工程施工技術與智能化管理 課件 第三章 地基處理與樁基礎

地基處理與樁基礎第三章學習要點主要內容：主要介紹了新型的地基處理及樁基技術的原理、技術特點、適用范圍、施工工藝及其施工要點。學習重點：掌握樁基技術原理及施工工藝學習要求:

了解各種新型地基處理技術及樁基技術的適用范圍和技術指標。理解其基本概念。并掌握技術原理及施工工藝。2.1真空預壓法加固軟土地基技術爆破擠淤法地基處理技術目錄/Contents2.22.3強夯法處理大塊石高填方地基技術2.4夯實水泥土樁復合地基技術長螺旋水下灌注樁技術2.52.6智能數字化檢測Part01真空預壓法加固軟土地基技術3.1真空預壓法加固軟土地基技術3.1.1概述

真空預壓法是在被加固軟土地表鋪設砂墊層作為加固層，間隔埋設垂直排水管道點陣，其上鋪設不透氣密封膜，利用吸水管道和真空泵抽真空，從而形成膜下負壓，并將負壓遞到設在飽和軟黏土層中的排水通道內。通過施加的大氣負壓，促使排水通道及邊界孔隙水壓力降低與土中的孔隙水壓力形成壓差和水力梯度，發(fā)生由土中向邊界的滲流，從而使土體壓實，軟土有效應力增加，達到土體排水固結、強度增強的效果。該方法屬排水固結法。真空預壓法適用于加固淤泥、淤泥質土和其他能夠排水固結而且能形成負超靜水壓力邊界條件的軟黏土，特別適于進行大面積的地基處理工程。3.1.2基本原理真空預壓法基本原理

真空預壓法是近年來發(fā)展起來的一種新的軟基處理方法，它主要包括加壓和排水兩個子系統(tǒng)。加壓系統(tǒng)是由砂礫墊層、不透氣薄膜、真空泵以及外加堆載組成；排水系統(tǒng)則包括水平向和豎向排水系統(tǒng)，豎向排水系統(tǒng)一般由塑料排水板（或砂井、袋裝砂井）組成，水平排水系統(tǒng)一般由砂墊層以及埋入其中的PVC排水管組成。地下水在上述荷載作用下產生徑向滲流，匯集到砂礫墊層中（或排水管內）并由真空排水系統(tǒng)排出，使土體有效應力增加，同時達到土體固結的目的。

3.1.2基本原理

如圖3.1所示。由于塑料密封膜使被加固土體得到密封并與大氣壓隔離，當采用抽真空設備抽真空時，砂墊層和垂直排水通道內的孔隙水壓力迅速降低。土體內的孔隙水壓力隨著排水通道內孔隙壓力的降低(形成壓力梯度)而逐漸降低。根據太沙基有效應力原理，當總應力不變時，孔隙水壓力的降低值全部轉化為有效應力的增加值。

真空預壓作用下土體的固結過程，是在總應力基本保持不變的情況下，孔隙水壓力降低，有效應力增長的過程。因抽真空設備理論上最大只能降低一個大氣壓(絕對壓力零點)，所以真空預壓工程上的等效預壓荷載理論極限值為100kPa，現在的工藝水平一般能達到80-95kPa。真空聯(lián)合堆載預壓法，是當預壓荷載要求大于80kPa而真空預壓工藝技術水平無法達到時，在真空預壓的同時給膜上堆載，以補足大于80kPa的部分荷載，是真空預壓法和堆載預壓法在地基加固中的聯(lián)合使用。其結果：地基土體由于抽真空而發(fā)生向內收縮變形，因而，堆載荷重可以迅速施加，而不會引起土體向外擠壓破壞；由于真空荷載代替一部分荷重，降低了堆載的高度，減少了堆載的工作量。3.1.3施工技術3.1.3.1施工設備真空預壓設備由真空泵和配套設備組成。(1)抽真空裝置。

真空泵一般用射流真空泵，由射流箱和離心泵組成。(2)濾水管、密封膜與出膜裝置。

1)濾水管。真空濾水管采用鋼管或塑料管材，應能承受足夠的徑向壓力而不變形。2)密封膜。密封膜常用聚氯乙烯薄膜，密封膜熱合時宜用兩條熱合縫的平搭接，搭接長度應大于15mm，一般鋪設3層。3)出膜裝置。真空預壓的出膜裝置主要是為了連接真空泵、真空表、埋設地基中的各類監(jiān)測儀器設備。(3)黏土帷幕墻施工機械。

