于桩长不宜小于4m，砂桩的长度一般应达砂桩的长度一般应达8- -20m。52四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (二二二二) ) ) )、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算 加加固固目目的的是是提提高高地地基基承承载载力力，减减小小变变形形及及抗抗液化性等。液化性等。因此，因此， 基本出发点是挤密。基本出发点是挤密。 由由此此，要要求求我我们们确确定定密密实实度度( (r rd d) )，孔孔隙隙度度( (e) )，桩桩位位布布置置，桩桩径径( (d) )，间间距距( (L) )，桩桩体体长长或或处处理理深度深度( (H H ) ) 。53 假假定定在在松松散散砂砂土土中中打打入入的的砂砂石石桩桩达达到到100%100%的的挤挤密密效效果果( (即成桩过程中无隆起、下隆沉现象，加固土无损失即成桩过程中无隆起、下隆沉现象，加固土无损失) ) 。 设设：A单单根根桩桩所所分分担担的的加加固固面面积积；V加加固固处处理理后后的的土土体体体体积积变变化化量量；V0原原砂砂土土地地基基单单位位深深度度的的平平均均体体积积，对对应应体体重重为为G ；VS砂砂层层固固体体颗颗粒粒单单位位深深度度的的体体积积；L桩桩距距，处处理理前前后后重重度度g g0 0、g g1 1( (对对应应孔孔隙隙比比eo，e1)，h 为为地地基基竖竖向向变变形形，下下沉沉时时取取正正值值，反反之之取取负负值值，H为为欲欲处处理理的的天天然然土土层层厚厚度度;Vv处理后空隙体积处理后空隙体积。四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (二二二二) ) ) )、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算 (3-3-1) (3-3-1)1 1 1 1、桩距、桩距、桩距、桩距L L的确定的确定的确定的确定54图图图图 3-3-1 3-3-1 3-3-1 3-3-1 正方形桩位正方形桩位正方形桩位正方形桩位 图图图图3-3-2 3-3-2 3-3-2 3-3-2 孔隙比变化示意图孔隙比变化示意图孔隙比变化示意图孔隙比变化示意图 55四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (二二二二) ) ) )、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算 则：则：处理前的体积：处理前的体积： V V0 0=V Vs s(1+(1+e e0 0) ) (3-3-2) (3-3-2) 处理后的体积：处理后的体积： V V1 1= = = =V Vs s(1+(1+(1+(1+e e1 1) =) =) =) =V V0 0- - - - V (3-3-3) (3-3-3)(3-3-4)(3-3-4)(3-3-5)(3-3-5)当桩位正方当桩位正方形布置时形布置时56四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (二二二二) ) ) )、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算 (3-3-6)(3-3-6)(3-3-7)(3-3-7)桩径桩径d与桩与桩距距L的关系的关系57四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (二二二二) ) ) )、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算 按照规范给出的简化公式按照规范给出的简化公式修正系数修正系数用来考虑振动下沉密实作用，取值为用来考虑振动下沉密实作用，取值为1.11.11.21.258正方形布置时正方形布置时(3-3-(3-3-8)8)(3-3-(3-3-9)9)四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (二二二二) ) ) )、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算 地基挤密前干密度地基挤密前干密度；桩间土最大干密度桩间土最大干密度；挤实后的平压实系数挤实后的平压实系数(取取0.930.93)59四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (二二二二) ) ) )、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算 地基挤密后，要求达到的孔隙比地基挤密后，要求达到的孔隙比e1，可按下式求得：，可按下式求得： 这这儿儿：emax、emin为为砂砂土土最最大大、最最小小孔孔隙隙比比，按按土土工工试试验验方方法法标标准准确确定定(GB/T50123)；Dr地地基基挤挤密密后后要要求求达到的相对密实度达到的相对密实度(一般取一般取0.70.70.850.85)。(3-3-10)(3-3-10)由式由式(3-3-5)可引伸出，单根桩可引伸出，单根桩(分担的加固面积为分担的加固面积为A)、单、单位长的填料量为位长的填料量为q606162632 2、桩长 四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (二二二二) ) ) )、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算 2)对对松松散散土土层层较较厚厚时时。桩桩长长不不应应小小于于地地基基稳稳定定性性分分析析所所确确定定的的危危险险滑滑动动面面以以下下2m的的深深度度；对对于于按按变变形形要要求求控控制制的的工工程程，长长度度应应满满足足处处理理之之后后地地基基变变形形量量不不超超过过建建筑筑物物的的地地基基变变形形的的允允许许值值，同同时时应应满满足足软软弱弱下下卧卧层的承载力要求层的承载力要求。 应应根根据据工工程程地地质质条条件件和和工工程程要要求求通通过过计计算算确确定定。具具体体有四种情况：有四种情况：1)松散土层厚度不大时。松散土层厚度不大时。桩长宜穿过松软土层桩长宜穿过松软土层;64四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (二二二二) ) ) )、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算 2 2、桩长 3)对对可可液液化化地地基基，原原则则上上要要穿穿过过液液化化层层，如如液液化化层层过过深深，则则桩桩长长按按现现行行的的筑筑抗抗震震设设计计规规范范(GB50011-2001)的有关要求确定的有关要求确定;4)桩长不宜小于桩长不宜小于4m（Why?）。(单桩载荷试验表明，桩体受荷过单桩载荷试验表明，桩体受荷过程中，在顶部程中，在顶部4倍桩径范围内将发倍桩径范围内将发生侧面膨胀，故设计深度应大于生侧面膨胀，故设计深度应大于主要受荷深度，即不小于主要受荷深度，即不小于4m)图图3-3-3 3-3-3 桩体膨胀破坏模式桩体膨胀破坏模式 4m4m65 对对于于砂砂性性土土地地基基，桩桩体体的的承承载载力力虽虽然然较较大大，但但成成桩桩过过程程中中，桩桩间间土土被被挤挤密密，承承载载力力也也得得到到有有效效提提高高。实实际际中中，可可按按挤挤密密的的砂砂土土垫垫层层为为模模型型计计算算其其承承载载力力，具具体体按按建建筑筑地地基基础规范基基础规范(GB5007-2002)有关规定执行。有关规定执行。四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (二二二二) ) ) )、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算、用于砂性土地基的设计计算 3 3 3 3、承载力计算、稳定性分析和变形计算、承载力计算、稳定性分析和变形计算、承载力计算、稳定性分析和变形计算、承载力计算、稳定性分析和变形计算4 4 4 4、稳定性分析和变形计算、稳定性分析和变形计算、稳定性分析和变形计算、稳定性分析和变形计算 基于上述原因，该类地基的稳定性分析同样是按挤密砂基于上述原因，该类地基的稳定性分析同样是按挤密砂土类为模型进行稳定性分析和变形计算。土类为模型进行稳定性分析和变形计算。66四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 1 1 1 1、桩间距、桩间距、桩间距、桩间距 式式中中为为单单根根桩桩承承担担的的处处理理面面积积(m2)；m (=桩桩身身平平均均直直径径d 2/ /单单根根桩桩分分担担的的处处理理地地基基面面积积的的等等效效圆圆直直径径de2)为为桩桩土土面面积积置换率，与桩间距成反比；置换率，与桩间距成反比；Ap为砂石桩的截面积。为砂石桩的截面积。 应应通通过过现现场场试试验验确确定定，间间距距一一般般不不应应大大于于砂砂石石桩桩直直径径的的三三倍倍。初步设计可按下式估计：初步设计可按下式估计：等等 边边 三三 角角 形形 布布 置置 :de =1.05l; 正正 方方 形形 布布 置置 :de =1.13l; 矩矩 形形 布布 置置 : 。l、l1、l2分别为桩的间距、纵向间距和横向间距。分别为桩的间距、纵向间距和横向间距。1)等边三角形布置：等边三角形布置：2)正方形布置：正方形布置：(3-3-11a)(3-3-11b)672 2 2 2、桩深、桩深、桩深、桩深( ( ( (长长长长) ) ) ) 1)软软粘粘土土层层较较薄薄时时，桩桩体体直直接接落落至至下下卧卧相相对对坚坚硬硬土土层层之之上上(单桩承载力地基单桩承载力地基)；2)相相对对硬硬层层埋埋深深较较大大时时， 桩桩长长不不应应小小于于地地基基稳稳定定性性分分析析所所确定的危险滑动面以下确定的危险滑动面以下2m的深度的深度；3)桩长不宜小于桩长不宜小于4m，但不能够大于砂石桩直径的，但不能够大于砂石桩直径的30倍。倍。