复合地基技术规程0715

'浙江省工程建设标准复合地基技术规程Technicalcodeforcompositefoundation2008杭州 浙江省工程建设标准复合地基技术规程Technicalcodeforcompositefoundation主编单位：浙江大学土木工程学系 前言随着土木工程建设的蓬勃发展，各种复合地基技术在工程建设中得到应用。复合地基与桩基础和浅基础已成为工程建设中常用的三种地基基础形式。为了在复合地基设计与施工中贯彻国家的技术经济政策，做到保证质量、保护环境、安全适用、经济合理和技术先进，根据浙江省建设厅文件建科发【2005】233号文件的编制计划要求，规范编制组在广泛调查研究的基础上，认真总结已有科研成果和工程实践经验,广泛听取各方面意见，先后完成初稿、征求意见稿、送审稿和报批稿,制定了本技术规程。本规程较好地吸取了国内外近年来发展和应用的复合地基新形式、新工法、新工艺，较好地反映了近年来国内外在复合地基领域的科研成果,具有较好的前瞻性。本规程编制过程中得到省内外有关专家的大力帮助，在此表示衷心感谢。本规程在执行过程中，如发现有需要修改或补充之处，请将意见寄交浙江大学土木工程学系（Email:xngong@hzcnc.com）,以供今后修订时参考。本规程主编单位、参编单位及主要起草人:主编单位：浙江大学土木工程学系参编单位：浙江省建筑设计研究院浙江省城乡规划设计研究院国家电力公司华东勘测设计研究院杭州市建筑设计研究院有限公司温州市建筑设计研究院浙江当代建筑设计研究院有限公司浙江浙峰工程咨询有限公司广厦建设集团有限责任公司吉林省建筑科学研究院主要起草人:龚晓南(以下按姓氏笔划排序)史海莹刘世明刘兴旺沈扬应宏伟连峰林炎飞周茂新张先明张清华施祖元倪士坎潘秋元潘曾发 目次1总则12术语、符号22.1术语22.2主要符号43基本规定73.1设计前期工作73.2复合地基型式选用原则73.3设计原则84水泥搅拌桩复合地基94.1一般规定94.2设计94.3施工114.4检测与检验125挤密砂石桩复合地基135.1一般规定135.2设计135.3施工155.4检测与检验166强夯置换碎石墩复合地基176.1一般规定176.2设计176.3施工196.4检测与检验207低强度桩复合地基227.1一般规定227.2设计227.3施工267.4检测与检验268钢筋混凝土桩复合地基288.1一般规定288.2设计288.3施工2989 8.4检测与检验309长短桩复合地基319.1一般规定319.2设计319.3施工329.4检测与检验3310桩网复合地基3410.1一般规定3410.2设计3410.3施工3810.4检测与检验3811其他类型复合地基4011.1高压旋喷桩复合地基4011.2灰土挤密桩复合地基4211.3夯实水泥土桩复合地基4311.4石灰桩复合地基44本规程用词说明45条文说明461总则472术语、符号483基本规定494水泥搅拌桩复合地基555挤密砂石桩复合地基586强夯置换碎石墩复合地基657低强度桩复合地基698钢筋混凝土桩复合地基729长短桩复合地基7410桩网复合地基7811其他类型复合地基8589 1总则1.0.1为了在复合地基设计与施工中贯彻国家的技术经济政策，做到保证质量、保护环境、安全适用、经济合理和技术先进，根据浙江省工程建设发展需要制定本规程。1.0.2本规程适用于桩体复合地基的设计、施工及检验。1.0.3复合地基的设计与施工，应综合考虑具体工程地质条件和水文地质条件、上部结构和基础型式、荷载特征、施工工艺和检测方法，以及环境条件等影响因素，应本着因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则，注重概念设计，精心设计，精心施工。1.0.4复合地基设计采用的荷载及其效应组合，应按现行有关标准、规范执行。1.0.5对于特殊土地基中和腐蚀介质作用下的复合地基，以及本规程未做规定的其他内容，尚应按现行有关标准、规范执行。89 2术语、符号2.1术语2.1.1复合地基compositefoundation天然地基在地基处理过程中，部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，由基体（天然地基土体或被改良的地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。2.1.2桩体复合地基pilecompositefoundation又称竖向增强体复合地基，其增强体方向与竖向荷载方向平行。根据荷载传递特性的不同，桩体复合地基可分为散体材料桩复合地基和粘结材料桩复合地基两大类。2.1.3复合地基置换率replacementratioofcompositefoundation复合地基置换率概念应用于桩体复合地基，是指桩体的横断面积与该桩体所对应（或所承担的）的复合地基面积的比值。2.1.4荷载分担比bearingratio荷载分担比概念应用于桩体复合地基，是指复合地基中桩体承担的荷载与桩间土承担的荷载之比。2.1.5桩土应力比pile-soilstressratio复合地基加固区桩体的竖向应力和桩间土的竖向应力之比。2.1.6水泥土桩复合地基cement-soilpilecompositefoundation由水泥土桩与桩间土组成的复合地基称为水泥土桩复合地基。形成水泥土桩的施工工法有：深层搅拌法、高压旋喷法和夯实水泥土法。所形成的复合地基分别称为：水泥搅拌桩复合地基、高压旋喷桩复合地基和夯实水泥土桩复合地基。2.1.7水泥搅拌桩复合地基cementdeepmixingpilecompositefoundation采用深层搅拌法将以水泥为主要成份的固化剂与地基土体就地搅拌，经过一系列物理化学反应形成水泥搅拌桩。由水泥搅拌桩和桩间土共同承担荷载的人工地基称为水泥搅拌桩复合地基。2.1.8挤密砂石桩复合地基compactedstonecolumncompositefoundation采用振冲法或振动沉管法等工法在地基中设置砂石桩，在成桩过程中桩间土被挤密或振密。由砂石桩与挤密的桩间土组成的复合地基。2.1.9强夯置换碎石墩复合地基dynamicreplacementstonecolumncompositefoundation89 采用强夯法边夯边填碎石，在地基中形成碎石墩。由碎石墩、墩间土以及上部碎石垫层组成的复合地基。2.1.10低强度桩复合地基lowstrengthpilecompositefoundation低强度桩是指桩的刚度比钢筋混凝土桩相对较小，比水泥土桩相对较大的一类桩。如水泥粉煤灰碎石桩、二灰混凝土桩和低标号素混凝土桩等。低强度桩复合地基是指由上述低强度桩作为竖向增强体和桩间土组成的复合地基。2.1.11钢筋混凝土桩复合地基reinforced-concretepilecompositefoundation由钢筋混凝土桩作为竖向增强体和桩间土组成的复合地基。2.1.12灰土桩复合地基lime-soilpilecompositefoundation由灰土桩作为竖向增强体和在成桩过程中被挤密的桩间土组成的复合地基。2.1.13石灰桩复合地基limepilecompositefoundation由石灰桩作为竖向增强体和桩间土组成的复合地基。2.1.14长短桩复合地基long-shortpilecompositefoundation竖向增强体由长桩和短桩组成的桩体复合地基。长桩常采用刚性桩，短桩常采用柔性桩或散体材料桩。2.1.15桩网复合地基pile-reinforcedearthcompositefoundation在刚性桩复合地基上铺设加筋土垫层形成的人工地基。为增加桩体承担荷载比例，一般在刚性桩上设置桩帽。2.1.16散体材料桩复合地基compositefoundationofgranularcolumn竖向增强体为砂桩、砂石桩或碎石桩等散体材料桩的桩体复合地基。2.1.17粘结材料桩复合地基cohesivematerialpilecompositefoundation竖向增强体为粘结材料桩的桩体复合地基。粘结材料桩复合地基又可分为刚性桩复合地基和柔性桩复合地基两大类。桩的刚柔是相对的，不仅与桩土模量比有关，还与桩的长细比有关，可按桩土相对刚度来分类。2.1.18柔性桩复合地基flexiblepilecompositefoundation竖向增强体为柔性桩的桩体复合地基。水泥土桩、灰土桩和石灰桩等一般属于柔性桩。2.1.19刚性桩复合地基rigidpilecompositefoundation竖向增强体由刚性桩组成的桩体复合地基。混凝土桩和钢管桩一般属于刚性桩。2.1.20刚性基础下复合地基compositefoundationunderrigidfoundation指在钢筋混凝土筏板基础、箱形基础或条形基础等刚性基础下的复合地基。2.1.21柔性基础下复合地基compositefoundationunderflexiblefoundation指在路堤或采用柔性地面结构的堆场等柔性基础下的复合地基。2.1.22褥垫层cushion在桩体复合地基和上部结构基础之间设置的垫层。刚性基础下复合地基89 的褥垫层常采用柔性垫层，如砂石垫层；柔性基础下复合地基的褥垫层常采用刚度较大的垫层，如土工格栅加筋垫层、灰土垫层等。设置褥垫层可以调节桩土荷载分担比，改善复合地基受力性状。2.2主要符号2.2.1几何参数a0——基础长度方向桩的外包尺寸；A   ——单桩对应（或承担）复合地基总面积；Ap ——单桩截面积；b0  ——基础宽度方向桩的外包尺寸；B——矩形基础或条形基础底边的宽度；d  ——桩身直径；D ——基础埋深；l ——桩长；L  ——矩形基础底边的长度；m ——复合地基置换率；S——桩间距；up ——桩的截面周长；Zn——加筋垫层厚度；2.2.2作用和作用效应Fl——相应于荷载效应基本组合时，作用在冲切锥体外部的桩帽顶部压力设计值；Fk ——相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的竖向力；Gk ——基础自重及基础上土自重标准值；M  ——相应于荷载效应基本组合时，桩边缘处截面的弯矩设计值；p    ——相应于荷载效应基本组合时，桩帽顶部均布压力值；pc   ——基础底面处土的自重压力值；pcz  ——软弱下卧层顶面处土的自重压力值；pk   ——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均应力；pz   ——相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加压力值；Qca——基础下桩间土承担的荷载标准值；Vs   ——相应于荷载效应基本组合时，作用在桩帽顶部的压力设计值；2.2.3抗力和材料性能cc   ——复合土体内聚力；cp    ——桩体内聚力；89 cs    ——桩间土内聚力；Dr   ——砂土相对密度；Ep   ——桩身压缩模量； ——地基变形计算深度范围内土的压缩模量当量值；Esi   ——基础底面下第i层土的压缩模量；Esp  ——复合地基压缩模量；fa    ——复合地基经深度修正后的承载力特征值；fak  ——基础底面下天然地基承载力特征值；faz    ——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值；fc　   ——混凝土轴心抗压强度设计值；fcu    ——桩体试块抗压强度平均值；fpk    ——桩体承载力特征值；fsk  ——处理后桩间土承载力特征值；fspk  ——复合地基承载力特征值；fspk1——加筋垫层承载力特征值；ft  ——混凝土轴心抗拉强度设计值；Ip  ——塑性指数；pcf   ——刚性桩复合地基极限承载力；ppf  ——单桩极限承载力；psf  ——天然地基极限承载力；qp   ——桩端土承载力特征值，桩端端阻力特征值；qsi   ——第i层土的桩侧摩阻力特征值；Ra   ——单桩竖向承载力特征值；Tr    ——应变为5%时对应的加筋体拉力；τc     ——复合土体抗剪强度；τp     ——桩体抗剪强度；τs     ——桩间土抗剪强度；φc    ——复合土体内摩擦角；φp    ——桩体内摩擦角；φs    ——桩间土体内摩擦角；γp    ——桩体重度；γs    ——桩间土体重度；θ     ——压力扩散角；2.2.4计算系数89 K1——反映复合地基中桩体实际极限承载力与单桩极限承载力不同的修正系数；K2——反映复合地基中桩间土实际极限承载力与天然地基极限承载力不同的修正系数；N  ——荷载分担比；n   ——桩土应力比；a  ——桩端天然地基土的承载力折减系数；b   ——桩间土承载力折减系数；h   ——桩身强度折减系数；μp  ——应力集中系数，μp =n/[1+(n-1)m]；μs   ——应力降低系数，μs =1/[1+(n-1)m]；z    ——复合土层压缩模量提高系数；l1  ——复合地基破坏时，桩体发挥其极限强度的比例，可称为桩体极限强度发挥度；l2  ——复合地基破坏时，桩间土发挥其极限强度的比例，可称为桩间土极限强度发挥度；Ys  ——沉降计算经验系数；g      ——填料充盈系数。89 3基本规定3.1设计前期工作3.1.1设计前应掌握详细的岩土工程勘察资料、上部结构及基础设计资料等。3.1.2应根据工程要求，确定选用复合地基的目的、处理范围和处理后要求达到的承载力、工后沉降等各项技术经济指标。3.1.3应结合工程情况，了解当地复合地基选用经验和施工条件，对于有特殊要求的工程，尚应了解其他地区的有关经验等。3.1.4应掌握建筑物场地的环境情况，包括邻近建筑、地下工程和有关地下管线等情况。3.2复合地基型式选用原则3.2.1应根据上部结构对地基处理的要求和工程地质、水文地质条件，提出多种技术上可行的复合地基方案，经过技术经济比较，并考虑工期和环境保护要求，选用合理的复合地基型式。3.2.2在选择复合地基型式时，应考虑上部结构、基础和复合地基的共同作用。3.2.3对大型重要工程，宜通过现场试验对多个复合地基方案进行验证比较。3.2.4复合地基方案选用宜按照下列步骤进行：1根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合工程地质和水文地质条件、上部结构和基础型式、施工条件，以及环境条件进行综合分析，提出几种可供考虑的复合地基方案。2对初选的各种复合地基型式，分别从加固原理、适用范围、预期处理效果、耗用材料、施工机械、工期要求和对环境的影响等方面进行技术经济比较分析，选择一个或几个较合理的复合地基方案。3对大型重要工程，应对已经选择的复合地基方案，在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性施工，并进行必要的测试，以检验设计参数和处理效果。通过比较分析，选择和优化设计方案。4在施工过程中应加强监测。监测结果如达不到设计要求时，应及时查明原因，修改设计参数或采用其他必要措施。89 3.3设计原则3.3.1桩体复合地基设计中，应保证复合地基中桩体和桩间土在荷载作用下能够共同直接承担荷载。3.3.2复合地基设计宜按沉降控制设计思路进行设计。3.3.3设计中应重视基础刚度对复合地基性状的影响。柔性基础下复合地基设计和刚性基础下桩体复合地基设计，应采用不同的计算参数。3.3.4刚性基础下的复合地基宜设置柔性垫层，以改善地基和基础底板受力性能。3.3.5柔性基础下的复合地基应设置加筋碎石垫层等刚度较大的褥垫层；柔性基础下不宜采用不设褥垫层的桩体复合地基。89 4水泥搅拌桩复合地基4.1一般规定4.1.1根据施工工艺，深层搅拌法可分为浆液喷射深层搅拌法（简称浆喷法）和粉体喷射深层搅拌法（简称粉喷法）两种。由浆喷法和粉喷法施工形成的深层搅拌桩复合地基，其设计、检测和检验方法基本相同。4.1.2水泥搅拌桩复合地基主要用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力不大于120kPa的地基。水泥搅拌桩复合地基适用范围和加固深度与施工机械能力有关。有的深层搅拌施工机械可用于砂土地基的加固。4.1.3当拟加固地基土层为泥炭土、有机质含量较高的土层，含大量植物根茎土层以及土层地下水有腐蚀性、流速过大等情况时，必须通过现场试验确定水泥搅拌桩复合地基的适用性。地基中含有大量大粒径块石的，不能采用水泥搅拌桩复合地基加固。4.1.4冬季施工时，应注意低温对处理效果的影响。4.2设计4.2.1水泥搅拌桩单桩竖向承载力特征值应通过现场单桩载荷试验确定。有经验时单桩竖向承载力特征值Ra也可按式4.2.1-1和式4.2.1-2估算，取两者中小值。（4.2.1-1）（4.2.1-2）式中up——桩的截面周长，m；qsi——第i层土的桩侧摩阻力特征值，kPa；li ——第i层土的厚度，m；a——桩端天然地基土的承载力折减系数，与桩长、土层土质情况等因素有关，常取0.4～0.6；Ap——桩的截面积，m2；qp ——桩端土承载力特征值，kPa；n   ——桩长范围内划分的土层数；h ——桩身强度折减系数；喷浆深层搅拌法取0.25～0.33，喷粉深层搅拌法取0.20～0.30；fcu ——90d龄期桩体水泥土立方体抗压强度平均值，kPa。89 4.2.2竖向承载水泥搅拌桩复合地基的承载力特征值应通过复合地基载荷试验确定，或采用单桩载荷试验结果和天然地基的承载力特征值结合经验确定。有经验时水泥搅拌桩复合地基的承载力特征值可按式4.2.2估算：（4.2.2）式中Ap——单桩截面积，m2；m  ——复合地基置换率；fspk——复合地基的承载力特征值，kPa；Ra——单桩竖向承载力特征值，kN；b ——桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无地区经验时可取0.65～0.95；fsk   ——处理后桩间土承载力特征值，kPa。4.2.3竖向承载水泥搅拌桩复合地基处理范围以下存在软弱下卧层时，下卧层承载力应按式4.2.3验算：（4.2.3）式中pz ——相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加压力值，kPa；pcz ——软弱下卧层顶面处土的自重压力值，kPa；faz ——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值，kPa。4.2.4竖向承载水泥搅拌桩复合地基的变形量主要包括水泥搅拌桩复合土层的平均压缩变形量s1和桩端下未加固土层的压缩变形量s2，即s=s1+s2。1水泥搅拌桩复合土层的平均压缩变形量s1，可按式4.2.4-1计算：（4.2.4-1）水泥搅拌桩复合土层的压缩模量Esp可按下式（4.2.4-2）计算：（4.2.4-2）式中s1  ——复合土层压缩变形量，mm；pz——水泥搅拌桩复合土层顶面的附加压力平均值，kPa；pzl ——水泥搅拌桩复合土层底面的附加压力平均值，kPa；l  ——水泥搅拌桩桩长，m；Es  ——水泥搅拌桩桩间土的压缩模量，MPa；Ep  ——水泥搅拌桩桩身的压缩模量，MPa。