黏土帷幕墻施工機械是根據深層攪拌樁機改裝而成，目前常用的攪拌機械有單管和雙管兩種，根據行進方式，有步履式、履帶式和滾筒式三種。在真空預壓黏土帷幕墻施工中，建議采用雙管攪拌機械。3.1.3施工技術3.1.3.2施工工序真空預壓法施工工序為:場地平整加固→鋪設砂墊層→打設塑料排水板→鋪設過濾管網→預壓設備安裝→抽真空→停機卸載。3.1.3.3施工流程真空預壓法施工主要工藝流程如下：（1）加固場地要求（2）砂墊層施工（3）塑料排水板施工（4）鋪設過濾管網（5）預壓安裝3.1.3施工技術3.1.3.4施工注意事項在密封溝覆水前，應先進行試抽真空，仔細檢查每臺射流泵的運轉情況及密封膜的密封情況。試抽真空時間宜為7～10d，膜下真空壓力應達到0.06～0.08MPa，如果低于此值，應及時查找原因進行處理，在此期間應開始真空壓力和沉降量等參數的觀測。試抽真空達到要求后，可進行覆水轉入正常抽真空階段，這一階段是真空預壓的主要階段，膜下真空壓力應穩(wěn)定在0.08MPa以上，一般持續(xù)2～5月抽真空時間。3.1.4技術特點

（1）真空預壓法是利用大氣來加固軟土地基的，因此和堆載預壓法相比，不需要大量的預壓材料及實物，可避免材料運轉而造成的運輸調度問題，降低施工干擾。（2）由于真空預壓法加固軟土地基的過程中，作用于土體的總應力并沒有增加，降低的僅是土中孔隙水壓力，而孔隙水壓力是中性應力，是一個球應力，所以不會產生剪切變形，發(fā)生的只是收縮變形，不會產生側向擠出情況，僅有側向收縮，因此真空預壓荷載無須分級施加，可以一次快速施加到80kPa以上而不會引起地基失穩(wěn)，與堆載預壓法相比明顯地具有加載快的優(yōu)點。同時，因為其加荷是靠抽氣來實現的，所以卸荷時也只要停止抽氣就可以了，這比堆載預壓法要簡單容易得多。3.1.4技術特點

（3）真空預壓法在加固土體的過程中，在真空吸力的作用下易使土中的封閉氣泡排除，從而使土的滲透性提高、固結過程加快。（4）真空預壓法在加固軟土地基時，地基周圍的土體是向著加固區(qū)內移動的，而堆載預壓法則相反，土體是向著加固區(qū)外移動的，所以二者發(fā)生同樣的垂直變形時，真空排水預壓加固的土體的密實度要高；另外，由于真空預壓是通過垂直排水通道向土體傳遞真空度的，而真空度在整個加固區(qū)范圍內是均勻分布，因此加固后的土體，其垂直度變形在全區(qū)比堆載預壓加固的要均勻，而且平均沉降量要大。3.1.4技術特點（5）真空預壓法的強度增長是在等向固結過程中實現的，抗剪強度提高的同時不會伴隨剪應力的增大，從而不會產生剪切蠕動現象，也就不會導致抗剪強度的衰減，經真空預壓法加固的地基其抗剪強度增長率，同樣情況下比堆載預壓法的要大。（6）真空預壓法施工機具和設備簡單，便于操作，施工方便，作業(yè)效率高，無噪聲、無振動、無污染，特別適合在不影響業(yè)主生產及周邊環(huán)境污染要求高的地區(qū)施工。表3.1真空預壓法和堆載預壓法施工對比序號對比項目真空預壓堆載預壓1土中應力總應力不變，隨著相對超靜孔隙水壓力的消敢而使有效應力增加總應力增加，隨著超靜孔隙水壓力的消散而使有效應力增加2剪切破壞抽真空的過程中，剪應力不增加，不會引起土體剪切破壞加載過程中，剪應力增加可能引起土體剪切破壞3加載速率不必控制加載速率需要控制加載速率4側向變形預壓區(qū)土體產生指向預壓區(qū)中心的側向變形加載時預壓區(qū)土體產生向外的側向變形5強度增長土體固結，有效應力提高，土體強度增長，無剪切蠕變影響土體固結，有效應力提高，土體強度增長，受剪切蠕變影響6固結速度與土的滲透系數、豎向排水體以及邊界排水條件有關與土的滲透系數、豎向排水體以及邊界排水條件有關7處理深收與抽真空作用強度、豎向排水體、土的孔隙分布情況以及相關邊界條件有關主要與堆載面積和荷載大小有關8地下水位降低地下水位，地下水位的降低將使相關土層產生排水固結地下水位不變Part02爆破擠淤法地基處理技術3.2.1概述