四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 3 3 3 3、桩径、桩径、桩径、桩径 1)桩径可采用桩径可采用300800mm，具体可根据地基土质情况及成，具体可根据地基土质情况及成桩设备确定桩设备确定；2)按设计的复合地基承载力特征值确定；按设计的复合地基承载力特征值确定；68四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 1)粘性土地基中桩、土作用特征粘性土地基中桩、土作用特征 粘粘性性土土地地基基中中，振振冲冲砂砂石石桩桩处处理理主主要要是是一一种种置置换换处处理理，桩体在处理后的地基中所起作用分两种情况桩体在处理后的地基中所起作用分两种情况: : 对对较较薄薄软软粘粘土土。桩桩体体是是直直接接落落至至下下卧卧硬硬的的土土层层之之上上，并并起着应力集中的作用。起着应力集中的作用。需要计算单桩承载力；需要计算单桩承载力； 对对厚厚层层粘粘性性土土。桩桩体体未未穿穿透透粘粘性性土土层层，桩桩与与桩桩间间土土起起到到复合地基的作用。复合地基的作用。需要按复合地基计算承载力。需要按复合地基计算承载力。4 4 4 4、 承载力计算承载力计算承载力计算承载力计算 粘粘粘粘性性性性土土土土地地地地基基基基中中中中桩桩桩桩、土土土土作作作作用用用用特特特特征征征征决决决决定定定定了了了了它它它它是是是是单单单单桩桩桩桩承承承承载载载载力力力力还还还还是是是是复合地基承载力，并限定了复合地基承载力，并限定了复合地基承载力，并限定了复合地基承载力，并限定了地基地基承载力的计算方式承载力的计算方式承载力的计算方式承载力的计算方式。69四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 4 4 4 4、承载力计算、承载力计算、承载力计算、承载力计算2)单桩的承载力确定单桩的承载力确定 对对于于由由散散体体颗颗粒粒组组成成的的砂砂石石桩桩，其其承承载载力力主主要要取取决决于于桩桩间间土土的的侧侧向向约约束束能能力力，因因此此该该类类桩桩最最可可能能的的破破坏坏形形式式是是桩桩体体的膨胀破坏的膨胀破坏。 宜通过单桩载荷试验确定宜通过单桩载荷试验确定( (用的最多最可靠用的最多最可靠) ); ; 如无试验资料、宜通过以下方法估算如无试验资料、宜通过以下方法估算( (有多种方法有多种方法) )70a a） 侧向极限压力法计算单桩极限承载力侧向极限压力法计算单桩极限承载力 Pp maxmax(3-3-12) 式中式中 、u0分别为原土的起始有效压力和孔隙水分别为原土的起始有效压力和孔隙水压力压力; ;Cu为地基土不排水抗剪强度；为地基土不排水抗剪强度； 桩料内摩接角。桩料内摩接角。有效压力和孔隙水压力之和有效压力和孔隙水压力之和2)2)单桩的承载力确定单桩的承载力确定单桩的承载力确定单桩的承载力确定四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 4 4 4 4、承载力计算、承载力计算、承载力计算、承载力计算71图图3-3-4 3-3-4 复合地基应力状态复合地基应力状态 (3-3-13) (3-3-13) 单桩极限承载力单桩极限承载力 Pp maxmax如果令如果令 求桩的允许承载力时，安全系数取求桩的允许承载力时，安全系数取32)2)单桩的承载力确定单桩的承载力确定单桩的承载力确定单桩的承载力确定(3-3-14) (3-3-14) 四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 4 4 4 4、承载力计算、承载力计算、承载力计算、承载力计算72 b) b) 综合单桩极限承载力的方法综合单桩极限承载力的方法 假假定定单单桩桩侧侧向向挤挤出出破破坏坏具具有有轴轴对对称称性性，据据桩桩周周土土体体为为被被动动破坏。则单桩极限承载力破坏。则单桩极限承载力 P Pp p maxmax可按下试计算：可按下试计算： 2)2)单桩的承载力确定单桩的承载力确定单桩的承载力确定单桩的承载力确定四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 4 4 4 4、承载力计算、承载力计算、承载力计算、承载力计算(3-3-15)还可进一步改写为：还可进一步改写为：PPmax=KpKCu 不同算法Kp及K取值见表(3-3-1) Cu不排水抗剪强度；不排水抗剪强度；Kp被动土压力系数，取值与算法有被动土压力系数，取值与算法有关，此处关，此处 ; ; (3-3-15) 桩体侧向极限应力。桩体侧向极限应力。73表表3-3-1粘土不排水抗剪强度及单桩极限承载力系数取值粘土不排水抗剪强度及单桩极限承载力系数取值为计算方便一般推荐用下式估算：为计算方便一般推荐用下式估算：单桩极限承载力单桩极限承载力: P Pp p maxmax=20C=20Cu u (3-3-17) (3-3-17) 2)2)单桩的承载力确定单桩的承载力确定单桩的承载力确定单桩的承载力确定四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 4 4 4 4、承载力计算、承载力计算、承载力计算、承载力计算74 一一般般应应通通过过现现场场复复合合地地基基载载荷荷试试验验确确定定，但但在在初初步步设设计计时时，也也可可用用以以下下方方式式计计算算，假假定定作作用用载载荷荷为为p，作作用用于于桩桩的的应应力力为为pp；作用于桩间土应力为作用于桩间土应力为ps，桩、土面积各为，桩、土面积各为Ap和和A-Ap。3)3)复合地基的承载力确定复合地基的承载力确定复合地基的承载力确定复合地基的承载力确定称应力集中系数称应力集中系数称应力集中系数称应力集中系数 应力降低系数应力降低系数应力降低系数应力降低系数 设桩土应设桩土应力比为：力比为：则有：则有： pA=ppAp+ps(A-Ap)(3-3-18)桩土面积桩土面积置换率：置换率：四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 4 4 4 4、承载力计算、承载力计算、承载力计算、承载力计算75图图3-3-5 3-3-5 复合地基的剪切特性复合地基的剪切特性 (3-3-18)可改写为：可改写为：因因此此，对对于于小小型型工工程程的的粘粘性性土土地地基基,如如果果无无现现场场载载荷荷试试验验资资料料初初步步设设计计时时，复复合合地地基基的的承载力特征值可按该试估算：承载力特征值可按该试估算：p =1+m(n-1) ps(3-3-19)3)3)复合地基的承载力确定复合地基的承载力确定复合地基的承载力确定复合地基的承载力确定四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 4 4 4 4、承载力计算、承载力计算、承载力计算、承载力计算76777879四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 5 5 5 5、地基沉降变形计算、地基沉降变形计算、地基沉降变形计算、地基沉降变形计算 复合地基模量复合地基模量ESP与与桩间土压缩模量桩间土压缩模量Es具有如下关系具有如下关系E ESPSP=1+m(n-1)E=1+m(n-1)Es s 知知道道了了ESP，则则具具体体沉沉降降计计算算可可按按建建筑筑地地基基基基础础规规范范(GB5007-2002)中中的的有有关关计计算算公公式式进进行行确确定定(简简化化的的分分层层总总和和法法)，当当然然具具体体计计算算时时还还涉涉及及到到沉沉降降计计算算经经验验系系数数y ys的的取取值值问问题，在无统计数据时，可采用表题，在无统计数据时，可采用表2-580四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 6 6 6 6、稳定性分析、稳定性分析、稳定性分析、稳定性分析 地基的稳定性要求最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产地基的稳定性要求最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合关系式（生的抗滑力矩与滑动力矩应符合关系式（反映其抗倾滑能力反映其抗倾滑能力）：）：式中式中Ms滑动力矩滑动力矩；MR抗滑力矩抗滑力矩 可可利利用用复复合合地地基基的的抗抗剪剪特特性性、并并使使用用圆圆孤孤滑滑动动法法来来进进行行计计算算，假假定定地地基基某某深深度度处处(Z)剪剪切切面面与与水水平平面面的的交交角角为为，如如果果考考虑虑砂砂石石桩桩与与桩桩间间土土两两者者都都发发挥挥着着抗抗剪剪效效用用，则则复复合合地地基基的的抗剪强度抗剪强度t tSP为为(3-3-20) 81四、设计计算四、设计计算四、设计计算四、设计计算 ( ( ( (三三三三) ) ) )、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算、用于粘性土的设计计算 6 6 6 6、稳定性分析、稳定性分析、稳定性分析、稳定性分析 式中式中:C桩间土粘聚力；桩间土粘聚力；Z自地表面的起算深度自地表面的起算深度p桩料重度桩料重度(容重容重)；m桩土面积置换率；桩土面积置换率；p应力集中系数；应力集中系数；p桩料内摩擦角。桩料内摩擦角。如果考虑桩间土荷载产生的固结，则固结后强度如果考虑桩间土荷载产生的固结，则固结后强度，桩间土粘聚力桩间土粘聚力C 这儿：这儿：U 固固结结度；度；C0桩间土固结前饱度；桩间土固结前饱度；s应力降应力降低系数低系数；cu桩间土固结不排水内摩擦角；桩间土固结不排水内摩擦角；P 计算深度计算深度Z 处处的平均压力。的平均压力。82五、施工方法五、施工方法五、施工方法五、施工方法( ( ( (最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法) ) ) ) ( ( ( (一一一一) ) ) ) 振冲法振冲法振冲法振冲法 振冲法是振冲法是振动水冲击法振动水冲击法的简称，按不同土类可分为振冲置的简称，按不同土类可分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲法在粘性土中主要起振冲置换作换法和振冲密实法两类。振冲法在粘性土中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基；砂土中主要起用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基；砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振冲法的处理深度可达振动挤密和振动液化作用。