2水泥搅拌桩桩端以下未加固土层的压缩变形量s2，可采用现行国家规范《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定计算。4.2.5路（坝）堤复合地基稳定性可采用圆弧滑动总应力法进行验算。最危险滑动面上的总剪切力为，总抗剪切力为，则稳定性安全系数由式4.2.5计算：（4.2.5）89 式中T —— 最危险滑动面上的总剪切力，kN；S —— 最危险滑动面上的总抗剪切力，kN；K—— 安全系数。稳定性安全系数取1.20～1.30，并且水泥搅拌桩桩长应超过危险滑弧以下2.0m。4.2.6竖向承载水泥搅拌桩的平面布置可根据上部结构特点和基础特点确定。水泥搅拌桩在基础范围内布置。独立柱基下水泥土桩不少于3根。4.2.7根据现场拟处理土的性质和室内试验成果，选择合适的水泥品种、外掺剂和掺合量，取90d龄期的立方体试块抗压强度值为水泥土设计抗压强度值。4.2.8水泥搅拌桩固化剂应选用32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量、水灰比按设计要求由配合比试验确定。水泥掺量宜在10～20%范围；喷浆搅拌法的水泥浆水灰比控制在0.45～0.55。4.2.9外掺剂可根据工程需要和土质条件选用具有早强、缓凝、减水以及节省水泥等作用的材料，并应避免污染环境。4.2.10竖向承载水泥搅拌桩的长度应根据上部结构对承载力和变形的要求确定，并宜穿透软弱土层，到达承载力相对较高的土层。水泥搅拌桩直径不应小于500mm；采用喷粉法施工的搅拌桩桩长宜控制在15.0m以内。4.2.11水泥搅拌桩复合地基宜在基础下设置褥垫层。褥垫层厚度可取200～300mm，其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于20mm。4.2.12为增加水泥搅拌桩单桩承载力，可在水泥搅拌桩中插设预制钢筋混凝土桩，形成加筋水泥土桩。加筋水泥土桩承载力通过现场单桩载荷试验确定。4.3施工4.3.1水泥搅拌桩施工前场地应予以平整，清除给施工带来影响的障碍物。遇有明浜、池塘及洼地时应抽水和清淤，分层回填粘性材料并予以压实，不得回填生活垃圾和大粒径块石。4.3.2水泥搅拌桩施工前应根据设计要求进行工艺性试桩，确定施工工艺和获得施工参数，试桩数量不得少于2根。4.3.3竖向承载水泥搅拌桩停浆面应高于桩顶设计标高300～500mm。桩测试或垫层施工时，应将多余桩体凿除。4.3.4水泥搅拌桩施工应采用合理施工参数，以确保水泥掺量满足设计要求，水泥土搅拌均匀。4.3.5施工时桩位水平偏差不应大于50mm；垂直度偏差不应大于1.0％。89 4.4检测与检验4.4.1水泥搅拌桩的质量控制应贯穿施工全过程。做好施工记录和计量记录，并对照规定的施工工艺进行质量评定。4.4.2检查水泥品种、用量、桩位、提升速度、搅拌次数、成桩深度、桩顶标高、桩径、桩垂直度等指标是否符合设计及施工工艺要求。4.4.3水泥搅拌桩桩身的施工质量检验：1成桩后3d内，可用轻型动力触探（N10）检查桩身的均匀性。检验数量宜为施工总桩数的1%，且不少于3根。2成桩7d后，采用浅部开挖桩头（至设计桩顶标高处），目测检查水泥土桩均匀性，量测成桩直径。检查量为总桩数的5%。3成桩28d后，宜采用小应变动测方法随机抽查，数量不少于总桩数的10%。4.4.4桩间土检验采用原位测试和室内土工试验。4.4.5竖向承载水泥搅拌桩复合地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。1复合地基载荷试验宜在成桩28d后进行，检验数量由设计单位提出。2经触探和载荷试验检验后，对桩身质量有怀疑时，应在成桩28d后，钻取芯样做抗压强度检验。89 5挤密砂石桩复合地基5.1一般规定5.1.1采用振冲、振动沉管等施工方法在软弱地基中成孔，再将砂石等粗颗粒填料填入孔中，经振动挤密形成砂石桩，在成桩的同时桩间土被振密、挤密。挤密砂石桩复合地基由密实的砂石桩与被振密、挤密的桩间土共同组成。5.1.2挤密砂石桩施工方法，根据成孔的方式不同可分为振冲法、振动沉管法等。按填料可分为挤密碎石桩、挤密砂石桩和挤密砂桩。上述三类碎石桩均为散体材料桩，统称为砂石桩。5.1.3挤密砂石桩复合地基适用于处理松散砂土、粉土、素填土和杂填土等地基。当处理粘粒含量大于10%的砂土、粉土地基时，应通过现场试验确定其适用性。挤密砂石桩法也可用于处理可液化地基。5.2设计5.2.1设计前应掌握砂土和粉土地基土的天然孔隙比、最大孔隙比、最小孔隙比、标准贯入击数、砂石料特性，以及施工机具等资料。5.2.2挤密砂石桩复合地基处理范围应大于荷载作用面范围。处理范围应根据建筑物的重要性和场地条件确定，一般处理宽度宜在基础外缘扩大1～3排桩。对可液化地基，在基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/2，且不应小于5m。5.2.3砂石桩孔位宜采用等边三角形或正方形布置。砂石桩直径可根据地基土质情况、成桩方式和成桩设备等因素确定。通常采用300～1200mm。5.2.4砂石桩的间距应根据上部结构荷载和场地情况通过现场试验确定，并应符合下列规定：1对采用振冲法成孔的碎石桩，桩间距宜结合所采用的振冲器功率大小确定。30kW的振冲器布桩间距可采用1.3～2.0m；55kW的振冲器布桩间距可采用1.4～2.5m；75kW的振冲器布桩间距可采用1.5～3.0m。荷载大宜采用较小的间距，荷载小宜采用较大的间距。2当采用振动沉管法成桩时，对粉土和砂土地基，桩间距不宜大于砂石桩直径的4.5倍。初步设计时，砂石桩的间距也可根据挤密后要求达到的孔隙比e1按式5.2.4-1和5.2.4-2估算。89 等边三角形布置（5.2.4-1）正方形布置（5.2.4-2）式中S ——砂石桩桩间距，m；d ——砂石桩直径，m；x ——修正系数，当考虑振动下沉密实作用时，可取1.1～1.2；不考虑振动下沉密实作用时，可取1.0；e0——地基处理前砂土的孔隙比，可按原状土样试验确定，也可根据动力或静力触探等对比试验确定；e1——地基挤密后要求达到的孔隙比，；emax、emin为砂土的最大、最小孔隙比，可按现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T50123的有关规定确定；Dr1为地基挤密后要求砂土达到的相对密实度，可取0.70～0.85。5.2.5砂石桩桩长可根据工程要求和工程地质条件通过计算确定，并应符合下列规定：1当松软土层厚度不大时，砂石桩宜穿透松软土层；2当松软土层厚度较大时，对按稳定性控制的工程，砂石桩桩长应不小于最危险滑动面以下2m的深度；对按变形控制的工程，砂石桩桩长应满足处理后地基变形量不超过建筑物的地基变形允许值，并满足软弱下卧层承载力的要求；3对可液化的地基，砂石桩桩长应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定采用；4桩长不宜小于4m。5.2.6砂石桩桩孔内的填料量应通过现场试验确定，估算时可按设计桩孔体积乘以充盈系数 g 确定， g 可取1.2～1.4。如施工中地面有下沉或隆起现象，则填料数量应根据现场具体情况予以增减。5.2.7砂石桩复合地基的承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时，也可以按式5.2.7估算：（5.2.7）式中fspk——砂石桩复合地基承载力特征值，kPa；fpk——桩体承载力特征值，kPa，宜通过单桩载荷试验确定；fsk——处理后桩间土承载力特征值，kPa，宜按当地经验取值，如无经验，可取天然地基承载力特征值；89 m——复合地基置换率，；为桩身平均直径，m；为单根桩分担的处理地基面积的等效圆直径，m。5.2.8砂石桩处理地基的变形计算，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定计算。复合土层的压缩模量可按式5.2.8计算：（5.2.8）式中Esp——复合土层压缩模量，MPa；Es  ——桩间土压缩模量，Mpa，宜按当地经验取值，如无经验，可取天然地基压缩模量；m  ——复合地基置换率；n    ——桩土应力比，当无实测资料时，对粉土和砂土可取1.5～3，原土强度低者取大值，原土强度高者取小值。5.2.9当砂石桩用于处理堆载地基时，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007有关规定进行抗滑稳定性验算。5.2.10桩体材料可用碎石、卵石、角砾、圆砾、粗砂、中砂或石屑等硬质材料，不宜选用风化易碎的石料，按一定配比混合，含泥量不得大于5％。对振冲法成桩，常用的填料粒径为：30kW振冲器20～80mm；55kW振冲器30～100mm；75kW振冲器40～150mm。当采用沉管法成桩时，最大粒径不宜大于50mm。5.2.11砂石桩顶部宜铺设一层厚度为300～500mm的砂石垫层。5.3施工5.3.1砂石桩施工可采用振冲、振动沉管等成桩法。5.3.2施工前应进行成桩工艺和成桩挤密试验。当成桩质量不能满足设计要求时，应再调整设计与施工有关参数，重新进行试验或改变设计。5.3.3振冲施工可根据设计荷载的大小、原状土强度的高低、设计桩长等条件选用不同功率的振冲器，升降振冲器的机械可用起重机、自行井架式施工平车或其他合适的设备，施工设备应配有电流、电压和留振时间自动信号仪表。5.3.4施工现场应设置泥水排放系统，或组织运浆车辆将泥浆运至预先安排的存放地点，并宜设置沉淀池重复使用上部清水；在施工期间可同时采取降水措施。5.3.5应根据现场地质情况和施工要求确定密实电流、填料量和留振时间三项施工参数。施工中应控制三项施工参数，保证振冲挤密砂石桩的质量。5.3.6振动沉管成桩法施工应根据沉管和挤密情况，控制填砂石量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机的工作电流等。89 施工中应选用能顺利出料和有效挤压桩孔内砂石料的桩尖结构。当采用活瓣桩靴时，对砂土和粉土地基宜选用尖锥型；一次性桩尖可采用混凝土锥形桩尖。5.3.7砂石桩的施工顺序：对砂土地基宜从外围或两侧向中间进行；在既有建（构）筑物邻近施工时，应背离建（构）筑物方向进行。砂石桩施工应控制成桩速度，必要时采取防挤土措施。5.3.8施工时桩位水平偏差不应大于0.3倍桩身平均直径或套管外径；垂直度偏差不应大于1％。5.3.9砂石桩施工后，应将基底标高下的松散层挖除或夯压密实，随后铺设并压实砂石垫层。5.4检测与检验5.4.1在施工期间及施工结束后，应检查砂石桩的施工记录。应检查振冲深度、砂石的用量、留振时间和密实电流强度等；对沉管法，尚应检查套管往复挤压振动次数与时间、套管升降幅度和速度、每次填砂石料量等项施工记录。5.4.2施工后应间隔一定时间，方可进行质量检验。对砂土和杂填土地基，不宜少于7d；对粉土地基，不宜少于14d。5.4.3砂石桩的施工质量检验可采用单桩载荷试验，对桩体可采用动力触探试验检测，对桩间土可采用标准贯入、静力触探、动力触探或其他原位测试等方法进行检测。桩间土质量的检测位置应在等边三角形或正方形的中心。检测数量不应少于桩孔总数的2％。5.4.4砂石桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。5.4.5复合地基载荷试验数量不应少于总桩数的0.5％，且每个单体建筑不应少于3点。89 6强夯置换碎石墩复合地基6.1一般规定6.1.1采用强夯法，边夯边填碎石在地基中形成碎石墩。由碎石墩、墩间土以及上部碎石垫层组成的复合地基称为强夯置换碎石墩复合地基。6.1.2强夯置换碎石墩复合地基适用于加固淤泥、淤泥质土、饱和粉土、粘性土、杂填土、素填土等地基。置换碎石墩深度不宜超过7m。6.1.3强夯置换碎石墩施工对周围环境有噪音、振动，以及挤土影响，应重视施工环境的适应性。6.2设计6.2.1强夯置换碎石墩复合地基的设计应包括下列主要内容：1确定强夯置换深度；2确定强夯置换处理的范围；3墩体材料的选择；4单击夯击能；5夯点的夯击次（遍）数；6墩位的平面布置形式；7墩体间距；8单墩承载力的确定；9强夯置换碎石墩复合地基的变形计算；10必要时的周边环境保护措施；11现场监测和质量控制措施。6.2.2强夯置换处理深度由土质条件决定，除厚层饱和粉土外，宜穿透软土层，到达较硬土层上。碎石墩深度不宜大于7m。6.2.3强夯置换处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2~2/3，并不宜小于3m。6.2.4墩体材料可采用级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料。6.2.5强夯置换的单击夯击能应根据现场试验确定。初步设计时，可根据地基处理的深度、结构类型、土层情况和桩体材料等因素综合确定。6.2.6夯点的夯击次数应通过现场试夯确定。桩体成型夯击应满足下列条件：89 1墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长；2每次夯沉量以不造成起拔夯锤困难为宜，累计夯沉量为设计墩长的1.5～2.0倍；3最后两击的平均夯沉量不大于下列数值：当单击夯击能小于4000kN·m时，为50mm；当单击夯击能为4000～6000kN·m时，为100mm；当单击夯击能大于6000kN·m时，为200mm。墩间土应根据土质情况采用满夯或碾压等方法进行加固。满夯夯击遍数和碾压遍数可根据现场试验确定。6.2.7墩位布置应根据建筑物底面的平面形状确定。宜采用等边三角形或正方形。6.2.8墩体间距应根据荷载大小、原状土体的承载力、基础型式及夯点布置形式选定，并应注意太小的间距会造成施工对临近已成墩体的挤抬作用。一般情况，当满堂布置时，可取夯锤直径的2～3倍，对独立基础或条形基础可取夯锤的1.5～2.0倍。墩的计算直径可取夯锤直径的1.1～1.2倍。6.2.9强夯置换碎石墩的设计应预估地面抬高值，并在试夯时进行校正。6.2.10墩顶应铺设一层厚度不小于500mm的压实垫层，垫层材料可与墩体相同，粒径不宜大于100mm。6.2.11强夯置换碎石墩试验方案的确定，应先初步确定强夯参数，进行现场试夯。然后根据土质条件的不同，待试夯结束一至数周后，对试夯场地进行检测，并与夯前测试数据进行对比，检验效果，确定工程施工采用的各项强夯参数。检测项目除进行现场载荷试验检测承载力和变形量外，还应采用超重型或重型动力触探等方法，检查置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化。6.2.12确定软粘土中强夯置换墩地基承载力特征值，可只考虑墩体，不考虑墩间土的作用，其承载力应通过现场单墩载荷试验确定；对饱和粉土地基经强夯置换后，可按复合地基考虑，其承载力可通过单墩复合地基的载荷试验确定。初步设计时，单墩承载力特征值Ra可按式6.2.12-1计算：（6.2.12-1）式中up ——墩的截面周长，m；qsi——第层土的墩侧摩阻力特征值，kPa；li——第层土的厚度，m；Ap——墩的截面积，m2；qp ——墩端土承载力特征值，kPa。89 饱和粉土中的复合地基承载力特征值fspk可按式6.2.12-2计算：（6.2.12-2）式中m——复合地基置换率；b ——墩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无地区经验时可取0.75～0.95，承载力较高时取大值；  fsk——处理后的墩间土承载力特征值，kPa。6.2.13强夯置换碎石墩复合地基的变形应根据《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定进行计算。复合土层的压缩模量可按式6.2.13计算：（6.2.13）式中Esp——复合土层的压缩模量，MPa；Es  ——墩间土的压缩模量，MPa，宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基压缩模量；n ——桩土应力比，在无实测资料时，对粘性土可取2～4，对粉土和砂土可取1.5～3，原土强度低取大值，原土强度高取小值；m  ——复合地基置换率，；d为墩身平均直径，m；de为单根墩分担的处理地基面积的等效圆直径，m。等边三角形布置时：；正方形布置时：；矩形布置时：。S、S1、S2分别为桩间距、纵向间距和横向间距。6.3施工6.3.1夯锤重应根据土质情况、处理置换深度、加固要求和施工技术水平确定，其底面形式宜采用圆形或多边形，锤底面积宜按土的性质确定，也可采用诸如橄榄形等其他形式的夯锤。锤底静接地压力值可取100～200kPa，对于细颗粒土宜取较小值。锤的底面宜对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250～300mm。6.3.2施工机械宜采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。6.3.3坑内或场地积水应及时排除。当场地地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，应采用措施降低地下水位，使地下水位低于夯坑底面以下一定深度。当场地表土较软弱，机械无法行走时，可铺填一定厚度的粗粒料。6.3.489 施工前应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等基本资料，并采取必要的措施，以免因施工而造成损坏。6.3.5当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设施产生有害的影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟或防振措施。6.3.6强夯置换碎石墩施工应按下列步骤进行：1清理平整施工场地，当表土松软时，可铺设一定厚度的碎石或塘渣施工垫层；2定位施工的夯点位置，并测量场地高程；3起重机就位，夯锤置于夯点位置；4测量夯前锤顶高程；5将夯锤起吊至预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程。当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填料直至与坑顶齐平，记录填料数量，如此重复直至满足规定的夯击次数及控制标准完成一个墩体的夯击。在夯击过程中，夯坑底面出现过大倾斜时，应向坑内较低处抛填夯料，整平夯坑。