toblv建筑施工手册第四版word高清(地基处理与桩基工程)

'建筑施工手册第四版word高清(地基处理与桩基工程)7地基处理与桩基工程7-1地基处理7-1-1换填地基7-1-1-1灰土地基灰土地基是将基础底面下要求范围内的软弱土层挖去，用一定比例的石灰与土，在最优含水量情况下，充分拌合，分层回填夯实或压实而成。灰土地基具有一定的强度、水稳性和抗渗性，施工工艺简单，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。适于加固深1~4m厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。1．材料要求（1）土料采用就地挖出的粘性土及塑性指数大于4的粉土，土内有机质含量不得超过5%。土料应过筛，其颗粒不应大于15mm。（2）石灰应用III级以上新鲜的块灰，含氧化钙、氧化镁愈高愈好，使用前1~2d消解并过筛，其颗粒不得大于5mm，且不应夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多的水分。2．施工工艺方法要点——————————————————————————————————————————————— （1）对基槽（坑）应先验槽，消除松土，并打两遍底夯，要求平整干净。如有积水、淤泥应晾干；局部有软弱土层或孔洞，应及时挖除后用灰土分层回填夯实。（2）灰土配合比应符合设计规定，一般用3：7或2：8（石灰：土，体积比）。多用人工翻拌，不少于3遍，使达到均匀，颜色一致，并适当控制含水量，现场以手握成团，两指轻捏即散为宜，一般最优含水量为14%~18%；如含水分过多或过少时，应稍晾干或洒水湿润，如有球闭应打碎，要求随拌随用。（3）铺灰应分段分层夯筑，每层虚铺厚度可参见表7-1，夯实机具可根据工程大小和现场机具条件用人力或机械夯打或碾压，遍数按设计要求的干密度由试夯（或碾压）确定，一般不少于4遍。灰土最大虚铺厚度表7-1（4）灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝，上下两层的接缝距离不得小于500mm，接缝处应夯压密实，并作成直槎。当灰土地基高度不同时，应做成阶梯形，每阶宽不少于500mm；对作辅助防渗层的灰土，应将地下水位以下结构包围，并处理好接缝，同时注意接缝质量，每层虚土从留缝处往前延伸500mm，夯实时应夯过接缝300mm以上；接缝时，用铁锹在留缝处垂直切齐，再铺下段夯实。（5）灰土应当日铺填夯压，入槽（坑）灰土不得隔日夯打。夯实后的灰土30d内不得受水浸泡，并及时进行基础施工与基坑回填，——————————————————————————————————————————————— 或在灰土表面作临时性覆盖，避免日晒雨淋。雨季施工时，应采取适当防雨、排水措施，以保证灰土在基槽（坑）内无积水的状态下进行。刚打完的灰土，如突然遇雨，应将松软灰土除去，并补填夯实；稍受湿的灰土可在晾干后补夯。（6）冬期施工，必须在基层不冻的状态下进行，土料应覆盖保温，冻土及夹有冻块的土料不得使用；已熟化的石灰应在次日用完，以充分利用石灰熟化时的热量，当日拌合灰土应当日铺填夯完，表面应用塑料面及草袋覆盖保温，以防灰土垫层早期受冻降低强度。3．质量控制（1）施工前应检查原材料，如灰土的土料、石灰以及配合比、灰土拌匀程度。（2）施工过程中应检查分层铺设厚度，分段施工时上下两层的搭接长度，夯实时加水量、夯压遍数等。（3）每层施工结束后检查灰土地基的压实系数。压实系数λc为土在施工时实际达到的干密度ρd与室内采用击实试验得到的最大干密度ρλc＝ρd/ρdmaxdmax之比，即：（7-1）——————————————————————————————————————————————— 灰土应逐层用贯入仪检验，以达到控制（设计要求）压实系数所对应的贯入度为合格，或用环刀取样检测灰土的干密度，除以试验的最大干密度求得。施工结束后，应检验灰土地基的承载力。（4）灰土地基的质量验收标准如表7-2所示。灰土地基质量检验标准表7-27-1-1-2砂和砂石地基砂和砂石地基（垫层）采用砂或砂砾石（碎石）混合物，经分层夯（压）实，作为地基的持力层，提高基础下部地基强度，并通过垫层的压力扩散作用，降低地基的压实力，减少变形量，同时垫层可起排水作用，地基土中孔隙水可通过垫层快速地排出，能加速下部土层的沉降和固结。砂和砂石地基具有应用范围广泛；不用水泥、石材；由于砂颗粒大，可防止地下水因毛细作用上升，地基不受冻结的影响；能在施工期间完成沉陷；用机械或人工都可使地基密实，施工工艺简单，可缩短工期，降低造价等特点。适于处理3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基，包括淤泥、淤泥质土；不宜用于加固湿陷性黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。1．材料要求（1）砂宜用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂或粗砂，当用细砂、粉砂时，应掺加粒径20~50mm的卵石（或碎石），但要分布均匀。砂中有机质含量不超过5%，含泥量应小于5%，兼作排水垫层时，含泥量不得超过3%。（2）砂石——————————————————————————————————————————————— 用自然级配的砂砾石（或卵石、碎石）混合物，粒级应在50mm以下，其含量应在50%以内，不得含有植物残体、垃圾等杂物，含泥量小于5%。2．构造要求垫层的构造既要求有足够的厚度，以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要有足够的宽度，以防止垫层向两侧挤出。（1）垫层的厚度垫层的厚度z应根据垫层底部软弱土层的承载力确定，即作用在垫层底面处土的自重压力（标准值）与附加压力（设计值）之和大于软弱土层经深度修正后的地基承载力标准值（图7-1），并应符合下式要求：pz＋pcz≤faz（7-2）图7-1垫层内应力的分布1-基础；2-砂垫层；3-回填土式中pz——垫层底面处的附加压力值（kPa），可根据基础不同形式分别按以下简化式计算：条形基础pz?b(p?pc)（7-3）b?2ztg?bl(p?pc)（7-4）(b?2ztg?)(c?2ztg?)矩形基础pz?b——条形基础或矩形基础底面的宽度（m）；l——矩形基础底面的长度（m）；p——基层底面压力（kPa）；——————————————————————————————————————————————— pc——基础底面处土的自重压力值（kPa）；z——基础底面下垫层的厚度（m）；θ——垫层的压力扩散角，可按表7-3采用；pcz——垫层底面处土的自重压力值（kPa）；faz——经深度修正后垫层底面处土层的地基承载力特征值（kPa）。压力扩散角θ（°）表7-3注：1．当z/b＜0.25时，除灰土仍取θ＝30°外，其余材料均取θ＝0°；2．当0.25＜z/b＜0.5时，θ值可内插求得。按公式（7-2）确定垫层厚度时，需要用试算法，即预先估计一个厚度，再按式（7-2）校核，如不能满足要求时，再增加垫层厚度，直至满足要求为止。垫层的厚度一般为0.5~2.5m，不宜大于3.0m，否则费工费料，施工比较困难，也不够经济，小于0.5m则作用不明显。（2）垫层的宽度垫层的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，可按下式计算：b'≥b＋2ztgθ（7-5）式中b'——垫层底面宽度；θ——垫层的压力扩散角，可按表7-3采用；当z/b＜0.25时，仍按表中z/b＝0.25取值。其他符号意义同上。——————————————————————————————————————————————— 垫层顶面每边宜超出基础底边不小于300mm，或从垫层底面两侧向上按当地经验的要求放坡。大面积整片垫层的底面宽度，常按自然倾斜角控制（图7-2）适当加宽。图7-2砂或砂石垫层（a）柱基础垫层；（b）设备基础垫层1-柱基础；2-砂或砂石垫层；3-回填土；4-设备基础α-砂或砂石垫层自然倾斜角（休止角）；b-基础宽度垫层的承载力宜通过现场试验确定，当无试验资料时，可按表7-4选用，并验算下卧层的承载力。各种垫层的承载力表7-4注：1．