爆破擠淤處理軟土地基實質上是地基處理的置換法，即通過爆炸作用將填料沉入淤泥并將淤泥擠出，達到改良地基承載性能和形成堤壩型體的一種方法。3.2.2基本原理爆破擠淤法地基處理技術主要可分為爆破擠淤填石法和爆夯擠淤法。1.爆破擠淤填石法基本原理爆破擠淤填石法，是排除淤泥質軟土、填入塊石的一種置換方法，即在拋石體前沿淤泥中適當位置埋置藥包，堆石體在爆炸沖擊波、爆炸高壓氣團及其重力作用下向淤泥內塌落，形成一定范圍和厚度的落在下臥硬土層上的"石舌"，繼而在爆炸后的堤頭再拋填石料，形成新的堆石體。新的拋填體將"石舌"上部及其前方一定范圍的浮泥擠開并達到沉底效果。一般情況下，在淤泥層較高、水淺的地方采用爆破排淤填石法更為有效。3.2.2基本原理

2.爆夯擠淤法基本原理

爆夯擠淤法是通過爆炸使塊石或礫石地基基礎振動密實的方法，即把炸藥以點陣式放置在已堆好的堆石體上，堆石體在爆炸荷載作用下，一方面石塊之間引起錯位使空隙減少，得到密實；另一方面整個堆石體向淤泥中運動，將淤泥從堆石體外泥面擠出，并成型為設計要求的壩體形狀。爆破擠淤法與機械開挖至設計標高后拋石相比，節(jié)約投資，縮短工期，經濟效益顯著。該技術主要適用于淤泥等軟基上的拋石體基礎處理。3.2.3施工技術

3.2.3.1施工工藝（1）爆破施工工序

拋石→爆前測量→藥包制作與連接→定位放樣→藥包布置與接線→人員疏散與警戒→起爆→爆后測量→分析、比較和總結。（2）爆破施工流程爆破施工的主要設備為水上布藥船或陸上裝藥機。爆破擠淤施工的主要流程：定位→拋石→爆前測量→藥包制作→布藥包與接線→人員疏散與警戒→起爆→爆后測量→分析、比較和總結。3.2.3施工技術

3.2.3.2爆破安全控制在完成爆破作業(yè)、達到工程目的的同時，必須控制各種爆破危害，主要爆破危害有爆破震動、個別飛散物、沖擊波等。（1）爆破震動。爆破震動對周圍建筑物的影響，特別是對臨近居民的影響，為盡量減小爆破對居民的影響，爆破時應盡量減少導爆索裸露，盡量不在休息時間起爆。（2）飛散物。爆炸處理軟基筑堤施工時，個別飛散物的距離，跟淤泥厚度、覆蓋水深及裝藥量等有關。注意設定安全距離，保證安全。（3）沖擊波。氣沖擊波和水下沖擊波允許安全距離可根據《水運工程爆破技術規(guī)范》執(zhí)行。3.2.3施工技術

3.2.3.3質量檢查爆炸擠淤填石法是一個多循環(huán)過程，因此，對前一循環(huán)的工程質量應進行施工期的檢測。可以檢測以下內容：

①過磅統(tǒng)計日拋石料量，用體積平衡法計算爆炸進尺，并測算拋石體底部深度，不夠數量的必須補拋；

②用探地雷達檢測拋填體全斷面尺寸及密實度；

③設置沉降、位移長期觀測點。3.2.3施工技術

根據《爆破法處理水下地基和基礎技術規(guī)程》，竣工后可采用體積平衡法、鉆孔探摸法及物探法對防波堤堤心石落底高程和斷面尺寸進行檢測。(1)體積平衡法。根據實測方量及斷面測量資料推算置換范圍及深度。一般在施工期采用，適用于具備拋填計算條件，拋填石料流失量較小的工程。(2)鉆孔探測法。在拋石堤橫斷面上布置鉆孔，斷面間距宜取100～50m，不少于3個斷面；每斷面布置鉆孔1～3個，全斷面布置3個鉆孔的斷面數不少于總斷面的一半。鉆孔應揭示拋填體厚度、混合層厚度，并深入下臥層不少于2m.適用于一般性工程。(3)物探法。應與鉆孔探測法配合使用，適用于一般性工程。3.2.4爆破擠淤法技術特點