当夯点周围软土挤出影响施工时，可随时清理并在夯点周围铺垫碎石，继续施工；6按“由内而外，隔行跳打”的原则完成全部夯点的施工；7推平场地，用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程；8铺设垫层，并分层碾压密实。6.3.7施工过程中应有专人负责下列监测工作：1开夯前检查夯锤的重量和落距，确保单击夯击能符合设计要求；2夯前应对夯击点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正或补夯；3按设计要求检查每个夯点的夯击次数、每击的夯沉量和置换深度；6.3.8详细记录施工过程中的各项参数及相关情况。6.4检测与检验6.4.1检查施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯或采取其他有效措施。强夯置换施工中可采用超重型或重型圆锥动力触探检查置换墩着底情况，斜孔取芯钻进检测墩体的墩径、外形和墩长情况。6.4.2强夯置换碎石墩复合地基的竣工验收承载力检验应在施工结束后28d进行。6.4.3强夯置换碎石墩复合地基竣工验收时，承载力检验除应采用单墩载荷试验检验外，尚应采用动力触探、地质雷达等有效手段查明置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化。对饱和粉土地基允许采用单墩复合地基载荷试验代替单墩载荷试验。89 6.4.4竣工验收承载力检验的数量，应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定。对于简单场地上的一般建筑物，载荷试验检验点不应少于墩点数的1%，且不少于3点；对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点数。89 7低强度桩复合地基7.1一般规定7.1.1按桩身材料的不同，低强度桩复合地基包括：1水泥粉煤灰碎石桩复合地基（CFG桩复合地基）；2低强度素混凝土桩复合地基；3二灰混凝土桩复合地基。7.1.2低强度桩复合地基适用于处理粘性土、粉土、砂土和已完成自重压密的素填土等地基。对淤泥质土地基应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。7.1.3应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。7.2设计7.2.1低强度混凝土桩可只在基础范围内布置，桩径宜取300～600mm。7.2.2桩的中心与基础边缘之间的距离不宜小于1倍桩径，桩的边缘与基础边缘之间的距离对条形基础不宜小于75mm，对其他基础型式不宜小于150mm。7.2.3桩距应根据设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺、周边环境条件等确定。采用挤土工艺成桩（一般指沉管施工工艺）时，桩的中心距及布桩平面系数应符合表7.2.3的要求。表7.2.3桩的最小中心距和最大布桩平面系数土的类别一般情况排数超过2排，桩数超过9根的群桩情况最小中心距最大布桩平面系数（％）最小中心距最大布桩平面系数（％）穿越深厚软土3.5 d4.54.0 d4其他土层3.0 d6.53.5 d5注：1、d ——桩管外径。 2、采用非挤土工艺成桩，桩中心距不宜小于3d。7.2.4桩顶与基础之间宜设置褥垫层，厚度宜取150～300mm，桩承载力高、桩径或桩距大时取高值。7.2.5褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配良好的砂石或碎石等，最大粒径不宜大于30mm。89 7.2.6复合地基承载力特征值fspk应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计可按式7.2.6估算：（7.2.6）式中m——复合地基置换率；Ra——单桩竖向承载力特征值，kN；Ap——桩的截面积，m2；b——桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无地区经验时可取0.65～0.90；fsk ——处理后的桩间土承载力特征值，kPa，宜按地区经验取值，如无地区经验时，可取天然地基承载力特征值。7.2.7单桩竖向承载力特征值Ra的取值应符合下列规定：1当采用单桩载荷试验确定时，取单桩竖向极限承载力的一半；2当无单桩载荷试验资料时，可按式7.2.7估算（7.2.7）式中up ——桩的周长，m；n   ——桩长范围内划分的土层数；qsi ——第i层土的桩侧摩阻力特征值，kPaqp ——桩端土承载力特征值，kPa；；li ——第i层土的厚度，m。7.2.8桩身强度应满足式7.2.8的要求（7.2.8）式中fcu——桩体混合料试块（边长150mm立方体）标准养护28d后的立方体抗压强度平均值，kPa。7.2.9低强度桩复合地基沉降宜按式7.2.9-1计算：（7.2.9-1）式中s1 ——复合土层压缩量，mm；s2 ——下卧土层的压缩量，mm。s1、s2的计算可采用分层总和法，按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的规定执行。（7.2.9-2）89 式中Dpi   ——第i层土的平均附加应力增量，kPa；hi    ——第i层计算土层的厚度，m；Espi——第i层复合土体的压缩模量，MPa，按式7.2.9-3计算（7.2.9-3）式中Ep   ——桩体压缩模量，MPa；Es   ——桩间土压缩模量，MPa。s2的计算公式同s1，其中作用在下卧层顶部的附加压力可采用压力扩散法或等效实体法确定。压力扩散法：（7.2.9-4）图7.2.9-1压力扩散法计算简图89 等效实体法：（7.2.9-5）图7.2.9-2等效实体法计算简图式中pz——荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加压力值，kPa；L ——基础的长度，m；B ——基础的宽度，m；h  ——复合地基加固区的深度，m； a0，b0——分别为基础长度和宽度方向桩的外包尺寸，m；p0 ——复合地基加固区顶部的附加压力，kPa；θ  ——压力扩散角；f   ——复合地基加固区桩侧摩阻力，kPa。7.2.10路（坝）堤下低强度桩复合地基稳定性可采用圆弧滑动总应力法进行验算。最危险滑动面上的总剪切力为，总抗剪切力为，则稳定性安全系数由式7.2.10计算：（7.2.10）式中T ——最危险滑动面上的总剪切力，kN；S ——最危险滑动面上的总抗剪切力，kN；K——安全系数。稳定性安全系数取1.20～1.30，并且低强度桩桩长应超过危险滑弧以下2.0m。89 7.3施工7.3.1低强度桩的施工，根据现场条件及工程特点可选用下列施工工艺：1振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填土地基，当软土较为深厚且布桩较密，或周边环境有严格要求时，应谨慎选用；2钻孔取土成孔灌注成桩，包括长螺旋钻孔管内泵压成桩、长螺旋钻孔灌注成桩、泥浆护壁钻孔灌注成桩等等，适用范围较广。7.3.2各种成桩工艺除应满足国家现行有关标准的规定外，尚应符合下列要求：1施工前应按设计要求在室内进行配合比试验，施工时按配合比配置混合料；2沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在2~1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢；3桩顶超灌高度不应小于0.5m；4成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组（3块）试块，标准养护，测定其立方体抗压强度。7.3.3挖土和截桩时应注意对桩身及桩间土的保护，严禁造成桩身开裂甚至破坏或扰动桩间土。7.3.4褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，也可采用动力夯实法，夯填度（夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值）不得大于0.9。7.3.5施工桩身垂直度偏差不得大于1%；对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径；对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。7.3.6当周边环境对变形有严格要求时，成桩过程应采取有效措施，减少对周边环境的影响，确保周边安全。7.4检测与检验7.4.1施工质量检验主要是检查施工记录。主要内容为混合料坍落度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度。7.4.2低强度桩复合地基验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。7.4.3复合地基载荷试验和单桩载荷试验应在桩身强度满足加载要求且施工结束28d后进行。复合地基载荷试验数量为总桩数的0.5%～1%，且每个单体工程的试验数量不应少于3点。单桩载荷试验数量为总桩数的0.5%，且每个单体工程的试验数量不应少于3点。89 7.4.4应抽取不少于总桩数的10%的桩进行低应变动力测试以检测桩身完整性。7.4.5成桩过程中应加强对周边环境的监测。89 8钢筋混凝土桩复合地基8.1一般规定8.1.1钢筋混凝土桩复合地基适合于处理粘性土、粉土、砂土等地基。淤泥、淤泥质土地基上对变形控制要求不严的工程也可采用钢筋混凝土桩复合地基。8.1.2钢筋混凝土桩复合地基中的桩应采用摩擦型桩。8.1.3钢筋混凝土桩复合地基设计时应进行地基变形验算。8.2设计8.2.1桩长的选择，应根据地基土层的组成，使桩端尽可能地穿过压缩层范围内压缩性较高的土层，进入压缩性相对较低的土层。8.2.2对于淤泥、淤泥质土地基上的基础，当表层存在硬壳层时，应减少基础埋深。8.2.3桩距应根据设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺等确定，一般宜取大于5倍桩径。当上部荷载较大时，可取较小的桩距。8.2.4桩顶和基础之间宜设置褥垫层，褥垫层厚度宜取150～300mm，当桩径或桩距较大时取高值。褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配良好的砂石或碎石等，最大粒径不宜大于30mm。8.2.5钢筋混凝土桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时可按本规程式7.2.6估算，复合地基中的桩数可按式8.2.5确定：=（8.2.5）式中n  ——复合地基中的桩数；Fk——相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的竖向力，kN；Gk  ——基础自重及基础上土自重标准值，kN；Qca——基础下桩间土承担的荷载标准值，kN；Ra ——单桩竖向承载力特征值，kN。8.2.6单桩竖向承载力特征值应通过现场载荷试验确定，初步设计时可按式8.2.6-1估算，并应同时满足式8.2.6-2的要求。（8.2.6-1）（8.2.6-2）89 式中up ——桩的周长，m；qsi ——第i层土的桩侧摩阻力特征值，kPa；qp  ——桩端土承载力特征值；kPa；li ——第i层土的厚度，m；n ——桩长范围内所划分的土层数；fc ——混凝土轴心抗压强度设计值，kPa，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010取值；  Ap  ——桩身横截面积，m2； Yc   ——工作条件系数，预制桩取0.75，灌注桩取0.6～0.7（水下灌注桩、沉管灌注桩或长桩时用低值）。当桩身的施工质量有充分保证时，可以适当提高，但不得超过0.8。8.2.7桩间土承载力特征值的取值按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定执行。其中基础宽度修正系数取0.0，基础深度修正系数取1.0。当受力层范围存在软弱下卧层时尚应验算下卧层的地基承载力。基础下桩间土承担的荷载标准值Qca按式8.2.7确定：（8.2.7）式中fa——复合地基经深度修正后的桩间土承载力特征值，kPa；Ac ——扣除桩截面积后的基础底面积，m2；b ——桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.55～0.85。8.2.8钢筋混凝土桩复合地基变形计算方法同低强度桩复合地基，见本规程7.2.9条。8.2.9地基变形计算深度应大于复合土层的厚度，并应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007中地基变形计算深度的有关规定。8.3施工8.3.1桩的施工应按现行国家、行业和浙江省标准的有关规定执行。8.3.2褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，也可采用动力夯实法，夯填度（夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值）不得大于0.9。8.3.3桩施工垂直度偏差不应大于1%。对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径，对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对单排布桩，桩位偏差不应大于100mm。89 8.4检测与检验8.4.1钢筋混凝土桩复合地基承载力检验应采用单桩载荷试验和复合地基载荷试验。对单位工程内同一条件下的工程桩，检测数量不应少于1%，且不应少于3根，当总桩数在50根以内时，不应少于2根。8.4.2钢筋混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量不应少于总桩数的10%。89 9长短桩复合地基9.1一般规定9.1.1竖向增强体由长桩和短桩组成的桩体复合地基称为长短桩复合地基。其中长桩宜采用刚性桩，也可采用加筋水泥土桩，短桩宜采用低强度桩、水泥土桩、或散体材料桩。9.1.2长短桩复合地基适用于深厚淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土等地基。9.1.3长短桩中的长桩宜支承在较好的土层中。9.2设计9.2.1长短桩复合地基中的桩采用刚性桩时，单桩承载力特征值应按式9.2.1-1计算:（9.2.1-1）长短桩复合地基中的桩采用柔性桩时，单桩承载力特征值应按式9.2.1-2计算:（9.2.1-2）式中up ——桩周长，m；n   ——桩长范围内所划分的土层数；qsi——第i层土的桩侧摩阻力特征值，kPa；qp ——桩端土承载力特征值，kPa；a  ——柔性桩桩端天然地基土的承载力折减系数，与桩长、土层土质情况有关；li  ——第i层土的厚度，m；  Ap ——桩的截面积，m2。刚性桩和柔性桩单桩承载力特征值取值尚应满足由桩身强度决定的单桩承载力特征值。长短桩复合地基中的短桩采用散体材料桩时，单桩承载力特征值应通过单桩载荷试验确定。长短桩复合地基中的长89 桩采用加筋水泥土桩时，单桩承载力特征值应通过单桩载荷试验确定。9.2.2长短桩复合地基承载力特征值可按式9.2.2计算（9.2.2）式中fspk——复合地基承载力特征值，kPa；m1、m2——分别为长桩和短桩面积置换率；Ra1、Ra2——分别为长桩和短桩单桩竖向承载力特征值，kN；Ap1、Ap2——分别为长桩和短桩截面积，m2；fsk ——处理后桩间土的承载力特征值，kPa；η1、η2、η3——按当地经验或试验结果取值。9.2.3长短桩复合地基的沉降由垫层压缩量、加固区压缩量和加固区下卧土层压缩量s3组成。加固区压缩量分为短桩范围内复合土层压缩量s1和短桩以下只有长桩部分复合土层压缩量s2。垫层压缩量小，且在施工期已基本完成，可不考虑。长短桩复合地基的沉降s=s1+s2+s3。各土层压缩量采用分层总和法计算，复合土体的复合模量釆用面积加权公式计算。短桩范围内复合土层的复合模量Esp1和短桩以下只有长桩部分复合土层的复合模量Esp2分别由式9.2.3-1和9.2.3-2计算：（9.2.3-1）（9.2.3-2）式中Ep1、Ep2、Es——分别为长桩、短桩、天然土层的压缩模量，MPa；  m1、m2——分别为长桩、短桩的置换率。9.2.4桩顶必须设置褥垫层，垫层厚度根据桩底持力层、桩顶附近桩间土性质、场地载荷试验情况综合确定，一般为100～300mm。材料采用中砂、粗砂、级配良好的砂石等，最大粒径不宜大于20mm，密实度≥0.94。桩顶与基础完全脱开，桩顶进入褥垫层30~50mm。9.2.5褥垫层外围宜设置围梁。9.3施工9.3.1桩的施工应按现行国家、浙江省标准的有关规定执行。9.3.2褥垫层的施工：褥垫层的施工宜用振动碾，褥垫层材料应通过级配试验进行试配。9.3.3基坑开挖时应避免坑底土层受扰动、践踏、受冻或受水浸泡，开挖后应保证留约200mm厚土层，待铺填垫层前再人工开挖至设计标高。89 9.3.4垫层施工应注意基坑排水，不得在浸水条件下施工，必要时应采取降低地下水位的措施。9.3.5垫层底面宜设在同一标高上，如深度不同，基坑底面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序进行垫层施工，搭接处应夯实。垫层竣工验收合格后，应及时进行基础施工与基坑回填。9.4检测与检验9.4.1桩的质量控制应贯穿施工的全过程，并应坚持全过程的施工监理。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。9.4.2桩应进行桩身质量检测和承载力检测，垫层应进行密实度检测，复合地基检测应在上述三项检测合格后进行。检测数量：桩的检测数量按现行国家标准执行；垫层密实度检测，对大基坑每50～100m2不应少于1个检测点，对基槽每10～20m不应少于1个检测点，每个独立基础不应少于1个检测点。复合地基检测：单体工程不宜少于3点，检测项目包括复合地基承载力检测、沉降检测。大型工程的检测点数量应根据单体数量及工程的面积综合确定，但不应少于3点。89 10桩网复合地基10.1一般规定10.1.1在刚性桩复合地基上铺设加筋土垫层形成的人工地基称为桩网复合地基。为合理传递荷载，一般在刚性桩上设置桩帽。10.1.2桩网复合地基适用于路堤和柔性地面结构的堆场下淤泥质土、粘性土、粉土等软弱地基的加固。10.1.3宜选择抗剪强度较高，压缩性较小的土层作为桩端持力层。