压实系数小的垫层，承载力取低值，反之取高值；2．重锤夯实土的承载力取低值，灰土取高值；3．压实系数λc为土的控制干密度ρd与最大干密度ρmax的比值；土的最大干密度宜采用击实试验确定，碎石或卵石的最大干密度可取2.0~2.2t/m3。3．施工工艺方法要点（1）铺设垫层前应验槽，将基底表面浮土、淤泥、杂物清除干净，两侧应设一定坡度，防止振捣时塌方。（2）垫层底面标高不同时，土面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序施工，搭接处应夯压密实。分层铺设时，接头应做成斜坡或阶梯形搭接，每层错开0.5~1.0m,并注意充分捣实。（3——————————————————————————————————————————————— ）人工级配的砂砾石，应先将砂、卵石拌合均匀后，再铺夯压实。（4）垫层铺设时，严禁扰动垫层下卧层及侧壁的软弱土层，防止被践踏、受冻或受浸泡，降低其强度。如垫层下有厚度较小的淤泥或淤泥质土层，在碾压荷载下抛石能挤入该层底面时，可采取挤淤处理。先在软弱土面上堆填块石、片石等，然后将其压入以置换和挤出软弱土，再做垫层。（5）垫层应分层铺设，分层历或压实，基坑内预先安好5m35m网格标桩，控制每层砂垫层的铺设厚度。每层铺设厚度、砂石最优含水量控制及施工机具、方法的选用参见表7-5。振夯压要做到交叉重益1/3，防止漏振、漏压。夯实、碾压遍数、振实时间应通过试验确定。用细砂作垫层材料时，不宜使用振捣法或水撼法，以免产生液化现象。砂垫层和砂石垫层铺设厚度及施工最优含水量表7-5（6）当地下水位较高或在饱和的软弱地基上铺设垫层时，应加强基坑内及外侧四周的排水工作，防止砂垫层泡水引起砂的流失，保持基坑边坡稳定；或采取降低地下水位措施，使地下水位降低到基坑底500mm以下。（7）当采用水撼法或插振法施工时，以振捣棒振幅半径的1.75倍为间距（一般为400~500mm——————————————————————————————————————————————— ）插入振捣，依次振实，以不再冒气泡为准，直至完成；同时应采取措施做到有控制地注水和排水。垫层接头应重复振捣，插入式振动棒振完所留孔洞应用砂填实；在振动首层的垫层时，不得将振动棒插入原土层或基槽边部，以避免使软土混入砂垫层而降低砂垫层的强度。（8）垫层铺设完毕，应即进行下道工序施工，严禁小车及人在砂层上面行走，必要时应在垫层上铺板行走。4．质量控制（1）施工前应检查砂、石等原材料质量及砂、石拌合均匀程度。（2）施工过程中必须检查分层厚度，分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数。（3）施工结束后，应检查砂及砂石地基的承载力。（4）砂及砂石地基的质量验收标准如表7-6所示砂及砂石地基质量检验标准表7-67-1-1-3粉煤灰地基粉煤灰是火力发电厂的工业废料，有良好的物理力学性能，用它作为处理软弱土层的换填材料，已在许多地区得到应用。它具有承载能力和变形模量较大，可利用废料，施工方便、快速，质量易于控制，技术可行，经济效果显著等优点。可用于作各种软弱土层换填地基的处理，以及作大面积地坪的垫层等。1．粉煤灰垫层的特性根据化学分析，粉煤灰中含有大量SiO2、A12O3、Fe2O3（表7-7），有类似火山灰的特性，有一定活性，在压实功能作用下能产生一定的自硬强度。粉煤灰的化学成分（%）表7-7——————————————————————————————————————————————— 注：1．编号1为国内百多个电厂粉煤灰化学成分的平均值；2．编号2为上海地区粉煤灰化学成分平均值；3．编号3为宝钢电厂粉煤灰化学成分。粉煤灰垫层具有遇水后强度降低的特性，其经验数值是：对压实系数λc＝0.90~0.95的浸水垫层，其容许承载力可采用120~200kPa，可满足软弱下卧层的强度与地基变形要求；当λc＞0.90时，可抗地震液化。2．粉煤灰质量要求用一般电厂III级以上粉煤灰，含SiO2、A12O3、Fe2O3总量尽量选用高的，颗粒粒径宜0.001~2.0mm，烧失量宜低于12%，含SO3宜小于0.4%，以免对地下金属管道等产生一定的腐蚀性。粉煤灰中严禁混入植物、生活垃圾及其他有机杂质。粉煤灰进场，其含水量应控制在±2%范围内。3．施工工艺方法要点（1）铺设前，应清除地基土垃圾，排除表面积水，平整场地，并用8t压路机预压两遍，使密实。（2）垫层应分层铺设与碾压，铺设厚度用机械夯为200~300mm，夯完后厚度为150~200mm；用压路机为300~400mm，压实后为250mm左右。对小面积墓坑、槽垫层，可用人工分层摊铺，用平板振动器或蛙式打夯机进行振（夯）实，每次振（夯）板应重叠1/2~1/3板，往复压实，由两侧或四侧向中间进行，夯实不少于3遍。大面积垫层应采用推土机摊铺，先用推土机预压二遍，然后用8t——————————————————————————————————————————————— 压路机碾压，施工时压轮重叠1/2~1/3轮宽，往复碾压，一般碾压4~6遍。（3）粉煤灰铺设含水量应控制在最优含水量范围内；如含水量过大时，需摊铺晾干后再碾压。粉煤灰铺设后，应于当天压完；如压实时含水量过小，呈现松散状态，则应洒水湿润再压实，洒水的水质不得含有油质，pH值应为6~9。（4）夯实或碾压时，如出现“橡皮土”现象，应暂停止压实，可采取将垫层开槽、翻松、晾晒或换灰等办法处理。（5）每层铺完经检测合格后，应及时铺筑上层，以防干燥、松散、起尘、污染环境，并应严禁车辆在其上行驶；全部粉煤灰垫层铺设完经验收合格后，应及时进行浇筑混凝土垫层，以防日晒、雨淋破坏。（6）冬期施工，最低气温不得低于0℃，以免粉煤灰含水冻胀。4．质量控制（1）施工前应检查粉煤灰材料，并对基槽清底状况、地质条件予以检验。（2）施工过程中应检查铺筑厚度、碾压遍数、施工含水量控制、搭接区碾压程度、压实系数等。（3）施工结束后，应对地基的压实系数进行检查，并做载荷试验。载荷试验（平板载荷试验或十字板剪切试验）数量，每单位工程不少于3点，3000m2以上工程，每300m2至少一点。（4）粉煤灰地基质量检验标准如表7-8所示。——————————————————————————————————————————————— 粉煤灰地基质量检验标准表7-8S7-1-2夯实地基7-1-2-1重锤夯实地基重锤夯实是利用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落下，重复夯击基土表面，使地基表面形成一层比较密实的硬壳层，从而使地基得到加固。本法使用轻型设备易于解决，施工简便，费用较低；但布点较密，夯击遍数多，施工期相对较长，同时夯击能量小，孔隙水难以消散，加固深度有限，当土的含水量稍高，易夯成橡皮土，处理较困难。适于地下水位0.8m以上、稍湿的粘性土、砂土、饱和度Sr≤60的湿陷性黄土、杂填土以及分层填土地基的加固处理。但当夯击对邻近建筑物有影响，或地下水位高于有效夯实深度时，不宜采用。重锤表面夯实的加固深度一般为1.2~2.0m。湿陷性黄土地基经重锤表面夯实后，透水性有显著降低，可消除湿陷性，地基土密度增大，强度可提高30%；对杂填土则可以减少其不均匀性，提高承载力。1．机具设备（1）夯锤用C20钢筋混凝土制成，外形为截头圆锥体（图7-3），锤重为2.0~3.0t，底直径1.0~1.5m，锤底面单位静压力宜为15~20kPa。吊钩宜采用自制半自动脱钩器，以减少吊索的磨损和机械振动。图7-3钢筋混凝土夯锤构造1-20mm厚钢板；2-L100310mm角钢；3、4、5-φ8mm钢筋＠100mm——————————————————————————————————————————————— 双向；6-φ10mm锚筋；7-φ30mm吊环（2）起重机可采用配置有摩擦式卷扬机的履带式起重机、打桩机、悬臂式桅杆起重机或龙门式起重机等。其起重能力：当采用自动脱钩时，应大于夯锤重量的1.5倍；当直接用钢丝绳悬吊夯锤时，应大于夯锤重量的3倍。2．施工工艺方法要点（1）施工前应进行试夯，确定有关技术参数，如夯锤重量、底面直径及落距，最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量。最后下沉量系指最后2击平均每击土面的夯沉量，对粘性土和湿陷性黄土取10~20mm；对砂土取5~10mm；对细颗粒土不宜超过10~20mm。