(1)施工工期短、后期沉降小。(2)不需要機械挖泥清淤，簡化了施工程序，降低了成本。(3)在整個施工過程中，能確保海堤拋填體的穩(wěn)定與安全，彌補了在深厚淤泥條件下自重拋石擠淤法和超高填拋石擠淤法的不足。(4)爆炸擠淤法的施工速度主要取決于拋填速度和埋藥時間，比之加載速度由堤身穩(wěn)定控制的排水固結法，拋填作業(yè)完成的時間明顯縮短，減少了施工周期，加快了工程進度。(5)采用爆破擠淤法施工時，堤面沉降量小，沉降穩(wěn)定快，可縮短后續(xù)施工的作業(yè)間歇時間，有利于加快整個工程進度。Part03強夯法處理大塊石高填方地基技術3.3.1概述

強夯法，即強力夯實法的簡稱。是將很重的夯錘（一般為50～400kN，目前國外最重的為2000kN）起吊到很高的高處（一般為6～30m）自由落下，對土進行強力夯實，以提高地基承載力的一種地基處理方法。

強夯法處理大塊石高填方地基技術是在強夯法基礎上研究而成的一項新型的強夯法處理地基技術。3.3.1概述

強夯法處理大塊石高填方地基技術與傳統(tǒng)的碾壓法相比的優(yōu)點：

(1)填料粒徑及分層填筑厚度均大于碾壓填料粒徑和厚度的要求，填料粒徑大、可節(jié)省石方爆破費用，填筑厚度大、可縮短工程工期，特別是南方多雨氣候，其優(yōu)點更為明顯。(2)地基加固效果顯著，由于強夯的沖擊力和振動波能作用，使大塊石高填方地基不但得到加密效果，同時還能使高填方地基達到整體均勻和穩(wěn)定，由此可減少基礎墊層厚度及填方的坡比。(3)根據工程實踐綜合分析，強夯法較碾壓法可節(jié)省工程投資約20%～30%，工程工期可縮短30%～40%，地基強度和變形模量指標可提高30%～50%。3.3.2施工技術內容3.3.2.1強夯施工工藝（1）點夯施工

1)平整施工場地，準確測放第一遍夯點位置并測量強夯前場地平均高程；

2)強夯機械就位，將夯錘對準夯點，測量夯前錘頂高程；

3)將夯錘提升到預定高度使夯錘自由落下，夯入地面后，測量夯后錘頂高程，計算出第一擊夯沉量，并做好原始記錄；

4)觀察夯錘下落時是否平穩(wěn)，檢查夯擊位置是否正確；若發(fā)現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，及時將坑底整平；

5)重復上述工作，達到規(guī)定的夯擊次數及控制標準完成一個夯點的夯擊；

6)一夯點夯擊完畢后，按規(guī)定路線開始夯擊下一點，直至完成所有點夯作業(yè)。

3.3.2施工技術內容（2）滿夯施工

1)點夯施工完成，等孔隙水消散到設計要求以后進行滿夯施工；

2)滿夯施工主要加固點夯夯坑底標高以上部分的夯間土；

3)滿夯施工一般采取1／4錘徑雙向搭接，夯擊遍數、每點擊數以及搭接均應保證?不得出現漏夯現象。（3）振動碾壓

一般的強夯地基處理最后都采用振動碾壓，滿夯結束后進行場地整平并測量其標高（整平時考慮相應的沉降量），最后用振動壓路機振動碾壓，測量最終場地高程作為后續(xù)施工驗收的基礎資料。3.3.2施工技術內容3.3.2.2大塊石高填方回填施工