振冲法的处理深度可达10m左右。左右。1 1、振冲器工作原理及施工过程、振冲器工作原理及施工过程、振冲器工作原理及施工过程、振冲器工作原理及施工过程 借借助助于于偏偏心心块块在在定定轴轴转转动动时时产产生生的的惯惯性性力力，使使得得振振冲冲器器产产生生具具有有一一定定频频率率和和振振幅幅的的水水平平向向振振动动力力，振振动动的的同同时时在在其其下下端端部部喷喷射射高高压压水水流流。 在在振振冲冲联联合合作作用用下下，将将振振冲冲器器逐逐步沉到土中的设计深度。步沉到土中的设计深度。清孔后清孔后填料填料振击挤密直至地表面振击挤密直至地表面 形成实密桩体形成实密桩体 83 2 2 2 2、机具配置、机具配置、机具配置、机具配置 1)吊车：用于提升、贯入振冲器及移动施工位置；吊车：用于提升、贯入振冲器及移动施工位置；2)振冲器：成孔并对料石的振实工作；振冲器：成孔并对料石的振实工作；3)供电系统及工作供电系统及工作保证能源供应和控制开、关操作；保证能源供应和控制开、关操作；4)供水系统供水系统( (包括包括水泵水泵)，以，以提供应成孔施工用水；提供应成孔施工用水；5)运料工具。运料工具。五、施工方法五、施工方法五、施工方法五、施工方法( ( ( (最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法) ) ) ) ( ( ( (一一一一) ) ) ) 振冲法振冲法振冲法振冲法 1)三通三通(电、水、料电、水、料)一平一平(场地场地)；2)施工场地布置：施工场地布置：保证施工过程有序，顺利；保证施工过程有序，顺利；3)桩孔定位桩孔定位（测量、布线）（测量、布线）3 3 3 3、施工前的准备工作、施工前的准备工作、施工前的准备工作、施工前的准备工作84五、施工方法五、施工方法五、施工方法五、施工方法( ( ( (最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法) ) ) ) ( ( ( (一一一一) ) ) ) 振冲法振冲法振冲法振冲法 4 4 4 4、施工工艺及顺序、施工工艺及顺序、施工工艺及顺序、施工工艺及顺序 1)连续填料法：连续填料法：成孔后，振冲器预留孔底，边填料边振实；成孔后，振冲器预留孔底，边填料边振实；2)分分次次填填料料法法：成成孔孔后后，逐逐次次填填料料，逐逐次次振振实实(类类似似于于浅浅层层处处理中的分层压实施工法理中的分层压实施工法)；3)综合填料法：综合填料法：分段连续填料振实分段连续填料振实(介于前两者之间介于前两者之间)；4)先先护护壁壁后后制制桩桩法法：(主主要要针针对对软软土土层层)成成孔孔过过程程中中沉沉冲冲一一段段填填料护壁，再向下沉冲一段填料护壁料护壁，再向下沉冲一段填料护壁完孔完孔填料密实。填料密实。 成桩顺序：成桩顺序：成桩顺序：成桩顺序：A、回向法；、回向法；B往复拐折法；往复拐折法；C间隔跳打法间隔跳打法 主要有四种工艺主要有四种工艺855 5 5 5、施工要点、施工要点、施工要点、施工要点 五、施工方法五、施工方法五、施工方法五、施工方法( ( ( (最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法) ) ) ) ( ( ( (一一一一) ) ) ) 振冲法振冲法振冲法振冲法 1) 1) 振冲挤密法振冲挤密法 对对中中粗粗砂砂地地基基土土，可可不不用用另另外外加加料料，直直接接用用振振冲冲器器振振动动密密实实地地基基，对对粉粉细细粘粘质质土土，为为防防止止提提出出振振冲冲器器之之后后发发生孔中塌方，最好采用连续填料振实的办法。生孔中塌方，最好采用连续填料振实的办法。 施施工工时时，关关键键是是对对水水量量大大小小( (目目的的？) )及及留留振振时时间间 ( ( ？）？）长短的控制；长短的控制；水量大小水量大小水量大小水量大小为了保证地基中的砂土充分饱和；为了保证地基中的砂土充分饱和；为了保证地基中的砂土充分饱和；为了保证地基中的砂土充分饱和；留留留留振振振振时时时时间间间间( ( ( (指指指指振振振振冲冲冲冲器器器器在在在在地地地地基基基基下下下下某某某某一一一一深深深深度度度度处处处处进进进进行行行行振振振振动动动动的的的的时时时时间间间间) ) ) ) 足足足足够够够够的的的的振振振振冲冲冲冲时时时时间间间间可可可可以以以以使使使使得得得得沙沙沙沙土土土土充充充充分分分分液液液液化化化化，并并并并形形形形成成成成足足足足够够够够大大大大的液化区，的液化区，的液化区，的液化区，确保停振后砂土颗粒重新排及密实度的增大；确保停振后砂土颗粒重新排及密实度的增大；确保停振后砂土颗粒重新排及密实度的增大；确保停振后砂土颗粒重新排及密实度的增大； 整整个个加加固固区区完完工工后后，由由桩桩顶顶部部向向下下1m1m左左右右深深度度段段内内需需开挖，并另作垫层进行密实处理；开挖，并另作垫层进行密实处理；865 5 5 5、施工要点、施工要点、施工要点、施工要点 五、施工方法五、施工方法五、施工方法五、施工方法( ( ( (最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法) ) ) ) ( ( ( (一一一一) ) ) ) 振冲法振冲法振冲法振冲法 2) 2) 振冲置换法振冲置换法 施施工工成成孔孔后后，要要留留有有一一定定时时间间清清孔孔，用用回回水水将将泥泥浆浆带带出出地地面，然后再填料振实；面，然后再填料振实； 当当土土层层中中夹夹有有硬硬层层时时，应应采采用用多多次次往往复复振振冲冲办办法法进进行行扩扩孔孔，便于加料；便于加料； 加料时宜加料时宜“少吃多餐少吃多餐”，以保证压实；，以保证压实； 最最终终填填料料是是要要大大于于造造孔孔体体积积，( (确确保保密密室室) ) 对对孔孔底底部部填填料料尤尤其注意；其注意； 软土地基要注意软土地基要注意“先护壁、后制桩先护壁、后制桩”防止缩径，塌方。防止缩径，塌方。87五、施工方法五、施工方法五、施工方法五、施工方法( ( ( (最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法) ) ) ) ( ( ( (一一一一) ) ) ) 振冲法振冲法振冲法振冲法 5 5 5 5、施工要点、施工要点、施工要点、施工要点 3) 3) 质量控制：质量控制：通过通过“三要素三要素”保证质量保证质量 三个要素指的是：三个要素指的是： a a a a 填料量填料量填料量填料量 b b b b 密实电流密实电流密实电流密实电流 c c c c 留振时间留振时间留振时间留振时间这三个要素是保证砂土产生液化及密实的能量关键。这三个要素是保证砂土产生液化及密实的能量关键。这三个要素是保证砂土产生液化及密实的能量关键。这三个要素是保证砂土产生液化及密实的能量关键。 88五、施工方法五、施工方法五、施工方法五、施工方法( ( ( (最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法) ) ) ) ( ( ( (二二二二) ) ) ) 沉管法沉管法沉管法沉管法 包括包括 振动成桩法振动成桩法 和和 冲击成桩法冲击成桩法 两种。两种。 1 1 1 1、振动成桩法、振动成桩法、振动成桩法、振动成桩法 通通过过振振动动作作用用成成孔孔成成桩桩。振振动动作作用用下下，将将套套管管打打入入设设计计深深度度( (该该过过程程同同时时也也挤挤密密了了管管周周土土体体) ) ，然然后后通通过过套套管管向向下下投投入桩料，边提边振实进行成桩，入桩料，边提边振实进行成桩，具体成桩方法有三种具体成桩方法有三种： 1) 1) 一次拔管法一次拔管法: : 桩桩管管振振动动沉沉入入到到设设计计深深度度之之后后，通通过过投投料料漏漏斗斗加加入入砂砂石石料料的同时，的同时，一边振实、一边拔管，一边振实、一边拔管，直至拔出地面一次完工。直至拔出地面一次完工。 质质量量控控制制两两个个方方面面：桩桩身身的的连连续续性性与与密密实实度度（由由拔拔管管速速度度控制）、桩径（填料量控制）控制）、桩径（填料量控制）892) 2) 逐步拔管法逐步拔管法: : 桩桩管管振振动动沉沉入入到到设设计计深深度度之之后后，通通过过投投料料漏漏斗斗加加料料，分分段段填填料料、一一边边振振动动、一一边边拔拔管管。每每拔拔管管50cm50cm，停停止止拔拔管管而而继继续续振振动动，停停拔拔时时间间101020s20s（留留振振时时间间），直直至至将将桩桩管管拔拔出出地地面面完工。完工。 质量控制关键：质量控制关键：提提拔拔段长度，填料量与振动时间。段长度，填料量与振动时间。 五、施工方法五、施工方法五、施工方法五、施工方法( ( ( (最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法) ) ) ) ( ( ( (二二二二) ) ) ) 沉管法沉管法沉管法沉管法 1 1 1 1、振动成桩法、振动成桩法、振动成桩法、振动成桩法903) 3) 重复压拔管法：重复压拔管法： 桩桩管管沉沉入入设设计计深深度度之之后后，按按设设计计规规定定逐逐段段灌灌料料边边振振边边拔拔管管拔拔至至一一定定长长度度段段再再边边振振动动边边向向下下压压管管( (沉沉管管) )，压压缩缩空空气气并并核核定填料排出情况定填料排出情况下压桩管压实填料，如此往高直至完桩。下压桩管压实填料，如此往高直至完桩。 质量控制的关键有两个方面：质量控制的关键有两个方面： 填料量的排出率填料量的排出率( (即填入的料量是否最大限度地排入孔中即填入的料量是否最大限度地排入孔中) )； 控制施工控制施工 用实际压入比用实际压入比 桩管内径断面面积；桩管内径断面面积；AP桩断面面积）桩断面面积）. .桩管拔起高度桩管拔起高度h1时，桩管内有时，桩管内有h0高度的料排出到桩孔内，高度的料排出到桩孔内，则排出率则排出率=h0/h1；h2为桩体压实后的高度；为桩体压实后的高度；压实后体积变化率为压实后体积变化率为即即即即按按按按要求的压入比要求的压入比要求的压入比要求的压入比V V控制桩的施工。控制桩的施工。控制桩的施工。控制桩的施工。