10.2设计10.2.1桩网复合地基的设计主要包括刚性桩复合地基设计和加筋土垫层设计。10.2.2应根据设计要求和现场情况选择合适的桩型。桩长应根据承载力和变形要求确定，宜穿透软弱土层至承载力较高的土层。桩距应按复合地基承载力、土体性质、施工工艺等条件确定，一般为4～8倍桩径。10.2.3在桩顶设置钢筋混凝土桩帽。桩帽一般采用正方形，边长根据桩径和桩距大小确定，常取700～1500mm。桩帽的厚度一般不小于300mm，钢筋应按双向均匀通长布置，直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm。混凝土强度等级不低于C20，钢筋保护层厚度不应小于40mm。桩顶进入桩帽长度不宜小于50mm。10.2.4桩帽的设计应满足抗弯、抗冲切和抗剪要求。桩帽配筋按抗弯计算确定，控制截面为桩边缘处截面，最不利工况为上部荷载完全由桩承担且桩帽底部与土体完全脱开。弯矩值按式10.2.4-1计算：（10.2.4-1）式中M——相应于荷载效应基本组合时，桩边缘处截面的弯矩设计值，kN·m；x——修正系数，l/a=4时取2.7,l/a=2时取3.8，中间值可按线性插值计算；p ——相应于荷载效应基本组合时，桩帽顶部均布压力值，kPa；l  ——桩帽边长，m；a ——方桩边长，m，对于圆桩可等效为方桩进行计算，即a=0.886d。计算配筋率小于《混凝土结构设计规范》GB50010规定的最小配筋率时，应按最小配筋率进行配筋。桩帽厚度初步设计时可取0.5倍悬臂边长，且应满足受冲切承载力、受剪切承载力的要求。桩帽受冲切承载力按式10.2.4-2计算：89 （10.2.4-2）式中Fl ——相应于荷载效应基本组合时，作用在冲切锥体外部的桩帽顶部压力设计值，如图10.2.4中阴影部分所示，kN；ft ——混凝土轴心抗拉强度设计值，kPa；um ——距桩边缘h0/2处冲切临界截面的周长，m，如图10.2.4所示；h0  ——桩帽冲切破坏锥体的有效高度，m。桩帽斜截面受剪承载力按式10.2.4-3计算：（10.2.4-3）式中Vs   ——相应于荷载效应基本组合时，作用在图10.2.4中阴影ABCD面积上桩帽顶部压力设计值，kN；图10.2.4桩帽设计计算简图10.2.5加筋垫层厚度与加筋体铺设层数有关，单层铺设厚度150～300mm，当桩径小或桩距大时取大值。10.2.6垫层材料宜用碎石、卵石、砂石、石屑等，应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。砂石的最大粒径不宜大于20mm。垫层材料设计参数宜根据试验确定。89 10.2.7加筋体的拉伸屈服强度选择范围一般为30～100kN/m，屈服延伸率宜大于10%，应变为5%时的双向拉伸强度不宜低于15kN/m。宜选择糙度较大的土工合成材料。10.2.8加筋土垫层的承载力特征值应通过载荷试验确定，初步设计也可按式10.2.8估算：（10.2.8）式中fspk1——加筋垫层承载力特征值，kPa；S——桩间距，m；Zn    ——加筋垫层厚度，m，根据加筋体的层数和分层填料的厚度确定；θ  ——压力扩散角，一般为10°～15°；fsk   ——处理后桩间土承载力特征值，kPa，按当地经验取值，如无经验时可取天然地基承载力特征值；n    ——加筋体的层数；Tr ——应变为5%时对应的加筋体拉力，kN/m，无相关资料时宜通过张拉试验曲线确定；d ——加筋体拉力方向与桩顶水平面的夹角，初步设计时取10°~ 15°；j ——垫层填料的内摩擦角，碎石类取35°~40°，砂类取28°。10.2.9刚性桩复合地基上荷载为作用在加筋土垫层上的荷载与加筋土垫层自重荷载之和。10.2.10刚性桩复合地基的承载力特征值应通过载荷试验确定，初步设计也可按式10.2.10估算：（10.2.10）式中fspk——刚性桩复合地基承载力特征值，kPa；m   ——复合地基置换率，按桩帽面积计算；Ra  ——单桩竖向承载力特征值，kN；Ap  ——桩帽面积，m2；b ——桩间土承载力折减系数，可取0～0.60，垫层刚度较小、桩间土承载力较高时取大值；fsk  ——处理后桩间土承载力特征值，kPa，按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。10.2.11单桩竖向承载力特征值应通过现场载荷试验确定，初步设计时也可按式10.2.11估算：89 （10.2.11）式中qsi ——第层土的桩侧摩阻力特征值，kPa；qp ——桩端土承载力特征值，kPa；up ——桩周长，m；Ap——桩的截面积，m2；li   ——桩周第i层土的厚度，m；n   ——桩身范围内的土层数。10.2.12桩网复合地基的总沉降s由加固区压缩变形s1和下卧层变形s2组成。可采用分层总和法计算两部分的变形量，然后求和。（10.2.12-1）式中s       ——地基沉降量，mm；n1    ——加固区分层数；n2 ——总分层数；Dpi——荷载p0在第i层产生的平均附加应力，kPa；Esci  ——第i层土的复合压缩模量，MPa，按式7.2.9-3计算； hi     ——第i层土的分层厚度，m；Ys    ——沉降计算经验修正系数，根据当地沉降观测资料及经验确定，也可按表10.2.12确定。表10.2.12沉降计算经验系数Ys2.54.07.015.020.0Ys1.11.00.70.40.2注：为变形计算深度范围内压缩模量的当量值，计算式：，其中Ai为第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值；Esi为基础底面下第i层土的压缩模量值，Mpa，桩长范围内按复合土层的压缩模量取值。10.2.13地基变形计算深度应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007或《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》JTJ017中有关规定。10.2.14路（坝）堤桩网复合地基稳定性可按本规程7.2.10条的圆弧滑动总应力法进行验算。89 10.3施工10.3.1桩体的施工，随桩体种类不同而有所变化，应根据设计要求和现场条件选用相应的施工工艺。10.3.2管桩施工采用静压法或锤击法。施工工序为清理整平、桩位放样、机械就位、调整垂直度、吊桩、压桩或打桩、接桩、重复以上工艺至成桩。10.3.3桩帽的施工工序为下承层平整夯实、模板安装、绑设钢筋、混凝土浇筑养护。10.3.4土工合成材料铺设时不允许有褶皱，应人工拉紧；端头应固定或回折锚固；下承层顶面应平整，防止土工合成材料被刺穿、顶破；避免过长时间暴晒或裸露，间隔时间不宜超过48h；连接宜用搭接法、缝接法和胶结法，并均应保证主要受力方向的连结强度不低于所采用材料的抗拉强度。土工格栅通常采用搭接法连接，横向每幅之间搭接宽度不小于50mm，纵向搭接宽度不小于200mm，搭接处采用聚乙烯扎扣等措施连接，绑扎点间距不超过200mm。土工布搭接采用机器缝合，缝合尼龙线强度不小于150kN，采用包缝或丁缝，土工布缝接宽不小于50mm。土工合成材料上、下层接缝应交替错开，错开长度不应少于0.5m。10.3.5垫层铺设宜采用静力压实法，当桩间土含水量不大时亦可夯实。垫层虚铺厚度按式10.3.5控制：（10.3.5）式中h——垫层虚铺厚度，mm；DH ——垫层设计厚度，mm；l ——夯实度，一般取0.87～0.90。施工现场一般多采用平板振捣器进行压实，对较平的砂石材料，虚铺后可适当洒水再行碾压或夯实。施工过程中应防止出现“橡皮土”或“翻浆”现象，若出现，应将垫层以及受扰动的下卧层挖掉，重新处理。10.4检测与检验10.4.1施工质量检验主要应检查施工记录、桩数、桩位偏差、垫层厚度、土工材料铺设质量和桩帽施工质量等。10.4.2桩网复合地基竣工验收时，除采用复合地基载荷试验外，还应根据所采用的桩体种类来确定其他检验项目。10.4.389 桩网复合地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时进行。试验数量宜为总桩数的0.5%～1%，且单体工程的试验数量不应少于3点。10.4.4应抽取一定比例的桩数对成桩质量和桩体完整性进行检测。10.4.5土工合成材料质量应符合设计要求，外观无破损、无老化、无污染、无褶皱，搭接宽度和搭接缝错开距离符合设计要求，抽检比例不少于2%。10.4.6桩帽施工质量检验项目主要有轴线偏位、平面尺寸、厚度，以及混凝土强度等，抽检比例不少于2%。89 11其他类型复合地基11.1高压旋喷桩复合地基11.1.1由高压旋喷桩和地基土体共同承担荷载作用的人工地基称为高压旋喷桩复合地基。根据工程需要和土质条件，高压旋喷桩可采用单管法、双管法和三管法施工。高压旋喷桩复合地基适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。当土中含有较多大直径块石、大量植物根茎或有机质含量较高，以及地下水流速过大和已涌水的工程，应根据现场试验结果确定其适用性。11.1.2高压旋喷桩复合地基设计应符合下列规定：1高压旋喷桩复合地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定。初步设计时，可按式11.1.2-1估算：（11.1.2-1）式中fspk ——复合地基承载力特征值，kPa； fsk——处理后桩间土承载力特征值，kPa； m——复合地基置换率；Ra ——单桩竖向承载力特征值，kN；Ap ——桩的截面积，m2；b    ——桩间土承载力折减系数。2高压旋喷桩单桩竖向承载力特征值可通过现场单桩载荷试验确定，也可按式11.1.2-2和11.1.2-3估算，取两者中的较小值：（11.1.2-2）（11.1.2-3）式中fcu——与旋喷桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块在标准养护条件下28d龄期的立方体抗压强度平均值，kPa；h   ——桩身强度折减系数，可取0.33；Ap ——桩的截面积，m2；up  ——桩的截面周长，m；qsi  ——第i层土的桩侧摩阻力特征值，kPa； qp ——桩端土承载力特征值，kPa；89  li ——第i层土的厚度，m；a    ——桩端天然地基土的承载力折减系数，与桩长、土层土质情况有关，常取0.4～0.6；n  ——桩长范围内的土层数。3高压旋喷桩复合地基宜在基础和桩顶之间设置厚200～300mm的砂石褥垫层。4桩长范围内复合土层和下卧层地基变形值，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定进行计算。当复合地基处理范围内存在软弱下卧层时，按规范进行承载力验算。11.1.3高压旋喷桩复合地基施工应符合下列规定：1施工前应根据现场环境和地下埋设物位置等情况，复核设计孔位。2高压旋喷桩复合地基的注浆材料主要为水泥，对于无特殊要求的工程，宜采用强度等级不低于32.5级的普通硅酸盐水泥，根据需要可加入适量的外加剂和掺合料。3主要施工工序为机具就位、贯入喷射管、喷射注浆、拔管及冲洗等。4对需要局部扩大加固范围或提高强度的部位，可采取复喷措施。处理既有建筑物地基时，应采用速凝浆液或跳孔喷射和冒浆回灌等措施，以防喷射过程中地基产生附加变形、地基与基础间出现脱空现象。5为提高高压旋喷桩单桩承载力，可在高压旋喷桩中插设预制钢筋混凝土桩，形成加筋高压旋喷桩。加筋高压旋喷桩单桩承载力通过单桩载荷试验确定。11.1.4高压旋喷桩复合地基检测与检验可根据工程要求和当地经验采用开挖检查、取芯、标准贯入试验、载荷试验等方法进行检验，并结合工程测试及观测资料综合评价加固效果。质量检验、载荷试验宜在注浆结束28d后进行。竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。89 11.2灰土挤密桩复合地基11.2.1由填夯的灰土桩体和桩间挤密土组成的人工地基称为灰土挤密桩复合地基，适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。当地基土的含水量大于24％、饱和度大于65％时，不宜选用灰土挤密桩复合地基。11.2.2灰土挤密桩复合地基设计应符合下列规定：1处理面积应大于基础或建筑物底层平面的面积。处理深度应根据建筑场地的土质情况、工程要求及成孔、夯实设备等综合因素确定。2桩孔直径宜为300～450mm。桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离可为孔径的2.0～2.5倍，也可按《建筑地基处理技术规范》JGJ79建议公式进行估算。3桩体的夯实质量用平均压实系数控制。桩顶标高以上应设置300～500mm厚的灰土垫层。4灰土挤密桩复合地基的承载力特征值应通过现场单桩或多桩复合地基载荷试验确定。初步设计无试验资料时，可按本规程式11.1.2-1估算，也可按当地经验确定。其承载力特征值不宜大于处理前的2.0倍，并不宜大于250kPa。5复合地基的变形计算应按照现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定执行。11.2.3灰土挤密桩复合地基施工应符合下列规定：1根据设计要求、成孔设备、现场土质和周围环境等情况，选用沉管或冲击等方法。成孔时，地基土宜接近最优含水量，若含水量低于12％，宜对拟处理范围内的土层进行增湿。成孔和孔内回填夯实应满足《建筑地基处理技术规范》JGJ79要求。桩顶设计标高以上应预留一定厚度的覆盖土层。2铺设灰土垫层前，应按设计要求将桩顶标高以上的预留松动土层挖除或夯密实。3雨季或冬季施工，应采取防雨防冻措施。11.2.4灰土挤密桩复合地基检测与检验应在成桩后及时抽样检验处理质量。对一般工程，检测全部处理深度内桩体和桩间土的干密度，对重要工程，还应测定全部处理深度内桩间土的压缩性和湿陷性。竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。89 11.3夯实水泥土桩复合地基11.3.1将水泥和素土按照一定比例拌和均匀，夯填到桩孔内形成具有一定强度的夯实水泥土桩，与被挤密的桩间土形成的人工地基称为夯实水泥土桩复合地基。夯实水泥土桩复合地基适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。11.3.2夯实水泥土桩复合地基设计应符合下列规定：1夯实水泥土桩复合地基的处理深度，应根据土质情况、工程要求和成孔设备等因素确定，一般不超过10m。桩孔直径宜为300～600mm，桩距宜为2～4倍桩径。桩顶应铺设100～300mm厚砂石褥垫层。2夯实水泥土桩复合地基承载力特征值应按现场载荷试验确定。初步设计时也可按本规程式11.1.2-1估算。3地基处理后的变形应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定进行计算。11.3.3夯实水泥土桩复合地基施工应符合下列规定：1成孔工艺应按设计要求选用。可用沉管、冲击等方法挤土成孔，也可用洛阳铲、螺旋钻等方法非挤土成孔。桩孔施工应满足《建筑地基处理技术规范》JGJ79的要求。2土料中有机质含量不得超过5%，不得含有冻土或膨胀土。混合料含水量应满足土料的最优含水量，允许偏差不得大于±2%。水泥用量不得少于按配比试验确定的重量。垫层材料应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。3采用的施工方法应严禁使基底土层扰动。向孔内填料前孔底必须夯实。垫层铺设时应压（夯）密实。4雨期或冬期施工时，应采取防雨、防冻措施。11.3.4施工过程中，对夯实水泥土桩的成桩质量，应及时进行抽样检验。对一般工程，可检查桩的干密度和施工记录。竣工验收时，承载力检验应采用单桩复合地基载荷试验。对重要或大型工程，还应进行多桩复合地基载荷试验。89 11.4石灰桩复合地基11.4.1由石灰桩和地基土体形成的人工地基称为石灰桩复合地基。石灰桩复合地基适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、素填土和杂填土等地基。11.4.2石灰桩复合地基设计应符合下列规定：1石灰桩的主要材料为生石灰，掺合料宜选用粉煤灰、炉渣等工业废料。生石灰与掺合料的体积比可选用1：1或1：2。2石灰桩复合地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定。初步设计时也可按本规程式11.1.2-1估算。3石灰桩宜留500mm以上的孔口高度，并用粘性土夯实封口。4桩长范围内复合土层和下卧层地基变形值，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定进行计算。当复合地基处理范围内存在软弱下卧层时，按规范进行承载力验算。11.4.3石灰桩复合地基施工应符合下列规定：1石灰材料应选用新鲜生石灰块，有效氧化钙含量不宜低于70%，粒径不应大于70mm，含粉量（消石灰）不宜超过15%。由于石灰吸附空气中水分能力很强，在运输、贮放和施工过程中要做好防雨防潮工作。雨天不能施工。2根据工程具体情况可采用洛阳铲、沉管或螺旋钻成孔。成孔后要捡查孔内有无积水。当孔内有积水时，应采取有效措施避免产生喷桩事故。分层填入填料并逐层夯实。3施工前应做好场地排水措施，防止场地积水。4应建立完整的施工质量和施工安全管理制度，确保工程质量和施工人员安全。5加强生石灰管理，防止环境污染。11.4.4石灰桩施工检测宜在施工7～10d后进行，竣工验收检测宜在施工28d后进行。石灰桩检测可采用静力触探、动力触探或标准贯入试验。竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。89 本规程用词说明1、为便于在执行本规程条文时区别对待，对于要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用“宜”或“可”；反面词采用“不宜”。2、条文中指明应按其他标准、规范执行的写法为“可按……执行”或“应符合……的规定”。89 浙江省工程建设标准复合地基技术规程Technicalcodeforcompositefoundation条文说明89 1总则1.0.1各种类型的复合地基在土木工程建设中得到广泛应用，复合地基与桩基础和浅基础已成为三种常用地基基础型式。为了规范复合地基设计，促进复合地基的工程应用，根据浙江省建设厅编制计划，组织编制本规程。1.0.2本规程主要包含在浙江省范围内常用的桩体复合地基型式。桩体复合地基在建筑、交通、铁道、市政、水利、港口、机场、堆场等土木工程建设中得到广泛应用。考虑到高压旋喷桩复合地基、灰土挤密桩复合地基和夯实水泥土桩复合地基等在我国西北、华北地区应用较多，在浙江省内应用较少，本规程对上述内容只作简要介绍。