（1）填料粒徑及級配

目前國內塊石填方地基填料粒徑要求一般最大為800mm，大于800mm時，應采用機械破碎錘予以破碎；粒徑大于300mm的顆粒含量不宜超過總重的30％。因不同地區(qū)地質結構和地層成因類型不同，山區(qū)高填方工程中的填料性質有很大差異。工程地基處理設計選料，應根據地基處理后的強度和變形要求，遵循因地制宜，就地就近取材的原則進行填料搭配及粒徑、級配設計。3.3.2施工技術內容（2）分層回填施工方法

在大塊石填料級配良好、強夯施工參數相同的條件下，由于填筑施工方法不同，地基加固效果和填筑體的整體均勻性都有著明顯的差異。分層回填施工設計一般要求大塊石填料分層填筑厚度為4m，傳統(tǒng)的填筑施工方法為拋填法，即4m厚的填筑層，由后向前推進拋填而成。新式的分層填筑施工方法采用堆填法，即將4m厚的填筑層分3～4個亞層堆填而成，而非傳統(tǒng)的拋填法。

實踐證明，在填筑厚度和填筑粒料相近的條件下，用堆填法填筑而成的大塊石填筑地基，無論顆粒組成的級配、地基加固效果還是填筑體的整體均勻性都明顯好于傳統(tǒng)的拋填法。3.3.2施工技術內容（3）強夯施工參數設計

1)夯錘。宜用鑄鐵或鑄鋼的圓臺形錘，錘底面直徑D=2.2～2.6m，錘重150～250kN，錘底靜壓力可取40～50kPa。

2)夯擊次數。夯擊次數可取單點夯擊試驗的夯坑累計豎向壓縮量占總壓縮量90%所對應的次數。對填筑粒料級配良好，Cu>10的，夯擊次數可取12～14；一般5<Cu<10的，夯擊次數可取14～16；對填筑層底層以下，若有厚度小于2m的黏性土，宜用最后夯擊2次的平均夯沉量<5cm控制夯擊次數。

3.3.2施工技術內容3)夯擊點間距及夯擊遍數。夯擊點間距及夯擊遍數應視具體工程設計要求確定。對分層填筑厚度<5m的，可采用單遍夯，夯擊點間距可選用1.5D～2D。在填筑層的頂面，考慮主夯后的夯坑是用推土機推填整平，用低能級的單擊夯擊能(500～100kN·m)滿夯一遍，夯擊次數可取2～4。4)地基有效加固深度。根據不同夯擊次數的小區(qū)試驗結果表明，單擊夯擊能量3000kN·m，夯擊12～16次，地基有效加固深度為4.0～4.2m；夯擊3～7次，地基有效加固深度為2.5～3.0m。在地基處理設計時，若提高地基有效加固深度，可增加單擊夯擊能及夯擊次數。3.3.2.3施工要點

(1)大塊石高填方的分層填筑施工。

1)在施工中，應認真做好施工場地的臨時排水，填挖交界處的施工搭接，以及清除填方區(qū)的耕植土和淤泥、淤泥質軟土。

2)填料(石方)爆破時，應嚴格控制填料粒徑、級配，對黏性土的填料，應控制填料的含水量不得超過最優(yōu)含水量。

3)采用分層填筑，應嚴格控制填筑厚度，以及必須采用分層堆填的方式進行施工。3.3.2.3施工要點

(2)強夯施工

1)原地面直接強夯或置換強夯施工，在控制最后兩擊平均夯沉量的同時，應考慮遍夯之間的間歇時間，以及夯坑不得積水浸泡。

2)強夯施工機具必須滿足強夯施工參數設計要求，特別是夯錘質量應達到《建筑地基處理技術規(guī)范》有關要求。3.3.3強夯法大塊石高填方地基設計要點強夯法處理大塊石高填方地基設計要點：(1)地基的處理效果