91五、施工方法五、施工方法五、施工方法五、施工方法( ( ( (最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法最常用的几种施工方法) ) ) ) ( ( ( (二二二二) ) ) ) 沉管法沉管法沉管法沉管法 2 2 2 2、冲击成桩法：、冲击成桩法：、冲击成桩法：、冲击成桩法：主要是通过冲击作用成孔、成桩，具体有两种主要是通过冲击作用成孔、成桩，具体有两种 1)单管法：单管法： 用用冲冲击击器器( (桩桩锤锤)将将管管打打入入设设计计深深度度，分分次次从从套套管管填填料料、拔拔管管、振振冲冲密密实实成成桩桩。 质质量量控控制制： 桩桩身身连连续续性性( (用用拔拔管管速速度度控制控制) )； 桩径桩径( (由灌砂量控制由灌砂量控制) ) 。2)双管法：双管法： 内内外外管管下下沉沉到到设设计计完完深深度度 ， 拔拔起起内内管管，向向外外管管内内填填料料，放放下下内内管管，再再拔拔起起外外管管到到内内管管相相同同高高度度；锤锤击击内内外外管管压压实实填填料料逐逐步步成成桩桩、完完工工。 质质量量控控制制：桩桩体体连连续续性性(由由贯贯入入度度控控制制)、密实性和其周围土层挤密后的均匀性密实性和其周围土层挤密后的均匀性92六、地基质量检验六、地基质量检验六、地基质量检验六、地基质量检验1应在施工期间及施工结束后，检查砂石桩的施工记录；应在施工期间及施工结束后，检查砂石桩的施工记录；对对沉沉管管法法，尚尚应应检检查查套套管管往往复复挤挤压压振振动动次次数数与与时时间间、套套管管升降幅度和速度、每次填砂石料量等项施工记录；升降幅度和速度、每次填砂石料量等项施工记录；2施工后应间隔一定时间方可进行质量检验施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。对对饱饱和和粘粘性性土土地地基基，应应待待孔孔隙隙水水压压力力消消散散后后进进行行，间间隔隔时时间不宜少于间不宜少于28d；对粉土、砂土和杂填土地基，对粉土、砂土和杂填土地基，不宜少于不宜少于7d；93六、地基质量检验六、地基质量检验六、地基质量检验六、地基质量检验3砂砂石石桩桩的的施施工工质质量量检检验验可可采采用用单单桩桩载载荷荷试试验验，对对桩桩体体可可采采用用动动力力触触探探试试验验检检测测，对对桩桩间间土土可可采采用用标标准准贯贯入入、静静力力触触探探、动动力力触触探探或或其其他他原原位位测测试试等等方方法法进进行行检检测测。桩桩间间土土质质量量的的检检测测位位置置应应在在等等边边三三角角形形或或正正方方形形的的中中心心。检检测测数数量量不不应应少少于于桩桩孔孔总数的总数的2%；4砂砂石石桩桩地地基基竣竣工工验验收收时时，承承载载力力检检验验应应采采用用复复合合地地基基载载荷荷试验；试验；5复复合合地地基基载载荷荷试试验验数数量量不不应应少少于于总总桩桩数数的的0.5%，且且每每个个单单体建筑不应少于体建筑不应少于3点。点。94一、概述一、概述一、概述一、概述 1 1概念：概念：概念：概念： 水水水水泥泥泥泥粉粉粉粉煤煤煤煤灰灰灰灰碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩，简简简简称称称称CFG(CementCFG(CementFly-ashFly-ashGravel)Gravel)桩桩桩桩。是是是是由由由由碎碎碎碎石石石石和和和和适适适适量量量量的的的的石石石石屑屑屑屑，粉粉粉粉煤煤煤煤灰灰灰灰和和和和少少少少量量量量水水水水泥泥泥泥，加加加加水水水水拌拌拌拌和和和和后后后后用用用用成成成成桩桩桩桩机机机机具具具具制制制制成成成成具具具具有有有有一一一一定定定定粘粘粘粘结结结结强强强强度度度度的的的的柔柔柔柔性性性性桩桩桩桩。过过过过调调调调整整整整水水水水泥泥泥泥掺掺掺掺量量量量及及及及配配配配比，可使桩体强度等级在比，可使桩体强度等级在比，可使桩体强度等级在比，可使桩体强度等级在C5C20C5C20之间变化。之间变化。之间变化。之间变化。22适用土类适用土类适用土类适用土类 CFGCFG桩桩桩桩复复复复合合合合地地地地基基基基适适适适用用用用于于于于可可可可塑塑塑塑- -硬硬硬硬塑塑塑塑状状状状粘粘粘粘性性性性土土土土、粉粉粉粉土土土土、砂砂砂砂土土土土、碎碎碎碎石石石石土土土土的的的的地地地地基基基基处处处处理理理理工工工工作作作作。对对对对于于于于素素素素填填填填土土土土、淤淤淤淤泥泥泥泥质质质质土土土土、流流流流- -软软软软塑塑塑塑状状状状粘性土应慎用。可按地区经验或经试验确定其有效性后使用。粘性土应慎用。可按地区经验或经试验确定其有效性后使用。粘性土应慎用。可按地区经验或经试验确定其有效性后使用。粘性土应慎用。可按地区经验或经试验确定其有效性后使用。 CFG桩桩(水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩)953 3优点：优点：优点：优点： CFGCFG地地地地基基基基加加加加固固固固方方方方法法法法吸吸吸吸取取取取了了了了振振振振冲冲冲冲碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩法法法法和和和和水水水水泥泥泥泥搅搅搅搅拌拌拌拌桩桩桩桩法法法法的的的的优优优优点点点点, ,表现在五个方面。表现在五个方面。表现在五个方面。表现在五个方面。施施工工工工艺艺与与普普通通振振动动沉沉管管灌灌注注桩桩一一样样,工工艺艺简简单单，与与振振冲冲碎石桩相比，无场地污染，振动影响也较小碎石桩相比，无场地污染，振动影响也较小;仅仅需需少少量量水水泥泥而而桩桩体体强强度度增增强强效效果果好好，便便于于就就地地取取材材，基础工程不会与上部结构争基础工程不会与上部结构争“三材三材”；受力特性与水泥搅拌桩类似；受力特性与水泥搅拌桩类似；96 沉降量和差异沉降控制效果好。沉降量和差异沉降控制效果好。沉降量和差异沉降控制效果好。沉降量和差异沉降控制效果好。 CFGCFG桩桩桩桩的的的的材材材材料料料料强强强强度度度度等等等等级级级级与与与与普普普普通通通通灌灌灌灌注注注注桩桩桩桩相相相相近近近近，在在在在竖竖竖竖向向向向受受受受力力力力时时时时，其其其其单单单单桩桩桩桩承承承承载载载载力力力力、沉沉沉沉降降降降量量量量与与与与同同同同等等等等条条条条件件件件下下下下的的的的灌灌灌灌注注注注桩桩桩桩相相相相差差差差无无无无几，因此其绝对沉降量在复合地基中是最小的几种形式之一。几，因此其绝对沉降量在复合地基中是最小的几种形式之一。几，因此其绝对沉降量在复合地基中是最小的几种形式之一。几，因此其绝对沉降量在复合地基中是最小的几种形式之一。 此此此此外外外外，由由由由于于于于有有有有褥褥褥褥垫垫垫垫层层层层的的的的变变变变形形形形协协协协调调调调作作作作用用用用，基基基基础础础础的的的的局局局局部部部部倾倾倾倾斜斜斜斜、相相相相邻邻邻邻柱柱柱柱基基基基的的的的沉沉沉沉降降降降差差差差也也也也得得得得以以以以减减减减小小小小。因因因因此此此此其其其其沉沉沉沉降降降降量量量量和和和和差差差差异异异异沉沉沉沉降降降降量量量量控制效果好。控制效果好。控制效果好。控制效果好。97适应范围广适应范围广l以以地地基基形形式式而而言言，CFG桩桩既既可可适适用用于于条条形形基基础础、独独立立基基础础，也可用筏基和箱形基础；也可用筏基和箱形基础；l就就土土性性而而言言，CFG桩桩可可用用于于处处理理黏黏性性土土、粉粉土土、砂砂土土和和填填土土；CFG既既可可用用于于挤挤密密效效果果好好土土，也也可可用用于于挤挤密密效效果果差差的的土土。当当CFG桩桩用用于于挤挤密密效效果果好好的的土土时时，承承载载力力的的提提高高既既有有挤挤密密作作用、又有置换作用用、又有置换作用；l当当CFG桩桩用用于于不不可可挤挤密密土土时时，承承载载力力的的提提高高只只有有置置换换作作用用。对对淤淤泥泥质质土土和和天天然然地地基基承承载载力力较较低低的的土土(fka50kPa)，应应按按地地区经验或通过现场试验确定区经验或通过现场试验确定CFG桩的适用性。桩的适用性。98图图3-6-1CFG桩图桩图994 4 CFG桩与桩与碎石柔性桩的比较：碎石柔性桩的比较： CFGCFG桩桩桩桩身身身身具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的粘粘粘粘结结结结性性性性，单单单单桩桩桩桩承承承承载载载载力力力力效效效效果果果果好好好好，能能能能充充充充分分分分发发发发挥挥挥挥桩桩桩桩周周周周摩摩摩摩阻阻阻阻力力力力和和和和端端端端承承承承力力力力，故故故故可可可可通通通通过过过过改变桩长调节承载力改变桩长调节承载力改变桩长调节承载力改变桩长调节承载力； CFG桩桩对对复复合合地地基基承承载载力力调调节节幅幅度度大大，最最高高可提高可提高4 4倍以上；倍以上；碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩为为为为散散散散体体体体材材材材料料料料桩桩桩桩，桩桩桩桩身身身身无无无无粘粘粘粘结结结结强强强强度度度度，主主主主要要要要依依依依靠靠靠靠桩桩桩桩周周周周土土土土约约约约束束束束力力力力来来来来承承承承受受受受上上上上部部部部荷荷荷荷载载载载，桩桩桩桩长长长长超超超超过过过过有有有有效效效效长长长长度度度度之之之之后后后后，增增增增加桩长对提高不大。加桩长对提高不大。加桩长对提高不大。加桩长对提高不大。碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩对对对对复复复复合合合合地地地地基基基基承承承承载载载载 力力力力 提提提提 高高高高 幅幅幅幅 度度度度 只只只只 有有有有0.510.51倍。倍。倍。倍。100 CFG桩桩可可通通过过增增加加桩桩长长，减少地基变形；减少地基变形； CFG桩桩的的桩桩土土应应力力比比较较高高，一一般般在在1040，故故桩桩周周围围压压对对应应力力应应变变特特征征影影响响较较少少，即即以以桩桩体体为为主；主； CFG桩桩对对多多层层及及高高层建筑物适用。层建筑物适用。碎碎石石桩桩桩桩长长超超过过有有效效长长度度之后，对地基变形影响较小。之后，对地基变形影响较小。碎碎石石桩桩桩桩土土应应力力比比一一般般只只有有为为1.54.0，增增加加桩桩长长对对提提高高复复合合地地基基承承载载力力意意义义不不大大，只只有有提提高高置置换换率率，而而提提高高置置换换率率又又会给施工造成很多困难。