第4章-深層密實法

強夯法2概述1第4章

深層密實法石灰樁4碎(砂)石樁3CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)6土(或灰土、二灰土)樁5深層密實法包括動力壓密法和深層擠密樁法，其基本原理都是通過特定的地基處理技術使得深層地基得到密實加固的目的。

動力壓密法是采用動荷載對地基進行加固的方法，這種方法一般比靜載預壓法經濟。

深層擠密樁法是以振動和沖擊的方法成孔，然后向孔中填入砂、碎石、土、灰、灰土或幾種材料拌和成的混合材料，將材料搗實擠入軟土地基中，在地基中造成直徑較大的密實樁體，稱為擠密樁。4.1概述4.2強夯法12加固機理設計計算34施工方法質量檢驗5工程實例（1）動力密實（2）動力固結①強夯的力學模型4.2.1加固機理②土強度的增長過程③夯擊能的傳遞機理④夯擊能下孔隙水的變化機理4.2.1加固機理⑤強夯時間效應理論4.2.1加固機理（3）動力置換①整體置換法的加固機理②樁式置換的加固機理4.2.1加固機理（1）強夯法設計①有效加固深度

在無經驗或試驗資料時，可按式（4-2）預估：4.2.2設計計算②強夯機具、夯錘質量及夯錘落距的選擇③單點總夯擊能（或夯擊次數(shù)）與夯入度④夯擊點間距4.2.2設計計算⑤夯擊遍數(shù)與間歇時間⑥地基承載力的確定和地基變形計算（2）強夯置換法的設計夯點的夯擊次數(shù)應通過現(xiàn)場試夯確定，且應同時滿足下列條件：①墩底穿透軟弱土層，且達到設計墩長；②累計夯沉量為設計墩長的倍；③最后兩擊的平均夯沉量應滿足強夯法的規(guī)定。（3）強夯設計中的幾個問題4.2.2設計計算（1）施工機械

強夯法的主要設備包括、夯錘、起重機和脫鉤裝置三部分。（2）強夯法施工①平整場地；②墊層鋪設；③強夯施工（3）安全措施①當強夯施工時所產生的振動，對鄰近建筑物和設備產生有害影響時，應采取防震或隔振措施。②為了防止飛石傷人，現(xiàn)場工作人員應該戴安全帽；在夯擊時，所有其他人員應退到安全線以外。4.2.3施工方法強夯（置換）地基的質量檢測，包括施工過程中的質量檢測及夯后地基的質量檢驗，其中前者尤為重要。所以必須認真檢查施工過程中的各項測試數(shù)據和施工記錄，如不符合要求時，應補夯或采取其他有效措施。

質量檢驗方法可采用：室內試驗；十字板試驗；動力觸探試驗（包括標準貫入試驗）；靜力觸探試驗；旁壓儀試驗；載荷試驗；波速試驗。4.2.4質量檢驗詳見教材P40-P434.2.5工程實例4.3碎(砂)石樁12加固機理設計計算34施工方法質量檢驗5工程實例4.3碎(砂)石樁（1）對松散砂土地基的加固機理①擠密作用②排水作用③砂基預震效應（2）對黏性土加固的機理

砂石樁體作為復合地基的加固作用，除了提高地基承載力、減少地基的沉降量外，還可用來提高土體的抗剪強度，增大地基的抗滑穩(wěn)定性。不論疏松砂性土或軟弱黏性土，碎（砂）石樁的加固作用主要有、擠密、置換、排水、墊層和加筋五種作用。4.3.1加固機理（1）一般設計原則①加固范圍②樁位布置及樁徑③砂石樁的樁長④樁體材料宜就地取材⑤施工后處理程序⑥復合地基承載力計算4.3.2設計計算⑦地基沉降計算⑧穩(wěn)定分析（2）砂性土的計算要點當正方形布置時，有：當?shù)冗吶切尾贾脮r，有：（3）黏性土地基的計算要點根據工程對地基加固處理的要求來確定面積置換率：4.3.2設計計算等邊三角形布樁正方形布樁矩形布樁等邊三角形布置正方形布置4.3.2設計計算（1）振動成樁法（振動法）復合地基承載力標準值即：也可采用下式計算碎石樁復合地基極限承載力：復合壓縮模量采用下式計算：4.3.3施工方法（2）捶擊成樁法(捶擊法)（3）干振擠密碎石樁法（4）沉管碎石樁法（5）夯擴碎石樁法（6）袋裝碎石樁法（7）施工要求4.3.3施工方法（1）檢測方法、時間和檢測頻率（2）單樁和復合地基載荷試驗要點①承壓板應具有足夠剛度②試坑深度、長度和寬度③加載等級④沉降測讀時間及穩(wěn)定標準⑤終止試驗條件⑥卸載⑦復合地基承載力特征值的確定4.3.4質量檢驗4.3.5工程實例詳見教材P55-P564.4石灰樁12加固機理設計計算34施工方法質量檢驗5工程實例石灰樁加固軟土地基的主要作用機理是通過生石灰的吸水膨脹擠密樁周土繼而經過離子交換和膠凝反應使樁間土強度提高。