根據現場對強夯法處理大塊石及大塊石混合料填筑地基的處理效果檢測，表明采用相同的強夯施工參數，在填料相近、填筑厚度相等的條件下，對一般簡單場地或采用分層填筑務實的高填方工程，其地基加固效果檢測，可采用分層密度試驗（灌水法）和地面夯沉量測量的手段進行檢測，對復雜場地和高填方，以及重要的工程，在進行分層密度試驗、地面夯沉量測量檢測的同時，應在填筑層的底層和頂層加一定數量的載荷試驗，以確定地基的強度和變形，并進行必要的地基沉降觀測。3.3.3強夯法大塊石高填方地基設計要點(2)對石灰?guī)r巖溶地區(qū)，在巖體及地質條件相近的情況下，按小于1/3倍的夯錘直徑(D)控制填料最大粒徑，顆粒組成按不均系數Cu>5，曲率系數Cc>1進行施工爆破設計，均可達到顆粒最大粒徑≤800mm、Cc>10、Cu>1的良好級配粒料。對土多石少的地區(qū)，進行高填方填筑，應將石料盡可能集中到工程關鍵的部位填筑。(3)大塊石料分層填筑厚度為4m的地基，采用強夯單擊夯擊能量2500～300kN·m，夯點間距為4.0～4.5m，夯擊12～16次，主夯一遍，其地基的有效加固深度為4.0～4.5m，地基干密度ρd≥2.0g/cm3，地基容許承載力fk>700kPa，變形模量E0>300MPa，回彈模量E回>350MPa，地基剩余沉降量s<10mm。分層松填4.0m厚的填筑層平均夯沉量為50～60cm，松填系數K=1.14-1.17。3.3.3強夯法大塊石高填方地基設計要點(4)大塊石混合料填筑地基，分層填筑厚度為4m，經3000kN·m單擊夯擊能量，主夯一遍，夯點間距4.0～4.5m，夯擊12～16擊，滿夯1000kN·m單擊夯擊能量，夯擊3擊，強夯處理后，其地基容許承載力fk>400kPa，地基變形模量E0>40MPa，地基有效加固深度為4.0m，地基干密度1.95～2.2g/cm3。3.3.4大塊石高填方地基強夯加固效果檢測與評價

由于塊石高填方地基的特殊性，其強夯加固效果的檢測與評價也必須采取與其特點相適應的檢測與方法。1）檢測方法。地基土的密實度檢測，不僅要看壓實度等指標，對于易風化巖層更要看其地層中架空結構消除情況。因此，除密實度檢測之外，還應采用探糟等方法，直接觀察地基剖面的孔隙情況。同時采用地基荷載試驗確定其承載力特征值、變形模量等力學指標。2）加固效果評價。除了對地基土的主要物理力學指標做出評價外，更應注意對地基土與長期荷載作用下和地表水、地下水滲透、沖刷作用下的風化、潛蝕變形等做出評價。Part04夯實水泥土樁復合地基技術3.4.1概述

夯實水泥土樁復合地基是采用人工或機械方式排土或擠土成孔，將篩好的土料和水泥按比例在孔外拌和成均勻的水泥土混合料，然后回填孔內，分層夯實，達到設計要求的樁體密實度，形成滿足強度的樁體；再充分利用天然地基的強度，使樁、土共同承擔荷載，從而形成復合地基，提高地基承載力，減小地基變形。

夯實水泥土樁復合地基吸收了水泥土樁的優(yōu)點，結合了灌注樁的施工特點，并充分利用原地基的承載力，而且樁身強度均勻、施工簡單快捷、質量易控、不受場地的影響、造價低、無污染等。3.4.2基本原理夯實水泥土樁的強度主要由兩部分組成一部分為水泥膠結體的強度。水泥與土混合后可產生離子交換等一系列物理化學反應，使樁體本身有較高強度，并具有水硬性。另一部分為因夯實后密度增加而提高的強度。3.4.2基本原理夯實水泥土樁與攪拌水泥土樁(漿噴、粉噴樁)不同。攪拌水泥土樁樁體強度與現場的含水量、土的類型密切相關，攪拌后樁體密度增加很少，樁體強度主要取決于水泥的膠結作用；而夯實水泥土樁水泥和土在孔外拌和，均勻性好，場地土巖性變化對樁體強度影響不大，樁體強度以水泥的膠結作用為主，樁體密度的增加也是構成樁體強度的重要因素。夯實水泥土樁作為中等黏結強度樁，不僅適用于地下水位以上淤泥質土、素填土、粉土、粉質黏土等地基加固，對地下水位以下情況，在進行降水處理后，亦可采用夯實水泥土樁進行地基加固。3.4.3夯實水泥土復合地基施工技術3.4.3.1施工機具