会给施工造成很多困难。碎碎石石桩桩较较少少用用于于高高层层建建筑筑物地基。物地基。 101二、材料配合比对桩体力学性能的影响特征二、材料配合比对桩体力学性能的影响特征二、材料配合比对桩体力学性能的影响特征二、材料配合比对桩体力学性能的影响特征 1粉煤灰粉煤灰 粒粒度度大大小小及及配配比比，是是影影响响粉粉煤煤灰灰质质量量的的主主要要指指标标。由由于于原原煤煤种种类类，煤煤粉粉细细度度以以及及燃燃烧烧条条件件的的不不同同，对对粉粉煤煤灰灰粒粒度度及及配比的影响均很大。配比的影响均很大。球球形形颗颗粒粒影影响响粉粉煤煤灰灰的的活活性性。此此外外，由由于于球球形形颗颗粒粒在在水水泥泥浆浆体体中中起起润润滑滑作作用用。所所以以粉粉煤煤灰灰中中如如果果圆圆滑滑的的球球形形颗颗粒粒占占多多数数，就就具具有有需需水水量量小小，活活性性高高的的特特点点。一一般般粉粉煤煤灰灰越越细细，球球形形颗颗粒粒越越多多，因因而而水水化化及及接接触触界界面面增增加加，容容易易发发挥挥粉粉煤煤灰灰的活性。的活性。1022碎碎石、石屑和水泥石、石屑和水泥1)碎石。碎石。自身强度大、利用成本小，自身强度大、利用成本小，因此构成因此构成CFGCFG桩的骨料。桩的骨料。2)石石屑屑。渗渗入入石石屑屑是是填填充充碎碎石石间间的的孔孔隙隙，使使其其级级配配良良好好，增增加加颗颗粒粒间间的的接接触触面面，提提高高联联结结强强度度。CFGCFG桩桩中中若若不不掺掺和和中中等等粒粒度度的的骨骨料料石石屑屑，粗粗骨骨料料碎碎石石间间多多数数为为点点接接触触。接接触触比比表表面面积积小小，整整体体联联结结强强度度必必然然较较低低，受受力力一一旦旦达达到到联联结结强强度度的的极极限限，桩桩体体就就会会破破坏坏；而而掺掺加加石石屑屑后后将将使使填填料料级级配配良良好好，接接触触比比表表面面积积增增大大，有有效效提高了桩体抗剪强度。提高了桩体抗剪强度。3) 水水泥泥。化化学学胶胶凝凝、粘粘结结与与固固化化剂剂作作用用。水水泥泥的的掺掺入入，使使得得呈呈散散体体状状态态的的碎碎石石、石石屑屑、粉粉煤煤灰灰被被充充分分粘粘结结为为一一个个整整体体，大大大大提高了桩体强度。提高了桩体强度。1033配比试验及其力学性能配比试验及其力学性能粉煤灰、石子、石屑、水泥的成分配比，对桩体强度、和粉煤灰、石子、石屑、水泥的成分配比，对桩体强度、和易性有很大影响，主要通过室内试验确定。易性有很大影响，主要通过室内试验确定。试验内容主要包括：试验内容主要包括： 不同石屑掺量不同石屑掺量的配比试验；的配比试验； 不同水泥、粉煤不同水泥、粉煤灰灰掺量掺量的配比试验；的配比试验； 不同龄期及养护条件不同龄期及养护条件的配比试验。的配比试验。 物物理理力力学学性性能能测测试试。在在各各种种配配比比试试验验条条件件下下，开开展展相相应应的的力力学学性性能能测测试试，以以获获得得最最佳佳成成分分配配比比参参数数。力力学学性性能能测测试试主主要要内内容容包包括括不不同同养养护护龄龄期期条条件件下下的的抗抗压压强强度度、劈劈裂裂抗抗拉拉强强度度、轴轴心抗压强度、静力受压弹性模量等参数心抗压强度、静力受压弹性模量等参数。104 4 石屑掺量的影响石屑掺量的影响 对对强强度度的的影影响响：碎碎石石料料之之间间为为点点接接触触，接接触触比比表表面面积积小小，桩桩体体抗抗剪剪强强度度较较低低。掺掺入入中中等等粒粒度度的的石石屑屑后后，级级配配变变得得良良好好，增增大基础比表面积，提高桩体的抗剪强度；大基础比表面积，提高桩体的抗剪强度； 对对塌塌落落度度和和强强度度的的影影响响：石石屑屑掺掺入入率率存存在在一一个个最最佳佳值值，过过大或过小对塌落度和强度都不利，最佳值在大或过小对塌落度和强度都不利，最佳值在2530范围内。范围内。5不同水泥、粉煤灰掺量的影响不同水泥、粉煤灰掺量的影响 对对于于某某一一石石屑屑率率，不不同同水水泥泥、粉粉煤煤灰灰掺掺量量得得出出的的混混合合料料的的立方抗压强度立方抗压强度R28与与灰水比灰水比C/W成正比；成正比； 增增加加粉粉煤煤灰灰的的掺掺量量，要要保保证证30mm的的塌塌落落度度（？），混混合合料需水量要增加。料需水量要增加。105 塌塌塌塌落落落落度度度度的的的的概概概概念念念念：用用用用一一一一个个个个上上上上口口口口100mm100mm、下下下下口口口口200mm200mm、高高高高300mm300mm喇喇喇喇叭叭叭叭状状状状的的的的桶桶桶桶, ,叫叫叫叫塌塌塌塌落落落落度度度度桶桶桶桶, ,灌灌灌灌入入入入混混混混凝凝凝凝土土土土后后后后捣捣捣捣实实实实, ,然然然然后后后后拔拔拔拔起起起起桶桶桶桶, ,混混混混凝凝凝凝土土土土因因因因自自自自重重重重产产产产生生生生塌塌塌塌落落落落现现现现象象象象，用用用用桶桶桶桶高高高高(300mm)(300mm)减减减减去去去去塌塌塌塌落落落落后后后后混凝土最高点的高度，称为混凝土最高点的高度，称为混凝土最高点的高度，称为混凝土最高点的高度，称为塌落度塌落度塌落度塌落度(mm).(mm). 如如如如果果果果差差差差值值值值为为为为30mm,30mm,则则则则塌塌塌塌落落落落度度度度为为为为30,30,一一一一般般般般允允允允许许许许有有有有一一一一定定定定的的的的幅幅幅幅度度度度, ,所以就有了比如塌落度所以就有了比如塌落度所以就有了比如塌落度所以就有了比如塌落度30503050这样的技术指标了这样的技术指标了这样的技术指标了这样的技术指标了. .106三、加固机理三、加固机理三、加固机理三、加固机理 1 1、桩体作用、桩体作用、桩体作用、桩体作用 CFGCFG桩桩桩桩不不不不同同同同于于于于碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩，是是是是具具具具有有有有一一一一定定定定粘粘粘粘结结结结强强强强度度度度的的的的混混混混合合合合料料料料。在在在在荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下CFGCFG桩桩桩桩的的的的压压压压缩缩缩缩性性性性明明明明显显显显比比比比其其其其周周周周围围围围软软软软土土土土小小小小，因因因因此此此此基基基基础础础础传传传传给给给给复复复复合合合合地地地地基基基基的的的的附附附附加加加加应应应应力力力力随随随随地地地地基基基基的的的的变变变变形形形形逐逐逐逐渐渐渐渐集集集集中中中中到到到到桩桩桩桩体体体体上上上上，出出出出现现现现应应应应力力力力集集集集中现象，复合地基的中现象，复合地基的中现象，复合地基的中现象，复合地基的CFGCFG桩起到了桩体作用桩起到了桩体作用桩起到了桩体作用桩起到了桩体作用。 据据据据南南南南京京京京造造造造纸纸纸纸厂厂厂厂复复复复合合合合地地地地基基基基载载载载荷荷荷荷试试试试验验验验结结结结果果果果，在在在在无无无无褥褥褥褥垫垫垫垫层层层层情情情情况况况况下下下下，CFCCFC桩桩桩桩单单单单桩桩桩桩复复复复合合合合地地地地基基基基的的的的桩桩桩桩体体体体应应应应力力力力比比比比n=24.3n=24.329.429.4；四四四四桩桩桩桩复复复复合合合合地地地地基基基基桩桩桩桩土土土土应应应应力力力力比比比比n=31.4n=31.435.235.2；而而而而碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩复复复复合合合合地地地地基基基基的的的的桩桩桩桩土土土土应应应应力力力力比比比比n=2.2n=2.22.42.4，可可可可见见见见，CFGCFG桩桩桩桩复复复复合合合合地地地地基基基基的的的的桩桩桩桩土土土土应应应应力力力力比比比比明明明明显显显显大大大大于于于于碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩复合地基的桩土应力比复合地基的桩土应力比复合地基的桩土应力比复合地基的桩土应力比，表明其桩体作用非常显著，表明其桩体作用非常显著，表明其桩体作用非常显著，表明其桩体作用非常显著。107当当当当CFGCFG桩桩桩桩用用用用于于于于挤挤挤挤密密密密效效效效果果果果好好好好的的的的土土土土时时时时，由由由由于于于于CFGCFG桩桩桩桩采采采采用用用用振振振振动动动动沉沉沉沉管管管管法法法法施施施施工工工工，其其其其振振振振动动动动和和和和挤挤挤挤压压压压作作作作用用用用使使使使桩桩桩桩间间间间土土土土得得得得到到到到挤挤挤挤密密密密，重重重重度度度度、压压压压缩缩缩缩模模模模量量量量均均均均，复复复复合合合合地地地地基基基基承承承承载载载载力力力力的的的的提高既有挤密又有置换提高既有挤密又有置换提高既有挤密又有置换提高既有挤密又有置换。当当当当CFGCFG桩桩桩桩用用用用于于于于不不不不可可可可挤挤挤挤密密密密的的的的土土土土体体体体时时时时，其其其其承承承承载载载载力力力力的的的的提提提提高只是高只是高只是高只是置换作用。置换作用。置换作用。置换作用。2 2、挤密与置换作用、挤密与置换作用、挤密与置换作用、挤密与置换作用1083 3、褥垫层的调整匀化的作用、褥垫层的调整匀化的作用、褥垫层的调整匀化的作用、褥垫层的调整匀化的作用由由级级配配砂砂石石、粗粗砂砂、碎碎石石等等散散体体材材料料组组成成的的褥褥垫垫，在在复复合合地基中有四种作用：地基中有四种作用： 1)1)保保保保证证证证桩桩桩桩、土土土土共共共共同同同同承承承承担担担担荷荷荷荷载载载载。褥褥垫垫层层的的设设置置为为CFG桩桩复复合合地地基基在在受受荷荷后后提提供供了了桩桩上上、下下刺刺入入的的条条件件，即即使使桩桩端端落落在在好好土土层层上，至少可以提供上刺入条件，以保证桩间土始终参与工作。上，至少可以提供上刺入条件，以保证桩间土始终参与工作。 2)2)减减减减少少少少基基基基础础础础底底底底面面面面的的的的应应应应力力力力集集集集中中中中。在在基基础础底底面面处处桩桩顶顶应应力力p与与桩桩间间土土应应力力s之之比比随随褥褥垫垫层层厚厚度度的的变变化化急急剧剧减减小小(图图3-6-2)。当当褥褥垫垫层层厚厚度度大大于于10cm时时，桩桩对对基基础础产产生生的的应应力力集集中中已已显显著著降降低低。当当褥垫层的厚度为褥垫层的厚度为30cm时，时，ps只有只有1.23。109图图3-6-2p/s与褥垫层厚度关系曲线与褥垫层厚度关系曲线1103)褥褥垫垫厚厚度度可可以以调调整整桩桩土土荷荷载载分分担担比比。荷荷载载一一定定时时，褥褥垫垫越越厚厚，土土承承担担的的荷荷载载越越多多。