高速鐵路地基處理

地基存在的問題地基處理的目的目的各種建筑物和構(gòu)筑物對地基的要求主要包括下述三方面：（1）地基穩(wěn)定性問題；（2）地基變形問題；（3）地基滲透問題；當(dāng)天然地基不能滿足建（構(gòu)）筑物在上述三個(gè)方面的要求時(shí)，需要對天然地基進(jìn)行地基處理。天然地基通過地基處理，形成人工地基，從而滿足建（構(gòu)）筑物對地基的各種要求。地基處理對象及其特征軟弱地基軟土（SoftSoil）

包括淤泥和淤泥質(zhì)土。在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用形成。主要由細(xì)粒土組成，孔隙比大（大于1.0）、天然含水量高（接近或大于液限）、壓縮性高（壓縮系數(shù)>0.5MPa-1）和強(qiáng)度低。廣泛分布在我國東南沿海及內(nèi)地。例如天津、上海、杭州寧波、溫州、廈門、廣州等沿海地區(qū)，以及昆明、武漢等內(nèi)地地區(qū)。沖填土（HydraulicFill）整治和疏浚江河航道時(shí)，用挖泥船通過泥漿泵將泥砂夾大量水分吹到江河兩岸而形成的沉積土。又稱吹填土。沖填土是否需要處理和采取何種方法處理，取決于沖填土的顆粒組成、土層厚度和排水條件。雜填土（MiscellaneousFill）由人類活動(dòng)而任意堆填的建筑垃圾、工業(yè)廢料和生活垃圾組成物質(zhì)雜亂，分布不均勻，結(jié)構(gòu)松散。因而強(qiáng)度低、壓縮性高和均勻性差。飽和粉細(xì)砂（SaturatelooseSand）由于密實(shí)度小，容易在動(dòng)力荷載下產(chǎn)生液化現(xiàn)象，并容易在動(dòng)水壓力作用下產(chǎn)生管涌和流沙現(xiàn)象。特殊土地基濕陷性黃土（CollapsibleLoess）指土體在一定壓力下受水浸濕時(shí)產(chǎn)生的濕陷變形量達(dá)到一定數(shù)值的土。包括：濕陷性黃土、干旱和半干旱地區(qū)具有崩解性的碎石土和砂土。黃土在我國特別發(fā)育，廣泛分布在黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙、山東、河北、河南、山西、陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆等地。膨脹土(ExpansiveSoil)指粘粒成分主要由親水性礦物所組成的粘性土。具有吸水膨脹、失水收縮的特性。主要分布在廣西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山東、陜西、江蘇、廣東等地。紅粘土(RedClay)

指石灰?guī)r、白云巖等碳酸類巖石在亞熱帶溫濕氣候條件下經(jīng)風(fēng)華作用所形成的褐紅色的粘性土。由于下臥巖面起伏及存在，一般容易引起不均勻沉降。主要分布在云南、貴州、廣西等地。季節(jié)性凍土(FrozenSoil)土的溫度等于或低于攝氏零度，含有固態(tài)水。當(dāng)自然條件改變時(shí)，產(chǎn)生凍脹、融陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象。季節(jié)凍土占中國領(lǐng)土面積一半以上，其南界西從云南章鳳，向東經(jīng)昆明、貴陽，繞四川盆地北緣，到長沙、安慶、杭州一帶。多年凍土分布在東北大、小興安嶺，西部阿爾泰山、天山、祁連山及青藏高原等地，總面積為全國領(lǐng)土面積的1/5強(qiáng)。巖溶（Karst）主要出現(xiàn)在碳酸類巖石地區(qū)。其基本特性是地基主要受力層范圍內(nèi)受水的化學(xué)和機(jī)械作用而形成的溶洞、溶溝、溶槽、落水洞以及土洞等。我國的巖溶地基廣泛分布在貴州和廣西兩省區(qū)。建造在巖溶地基上的建筑物，要慎重考慮可能會(huì)造成底面變形和地基陷落。判別天然地基是否屬于軟弱地基或不良地基沒有明確的界限，天然地基是否屬于軟弱地基或不良地基也可以說是相對的。不允許發(fā)生發(fā)生基底破壞，也不允許發(fā)生過大的工后沉降和沉降速率。以往只對基底強(qiáng)度作要求，不允許地基破壞，對地基變形未重視。提速后的鐵路路基病害，大部分為地基變形所致。高速鐵路路基的設(shè)計(jì)理念正由強(qiáng)度設(shè)計(jì)向變形控制設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變高速鐵路路基地基，強(qiáng)度和剛度要求并重。高速鐵路路基的地基條件地基處理方法分類及適用范圍《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》（TB10106-2010）中將常見的地基處理方法分為六大類：1.淺層處理：換填墊層、振動(dòng)碾壓、沖擊碾壓2.排水固結(jié)：袋裝砂井、塑料排水板3.擠密：強(qiáng)夯、擠密砂石樁、沉管碎石樁、灰土與水泥土擠密樁、柱錘沖擴(kuò)樁4.置換：振沖碎石樁、強(qiáng)夯碎石墩、水泥攪拌樁、水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）、素混凝土樁、旋噴樁5.注漿：6.結(jié)構(gòu)物：鋼筋混凝土樁網(wǎng)（樁閥）結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土樁板結(jié)構(gòu)發(fā)展概況復(fù)合地基（CompositeFoundation）一詞,國外最早見于1962年。復(fù)合地基的概念已成為很多地基處理方法的理論分析及公式建立的基礎(chǔ)和根據(jù)。它已廣泛地運(yùn)用于如碎石樁、砂樁、水泥土攪拌樁、旋噴樁和石灰樁等加固地基的理論分析中。初期后來主要指天然地基中設(shè)置碎石樁而形成的碎石樁復(fù)合地基深層攪拌法和高壓噴射注漿法的應(yīng)用，人們開始重視水泥土樁復(fù)合地基的研究復(fù)合地基概述什么是復(fù)合地基指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強(qiáng)，或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。復(fù)合地基中地基土體性質(zhì)是不均勻的。復(fù)合地基的常用形式分類在工程實(shí)踐中應(yīng)用的復(fù)合地基型式很多，可從下述三個(gè)方面來分類：①增強(qiáng)體設(shè)置方向；②增強(qiáng)體材料；③基礎(chǔ)剛度以及是否設(shè)置墊層等。根據(jù)地基中增強(qiáng)體的方向分為水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基和豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基。復(fù)合地基豎向增強(qiáng)體水平增強(qiáng)體散體材料樁粘結(jié)材料樁柔性樁：如灰土樁、石灰樁等剛性樁：如CFG樁等水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基主要指加筋土地基。豎向增強(qiáng)體習(xí)慣上稱為樁，有時(shí)也稱為柱，豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基通常稱為樁體復(fù)合地基。樁體復(fù)合地基具有以下兩個(gè)基本特點(diǎn)：(1)加固區(qū)是由基體和增強(qiáng)體兩部份組成，是非均質(zhì)的和各項(xiàng)異性的；(2)在荷載作用下，基體和增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載的作用。前一特征使復(fù)合地基有別于均質(zhì)地基，后一特征使復(fù)合地基有別于樁基，從某種意義上講，復(fù)合地基介于均質(zhì)地基和樁基之間。形成復(fù)合地基的條件是基體與增強(qiáng)體在荷載作用下，通過兩者變形協(xié)調(diào)，共同分擔(dān)荷載。復(fù)合地基——樁基的區(qū)別a.樁基礎(chǔ)b.復(fù)合地基復(fù)合地基與樁基比較①樁身材料與強(qiáng)度。復(fù)合地基中樁有散體材料樁、柔性樁、半剛性樁和剛性樁；樁基中的樁均為剛性樁；②樁與上部結(jié)構(gòu)的連接方式。復(fù)合地基中樁體與基礎(chǔ)不是直接相連的，它們之間通過墊層（碎石或砂石墊層）來過渡；而樁基中樁體與基礎(chǔ)直接相連，兩者形成一個(gè)整體。③受力特性不同。復(fù)合地基的主要受力層在加固體內(nèi)，由基體和增強(qiáng)體兩部分共同承擔(dān)上部荷載、協(xié)同工作；而樁基的主要受力層是在樁尖以下一定范圍內(nèi)，主要由樁體承擔(dān)荷載作用。④群樁效應(yīng)問題。由于復(fù)合地基的理論的最基本假定為樁與樁周土的協(xié)調(diào)變形。為此，從理論而言，復(fù)合地基中也不存在類似樁基中的群樁效應(yīng)。

按增強(qiáng)體材料：①土工合成材料，如土工格柵、土工織物等；②砂石樁；③石灰樁、水泥土樁等；④CFG樁和低強(qiáng)度混凝土樁等；⑤兩種以上豎向增強(qiáng)體（多元復(fù)合地基）；⑥水平向和豎向增強(qiáng)體（柱網(wǎng)復(fù)合地基）