(1)成孔機具。目前常采用的成孔機有以下幾種：

1)排土法成孔機具。所謂排土法是指在成孔過程中把土排出孔外的方法，該法沒有擠土效應，多用于原土已經固結、沒有濕陷性和振陷性的土。排土法成孔機具有人工洛陽鏟和長螺旋鉆孔機。

2)擠土法成孔機具。所謂擠土法成孔是在成孔過程中把原樁位的土體擠到樁間土中去，使樁間土干密度增加，孔隙比減少，承載力提高的一種方法。此工藝的成孔方法有錘擊成孔法和振動沉管法成孔。3.4.3夯實水泥土復合地基施工技術3.4.3.1施工機具

(1)成孔機具。目前常采用的成孔機有以下幾種：

1)排土法成孔機具。所謂排土法是指在成孔過程中把土排出孔外的方法，該法沒有擠土效應，多用于原土已經固結、沒有濕陷性和振陷性的土。排土法成孔機具有人工洛陽鏟和長螺旋鉆孔機。

2)擠土法成孔機具。所謂擠土法成孔是在成孔過程中把原樁位的土體擠到樁間土中去，使樁間土干密度增加，孔隙比減少，承載力提高的一種方法。此工藝的成孔方法有錘擊成孔法和振動沉管法成孔。3.4.3夯實水泥土復合地基施工技術(2)夯實機械。夯實水泥土樁的夯實機可借用灰土和土樁夯實機，也可以根據實際情況進行研制或改制。目前我國夯實水泥土樁除人工夯實外主要采用以下三種夯實機:吊錘式夯實機、夾板錘式夯實機和SH30型地質鉆改裝式夯實機。(3)夯錘。人工夯錘一般重0.25kN，對于不產生擠土效應的機械夯錘一般重1～1.5kN為宜，對于產生擠土效應的機械夯錘重要大于2kN，且下部為尖形，使其夯實時產生水平擠土力，擠密樁間土；一般錘孔比(錘徑與孔徑的比值)宜采用0.78～0.9，錘孔比越大，夯實效果越佳。3.4.3.2施工工藝

夯實水泥土樁施工的程序分為成孔、制備水泥土、夯填成樁三步。成樁示意圖如圖3.3所示。3.4.3.2施工工藝(1)成孔。根據成孔過程中取土與否，成孔可分為排土法成孔和擠土法成孔兩種。排土成孔在成孔過程中對樁間土沒有擾動，而擠土成孔對樁間土有一定擠密和振密作用。對于處理地下水位以上，有振密和擠密效應的土宜選用擠土成孔；而含水量超過24%，呈流塑狀，或含水量低于14%，呈堅硬狀態(tài)的地基宜選用排土成孔。(2)制備水泥土。水泥一般采用32.5級普通硅酸鹽或礦渣水泥，土料可就地取材，基坑(槽)挖出的粉細砂、粉質土均可用作水泥土的原料。水泥土拌和可采用人工拌和或機械拌和，人工拌和不得少于三遍，機械拌和可用強制式混凝土攪拌機，攪拌時間不低于1min。(3)夯填成樁。樁孔夯填可用機械夯實，也可用人工夯實，夯錘提升高度不少于900mm.樁孔填料前，應清除孔底虛土并夯實，然后根據確定的分層回填厚度和夯擊次數逐次填料夯實。(4)重復上述填料、夯實步驟，直到成孔，施工結束。3.4.3.3施工要點(1)夯填樁孔時，宜選用機械夯實。分段夯填時，夯錘的落距和填料厚度應根據現場試驗確定。(2)淤泥、耕土、凍土、膨脹土及有機物含量超過5%的土不得使用，土料應過10～20mm篩。(3)混合料含水量應滿足土料的最優(yōu)含水量，其允許偏差不得大于±2%；土料與水泥應拌和均勻，水泥用量不得少于按配合比試驗確定的重量。(4)向孔內填料前孔底必須夯實，樁頂夯填高度應大于設計樁頂標高200～300mm。3.4.3.3施工要點(5)墊層材料應級配良好，不含植物殘體、垃圾等雜質。(6)墊層施工時應將多余樁體鑿除，使樁頂面水平；鋪設時應壓(夯)密實，嚴禁采用使基底土層擾動的施工方法。(7)雨期或冬季施工時，應采取防雨、防凍措施，防止土料和水泥受雨水淋濕或凍結。(8)施工過程中，應有專人監(jiān)測成孔及回填夯實的質量，并作好施工記錄，發(fā)現地基土質與勘察資料不符時，應查明情況，采取有效處理措施。3.4.3.4施工質量檢驗1）施工過程中對成樁質量的抽檢數量不應少于總樁數的2%。對一般工程，可檢查樁的干密度和施工記錄。干密度的檢驗方法可在24小時內采取土樣測定或采用輕型動力觸探擊數與現場試驗確定的干密度進行對比，以檢驗樁身質量。2）竣工驗收時，承載力檢驗應采用單樁復合地基載荷試驗。對重大或大型工程，尚應進行多樁復合地基載荷試驗。3）夯實水泥土樁地基檢驗數量應為總樁數的0.5%～1%，且每個單體工程不應少于3點。4）夯實水泥土樁復合地基的載荷試驗沉降比，對以卵石、圓礪、密室粗中砂為主的地基可取0.008，對于黏性土、粉土為主的地基可取0.01。3.4.4技術指標表3.2夯實水泥土復合地基主要技術指標Part05長螺旋水下灌注樁技術3.5.1概述