荷荷载载水水平平越越高高，桩桩承承担担的的荷荷载载占占总总荷荷载载的的百百分分比比越越大大。表表3-6-1表表示示6桩桩复复合合地地基基测测得得的的Pn/P总总值值随随荷荷载载水水平和褥垫厚度的变化。平和褥垫厚度的变化。表表表表3-6-1 3-6-1 3-6-1 3-6-1 桩体承担荷载占总荷载百分比桩体承担荷载占总荷载百分比桩体承担荷载占总荷载百分比桩体承担荷载占总荷载百分比111图图 3-6-3表表 示示基础承受水平荷载基础承受水平荷载时时，不不同同褥褥垫垫厚厚度度、桩桩顶顶水水平平位位移移Up和和水水平平荷荷载载Q的的关关系系曲曲线线，显显示示褥褥垫垫厚厚度度越越大大，桩桩顶顶水水平平位位移移越越小小，即即桩桩顶顶受受的的水水平平荷荷载载越越小。小。图图图图3-6-33-6-3不同厚度垫层时不同厚度垫层时不同厚度垫层时不同厚度垫层时Q Q Q Q- - - -U U U Up p p p曲线曲线曲线曲线11垫层厚垫层厚垫层厚垫层厚2cm2cm；2 2垫层厚垫层厚垫层厚垫层厚10cm10cm；33垫层厚垫层厚垫层厚垫层厚20cm20cm；44垫层厚垫层厚垫层厚垫层厚30cm30cm褥垫的合理厚度？褥垫的合理厚度？褥垫的合理厚度？褥垫的合理厚度？4)褥垫层厚度可以调整桩、土水平荷载分担比。褥垫层厚度可以调整桩、土水平荷载分担比。112确定褥垫的合理厚度的基本原则确定褥垫的合理厚度的基本原则确定褥垫的合理厚度的基本原则确定褥垫的合理厚度的基本原则1）褥褥垫垫厚厚度度过过小小。桩桩对对基基础础产产生生的的应应力力集集中中过过于于显显著著。桩桩对对基基础础有有冲冲切切作作用用，势势必必需需要要加加厚厚基基础础；如如果果基基础础承承受受水水平平荷荷载载，可可能能造造成成复复合合地地基基桩桩发发生生断断裂裂；桩桩间间土土承承载载能能力力也也不不能能充充分分发发挥挥，必然增加桩的数量或桩长。必然增加桩的数量或桩长。2）褥褥垫垫厚厚度度过过大大(尽尽管管桩桩间间土土承承载载能能力力可可以以充充分分发发挥挥）。如如果果厚厚度度过过大大，不不仅仅造造成成浪浪费费，且且几几乎乎等等同同于于换换土土回回填填；褥褥垫垫层层下下复复合合地地基基表表面面的的桩桩土土应应力力比比n很很小小，意意味味着着浅浅层层地地基基土土承承担担了了较较高高的的荷荷载载，而而浅浅层层地地基基土土的的强强度度往往往往又又较较低低。尽尽管管浅浅层层土土分分担担的的荷荷载载会会很很快快向向桩桩转转移移(桩桩顶顶部部存存在在负负摩摩阻阻力力区区？)，但但浅浅层层土土压压缩缩变变形形造成的过大沉降量，实际上使复合地基中设置的桩失去意义。造成的过大沉降量，实际上使复合地基中设置的桩失去意义。 褥褥褥褥垫垫垫垫厚厚厚厚度度度度的的的的合合合合理理理理性性性性在在在在于于于于既既既既要要要要保保保保证证证证桩桩桩桩在在在在水水水水平平平平荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下不会发生断裂，又要合理发挥桩和桩间土的承载能力。不会发生断裂，又要合理发挥桩和桩间土的承载能力。不会发生断裂，又要合理发挥桩和桩间土的承载能力。不会发生断裂，又要合理发挥桩和桩间土的承载能力。113负摩阻力负摩阻力软软软软弱弱弱弱土土土土层层层层较较较较好好好好土土土土层层层层地地地地面面面面下下下下沉沉沉沉 正正正正摩摩摩摩阻阻阻阻力力力力负负负负摩摩摩摩阻阻阻阻力力力力正正正正摩摩摩摩阻阻阻阻力力力力中性点中性点中性点中性点114四、设计要点四、设计要点四、设计要点四、设计要点 1 1 1 1、处理范围。、处理范围。、处理范围。、处理范围。可只在基础范围内布置。可只在基础范围内布置。可只在基础范围内布置。可只在基础范围内布置。2 2 2 2、桩径。、桩径。、桩径。、桩径。350350350350600mm600mm600mm600mm3 3 3 3、桩桩桩桩距距距距。桩桩桩桩距距距距应应应应根根根根据据据据设设设设计计计计要要要要求求求求的的的的复复复复合合合合地地地地基基基基承承承承载载载载力力力力、土土土土性性性性、施施施施工工工工工工工工艺艺艺艺等确定，宜取等确定，宜取等确定，宜取等确定，宜取3 37 7倍的桩径倍的桩径倍的桩径倍的桩径。具体选用时可参考。具体选用时可参考。具体选用时可参考。具体选用时可参考表表表表3-6-23-6-2 。表表3-6-2CFGCFG桩桩距选用参考值桩桩距选用参考值桩桩距选用参考值桩桩距选用参考值 1154 4、桩位布置。、桩位布置。可按等边三角形及正方形可按等边三角形及正方形布桩布桩。5 5、褥、褥垫层。桩顶与基与基础间设置的褥置的褥垫层厚度取厚度取1530cm；垫层材材料最大粒径料最大粒径30mm(可用中粗砂、可用中粗砂、级配砂石等配砂石等)。6 6、要要通通过过现现场场复复合合地地基基试试验验确确定定地地基基承承载载力力特特征征值值fspk ，初初步步设设计计时，可按下试计算：时，可按下试计算： Ra单桩竖向承载力特征值；单桩竖向承载力特征值；m面积置换率面积置换率； 桩桩间间土土承承载载力力折折减减系系数数 ，按按地地质质经经验验取取值值，或或取取0.750.750.950.95，天天然然地地基基承承载载高高者者取取大大值值； fsk处处理理后后桩桩间间土土承承载载力力特特征征值值；Ap桩的截面积（桩的截面积（m2）；）；116 (2) (2) 无试验资料时：无试验资料时： up桩周长；桩周长；n桩长范围内所划分的土层数；桩长范围内所划分的土层数； qsi, , qp桩桩周周第第i层层土土的的侧侧向向阻阻力力，桩桩端端阻阻力力特特征征值值，由由当当地地静载荷试验结果统计分析算得静载荷试验结果统计分析算得。 Li第第i层土之厚度层土之厚度. .7 7、单桩竖向承载力特征值单桩竖向承载力特征值Ra的取值原则的取值原则 (1)(1) 当当采采用用单单桩桩载载荷荷试试验验时时，应应将将原原桩桩极极限限承承载载力力除除以以安安全全系数系数2；1178 8、桩体试块抗压强度均值、桩体试块抗压强度均值式式中中fcu桩桩体体混混合合料料试试块块（边边长长150mm立立方方体体）标标准准养养护护28d立方体抗压强度平均值（立方体抗压强度平均值（kPa） 9 9、沉沉降降变变形形计计算算。处处理理后后的的变变形形计计算算按按现现行行国国标标GB5007GB5007有有关关规规定定执执行行，且且计计算算深深度度要要大大于于复复合合土土层层的的厚厚度度。复复合合土土层层的的分分层层与与天天然然地地基基相相同同，各各复复合合土土层层的的压压缩缩模模量量等等于于该该层层天天然然地地基基压压缩缩模模量量的倍，的倍，值可按下式确定值可按下式确定: fspk复合地基承载力特征值复合地基承载力特征值(kPa)(kPa) fak基础底面下天然地基承载力特征值基础底面下天然地基承载力特征值(kPa)(kPa)118表表3-6-3 地基沉降地基沉降变形计算经验系数变形计算经验系数y yS式中：式中：Ai第层土附加应力系数沿土层厚度的积第层土附加应力系数沿土层厚度的积的分值的分值( (平均附加应力系数乘以厚度再乘以平均附加应力系数乘以厚度再乘以压力压力) ); ; Esi基础底面下第基础底面下第i层土的压缩模量值层土的压缩模量值( (MPa),),桩长桩长范围内的复合土层按复合土层的压缩模量取值范围内的复合土层按复合土层的压缩模量取值 变变变变形形形形计计计计算算算算经经经经验验验验系系系系数数数数 S S 根根根根据据据据当当当当地地地地沉沉沉沉降降降降观观观观测测测测资资资资料料料料及及及及经经经经验验验验确确确确定定定定, ,也也也也可可可可采采采采用表用表用表用表3-6-33-6-3中的中的中的中的经验统计数值经验统计数值经验统计数值经验统计数值119影影响响CFG桩桩复复合合地地基基沉沉降降变变形形的的因因素素包包括括三三部部分分：加加固固深深度度范范围围内内的的土土层层s1；下下卧卧层层S2；褥褥垫垫层层S3。S3可可以以忽忽略略。假假定定加加固固区区复复合合各各分分层层土土体体与与天天然然地地基基各各分分层层均均为为均均值值土土层层，于是总沉降量为：于是总沉降量为：其中，其中，n1、n2分别为加固区分层数与总分层数；分别为加固区分层数与总分层数；pi为荷载为荷载p在第在第i层产生的平均附加引力；层产生的平均附加引力；hi为第为第i层土的分层厚度；层土的分层厚度；变形计算经变形计算经验系数验系数S；Esi基础底面下第基础底面下第i层土的压缩模量值；层土的压缩模量值；为为fspk(复合地复合地基承载力特征值基承载力特征值)与与fak(基础底面下天然地基承载力特征值基础底面下天然地基承载力特征值)之比之比120121122123五、施工要点五、施工要点五、施工要点五、施工要点 11施工工艺施工工艺施工工艺施工工艺水水泥泥粉粉煤煤灰灰碎碎石石桩桩的的施施工工，应应根根据据现现场场条条件件选选用用下下列列施工工艺：施工工艺：(1)长长螺螺旋旋钻钻钻钻孔孔灌灌注注成成桩桩，适适用用于于地地下下水水位位以以上上的的粘粘性性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土。土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土。(2)长长螺螺旋旋钻钻钻钻孔孔、管管内内泵泵压压混混合合料料灌灌注注成成桩桩，适适用用于于粘粘性性土土、粉粉土土、砂砂土土，以以及及对对噪噪声声或或泥泥浆浆污污染染要要求求严严格格的的场场地。地。(3)振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩，主主要要适适用用于于粉粉土土、粘粘性性土土及及素素填填土地基。土地基。12422施工要求施工要求施工要求施工要求长长螺螺旋旋钻钻孔孔、管管内内泵泵压压混混合合料料灌灌注注成成桩桩施施工工和和振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩施施工工除除应应执执行行国国家家现现行行有有关关规规定定外外，尚尚应应符符合合下列要求：下列要求：(1)施施工工前前应应按按设设计计要要求求由由试试验验室室进进行行配配合合比比试试验验，施施工工时时按按配配合合比比配配制制混混合合料料。