近些年来，石灰桩复合地基在浙江省内应用也较少，所以也只作简要介绍。对于在地基中设置横向增强体形成的水平向增强体复合地基，工程实践积累较少，本规程未包含水平向增强体复合地基有关内容。1.0.3岩土问题分析要求详细了解场地工程地质和水文地质条件，了解土层形成年代和成因，掌握土的工程性质，运用土力学基本概念，结合工程经验，进行计算分析。在计算分析中强调定性分析和定量分析相结合，抓问题的主要矛盾。在计算分析的基础上进行工程判断。由于岩土问题分析中计算条件的模糊性和信息的不完全性，单纯力学计算不能解决实际问题，需要岩土工程师综合判断。所以复合地基设计强调概念设计。复合地基设计应在充分了解功能要求和掌握必要资料的基础上，通过设计条件的概化，先定性分析，再定量分析，提出一个框架，从技术方法的适宜性和有效性，施工的可操作性和质量的可控制性，环境限制和可能产生的负面影响，经济性等方面进行论证，然后选择一个或几个方案，进行必要的计算和验算，通过比较分析，逐步完善设计。89 2术语、符号2.1.1复合地基是一个新概念。上世纪六十年代国外采用碎石桩加固地基，并将加固后的地基称为复合地基。改革开放以后，我国引进碎石桩等许多地基处理新技术，同时也引进了复合地基概念。复合地基最初是指采用碎石桩加固后形成的人工地基。随着复合地基技术在我国土木工程建设中的推广应用，复合地基理论得到了很大的发展。随着深层搅拌桩加固技术在工程中的应用，发展了水泥土桩复合地基的概念。碎石桩是散体材料桩，水泥搅拌桩是粘结材料桩。水泥土桩复合地基的应用促进了柔性桩复合地基理论的发展。随着低强度桩复合地基和长短桩复合地基等新技术的应用，形成刚性桩复合地基概念。复合地基概念得到了进一步的发展。如果将由碎石桩等散体材料桩形成的人工地基称为狭义复合地基，则可将包括散体材料桩、各种刚度的粘结材料桩形成的人工地基、以及各种形式的长短桩复合地基称为广义复合地基。随着复合地基概念的发展和复合地基技术应用的扩大，发展了广义复合地基理论。本规程是基于广义复合地基理论编写的。2.1.5桩土应力比是均值概念。在荷载作用下，桩间土和桩体上的应力不可能是均匀分布的。因此，定点测量可能带来较大误差。桩土应力比的影响因素很多，如桩土模量比、置换率、荷载形式与荷载水平、作用时间，以及基础刚度等。刚性基础下碎石桩复合地基的桩土应力比变化范围较小，在设计计算中应用较多。柔性桩复合地基比碎石桩复合地基的桩土应力比变化范围要大，而刚性桩复合地基桩土应力比变化范围更大。在柔性桩复合地基和刚性桩复合地基设计中，将桩土应力比作为设计参数较难把握。2.1.18～2.1.19桩的刚柔是相对的，不仅与桩土模量比有关，还与桩的长细比有关，可按桩土相对刚度来分类。桩土相对刚度可按式2.1定义：　　　　　　　　　（2.1）式中，Es、ns分别为桩间土弹性模量和泊松比。有人建议当K大于1时可视为刚性桩，小于1时可视为柔性桩。在工程上刚性桩和柔性桩没有严格的界限。89 3基本规定3.1.1复合地基设计前期工作应在条文规定的基础上，根据拟采用的复合地基型式进行细化。如拟采用水泥土桩复合地基应详细了解土中有机质含量，以确定其适用性。又如应根据施工能力，特别是施工设备能力，以及工程地质条件，以确定拟釆用的复合地基的适用性。3.2.1复合地基型式很多，合理选用复合地基型式可以取得较好的社会效益和经济效益。下述选用原则供参考。1坚持具体工程具体分析和因地制宜的选用原则。根据场地工程地质条件，所建工程类型，荷载水平，以及使用要求，进行综合分析，还应考虑充分利用地方材料，合理选用复合地基型式。2散体材料桩单桩承载力的大小主要取决于桩周土体所能提供的最大侧限力。散体材料桩复合地基主要适用于在设置桩体过程中桩间土能够振密挤密，桩间土的强度能得到较大提高的砂性土地基。对饱和软粘土地基，采用散体材料桩复合地基加固，加固后承载力提高幅度不大，而且可能产生较大的工后沉降，应慎用。3对深厚软土地基，为了减小复合地基的沉降量，应采用较长的桩体，尽量减小加固区下卧层的压缩量。如采用刚度较大的桩体形成复合地基，也可采用长短桩复合地基。4采用刚性基础下粘结材料桩复合地基型式时，视桩土相对刚度大小决定在刚性基础下是否设置柔性垫层。桩土相对刚度较大，而且桩体强度较小时，应设置柔性垫层。通过设置柔性垫层可有效减小桩土应力比，改善接近桩顶部分桩体的受力状态。刚性基础下粘结材料桩复合地基桩土相对刚度较小，或桩体强度足够时，也可不设置柔性垫层。5填土路堤下采用粘结材料桩复合地基时，应在桩体复合地基上铺设刚度较好的垫层，如土工格栅加筋垫层，灰土垫层等。垫层的铺设可防止桩体向上刺入，增加桩土应力比，充分利用桩体的承载潜能，减小沉降。不设垫层的粘结材料桩复合地基，特别是不设垫层的桩土相对刚度较大的复合地基在填土路堤下应慎用。3.2.2在复合地基设计中一定要重视上部结构、基础和复合地基的共同作用。复合地基是通过一定的沉降量来达到桩和土共同承担荷载，设计中要重视沉降可能对上部结构产生的不良影响。3.3.1复合地基中桩和桩间土共同直接承担荷载是形成复合地基的必要条件，在复合地基设计中要充分重视，予以保证。在荷载作用下，桩体和地基土体是否能够共同直接承担上部结构传来的荷载是有条件的，也就是复合地基的形成是有条件的。下面作简要分析。89 （a）（b）（c）（d）图3.1复合地基形成条件示意图在图3.1中，Ep>Es1，Ep>Es2，其中Ep为桩体压缩模量，Es1为桩间土压缩模量，图（a）和（d）中Es2为加固区下卧层土体模量，图（b）中Es2为加固区垫层土体压缩模量。散体材料桩在荷载作用下产生侧向鼓胀变形，能够保证增强体和地基土体共同直接承担上部结构传来的荷载。因此当增强体为散体材料桩时，图3.1中各种情况均可满足增强体和土体共同承担上部荷载。然而，当增强体为粘结材料桩时情况就不同了。在图（a）中，在荷载作用下，刚性基础下的桩和桩间土沉降量相同，这可保证桩和土共同直接承担荷载。在图（b）中，桩落在不可压缩层上，在刚性基础下设置一定厚度的柔性垫层。一般情况下，通过刚性基础下柔性垫层的协调，也可保证桩和桩间土两者共同承担荷载。但需要注意分析柔性垫层对桩和桩间土差异变形的协调能力和桩与桩间土之间可能产生的最大差异变形之间的关系。如果桩和桩间土可能产生的最大差异变形超过柔性垫层对桩和桩间土的差异变形的协调能力，则虽设置了一定厚度的柔性垫层，在荷载作用下，也不能保证桩和桩间土始终能够共同直接承担荷载。在图（c）中，桩落在不可压缩层上，而且未设置垫层。在刚性基础传递的荷载作用下，开始时增强体和桩间土体中的竖向应力大小大致上按两者的模量比分配，但是随着土体产生蠕变，土中应力不断减小，而增强体中应力逐渐增大，荷载逐渐向增强体上转移。若Ep>>Es1，则桩间土承担的荷载比例极小。特别是若遇地下水位下降等因素，桩间土体进一步压缩，桩间土可能不再承担荷载。在这种情况下，增强体与桩间土体难以始终共同直接承担荷载的作用，也就是说桩和桩间土不能形成复合地基以共同承担上部荷载。在图（d）中，复合地基中增强体穿透最薄弱土层，落在相对好的土层上，Es2>Es1。在这种情况下，应重视Ep、Es1和Es2三者之间的关系，保证在荷载作用下通过桩体和桩间土变形协调来保证桩和桩间土共同承担荷载。因此采用粘结材料桩，特别是对采用刚性桩形成的复合地基，89 需要重视复合地基的形成条件的分析。在实际工程中，如桩体和桩间土不能满足复合地基形成条件，而以复合地基理念进行设计是不安全的。把不能直接承担荷载的桩间土承载力计算在内，高估了承载能力，降低了安全度，可能造成工程事故，应引起设计人员的充分重视。3.3.2按沉降控制设计理论是近年得以发展的新理念，对复合地基设计更有意义。下面先讨论什么是按沉降控制设计理论，然后再讨论复合地基如何按沉降控制设计。按沉降控制设计是相对于按承载力控制设计而言的。事实上，无论按承载力控制设计还是按沉降控制设计，都要满足承载力的要求和小于某一沉降量的要求。按沉降控制设计和按承载力控制设计究竟有什么不同呢？在按承载力控制设计中，通常先按满足承载力要求进行设计，然后再验算沉降量是否满足要求。如果地基承载力不能满足要求，或验算沉降量不能满足要求，再修改设计方案。而在按沉降控制设计中，通常先按满足沉降要求进行设计，然后再验算承载力是否满足要求。下面通过一实例分析说明按沉降控制设计的思路。例如：某工程采用浅基础时地基是稳定的，但沉降量达500mm，不能满足要求。现采用250mm×250mm方桩，桩长15m。布桩200根时，沉降量为50mm，布桩150根时沉降为70mm，布桩100根时沉降为120mm，布桩50根时，沉降量250mm，地基沉降量s与桩数n关系曲线如图3.2所示。若设计要求的沉降量小于150mm，则由图3.2可知布桩大于90根即可满足要求。从该例可看出按沉降量控制设计的实质及设计思路。 图3.2表示采用的桩数与相应的沉降量之间的关系，实际上图示规律也反映工程费用与相应的沉降量之间关系。减小沉降量意味着增加工程费用。于是按沉降控制设计可以合理控制工程费用。按沉降控制设计思路特别适用于深厚软弱地基上复合地基设计。图3.2桩数n–沉降s关系曲线示意图89 按沉降控制设计对设计人员提出了更高的要求，要求更好地掌握沉降计算理论，总结工程经验，提高沉降计算精度，要求进行优化设计。按沉降控制设计理念使工程设计更为合理。3.3.3基础刚度对复合地基的破坏模式、承载力和沉降有重要影响。当处于极限状态时，刚性基础下桩体复合地基中桩先发生破坏，而柔性基础下桩体复合地基中桩间土先发生破坏。刚性基础下桩体复合地基承载力大于柔性基础下桩体复合地基承载力。荷载水平相同时，刚性基础下桩体复合地基沉降小于柔性基础下桩体复合地基沉降。为了探讨基础刚度对复合地基性状的影响，吴慧明采用现场试验研究和数值分析方法对基础刚度对复合地基性状影响作了分析。图3.3为现场模型试验示意图。试验内容包括：①原状土地基承载力试验；②单桩竖向承载力试验；③刚性基础下复合地基承载力试验（置换率m=15%）；④柔性基础下复合地基承载力试验（置换率m=15%）。试验研究表明基础刚度对复合地基性状影响明显，主要结论如下：（a）刚性基础试验示意图（b）柔性基础试验示意图图3.3现场模型试验的示意图1在荷载作用下，柔性基础下和刚性基础下桩体复合地基的破坏模式不同。当荷载不断增大时，柔性基础下桩体复合地基中土体先产生破坏，而刚性基础下桩体复合地基中桩体先产生破坏。2在相同的条件下，柔性基础下复合地基的沉降量比刚性基础下复合地基沉降量要大，而承载力要小。3当复合地基各种参数都相同的情况下，在荷载作用下，复合地基的桩土荷载分担比，柔性基础下的要比刚性基础下的小，也就是说刚性基础下复合地基中桩体承担的荷载比例要比柔性基础下复合地基桩体承担的的荷载比例大。4为了提高柔性基础下复合地基桩土荷载分担比，提高复合地基承载力，减小复合地基沉降，可在复合地基和柔性基础之间设置刚度较大的垫层，如灰土垫层，土工格栅碎石垫层等。不设较大刚度的垫层的柔性基础下桩体复合地基应慎用。89 3.3.4在刚性基础下的复合地基上设置柔性垫层可减小桩土荷载分担比，改善桩顶端受力状态，提高地基承载力。通常采用300～500mm厚的碎石或砂石垫层。图3.4（a）和3.4（b）分别表示刚性基础下复合地基设置垫层和不设置垫层的两种情况。刚性基础下复合地基中柔性垫层一般为砂石垫层。由于砂石垫层的存在，（a）中桩间土单元A1中的附加应力比（b）中相应的桩间土单元A2中的要大，而（a）中桩体单元B1中的竖向应力比（b）中相应的桩体单元B2中的要小。也就是说设置柔性垫层可减小桩土荷载分担比。另外，由于砂垫层的存在，（a）中桩间土单元A1中的水平向应力比（b）中相应的桩间土单元A2中的要大，（a）中桩体单元B1中的水平向应力比（b）中相应的桩体单元B2也要大。由此可得出：由于砂垫层的存在，使（a）中桩体单元B1中的最大剪应力比（b）中相应的桩体单元B2中的要小得多。换句话说，柔性垫层的存在使桩体上端部分中竖向应力减小，水平向应力增大，造成该部分桩体中剪应力减小，这样就有效改善了桩体的受力状态。（a）设置垫层情况（b）无垫层情况图3.4刚性基础下复合地基示意图从上面的分析可以看到，在刚性基础下复合地基中设置柔性垫层，一方面可以增加桩间土承担荷载的比例，较充分利用桩间土的承载潜能；另一方面可以改善桩体上端的受力状态，这对低强度桩复合地基是很有意义的。刚性基础下设置柔性垫层对复合地基性状的影响程度与柔性垫层厚度有关。以桩土荷载分担比为例，垫层厚度愈厚，桩土荷载分担比愈小。但当垫层厚度达到一定数值后，仍继续增加，桩土荷载分担比并不会继续减小。3.3.5在柔性基础下的复合地基上设置刚度较大的垫层可增加桩土荷载分担比，提高地基承载力，减少沉降。一般可采用灰土垫层、土工格栅加筋垫层、碎石垫层等。图3.5（a）和3.5（b）分别表示路堤下复合地基中设置垫层和不设置垫层的两种情况。比较图（a）和（b）在荷载作用89 下的性状，不难理解与刚性基础下设置砂石柔性垫层作用相反，在路堤下复合地基中设置刚度较大的垫层，可有效增加桩体承担荷载的比例，发挥桩的承载能力，提高复合地基承载力，有效减小复合地基的沉降。（a）设置垫层情况（b）无垫层情况图3.5路堤下复合地基示意图因此，填土路堤下采用粘结材料桩复合地基时，应在桩体复合地基上铺设刚度较好的垫层。垫层的铺设可防止桩体向上刺入，增加桩土应力比，充分利用桩体的承载潜能，减小沉降。不设垫层的粘结材料桩体复合地基，特别是不设垫层的桩土相对刚度较大的复合地基，在填土路堤下应慎用。89 4水泥搅拌桩复合地基4.1.2水泥加固土的室内试验表明，有些软土的加固效果较好，而有的不够理想。一般认为含高岭土、多水高岭石、蒙脱石等粘性矿物的软土加固效果较好，而含有伊利石、氯化物和水铝英石等矿物的粘性土，以及有机物含量高、酸碱度（PH值）较低的粘性土的加固效果较差。土中某些有机质影响水泥土固化。遇回填的塘区，在塘区范围内再增加长度超过塘深1~2m短桩（即提高桩的面积置换率），或增加塘区内水泥搅拌桩水泥掺入量（即提高桩身无侧限抗压强度），在水泥搅拌桩复合地基设计中会取得较好的效果。将固化剂与地基土就地搅拌需要较大的动力，所以其适用范围还与施工机械能力有关。我国第一代深层搅拌机械由于动力较小，处理深度通常在15m左右,而且难以穿越砂层。近些年我国已引进和研制成功搅拌动力较大的深层搅拌机械，处理深度可达30m左右，而且有能力穿越砂层。另外，为了提高搅拌均匀度，己研制成功双向深层搅拌机械。为了更有效发挥水泥土的承载力，已研制成功变截面深层搅拌机械。4.1.3除了现场做试验确定之外，遇到泥炭土、淤泥土和有机质土，在水泥土中加入一定剂量的磷石膏来提高水泥土的抗压强度，效果明显。也可选用专用固化剂代替水泥形成搅拌桩。目前深层搅拌采用的固化剂以水泥为主，有的国家根据加固土层的不同特性而采用不同的专用固化剂。我国近年土体固化剂发展也很快。4.2.1水泥土抗压强度fcu随时间增加而提高。部分试验表明：7d龄期的水泥土抗压强度为90d龄期的30％～55％；30d龄期的水泥土抗压强度为90d龄期的60％～85％。4.2.2复合地基承载力由桩的承载力和桩间土承载力两部分组成。由于桩土刚度不同，两者对承载力的贡献不可能完全同步。一般情况下桩间土承载力发挥度要小一些。式中桩间土承载力折减系数 b 反映这一情况。桩间土承载力折减系数b 的影响因素很多。桩土模量比较大，b 取值较小；刚性基础下褥垫层较厚，b 取值较大；刚性基础下复合地基比柔性基础下复合地基 b 取值较小；桩的持力层较好，b 取值较小。b 取值应通过综合分析确定。根据经验，对水泥土桩复合地基，b 取值范围为0.65～0.95。4.2.4未考虑褥垫层的压缩变形，主要是褥垫层变形量较小且在施工期完成。另外，由于水泥土和地基土模量差别不是很大，在建筑工程中采用的水泥土桩复合地基往往不设褥垫层。4.2.5路（坝）堤下复合地基不仅要验算承载力，还需要验算稳定性。稳定性分析方法很多，一般可采用圆弧分析法计算。圆弧分析法计算原理如图4.189 所示。在圆弧分析法中，假设地基土的滑动面呈圆弧形。在圆弧滑动面上，总剪切力记为T，总抗剪切力记为S，则沿该圆弧滑动面发生滑动破坏的安全系数K为（4.1）取不同的圆弧滑动面，可得到不同的安全系数值，通过试算可以找到最危险的圆弧滑动面，并可确定最小的安全系数值。在圆弧分析法计算中，假设的圆弧滑动面往往经过复合地基加固区和未加固区。地基土的强度应分区计算，加固区和未加固区土体应采用不同的强度指标。未加固区采用天然地基土体强度指标。加固区土体强度指标要采用复合土体综合强度指标，也可分别采用桩体和桩间土的强度指标计算。图4.1圆弧分析法复合地基加固区复合土体的抗剪强度τc可用式4.2表示：（4.2）式中τp——桩体抗剪强度，kPa；τs ——桩间土抗剪强度，kPa；m——复合地基置换率；c ——桩间土内聚力，kPa；cp——桩体内聚力，kPa；pc——复合地基上作用荷载，kPa；μs ——应力降低系数，μs =1/[1+(n-1)m]；μp ——应力集中系数，μp =n/[1+(n-1)m]；n——桩土应力比；γs，γp——分别为桩间土体和桩体的重度，kN/m3；89 φs，φp——分别为桩间土体和桩体的内摩擦角,度；θ——滑弧在地基某深度处剪切面与水平面的夹角，如图4.1中所示；z——分析中所取单元弧段的深度，m。若φs=0，则式4.2可改写为（4.3）复合土体综合强度指标可采用面积比法计算。复合土体内聚力cc和内摩擦角φc表达式可用下述两式表示：（4.4）（4.5）式中cs为桩间土内聚力，其余符号同式4.2。4.2.6由于向地基土体中灌入水泥，水泥搅拌桩施工可能产生一定量的挤土效应，在一定条件下可能对邻近已有建筑物产生不良影响。通常可通过调整施工速度和平面打桩顺序来减小挤土效应。4.2.9为改善水泥土的性能和提高强度，可用木质素磺酸钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙和硫酸铝等外掺剂。结合工业废料利用，还可掺入不同比例的粉煤灰。4.2.11由于水泥土和原状土模量相差不是很大，水泥搅拌桩复合地基往往不铺设褥垫层，使上部基础与水泥土桩直接接触，有利于发挥桩侧土摩阻力。已有工程实践大多数不铺设褥垫层。4.2.12水泥土桩承载力往往由桩身强度确定，采用加筋水泥土桩可有效提高水泥土桩承载力。另外，由于水泥土和原状土模量相差不是很大，水泥土桩有效桩长较小。通过形成加筋水泥土桩可有效提高水泥土桩有效桩长。4.3水泥搅拌桩施工质量能否得到保证的关键是搅拌是否均匀。影响搅拌均匀的因素主要有：搅拌次数，搅拌速度和提升速度，以及搅拌叶片的形状等。89 5挤密砂石桩复合地基5.1.1～5.1.2碎石桩、砂桩和砂石桩总称为砂石桩，是指采用振动、沉管或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入已成的孔中，形成大直径的砂石体所构成的密实桩体。在成桩过程中除逐层振密外，近年发展了多种采用锤击夯扩碎石桩的施工方法。