石灰樁的加固機理可從樁間土和樁身兩方面進行分析。（1）樁間土①成孔擠密②膨脹擠密③脫水擠密④膠凝作用（2）樁身4.4.1加固機理（1）樁徑、樁距及處理范圍（2）處理深度（3）填料配合比（4）承載力的確定（5）地基變形計算

實踐證明，石灰樁加固軟土地基可按一般復合地基的理論計算，由于建設速度的需要，設計時可只考慮樁身四周擠密土的早期強度，后期強度作為安全儲備。4.4.2設計計算天津塘沽采用“套管法”打石灰樁，并總結出一套施工方法和經驗，如圖所示。4.4.3施工方法接上圖4.4.3施工方法石灰樁加固地基的效果是肯定的，一般地基承載力的可以提高一倍以上。石灰樁還可以大大減少后期變形，保證建筑物的安全使用。①施工質量檢測，宜在石灰樁施工7-10d后進行。竣工驗收檢測宜在施工28d后進行。施工檢測可采用靜力觸探、動力觸探或標準貫入試驗。②灰土樁竣工驗收時，承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗。4.4.4質量檢驗4.4.5工程實例詳見教材P60-P614.5土(或灰土、二灰土)樁12加固機理設計計算34施工方法質量檢驗5工程實例（1）擠密作用

土質均勻則有效擠密范圍大，土質不均勻則有效擠密范圍小。（2）灰土性質作用①固化作用②樁體作用③應力擴散作用4.5.1加固機理（1）樁孔直徑（2）樁距和樁排4.5.2設計計算（3）樁孔深度（4）處理寬度（5）容許承載力和變形模量①載荷試驗方法確定②參照工程經驗確定4.5.2設計計算（1）施工準備（2）樁位成孔①沉管法

沉管法成孔可按施工機械的不同分為錘擊沉管法和振動成管法。②爆擴法

爆擴法成孔工藝有藥管法和藥眼法兩種。③沖擊成孔法（3）回填夯實4.5.3施工方法（1）輕便觸探檢驗法

先通過試驗夯填求得“檢定錘擊數(shù)”，檢驗時以實際錘擊數(shù)不小于檢定錘擊數(shù)為合格。（2）環(huán)刀取樣檢驗法

先用洛陽鏟在樁孔中心挖孔或通過開剖樁身，從基底算起沿深度方向每隔用帶長把的小環(huán)刀分層取出原狀夯實土樣，測定其干土重度。（3）載荷試驗法

重要大型工程應進行現(xiàn)場載荷試驗和浸水載荷試驗，直接觀察承載力的提高和濕陷情況。4.5.4質量檢驗4.5.5工程實例詳見教材P65-P6612加固機理設計計算34施工方法質量檢驗4.6CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)4.6CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)其加固軟弱地基的作用機理主要有三種：（1）樁體作用（2）擠密作用（3）褥墊層作用①保證樁、土共同承擔荷載②減少基礎底面的應力集中4.6.1加固機理③調整樁、土荷載分擔比④調整樁、土水平荷載分擔比4.6.1加固機理（1）設計思路（2）材料要求及配合比

在混合料中，石屑與碎石的組成比例用石屑率表示：混合料28天強度與水泥標號和灰水比有如下關系：4.6.2設計計算（3）設計參數(shù)①樁徑d②樁距L③樁長l4.6.2設計計算④褥墊層⑤沉降計算

假定加固區(qū)復合土體為與天然地基分層相同的若干層均質地基，不同的壓縮模量都相應擴大

倍，然后按分層總和法計算加固區(qū)和下臥層變形求和：4.6.2設計計算水泥粉煤灰碎石樁的施工，應根據現(xiàn)場條件選用不同的施工工藝：①長螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土；②長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁，適用于黏性土、粉土、砂土以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地；③振動沉管灌注成漿，適用于粉土、黏性土及素填土地基。

對于長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料