长长螺螺旋旋钻钻孔孔、管管内内泵泵压压混混合合料料成成桩桩施施工工的的坍坍落落度度宜宜为为160200mm，振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩施施工工的的坍坍落落度度宜宜为为3050mm，振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩后后桩桩顶顶浮浮浆浆厚厚度不宜超过度不宜超过200mm。125(2)长长螺螺旋旋钻钻孔孔、管管内内泵泵压压混混合合料料成成桩桩施施工工在在钻钻至至设设计计深深度度后后，应应准准确确掌掌握握提提拔拔钻钻杆杆时时间间，混混合合料料泵泵送送量量应应与与拔拔管管速速度度相相配配合合，遇遇到到饱饱和和砂砂土土或或饱饱和和粉粉土土层层，不不得得停停泵泵待待料料；沉沉管管灌灌注注成成桩桩施施工工拔拔管管速速度度应应按按匀匀速速控控制制，拔拔管管速速度度应应控控制制在在1.21.5mmin左左右右，如如遇遇淤淤泥泥或或淤淤泥泥质质土土，拔拔管管速速度度应应适适当放慢。当放慢。(3)施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。(4)成成桩桩过过程程中中，抽抽样样做做混混合合料料试试块块，每每台台机机械械一一天天应应做做一一组组(3块块)试试块块(边边长长为为150mm的的立立方方体体)，标标准准养养护护，测测定定其其立方体抗压强度。立方体抗压强度。12633施工工艺过程施工工艺过程施工工艺过程施工工艺过程对于振动沉管机施工，其振动成桩工艺如下：对于振动沉管机施工，其振动成桩工艺如下：1)沉管沉管(1)桩桩机机就就位位须须水水平平、稳稳固固，调调整整沉沉管管与与地地面面垂垂直直，确确保保垂垂直度偏差不大于直度偏差不大于1。(2)若若采采用用预预制制钢钢筋筋混混凝凝土土桩桩尖尖，须须埋埋人人地地表表以以下下300mm左左右。右。(3)启启动动马马达达，开开始始沉沉管管过过程程中中注注意意调调整整桩桩机机的的稳稳定定，严严禁禁倾斜和错位。倾斜和错位。(4)沉沉管管过过程程中中须须做做好好记记录录。激激振振电电流流每每沉沉1m记记录录一一次次，对对土层变化处应特别说明，直到沉管至设计标高。土层变化处应特别说明，直到沉管至设计标高。1272)投料投料(1)在在沉沉管管过过程程中中可可用用料料斗斗进进行行空空中中投投料料，待待沉沉管管至至设设计计标标高后须尽快投料，直到管内混合料面与钢管料口平齐。高后须尽快投料，直到管内混合料面与钢管料口平齐。(2)如如上上料料量量不不多多，须须在在拔拔管管过过程程中中进进行行孔孔中中投投料料，以以保保证证成成桩桩顶标高满足设计要求。桩桩顶标高满足设计要求。(3)各料配比应严格执行规定，碎石和石屑含杂质不大于各料配比应严格执行规定，碎石和石屑含杂质不大于5。(4)按按设设计计配配比比配配制制混混合合料料，投投入入搅搅拌拌机机加加水水拌拌和和，加加水水量量由由混混合合料料坍坍落落度度控控制制，一一般般坍坍落落度度为为3050mm，成成桩桩后后桩桩顶顶浮浮浆浆厚度一般不超过厚度一般不超过200mm。(5)混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不得少于混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不得少于1min。1283)拔管拔管(1)当当混混合合料料加加至至钢钢管管投投料料口口平平齐齐后后，开开动动马马达达，沉沉管管原地原地留振留振10s左右，左右，然后然后边振动边拔管边振动边拔管。(2)拔拔管管速速度度按按均均匀匀线线速速控控制制，一一般般控控制制在在1.21.5mmin左右，如遇左右，如遇淤泥或淤泥质土淤泥或淤泥质土，拔管速率可适当放慢。，拔管速率可适当放慢。(3)当当桩桩管管拔拔出出地地面面，确确认认成成桩桩符符合合设设计计要要求求后后用用粒粒状状材料或湿粘土封顶材料或湿粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。，然后移机继续下一根桩施工。1294)施工顺序施工顺序连连续续施施打打可可能能造造成成的的缺缺陷陷是是桩桩径径被被挤挤扁扁或或缩缩颈颈，但但很很少少发发生生桩桩完完全全断断开；开；跳跳打打一一般般很很少少发发生生已已打打桩桩桩桩径径被被挤挤小小或或缩缩颈颈现现象象，但但土土质质较较硬硬时时，在在已打桩中间补打新桩时，已打桩可能被振断或振裂。已打桩中间补打新桩时，已打桩可能被振断或振裂。在软土中，在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打桩距较大可采用隔桩跳打；在饱和的松散粉土中施打，如桩距较小，在饱和的松散粉土中施打，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打方案不宜采用隔桩跳打方案；满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四周向内推进施工。满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四周向内推进施工。施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于7 7天。天。天。天。1305)混合料坍落度混合料坍落度为避免桩顶浮浆过多，混合料坍落度一般为为避免桩顶浮浆过多，混合料坍落度一般为35cm。6)保护桩长度保护桩长度所所谓谓保保护护桩桩长长度度是是指指成成桩桩时时预预先先设设定定加加长长的的一一段段桩桩长长，基基础施工时将其剔掉。础施工时将其剔掉。保保护护桩桩长长度度越越长长，桩桩的的施施工工质质量量越越容容易易控控制制，但但浪浪费费的的料料也也越越多多。设设计计桩桩顶顶标标高高离离地地表表距距离离不不大大于于1.5m时时，保保护护桩桩长长可可取取5070cm，上部用土封顶。，上部用土封顶。桩桩顶顶标标高高离离地地表表距距离离较较大大时时，保保护护桩桩长长可可设设置置70100cm，上部用粒状材料封顶直到地表，上部用粒状材料封顶直到地表1317)褥垫铺设褥垫铺设为为了了调调整整CFG桩桩和和桩桩间间土土的的共共同同作作用用，宜宜在在基基础础下下铺铺设设一一定定厚厚度度的的褥褥垫垫层层。褥褥垫垫材材料料多多为为粗粗砂砂、中中砂砂或或级级配配砂砂石石，限限制制最大粒径不超过最大粒径不超过3cm。褥褥垫垫层层铺铺设设宜宜采采用用静静力力压压实实法法，当当基基础础底底面面下下桩桩间间土土的的含含水水量量较较小小时时，也也可可采采用用动动力力夯夯实实法法，夯夯填填度度(夯夯实实后后的的褥褥垫垫层层厚厚度与虚铺厚度的比值度与虚铺厚度的比值)不得大于不得大于0.9。8)施工垂直度偏差施工垂直度偏差施施工工垂垂直直度度偏偏差差不不应应大大于于1；对对满满堂堂布布桩桩基基础础，桩桩位位偏偏差差不不应应大大于于0.4倍倍桩桩径径；对对条条形形基基础础，桩桩位位偏偏差差不不应应大大于于0.25倍倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。13244易出现问题及处理措施易出现问题及处理措施易出现问题及处理措施易出现问题及处理措施 1)桩体上浮桩体上浮渗渗透透性性较较低低的的软软土土地地基基中中(特特别别是是饱饱和和软软土土)采采用用振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩时时，如如果果布布桩桩较较密密，大大量量桩桩体体的的快快速速沉沉降降必必然然引引起起土土体体的的水水平平位位移移与与隆隆起起，使使桩桩体体上上浮浮，桩桩端端与与持持力力层层脱脱空空，或或者者桩桩身身断断裂裂、上上端端桩与下段桩脱空。桩与下段桩脱空。此类桩的单桩静荷载实验此类桩的单桩静荷载实验Q-S曲线如图所示。曲线如图所示。上浮桩典型上浮桩典型上浮桩典型上浮桩典型Q-SQ-S曲线曲线曲线曲线快速刺入段快速刺入段快速刺入段快速刺入段 加加载载至至桩桩侧侧摩摩阻阻力力达达到到极极限限后后，桩桩体向土中快速刺入；体向土中快速刺入；桩桩端端沉沉至至桩桩端端土土或或下下段段桩桩接接触触紧紧密密后端阻力发挥作用，后端阻力发挥作用，Q-S曲线变缓；曲线变缓；变缓段变缓段变缓段变缓段直直至至端端阻阻力力或或下下段段桩桩承承载载力力达达到到极极限而使得限而使得Q-S曲线再次陡降。曲线再次陡降。措施：对上浮桩可采用快速静压的方法。措施：对上浮桩可采用快速静压的方法。措施：对上浮桩可采用快速静压的方法。措施：对上浮桩可采用快速静压的方法。再次陡降段再次陡降段再次陡降段再次陡降段 1332）桩体偏位）桩体偏位与与发发生生桩桩体体上上浮浮情情况况类类似似，先先施施工工的的桩桩受受到到后后期期施施工工的的桩桩体体影影响响而而位位移移，可可通通过过合合理理安安排排打打桩桩流流程程来来解解决决。但但桩桩位位密密集集且且土土质以饱和黏土为主时，应尽量采用质以饱和黏土为主时，应尽量采用非挤土成桩工艺非挤土成桩工艺。3）桩身断裂）桩身断裂由由于于拔拔管管速速度度快快、桩桩身身剂剂土土影影响响、机机械械开开挖挖碰碰撞撞桩桩头头等等因因素素均均会会造造成成桩桩身身断断裂裂。一一些些工工程程桩桩身身断断裂裂者者可可达达到到总总桩桩数数的的40%以以上上。应应在在选选择择设设计计、选选择择成成桩桩工工艺艺上上以以及及施施工工过过程程控控制制等等各各方方面面综合考虑解决。综合考虑解决。此此外外，采采用用振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩时时，还还应应注注意意对对周周围围环环境境可可能能产生的影响产生的影响。134六、质量检验六、质量检验六、质量检验六、质量检验 11施工质量控制施工质量控制施工质量控制施工质量控制1)施工监测施工监测(1)打打桩桩过过程程中中随随时时测测量量地地面面是是否否发发生生隆隆起起，因因为为断断桩桩常常常常和和地地表隆起相联系。表隆起相联系。(2)打打新新桩桩时时对对已已打打、但但尚尚未未结结硬硬桩桩的的桩桩顶顶进进行行桩桩顶顶位位移移测测量量，以估算桩径的缩小量。以估算桩径的缩小量。(3)打打新新桩桩时时对对已已打打并并结结硬硬桩桩的的桩桩顶顶进进行行桩桩顶顶位位移移测测量量，以以判判断断是否断桩。一般当桩顶位移超过是否断桩。一般当桩顶位移超过10mm，需开挖进行查验。，需开挖进行查验。