按基礎(chǔ)剛度和墊層設(shè)置：①剛性基礎(chǔ)，設(shè)墊層；②剛性基礎(chǔ)，不設(shè)墊層；③柔性基礎(chǔ)，設(shè)墊層；④柔性基礎(chǔ)，不設(shè)墊層。根據(jù)樁型數(shù)量：按樁體復(fù)合地基分為單一樁型復(fù)合地基和組合樁型復(fù)合地基（多樁型復(fù)合地基、多元復(fù)合地基、混合樁型復(fù)合地基、長短樁復(fù)合地基）。前者樁體為同一種材料，后者由兩種或兩種以上類型的樁組成，以充分發(fā)揮各樁型的優(yōu)勢，大幅度提高地基承載力，減少地基沉降量，顯示良好的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。長短樁復(fù)合地基混合樁型復(fù)合地基形成復(fù)合地基的常用方法1．置換。擠淤置換法、褥墊法、振沖置換法、強(qiáng)夯置換法、沙石樁置換法、超輕質(zhì)填土法。2．灌入固化物。包括深層攪拌法、高壓噴射注漿法、滲人性灌漿法、劈裂灌漿法、壓密檬漿法、電化學(xué)灌漿法。3．振密、擠密。包括表層原位壓密法、強(qiáng)夯法、振沖密實(shí)法、擠密砂石校法、土樁、灰土樁法、夯實(shí)水泥土樁法、孔內(nèi)夯擴(kuò)樁法。4．加筋。包括加筋土法、錨固法、樹根樁法、低強(qiáng)度樁復(fù)合地基法、鋼筋混凝土樁復(fù)合地基法。房屋建筑粉噴樁復(fù)合地基碎石樁復(fù)合地基堆場水泥土攪拌樁復(fù)合地基項(xiàng)目2.1開挖換填施工定義適用范圍2.1.1概述項(xiàng)目2.1開挖換填施工填料選擇2.1.1概述墊層厚度項(xiàng)目2.1開挖換填施工墊層材料要求2.1.1概述項(xiàng)目2.1開挖換填施工砂（石）墊層的主要作用提高地基的承載力一般來說，地基中的剪切破壞是從基礎(chǔ)邊緣開始的，并隨著應(yīng)力的增大逐漸向縱深發(fā)展。因此，若以強(qiáng)度較高的砂代替可能產(chǎn)生剪切破壞的軟弱土，就可避免地基的破壞。減少沉降量一般情況下，基礎(chǔ)下淺層地基的沉降量在總沉降量中所占的比例比較大。若以密實(shí)的砂代替淺層軟弱土，由于砂墊層對應(yīng)力的擴(kuò)散作用，作用在下臥土層上的壓力較小，這樣就會(huì)相應(yīng)減少下臥土層的沉降量。項(xiàng)目2.1開挖換填施工加速軟弱土層的排水固結(jié)砂墊層提供了基底下的排水面，不但可以使基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力迅速消散，避免地基土的塑性破壞，還可以加速砂墊層下軟弱土層的固結(jié)，使其強(qiáng)度提高。但其固結(jié)的效果僅在表層較顯著，在深層的影響不明顯。防止凍脹由于粗顆粒的墊層材料孔隙較大，不易產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象，因而可以防止寒冷地區(qū)地基土由于結(jié)冰所造成的凍脹；同時(shí)，由于粗顆粒的墊層材料孔隙大，寒冷地區(qū)路基內(nèi)外空氣連通溫度變化不大，路基內(nèi)部的凍土不會(huì)因溫度升高而融陷，可有效利用凍土抗剪強(qiáng)度高的特性。砂（石）墊層的主要作用項(xiàng)目2.1開挖換填施工消除膨脹土的脹縮作用上述作用中前三種為主要作用，且在各類工程中，墊層所起的主要作用也各不相同，如建筑物基礎(chǔ)下的砂墊層主要起換土的作用，而在路堤及土壩等工程中，常常以排水固結(jié)作用為主。消除或部分消除黃土的濕陷性由于黃土具有遇水沉陷的特性，因此挖除基礎(chǔ)底面以下的濕陷性黃土，換填強(qiáng)度高、無侵蝕性、透水性小的墊層，可消除或部分消除黃土的濕陷性。砂（石）墊層的主要作用碾壓與夯實(shí)是修路、筑堤、加固地基表層最常用的處理方法。通過處理可以使填土或地基表層疏松土孔隙體積減小，密實(shí)度提高，從而降低土的壓縮性，提高其抗剪強(qiáng)度和承載力，減小透水性，使經(jīng)過處理的表層軟弱土能承擔(dān)較大荷載。目前我國常用的有：機(jī)械碾壓、振動(dòng)壓實(shí)和重錘夯實(shí)。項(xiàng)目2.1開挖換填施工2.1.2換填墊層的施工與質(zhì)量檢驗(yàn)清基、整理做預(yù)拱壓實(shí)鋪砂墊層靜壓鋪土工格柵填土機(jī)械碾壓法是利用壓路機(jī)、羊足碾、平碾、振動(dòng)碾等碾壓機(jī)械將地基土壓實(shí)。對于大面積填土，應(yīng)分層碾壓并逐步提高填土標(biāo)高。黏性土的碾壓，一般用質(zhì)量為8～15t的平碾(或振壓機(jī))或12t的羊足碾，每層鋪土(虛鋪)厚度為200～300mm，碾壓8～12遍。碾壓的效果，除了與壓實(shí)機(jī)械的壓實(shí)能量有關(guān)外，還與土的含水量有關(guān)。因此必須選擇最佳含水量。壓實(shí)系數(shù)一般控制在0.94～0.97。項(xiàng)目2.1開挖換填施工機(jī)械碾壓法一般最佳含水量可取什么東東？項(xiàng)目2.1開挖換填施工全液壓輪胎式壓路機(jī)三輪壓路機(jī)（山推）羊足碾雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)重錘夯實(shí)法是利用起重機(jī)將重錘提到一定高度，然后使其自由落下，重復(fù)夯打，把地基表層夯實(shí)。這種方法可用于處理非飽和黏性土或雜填土，能提高其強(qiáng)度，減少其壓縮性和不均勻性，也可用于處理濕陷性黃土地基，消除其濕陷性。重錘夯實(shí)法項(xiàng)目2.1開挖換填施工重錘夯實(shí)的效果與錘重、錘底的直徑、落距、夯擊的遍數(shù)、夯實(shí)土的種類和含水量有密切關(guān)系。合理選定上述參數(shù)和控制土的含水量才能達(dá)到較好的夯實(shí)效果。

停夯標(biāo)準(zhǔn)：隨著夯擊遍數(shù)增加，每遍土的夯沉量逐漸減少，一般要求最后兩遍平均夯沉量對于黏性土及濕陷性黃土不大于1.0～2.0cm；對于砂性土不大于0.5～1.0cm。

項(xiàng)目2.1開挖換填施工重錘夯實(shí)法項(xiàng)目2.1開挖換填施工振動(dòng)壓實(shí)法是通過在地基表面施加振動(dòng)把淺層松散土振實(shí)的方法，可用于處理砂土和由爐灰、爐渣、碎磚等組成的雜填土地基。振動(dòng)壓實(shí)的效果與振動(dòng)力的大小、填土的成分和振動(dòng)時(shí)間有關(guān)。當(dāng)雜填土的顆?；蛩閴K較大時(shí)，應(yīng)采用振動(dòng)力較大的機(jī)械。一般來說，振動(dòng)時(shí)間越長，效果越好。但振動(dòng)超過一定時(shí)間后振實(shí)效果將趨于穩(wěn)定。因此，在施工前應(yīng)進(jìn)行試振，找出振實(shí)穩(wěn)定所需要的時(shí)間。振實(shí)范圍應(yīng)從基礎(chǔ)邊緣放出0.6m左右，先振基槽兩邊，后振中間。振動(dòng)壓實(shí)法項(xiàng)目2.1開挖換填施工當(dāng)?shù)鼗韺泳哂幸欢ê穸鹊挠矚樱涑休d力較好，能承受一般運(yùn)輸機(jī)械時(shí)，一般采用機(jī)械分堆攤鋪法，即先堆成若干砂堆，然后用機(jī)械或人工攤平。當(dāng)硬殼層承載力不足時(shí)，一般采用順序推進(jìn)攤鋪法。當(dāng)軟土地基表面很軟，首先要改善地基表面的持力條件，使其能承受施工人員和輕型運(yùn)輸工具。項(xiàng)目2.1開挖換填施工2.1.2換填墊層的施工與質(zhì)量檢驗(yàn)清基、整理做預(yù)拱壓實(shí)鋪砂墊層靜壓鋪土工格柵填土墊層施工必須保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度墊層的砂料必須具有良好的壓實(shí)性開挖基層鋪設(shè)墊層時(shí)，必須避免對軟弱土層的擾動(dòng)和破壞坑底土的結(jié)構(gòu)，可保留約200mm厚的土層暫不挖去，待鋪設(shè)填墊層前再挖至設(shè)計(jì)高程墊層地面宜設(shè)在同一高程上，如深度不同，應(yīng)挖成階梯或斜坡進(jìn)行搭接，并按先深后淺的順序進(jìn)行墊層施工，搭接處應(yīng)夯實(shí)壓密項(xiàng)目2.1開挖換填施工施工注意事項(xiàng)項(xiàng)目2.1開挖換填施工施工注意事項(xiàng)對砂石、礦渣墊層可用重型動(dòng)力觸探檢驗(yàn)。檢驗(yàn)均應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)，以設(shè)計(jì)壓實(shí)系數(shù)對所對應(yīng)的貫入度為標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)墊層的施工質(zhì)量。壓實(shí)系數(shù)也可采用環(huán)刀法、灌砂法、灌水法或其他方法檢驗(yàn)。墊層的施工質(zhì)量檢驗(yàn)必須分層進(jìn)行。各層的壓實(shí)系數(shù)符合設(shè)計(jì)要求后，才能鋪填上層。項(xiàng)目2.1開挖換填施工質(zhì)量檢驗(yàn)用環(huán)刀法取樣時(shí)，取樣點(diǎn)應(yīng)位于每層厚度的2／3深度處。檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量，對大基坑每50～100不應(yīng)少于1個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)；對基槽每10～20m不應(yīng)少于1個(gè)點(diǎn)；每個(gè)單獨(dú)柱基不應(yīng)少于1個(gè)點(diǎn)。采用貫入儀或動(dòng)力觸探檢驗(yàn)墊層的施工質(zhì)量時(shí)，每分層檢驗(yàn)點(diǎn)的間距應(yīng)小于4m。竣工驗(yàn)收采用載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)墊層承載力時(shí)，每個(gè)單體工程不宜少于3點(diǎn)；對于大型工程則應(yīng)按單體工程的數(shù)量或工程的面積確定檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)。項(xiàng)目2.1開挖換填施工質(zhì)量檢驗(yàn)一、概述1概念：水泥粉煤灰碎石樁，簡稱CFG(CementFly-ashGravel)樁。是由碎石和適量的石屑，粉煤灰和少量水泥，加水拌和后用成樁機(jī)具制成具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的柔性樁。過調(diào)整水泥摻量及配比，可使樁體強(qiáng)度等級在C5~C20之間變化。2適用土類項(xiàng)目2.2CFG樁施工3優(yōu)點(diǎn)：

CFG地基加固方法吸取了振沖碎石樁法和水泥攪拌樁法的優(yōu)點(diǎn),表現(xiàn)在五個(gè)方面。①施工工藝與普通振動(dòng)沉管灌注樁一樣,工藝簡單，與振沖碎石樁相比，無場地污染，振動(dòng)影響也較小;

②僅需少量水泥而樁體強(qiáng)度增強(qiáng)效果好，便于就地取材，基礎(chǔ)工程不會(huì)與上部結(jié)構(gòu)爭“三材”；③受力特性與水泥攪拌樁類似；④沉降量和差異沉降控制效果好。

CFG樁的材料強(qiáng)度等級與普通灌注樁相近，在豎向受力時(shí)，其單樁承載力、沉降量與同等條件下的灌注樁相差無幾，因此其絕對沉降量在復(fù)合地基中是最小的幾種形式之一。

此外，由于有褥墊層的變形協(xié)調(diào)作用，基礎(chǔ)的局部傾斜、相鄰柱基的沉降差也得以減小。因此其沉降量和差異沉降量控制效果好。⑤適應(yīng)范圍廣

