地基處理第七講

1、第七講7、灰土擠密樁法和土擠密樁法8、砂樁法第八講9、碎石樁法10、石灰樁法第九講11、水泥攪拌法 12、夯實(shí)水泥土樁第十講13、高壓噴射注漿法第十一講水泥粉煤灰碎石樁法第十二講多元復(fù)合地基法第十三講加筋法第十四講灌漿法第十五講特殊地基處理第七講內(nèi)容：7灰土擠密樁法和土擠密樁法8砂樁法時(shí)間：2h7灰土擠密樁法和土擠密樁法71概述利用成孔過(guò)程中的橫向擠壓作用，樁孔內(nèi)土被擠向周?chē)?，使樁間土擠密，然后將灰土或索土分層填入樁孔內(nèi)，并分層夯填密實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。前者稱(chēng)為灰土擠密樁法，后者稱(chēng)為土擠密樁法。夯填密實(shí)的灰土擠密樁或土擠密樁，與擠密的樁問(wèn)土形成復(fù)合地基。上部荷載由樁體和樁間土共同承擔(dān)。對(duì)土擠密樁法而

2、言，若枉體和樁間土密實(shí)度相同時(shí)，形成均質(zhì)地基。蘇聯(lián)阿別列夫教授于1934年首創(chuàng)，我國(guó)自20世紀(jì)50年代中期開(kāi)始在西北黃土地區(qū)研究和應(yīng)用。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范GBJ 2590和國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范J田792002均編人了灰土擠密樁法和土擠密樁法。 灰土擠密樁法和土擠密枉法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土、雜填土等地基，不適用于地下水位以下使用。當(dāng)?shù)鼗恋暮縒大于24、飽和度超過(guò)65時(shí)，成孔及拔管過(guò)程中，樁孔容易縮頸，樁孔周?chē)菀茁∑?，擠密效果差，此時(shí)不宜采用?；彝翑D密樁和土擠密樁法處理地基深度一般為515m。若用于處理5m以?xún)?nèi)土層，其綜合效果不如強(qiáng)夯法、重錘夯

3、實(shí)法以及換填墊層法。對(duì)大于15m的土層，若地下水位較深，也有采用螺旋鉆取土成孔，分層回填灰土，并強(qiáng)力夯實(shí)，使加固深度超過(guò)20 m的黃土地基加固實(shí)例。當(dāng)以消除地基的濕陷性為主要目的時(shí)，宜采用土擠密樁法；當(dāng)以提高地基土的承載力或增強(qiáng)其水穩(wěn)性為主要目的時(shí)，宜采用灰土擠密樁法。特點(diǎn)灰土擠密樁法和土擠密樁法具有原位處理、深層擠密和以土治土。7.2 加固原理1土的側(cè)向擠密?chē)?guó)內(nèi)外一些學(xué)者認(rèn)為：成樁時(shí)沿樁孔周?chē)馏w應(yīng)力的變化與圓柱形孔擴(kuò)張時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力變化相似。若用黃土有關(guān)力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)(E0、c和)常見(jiàn)值計(jì)算，求得在黃土中擠壓成孔時(shí)，RP(143190)d(d為樁孔直徑)，與試驗(yàn)實(shí)測(cè)征用擠密影響半徑基本一致。

4、單樁擠密的試驗(yàn)結(jié)果表明，在孔壁附近土的干密度d接近其最大干密度dmax壓實(shí)系數(shù)c1。依次向外土的干密度逐漸減小，直至接近原始干密度d0。對(duì)應(yīng)于dd0的界限點(diǎn)即為“擠密影響區(qū)”半徑，其值通常為(1.52)d。如果為消除黃土的濕陷性，則應(yīng)以c0.9或d15gcm3為界，確定滿(mǎn)足使用要求的“有效擠密區(qū)”。單個(gè)樁孔“有效擠密區(qū)”半徑通常為(1一1.5)d。土的含水量和原始干密度對(duì)擠密效果有顯著影響。當(dāng)含水量過(guò)低時(shí)，由于土呈堅(jiān)硬狀態(tài)，塑性小，有效擠密區(qū)相應(yīng)縮小。當(dāng)含水量過(guò)高時(shí)，由于擠壓引起超靜孔隙水壓力，使土體只能向外圍移動(dòng)而造成擠密效果不佳，且孔壁附近的土受擾動(dòng)而使強(qiáng)度降低。因此，拔出樁管時(shí)樁孔容易出