填料除碎石、砂石和砂以外，还有采用矿渣和其他工业废料。在采用工业废料作为填料时，除重视其力学性质分析外，还应分析对环境可能产生的影响。砂石桩用于处理松散砂土、粉土、素填土及杂填土地基，主要靠桩的挤密和施工中的振动作用使桩周围的土密度增大，从而使地基的承载能力提高，压缩性降低。国内外的实际工程经验证明，不管是采用振冲法、还是沉管法，砂石桩法处理砂土及填土地基时的挤密、振密效果都比较显著，均已得到广泛应用。砂石桩法用于处理饱和软粘土地基，国内外有较多的工程实例，有成功的经验，也有失败的教训。饱和软粘土含水量高、透水性差，形成砂石桩时很难发挥挤密效果，其主要作用是通过置换与软粘土构成复合地基，同时形成排水通道利于软粘土的排水固结。砂石桩的承载力大小主要取决于桩周土的侧限力，由于软粘土抗剪强度低，因此砂石桩单桩承载力较小。采用砂石桩处理软粘土地基，地基承载力提高幅度相对较小。虽然通过提高置换率可以提高复合地基承载力，但成本提高。另外在工作荷载作用下，地基土产生排水固结，砂石桩复合地基工后沉降较大，这点往往得不到重视而酿成工程事故。采用砂石桩法处理软粘土地基应慎重。如采用砂石桩处理饱和软粘土地基，最好通过预压措施，以减小工后沉降。鉴于以上分析，本规程没有包括置换砂石桩复合地基相关內容。5.1.3砂石桩法适用于处理松散砂土、粉土、素填土和杂填土等地基。国内外（国外主要是日本）一般认为当处理粘粒（小于0.074mm的细颗粒）含量小于10%的砂土、粉土地基时，挤密效应显著，而我省绍兴等地的工程实践表明，粘粒含量小于10%并不是一个严格的界限，在粘粒含量接近20%时，地基挤密效果仍较显著，因此本条文提出应通过现场试验确定其适用性。砂石桩处理可液化地基的有效性已为国内外不少实际地震和实验研究成果所证实。5.2.1采用砂石桩法处理地基除应按第3章基本规定中要求收集详细的岩土工程勘测资料外，针对砂石桩法的特点，本条提出了还应该补充的一些设计和施工所需资料。89 施工可用的机械及其方法是进行设计和施工的基本前提，不同的机具具有不同的特性参数和性能，它关系到砂石桩的布置、桩距及用料的确定以及效果的预测等，必须事前有所了解。砂石桩填料用量大，并有一定的技术规格要求，故应预先勘察确定取料场及储量、材料的性能、运距等。对于砂土地基，砂土的最大、最小孔隙比以及原地层的天然密度是设计的基本依据，应事先提供资料。5.2.2本条规定砂石桩处理地基要超出基础一定宽度，这是基于基础的压力向基础外扩散。另外，考虑到外围的2～3排桩挤密效果较差，提出加宽1～3排桩，原地基越松则应加宽越多。重要的建筑以及要求荷载较大的情况应加宽多些。砂石桩法用于处理液化地基，原则上必须确保建筑物的安全使用。基础外应处理的宽度目前尚无统一的标准，但研究总体结论认为，在基础外布桩对建筑物是有利的。美国经验取等于处理的深度，但根据日本和我国有关单位的模型试验得到结果为应处理深度的2/3。另由于基础压力的影响，使地基土的有效压力增加，抗液化能力增强，故这一宽度可适当降低。同时根据日本用挤密桩处理的地基经过地震考验的结果，说明需处理的宽度也比处理深度的2/3小，据此定出每边放宽不宜小于处理深度的1/2，同时不宜小于5m。5.2.3砂石桩的设计内容包括桩位布置、桩距、处理范围、灌砂石量及处理地基的承载力、稳定或变形验算。砂石桩的平面布置可采用等边三角形或正方形。对于砂土地基，因靠砂石桩的挤密提高桩周土的密度，所以采用等边三角形更有利，它使地基挤密较为均匀。砂石桩直径的大小取决于施工方法、设备、桩管的大小和地基土的条件。采用振冲法施工的挤密砂石桩直径约800～1200mm，与振冲器的功率和地基土条件有关，一般振冲器功率小、地基土松散时，成桩直径大；采用沉管法施工的砂石桩直径与桩管的大小和地基土条件有关，目前使用的桩管直径一般为300～800mm，但也有小于200mm或大于800mm的。小直径桩管挤密质量较均匀但施工效率低；大直径桩管需要较大的机械能力，工效高，采用过大的桩径，一根桩要承担的挤密面积大，通过一个孔要填入的砂料多，不易使桩周土挤密均匀。沉管法施工时，设计成桩直径与套管直径比不宜大于1.5，主要考虑振动挤压时如扩径较大，会对地基土产生较大扰动，不利于保证成桩质量。另外，成桩时间长，效率低给施工也会带来困难。5.2.4砂石桩处理松砂地基的效果受地层、土质、施工机械、施工方法、填砂石的性质和数量、砂石桩排列和间距等多种因素的综合影响，较为复杂。国内外虽已有不少实践，并曾进行了一些试验研究，积累了一些资料和经验，但是有关设计参数如桩距、灌砂石量以及施工质量的控制等仍须通过施工前的现场试验才能确定。89 对采用振冲法成孔的砂石桩，桩间距宜根据上部结构荷载和场地情况通过现场试验，并结合所采用的振冲器功率大小确定。对采用沉管法施工的砂石桩，桩距一般可控制在3～4.5倍桩径之内。合理的桩径取决于具体的机械能力和地层土质条件。当合理的桩距和桩的排列布置确定后，一根桩所承担的处理范围即可确定。土层密度的增加靠其孔隙的减小，把原土层的密度提高到要求的密度，孔隙要减小的数量可通过计算得出。这样可以设想只要灌入的砂石料能把需要减小的孔隙都充填起来，那么土层的密度也就能够达到预期的数值。据此，如果假定地层挤密是均匀的，同时挤密前后土的固体颗粒体积不变，则可推导出本条所列的桩距计算公式。对粉土和砂土地基，以上公式推导是假设地面标高施工后和施工前没有变化。实际上，很多工程都采用振动沉管法施工，施工时对地基有振密和挤密双重作用，而且地面下沉，施工后地面平均下沉量可达100～300mm，甚至达到500mm。因此，当采用振动沉管法施工砂石桩时，桩距可适当增大，修正系数建议取1.1～1.2。地基挤密要求达到的密实度是从满足建筑结构地基的承载力、变形或防止液化的需要而定的，原地基土的密实度可通过钻探取样试验，也可通过标准贯入、静力触探等原位测试结果与有关指标的相关关系确定。各有关的相关关系可通过试验求得，也可参考当地或其他可靠的资料。这种计算桩距的方法，除了假定条件不完全符合实际外，砂石桩的实际直径也较难准确地定出。因而有的资料把砂石桩体积改为灌砂石量，即只控制砂石量，不必注意桩的直径如何。其实两者基本上是一样的。桩间距与要求的复合地基承载力及桩和原地基土的承载力有关。如按要求的承载力算出的置换率过高、桩距过小不易施工时，则应考虑增大桩径和桩距。在满足上述要求条件下，一般桩距应适当大些，可避免施工过大地扰动原地基土，影响处理效果。5.2.5关于砂石桩的长度，通常应根据地基的稳定和变形验算确定，为保证稳定，桩长应达到滑动弧面之下，当软土层厚度不大时，桩长宜超过整个松软土层。标准贯入和静力触探沿深度的变化曲线也是提供确定桩长的重要资料。对可液化的砂层，为保证处理效果，一般桩长应穿透液化层，如可液化层过深，则应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011有关规定确定。另外，根据砂石桩单桩荷载试验表明，砂石桩桩体在受荷过程中，在桩顶4倍桩径范围内将发生侧向膨胀，因此设计深度应大于主要受荷深度，且不宜小于4倍桩径。一般建筑物的沉降存在一个沉降差，当差异沉降过大，则会使建筑物受到损坏。为了减少其差异沉降，可分区采用不同桩长进行加固，用以调整差异沉降。5.2.689 砂石桩桩孔内的填料量应通过现场试验确定。考虑到砂石桩沿深度不会完全均匀，同时可能向侧鼓胀，另外施工中还会有所损失等，因而实际设计灌砂石量要比计算砂石量增加一些。根据地层及施工条件的不同增加量约为计算量的20%~40％。5.2.10关于砂石桩用料的要求，对于砂基，条件不严格，只要比原土层砂质好同时易于施工即可，一般应注意就地取材。按照各有关资料的要求最好用级配较好的中、粗砂，当然也可用砂砾及碎石，但不宜选用风化易碎的石料。对振冲法成桩，选用填料的尺寸限制与振冲器功率有关，振冲器功率大，填料的最大粒径也可适当增大。对沉管法成桩，填料中最大颗粒尺寸的限制取决于桩管直径和桩尖的构造，以能顺利出料为宜，本条规定最大不应超过50mm。考虑有利于排水，同时保证具有较高的强度，规定砂石桩用料中小于0.005mm的颗粒含量（即含泥量）不能超过5％。5.2.11碎石垫层一方面起水平排水的作用，有利于施工后土层加快固结，更大的作用在砂石桩顶部采用碎石垫层可以起到明显的应力扩散作用，降低碎石桩和桩周土的附加应力，减少碎石桩侧向变形，从而提高复合地基承载力，减少地基变形。如局部基础下有较薄的软土，应考虑加大垫层厚度。5.3.1砂石桩的施工，应选用与处理深度相适应的机械。可用的砂石桩施工机械类型很多。振冲法施工采用振冲器。目前国内常用的振冲器的功率有30kW、55kW和75kW三种。应考虑设计荷载的大小、工期、工地电源容量及地基土天然强度的高低等因素合理选用。沉管法施工机械主要可分为两类，即振动式砂石桩机和锤击式砂石桩机。除专用机械外还可利用一般的打桩机改装。用垂直上下振动的机械施工的称为振动沉管成桩法，振动沉管成桩法的处理深度可达25m，若采取适当措施，甚至还可以最大加深到40多米；用锤击式机械施工成桩的称为锤击沉管成桩法，锤击沉管成桩法的处理深度可达10m。砂石桩机通常包括桩机架、桩管及桩尖、提升装置、挤密装置（振动锤或冲击锤）、上料设备及检测装置等部分。为了使砂石有效地排出或使桩管容易打入，高能量的振动砂石桩机配有高压空气或水的喷射装置，同时配有自动记录桩管贯入深度、提升量、压入量、管内砂石位置及变化（灌砂石及排砂石量），以及电机电流变化等检测装置。国外有的设备还装有微机，根据地层阻力的变化自动控制灌砂石量并保证沿深度均匀挤密全面达到设计标准。5.3.2不同的施工机具及施工工艺用于处理不同的地层会有不同的处理效果。常遇到设计与实际不符或者处理质量不能达到设计要求的情况，因此施工前在现场的成桩试验具有重要的意义。89 通过现场成桩试验检验设计要求和确定施工工艺及施工控制要求，包括填砂石量、提升高度、挤压时间等。为了满足试验及检测要求，试验桩的数量应不少于7～9根。正三角形布置至少要7根（即中间1根，周围6根）；正方形布置至少要9根（3排3列，每排每列各3根）。如发现问题，则应及时会同设计人员调整设计或改进施工。5.3.3采用振冲法施工时，30kW功率的振冲器每台机组约需电源容量75kW，成桩直径约800mm，桩长不宜超过8m；75kW功率的振冲器每台机组约需电源容量100kW，成桩直径可达900～1200mm，桩长不宜超过20m。在邻近既有建筑物场地施工时，为减小振动对建筑物的影响，宜采用功率较小的振冲器。为保证施工质量，电压、密实电流、留振时间要符合要求，因此施工设备应配备相应的自动信号仪表，以便及时掌握数据。5.3.4振冲施工有泥水从孔内返出。这类泥水不能漫流在场地内，也不能直接排入地下排污管和河道中，以免对环境造成有害影响，为此在场地上必须事先开设排泥水沟和做好沉淀池。施工时，用泥浆泵将返出的泥水集中抽入池内，宜重复使用上部清水。沉淀后的泥浆可用运浆车辆运至预先安排的存放地点。施工期间若有条件在场地上采取降水措施，则泥水的处理措施可相对简化。5.3.5振冲施工可按下列步骤进行：1清理施工场地，布置桩位；2施工机具就位，使振冲器对准桩位；3启动供水泵和振冲器，水压可用200~600kPa，水量可用200~400L/min，将振冲器缓慢沉入土中，造孔速度宜为0.5~2.0m/min，直至达到设计深度。记录振冲器经各深度的水压、电流和留振时间；4造孔后边提升振冲器边冲水直至孔口，再放至孔底，重复两三次扩大孔径并使孔内泥浆变稀，开始填料制桩；5大功率振冲器投料可不提出孔口，小功率振冲器下料困难时，可将振冲器提出孔口填料，每次填料厚度不宜大于500mm。将振冲器沉入填料中进行振密制桩，当电流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后，将振冲器提升300~500mm。6重复以上步骤，自下而上逐段制作桩体直至孔口，记录各段深度的填料量、最终电流值和留振时间，并均应符合设计规定。7关闭振冲器和水泵。一般采用密实电流、填料量和留振时间来控制振冲挤密砂石桩的质量。89 首先，要控制加料振密过程中的密实电流。注意不能把振冲器刚接触填料的瞬间电流值作为密实电流，只有让振冲器在固定深度上振动一定时间（称为留振时间）而电流稳定在某一数值，这一稳定电流才能代表填料的密实程度。要求稳定电流值超过规定的密实电流值，该段桩体才算制作完毕。使用30kW振冲器密实电流一般为45～55A；55kW振冲器密实电流一般为75～85A；75kW振冲器密实电流一般为80～95A。其次，要控制好填料量。施工中加填料的要遵循“少吃多餐”的原则，即要勤加料，但每批不宜加得太多。但要注意在制作最深处桩体时，为达到规定的密实电流所需的填料远比制作其他部分桩体多。这段桩体的填料量可占整根桩填料量的1/4到1/3。这是因为初始阶段加的料有一部分从孔口向孔底下落过程中被粘在孔壁上，只有少量能落在孔底；另外，振冲过程中的压力水有可能造成超深，使孔底填料量剧增；还有可能在孔底遇到事先未知的局部软弱土层，这也能使填料数量超过正常用量。振冲制桩中除了保证达到规定的密实电流和填料量外，振冲器在每一段制桩高度须有一段留振时间，即振冲器不升也不降，保持继续振动和水冲，使振冲器把桩孔扩大或把周围填料挤密。留振时间的长短应根据现场地基条件、填料种类、加固方法等确定。回填砂石料快、地基土质条件较好时，留振时间一般可较短；回填砂石料慢、地基软弱时，留振时间较长。5.3.6振动沉管法施工，成桩步骤如下：1移动桩机及导向架，把桩管及桩尖对准桩位；2启动振动锤，把桩管下到预定的深度；3向桩管内投入规定数量的砂石料（根据施工试验的经验，为了提高施工效率，装砂石也可在桩管下到便于装料的位置时进行）；4把桩管提升一定的高度（下砂石顺利时提升高度不超过1～2m），提升时桩尖自动打开，桩管内的砂石料流人孔内；5降落桩管，利用振动及桩尖的挤压作用使砂石密实；6重复4、5两工序，桩管上下运动，砂石料不断补充，砂石桩不断升高；7桩管提至地面，砂石桩完成。施工中，电机工作电流的变化反映挤密程度及效率。电流达到一定不变值，继续挤压将不会产生挤密效能。施工中不可能及时进行效果检测，因此按成桩过程的各项参数对施工进行控制是重要的环节，必须予以重视，有关记录是质量检验的重要资料。5.3.7挤密砂石桩施工时，应间隔进行（跳打），并宜由外侧向中间推进；在既有建（构）筑物临近施工时，为了减少对临近既有建（构）筑物的振动影响，应背离建（构）筑物方向进行。砂石桩施工完毕，当设计或施工投砂石量不足时地面会下沉；当投料过多时地面会隆起，同时表层0.5～1.0m89 常呈松散状态。如遇到地面隆起过高也说明填砂石量不适当。实际观测资料证明，砂石在达到密实状态后进一步承受挤压又会变松，从而降低处理效果。遇到这种情况应注意适当减少填砂石量。施工场地土层可能不均匀，土质多变，处理效果不能直接看到，也不能立即测出。为了保证施工质量，使在土层变化的条件下施工质量也能达到标准，应在施工中进行详细的观测和记录。5.3.9砂石桩桩顶部施工时，由于上覆压力较小，因而对桩体的约束力较小，桩顶形成一个松散层，加载前应加以处理（挖除或碾压）才能减少沉降量，有效地发挥复合地基作用。5.4.1对振冲法，应详细记录成桩过程中振冲器在各深度时的水压，电流和留振时间，填料量，它是施工控制的重要手段；而对沉管法，砂石桩施工的沉管时间、各深度段的填砂石量、提升及挤压时间等资料本身就可以作为评估施工质量的重要依据，再结合抽检便可以较好地作出质量评价。5.4.2由于在制桩过程中原状土的结构受到不同程度的扰动，强度会有所降低，饱和土地基在桩的周围一定范围内，土中孔隙水压力上升。待休置一段时间后，超孔隙水压力会消散，强度会逐渐恢复，恢复期的长短视土的性质而定。原则上，应待超孔隙水压力消散后进行检验。粘性土中超孔隙水压力的消散需要的时间较长，砂土中则很快。根据实际工程经验规定对粉土地基为14d，对砂土地基和杂填土地基可适当减少。对非饱和土地基不存在此问题，一般在桩施工后3~5d即可进行。5.4.3砂石桩处理地基最终是要满足承载力、变形或抗液化的要求，标准贯入、静力触探以及动力触探可直接提供检测资料，所以本条规定可用这些测试方法检测砂石桩及其周围土的挤密效果。应在桩位布置的等边三角形或正方形中心进行砂石桩处理效果检测，因为该处挤密效果较差。只要该处挤密达到要求，其他位置就一定会满足要求。此外，由该处检测的结果还可判明桩间距是否合理。如处理可液化地层时，可按标准贯入击数来衡量砂性土的抗液化性，使砂石桩处理后的地基实测标准贯入击数大于临界贯入击数。这种液化判别方法只考虑了桩间土的抗液化能力，而未考虑砂石桩的作用，因而在设计上是偏于安全的。89 6强夯置换碎石墩复合地基6.1.1强夯置换碎石墩复合地基，是将一定重量的锤体从高处自由落下对碎石进行冲击，在地基中形成强度比较大的墩体，使上部荷载向墩体集中，同时由于动力夯击使墩间土体的超静孔压消散而使其抗剪强度指标得到提高，从而提高整个地基的强度并降低其压缩性。它主要是一种桩式置换。强夯设置的碎石墩是一种散体材料桩，在强度提高的同时，为桩间土提供了排水通道，有利于地基土的固结。墩体上设置垫层的主要作用是使墩体与地基共同发挥承载作用，并有排水作用，如图6.1所示。因此工后沉降也较大。垫层软土持力层墩体图6.1强夯置换碎石墩复合地基6.1.2从国内一些工程实践看，置换深度超过7m时，技术上尚难保证，而且施工费用大，所以提出强夯置换深度不宜超过7m。6.1.3强夯置换施工，往往夯击能量较大，强大的冲击能造成场地四周地层较大的振动外，伴随有较大的噪音，造成两方面的环境影响，曾有工程因环境因素而使强夯施工中途夭折，因此提出该法的实施前提之一是环境许可。6.2.2强夯置换的处理深度是选择该方法进行地基处理的重要依据，又是反应强夯处理效果的重要参数。对于淤泥等粘性土，置换墩应穿透软土层，着底在较好土层上，因墩底竖向应力较墩间土高，如果墩底仍在此类软土中，会导致沉降过大等问题。而对于厚度比较大的饱和粉土、粉砂土，因墩下土在施工中密度会增大，强度也有所提高，故在满足地基变形和稳定性要求的条件下，可不穿透该土层。6.2.3如果只对建筑物下的地基进行处理，而对建筑物轮廓线以外土体不进行处理，由于基础的应力扩散作用，将出现明显的差异沉降。为此，本条规定强夯置换89 范围应予适当加宽。加宽的范围可根据建筑结构类型和重要性等因素考虑确定。对于液化土的处理，其超夯范围应更宽一些。6.2.4墩体材料级配不良或块石过大过多，容易在墩体中留下比较大的孔隙，在建筑物使用过程中容易使墩间土挤入孔隙，导致局部下沉。所以本条强调了墩体材料的级配和尺寸与夯击能的匹配。6.2.5单击夯击能大小的选择与地基土的类别有关。一般说来，粉土、粘性土的夯击能选择应当比碎石、砂性土要大。此外，结构类型、上部荷载大小、处理深度和墩体材料也是选择单击夯击能的重要参考因素。初步选择时也可以不考虑地基土的类型进行选择，而后必须通过试夯确定。6.2.6夯击次数对于强夯设计来说是一个非常重要的参数，往往根据工程的具体情况，如压缩层厚度、土质条件、容许沉降量等进行选择。