以地基形式而言，CFG樁既可適用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)，也可用筏基和箱形基礎(chǔ)；

就土性而言，CFG樁可用于處理黏性土、粉土、砂土和填土；CFG既可用于擠密效果好土，也可用于擠密效果差的土。當(dāng)CFG樁用于擠密效果好的土?xí)r，承載力的提高既有擠密作用、又有置換作用；當(dāng)CFG樁用于不可擠密土?xí)r，承載力的提高只有置換作用。對淤泥質(zhì)土和天然地基承載力較低的土(fka≤50kPa)，應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定CFG樁的適用性。CFG樁圖二、加固機(jī)理1、樁體作用

CFG樁不同于碎石樁，是具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的混合料。在荷載作用下CFG樁的壓縮性明顯比其周圍軟土小，因此基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的附加應(yīng)力隨地基的變形逐漸集中到樁體上，出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，復(fù)合地基的CFG樁起到了樁體作用。據(jù)南京造紙廠復(fù)合地基載荷試驗(yàn)結(jié)果，在無褥墊層情況下，CFC樁單樁復(fù)合地基的樁體應(yīng)力比n=24.3～29.4；四樁復(fù)合地基樁土應(yīng)力比n=31.4～35.2；而碎石樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比n=2.2～2.4，

可見，CFG樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比明顯大于碎石樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比，表明其樁體作用非常顯著。當(dāng)CFG樁用于擠密效果好的土?xí)r，由于CFG樁采用振動(dòng)沉管法施工，其振動(dòng)和擠壓作用使樁間土得到擠密，重度、壓縮模量均↑↑，

復(fù)合地基承載力的提高既有擠密又有置換。

當(dāng)CFG樁用于不可擠密的土體時(shí)，其承載力的提高只是置換作用。2、擠密與置換作用3、褥墊層的調(diào)整勻化的作用由級配砂石、粗砂、碎石等散體材料組成的褥墊，在復(fù)合地基中有四種作用：1)保證樁、土共同承擔(dān)荷載。褥墊層的設(shè)置為CFG樁復(fù)合地基在受荷后提供了樁上、下刺入的條件，即使樁端落在好土層上，至少可以提供上刺入條件，以保證樁間土始終參與工作。2)減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中。在基礎(chǔ)底面處樁頂應(yīng)力σp與樁間土應(yīng)力σs之比隨褥墊層厚度的變化急劇減小(圖3)。當(dāng)褥墊層厚度大于10cm時(shí)，樁對基礎(chǔ)產(chǎn)生的應(yīng)力集中已顯著降低。當(dāng)褥墊層的厚度為30cm時(shí)，σp／σs只有1.23。圖3

σp

/σs與褥墊層厚度關(guān)系曲線3)褥墊厚度可以調(diào)整樁土荷載分擔(dān)比。荷載一定時(shí)，褥墊越厚，土承擔(dān)的荷載越多。荷載水平越高，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比越大。表1表示6樁復(fù)合地基測得的Pn/P總值隨荷載水平和褥墊厚度的變化。表1樁體承擔(dān)荷載占總荷載百分比

圖4表示基礎(chǔ)承受水平荷載時(shí)，不同褥墊厚度、樁頂水平位移Up和水平荷載Q的關(guān)系曲線，顯示褥墊厚度越大，樁頂水平位移越小，即樁頂受的水平荷載越小。圖4不同厚度墊層時(shí)Q-Up曲線1—墊層厚2cm；2—墊層厚10cm；3—墊層厚20cm；4—墊層厚30cm褥墊的合理厚度？4)褥墊層厚度可以調(diào)整樁、土水平荷載分擔(dān)比。確定褥墊的合理厚度的基本原則1）褥墊厚度過小。樁對基礎(chǔ)產(chǎn)生的應(yīng)力集中過于顯著。①樁對基礎(chǔ)有沖切作用，勢必需要加厚基礎(chǔ)；如果基礎(chǔ)承受水平荷載，可能造成復(fù)合地基樁發(fā)生斷裂；③樁間土承載能力也不能充分發(fā)揮，必然增加樁的數(shù)量或樁長。2）褥墊厚度過大(盡管樁間土承載能力可以充分發(fā)揮）。①如果厚度過大，不僅造成浪費(fèi)，且?guī)缀醯韧趽Q土回填；②褥墊層下復(fù)合地基表面的樁土應(yīng)力比n很小，意味著淺層地基土承擔(dān)了較高的荷載，而淺層地基土的強(qiáng)度往往又較低。盡管淺層土分擔(dān)的荷載會(huì)很快向樁轉(zhuǎn)移(樁頂部存在負(fù)摩阻力區(qū)？)，但淺層土壓縮變形造成的過大沉降量，實(shí)際上使復(fù)合地基中設(shè)置的樁失去意義。褥墊厚度的合理性在于既要保證樁在水平荷載作用下不會(huì)發(fā)生斷裂，又要合理發(fā)揮樁和樁間土的承載能力。三、施工流程目前CFG樁施工方法主要為振動(dòng)沉管灌注成樁法施工和長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓樁體材料灌注法施工兩種三、施工流程CFG樁振動(dòng)沉管灌注施工流程圖

目前CFG樁施工方法主要為振動(dòng)沉管灌注成樁法施工和長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓樁體材料灌注法施工兩種三、施工流程CFG樁長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工流程圖

目前CFG樁施工方法主要為振動(dòng)沉管灌注成樁法施工和長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓樁體材料灌注法施工兩種1、施工準(zhǔn)備

1）室內(nèi)配合比試驗(yàn)：CFG樁樁體混合料由水泥，卵石(或碎石）、砂、粉煤灰(必要時(shí)加適量泵送劑)，加水在攪拌機(jī)中強(qiáng)制攪拌而成。選擇合格的原材料，復(fù)檢合格后進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗(yàn)，選擇合適的配合比、強(qiáng)度等級，坍落度以160～200mm為宜；（振動(dòng)沉管灌注成樁施工坍落度宜為30～50mm）

2）施工前先進(jìn)行試驗(yàn)樁施工（不少于3根），以確定合適的施工工藝和參數(shù)（混合物配合比、坍落度、拌和時(shí)間、投料量、提鉆速率）。三、施工流程施工圖片室內(nèi)配合比試驗(yàn)試驗(yàn)樁施工2、原地面處理

1）施工前，用裝載機(jī)或挖掘機(jī)等設(shè)備清除地表腐植土及障礙物，平整施工場地，以保證鉆機(jī)作業(yè)時(shí)重心穩(wěn)定，鉆桿垂直并順利移位；場坪應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高50cm，對于清表后低于場坪標(biāo)高的地段應(yīng)換填土至場坪標(biāo)高，并用壓路機(jī)分層碾壓，做好場坪排水設(shè)施，確保場坪不積水。2）未使樁身不因外界擾動(dòng)產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象，建議采取對原土地基碾壓，原土地基碾壓存在難度的采取挖除換填土等措施，保證CFG樁處理范圍內(nèi)原土壓實(shí)度達(dá)到90%以上，原土地基處理完成后再進(jìn)行CFG樁施工。場地平整壓實(shí)度試驗(yàn)施工圖片3、樁位測量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定的施工區(qū)域及樁位平面布置圖形式進(jìn)行樁位放樣，測量隊(duì)用全站儀放出CFG樁加固區(qū)域邊線，中間樁位采用鋼尺拉線確定，插竹簽標(biāo)識。測量放樣孔位布置4、鉆機(jī)就位移動(dòng)鉆機(jī)就位后，應(yīng)使鉆桿垂直于樁位中心，現(xiàn)場控制采用觀察鉆架上標(biāo)桿緊貼鉆架，并與下部標(biāo)桿對齊。每根樁施工前，現(xiàn)場技術(shù)員應(yīng)對樁位中心及垂直度檢查，檢查合格后方可開鉆。鉆機(jī)就位垂直度檢測5、混合料拌制、運(yùn)輸

1）按照試驗(yàn)配合比進(jìn)行配料，混合料采用拌合站集中拌制，上料順序?yàn)椋合妊b碎石、再加水泥、粉煤灰和外加劑，最后加砂，使水泥、粉煤灰和外加劑夾在砂、石之間，不易飛揚(yáng)和粘附在筒壁上，也易于攪拌均勻，拌合時(shí)間不少于1分鐘，混合料坍落度在160～200mm范圍內(nèi)，2）混合料運(yùn)輸采用砼罐車運(yùn)輸。施工圖片混合料拌合混合料運(yùn)輸6、鉆進(jìn)成孔鉆孔開始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動(dòng)鉆桿鉆頭接觸地面時(shí)啟動(dòng)馬達(dá)鉆進(jìn)，先慢后快，同時(shí)檢查鉆孔的偏差并及時(shí)糾正，在鉆孔過程中，發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺，防止樁孔偏移、位移或鉆頭損壞，鉆至設(shè)計(jì)深度后報(bào)監(jiān)理工程師確認(rèn)后方可終孔，記錄好開鉆時(shí)間，鉆進(jìn)速度，不同地質(zhì)條件下電流值，成樁瞬間電流。施工圖片鉆進(jìn)成孔閥門關(guān)閉地質(zhì)復(fù)核巖土試樣標(biāo)簽現(xiàn)場取土樣鉆泥在鉆孔過程中必須隨時(shí)清除，應(yīng)當(dāng)注意：①除50小型挖掘機(jī)外，任何機(jī)械設(shè)備不得進(jìn)入CFG樁鉆孔灌注場地②挖土?xí)r不得擾動(dòng)設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以下的樁間原土③不得挖動(dòng)已經(jīng)灌注的CFG樁，使樁頭破壞。CFG樁埋在地面以下，無需專門養(yǎng)護(hù)，樁灌注完成后強(qiáng)度達(dá)到80%方可進(jìn)行下一步工序，養(yǎng)護(hù)期間必須保護(hù)鉆孔灌注現(xiàn)場，任何機(jī)械不得進(jìn)入鉆孔灌注區(qū)。問題與探討

——及時(shí)清運(yùn)鉆泥與成樁質(zhì)量的關(guān)系CFG樁長螺旋鉆孔屬于排土成樁工藝。在施工過程中，隨著長螺旋鉆桿的鉆進(jìn)，排出的土體在孔口堆積，單樁排出的土量隨著樁長的增加而增加。灌注成樁后這部分堆積棄土中還有一定的混合料與上部浮漿。在孔口超灌混合料及浮漿尚處于初凝前濕漿狀態(tài)對其進(jìn)行挖除，稱為“濕挖”。濕挖的漿體隨棄土一起清運(yùn)。這部分被圍裹在孔口松散的鉆孔排土中的混合料若不濕挖去除，凝結(jié)后將會(huì)在樁頂形成性狀不規(guī)則的擴(kuò)大頭。