5、現(xiàn)縮頸、回淤等情況。由此可知，含水量對(duì)擠密效果影響很大。其次，土的原始干密度對(duì)擠密范圍及效果也有顯著影響。原始干密度小時(shí)，有效擠密范圍小，效果也差。原始干密度是設(shè)計(jì)樁間距的基本依據(jù)。2土擠密樁擠密土擠密樁復(fù)合地基是由京土夯填的土樁和杖間擠密土體組合而成。樁孔內(nèi)夯填的土料多為就近挖運(yùn)的黃土類(lèi)土，其土質(zhì)及夯實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)與樁間擠密土基本一致因此，土擠密樁和樁間土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)也相近，這已為大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)?；彝翑D密樁的長(zhǎng)徑比大于6時(shí)，在堅(jiān)向荷載作用下變形與荷載傳遞規(guī)律具有下述特點(diǎn)。(1)在極限荷載作用下，灰土擠密樁頂面上應(yīng)力通常為灰土試件無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的50一100，即灰土已處于過(guò)渡階段或已

6、達(dá)到破壞階段?；彝翑D密樁的破壞主要發(fā)生在樁身上部(1一15)d長(zhǎng)度內(nèi)。載荷試驗(yàn)后挖開(kāi)地基查明，在容許荷載作用下不少灰土擠密樁的柱頂已被壓裂(長(zhǎng)度(115)d)，而下段樁身仍保持完好。(2)灰土擠密樁的樁頂沉降主要是樁身的壓縮量。樁身壓縮量約占總沉降量的23。在全部樁身壓縮量中，樁頂(1o15)d段內(nèi)的變形占60一85。有時(shí)灰土擠密樁即使達(dá)到破壞狀態(tài)，而樁底仍未產(chǎn)生沉降。(3)灰土擠密樁承擔(dān)的荷載是通過(guò)樁周摩擦力向周?chē)馏w傳遞的?；彝翑D密樁傳遞荷載的深度是有限的，一般不超過(guò)(610)d。試驗(yàn)表明，載荷板為剛性時(shí)，在均布荷載作用下，灰土擠密樁地基的基底壓力分布與土擠密樁地基有顯著的差別?；拙?jí)?/p>

7、力為l 50 kPa(尚未超過(guò)地基承載力特征值)時(shí)，灰土擠密樁上應(yīng)力已超過(guò)600 kPa，樁間土上應(yīng)力為50一100 kPa，應(yīng)力分擔(dān)比ps9.215.6。測(cè)試結(jié)果表明，灰土擠密柱面積只占基底面積約20，卻承擔(dān)了50左右的荷載。73 設(shè)計(jì)計(jì)算采用土擠密樁或灰土擠密樁處理后形成的復(fù)合地基，其承載力特征值應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ 792002規(guī)定，對(duì)灰土擠密樁復(fù)合地基的承載力特征值，不宜大于處理前的2倍，并不宜大于250 kPa；對(duì)土擠密被復(fù)合地基的承載力特征值，不宜大于處理前的1.4倍，并不宜大于180 kPa。1樁孔直徑選用根據(jù)所選用

8、的成孔設(shè)備、成孔方法以及場(chǎng)地土質(zhì)情況，確定樁孔直徑，一般取350400mm。2樁孔間距設(shè)計(jì) 樁孔間距設(shè)計(jì)從消除濕陷性和提高地基承載力兩個(gè)方面來(lái)考慮。(1)為消除黃土的濕陷性，擠密后的樁問(wèn)土平均壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.90，對(duì)重要工程不宜小于0.93。樁間距可為被孔直徑的2一25倍，也可按下式估算。(2)從提高地基承載力考慮可由復(fù)合地基承載力公式得到樁孔間距表達(dá)式。復(fù)合地基承載力表達(dá)式為fspk=mfpk十(1m)fsk (74)對(duì)灰土擠密樁，fpk常取500kpa。3布樁范圍的確定 灰土擠密樁和土擠密樁處理地基的面積，應(yīng)大于基礎(chǔ)或建筑底層平面的面積，以保證地基的穩(wěn)定性。 局部處理通常不考慮防滲隔水

9、作用。試驗(yàn)研究成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：對(duì)非自重濕陷性黃土、素填土、雜填上等地基，處理范圍每邊超出基底邊緣的寬度不小于0.25b(b為基礎(chǔ)短邊寬度)，并不小于0.5m；對(duì)于自重濕陷性黃土地基，處理范圍每邊超出基底邊緣的寬度應(yīng)該不小于0.75b，且不小于1 m。這樣可使基底下被處理土層不致產(chǎn)牛不良的側(cè)向變形。 4樁長(zhǎng)設(shè)計(jì) 灰土擠密樁和土擠密樁處理地基的深度，應(yīng)根據(jù)建筑場(chǎng)地的土質(zhì)情況、工程要求和成孔及夯實(shí)設(shè)備等綜合因素確定。5樁孔填料的選用樁孔內(nèi)的填料，應(yīng)根據(jù)工程要求或處理地基的目的確定，樁體的夯實(shí)質(zhì)量宜用平均壓實(shí)系數(shù)Ac控制。當(dāng)樁孔用灰土或素土分層回填、分層夯實(shí)時(shí)，樁體內(nèi)的平均壓實(shí)系數(shù)值，均不應(yīng)小