落距宜大于4m，一般为4~6m。夯击遍数由试脸确定，通常取比试夯确定的遍数增加1~2遍，一般为8~12遍。土被夯实的有效影响深度，一般约为重锤直径的1.5倍。（2）夯实前，槽、坑底面的标高应高出设计标高，预留土层的厚度可为试夯时的总下沉量再加50~100mm；基槽、坑的坡度应适当放缓。（3）夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围以内，一般相当于土的塑限含水量±12%——————————————————————————————————————————————— 。现场简易测定方法是：以手捏紧后，松手土不散，易变形而不挤出，抛在地上即呈碎裂为合适；如表层含水量过大，可采取撒干土、碎砖、生石灰粉或换土等措施；如土含水量过低，应适当洒水，加水后待全部渗入土中，一昼夜后方可夯打。（4）大面积基坑或条形基槽内夯实时，应一夯换一夯顺序进行（图7-4a），即第一遍按一夯换一夯进行，在一次循环中间同一夯位应连夯两下，下一循环的夯位，应与前一循环错开1/2锤底直径的搭接，如此反复进行，在夯打最后一循环时，可以采用一夯压半夯的打法。在独立柱基夯打时，可采用先周边后中间或先外后里的跳打法（图7-4b、c）。为了使夯锤底面落下时与土接触严密，各次夯迹之间不互相压叠，而是相切或靠近。压叠易使锤底面倾斜，与土接触不严，功能消耗，降低夯实效率。当采用悬臂式桅杆式起重机或龙门式起重机夯实时，可采用图7-4（d）顺序，以提高功效。图7-4重锤夯打顺序1-夯位；2-重叠夯d-重锤直径（5）基底标高不同时，应按先深后浅的程序逐层挖土夯实，不宜一次挖成阶梯形，以免夯打时在高低相交处发生坍塌。夯打做到落距正确，落锤平稳，夯位准确，基坑的夯实宽度应比基坑每边宽0.2~0.3m。基槽底面边角不易夯实部位应适当增大夯实宽度。（6）重锤夯实填土地基时，应分层进行，每层的虚铺厚度以相当于锤底直径为宜。夯实层数不宜少于2层。夯实完后，应将基坑、槽表面修整至设计标高。（7）重锤夯实在10~15m以外对建筑物振动影响较小，可不采取防护措施，在10~15m以内，应挖防振沟等作隔振处理。——————————————————————————————————————————————— （8）冬期施工，如土已冻结，应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解。若基坑挖好后不能立即夯实，应采取防冻措施，如在表面覆盖草垫、锯屑或松土保温。（9）夯实结束后，应及时将夯松的表层浮土清除或将浮土在接近最优含水量状态下重新用1m的落距夯实至设计标高。（10）根据经验，采用锤重2.5~3.0t，锤底直径1.2~1.4m，落距4~4.5m，锤底静压力为20~25MPa，消除湿陷性的土层厚度为1.2~1.75m，对非自重湿陷性黄土地区，采用重锤表面夯实的效果明显。3．质量控制重锤夯实地基质量控制可参考7-1-2-2强夯地基一节。7-1-2-2强夯地基强夯法是用起重机械（起重机或起重机配三角架、龙门架）将大吨位（一般8~30t）夯锤起吊到6~30m高度后，自由落下，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土料重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种有效的地基加固方法，也是我国目前最为常用和最经济的深层地基处理方法之一。1．加固机理及特点——————————————————————————————————————————————— 强夯法是在极短的时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量，使得土体发生一系列的物理变化，如土体结构的破坏或液化、排水固结压密以及触变恢复等。其作用结果使得一定范围内地基强度提高，孔隙挤密并消除湿陷性。强夯过程对地基状态的影响如图7-5所示，强度提高明显的区段是II区，压密区的深度即为加固深度。图7-5强夯加固地基模式I-膨胀区；II-加固区；III-影响区；IV-无影响区pL-地基极限强度；pr-地基屈服强度强夯法加固特点是：使用工地常备简单设备；施工工艺、操作简单；适用土质范围广；加固效果显著，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2~5倍；变形沉降量小，压缩性可降低2~10倍，加固影响深度可达6~10m；土粒结合紧密，有较高的结构强度；工效高，施工速度快（一套设备每月可加固5000~10000m2地基），较换土回填和桩基缩短工期一半；节省加固原材料；施工费用低，节省投资，比换土回填节省60%费用；与预制桩加固地基相比可节省投资50%~70%；与砂桩相比可节省投资40%~50%，同时耗用劳动力少和现场施工文明等。2．适用范围——————————————————————————————————————————————— 适于加固碎石土、砂土、低饱和度粉土、粘性土、湿陷性黄土、高填土、杂填土以及“围海造地”地基、工业废渣、垃圾地基等的处理；也可用于防止粉土及粉砂的液化，消除或降低大孔土的湿陷性等级；对于高饱和度淤泥、软粘土、泥炭、沼泽土，如采取一定技术措施也可采用，还可用于水下夯实。强夯不得用于不允许对工程周围建筑物和设备有一定振动影响的地基加固，必需时，应采取防振、隔振措施。3．机具设备（1）夯锤用钢板作外壳，内部焊接钢筋骨架后浇筑C30混凝土（图7-6），或用钢板作成组合成的夯锤（图7-7），以便于使用和运输。夯锤底面有圆形和方形两种，圆形不易旋转，定位方便，稳定性和重合性好，采用较广；锤底面积宜按土的性质和锤重确定，锤底静压力值可取25~40kPa；对于粗颗粒土（砂质土和碎石类土）选用较大值，一般锤底面积为3~4m2；对于细颗粒土（粘性土或淤泥质土）宜取较小值，锤底面积不宜小于6m2。一般10t夯锤底面积用4.5m2，15t夯锤用6m2较适宜。锤重一般为8、10、12、16、25t。夯锤中宜设1~4个直径250~300mm上下贯通的排气孔，以利空气迅速排走，减小起锤时，锤底与土面间形成真空产生的强吸附力和夯锤下落时的空气阻力，以保证夯击能的有效性。图7-6混凝土夯锤（圆柱形重12t；方形重8t）1-30mm厚钢板底板；2-18mm厚钢板外壳；3-63φ159mm钢管；4-水平钢筋网片φ16@200mm；5-钢筋骨架φ14@400mm；6-φ50mm吊环；7-C30混凝土图7-7装配式钢夯锤（可组合成6、8、10、12t）1-50mm厚钢板底盘；2-15mm厚钢板外壳；3-30mm厚钢板顶板；4-中间块（50mm厚钢板）；5-φ50mm吊环；6-φ200mm排气孔；7-M48mm螺栓——————————————————————————————————————————————— （2）起重设备由于履带式起重机重心低，稳定性好，行走方便，多使用起重量为15、20、25、30、50t的履带式起重机（带摩擦离合器）（图7-8）。图7-8用履带式起重机强夯1-夯锤；2-自动脱钩装置；3=起重臂杆；4-拉绳；5-锚绳；6-废轮胎（3）脱钩装置采用履带式起重机作强夯起重设备，国内目前使用较多的是通过动滑轮组用脱钩装置来起落夯锤。脱钩装置要求有足够的强度，使用灵活，脱钩快速、安全。常用的工地自制自动脱钩器由吊环、耳板、销环、吊钩等组成（图7-9），系由钢板焊接制成。拉绳一端固定在销柄上，另一端穿过转向滑轮，固定在悬臂杆底部横轴上，当夯锤起吊到要求高度，升钩拉绳随即拉开销柄，脱钩装置开启，夯锤便自动脱钩下落，同时可控制每次夯击落距一致，可自动复位，使用灵活方便，也较安全可靠。图7-9强夯自动脱钩器1-吊环；2-耳板；3-销环轴辊；4-销柄；5-拉绳（4）锚系设备当用起重机起吊夯锤时，为防止夯锤突然脱钩使起重臂后倾和减小对臂杆的振动，应用T1-100型推土机一台设在起重机的前方作地锚（图7-8），在起重机臂杆的顶部与推土机之间用两根钢丝绳连系锚旋。钢丝绳与地面的夹角不大于30——————————————————————————————————————————————— °，推土机还可用于夯完后作表土推平、压实等辅助性工作。当用起重三角架、龙门架或起重机加辅助桅杆起吊夯锤时，则不用设锚系设备。4．施工技术参数（1）锤重与落距锤重M（t）与落距h（m）是影响夯击能和加固深度的重要因素，它直接决定每一击的夯击能量。