2)逐桩静压逐桩静压对重要工程或施工监测发现桩顶上升量较大且桩数较多时，可对重要工程或施工监测发现桩顶上升量较大且桩数较多时，可对桩进行快速静压，将可能断裂并脱开的桩连接起来，这对保证复对桩进行快速静压，将可能断裂并脱开的桩连接起来，这对保证复合地基中桩很好地传递垂直荷载很有意义。合地基中桩很好地传递垂直荷载很有意义。这是因为，如果这是因为，如果这是因为，如果这是因为，如果CFGCFG桩桩桩桩存在断桩、但没有脱开，并不影响复合地基的正常使用。存在断桩、但没有脱开，并不影响复合地基的正常使用。存在断桩、但没有脱开，并不影响复合地基的正常使用。存在断桩、但没有脱开，并不影响复合地基的正常使用。1353)静压振拔技术静压振拔技术所所谓谓静静压压振振拔拔是是指指沉沉管管时时不不启启动动马马达达，借借助助桩桩机机自自重重将将沉沉管管沉沉至至预预定定标标高高，填填料料后后启启动动马马达达振振动动拔拔管管。对对饱饱和和软软土土采采用用这一技术对保证施工质量是有益的。这一技术对保证施工质量是有益的。4)大直径预制桩尖的采用大直径预制桩尖的采用在在软软土土地地区区，当当桩桩长长范范围围内内桩桩端端有有可可能能落落在在好好的的土土层层上上时时，可可采采用用比比通通常常用用的的更更大大的的预预制制桩桩尖尖，桩桩尖尖的的直直径径增增大大到到沉沉管管外外径径的的1.52.0倍倍，被被称称之之为为“大大头头桩桩尖尖”，其其目目的的是是为为了了获获得得更大的端阻力。更大的端阻力。13622质量检验方法质量检验方法质量检验方法质量检验方法 1 1 施施工工质质量量的的检检验验主主要要检检查查施施工工记记录录 混混合合料料坍坍落落度度 桩桩数数 桩位偏差桩位偏差 褥垫层厚度褥垫层厚度 夯填度夯填度和和桩体试块抗压强度桩体试块抗压强度等等 2 2 CFGCFG桩桩地地基基竣竣工工验验收收时时, ,承承载载力力检检验验应应采采用用复复合合地地基基载载荷荷试验试验 其中，其中，单单桩桩复复合合地地基基载载荷荷试试验验的的承承压压板板可可用用圆圆形形或或方方形形，面面积积为一根桩承担的处理面积；为一根桩承担的处理面积；多多桩桩复复合合地地基基载载荷荷试试验验的的承承压压板板可可用用方方形形或或矩矩形形，其其尺尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。寸按实际桩数所承担的处理面积确定。 137 3 3 CFGCFG桩桩地地基基检检验验应应在在桩桩身身强强度度满满足足试试验验荷荷载载条条件件时时, ,并并宜宜在施工结束在施工结束28d28d后进行强度检验后进行强度检验 试试验验数数量量宜宜为为总总桩桩数数的的0.5%0.5%1%,1%,且且每每个个单单体体工工程程的的试试验验数量不应少于数量不应少于3 3点点 4 4 应应抽抽取取不不少少于于总总桩桩数数的的10%10%的的桩桩进进行行低低应应变变动动力力试试验验, ,检检测桩身完整性测桩身完整性 138【例题例题1】CFG桩法适用于处理以下哪些地基土桩法适用于处理以下哪些地基土()？A淤泥淤泥B淤泥质土淤泥质土C.粘性土粘性土D粉土粉土E.砂土砂土答案：答案：水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按地区经验或土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。通过现场试验确定其适用性。CDECDE139【例题例题2】CFG桩复合地基由以下几个部分组成桩复合地基由以下几个部分组成()？ACFG桩桩B.桩间土桩间土C素混凝土垫层素混凝土垫层D褥垫层。褥垫层。答案：答案：CFG桩加固软弱地基，桩和桩间土一起通过褥垫层形成桩加固软弱地基，桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基。此处的褥垫层不是基础施工时通常做的桩复合地基。此处的褥垫层不是基础施工时通常做的10cm厚的厚的素混凝土垫层，而是由粒状材料组成的散体垫层。由于素混凝土垫层，而是由粒状材料组成的散体垫层。由于CFG桩桩系高粘结强度桩，褥垫层是桩和桩间土形成复合地基的必要条系高粘结强度桩，褥垫层是桩和桩间土形成复合地基的必要条件，亦即褥垫层是件，亦即褥垫层是CFG桩复合地基不可缺少的一部分。桩复合地基不可缺少的一部分。ABDABD140【例题例题3】CFG桩褥垫层的作用有桩褥垫层的作用有()。A保证桩、土共同承担荷载保证桩、土共同承担荷载B减少基础底面的应力集中减少基础底面的应力集中C调整桩土荷载分担比调整桩土荷载分担比D调整桩、土水平荷载分担比调整桩、土水平荷载分担比答案：答案：ABCDABCD【例题例题4】CFG桩加固软弱地基主要作用有桩加固软弱地基主要作用有()。A桩体作用桩体作用B挤密作用挤密作用C.排水作用排水作用D褥垫层作用褥垫层作用答案：答案：ABDABD141【例题例题5】下列哪几种说法是正确的下列哪几种说法是正确的()。ACFG桩处理后的桩间土有明显的挤密作用桩处理后的桩间土有明显的挤密作用BCFG桩处理后的桩间土无明显的挤密作用桩处理后的桩间土无明显的挤密作用CCFG桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层DCFG桩可以是悬浮桩桩可以是悬浮桩E褥垫层是褥垫层是CFG桩复合地基不可缺少的一部分桩复合地基不可缺少的一部分答案：答案：ACEACECFG桩桩用用于于挤挤密密效效果果好好的的土土时时，因因CFG桩桩采采用用振振动动沉沉管管法法施施工工，从从而而使使桩桩间间土土得得到到挤挤密密(A)(否否定定了了B)；CFG桩桩应应选选择择承承载载力力相相对对较较高高的的土土层层作作为为桩桩端端持持力力层层,桩桩体体作作用用才才明明显显(C)（否否定定了了D）。CFG桩桩加加固固软软弱弱地地基基，桩桩和和桩桩间间土土一一起起通通过过褥褥垫垫层层形形成成FG桩桩复复合合地地基基。由由于于CFG桩桩系系高高粘粘结结强强度度桩，褥垫层是桩和桩间土形成复合地基的必要条件桩，褥垫层是桩和桩间土形成复合地基的必要条件(E)。142【例例题题6】某某水水泥泥厂厂拟拟建建一一水水泥泥均均化化库库，原原地地基基土土承承载载力力特特征征值值为为160kpa，现现需需将将地地基基承承载载力力特特征征提提高高到到500kpa才才能能满满足足上部结构荷载要求，下列各种处理方法中最佳方案为上部结构荷载要求，下列各种处理方法中最佳方案为()。A、换填垫层法；、换填垫层法；B、振冲置换法；、振冲置换法；C、CFG桩法；桩法；D、钻孔灌注桩。、钻孔灌注桩。答案：答案：C C根根据据原原地地基基承承载载力力特特征征值值相相对对较较高高这这一一特特点点，以以及及处处理理后后地地基基承承载载力力特特征征值值提提高高幅幅度度较较大大这这一一要要求求出出发发，可可以以考考虑虑利利用用CFG桩桩复复合合地地基基具有承载力提高幅度大，可调性强的优点具有承载力提高幅度大，可调性强的优点进行地基处理。进行地基处理。143【例题例题7】在在CFG桩的单桩承载力特征值计算公式中，桩的单桩承载力特征值计算公式中，qp的意的意义是义是()。A桩端地基土的端阻力特征值；桩端地基土的端阻力特征值；B桩端地基土经修正后的承载力特征值；桩端地基土经修正后的承载力特征值；C桩端地基土未经修正后的承载力特征值。桩端地基土未经修正后的承载力特征值。答案：答案：在在CFG桩桩的的单单桩桩承承载载力力特特征征值值计计算算公公式式中中，qp的的意意义义为为桩桩端端地地基基土土端端阻阻力力特特征征值值，由由当当地地静静载载荷荷试试验验结结果果统统计计分分析析算算得得。尽尽管管其其符符号与水泥土搅拌桩相同，但含义不同。号与水泥土搅拌桩相同，但含义不同。A A144【例题例题8】下列各种地基土中，下列各种地基土中，()土是属于挤密效果好的土。土是属于挤密效果好的土。A.松散粉细砂松散粉细砂B.松散粉土松散粉土C粉质粘土粉质粘土D松散松散人工填土人工填土E饱和软粘土饱和软粘土F密实粘性土密实粘性土就土的挤密性而言，可将土分为：就土的挤密性而言，可将土分为：(1)挤密效果好的土：如松散的粉细砂、粉土、人工填土等；挤密效果好的土：如松散的粉细砂、粉土、人工填土等；(2)可挤密土：如不太密实的粉质粘土；可挤密土：如不太密实的粉质粘土；(3)不可挤密土：如饱和软粘土或密实度很高的粘性土、砂土等。不可挤密土：如饱和软粘土或密实度很高的粘性土、砂土等。ABDABD【例题例题9】水泥粉煤灰碎石桩的成桩方法有水泥粉煤灰碎石桩的成桩方法有()。A长螺旋钻孔灌注成桩长螺旋钻孔灌注成桩B长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩C振动沉管灌注成桩振动沉管灌注成桩D人工成孔灌注成桩人工成孔灌注成桩ABCABC145【例题例题10】下列成桩方法中，下列成桩方法中，()是属于挤土成桩工艺。是属于挤土成桩工艺。A长螺旋钻孔灌注成桩长螺旋钻孔灌注成桩B长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩C振动沉管灌注成桩振动沉管灌注成桩D人工成孔灌注成桩人工成孔灌注成桩答案：答案：CFG桩的施工工艺可分为两大类：桩的施工工艺可分为两大类：一是对桩间土产生扰动或挤一是对桩间土产生扰动或挤密的施工工艺，如振动沉管成桩，属挤土成桩工艺；其二是对桩间密的施工工艺，如振动沉管成桩，属挤土成桩工艺；其二是对桩间土不产生扰动或挤密的施工工艺，如长螺旋钻孔灌注成桩，属非挤土不产生扰动或挤密的施工工艺，如长螺旋钻孔灌注成桩，属非挤土成桩工艺。土成桩工艺。C C146【例题例题11】某某CFC,桩工程，桩径为桩工程，桩径为400mm，等边三角形布置，等边三角形布置，桩距为桩距为1.4m，需进行单桩复合地基静载荷试验，其圆形载荷，需进行单桩复合地基静载荷试验，其圆形载荷板的直径最接近下列哪个值板的直径最接近下列哪个值()。A1.128mB1.400mC1.470mD1.582m答案：答案：根根据据建建筑筑地地基基处处理理技技术术规规范范(JGJ79-2002)，单单桩桩复复合合地地基基载载荷荷试试验验的的荷荷载载板板面面积积按按一一根根桩桩所所承承担担的的处处理理面面积积确确定定。对对等等边边三三角形布桩，一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径为：角形布桩，一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径为：de=1.05s：1.051.4=1.470mC C