問題與探討

——及時(shí)清運(yùn)鉆泥與成樁質(zhì)量的關(guān)系施工中及時(shí)清運(yùn)鉆孔棄土對施工帶來如下好處：

①保持施工場地的平整，便于鉆機(jī)的移機(jī)和定位。

②避免形成樁頂蘑菇頭，從而降低保護(hù)土層清運(yùn)工作的難度和鑿樁頭的工作量。

③避免和減輕鉆孔排出的泥漿滲水使場地及其周圍樁間土層含水量的增高。④避免給鉆機(jī)的穩(wěn)定和周邊場地的施工帶來不利影響。問題與探討

——及時(shí)清運(yùn)鉆泥與成樁質(zhì)量的關(guān)系鉆孔時(shí)排出的棄土成樁后孔口堆積的棄土、混合料及浮漿清除鉆泥問題與探討

——及時(shí)清運(yùn)鉆泥與成樁質(zhì)量的關(guān)系孔口混合料的濕挖與棄土清運(yùn)保護(hù)土層清運(yùn)后出露的樁頭清除鉆泥問題與探討

——及時(shí)清運(yùn)鉆泥與成樁質(zhì)量的關(guān)系清理和未清理?xiàng)壨潦┕ず笮纬傻牟煌瑯额^未清理?xiàng)壨潦┕ず笮纬傻哪⒐筋^清除鉆泥問題與探討

——及時(shí)清運(yùn)鉆泥與成樁質(zhì)量的關(guān)系7、灌注及拔管

1）灌注前試驗(yàn)人員對拌合料進(jìn)行檢查，如坍落度檢測，制作150mm×150mm×150mm規(guī)格28d抗壓強(qiáng)度試塊。2）成孔至設(shè)計(jì)樁底（加固深度必須打穿軟弱層至其下持力層不小于0.5m或白云巖基巖面上），當(dāng)鉆頭鉆至硬層時(shí)，鉆桿搖晃較大，同時(shí)鉆機(jī)設(shè)備的電流值達(dá)到150A左右，這種情況下持續(xù)鉆進(jìn)50cm以上并達(dá)到設(shè)計(jì)底標(biāo)高，可以認(rèn)為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，取土樣確認(rèn)地質(zhì)條件。3）泵送混合料，當(dāng)鉆芯充滿混合料后開始拔管，不可先拔管后灌料，施工過程中應(yīng)經(jīng)常檢查泵送壓力、彎頭和鉆桿狀態(tài)，防止導(dǎo)管堵塞。

4）混合料的泵送量與拔管速度相匹配，拔管速度控制在2～3m/min,成樁過程必須連續(xù)進(jìn)行，施工過程中如因其它原因不能連續(xù)灌注，須避開飽和砂土、粉土層停機(jī)。5）泵送過程中，導(dǎo)管應(yīng)始終埋入混合料內(nèi)1m左右，以防斷樁，每根樁的灌入量不應(yīng)少于設(shè)計(jì)量。6）施工樁頂高程應(yīng)大于設(shè)計(jì)樁頂高程50cm，確保樁長和樁體質(zhì)量?；旌狭媳脡喝牍苁┕D片混凝土灌注樁頂面混凝土坍落度檢測8、移機(jī)

一根樁施工完成后，鉆機(jī)移位，進(jìn)入下一根樁施工。CFG樁施工應(yīng)合理安排打樁順序，避免后序樁施工對已施工樁的損壞。CFG樁施工順序跳打連打易導(dǎo)致斷樁與縮頸振動(dòng)開裂或振斷施打順序與土性和樁距有關(guān)，在飽和軟土中成樁，樁機(jī)的振動(dòng)力較小，當(dāng)采用連打作業(yè)時(shí)，新打樁將擠壓已打樁，使已打樁被擠扁成橢圓形或不規(guī)則形，嚴(yán)重的產(chǎn)生縮頸和斷樁，而且后打樁沉樁困難，因此宜采用隔樁跳打。在飽和的松散粉土中施工則不宜采用隔樁跳打方案，因?yàn)樗缮⒎弁琳衩苄Ч?，先打樁施工完后，土體密度會(huì)有明顯增加，而且打的樁越多，土的密度越大，樁就越難打。在補(bǔ)打新樁時(shí)，一是加大了沉管難度，二是非常容易造成已打樁斷樁。當(dāng)滿堂布樁時(shí)，宜從中心向外推進(jìn)施工，或從一邊向另一邊推進(jìn)施工。

9、樁間土清除

CFG樁施工完成在混合料初凝后，進(jìn)行打樁棄土清運(yùn)，清運(yùn)棄土不可對其下樁身造成傷害，不可擾動(dòng)樁間土，清運(yùn)完畢后，使用小型挖掘機(jī)開挖其下50cm保護(hù)土層，施工時(shí)嚴(yán)格控制標(biāo)高，不得超挖。打樁棄土清運(yùn)CFG樁施工完畢，待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度（一般3～7d）后，可進(jìn)行開槽，清土和截樁時(shí)，不得造成樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下的樁體斷裂和擾動(dòng)樁間土。10、截樁施工樁間土開挖時(shí)，挖掘機(jī)易碰撞樁頭造成淺層斷樁，施工中采取樁頭兩次截樁方案，避免人為造成樁頭破壞。軟截樁（濕截樁）硬截樁截樁頭和開挖樁間土—工程案例濕截樁：在CFG樁灌注完成后砼凝固之前，采用小挖掘機(jī)將樁頭砼和鉆泥一起清理出去，留30～50cm不截硬截樁：當(dāng)CFG樁強(qiáng)度達(dá)到80%后，使用小挖掘機(jī)（斗寬0.6m）開挖樁間土，使用改裝后的切割機(jī)進(jìn)行切割，減少對樁體的破壞，切割完成后，斷面平整。截樁頭和開挖樁間土—工程案例截樁施工截樁后場地六、質(zhì)量控制及檢驗(yàn)1、質(zhì)量控制（1）水泥、粉煤灰、粗骨料應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和施工要求。（2）CFG樁混合料強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。（3）CFG樁的數(shù)量、布置形式及間距符合設(shè)計(jì)要求。（4）CFG樁施工中，每臺班均須制作檢查試件，成樁28d后進(jìn)行樁身完整性、單樁承載力或復(fù)合地基承載力試驗(yàn)。（5）每根樁的投料量不得少于設(shè)計(jì)灌注量。（6）CFG樁頂端浮漿應(yīng)清除干凈，直至露出新鮮混凝土面，清除浮漿后的有效長度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。（7）樁長、樁頂標(biāo)高及直徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。（8）褥墊層厚度和密實(shí)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

CFG樁施工注意事項(xiàng)（1）選擇合理的打樁順序，長螺旋鉆機(jī)施工可逐行逐點(diǎn)施打，振動(dòng)沉管灌注成樁施工時(shí)宜采用逐行間隔跳打（2）設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高離地表的距離不大于1.5m時(shí)，保護(hù)樁長可取50～70cm，上部再用土封頂；設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高離地表的距離較大時(shí)，保護(hù)樁長可取70～100cm，上部再用粒狀材料封頂直到地表。（3）施工樁頂標(biāo)高宜高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高不少于0.5m，在開挖基坑時(shí)，應(yīng)將樁頂端施工質(zhì)量較差的樁段用人工挖除，基槽開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，多余的樁頭需要剔除。CFG樁施工注意事項(xiàng)剔除樁頭時(shí)宜采取如下措施：①找出樁頂標(biāo)高位置；②用鋼釬等工具沿樁周向樁心逐次剔除多余的樁頭直到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，并把樁頂找平；③不可用重錘或重物橫向擊打樁體；④樁頭剔至設(shè)計(jì)標(biāo)高處，樁頂表面不可出現(xiàn)斜平面。如果在基槽開挖和剔除樁頭時(shí)造成樁體斷至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下，必須采取補(bǔ)救措施。假如斷裂面距樁頂標(biāo)高不深，可用與樁體材料、配合比相同的混合料接樁至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，且樁深入混合料不小于10cm。注意在接樁頭過程中保護(hù)好樁間土。CFG樁施工注意事項(xiàng)(4)長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁施工鉆至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿時(shí)間，混合料泵送量與拔管速度相配合；(5)沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)勻速，拔管速度宜控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速度應(yīng)適當(dāng)放慢。（6）在飽和軟土中成樁，當(dāng)采用連打作業(yè)時(shí)，新打樁會(huì)對已打樁造成擠壓，從而造成已打樁縮頸和斷樁。在上部有較硬的土層或中間夾有硬土層中成樁，樁機(jī)的振動(dòng)力較大，對已打樁的影響主要為振動(dòng)破壞。采用隔樁跳打工藝，若已打樁結(jié)硬強(qiáng)度不太高，在中間補(bǔ)打新樁時(shí)，已打樁會(huì)被震裂。因此宜根據(jù)土層情況選擇合適施工工藝、設(shè)備及成樁順序。2、質(zhì)量檢驗(yàn)1）所用的水泥和粗細(xì)骨料品種、規(guī)格及質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；

檢驗(yàn)數(shù)量：同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格、批號的水泥，袋裝水泥每200t為一批，散裝水泥每500t為一批，袋裝水泥不足200t或散裝水泥不足500t時(shí)也按一批計(jì)。同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格且連續(xù)進(jìn)場的粗、細(xì)骨料，分別每400m3為一批，當(dāng)不足400m3時(shí)也按一批計(jì)。同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格且連續(xù)進(jìn)場的粉煤灰每200t為一批，不足200t時(shí)也按一批計(jì)，各種原材料每批抽樣檢驗(yàn)1組。