锤重一般不宜小于8t，常用的为10、12、17、18、25t。落距一般不小于6m，多采用8、10、12、13、15、17、18、20、25m等几种。（2）单位夯击能锤重M与落距h的乘积称为夯击能E（＝M3h）。强夯的单位夯击能（指单位面积上所施加的总夯击能），应根据地基土类别、结构类型、载荷大小和要求处理的深度等综合考虑，并通过现场试夯确定。在一般情况下，对于粗颗粒土可取1000~3000kN2m/m2；细颗粒土可取1500~4000kN2m/m2。夯击能过小，加固效果差；夯击能过大，不仅浪费能源，相应也增加费用（图7-10），而且，对饱和粘性土还会破坏土体，形成橡皮土，降低强度。从国内强夯施工现状来看，选用单击夯击能以不超过3000kN2m较为经济。图7-10单击夯击能与有效加固深度的关系1-碎石土、砂土等；2-粉土、粘性土、湿陷性黄土（3）夯击点布置及间距——————————————————————————————————————————————— 夯击点布置应根据基础的形式和加固要求而定。对大面积地基，一般采用等边三角形、等腰三角形或正方形（图7-11）；对条形基础，夯点可成行布置；对独立柱基础，可按柱网设置采取单点或成组布置，在基础下面必须布置夯点。图7-11夯点布置（a）梅花形布置；（b）方形布置夯击点间距取决于基础布置、加固土层厚度和土质等条件。加固土层厚、土质差、透水性弱、含水率高的粘性土，夯点间距宜大，如果夯击点太密，相邻夯击点的加固效应将在浅处叠加而形成硬壳层，影响夯击能向深部传递；加固土层薄、透水性强、含水量低的砂质土，间距宜小些，通常夯击点间距取夯锤直径的3倍，一般第一遍夯击点间距为5~9m，以便夯击能向深部传递，以后各遍夯击点可与第一遍相同，也可适当减小。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。（4）单点的夯击数与夯击遍数单点夯击数指单个夯点一次连续夯击次数。夯击遍数指以一定的连续击数，对整个场地的一批点，完成一个夯击过程叫一遍，单点的夯击遍数加满夯的夯击遍数为整个场地的夯击遍数。单点夯击数应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足以下条件：1）最后两击的平均夯沉量不大于50mm，当单击夯击能量较大时不大于100mm；2）夯坑周围地面不应发生过大的隆起；3——————————————————————————————————————————————— ）不因夯坑过深而发生起锤困难。每夯击点之夯击数一般为3~10击。夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般情况下，可采用2~3遍，最后再以低能量（为前几遍能量的1/4~1/5，锤击数为2~4击）满夯一遍，以加固前几遍之间的松土和被振松的表土层。为达到减少夯击遍数的目的，应根据地基土的性质适当加大每遍的夯击能，亦即增加每夯点的夯击次数或适当缩小夯点间距，以便在减少夯击遍数的情况下能获得相同的夯击效果。（5）两遍间隔时间两遍夯击之间应有一定的时间间隔，以利于土中超静孔隙水压力的消散，待地基土稳定后再夯下遍，一般两遍之间间隔1~4周。对渗透性较差的粘性土不少于3~4周；若无地下水或地下水在-5m以下，或为含水量较低的碎石类土，或透水性强的砂性土，可采取只间隔1~2d，或在前一遍夯完后，将土推平，接着随即连续夯击，而不需要间歇。（6）处理范围强夯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设计处理深度的1/2~2/3，并且不小于3m。（7）加固影响深度强夯法的有效加固深度H（m）与强夯工艺有密切关系，法国梅那（Menard）氏曾提出以下公式估算：H?M?h（7-6）式中M——夯锤重（t）；——————————————————————————————————————————————— h——落距（m）。经国内外大量试验研究和工程实测资料表明，采用梅那公式估算有效加固深度将会得到偏大的结果，实际影响有效加固深度的因素很多，除锤重和落距外，与地基土性质、不同土层的厚度和埋藏顺序、地下水位以及强夯工艺参数（如夯击次数、锤底单位压力等）都有着密切关系，因此国内经大量实测统计分析，建议采用以下修正公式估算，比较接近实际情况：H?K式中M——夯锤重力（kN）；M?h（7-7）10h——落距（锤底至起夯面距离）（m）；K——折减系数，与土质、能级、锤型、锤底面积、工艺选择等多种因素有关，一般粘性土取0.5；砂性土取0.7；黄土取0.35~0.50。5．准备工作（1）熟悉施工图纸，理解设计意图，掌握各项参数，现场实地考察，定位放线。（2）制定施工方案和确定强夯参数。（3）选择检验区作强夯试验。（4）场地整平，修筑机械设备进出场道路，使有足够的净空高度、宽度、路面强度和转弯半径。填土区应清除表层腐殖土、草根等。场地整平挖方时，应在强夯范围预留夯沉量需要的土厚。6．施工程序——————————————————————————————————————————————— 强夯施工程序为：清理、平整场地→标出第一遍夯点位置、测量场地高程→起重机就位、夯锤对准夯点位置→测量夯前锤顶高程→将夯锤吊到预定高度脱钩自由下落进行夯击，测量锤顶高程→往复夯击，按规定夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击→重复以上工序，完成第一遍全部夯点的夯击→用推土机将夯坑填平，测量场地高程→在规定的间隔时间后，按上述程序逐次完成全部夯击遍数→用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。7．施工工艺方法要点（1）做好强夯地基的地质勘察，对不均匀土层适当增多钻孔和原位测试工作，掌握土质情况，作为制定强夯方案和对比夯前、夯后加固效果之用。必要时进行现场试验性强夯，确定强夯施工的各项参数。同时应查明强夯范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高，并采取必要的防护措施，以免因强夯施工而造成损坏。（2）强夯前应平整场地，周围作好排水沟，按夯点布置测量放线确定夯位。地下水位较高时，应在表面铺0.5~2.0m中（粗）砂或砂砾石、碎石垫层，以防设备下陷和便于消散强夯产生的孔隙水压，或采取降低地下水位后再强夯。（3）强夯应分段进行，顺序从边缘夯向中央（图7-12）。对厂房柱基亦可一排一排夯，起重机直线行驶，从一边向另一边进行，每夯完一遍，用推土机整平——————————————————————————————————————————————— 场地，放线定位即可接着进行下一遍夯击。强夯法的加固顺序是：先深后浅，即先加固深层土，再加固中层土，最后加固表层土。最后一遍夯完后，再以低能量满夯一遍，如有条件以采用小夯锤夯击为佳。图7-12强夯顺序（4）回填土应控制含水量在最优含水量范围内，如低于最优含水量，可钻孔灌水或洒水浸渗。（5）夯击时应按试验和设计确定的强夯参数进行，落锤应保持平稳，夯位应准确，夯击坑内积水应及时排除。坑底上含水量过大时，可铺砂石后再进行夯击。在每一遍夯击之后，要用新土或周围的土将夯击坑填平，再进行下一遍夯击。强夯后，基坑应及时修整，浇筑混凝土垫层封闭。（6）对于高饱和度的粉土、粘性土和新饱和填土，进行强夯时，很难以控制最后两击的平均夯沉量在规定的范围内，可采取：1）适当将夯击能量降低；2）将夯沉量差适当加大；3）填土采取将原土上的淤泥清除，挖纵横盲沟，以排除土内的水分，同时在原土上铺50cm的砂石混合料，以保证强夯时土内的水分排除，在夯坑内回填块石、碎石或矿渣等粗颗粒材料，进行强夯置换等措施。通过强夯将坑底软土向四周挤出，使在夯点下形成块（碎）石墩，并与四周软土构成复合地基，一般可取得明显的加固效果。（7）雨季填土区强夯，应在场地四周设排水沟、截洪沟，防止雨水流入场内；填土应使中间稍高；土料含水率应符合要求；认真分层回填，分层推平、碾压，并使表面保持1%~2%的排水坡度；当班填土当班推平压实；雨后抓紧排除积水，推掉表面稀泥和软土，再碾压；夯后夯坑立即推平、压实，使高于四周。——————————————————————————————————————————————— （8）冬期施工应清除地表的冻土层再强夯，夯击次数要适当增加，如有硬壳层，要适当增加夯次或提高夯击功能。