長螺旋水下灌注樁是在原專利法鉆孔壓漿樁基礎上發(fā)展的一項成樁新技術，該技術由中國建筑科學研究院地基基礎研究所開發(fā)。該技術是采用長螺旋鉆機鉆孔至設計標高，利用混凝土泵將混凝土從鉆頭底壓出，邊壓灌混凝土邊提鉆直至成樁，然后利用專門振動裝置將鋼筋籠一次插入樁體，形成鋼筋混凝土灌注樁。后插鋼筋籠應與壓灌混凝土宜連續(xù)進行。與普通水下灌注樁施工工藝相比，長螺旋水下成樁施工，不需要泥漿護壁，無泥皮，無沉渣，無泥漿污染，施工速度快，造價低等特點。3.5.2長螺旋水下灌注樁施工技術

3.5.2.1

工藝基本原理

長螺旋水下灌注樁施工工藝是采用長螺旋鉆機鉆至設計標高，利用混凝土泵將混凝土從鉆頭底部壓出邊灌注邊提鉆至成樁，然后利用專門震動裝置將鋼筋籠一次插入樁體，形成鋼筋混凝土灌注樁，施工程序簡化。3.5.2.2施工工藝

長螺旋水下灌注樁施工工藝流程如圖3.4所示。其步驟為:

(1)長螺旋鉆機鉆孔至設計標高；(2)打開長螺旋鉆桿的鉆頭活門，從鉆桿中心泵送混凝土，待混凝土出鉆頭活門后，邊提鉆桿邊不間斷地泵送混凝土，直至混凝土樁頂，形成素混凝土樁；(3)利用專門的鋼筋籠導送裝置將鋼筋籠插入到混凝土內，直到設計標高；(4)用振動方法拔出導送裝置，同時振實混凝土，最后成樁。3.5.2長螺旋水下灌注樁施工技術3.5.2.3施工主要操作要點

(1)樁位測定

樁機就位對孔引點就位，鉆機就位前對樁位進行復測，施工時鉆頭對準樁位點，穩(wěn)固鉆機，通過水平尺及垂球雙向控制螺旋鉆頭中心與鉆桿垂直度，確保鉆機在施工中平正，鉆桿下端距地面10～20cm，對準樁位，壓入土中，使樁中心偏差不大于規(guī)范和設計要求的；

(2)成孔

1)鉆機就位時，必須平整穩(wěn)固，經專人檢查樁位偏差及垂直偏差，確保施工中不發(fā)生任何傾斜移動，符合要求后方可開鉆。

2)成孔達到設計深度后，應會同有關部門對孔深孔徑以及其他情況進行檢查確認符合要求后，填寫終孔驗收單。

3）鉆機成孔施工過程中要求邊旋轉鉆桿邊清除孔邊渣土，以防止提升鉆桿時土塊掉入，鉆孔過程要用經緯儀校正垂直度（≤1%）。3.5.2長螺旋水下灌注樁施工技術(3)澆灌超流態(tài)混凝土。拌制超流態(tài)混凝土的原材料要經過2次復驗合格后方可投入使用，水泥宜選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，強度等級不得低于32.5Mpa，最小水泥用量350Kg/m3，水灰比宜為0.5