檢驗(yàn)方法：檢查產(chǎn)品質(zhì)量證明文件。在水泥庫抽樣檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間，在料場抽樣檢驗(yàn)粗細(xì)骨料含泥量、篩分試驗(yàn)顆粒級配。2）CFG樁混合料坍落度應(yīng)按工藝性試驗(yàn)確定并經(jīng)監(jiān)理工程是師批準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行控制；檢驗(yàn)數(shù)量：每臺班抽樣檢驗(yàn)3次。檢驗(yàn)方法：現(xiàn)場坍落度試驗(yàn)。3）樁身質(zhì)量、完整性檢測方法、數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)見《高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（鐵建設(shè)[2010]240號）4.14.11：①檢測數(shù)量：檢測總樁數(shù)的10%。②檢測方法：低應(yīng)變檢測。4）單樁承載力及復(fù)合地基承載力檢測方法、數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)見《高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（鐵建設(shè)[2010]240號）4.14.12：①檢測數(shù)量：總樁數(shù)的2‰，且每檢測批不少于3根。②檢測方法：平板載荷試驗(yàn)。③設(shè)計(jì)要求：抽取不少于總樁數(shù)的0.5‰的樁進(jìn)行單樁承載力檢測，抽取不少于總樁數(shù)的1.5‰的樁進(jìn)行單樁復(fù)合地基平版載荷板試驗(yàn)。承載力符合設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)場鉆芯取樣檢測鉆芯芯樣低應(yīng)變檢測承載力試驗(yàn)CFG樁施工的允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量及檢驗(yàn)方法序號檢驗(yàn)項(xiàng)目允許偏差施工單位檢驗(yàn)數(shù)量檢驗(yàn)方法1樁位(縱橫向)50mm按成樁總數(shù)的10%抽樣檢驗(yàn)，且每檢驗(yàn)批不少于5根經(jīng)緯儀或鋼尺丈量2樁體垂直度1%經(jīng)緯儀或吊線測鉆桿傾斜度3樁體有效直徑不小于設(shè)計(jì)值開挖50-100cm深后，鋼尺丈量5）CFG樁的樁位、垂直度、有效直徑的允許偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定。6）CFG樁原材料每盤稱量的允許偏差，檢驗(yàn)數(shù)量及檢驗(yàn)方法符合下表規(guī)定。序號材料名稱允許偏差檢驗(yàn)數(shù)量檢驗(yàn)方法1水泥、粉煤灰等干燥狀態(tài)下的摻合料±2%施工單位每工班各抽樣檢驗(yàn)數(shù)量不少于1次復(fù)稱2粗、細(xì)骨料±3%3水、外加劑±2%1、堵泵原因分析以及處理方法：a.配合比設(shè)計(jì)不合理：配合比確定時(shí)，要考慮保證泵送順利的坍落度，要保證混合料和易性。b.混合料拌合不均勻：混合料拌合時(shí)間不符合要求，造成混合料和易性較差，同時(shí)根據(jù)骨料的含水率及時(shí)調(diào)整施工配合比。c.設(shè)備原因：彎頭過多或是軟管過長，容易導(dǎo)致堵泵，軟管的摩擦系數(shù)最大，應(yīng)盡量減少軟管長度，施工完畢后，鉆機(jī)鉆桿、泵管、軟管及時(shí)沖洗干凈，擺放整齊，以免影響后期施工。d.溫度原因：夏季施工時(shí)，白天施工氣溫較高，混合料坍落度損失快。在現(xiàn)場施工時(shí)，加強(qiáng)現(xiàn)場組織，加快施工，施工時(shí)可在泵管上可覆蓋濕麻袋。七、施工常見問題2、竄孔原因分析以及處理方法地質(zhì)為飽和砂土、細(xì)砂層或存在巖溶中會(huì)遇到竄孔現(xiàn)象，可采取隔樁、隔排跳打的方法施工。3、斷樁原因分析以及處理方法斷樁分為淺部斷樁和深處斷樁，淺部斷樁一般在樁頂以下0.8m～1.5m處，主要是在清理樁間土或是截樁時(shí)未注意對樁身保護(hù)造成的，在施工時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場管理、合理選擇機(jī)械設(shè)備等方法來避免斷樁出現(xiàn)。深處斷樁為鉆桿提升速度過快，孔壁發(fā)生坍塌，泵料不及時(shí)，造成夾層，因此，在鉆桿提升時(shí)，拔管速率按試樁確定的參數(shù)進(jìn)行控制。

石灰樁施工一、概述

1、石灰樁的概念

石灰樁是在軟弱地基中成孔后填入適當(dāng)粒度的生石灰并逐段夯實(shí)成為樁狀的柱體。相應(yīng)地叫石灰樁處理加固方法。為提高樁身強(qiáng)度，還可摻入適量的粉煤灰等外加劑。2、適用范圍江、河、濱沖積層、濱湖區(qū)近代湖積層及沖積層等軟弱土層分布區(qū)。包括雜填土、素填土、黏土、淤泥土、淤泥質(zhì)土、粉土等，還適于砂土和透水性大的砂質(zhì)土、粉土等，加固深度從幾米到十幾米。不適用于地下水位下的砂類土。3、施工方法分類(按用料及施工工藝)1)石灰樁法(或稱塊灰灌入法):

用鋼套管成孔后，灌入新鮮生石灰塊或再摻入適量水硬性摻合料(粉煤灰和火山灰)

，一般經(jīng)驗(yàn)配合比7：3或8：2。在拔管的同時(shí)進(jìn)行振密成樁。2)石灰柱法(亦稱粉灰攪拌法):

主要通過特制的攪拌機(jī)將石灰粉加固原料與原位軟土攪拌均勻，促使軟土硬結(jié)，形成力學(xué)性能較強(qiáng)的石灰(土)柱—（實(shí)際上是粉體攪拌法的一種）。3)石灰漿壓力噴注法:采用壓力將石灰漿或石灰－粉煤灰混合漿噴注于地基土的孔隙內(nèi)或預(yù)先鉆孔之內(nèi)，使?jié){體在地基中擴(kuò)散和凝固硬化而達(dá)到加固的目的——（該種處理方法實(shí)質(zhì)是壓力注漿法的一種）。

石灰樁加固地基的機(jī)理包括

成孔擠密作用;樁料吸水膨脹擠密作用;樁周土脫水固結(jié)作用;樁身置換作用;膠凝強(qiáng)化作用等方面。二、加固機(jī)理

可以從樁間土、樁身及復(fù)合地基三方面加以歸納分析。

1)成孔擠密作用（物理加固效應(yīng)）1、樁間土擠密、固結(jié)作用樁孔是通過對鋼管的振動(dòng)或打入完成的。

當(dāng)鋼管被打入土中時(shí)，由鋼管所置換的土體擠入四周土體內(nèi)，使得樁周土得到擠密，擠密效果除了與石灰樁的置換率有關(guān)外，還與原地基土的滲透性能及地下水狀況(水位)有關(guān)。當(dāng)然，如果采用排土成孔方法時(shí)，則不存在擠密效應(yīng)。2)樁料吸水膨脹擠密作用（物理加固效應(yīng)）例如，廣東某硫鐵礦專用線有一座4.5m蓋板涵基礎(chǔ)采用石灰噴粉深層攪拌處理軟基，鉆頭直徑50cm，成樁后粉砂層中直徑增為520mm，軟土層中直徑增大為60-70cm，樁體體積增大，對周圍土起了良好的擠密作用。成孔后，灌入樁孔中的石灰樁吸水包括兩個(gè)部分：一部分是CaO的水化反應(yīng)吸水；另一部分是石灰樁本身的水化產(chǎn)物Ca(OH)2的孔隙吸水。1kg的CaO完全潮解的理論吸水量是0.32kg，且生成的Ca(OH)2不含水，它會(huì)繼續(xù)從四周土中吸取水分，儲存在樁體孔隙中。吸水后樁體發(fā)生的膨脹使樁間土產(chǎn)生強(qiáng)大的擠壓力而使其獲得密實(shí)效果。(生石灰在熟化之后的體積可達(dá)到原體積的1.5～3.5倍)。3)脫水?dāng)D密固結(jié)作用（物理加固效應(yīng)）①石灰樁吸水后，樁間土的含水量必然降低。

樁身吸水必然對應(yīng)樁周土的脫水

土顆?？繑n擠密、固結(jié)。②另一方面，生石灰吸水反映后產(chǎn)生的熱效應(yīng)造成水體蒸發(fā)，進(jìn)一步促進(jìn)了樁固土體中水的脫出。

樁周土含水量

、孔隙比

，

土體密實(shí)度提高，強(qiáng)度

。

石灰樁的含水量和滲透性均大于樁間土，如果樁體內(nèi)再摻和一部分煤渣、礦渣、鋼渣等粗顆粒時(shí)，排水固結(jié)的作用更加顯著。體現(xiàn)在兩個(gè)方面。1)對下臥層的減載作用（物理加固效應(yīng)）2、樁體減載與硬化加固作用石灰的重度為8kN／m3，顯著小于土的密度。即使樁體飽和后其重度約為14kN／m3，仍然小于土的天然密度。當(dāng)采用排土成樁時(shí)，加固層的自重減輕，作用在樁底平面的自重應(yīng)力顯著減少，可減少樁底下臥層頂面的附加壓力。當(dāng)采用不排土成孔時(shí)，對于雜填土、砂類土等，由于成孔擠密了樁間土，加固層的重量變化不大。2)膠凝加固效應(yīng)（化學(xué)加固效應(yīng)）樁體吸水后，其溶液中隨鈣離子(Ca2+)的增多變?yōu)閴A性環(huán)境，

一部分鈣離子(Ca2+)又與樁周土中的SiO2及Al2O3發(fā)生反映，生成結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的硅酸鈣水化物(CaO·SiO2·nH2O)、鋁酸鈣水化物(CaO·Al2O3·nH2O)以及鈣鋁黃長石水化物(2CaO·Al2O3·SiO2·6H2O)，這些水化物又牢牢地將其周圍土顆粒膠結(jié)、固化在一起，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

土顆粒間聯(lián)系的更加牢固、強(qiáng)度大大增加強(qiáng)，并與時(shí)間成正相關(guān)。3)離子交換作用（化學(xué)加固效應(yīng)）生石灰吸水后，一定條件下電離出的Ca2+與粘土表面陰離子交換并吸附在土顆粒表面上

增大了鈣質(zhì)結(jié)核團(tuán)粒，使土中顆粒相對含量下降

土力學(xué)性能改善。當(dāng)樁體內(nèi)摻入粉煤灰、火山灰等摻合物之后，在整個(gè)樁體內(nèi)的這種離子交換作用、膠凝作用、膠凝作用也同時(shí)會(huì)發(fā)生，使樁體的后期強(qiáng)度比單純的石灰樁更高。4)碳酸鈣化作用（化學(xué)加固效應(yīng)）石灰與土體中二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)