（9）做好施工过程中的监测和记录工作，包括检查夯锤重和落距，对夯点放线进行复核，检查夯坑位置，按要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量等，并对各项参数及施工情况进行详细记录，作为质量控制的根据。8．质量控制（1）施工前应检查夯锤重量、尺寸、落锤控制手段、排水设施及被夯地基的土质。（2）施工中应检查落距、夯击遍数、夯点位置、夯击范围。（3）施工结束后，检查被夯地基的强度并进行承载力检验。检查点数，每一独立基础至少有一点，基槽每20延米有一点，整片地基50~100m2取一点。强夯后的土体强度随间歇时间的增加而增加，检验强夯效果的测试工作，宜在强夯之后1~4周进行，而不宜在强夯结束后立即进行测试工作，否则测得的强度偏低。（4）强夯地基质量检验标准如表7-9所示。强夯地基质量检验标准表7-97-1-3挤密桩地基7-1-3-1灰土桩地基灰土挤密桩是利用锤击将钢管打入土中侧向挤密成孔，将管拔出后，在桩孔中分层回填2：8或3：7灰土夯实而成，与桩间土共同组成复合地基以承受上部荷载。——————————————————————————————————————————————— 1．特点及适用范围灰土挤密桩与其他地基处理方法比较，有以下特点：灰土挤密桩成桩时为横向挤密，可同样达到所要求加密处理后的最大干密度指标，可消除地基土的湿陷性，提高承载力，降低压缩性；与换土垫层相比，不需大量开挖回填，可节省土方开挖和回填土方工程量，工期可缩短50%以上；处理深度较大，可达12~15m；可就地取材，应用廉价材料，降低工程造价2/3；机具简单，施工方便，工效高。适于加固地下水位以上、天然含水量12%~25%、厚度5~15m的新填土、杂填土、湿陷性黄土以及含水率较大的软弱地基。当地基土含水量大于23%及其饱和度大于0.65时，打管成孔质量不好，且易对邻近已回填的桩体造成破坏，拔管后容易缩颈，遇此情况不宜采用灰土挤密桩。灰土强度较高，桩身强度大于周围地基土，可以分担较大部分荷载，使桩间土承受的应力减小，而到深度2~4m以下则与土桩地基相似。一般情况下，如为了消除地基湿陷性或提高地基的承载力或水稳性，降低压缩性，宜选用灰土桩。2．桩的构造和布置（1）桩孔直径根据工程量、挤密效果、施工设备、成孔方法及经济等情况而定，一般选用300~600mm。（2）桩长根据土质情况、桩处理地基的深度、工程要求和成孔设备等因素确定，一般为5~15m。——————————————————————————————————————————————— （3）桩距和排距桩孔一般按等边三角形布置，其间距和排距由设计确定。（4）处理宽度处理地基的宽度一般大于基础的宽度，由设计确定。（5）地基的承载力和压缩模量灰土挤密桩处理地基的承载力标准值，应由设计通过原位测试或结合当地经验确定。灰土挤密桩地基的压缩模量应通过试验或结合本地经验确定。3．机具设备及材料要求（1）成孔设备一般采用0.6t或1.2t柴油打桩机或自制锤击式打桩机，亦可采用冲击钻机或洛阳铲成孔。（2）夯实机具常用夯实机具有偏心轮夹杆式夯实机和卷扬机提升式夯实机两种，后者工程中应用较多。夯锤用铸钢制成，重量一般选用100~300kg，其竖向投影面积的静压力不小于20kPa。夯锤最大部分的直径应较桩孔直径小100~150mm，以便填料顺利通过夯锤4周。夯锤形状下端应为抛物线形锥体或尖锥形锥体，上段成弧形。（3）桩孔内的填料桩孔内的填料应根据工程要求或处理地基的目的确定。土料、石灰质量要求和工艺要求、含水量控制等同灰土垫层。夯实质量应用压实系数λc控制，λc应不小于0.97。——————————————————————————————————————————————— 4．施工工艺方法要点（1）施工前应在现场进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验，以确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度等要求。（2）桩施工一般采取先将基坑挖好，预留20~30cm土层，然后在坑内施工灰土桩。桩的成孔方法可根据现场机具条件选用沉管（振动、锤击）法、爆扩法、冲击法或洛阳铲成孔法等。沉管法是用打桩机将与桩孔同直径的钢管打入土中，使土向孔的周围挤密，然后缓慢拔管成孔。桩管顶设桩帽，下端作成锥形约成60°角，桩尖可以上下活动（图7-13），以利空气流动，可减少拔管时的阻力，避免坍孔。成孔后应及时拔出桩管，不应在土中搁置时间过长。成孔施工时，地基土宜接近最优含水量，当含水量低于12%时，宜加水增湿至最优含水量。本法简单易行，孔壁光滑平整，挤密效果好，应用最广。但处理深度受桩架限制，一般不超过8m。爆扩法系用钢钎打人土中形成直径25~40mm孔或用洛阳铲打成直径60~80mm孔，然后在孔中装人条形炸药卷和2~3个雷管，爆扩成直径20~45cm。本法工艺简单，但孔径不易控制。冲击法是使用冲击钻钻孔，将0.6~3.2t重锥形锤头提升0.5~2.0m高后落下，反复冲击成孔，用泥浆护壁，直径可达50~60cm，深度可达15m以上，适于处理湿陷性较大的土层。图7-13桩管构造1-φ275mm无缝钢管；2-φ300mm310mm无缝钢管；3-活动桩尖；——————————————————————————————————————————————— 4-10mm厚封头板（设φ300mm排气孔）；5-φ45mm管焊于桩管内，穿M40螺栓；6-重块（3）桩施工顺序应先外排后里排，同排内应间隔1~2孔进行；对大型工程可采取分段施工，以免因振动挤压造成相邻孔缩孔或坍孔。成孔后应清底夯实、夯平，夯实次数不少于8击，并立即夯填灰土。（4）桩孔应分层回填夯实，每次回填厚度为250~400mm,人工夯实用重25kg，带长柄的混凝土锤，机械夯实用偏心轮夹杆或夯实机或卷扬机提升式夯实机（图7-14），或链条传动摩擦轮提升连续式夯实机，一般落锤高度不小于2m，每层夯实不少于10锤。施打时，逐层以量斗定量向孔内下料，逐层夯实。当采用连续夯实机时，则将灰土用铁锹不间断地下料，每下2锹夯2击，均匀地向桩孔下料、夯实。桩顶应高出设计标高15cm，挖土时将高出部分铲除。图7-14灰土桩夯实机构造（桩直径350mm）1-机架；2-铸钢夯锤，重45kg；3-1t卷扬机；4-桩孔（5）若孔底出现饱和软弱土层时，可加大成孔间距，以防由于振动而造成已打好的桩孔内挤塞；当孔底有地下水流入时，可采用井点降水后再回填填料或向桩孔内填入一定数量的干砖渣和石灰，经夯实后再分层填入填料。5．质量控制（1）施工前应对土及灰土的质量、桩孔放样位置等进行检查。（2）施工中应对桩孔直径、桩孔深度、夯击次数、填料的含水量等进行检查。——————————————————————————————————————————————— （3）施工结束后应对成桩的质量及地基承载力进行检验。（4）灰土挤密桩地基质量检验标准如表7-10所示。灰土挤密桩地垂质量检验标准表7-10注：桩径允许偏差负值是指个别断面。7-1-3-2砂石桩地基砂桩和砂石桩统称砂石桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将砂或砂卵石（或砾石、碎石）挤压入土孔中，形成大直径的砂或砂卵石（碎石）所构成的密实桩体，它是处理软弱地基的一种常用的方法。这种方法经济、简单且有效。对于松砂地基，可通过挤压、振动等作用，使地基达到密实，从而增加地基承载力，降低孔隙比，减少建筑物沉降，提高砂基抵抗震动液化的能力；用于处理软粘土地基，可起到置换和排水砂井的作用，加速土的固结，形成置换桩与固结后软粘土的复合地基，显著地提高地基抗剪强度；而且，这种桩施工机具常规，操作工艺简单，可节省水泥、钢材，就地使用廉价地方材料，速度快，工程成本低，故应用较为广泛。适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土等地基，对建在饱和粘性土地基上主要不以变形控制的工程，也可采用砂石桩作置换处理。1．一般构造要求与布置（1）桩的直径根据土质类别、成孔机具设备条件和工程情况等而定，一般为30cm，最大50~80cm，对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。