10、于0.96。土擠密樁填料多選用與樁間土性質(zhì)相近的就近挖運(yùn)的黃土類(lèi)土?；彝翑D密樁演料多采用消石灰與土的體積配合比為2：8或3：7。7.4施工灰土擠密樁和土擠密樁的施工應(yīng)按設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)條件選用沉管(振動(dòng)或錘擊)、沖擊或爆擴(kuò)等方法進(jìn)行成孔，使土向孔的周?chē)鷶D密。 1成孔和回填夯實(shí)施工應(yīng)符臺(tái)的要求 (1)成孔施工時(shí)，地基土宜接近最優(yōu)含水量。當(dāng)含水量低于12時(shí)至最優(yōu)含水量。 (2)樁孔中心點(diǎn)的偏差不應(yīng)超過(guò)樁距設(shè)計(jì)值的5。 (3)樁孔垂直度偏差不應(yīng)大于15。 (4)對(duì)沉管法，其直徑和深度應(yīng)與設(shè)計(jì)值相同；對(duì)沖擊法或爆擴(kuò)法，樁孔直徑的誤差不得超過(guò)設(shè)計(jì)值的i 70 mm，樁孔深度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)深度的o5m。 (5

11、)向孔內(nèi)填料前，孔底必須夯實(shí)，然后用家土或灰土在最優(yōu)含水量狀態(tài)下分層回填夯實(shí)?；靥钔亮弦话悴捎眠^(guò)篩(篩孔尺寸不大于20 mm)的粉質(zhì)戳土，并不得含有有機(jī)質(zhì)；粉煤灰采用含水量為30一50的濕粉煤灰；石灰用塊灰消解(悶透)34d并過(guò)篩后的熟石灰，其粗顆粒粒徑不大于5mm。灰土應(yīng)拌和均勻至顏色一致后及時(shí)回填夯實(shí)。第8章 砂樁法8.1概述砂樁法是指利用振動(dòng)或沖擊方式，在軟弱地基中成孔后，境人砂并將其擠壓入士中，形成較大直徑的密實(shí)秒樁的地基處理方法。主要包括秒樁置換法、擠密砂樁法等。 砂樁于19世紀(jì)30年代起源于歐洲，用于在海灣沉積軟土上建造兵工廠的地基工程中。當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)砂樁長(zhǎng)為2m，樁徑為0.2m，每

12、根樁承擔(dān)的荷裁為10kN。20世紀(jì)50年代后朋，出現(xiàn)了振動(dòng)式和錘擊式施工方法。1958年，日本開(kāi)始采用振動(dòng)式重復(fù)壓拔管施工方法，這一方法的應(yīng)用使砂樁地基處理技術(shù)發(fā)展到一個(gè)新的水平，使其施工質(zhì)量和施工效率均有顯著提高，處理深度可達(dá)30 m。砂樁最初是用于處理松散砂土和人工填土地基的，而在軟弱粘性土地基上的應(yīng)用不太成功。我國(guó)在1959年首次在上海重型機(jī)器廠采用錘擊沉管擠密砂樁法處理地基，1978年又在寶山鋼鐵廠采用振動(dòng)重復(fù)壓拔管砂樁施工法處理原料堆場(chǎng)地基。這兩項(xiàng)工程為我國(guó)在飽和軟弱戳性土中采用砂樁特別是砂樁地基處理方法取得了豐富的經(jīng)驗(yàn)。砂樁處理飽和軟弱粘性土地基時(shí)，主要是置換作用，可以提高地基承載

13、力和減少沉降，同時(shí)，還起排水通道作用，能夠加速地基的固結(jié)。8.2 加固原理地基土的土質(zhì)不同，對(duì)砂樁的作用原理也不盡相同1在松散砂土中的作用1)擠密作用 砂土和粉土屈于單粒結(jié)構(gòu)，其組成單元為松散粒狀體，滲透系數(shù)大，一船大于10-4cms。松散砂土在振動(dòng)力作用下，其體積縮小可達(dá)20。 采用沖擊法或振動(dòng)法往砂土中下沉樁管和一次拔管成樁時(shí)，由于樁管下沉對(duì)周?chē)巴廉a(chǎn)生很大的橫向擠壓力，樁管將地基中同體積的砂擠向周?chē)纳皩樱蛊淇紫侗葴p小，密度增大，這就是擠密作用。有效擠密范圍可達(dá)34倍樁直徑。這就是通常所謂的“擠密砂樁”。2)振密作用 采用振動(dòng)法往砂土中下沉樁管和逐步拔出樁管成樁時(shí)，下沉樁管會(huì)對(duì)周?chē)皩?/p>