生成不溶的碳酸鈣，在樁身外產(chǎn)生一個(gè)相對堅(jiān)硬的外殼。石灰樁作為豎向增強(qiáng)體和天然地基土體組成復(fù)合地基。3、復(fù)合地基作用試驗(yàn)和實(shí)踐表明，當(dāng)樁體吸水量過大，會(huì)在樁體內(nèi)部形成“軟心”，此時(shí)樁體就難以起到承重作用。然而，當(dāng)樁體夯填施工過程中，只要滿足一定的初始填充密實(shí)度，并保證一定的封頂壓力，樁體就完全可以避免“軟心”現(xiàn)象的發(fā)生，而起到承重樁的作用，即置換作用。剛度較大的石灰樁體承受較大的應(yīng)力，正常置換率下，石灰樁分擔(dān)了30％以上的荷載，此時(shí)，與發(fā)生了擠壓密實(shí)效用的樁間土共同作用，支承載荷，發(fā)揮著復(fù)合地基的作用。三、設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)1、樁料要求及配比石灰樁的主要固化劑為生石灰(CaO含量＞70%,粒徑≤70mm,含粉量≤15%)。摻合料宜優(yōu)先選用粉煤灰、火山灰、爐渣等工業(yè)廢料。生石灰與摻合料的配合比宜根據(jù)工程地質(zhì)情況確定，生石灰與摻合料的體積比可選用1：1或1：2。對于淤泥、淤泥質(zhì)土等軟土可適當(dāng)增加生石灰用量，樁頂附近生石灰用量不宜過大。當(dāng)摻石膏和水泥時(shí)，摻加量為生石灰用量的3%～10%。2、成孔直徑3、布樁及樁距4、布置范圍300～400mm，具體取決于成孔管的管徑；可按等邊三角形或距形布樁，樁間中心距取成孔直徑的2-3倍；石灰樁可僅布置在基礎(chǔ)底面下.當(dāng)基底土承載力特征值小于70kPa時(shí)，宜在基礎(chǔ)以外布置1～2排圍護(hù)樁；5、樁長6、樁頂上部處理7、樁端持力層選擇

洛陽鏟成孔時(shí)，樁長≤6m；機(jī)具成孔管成孔時(shí)，樁長≤8m；螺旋鉆成孔時(shí)，樁長可適當(dāng)加長。當(dāng)?shù)鼗枧潘ǖ罆r(shí)，在樁頂上部設(shè)200-300mm厚的砂石層。選在承載力較高的土層中。對深厚的軟弱地基，采用“懸浮樁(端部未觸及持力層)”時(shí)，減少上部結(jié)構(gòu)重心與基礎(chǔ)形心間的偏心距。8、復(fù)合地基承載力確定

1)

石灰樁復(fù)合地基承載力特征值不宜超過160Kpa，當(dāng)土層較好并采取保證樁身強(qiáng)度措施之后，經(jīng)試驗(yàn)后，可適當(dāng)提高。2)

承載力特征值應(yīng)通過單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。初步設(shè)計(jì)時(shí)，可按公式:

fSpk=m

fpk+(1-m)fsk

加以估算。其中，?pk：樁身抗壓強(qiáng)度比例界限值，由單樁豎向載荷試驗(yàn)確定，一般取350～500kPa，土質(zhì)軟時(shí)取低值；?Sk：樁間土承載力特征值，取天然地基承載力特征值的1.05～1.2倍；m：樁土面積置換率，樁面積按1.1～1.2倍成孔直徑計(jì)算，土質(zhì)軟者取高值。9、地基變形計(jì)算

α—系數(shù)，取1.1～1.3，擠密效應(yīng)好或置換率(m)大時(shí)取高值；n—樁土應(yīng)力此，取3~4，長樁取大值；ES—天然土壓縮模量(Mpa)

按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5007有關(guān)規(guī)定計(jì)算處理后的地基變形。變形經(jīng)驗(yàn)系數(shù)按該區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗(yàn)確定[沉降量S=S1(樁長范圍壓縮量)+S2(樁下土層的壓縮量)]有關(guān)復(fù)合土層的壓縮模量ESP，通過樁身及樁間土壓縮試驗(yàn)確定。初步設(shè)計(jì)時(shí)，可按下試估算：1）特點(diǎn)四、施工工藝：1．管外投料法石灰樁體中一般均含有大量的摻和料，摻料不可避免有一定含水量，當(dāng)摻料與生石灰拌和后，內(nèi)中的水分會(huì)迅速發(fā)生反應(yīng)，生石灰體積膨脹，極容易發(fā)生堵管現(xiàn)象。管外投料法避免了堵管，可以利用現(xiàn)有的混凝土灌注樁設(shè)備施工。但在軟土中成孔時(shí)容易發(fā)生塌孔或縮孔現(xiàn)象，且孔深不宜超過6m。樁徑和樁長的保證率也相對較低。2)施工方法3)工藝流程采用打入、振入、壓入的灌注樁設(shè)備均可施工。樁管采用200～325mm無縫鋼管。為防止拔管時(shí)孔內(nèi)負(fù)壓進(jìn)入造成塌孔，采用活動(dòng)式樁尖，拔管時(shí)樁尖靠自重落下，空氣由樁管進(jìn)入孔內(nèi)，避免負(fù)壓。樁尖角度一般為45°、60°、90°。土質(zhì)較硬時(shí)用小值。

樁機(jī)定位

沉管

提管

填料

壓實(shí)

再提管

再填料

再壓實(shí)，這樣反復(fù)幾次，最后填土封口壓實(shí)，一根樁即告完成。4)施工控制2)打樁順序。應(yīng)盡量采用封閉式，即從外圈向內(nèi)圈施工。樁機(jī)宜采用前進(jìn)式，即剛打完的樁處于樁機(jī)下方，以機(jī)身重量增加覆蓋壓力，減少地面隆起量。為避免生石灰膨脹引起鄰近孔塌孔，宜間隔成孔成樁。1)灌料量控制?？刂乒嗔狭康哪康氖潜ＷC樁徑、樁長和樁體密實(shí)度。影響灌料量因素很多(樁周土強(qiáng)度、壓實(shí)次數(shù)、設(shè)計(jì)樁徑、樁管直徑等)。確定灌料量時(shí)，先根據(jù)設(shè)計(jì)樁徑計(jì)算每米樁料體積，然后乘以1.4的系數(shù)作為每米灌料量。石灰樁施工順序圖3)技術(shù)措施。①生石灰與摻料的拌和不宜過早，隨灌隨拌，以免生石灰遇水膨脹影響質(zhì)量。②

孔口土封頂宜用含水量適中的土，封口高度不宜小于0.5m，孔口封土標(biāo)高應(yīng)高于地面，防止早期地表水浸泡樁頂。③

遇有地下障礙物時(shí)，技術(shù)人員在現(xiàn)場可根據(jù)基礎(chǔ)尺寸、荷載等因素適當(dāng)變動(dòng)樁位。正常情況下，樁位偏差不宜大于10cm，傾斜度不大于1.5％，樁徑誤差不大于±3cm，樁長誤差不大于±15cm。④大塊生石灰必須破碎，粒徑不大于10cm。生石灰在現(xiàn)場露天堆放時(shí)間視空氣濕度及堆放條件確定，一般不長于2～3天。樁頂應(yīng)高出基底標(biāo)高10cm左右。管內(nèi)投料法適用于地下水位較高的軟土地區(qū)。管內(nèi)投料施工工藝與振動(dòng)沉管砂石樁的工藝類似。2．管內(nèi)投料法工藝流程：樁機(jī)定位

沉管

灌料

拔管

成樁

反壓

封口壓實(shí)。3．挖孔投料法1）優(yōu)點(diǎn)。利用特制的洛陽鏟人工挖孔、投料夯實(shí)，是廣泛應(yīng)用的一種施工方法。由于洛陽鏟在切土、取土過程中對周圍土體的擾動(dòng)很小，在軟土甚至淤泥中可保持孔壁穩(wěn)定。該施工方法避免了振動(dòng)和噪聲、能在狹窄場地和室內(nèi)作業(yè)，造價(jià)低、工期短、質(zhì)量可靠。因此，適用的范圍較大。2）限制。挖孔投料法主要受深度的限制，一般情況下樁長不宜超過6m。在地下水位下的砂類土及塑性指數(shù)小于8的粉土中則難以成孔。3）工藝流程。定位

鋼釬或鐵鍬開口(深度50cm左右)

人工洛陽鏟成孔

孔內(nèi)抽水

孔口拌和樁料

下料

夯擊

再下料

再夯實(shí)

封口填土夯實(shí)。五、施工注意事項(xiàng)1、注意施工順序單排布樁時(shí)，先打兩端，后打中間，并間隔1～2孔跳打進(jìn)行。對軟粘土地基，除間隔跳打外，還應(yīng)間歇28天后再按設(shè)計(jì)間距補(bǔ)樁。

這些措施也有利于提高樁間土對樁身的約束力。一般宜先加固四周，后加固中間、先打外排樁，后打內(nèi)排樁；2、注意選擇成孔方法有沉管法、沖擊法、螺旋鉆進(jìn)法；爆擴(kuò)法、挖孔法多種。

1)

沉管法:最常用。將由特制的尖頭鋼管打入設(shè)計(jì)深度成孔;

2)

沖擊法:錐形鉆頭提升到一定高度自由落體沖擊成孔;

3)

螺鉆進(jìn)法:類似螺絲釘鉆進(jìn)，使土不斷向兩側(cè)擠壓并成孔;

4)人工洛陽鏟掏土成孔。

5)爆擴(kuò)法：用鉆機(jī)或洛陽鏟等打成小孔，然后裝藥，爆擴(kuò)成孔；藥眼爆擴(kuò)法成孔施工流程圖(a)打小藥眼孔;(b)裝填炸藥;(c)引爆成孔。1-藥眼；2-鋼釬；3-炸藥；4-封土層；5-導(dǎo)火線；6-所成樁孔；7-削土層。

藥管爆擴(kuò)法成孔施工流程圖(a)產(chǎn)挖土孔;(b)裝填炸藥;(c)引爆成孔。1-土孔；2-填砂；3-炸藥管；4-封土；5-導(dǎo)火線；6-所成樁孔；7-削土層。

3、成樁1)逐段填料夯實(shí)成樁(人工填料，逐段夯實(shí)。每段填料需厚度≤400mm，施工時(shí)要做好場地排水措施，防止積水);

2)樁位偏差不大于樁徑的一半(0.5d);

3)做好施工記錄，監(jiān)督成樁質(zhì)量;

4)封頂(墊層封頂、夯實(shí))4施工前進(jìn)行成樁試驗(yàn)和材料配比試驗(yàn)成樁試驗(yàn)和材料配比試驗(yàn)既可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性和成樁工藝的適宜性，還可以具體確定合理的成樁參數(shù)。

如樁身材料配合比，填料數(shù)量、氣壓和夯擊參數(shù)等，了解施工時(shí)可能發(fā)生的問題和決定相應(yīng)的解決措施。5應(yīng)注意石灰樁施工過程中的“(放炮)”現(xiàn)象