——————————————————————————————————————————————— （2）桩的长度当地基中的松散土层厚度不大时，可穿透整个松散土层；当厚度较大时，应根据建筑物地基的允许变形值和不小于最危险滑动面的深度来确定；对于液化砂层，桩长应穿透可液化层。（3）桩的布置和桩距桩的平面布置宜采用等边三角形或正方形。桩距应通过现场试验确定，但不宜大于砂石桩直径的4倍。（4）处理宽度挤密地基的宽度应超出基础的宽度，每边放宽不应少于1~3排；砂石桩用于防止砂层液化时，每边放宽不宜小于处理深度的1/2，并且不应小于5m。当可液化层上覆盖有厚度大于3m的非液化层时，每边放宽不宜小于液化层厚度的1/2，并且不应小于3m。（5）垫层在砂石桩顶面应铺设30~50cm厚的砂或砂砾石（碎石）垫层，满布于基底并予以压实，以起扩散应力和排水作用。（6）地基的承载力和变形模量砂石桩处理的复合地基承载力和变形模量可按现场复合地基载荷试验确定，也可用单桩和桩间土的载荷试验按“7-1-4-1振冲地基”相同的方法计算确定。2．机具设备及材料要求（1——————————————————————————————————————————————— ）振动沉管打桩机或锤击沉管打桩机，其型号及技术性能参见7-2-3-2节。配套机具有桩管、吊斗、1t机动翻斗车等。（2）桩填料用天然级配的中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾、卵石或碎石等，含泥量不大于5%，并且不宜含有大于50mm的颗粒。3．施工工艺方法要点（1）打砂石桩地基表面会产生松动或隆起，砂石桩施工标高要比基础底面高1~2m，以便在开挖基坑时消除表层松土；如基坑底仍不够密实，可辅以人工夯实或机械碾压。（2）砂石桩的施工顺序，应从外围或两侧向中间进行，如砂石桩间距较大，亦可逐排进行，以挤密为主的砂石桩同一排应间隔进行。（3）砂石桩成桩工艺有振动成桩法和锤击成桩法两种。振动法系采用振动沉桩机将带活瓣桩尖的砂石桩同直径的钢管沉下，往桩管内灌砂石后，边振动边缓慢拔出桩管；或在振动拔管的过程中，每拔0.5m高停拔振动20~30s；或将桩管压下然后再拔，以便将落入桩孔内的砂石压实，并可使桩径扩大。振动力以30~70kN为宜，不应太大，以防过分扰动土体。拔管速度应控制在1.0~1.5m/min范围内，打直径500~700mm砂石桩通常采用大吨位KM2-1200A型振动打桩机（图7-15）施工，因振动是垂直方向的，所以桩径扩大有限。本法机械化、自动化水平和生产效率较高（150~200m/d），适用于松散砂土和软粘土。锤击法是将带有活瓣桩靴或混凝土桩尖的桩管，用锤击沉桩机打入土中，往桩管内灌砂后缓——————————————————————————————————————————————— 慢拔出，或在拔出过程中低锤击管，或将桩管压下再拔，砂石从桩管内排入桩孔成桩并使密实。由于桩管对土的冲击力作用，使桩周围土得到挤密，并使桩径向外扩展。但拔管不能过快，以免形成中断、缩颈而造成事故。对特别软弱的土层，亦可采取二次打入桩管灌砂石工艺，形成扩大砂石桩。如缺乏锤击沉管机，亦可采用蒸汽锤、落锤或柴油打桩机沉桩管，另配一台起重机拔管。本法适用于软弱粘性土。图7-15振动打桩机打砂石桩（a）振动打桩机沉桩；（b）活瓣桩靴1-桩机导架；2-减震器；3-振动锤；4-桩管；5-活瓣桩尖；6-装砂石下料斗；7-机座；8-活门开启限位装里；9-锁轴（4）施工前应进行成桩挤密试验，桩数宜为7~9根。振动法应根据沉管和挤密情况，以确定填砂石量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机工作电流等，作为控制质量的标准，以保证挤密均匀和桩身的连续性。（5）灌砂石时含水量应加控制，对饱和土层，砂石可采用饱和状态，对非饱和土或杂填土，或能形成直立的桩孔壁的土层，含水量可采用7%~9%。（6）砂石桩应控制填砂石量。砂石桩孔内的填砂石量可按下式计算：S?Ap?l?ds1?e(1?0.01w)（7-8）式中S——填砂石量（以重量计）；Ap——砂石桩的截面积；l——桩长；ds——砂石料的相对密度；——————————————————————————————————————————————— e——地基挤密后要求达到的孔隙比；w——砂石料的含水量（%）。砂桩的灌砂量通常按桩孔的体积和砂在中密状态时的干密度计算（一般取2倍桩管入土体积）。砂石桩实际灌砂石量（不包括水重），不得少于设计值的95%。如发现砂石量不够或砂石桩中断等情况，可在原位进行复打灌砂石。4．质量控制（1）施工前应检查砂、砂石料的含泥量及有机质含量、样桩的位置等。（2）施工中检查每根砂桩、砂石桩的桩位、灌砂、砂石量、标高、垂直度等。（3）施工结束后检查被加固地基的强度（挤密效果）和承载力。桩身及桩与桩之间土的挤密质量、可用标准贯入、静力触探或动力触探等方法检测，以不小于设计要求的数值为合格。桩间土质量的检测位置应在等边三角形或正方形的中心。（4）施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。对饱和粘性土应待超孔隙水压基本消散后进行，间隔时间宜为1~2周；对其他土可在施工后2~3d进行。（5）砂桩、砂石桩地基的质量检验标准如表7-11所示。砂桩、砂石桩地基的质量检验标准表7-117-1-3-3水泥粉煤灰碎石桩地基水泥粉煤灰碎石桩（CementFly-ashGravelPile），简称CFG——————————————————————————————————————————————— 桩，是近年发展起来的处理软弱地基的一种新方法。它是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合后制成具有一定强度的桩体。其骨料仍为碎石，用掺入石屑来改善颗粒级配；掺入粉煤灰来改善混合料的和易性，并利用其活性减少水泥用量；掺入少量水泥使具一定粘结强度。它不同于碎石桩，碎石桩是由松散的碎石组成，在荷载作用下将会产生鼓胀变形，当桩周土为强度较低的软粘土时，桩体易产生鼓胀破坏；并且碎石桩仅在上部约3倍桩径长度的范围内传递荷载，超过此长度，增加桩长，承载力提高不显著，故此碎石桩加固粘性土地基，承载力提高幅度不大（约20%~60%）。而CFG桩是一种低强度混凝土桩，可充分利用桩间土的承载力，共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，具有较好的技术性能和经济效果。1．特点及适用范围CFG桩的特点是：改变桩长、桩径、桩距等设计参数，可使承载力在较大范围内调整；有较高的承载力，承载力提高幅度在250%~300%，对软土地基承载力提高更大；沉降量小，变形稳定快，如将CFG桩落在较硬的土层上，可较严格地控制地基沉降量（在10mm以内）；工艺性好，由于大量采用粉煤灰，桩体材料具有良好的流动性与和易性，灌筑方便，易于控制施工质量；可节约大量水泥、钢材，利用工业废料，消耗大量粉煤灰，降低工程费用，与预制钢筋混凝土桩加固相比，可节省投资30%~40%。CFG桩适于多层和高层建筑地基，如砂土、粉土、松散填土、粉质粘土、粘土、淤泥质粘土等的处理。2．构造要求——————————————————————————————————————————————— （1）桩径根据振动沉桩机的管径大小而定，一般为350~400mm。（2）桩距根据土质、布桩形式、场地情况，可按表7-12选用。桩距选用表表7-12注：d——桩径，以成桩后桩的实际桩径为准。（3）桩长根据需挤密加固深度而定，一般为6~12m。3．机具设备CFG桩成孔、灌筑一般采用振动式沉管打桩机架，配DZJ90型变矩式振动锤，主要技术参数为：电动机功率：90kW；激振力：0~747kN；质量：6700kg。也可根据现场土质情况和设计要求的桩长、桩径，选用其他类型的振动锤。亦可采用履带式起重机、走管式或轨道式打桩机，配有挺杆、桩管。桩音外径分φ325mm和φ377mm两种。此外配备混凝土搅拌机及电动气焊设备及手推车、吊斗等机具。4．材料要求及配合比（1）碎石粒径20~50mm，松散密度1.39t/m3，杂质含量小于5%。（2）石屑粒径2.5~10mm,松散密度1.47t/m3，杂质含量小于5%。（3）粉煤灰用III级粉煤灰。