当土体的压缩层越厚、渗透系数越小，同时含水量较高时，则需要夯击的次数就越多。国内外目前一般采用5～20击，常用5～10击。总之，夯击次数应通过现场试夯确定，以夯墩的竖向压缩量最大，而夯坑周围隆起量最小为原则。如果隆起量过大，表明夯击效率降低，则夯击次数适当减少。此外，还应考虑施工方便，不会因夯坑过深而导致起锤困难等情况的发生。累计夯沉量指单个夯点全部夯击次数各击夯沉量的总和。累计夯沉量为设计墩长的1.5～2.0倍，其目的是为了保证墩体的密实度，与充盈系数的概念有些相似，此处以长度比代替体积比。6.2.7墩体布置与夯点一一对应，布置是否合理直接影响夯实效果，可根据上部荷载的要求进行选择。对于大面积的加固区域，可采用正方形或等边三角形布置。6.2.8夯点的间距一般根据地基土的性质和处理深度的要求来确定。对于粉土和粘性土，为利于超静孔隙水压力的消散，夯点间距不宜过小。此外，若各夯击点之间的距离太小，在夯击时上部土体易往侧向已夯成的夯坑中挤出，从而造成坑壁坍塌，夯锤歪斜或倾倒，影响夯实效果。6.2.9强夯置换时由于能量扩散而造成地面抬高，特别是在饱和粘性土中，隆起的体积可以达到填入体积的一半甚至更多，所以本条要求在试夯时应做好记录，合理估计地面抬高值。6.2.10墩顶垫层主要是为了使地基土承受的荷载均匀分布，也与墩体的散体材料一起形成排水通道。粒径不宜大于100mm是为了使垫层具有更好的密实度。6.2.11试夯是强夯置换碎石墩处理的重要环节，试夯方案的完善与否直接影响到后来的施工过程和加固效果。试夯过程不但要确定施工过程中的施工参数，同时还要反馈信息校正设计，所以要进行加固效果的各项测试。6.2.12本条规定实际上是要求在软弱地基土，如淤泥等土体中不考虑墩间土的作用。强夯置换法在国外亦称为“动力置换与混合”法（Dynamicreplacementandmixing89 method），因为墩体在形成过程中大量的墩体材料与墩间土混合，越浅处混合得越多，可与墩体共同组成复合地基，但目前由于实际施工的不利因素，往往混合作用不强，软弱地基土的性质改善效果不佳，因此对这类土不宜考虑墩间土的作用。6.3.1夯锤质量应根据处理深度的要求和起重机的起重能力进行选择。夯锤底面形式是否合理也在一定程度上影响地基处理的效果。锤底面积可按土的性质确定。为了提高夯击效果，锤底应对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔，以利于夯锤着地时坑底空气迅速排出和起锤时减小坑底的负压力。6.3.3本条主要是为了在地表形成硬层，可以支承起重设备，确保机械设备通行和施工，又可增加地下水和地表面的距离，防止夯坑内积水。6.3.4～6.3.5本条要求对邻近建筑物进行保护。由于强夯过程中夯锤落地瞬时，一部分动能转换为冲击波，从夯点以波的形式向外传播，其中的面波仅在地表传播，引起地表震动，当夯点周围一定范围内的地表震动强度达到一定数值时，就会产生较大的振动，对邻近的建筑物和精密仪器等产生不利的影响。国内外学者对其进行了大量的研究分析，提出了其环境危害大致可分为没有破坏、轻微破坏和严重破坏三类。由于强夯置换施工过程对周边环境的影响，所以本条强调应采取隔振或防振措施，消除环境土工损伤。6.3.6强夯置换处理时，地表土往往比较松软，应在表层铺设一层砂石或塘渣垫层以利施工机具运转。随着置换墩的加深，被挤出的软土渐多，夯点周围地面渐高，先铺的施工垫层在向夯坑中填料时往往被推入坑中作为填料，施工层越来越薄，因此，施工中必须不断在夯点周围加厚施工垫层，避免地面松软造成沉陷。施工步骤可按如图6.2所示进行。图6.2强夯置换处理施工步骤6.3.7本条要求施工过程由专人监测。是因为：1若落距未达到设计要求，将影响单击夯击能；2由于强夯置换过程中容易造成夯点变位，所以应及时复核；3夯击次数、夯沉量和置换深度对加固效果有着直接的影响，应严加监测。6.3.8由于强夯置换施工的特殊性，施工过程中，难以直接检验其效果，所以本条强调对施工过程的记录。6.4.1本条同样强调施工过程中所采用的参数是否达到设计要求，对于未能达到设计要求的应及时采取补救措施。89 6.4.2由于复合地基的强度会随着时间延长而逐步恢复和提高，所以本条指出应在施工结束一段时间后进行承载力的检验。其间隔时间可根据地基土、墩体材料的性质进行确定。6.4.4检验数量应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定。考虑到场地的不均匀性和测试方法可能出现的误差，本条对最少的检验数目进行了规定说明。89 7低强度桩复合地基7.1.1低强度混凝土桩具有承载力提高幅度大，地基变形小等特点，并具有较大的适用范围。就基础形式而言，既可适用于条基、独立基础，也适用于箱基、筏基；既适用于工业厂房、民用建筑，也适用于堆场及道路工程。与目前应用较多的其他复合地基相比较而言，低强度桩复合地基的桩身具有如下几个特点：1桩身组成材料因地制宜，就地取材；2与钢筋混凝土桩及钢管桩相比，桩身强度低；3与水泥土桩比，桩身强度及刚度大；4与碎石桩相比，桩身组成材料中有粘结材料，如水泥，桩身整体性较好，刚度较大，不同于散体材料桩。水泥粉煤灰碎石桩复合地基（CFG桩复合地基）是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成的混凝土，经钻孔或沉管施工工艺，在地基中形成的具有一定粘结强度的低强度混凝土桩。低强度素混凝土桩采用沉管法施工，与一般的沉管灌注桩相比就是桩身混凝土等级较低。二灰混凝土桩的桩身材料由水泥、粉煤灰、石灰、石子、砂和水等组成，采用沉管法施工。7.1.2与水泥土桩和碎石桩相比，低强度混凝土桩加固深度可以较深，因此可用于软弱土层较厚的地基。7.1.3低强度混凝土桩桩身强度较高，应将桩的持力层设置在较好土层，以充分发挥桩的端阻力，同时可有效控制变形，减少地基的不均匀沉降。7.2.2当低强度混凝土桩穿越深厚软土时，如采用挤土成桩工艺(如沉管灌注成桩)，桩距过小易产生明显的挤土效应，一方面容易造成环境灾害，另一方面，由于桩身强度低，挤土作用易产生桩挤断、偏位等情况，影响复合地基的承载性能。7.2.4刚性基础下低强度桩复合地基宜设置褥垫层，而路(坝)堤下低强度桩复合地基应设置加筋土工格栅垫层等。详细分析见条文说明3.3.3～3.3.5条。7.2.6复合地基承载力由桩的承载力和桩间土承载力两部分组成。由于桩土刚度不同，两者对承载力的贡献不可能完全同步。一般情况下桩间土承载力发挥度要小一些。式中桩间土承载力折减系数 b 反映这一情况。桩间土承载力折减系数b 的影响因素很多。桩土模量比较大，b 取值较小；刚性基础下褥垫层较厚，b 取值较大；刚性基础下复合地基比柔性基础下复合地基 b 取值较小；桩的持力层较好，b 取值较小。b 取值应通过综合分析确定。根据经验，对低强度桩复合地基，b 取值范围为0.65～0.90。89 7.2.9低强度桩复合地基沉降计算中，将沉降分为加固区压缩量和加固区下卧土层压缩量两部分，当桩土模量比较大，而且桩的持力层不是很好时可能误差较大。当桩土模量比较大，而且桩的持力层不是很好时，也可将沉降分为桩身压缩量，桩的刺入量和加固区下卧土层压缩量三部分，通过分别估算得到。采用压力扩散法计算作用在加固区下卧土层上的附加应力时，较困难的是压力扩散角的合理选用。研究表明：虽然式7.2.9-4和式7.2.9-5同双层地基中压力扩散法计算第二层土上的附加应力计算式形式相同，但要重视复合地基中压力扩散角与双层地基中压力扩散角数值是不相同的。杨慧（2000）采用有限元法分析比较了复合地基和双层地基中压力扩散情况。在分析中将作用在复合地基加固区与下卧层界面上和双层地基两层土界面上，荷载作用面对应范围内的竖向应力取平均值，并依此平均值计算压力扩散角。计算中复合地基加固区深度和双层地基上一层厚度相同，取H=10m。复合地基加固区外土体和双层地基下一层土体模量相同，取E2=5MPa，复合地基加固区土体和双层地基上一层土体模量相同，为E1。首先讨论压力扩散角随H/B的变化情况。当E1/E2=1.0时，此时复合地基和双层地基均退化成均质地基。压力扩散角随H/B的变化情况如图7.1所示，此时复合地基和双层地基为同一曲线。图7.1扩散角与H/B关系曲线（H=10m，模量比为1）随着E1/E2值的增大，复合地基和双层地基压力扩散角随H/B的变化曲线差距增大。当E1/E2值等于1.4时，复合地基和双层地基压力扩散角随H/B的变化曲线如图7.2所示。由图7.2可知，双层地基扩散角大于复合地基的扩散角。图7.2扩散角与H/B关系曲线（H=10m，模量比为1.4）89 图7.3表示扩散角随模量比变化关系，计算中取H=10m，E2=5MPa，H/B=1.0。由图7.3可以看出，双层地基中压力扩散角随着模量比的增大而迅速增大，复合地基的扩散角随着模量比的增大稍有减小。根据前面分析，在荷载作用下双层地基与复合地基中附加应力场分布及变化规律有着较大的差别，将复合地基视作双层地基，低估了深层土层中的附加应力值，在工程上是偏不安全的。采用压力扩散法计算作用在加固区下卧土层上的附加应力时，需要重视压力扩散角的合理选用。图7.3扩散角与模量比关系曲线研究表明：采用等效实体法计算作用在加固区下卧土层上的附加应力时，误差主要来自对侧摩阻力ƒ值的合理选用。当桩土相对刚度较大时，选用误差可能较小。当桩土相对刚度较小时，ƒ值选用比较困难。当桩土相对刚度较小时，侧摩阻力变化范围很大，很难合理估计ƒ值的平均值。事实上，将加固体作为一分离体，两侧面上剪应力分布是非常复杂的。采用侧摩阻力的概念是一种近似，应用等效实体法的计算作用在加固区下卧土层上的附加应力时，需要重视侧摩阻力ƒ值的合理选用。当桩土模量比较大时，采用等效实体法计算作用在加固区下卧土层上的附加应力时误差可能较小。而当桩土模量比较小时，采用压力扩散法计算作用在加固区下卧土层上的附加应力时误差可能较小。建议采用上述两种方法进行计算，然后通过比较分析，并结合工程经验，作出工程判断。7.2.10复合地基圆弧滑动稳定分析法说明见条文说明4.2.5条。对低强度桩复合地基，在计算中加固区常分别采用桩体和桩间土体的强度指标。当桩土强度比较小时，也可用复合土体综合强度指标。89 8钢筋混凝土桩复合地基8.1.1钢筋混凝土桩复合地基适用范围较广，尤其适用于压缩土层较厚的地基。但淤泥、淤泥质土地基上采用钢筋混凝土桩复合地基时变形较大，应慎用。2006年，曾对温州水心住宅区淤泥地基上的两幢建于1986年的采用沉管灌注桩复合地基的五层砖混住宅进行沉降观测，总沉降量最大为250mm。由于该砖混住宅只有36m长，整体刚度较好，总沉降虽然较大，但墙体未发现裂缝。8.1.2在使用过程中，通过桩与土变形协调使桩与土共同承担荷载是复合地基的本质和形成条件。由于端承型桩几乎没有沉降变形，只能通过垫层调节，不可知因素较多，如地下水位下降引起地基沉降，因此，本规程对端承型桩进行限制。8.1.3在地基变形验算中要重视下卧层的压缩量和桩刺入下卧土层的刺入量。当下卧可压缩性土层厚薄差异较大时，应慎用钢筋混凝土桩复合地基。8.2.1对于压缩土层较厚的地基，钢筋混凝土桩复合地基中的桩的设计原则是“长桩疏布”。因为下部的土层一般压缩性较低，采用长桩，使桩端尽可能地穿过压缩层范围内压缩性较高的土层，进入压缩性相对较低的土层，这样可以有效地减小桩的沉降量。8.2.2淤泥、淤泥质土地基的表层存在硬壳层时，基础的设计原则是“宽基浅埋”，减少基础埋深主要是为了充分利用天然地基承载力，减少基础沉降量。8.2.4一般情况下，钢筋混凝土桩复合地基中的桩顶和基础之间都应设置褥垫层。褥垫层的作用一方面是协调桩和土之间的变形，另一方面，当建筑受到水平荷载时，褥垫层可以均匀的把水平荷载传递到桩和土，以减少桩顶受到的水平荷载，这对于桩数较少的钢筋混凝土桩复合地基是很重要的。所以，对于水平荷载较小的低多层建筑，或经过计算，桩能够承受上部建筑传来的水平荷载时，可以取消褥垫层。8.2.6目前在工程中应用的刚性桩复合地基承载力计算思路可以分为下述几类：1根据工程特性和地区经验人为规定桩土分担比例。例如，桩土各承担80%和20%，或桩土各承担90%和10%等。然后分别按桩基础和浅基础设计理论进行设计计算。该思路分担比例缺乏计算依据，而且一个场区内工程地质条件变化也不小，设计人员较难把握。设计完成后，设计者对安全度心中无数。2先利用一定比例的天然地基承载力（例如60%或50%），不足部分采用桩基础补充。3按变形分担进行计算。下面介绍采用p-s曲线来计算地基承载力的思路。天然地基ps-s曲线和单桩pp-s曲线分别如图8.1和图8.2所示。令取s1时，可由图得到ps1和pp1，当基础总面积为A，置换率为m，设复合地基沉降为s189 其相应承担荷载量为（8.1）由上面分析可知，与某一沉降值对应的复合地基承担的荷载是复合地基置换率的函数。设计人员选用合理的沉降值后，则可根据图8.1和图8.2，以及式8.1确定复合地基置换率。确定了复合地基置换率也就确定了桩的数量。ss1ps1psss1pp1pp图8.1天然地基ps-s曲线　　图8.2　单桩pp-s曲线4采用一般复合地基承载力计算式计算。刚性桩复合地基极限承载力pcf可采用式8.2计算（8.2）式中ppf——单桩极限承载力，kPa；psf——天然地基极限承载力，kPa；K1——复合地基中桩体极限承载力修正值；K2——桩间土极限承载力修正值；l——复合地基破坏时，桩间土强度发挥度。刚性桩复合地基承载力pc为（8.3）式中　K——安全系数。本规程中钢筋混凝土桩复合地基中桩数建议按式8.2.5确定，实际上采用上述第二种思路。本规程多数章节采用上述第四种思路。岩土工程设计是概念设计，上述四种思路都是可行的。8.2.7复合地基承载力由桩的承载力和桩间土承载力两部分组成。一般情况下桩间土承载力发挥度要小一些。式中桩间土承载力折减系数 b 反映这一情况。桩间土承载力折减系数 b 的影响因素很多。桩土模量比较大，b 取值较小；刚性基础下褥垫层较厚，b 取值较大；刚性基础下复合地基比柔性基础下复合地基 b 取值较小；桩的持力层较好，b 取值较小。b 取值应通过综合分析确定。根据经验，对钢筋混凝土桩复合地基，b 取值范围为0.55～0.85。89 9长短桩复合地基9.1.1由长桩和短桩形成的桩体复合地基称为长短桩复合地基。长桩常采用刚性桩，如各类混凝土桩、钢管桩等；短桩常采用柔性桩和散体材料桩，如水泥搅拌桩、石灰桩、以及砂石桩等。长短桩复合地基上部置换率高，下部置换率低，与地基中上部附加应力大，下部附加应力小相适应，具有良好的承载性能。由于长短桩的桩长不同，因而形成了上部刚度大承载力高、下部刚度小承载力低的复合地基。长短桩的置换率是根据上部结构荷载大小、桩承载力、桩直径等综合因素经试算确定的。桩位布置一般有方形、梅花形。长桩普遍采用刚度较大的砼或钢筋砼桩，短桩一般采用柔性桩和散体材料桩。长短桩复合地基在加固软土地基工程中应用较多，多用在多层建筑的片筏基础中，同时在12~16层的高层中也有应用。多层采用水泥搅拌桩作为短桩，沉管桩作为长桩；高层则以钻孔桩或预应力管桩作为长桩，水泥搅拌桩作为短桩。9.2.1长短桩复合地基中刚性桩和柔性桩的单桩承载力特征值取值尚应满足由桩身强度决定的单桩承载力特征值。如对低强度桩（9.1）式中fcu——桩体复合料试块（边长150mm立方体）标准养护28d立方体抗压强度平均值，kPa。对水泥土桩宜采用本规程式4.2.1-2计算确定。9.2.2对于挤土桩，η1、η2、β可以取大于1的数，但要依据可靠的工程经验和现场测试数据，并经论证后慎重采用。9.2.4褥垫层变形受以下几个因素的影响：垫层密实度及厚度、桩顶的处理方法、置换率、桩尖持力层等，因此建议由现场试验来确定，或根据已有的工程经验确定。褥垫的厚度主要依据桩底持力层情况、桩间土的利用率来确定；桩底持力层好、桩间土利用率高时垫层适当取厚，反之适当取薄。规定最大粒径主要是因为粒径太大不易压实，且易引起桩顶应力集中，故规定粒径不宜大于20mm。桩顶进入垫层30~50mm是为保证桩顶与垫层有充分的接触。9.2.5垫层外围设置围梁能保证周边的垫层不致流失，并可保证边缘垫层在围梁约束下能很好地发挥作用。在荷载板试验时也要求周围有围梁。89 9.3.3软土地基保持基坑干燥并且不受扰动是非常重要的，在工程实践中因地基土浸水而使荷载试验失败的教训是有的。预留200mm厚土层主要是因为表层土往往受践踏、扰动，故留至铺设垫层前再人工挖去效果会比较好。工程实例实例一1、某小区有一幢8层砖承重混合结构建筑，地基情况见工程地质剖面，桩布置见桩位平面图。2、承载力计算长桩计算：89 短桩计算：复合地基承载力特征值：当时考虑实际工程的具体情况打了折减0.65，230×0.65=149kPa。实例二1、某小区有一幢12层钢筋砼框剪承重结构建筑，地基情况见工程地质剖面，桩布置见桩位平面图。89 2、承载力计算长桩计算：短桩计算：复合地基承载力特征值当时考虑实际工程的具体情况打了折减0.8，307×0.8=245kPa89 10桩网复合地基10.1.2桩网复合地基目前多用于处理淤泥质土、粘性土、粉土等软弱地基，对于性质较差的淤泥需结合现场试验确定能否形成复合地基。10.1.3实际应用中为了减小沉降量常常将桩体打入强风化岩层或坚硬粘土层，但需要注意桩端持力层性质对复合地基形成条件的影响。目前工程中所采取的典型处理方式如图10.1，即桩端进入相对较好的土层，并允许有一定的刺入变形以保证桩土协同工作，形成复合地基。图10.1桩网复合地基10.2.1桩网复合地基的设计包括刚性桩复合地基设计和加筋垫层设计两部分，这是区别于其他类型复合地基的一个主要特点。设计时需要保证刚性桩复合地基和加筋垫层均能有效工作，起到控制沉降作用。刚性桩复合地基设计主要满足控制地基总沉降的要求。由于竖向桩体的刚度较周围土的刚度要大,大部分填土荷载通过土拱作用和加筋体的兜提作用传递到竖向桩体，桩间土的负担相对减少,从而达到减少沉降量的目的。加筋垫层的设计主要是减小桩土差异沉降，同时将上部荷载有效地传递到桩顶。此外加筋垫层与周围土之间有较大的摩阻力或咬合力，限制了土体的侧向变形，保证了地基的稳定。10.2.4采用管桩作为竖向桩体时，为增大置换率和减小桩顶应力集中，通常在桩顶设置桩帽。根据上海、浙江、广东等地设计经验，本规程采用图10.2所示简化分析方法：桩帽和周围土体脱空，桩帽由桩支承，将桩端视为固定端点支座，将桩帽按悬臂梁考虑，但是桩帽实际受力模型为悬臂板，二者内力计算结果差别较大，因此根据有限元计算结果，引入系数 x 对悬臂梁的计算结果进行修正， x 在l/a =4时取2.7，l/a =2时取3.8，中间值可进行线性插值计算。89 图10.2桩帽的受力简化模式10.2.6砂石是良好的垫层材料，但对具有排水要求的砂垫层宜控制含泥量不大于3%；采用粉细砂作为垫层材料时，应改善材料的级配状况，在掺加碎石或卵石使其颗粒不均匀系数不小于5并拌和均匀后，方可用于铺填垫层。现场经验表明，铺填碎石垫层效果通常要优于砂垫层。