“沖孔”是指由于孔內(nèi)進(jìn)水使生石灰與水迅速反應(yīng)，其溫度高達(dá)200~300°C，樁體內(nèi)空氣遇熱膨脹之后，不僅樁身孔隙大，不易夯實(shí)，而且孔隙內(nèi)空氣在高溫下的迅速膨脹，迅速增大的膨脹力還會(huì)將上部夯實(shí)的樁料推出孔口，形成沖孔現(xiàn)象。故應(yīng)采取減少攙和料含水量，排干孔內(nèi)積水或降水，加強(qiáng)夯實(shí)等措施，確保安全。6嚴(yán)格做好封頂7注意施工安全為了減小樁體向上脹發(fā)引起的能量損失，防止地表水流入樁身和防止石灰樁因水化過分激烈而引起樁孔噴料，以保證樁身強(qiáng)度。成樁后需利用素土、灰土或素混凝土等立即進(jìn)行樁身封頂，并夯壓密實(shí)，長度一般為50~100cm。石灰樁施工時(shí)應(yīng)采取防止沖孔傷人的有效措施，確保施工人員的安全。六、質(zhì)量檢驗(yàn)1石灰樁施工檢測宜在施工7～10d后進(jìn)行；竣工驗(yàn)收檢測宜在施工28d后進(jìn)行;2施工檢測可采用靜力觸探、動(dòng)力觸探或標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。檢測部位為樁中心及樁間土，每兩點(diǎn)為一組。檢測組數(shù)不少于總樁數(shù)的1%;3石灰樁地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn);4載荷試驗(yàn)數(shù)量宜為地基處理面積每200m2左右布置一個(gè)點(diǎn)，且每一單體工程不應(yīng)少于3點(diǎn).高壓旋噴樁施工技術(shù)主要內(nèi)容一、適用范圍六、設(shè)計(jì)承載力二、基本原則七、漿量計(jì)算三、加固機(jī)理八、質(zhì)量檢驗(yàn)四、成樁機(jī)理九、工藝流程五、工藝設(shè)計(jì)要求十、操作要點(diǎn)

概念：高壓旋噴樁，是以高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體。優(yōu)點(diǎn)：施工占地少、振動(dòng)小、噪音較低，缺點(diǎn)：容易污染環(huán)境，成本較高，對于特殊的不能使噴出漿液凝固的土質(zhì)不宜采用。一、適用范圍二、基本原則(1)注漿形式分旋噴注漿、擺噴注漿和定噴注漿等3種?？刹捎脝喂芊?、二管法、三管法和多重管法，加固體形狀可分為圓柱狀、扇形塊狀、壁狀和板狀。

(2)適用性定噴適用于粒徑≯20mm的松散地層；擺噴適用于粒徑≯60mm的松散地層；大角度擺噴適用于粒徑≯100mm的松散地層；旋噴適用于卵礫石地層及基巖殘坡積層。

(3)因地制宜，綜合考慮各種因素，合理制定方案。(4)制定方案時(shí)，應(yīng)掌握場地及周邊建筑的歷史和現(xiàn)狀等資料。

(5)方案確定后，進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)、試驗(yàn)性施工確定施工參數(shù)及工藝。

(6)試驗(yàn)場地選擇有代表性地段。三、加固機(jī)理

利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水、（空氣）成為20～40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動(dòng)、破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)圓柱狀固結(jié)體（即旋噴樁），以達(dá)到加固地基或止水防滲的目的。

可采用單管法、二管法和三管法。

1、單管法：單層噴射管，僅噴射水泥漿。 高壓泥漿泵漿桶水箱攪拌機(jī)水泥倉旋噴固結(jié)體注漿管鉆機(jī)噴頭圖1單管旋噴注漿示意圖 2、二重管法：又稱漿液氣體噴射法，是用二重注漿管同時(shí)將高壓水泥漿和空氣兩種介質(zhì)噴射流橫向噴射出，沖擊破壞土體。在高壓漿液和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下，破壞土體的能量顯著增大，最后在土中形成較大的固結(jié)體。漿桶水箱攪拌機(jī)水泥倉旋噴固結(jié)體注漿管鉆機(jī)噴頭圖2二重管旋噴注漿示意圖空壓機(jī)高壓泥漿泵 3、三重管法：是一種漿液、水、氣噴射法，使用分別輸送水、氣、漿液三種介質(zhì)的三重注漿管，在以高壓泵等高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生高壓水流的周圍環(huán)繞一股圓筒狀氣流，進(jìn)行高壓水流噴射流和氣流同軸噴射沖切土體，形成較大的空隙，再由泥漿泵將水泥漿以較低壓力注入到被切割、破碎的地基中，噴嘴作旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，使水泥漿與土混合，在土中凝固，形成較大的固結(jié)體，其加固體直徑可達(dá)2m。 漿桶水箱攪拌機(jī)水泥倉旋噴固結(jié)體注漿管鉆機(jī)噴頭圖3三重管旋噴注漿示意圖空壓機(jī)高壓泥漿泵高壓清水泵噴射注漿法的加固半徑和許多因素有關(guān)，其中包括：噴射壓力P；提升速度S；被加固土的抗剪強(qiáng)度τ；噴咀直徑d和漿液稠度B。加固范圍與噴射壓力P、噴咀直徑d成正比，與提升速度S、土的抗剪強(qiáng)度τ和漿液稠度B成反比。加固體強(qiáng)度與單位加固體中的水泥摻入量和土質(zhì)有關(guān)。四、成樁機(jī)理（1）高壓噴射流切割破壞土體作用。噴射流動(dòng)壓以脈沖形式?jīng)_擊破壞土體，使土體出現(xiàn)空穴，土體裂隙擴(kuò)張。（2）混合攪拌作用。鉆桿在旋轉(zhuǎn)提升過程中，在射流后部形成空隙，在噴射壓力下，迫使土粒向著與噴咀移動(dòng)方向相反的方向（即阻力小的方向）移動(dòng)位置，與漿液攪拌混合形成新的結(jié)構(gòu)。（3）升揚(yáng)置換作用（三重管法）。高速水射流切割土體的同時(shí)，由于通入壓縮氣體而把一部分切下的土粒排出地上，土粒排出后所留空隙由水泥漿液補(bǔ)充。（4）充填、滲透固結(jié)作用。高壓水泥漿迅速充填沖開的溝槽和土粒的空隙，析水固結(jié)，還可滲入砂層一定厚度而形成固結(jié)體。（5）壓密作用。高壓噴射流在切割破碎土層過程中，在破碎部位邊緣還有剩余壓力，并對土層可產(chǎn)生一定壓密作用，使旋噴樁體邊緣部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分。旋噴樁固結(jié)體情況圖4所示。滲透部分?jǐn)嚢杌旌喜糠钟不瘎┲黧w部分圖4旋噴樁體固結(jié)情況圖壓縮部分五、工藝設(shè)計(jì)要求1.加固體直徑的確定 旋噴樁直徑與現(xiàn)場土質(zhì)、土體強(qiáng)度和噴射壓力、流量、提升速度和漿液稠度等諸多因素有關(guān)，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)可參考表1選用。表1旋噴樁直徑參考值（m）注：表中N為標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)測錘擊數(shù)噴注種類土的類別單管法二重管法三重管法粘性土0＜N＜51.2±0.21.6±0.32.5±0.310＜N＜200.8±0.21.2±0.31.8±0.320＜N＜300.6±0.20.8±0.31.2±0.3砂土0＜N＜101.0±0.21.4±0.32.0±0.310＜N＜200.8±0.21.2±0.31.5±0.320＜N＜300.6±0.21.0±0.31.2±0.3砂礫20＜N＜300.6±0.21.0±0.31.2±0.32.布置形式 樁的平面布置形式需根據(jù)加固的目的給予考慮，分離布置的單樁可用于基礎(chǔ)的承重，排樁、板墻可用作防水帷幕，整體加固則常用于防止基坑底部的涌土或提高土體的穩(wěn)定性，水平封閉樁可用于形成地基中的水平隔水層。圖5為一般樁的平面布置形式。六、設(shè)計(jì)承載力 （1）按樁身強(qiáng)度計(jì)算容許承載力。［P］=a［σ］A式中［P］——樁的容許承載力（kN）； a——樁體材料的強(qiáng)度折減系數(shù)，a=0.4～0.5； ［σ］——樁體材料7cm×7cm×7cm試件的室內(nèi)平均抗壓強(qiáng)度（kPa）； A——樁的橫斷面積。 （2）按土體強(qiáng)度計(jì)算樁身容許承載力。［P］=ｕΣfili+A［R］式中［P］——樁的容許承載力（kN）； ｕ——樁身截面周長，按樁的直徑計(jì)算（m）； fi——各土層的容許摩阻力（kPa）； li——各土層的厚度（m）； A——樁底支承面積，按樁的直徑計(jì)算（m）； ［R］——樁尖處的地基容許承載力（kPa）。（3）復(fù)合地基承載力。