14、產(chǎn)生擠密作用，拔起樁管會(huì)對(duì)周?chē)皩赢a(chǎn)生振密作用，有效振密范圍可達(dá)6倍樁直徑左右。振密作用比擠密作用更顯著，其主要特點(diǎn)是砂樁周?chē)欢ň嚯x內(nèi)地面發(fā)生較大的下沉。采用這種成樁方法的砂樁稱(chēng)為“振密砂樁”。2在軟強(qiáng)土中的作用1)置換作用2)排水作用3砂樁用途(1)在松散砂土中，可用于增大相對(duì)密度，防止振動(dòng)液化。(2)在軟豹土中，可用于提高地基承載力，加速固結(jié)沉降，改善地基的整體穩(wěn)定性。83 設(shè)計(jì)計(jì)算 1加固范圍 加固范圍應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性和場(chǎng)地條件及基礎(chǔ)形式而定。對(duì)于一般基礎(chǔ)在基礎(chǔ)外應(yīng)布置13排樁；對(duì)于可液化地基，在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大寬度不應(yīng)小于可液化土層厚度的12，并不應(yīng)小于5m；對(duì)高等級(jí)公路，一般應(yīng)處理

15、至邊緣外13m。2樁位布置對(duì)大面積滿(mǎn)堂處理，樁位宜采用等邊三角形布置；對(duì)獨(dú)立或條形基礎(chǔ)，樁位宜采用正方形或矩形布置。3加固深度 加固深度應(yīng)根據(jù)軟弱土層的性質(zhì)、厚度或工程要求按下列原則確定： (1)當(dāng)軟土層不厚時(shí)，應(yīng)穿透軟土層； (2)當(dāng)軟土層較厚時(shí)，對(duì)于按變形控制的工程，加固深度應(yīng)滿(mǎn)足砂樁復(fù)合地基變形不超過(guò)地基容許變形值并滿(mǎn)足下臥層承載力的要求； (3)當(dāng)軟土層厚度較大時(shí)，對(duì)于按穩(wěn)定性控制的工程，加固深度應(yīng)不小于最危險(xiǎn)滑動(dòng)面以下2m的深度； (4)在可液化地基中，加固深度應(yīng)按抗震處理深度確定； (5)樁長(zhǎng)不宜小于4m。 4樁徑根據(jù)置換率要求、成樁方法、施工機(jī)械能力等因素綜合考慮確定砂樁直徑。在

16、飽和軟弱默性土中應(yīng)盡可能采用較大的直徑。目前國(guó)內(nèi)采用的樁徑一般為0.3一0.8m，國(guó)外最大達(dá)2m。 5材料 宜使用中粗混合砂，含泥量不大于5。在對(duì)砂樁成型沒(méi)有足夠約束力的軟弱教性土中，可以使用砂和角礫混合料。樁孔填料量應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，估算時(shí)可按設(shè)計(jì)樁孔體積乘以充盈系數(shù)12一14確定。 6墊層砂樁施工完畢后，地面應(yīng)鋪設(shè)30一50 cm厚的砂墊層或砂石墊層鋪設(shè)，用平板振動(dòng)器振實(shí)。7樁距計(jì)算砂樁的間距應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。對(duì)粉土和砂土地基，不宜大于砂石樁直徑的45倍，對(duì)熟性土地基，不宜大于砂石樁直徑的3倍*初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可按下列公式估算。8復(fù)臺(tái)地基承裁力砂樁復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可通過(guò)下列方法估算。 (1)砂土地基 可根據(jù)擠密后砂土的密實(shí)狀態(tài)，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GD 50007的有關(guān)規(guī)定確定。 (2)對(duì)粘性土或粉土地基采用砂樁處理所形成的復(fù)合地基，可按式(87)一式(89)計(jì)算。 1施工標(biāo)高 砂樁施工標(biāo)高一般應(yīng)高于基礎(chǔ)底面設(shè)計(jì)標(biāo)高12m，以便開(kāi)挖基坑時(shí)將沒(méi)有充分?jǐn)D實(shí)的或樁擠松的表層土完全挖去