（4）水泥——————————————————————————————————————————————— 用强度等级32.5普通硅酸盐水泥，新鲜无结块。（5）混合料配合比根据拟加固场地的土质情况及加固后要求达到的承载力而定。水泥、粉煤灰、碎石混合料的配合比相当于抗压强度为C1.2~C7的低强度等级混凝土，密度大于2.0t/m3。掺加最佳石屑率（石屑量与碎石和石屑总重量之比）约为25%左右情况下，当w/c（水与水泥用量之比）为1.01~1.47，F/c（粉煤灰与水泥重量之比）为1.02~1.65，混凝土抗压强度约为8.8~1.42MPa。5．施工工艺方法要点（1）CFG桩施工工艺如图7-16所示。图7-16水泥粉煤灰碎石桩工艺流程（a）打入桩管；（b）、（c）灌水泥、粉煤灰、碎石振动拔管；（d）成桩1-桩管；2-水泥、粉煤灰、碎石桩（2）桩施工程序为：桩机就位→沉管至设计深度→停振下料→振动捣实后拔管→留振10s→振动拔管、复打。应考虑隔排隔桩跳打，新打桩与已打桩间隔时间不应少于7d。（3）桩机就位须平整、稳固，沉管与地面保持垂直，垂直度偏差不大于1.5%；如带预制混凝土桩尖，需埋入地面以下300mm。（4——————————————————————————————————————————————— ）在沉管过程中用料斗在空中向桩管内投料，待沉管至设计标高后须尽快投料，直至混合料与钢管上部投料口齐平。如上料量不够，可在拔管过程中继续投料，以保证成桩标高、密实度要求。混合料应按设计配合比配制，投入搅拌机加水拌合，搅拌时间不少于2min，加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度为30~50mm；成桩后桩顶浮浆厚度一般不超过200mm。（5）当混合料加至钢管投料口齐平后，沉管在原地留振10s左右，即可边振动边拔管，拔管速度控制在1.2~1.5m/min左右，每提升1.5~2.0m，留振20s。桩管拔出地面确认成桩符合设计要求后，用粒状材料或粘土封顶。（6）桩体经7d达到一定强度后，始可进行基槽开挖；如桩顶离地面在1.5m以内，宜用人工开挖；如大于1.5m，下部700mm亦宜用人工开挖，以避免损坏桩头部分。为使桩与桩间土更好地共同工作，在基础下宜铺一层150~300mm厚的碎石或灰土垫层。6．质量控制（1）施工前应对水泥、粉煤灰、砂及碎石等原材料进行检验。（2）施工中应检查桩身混合料的配合比、坍落度、提拔杆速度（或提套管速度）、成孔深度、混合料灌人量等。（3）施工结束后应对桩顶标高、桩位、桩体强度及完整性、复合地基承载力以及褥垫层的质量进行检查。（4）水泥粉煤灰碎石桩复合地基的质量检验标准见表7-13。水泥粉煤灰碎石桩复合地基质量检验标准表7-13注：1．夯填度指夯实后的褥垫层厚度与虚体厚度的比值。2．桩径允许偏差负值是指个别断面。7-1-3-4夯实水泥土复合地基——————————————————————————————————————————————— 夯实水泥土复合地基系用洛阳铲或螺旋钻机成孔，在孔中分层填入水泥、土混合料经夯实成桩，与桩间土共同组成复合地基。1．特点及适用范围夯实水泥土复合地基，具有提高地基承载力（50%~100%），降低压缩性；材料易于解决；施工机具设备、工艺简单，施工方便，工效高，地基处理费用低等优点。适于加固地下水位以上，天然含水量12%~23%、厚度10m以内的新填土、杂填土、湿陷性黄土以及含水率较大的软弱土地基。2．桩的构造与布置桩孔直径根据设计要求、成孔方法及技术经济效果等情况而定，一般选用300~500mm；桩长根据土质情况、处理地基的深度和成孔工具设备等因素确定，一般为3~10m，桩端进入持力层应不小于1~2倍桩径。桩多采用条基（单排或双排）、或满堂布置；桩体间距0.75~1.0m，排距0.65~1.0m；在桩顶铺设150~200mm厚3：7灰土褥垫层。3．机具设备及材料要求成孔机具采用洛阳铲或螺旋钻机；夯实机具用偏心轮夹杆式夯实机。采用桩径330mm时，夯锤重量不小于60kg，锤径不大于270mm，落距不小于700mm。水泥用强度等级32.5的普通硅酸盐水泥，要求新鲜无结块；土料应用不含垃圾杂物，有机质含量不大于8%的基坑挖出的粘性土，破碎并过20mm孔筛。水泥土拌合料配合比为1：7（体积比）。——————————————————————————————————————————————— 4．施工工艺方法要点（1）施工前应在现场进行成孔，夯填工艺和挤密效果试验，以确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后桩体干密度要求。（2）夯实水泥土桩的工艺流程为：场地平整→测量放线→基坑开挖→布置桩位→第一批桩梅花形成孔→水泥、土料拌合→填料并夯实→剩余桩成孔→水泥、土料拌合→填料并夯实→养护→检测→铺设灰土褥垫层。（3）按设计顺序定位放线，严格布置桩孔，并记录布桩的根数，以防止遗漏。（4）采用人工洛阳铲或螺旋钻机成孔时，按梅花形布置进行并及时成桩，以避免大面积成孔后，再成桩。由于夯机自重和夯锤的冲击，地表水灌入孔内而造成塌孔。（5）回填拌合料配合比应用量斗计量准确，拌合均匀；含水量控制应以手握成团，落地散开为宜。（6）向孔内填料前，先夯实孔底，采用二夯一填的连续成桩工艺。每根桩要求一气呵成，不得中断，防止出现松填或漏填现象。桩身密实度要求成桩1h后，击数不小于30击，用轻便触探检查“检定击数”。（7）其他施工工艺要点及注意事项同灰土桩地基有关部分。5．质量控制（1）水泥及夯实用土料的质量应符合设计要求。（2——————————————————————————————————————————————— ）施工中应检查孔位、孔深、水泥和土的配比、混合料含水量等。（3）施工结束后，应对桩体质量及复合地基承载力做试验，褥垫层应检查其夯填度。（4）夯实水泥土桩的质量标准应符合表7-14的要求。夯实水泥土桩复合地基质量检验标准表7-14注：同表7-13。7-1-4深层密实地基7-1-4-1振冲地基振冲法，又称振动水冲法，是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振动器产生高频振动，同时启动水泵，通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的共同作用下，将振动器沉到土中的预定深度，经清孔后，从地面向孔内逐段填入碎石，或不加填料，使在振动作用下被挤密实，达到要求的密实度后即可提升振动器，如此重复填料和振密，直至地面，在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降和不均匀沉降，是一种快速、经济有效的加固方法。——————————————————————————————————————————————— 振冲法按加固机理和效果的不同，又分为振冲置换法和振冲密实法两类。前者是在地基土中借振冲器成孔，振密填料置换，制造一群以碎石、砂砾等散粒材料组成的桩体，与原地基土一起构成复合地基，使地基承载力提高，沉降减少，它又名振冲置换碎石桩法；后者主要是利用振动和压力水使砂层液化，砂颗粒相互挤密，重新排列，孔隙减少，从而提高砂层的承载力和抗液化能力，它又名振冲挤密砂桩法，这种桩根据砂土质的不同，又有加填料和不加填料两种。1．特点及适用范围振冲法加固地基特点是：技术可靠，机具设备简单，操作技术易于掌握，施工简便，可节省三材，因地制宜，就地取材，采用碎石、卵石、砂或矿渣等作填料；加固速度快，节约投资；而且，碎石桩具有良好的透水性，可加速地基固结，使地基承载力可提高1.2~1.35倍；此外，振冲过程中的预震效应，可使砂土地基增加抗液化能力。振冲置换法适于处理不排水、抗剪强度小于20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基，如果桩周土的强度过低，则难以形成桩体。振冲密实法适用于处理砂土和粉土等地基，不加填料的振冲密实法仅适用于处理粘土粒含量小于10%的粗砂、中砂地基。振冲法不适于地下水位较高、土质松散易塌方和含有大块石等障碍物的土层中使用。国内应用振冲法加固地基的深度一般为14m，最大达18m，置换率一般在10%~30%，每米桩的填料量为0.3~0.7m3，直径为0.7~1.2m。2．构造要求（1）振冲置换法1）处理范围应大于基底面积；对于一般地基，在基础外缘宜扩大1~2排桩；对可液化地基，在基础外缘应扩大2~4排桩。