式中——復(fù)合地基的容許承載力（kPa）； ［P］——單樁承載力（kPa）； ［R］——樁間土天然地基承載力（kPa）； Ae——一根樁分擔(dān)的荷載面積；Ap——一根樁的斷面積； A——天然地基承載力折減系數(shù)，當(dāng)不考慮樁間土作用時(shí)為0。。七、漿量計(jì)算漿量計(jì)算有兩種方法，即體積法和噴量法，取大者作為設(shè)計(jì)噴射漿量。 體積法： 噴量法：根據(jù)計(jì)算所需的噴漿量和設(shè)計(jì)的水灰比，即可確定水泥的使用數(shù)量。式中Q——需要的噴漿量（m3）； De——旋噴固結(jié)體直徑（m）； D0——注漿管直徑（m）； K1——填充率，0.75～0.9； h1——旋噴長度（m）； K2——未旋噴范圍土的填充率，0.5～0.75； h2——未旋噴長度（m）； β——損失系數(shù)，0.1～0.2； ν——提升速度（m/min）； H——噴射長度（m）； q——單位噴漿量（m3/m）。八、質(zhì)量檢驗(yàn)九、工藝流程泥漿排放處理鉆機(jī)就位調(diào)整鉆架角度鉆孔插管試噴高壓噴射注漿作業(yè)噴射結(jié)束拔管樁機(jī)移位機(jī)具清理準(zhǔn)備工作制漿一級過濾二級過濾高壓泵對漿液加壓啟動(dòng)高壓清水泵、空壓機(jī)供水、風(fēng)圖6施工工藝流程圖十、操作要點(diǎn)1.施工準(zhǔn)備（1）補(bǔ)勘與調(diào)查。補(bǔ)充地質(zhì)勘探，了解地基土的性質(zhì)、埋藏條件。（2）材料準(zhǔn)備。材料、成品、半成品、構(gòu)配件進(jìn)場驗(yàn)收和復(fù)試要求灌漿材料，主要是水泥和水，必要時(shí)加入少量外加劑。水泥一般為425號普通硅酸鹽水泥。水的pH值在5～10之間。（3）取原狀土送試驗(yàn)室。根據(jù)補(bǔ)充勘探資料，在選擇的試驗(yàn)工點(diǎn)加固范圍內(nèi)的各代表性地層用薄壁取土器采取必需數(shù)量的原狀土送試驗(yàn)室，對取得的土樣在進(jìn)行試驗(yàn)之前應(yīng)妥善保存，使土樣的物理和化學(xué)性能盡可能保持不變。（4）室內(nèi)配合比試驗(yàn)。確定施工噴漿量、水灰比。一般水灰比可取1.0～1.5。為改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高強(qiáng)度，可適當(dāng)摻入木質(zhì)素磺硫鈣、石膏、三乙醇胺、氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉、陶土、堿等外摻劑。若試驗(yàn)之前土樣的含水量發(fā)生了變化，應(yīng)調(diào)整為天然含水量。 （5）試樁試驗(yàn)。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)確定的施工噴漿量、水灰比制備水泥漿液在試驗(yàn)工點(diǎn)打設(shè)數(shù)根試樁，并根據(jù)試樁結(jié)果，調(diào)整加固料的噴漿量，確定攪拌樁攪拌機(jī)提升速度、攪拌軸回轉(zhuǎn)速度、噴入壓力、停漿面等施工工藝參數(shù)。 （6）現(xiàn)場清理。清除地表0.3m厚的種植土，雜物，并將原地面整平，填出路拱，施作臨時(shí)排、截水設(shè)施，并在施工范圍以外開挖廢泥漿池以及施工孔位至泥漿池間的排漿溝。（7）施工放樣。按設(shè)計(jì)要求完成施工放樣，用木樁定出樁位，用白石灰作出明顯標(biāo)識。 2.主要施工機(jī)具、設(shè)備 1)地質(zhì)成孔設(shè)備:地質(zhì)鉆機(jī)、潛孔鉆機(jī)、沖擊回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、水井磨盤鉆機(jī)、振沖設(shè)備等。2)攪拌制漿設(shè)備:攪灌機(jī)、攪拌機(jī)、灰漿攪拌機(jī)、泥漿攪拌機(jī)、高速制漿設(shè)備等。3)供氣、供水、供漿設(shè)備:空壓機(jī)、高壓水泵、高壓漿泵、中壓漿泵、灌漿泵等。4)噴射注漿設(shè)備:高壓噴射注漿機(jī)、旋擺定噴提升裝置、噴射管噴頭噴咀裝置等。5)控制測量檢測設(shè)備:測量儀、測量尺、水平尺、測斜儀、密度儀、壓力表、流量計(jì)等。2.操作工藝(1)測量放線按施工圖和坐標(biāo)網(wǎng)點(diǎn)測量放出施工軸線。(2)確定孔位:在施工軸線上確定孔位，編上樁號、孔號、序號，依據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測量各孔口地面高程。(3)鉆機(jī)造孔:可采用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、沖擊套管鉆進(jìn)和沖擊回轉(zhuǎn)跟管鉆進(jìn)等方法。1)主鉆桿對準(zhǔn)孔位，鉆機(jī)要墊平穩(wěn)牢固。2)鉆孔口徑應(yīng)大于噴射管外徑20～50mm。3)造孔每鉆進(jìn)5m測量機(jī)身水平和立軸垂直1次，4)泥漿容重一般為1.1～1.25g/cm3。5)鉆進(jìn)過程中隨時(shí)注意地層變化，6)孔終孔深度應(yīng)大于開噴深度0.5～1.0m，7)詳細(xì)填寫鉆孔記錄 (4)測量孔深:終孔時(shí)測量鉆具長度，孔深＞20m時(shí)，孔內(nèi)測斜。(5)下噴射管:驗(yàn)收鉆孔、下噴射管前檢查：1)測量噴射管長度2)調(diào)整噴射壓力：即設(shè)計(jì)噴射壓力＋管路壓力。3)試噴，調(diào)準(zhǔn)噴射方向和擺動(dòng)角度4)確定防止噴嘴堵塞措施(6)攪拌制漿:確保均勻、連續(xù)地拌制漿液。1)攪拌時(shí)間，使用高速攪拌機(jī)≮60s；使用普通攪拌機(jī)≮180s。2)存放時(shí)間，＜2.5h。3)過篩后使用，并定時(shí)檢測其密度。4)制漿材料誤差應(yīng)不大于5%。5)漿液溫度應(yīng)保持在5～40℃。6)需要加適量外加劑及摻合料構(gòu)時(shí)，通過試驗(yàn)確定。(7)供水供氣:高壓水和壓縮氣的流量、壓力滿足設(shè)計(jì)要求。(8)噴射注漿:自下而上連續(xù)作業(yè)。噴頭可分單嘴、雙嘴和多嘴。1)噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，即可噴射注漿。2)開噴一切正常后，開始提升。3)壓力突降或驟增，須查明原因，及時(shí)處理。4)拆卸噴射管時(shí)，需下落搭接復(fù)噴，搭接長度≮0.2m。5)因故中斷后，進(jìn)行復(fù)噴，搭接長度≮0.5m。6)中斷超過初凝時(shí)間，進(jìn)行掃孔，復(fù)噴搭接長度≮1m7)孔內(nèi)漏漿，停止提升，直至不漏漿為止。8)嚴(yán)重漏漿，停止噴射，提出噴射管，采取堵漏措施(9)冒漿:孔口冒漿量的大小，能反映被噴射切割地層的注漿效果。冒漿盡可能利用。1)單、兩管法，冒漿不回收利用。2)單、兩管法，冒漿量小于注漿量的20%時(shí)為正?，F(xiàn)象，超過20%或完全不冒漿時(shí)，采取以下措施:a.當(dāng)?shù)貙又杏休^大空隙引起不冒漿時(shí)，可在漿液中摻合適量的速凝劑，縮短固結(jié)時(shí)間，使?jié){液在一定的土層范圍內(nèi)凝固，也可在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后再繼續(xù)噴射。b.當(dāng)冒漿量過大時(shí)，可通過提高噴射壓力，或加快噴射的提升速度，減少冒漿量。3)三管法，不冒漿或孔內(nèi)嚴(yán)重漏漿，采取以下措施:a.孔口少量返漿時(shí)，降低提升速度，孔口不返漿時(shí)，立即停止提升。b.加大漿液濃度或水泥砂漿，摻入少量速凝劑。c.降低噴射壓力、流量，進(jìn)行原位注漿。4)三管法，根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，可回收利用冒漿。a.在含黏粒較少的地層中進(jìn)行高壓噴射注漿，冒漿經(jīng)沉淀處理后利用。b.在黏性土或軟塑至流塑狀淤泥質(zhì)土層中注漿，冒漿不宜回收利用。(10)旋擺提升:單嘴噴頭：擺360°為旋噴；小于360°為弧噴；小于等于180°為拱噴；小于等于90°為擺噴；擺角為0°時(shí)為單向定噴。同軸雙嘴噴頭：擺180°為旋噴；小于180°為雙向拱噴；小于等于90°為雙向擺噴；擺角為0°時(shí)為雙向定噴。非同軸雙嘴噴頭有90°夾角、120°夾角、150°夾角，可用于擺噴和定噴。多嘴噴頭目前國內(nèi)使用的不多。旋擺為機(jī)械旋擺和特殊環(huán)境下人工旋擺。1)旋噴切割土體一周，旋擺和提升速度慢，噴射半徑長，形成樁徑大。2)擺噴切割土體，擺動(dòng)和提升速度慢，噴射半徑長，形成凝固體積大。3)定噴切割土體，提升速度慢，噴射半徑長，形成凝固體板長。4)提升速度應(yīng)與注漿量匹配，供漿量應(yīng)滿足提速，提速應(yīng)滿足噴射半徑長度。5)機(jī)械旋擺形成凝固體積規(guī)則，人工旋擺形成凝固體積不規(guī)則。6)旋擺定噴射過程中要固定噴方向樁，以便隨時(shí)檢查和防止噴方向位移。7)噴射過程中接卸換管時(shí)要檢查噴方向，防止噴射方向位移。8)按設(shè)計(jì)要求旋擺定噴射提升，自下而上至設(shè)計(jì)標(biāo)高，停止噴射，提出噴射管。9)旋噴適用于細(xì)顆粒和粗顆粒松散地層，定噴注漿適用于細(xì)顆粒松散地層。a.定噴:適用于黏性土、粉土、砂土細(xì)顆粒松散地層。b.擺噴:適用于黏性土、粉土、砂土、礫石中顆粒松散地層。c.旋噴:適用于黏性土、粉土、砂土、礫石、卵石粗顆粒松散地層。(11)成樁成墻:注漿凝固體可形成設(shè)計(jì)所需要的形狀，如旋噴形成圓柱狀、盤形狀，擺噴形成扇形狀、亞鈴狀、梯形狀、錐形狀和墻壁狀，定噴形成板狀。(12)充填回灌:1)將輸漿管插入孔內(nèi)漿面以下2m，輸入漿液充填灌漿。2)充填灌漿需多次反復(fù)進(jìn)行，回灌標(biāo)準(zhǔn):直到飽滿，孔口漿面不再下沉為止。3)有較高強(qiáng)度要求時(shí)，嚴(yán)禁使用冒漿和回漿充填回灌。4)只有抗?jié)B要求時(shí)，可以使用冒漿和回漿充填回灌。5)記錄回灌時(shí)間、次數(shù)、灌漿量、水泥用量和回灌質(zhì)量。（13）清洗向漿液罐中注入適量清水，開啟高壓泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈。并將粘附在噴漿管頭上的土清洗干凈。（14）移位移動(dòng)樁機(jī)進(jìn)行下一根樁的施工。（15）補(bǔ)漿噴射注漿作業(yè)完成后，由于漿液的析水作用，一般均有不同程度的收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴，要及時(shí)用水灰比為1.0的水泥漿補(bǔ)灌。3、主要施工技術(shù)參數(shù) （1）單重管法。漿液壓力20～40MPa，漿液比重1.30～1.49，旋噴速度20rmin，提升速度0.2～0.25m/min，噴嘴直徑2～3mm，漿液流量80～100L/min（視樁徑流量可加大）。 （2）二重管。法漿液壓力20～40MPa，壓縮空氣壓力0.7～0.8MPa。 （3）三重管。法漿液壓力0.2～0.8MPa，漿液比重1.60～1.80，壓縮空氣壓力0.