石屑是采石场筛选碎石后的细粒废弃物，其性质接近于砂，作为垫层材料时，应控制好含泥量及含粉量，才能保证垫层的质量。10.2.7采用土工合成材料加筋垫层时，应根据工程荷载的特点、对变形、稳定性的要求和地基土的工程性质、地下水性质及土工合成材料的工作环境等，选择土工合成材料的类型、布置形式及填料品种，主要包括：（1）确定所需土工合成材料的类型、物理性质和主要的力学性质如允许抗拉强度及相应的伸长率、耐久性与抗腐蚀性等；（2）确定土工合成材料在垫层中的布置形式、间距及端部的固定方式；（3）选择适用的填料与施工方法等。在软弱土中采用桩网复合地基，一方面要保证加筋垫层有效工作，另一方面又要适当利用桩间土的部分承载力，因此加筋体在满足强度要求的前提下需要有一定的延伸性能，抗拉刚度不宜过高，避免造成垫层刚度过大，荷载过分集中于桩体的情况。国外目前对桩承堤的设计原则是“长桩大板强网”，加筋体延伸率5%时，双向抗拉强度不小于40kN/m，实际加筋体抗拉刚度至少在1000kN/m以上，桩间土的承载作用基本不予考虑，因此桩承堤的沉降和路面变形可以得到严格控制。国内对桩网复合地基研究时间尚短，已有的研究成果多是基于桩承堤开展的，对于桩网复合地基的设计原理，各设计院所意见不一，问题多集中在垫层刚度变化对桩土荷载分配的影响上，这就必然牵涉到加筋体抗拉刚度的选取。目前工程实际中常用的加筋体种类有：塑料类土工格栅，钢塑性土工格栅，玻纤类土工格栅，土工格网，土工布等。其中前三类使用较多，执行标准差别也比较大，目前常用产品拉伸屈服强度选择范围为30~100kN/m，对应的延伸率为5%~20%不等，抗拉刚度变化范围为300~1500kN/m。89 实际设计中应视工程的重要性及沉降控制标准选择合适刚度的土工加筋体。考虑到长期蠕变、施工损伤和桩间土长期支承作用的可靠性等问题，结合国内外相关经验和多组现场测量数据，将加筋体容许应变限制在5%以内，这实际上也体现了对路面变形的控制。对于变形控制相对宽松的堤坝、堆场等，如有当地资料表明取更大的应变不致引起过量变形，也可按地方经验取值。10.2.8式10.2.8中前一项为加筋垫层的应力扩散作用提高的承载力，后一项为加筋体对土体的侧限作用和兜提作用而提高的承载力。10.2.10复合地基承载力由桩的承载力和桩间土承载力两部分组成。一般情况下桩间土承载力发挥度要小一些，式中桩间土承载力折减系数 b 反映这一情况。桩间土承载力折减系数 b 的影响因素很多，如桩土模量比、垫层厚度、基础刚度和桩的持力层性质等。b 取值应通过综合分析确定。根据经验，对桩网复合地基，b 取值范围为0.0～0.60。本规程中 b 取值范围是对广东、浙江等地若干工程桩网复合地基载荷试验资料反算确定的。桩网复合地基的垫层刚度取决于三个因素，即加筋体的抗拉刚度、垫层材料性质、垫层厚度。对加筋体与垫层材料的选择10.2.6及10.2.7已讨论过，关于垫层厚度，采用Carlson土楔法进行分析，如图10.3所示。当垫层厚度时，通过垫层的应力扩散和填土中的土拱效应，上部荷载全部分配到桩帽上，楔体下的土体荷载由加筋体传递到桩上，此时桩间土不再承担上部荷载，即b =0。当时，按复合地基进行计算。图中压力扩散角 q 通常取15°图10.3桩网复合地基垫层厚度计算图式89 下面给出两个算例，介绍承载力计算公式的应用。算例1某高速公路工程，地基土层自上而下分布为：（1）填筑土（Qml）：灰黄~灰色，由碎石、砂及粘土组成，已压实；厚度：1.00～2.80m，平均1.57m。（2）耕植土（Qml）：黄褐～灰褐色，由粘粒组成，含少量植物根茎，软～可塑；厚度：0.60～2.60m，平均0.99m。（3）淤泥（Qal）：灰黑色，含少量腐殖质，下部含少量粉细砂，饱和，流～软塑；平均含水量47.7%，平均孔隙比1.318，平均压缩系数0.89MPa-1；厚度：2.20～8.70m，平均5.13m；不排水抗剪强度Cu为5.30～13.01kPa，平均8.60kPa；灵敏度系数St为3.49～8.03，属高灵敏度、高压缩性软粘性土，本层是主要加固土层；（4）含淤泥质粉砂（Qal）：灰色，含淤泥质，由粘粒及粉粒组成，局部为粉细砂，稍密，很湿，软塑；厚度：12.30～8.10m，平均10.30m。设计填土高度5m，采用PHC-A400-95型预应力管桩处理，正方形布设，间距2.4m。采用12m长桩，穿透淤泥层进入含淤泥质粉砂层2m。每根桩桩顶设置1块1000mm×1000mm×350mm的钢筋混凝土桩帽，桩顶设置1块400mm×400mm×4mm的钢板，设置1层 F10@100×100钢筋网，桩帽混凝土强度等级为C25，桩帽顶铺设两层TGS40-40双向土工格栅，碎石垫层500mm。桩间土承载力80kPa。首先验算加筋垫层承载力：=×80+2×16×[+]=18.9+32×6=210.9kPa再验算刚性桩复合地基承载力：=268.41+605.52=873.93kN=0.17×873.93+0.3×0.83×80=168.5kPa道面荷载及使用活荷载经计算为20kPa，加上5m填土荷载，得pk=110kPa故，pk < fspk < fspk1，承载力满足要求。89 算例2沿海某大型机场站坪地基处理工程，场地主要土层的设计参数如表10.1中所示。表10.1主要土层设计参数土层名称承载力特征值fak/kPa压缩模量Es/MPa内摩擦角j /°内聚力c/kPa侧摩阻力qs/kPa桩端阻力qp/kPa淤泥6038.01212砂质粘性土20018.528.4502000根据扩建场区软基处理技术要求，交工面标高+2.5m，道面荷载、使用活荷载及填土荷载经计算为130kPa。采用D300预制管桩进行处理，正方形布置，桩距1.8m，桩长16m，进入砂质粘性土层5m，桩帽900mm×900mm×300mm，铺设两层TGS40-40土工格栅，碎石垫层500mm。首先验算加筋垫层承载力：=×60+2×16×[+]=19.3+32×6.02=211.9kPa再验算刚性桩复合地基承载力：=0.3×p×(50×5+12×11)+0.061×2000=481.8kN=0.25×481.8/0.81+0.3×0.75×60=162.2kPa=130kPa故，pk < fspk < fsp，承载力满足要求。89 10.3.2管桩施工注意事项有：1施工准备：认真检查机械设备性能，保证正常作业；检查管桩外观质量，注意在运输过程中有无损伤；根据施工图绘制桩位编号图；测定和标出场地上桩位，偏差不大于20mm；在桩身上划出长度标记。2压桩的施工顺序：将桩身小心移入桩机，然后调平桩机，调整对中，同时利用两个方向相互垂直的经纬仪检查垂直度；第一节桩入土300~500mm后检查和校正垂直度，垂直度控制在0.5%以内；开动压桩装置，记录压桩时间和各压力表读数，保持连续压桩并控制压桩速度1m/min~2m/min，桥头段应控制在0.5m/min~1.0m/min；最大压桩力不得大于单桩强度的竖向承载力设计值；为防止压桩机械对已压桩桩头的破坏，桩顶高程应低于地面100mm。3打桩顺序安排原则：应根据桩的密集程度以及周边建筑物的关系调整打桩顺序，即尽量避免后打入桩的挤土效应对已打入桩产生较大影响；根据桩的入土深度，宜先长后短；根据桩的规格，宜先大后小。4管桩的施打规定：第一节管桩起吊就位插入地面的垂直度偏差不得大于0.5%，并宜用水准尺或其他测量仪器校正；施打中，桩锤、桩垫、桩身中心线应重合，当桩身倾斜率超过0.8%，应找出原因并设法纠正；当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏；在较厚的粘土、粉质粘土层中施打管桩，不宜采用大流水打桩法，应将单根桩一次性连续打到底，尽量减少间歇时间；桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外施打。5管桩的接桩规定：焊接接桩应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接规程》JGJ81的有关规定；管桩接长时，宜在桩头高出地面0.5~1m处进行；接桩时，上下节桩应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm；对接时，清理干净驳面和坡口；焊接时，先对称点焊4~6点，然后对称施焊，焊接层数不得少于两层，内层焊渣必须清理干净后方能施焊外层，焊缝应饱满连续；焊后自然冷却时间不得少于8min，严禁用水冷却或焊后即打。6终止压（打）桩的控制标准：正常情况按设计压桩力送桩，达到设计高程后持荷（正常压力）10min且每分钟沉降量不超过2mm后方可结束送桩；在同一地质类型的地段，若出现静压力显著增加或送桩时静压力显著减小等异常情况，需暂停施工并及时报告监理，分析和找出原因后提出处理措施。7如需截桩，应有确保截桩后管桩质量的措施，严禁使用大锤硬砸，应先将不需要截除的桩身端部用钢箍包紧，然后沿钢箍上沿凿槽打穿后，用锤打下，用气割法切断钢筋。10.3.489 铺设土工合成材料时应注意均匀平整，且保持一定的松紧度，以使其在工作状态下受力均匀，并避免被块石、树根等刺穿、顶破，引起局部的应力集中。用于加筋垫层中的土工合成材料，因工作时要受到很大的拉应力，故其端头一定要埋设固定好。通常作法是在端部位置挖地沟，将合成材料的端头埋入沟内，上覆土压住固定，以防止其受力后被拔出。铺设土工合成材料时，应避免长时间曝晒或暴露。一般施工宜连续进行，暴露时间不宜超过48h，并注意掩盖，以免材质老化，降低强度及耐久性。10.3.5垫层的施工参数应根据垫层材料、施工机械设备及设计要求等，通过现场试验确定，以求获得最佳夯压效果。在不具备试验条件的情况下，也可参照建筑工程及水电部门的经验数值，按表10.2选用。表10.2垫层的单层铺设厚度及压实遍数施工设备每层铺填厚度（m）每层压实遍数平碾（8～12t）0.2～0.36～8（矿渣10～12）羊足碾（5～16t）0.2～0.358～16蛙式夯（200kg）0.2～0.253～4振动碾（8～15t）0.6～1.36～8插入式振动器0.2～0.5平板式振动器0.15～0.2589 11其他类型复合地基11.1高压旋喷桩复合地基11.1.1实践表明，高压旋喷桩复合地基对淤泥、淤泥质土、流塑或软塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果。但对于硬粘性土，含有较多的块石或大量植物根茎的地基，因喷射流可能受到阻挡或削弱，冲击破碎力急剧下降，切削范围减小，影响处理效果。而对于含有过多有机质的土层，其处理效果取决于固结体的化学稳定性。鉴于上述几种土组成复杂、差异悬殊，高压喷射注浆处理的效果差别较大，不能一概而论，故应根据现场试验结果确定其适用性。对于湿陷性黄土地基，因当前试验资料和施工实例较少，亦应预先进行现场试验。对地下水流速过大或已涌水的防水工程，由于工艺、机具和瞬时速凝材料等方面的原因，应慎重使用，必要时应通过现场试验确定。高压喷射注浆处理深度较大，我国建筑地基高压喷射注浆处理深度目前已达30m以上。高压旋喷桩复合地基可用下列方法实现：1单管法：喷射高压水泥浆液一种介质；2二重管法：喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质；3三重管法：喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液等三种介质。11.1.21高压旋喷桩复合地基承载力通过现场载荷试验方法确定误差较小。而通过公式计算时，在确定折减系数 b 和单桩承载力方面均可能有较大的变化幅度，因此只能用作估算。2旋喷桩的直径除浅层可用开挖的方法确定之外，深部的直径无法用准确的方法确定，因此只能用半经验的方法给出。根据国内外施工经验，其设计直径可参考表11.1选用。表11.1旋喷桩设计直径（m）方法土质单管法双管法三管法粘性土0＜N＜50.5～0.80.8～1.21.2～1.86＜N＜100.4～0.70.7～1.11.0～1.6砂土0＜N＜100.6～1.01.0～1.41.5～2.011＜N＜200.5～0.90.9～1.31.2～1.821＜N＜300.4～0.80.8～1.20.9～1.5注：N为标准贯入击数89 11.1.31高压旋喷桩复合地基施工前，应对照设计图纸核实设计孔位处有无妨碍施工和影响安全的障碍物。如有，应与有关单位协商清除或搬移障碍物或更改设计孔位。2水泥浆中所用的外加剂或掺合剂的数量，应根据水泥土的特点通过室内配比试验或现场试验确定。当有足够实践经验时，可按经验确定。4在不改变喷射参数的条件下，对同一标高的土层作重复喷射时，能加大有效加固长度，提高固结体强度。在实际工作中，旋喷桩通常在底部和顶部进行复喷，以增大承载力，确保处理质量。高压喷射注浆处理地基时，在浆液未硬化前，有效喷射范围内的地基因受到扰动而强度降低，容易产生附加变形，因此在处理既有建筑地基或在邻近既有建筑旁施工时，应防止在浆液凝固硬化前，建筑物的附加下沉。通常采用控制施工速度、顺序和加快浆液凝固时间等方法防止或减小附加变形。11.1.4在严格控制高压旋喷桩复合地基施工参数的基础上，根据具体情况选定质量检验方法。钻孔取芯是检验单孔固结体质量的常用方法，选用时需以不破坏固结体和有代表性为前提，可以在28d后取芯或在未凝以前软取芯（软弱粘性土地基）。标准贯入和静力触探在有经验的情况下也可以应用。载荷试验是地基处理后检验地基承载力的良好方法。11.2灰土挤密桩复合地基11.2.1灰土挤密桩复合地基通过成孔过程中的横向挤压作用，使得桩间土挤密，再将灰土填入桩孔内，分层捣实至设计标高，灰土桩与挤密的桩间土组成复合地基，共同承担上部荷载。试验研究资料和工程实践表明，灰土挤密桩复合地基用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基，对消除土的湿陷性及提高承载力都是非常有效的。但当土的含水量大于24%及其饱和度超过65％时，在成孔及拔管过程中，桩孔容易产生缩颈，孔周的土体发生隆起，挤密效果差，因此不适用于处理地下水位以下及毛细饱和带的土层。11.2.21局部处理地基的宽度超出基础底面边缘一定范围，主要在于改善应力扩散，增强地基的稳定性，防止基底下被处理的土层在基础荷载作用下受水浸湿时产生侧向挤出，并使处理与未处理接触面的土体保持稳定。灰土挤密桩复合地基的处理深度根据现场土质情况、工程要求和成孔设备等因素确定。当以消除地基土的湿陷性为主要目的时，在非自重湿陷性黄土场地，宜将附加应力与土的饱和自重应力之和大于湿陷起始压力的全部土层进行处理，或处理至地基压缩层的下限；在自重湿陷性黄土场地，宜处理至非湿陷性黄土层顶面。89 2根据我国黄土地区的现有成孔设备，沉管成孔的桩孔直径多为370～400mm。布置桩孔应考虑消除桩间土的湿陷性。大量试验研究资料和工程经验表明，为消除桩间土的湿陷性，桩孔间的中心距离通常为桩孔直径的2.0～2.5倍。3桩体土的平均压实系数，可按式11.1计算，（11.1）式中——桩孔全部深度范围内的灰土经分层夯实的平均干密度，kg/m3；rdmax——桩孔内的灰土通过击实试验求得最优含水量状态下的最大干密度，kg/m3。4为确定灰土挤密桩桩数及其处理深度，需了解灰土挤密桩单桩承载力，而原位测试结果比较可靠。载荷试验可测定单桩和桩间土的承载力，也可测定单桩复合地基或多桩复合地基的承载力。当不用载荷试验时，桩间土承载力可用静力触探测定，桩身承载力用动力触探测定。5灰土挤密桩复合地基的变形，包括复合土层及下卧层的变形。桩间土被挤密后，物理力学性质明显改善，土的干密度增大、压缩性降低、承载力提高、湿陷性消除，故复合土层的变形可不计算。11.2.31拟处理地基土的含水量对成孔与桩间土的挤密至关重要。工程实践表明，当天然土的含水量小于12％时，土呈坚硬状态、成孔挤密困难，且设备容易损坏；当天然土的含水量等于或大于24％，饱和度大于65%时，桩孔可能缩颈，桩孔周围的土容易隆起，挤密效果差；当天然土的含水量接近最优（或塑限）含水量时，成孔施工速度快，桩间土的挤密效果好。因此，在成孔过程中，应掌握好拟处理地基土的含水量。2施工灰土挤密桩时，在成孔或拔管过程中，对桩孔（或桩顶）上部土层有一定的松动作用，因此施工前应根据选用的成孔设备和施工方法，在基底标高以上预留一定厚度的松动土层，待成孔和桩孔回填夯实结束后，将其挖除或按设计规定进行处理。3灰土淋湿或冻结后，容易出现“橡皮土”，不易夯实。当雨季或冬季施工时，应采取防雨防冻措施，确保施工质量。11.2.4为确保灰土挤密桩复合地基的处理质量，在施工过程中应采取抽样检验，检验数据和结论应准确、真实、具有说服力，对检验结果应进行综合分析或综合评价。89 11.3夯实水泥土桩复合地基11.3.1夯实水泥土桩复合地基是中国建筑科学研究院地基所在北京等地的旧城区危改小区工程中开发的地基处理新技术。该项技术巳在北京、河北等地的多项工程中应用，产生了良好的社会经济效益。目前由于施工机械的限制，夯实水泥土桩复合地基适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。11.3.21夯实水泥土的变形模量远大于土的变形模量。设置褥垫层是为了调整基底压力分布，保证桩间土承载力的发挥。11.3.31在旧城危改工程中，由于场地环境条件的限制，多采用人工洛阳铲、螺旋钻机非挤土成孔方法，当土质较松软时采用沉管、冲击等挤土成孔方法，可收到良好的效果。2混合料含水量是决定桩体夯实密度的重要因素，在现场实施时应严格控制。3各种成孔工艺均可能使孔底存在部分扰动和虚土，因此夯填混合料前应将孔底土夯实，有利于发挥桩端阻力，提高复合地基承载力。11.3.4夯实水泥土桩复合地基施工时，一般采用取土和轻便触探等手段检验成桩干密度。11.4石灰桩复合地基11.4.1石灰桩加固地基的机理有：置换、生石灰吸水膨胀挤密桩周土、生石灰吸水桩周土排水固结、生石灰与桩周土离子交换和胶凝反应、生石灰吸水放热加固等作用。石灰桩不宜用于加固含水量过低和过高的地基土，但定量标准尚难提出，应通过试验或根据经验选用。石灰桩不适用地下水位以下的砂类土。11.4.21桩身材料加入少量石膏或水泥可以提高桩身强度。2石灰桩宜采用细而密布桩方式。人工成孔常用 F300mm，机械成孔常用 F350mm。石灰桩复合地基一般情况下不设垫层。3采用洛阳铲成孔桩长不宜超过6m，机械成孔常用6～8m。11.4.31石灰桩桩身密实度对桩身强度影响较大。应通过成桩工艺试验确定施工工艺。成桩7～9d后用轻便触探（N10）进行对比检测，选择适合的工艺。2成孔后若孔内有水，应采取措施排干孔内水，才能向孔内投料。11.4.489 石灰桩桩身强度随着一系列物理化学作用不断增长，有资料介绍强度增长可延续3～5年。从工程角度考虑，目前将一个月龄期的强度视为桩身设计强度，7～10d龄期的强度约为设计强度的60%左右。龄期为7～10d时，采用静力触探检测应考虑桩身温度对探头精度的影响，因为此时桩身仍维持较高温度。89'