2）桩位布置——————————————————————————————————————————————— 对大面积满堂处理，宜用等边三角形布置；对独立或条形基础，宜用正方形、矩形或等腰三角形布置。3）桩的间距应根据荷载大小和原土的抗剪强度确定，一般取1.5~2.5m，对荷载大或原土强度低、或桩末端达相对硬层的短桩宜取小值，反之宜取大的间距。4）桩长的确定当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度确定；当相对硬层的埋藏深度较大时，应按建筑物地基的变形允许值确定。桩长不宜短于4m。在可液化的地基中，桩长应按要求的抗震处理深度确定。桩顶应铺设一层200~500mm厚的碎石垫层。5）桩的直径可按每根桩所用的填料计算，一般为0.8~1.2m。（2）振冲密实法1）处理范围应大于建筑物基础范围，在建筑物基础外缘每边放宽不得小于5m；2）振冲深度当可液化土层不厚时，应穿透整个可液化层；当可液化土层较厚时，应按要求的抗震处理深度确定；3）每一振点所需的填料量随地基土要求达到的密实程度和振点间距而定，应通过现场试验确定。3．机具设备及材料要求振冲机具设备包括：振冲器、起重机和水泵。振冲器类似混凝土插入式振动器，其工作原理是，利用电机旋转一组偏心块产生一定频率和振幅的水平振动，压力水通过空心竖轴从振冲器下端喷口喷出。振冲器的构造如图7-17所示，常用型号及技术性能见表7-15。图7-17振冲器构造——————————————————————————————————————————————— 1-吊具；2-水管；3-电缆；4-电机；5-联轴器；6-轴；7-轴承；8-偏心块；9-壳体；10-翅片；11-头部；12-水管振冲器的技术参数表7-15操纵振冲器的起吊设备可采用8~10t履带式起重机、轮胎式起重机、汽车吊或轨道式自行塔架等。水泵要求水压力为400~600kPa，流量20~30m3/h，每台振冲器备用一台水泵。控制设备包括：控制电流操作台、150A电流表、500V电压表以及供水管道、加料设备（吊斗或翻斗车）等。填料可用坚硬不受侵蚀影响的碎石、卵石、角砾、圆砾、矿渣以及砾砂、粗砂、中砂等；粗骨料粒径以20~50mm较合适，最大粒径不宜大于80mm，含泥量不宜大于5%，不得含有杂质、土块和已风化的石子。4．施工工艺要点（1）施工前应先进行振冲试验，以确定成孔合适的水压、水量、成孔速度及填料方法；达到土体密实时的密实电流、填料量和留振时间（称为施工工艺的三要素）。一般控制标准是：密实电流不小于50A；填料量为每米桩长不小于0.6m3，且每次搅拌量控制在0.20~0.35m3；留振时间30~60s。（2）振冲法施工工艺如图7-18，振冲造孔顺序方法可按表7-16选用。图7-18振冲碎石桩施工工艺（a）定位；（b）振冲下沉；（c）振冲至设计标高并下料；——————————————————————————————————————————————— （d）边振边下料，边上提；（e）成桩振冲成孔方法的选择表7-16（3）振冲置换法施工顺序为：定位→成孔→清孔→填料→振实。启动水泵和振冲器，水压可用400~600kPa（对于较硬土层应取上限，对于软土取下限），水量可用200~400L/min，使振冲器徐徐沉入土中，直至达到设计处理深度以上0.3~0.5m。如土层中夹有硬层时，应适当进行扩孔，即在硬层中将振冲器往复上下多次，使孔径扩大，以便于填料。因在粘性土层中成孔，泥浆水太稠，使填料下降速度缓慢，因此在成孔后，应停留1~min清孔，以便回水将稠泥浆带出地面，以降低孔内泥浆密度。填料宜“少吃多餐”，每次往孔内倒入填料数量，约为堆积在孔内0.8m高，然后用振冲器振密后再继续加料。在强度很低的软土地基施工中，则要用“先护壁，后制桩”的施工方法。即在振冲开孔到达第一层软弱层时，加些填料进行初步挤振，将填料挤到此层软弱层周围以加固孔壁，接着再同样方法处理以下第二、第三层软弱层，直到加固深度。（4）振冲挤密法施工工艺如图7-19，施工顺序为：定位→成孔→边振边上提→振密。水压、水量控制同振冲置换法，下沉速率控制在1~2m/min，待达到要求处理深度后，将水压和水量降至孔口有一定量回水，但无大量细颗粒带出的程度，将填料堆于孔口扩筒周围，采取自下而上地分段振动加密，每段长0.5~1.0m，填料在振冲器振动下依靠自重沿护筒周壁下沉至孔底，在电流升高到规定控制值后，将振冲器上提0.3~0.5m；重复上一步骤直至完成全孔处理。——————————————————————————————————————————————— 图7-19振冲挤密法施工工艺（5）填料和振料方法，一般采取成孔后，将振冲器提出少许，从孔口往下填料，填料从孔壁间隙下落，边填边振，直至该段振实，然后将振冲器提升0.5m，再从孔口往下填料，逐段施工。（6）振冲挤密法施工操作，关键是控制水量大小和留振时间。水量的大小是保证地基中砂土充分饱和，受到振动能够产生液化；足够的留振时间（30~60s）是使地基中的砂土完全液化，在停振后土颗粒便重新排列，使孔隙比减小，密实度提高。振密程度一般以电流超过原空振时电流25~30A时，表示该深度处的桩体已经挤密。对粉细砂应加填料，其功用是填充在振冲器上提后留下的孔洞；此外，填料作为传力介质，在振冲器的水平振动下，通过连续加填料将砂层进一步挤压加密。对中、粗砂，当振冲器上提后孔壁极易坍落能自行填满下面的孔洞，因而可以不加填料就地振密。如干砂厚度大，地下水位低，则应采取措施大量补水，以使砂处于或接近饱和状态时，方可施工。（7）加固区的振冲桩施工完毕，在振冲最上1m左右时，由于土覆压力小，桩的密实度难以保证，故宜予挖除，另作垫层，或另用振动碾压机进行碾压密实处理。5．质量控制（1）施工前应检查振冲器的性能；电流表、电压表的准确度；填料的性能。（2——————————————————————————————————————————————— ）施工中应检查密实电流、供水压力、供水量、填料量、孔底留振时间、振冲点位置、振冲器施工参数等（施工参数由振冲试验或设计确定）。（3）施工结束后应在有代表性的地段作地基强度（标准贯入、静力触探）或地基承载力（单桩静载荷或复合地基静载）检验。（4）振冲施工结束后，除砂土地基外，应间隔一定时间方可进行质量检验。对粘性土地基，间隔时间为3~4周；对粉土地基为2~3周。（5）振冲地基质量标准如表7-17所示。振冲地基质量检验标准表7-177-1-4-2水泥土搅拌桩地基水泥土搅拌桩地基系利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机在地基深部，就地将软土和固化剂（浆体或粉体）强制拌合，利用固化剂和软土发生一系列物理、化学反应，使凝结成具有整体性、水稳性好和较高强度的水泥加固体，与天然地基形成复合地基。其加固原理是：水泥加固土由于水泥用量很少，水泥水化反应完全是在土的围绕下产生的，凝结速度比在混凝土缓慢。水泥与软粘土拌合后，水泥矿物和土中的水分发生强烈的水解和水化反应，同时从溶液中分解出氢氧化钙生成硅酸三钙（3CaO2SiO2）、硅酸二钙（2CaO2SiO2）、铝酸三钙（3CaO2Al2O3）、铁铝酸四钙（4CaO2Al2O32Fe2O3）、硫酸钙（CaSO4）等水化物，有的自身继续硬化形成水泥石骨架，有的则因有活性的土进行离子交换和团粒反应、硬凝反应和碳酸化作用等，使土颗粒固结、结团，颗粒间形成坚固的联结，并具有一定强度。——————————————————————————————————————————————— 1．特点及适用范围深层搅拌法的特点是：在地基加固过程中无振动、无噪音，对环境无污染；对土无侧向挤压，对邻近建筑物影响很小；可按建筑物要求作成柱状、壁状、格栅状和块状等加固形状；可有效地提高地基强度（当水泥掺量为8%和10%时，加固体强度分别为0.24和0.65MPa，而天然软土地基强度仅0.006MPa）；同时施工期较短，造价低廉，效益显著。本法适于加固较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力不大于120kPa的粘性土地基，对超软土效果更为显著。多用于墙下条形基础、大面积堆料厂房地基；在深基开挖时用于防止坑壁及边坡塌滑、坑底隆起等，以及作地下防渗墙等工程上。2．桩平面布置水泥土搅拌桩平面布置可根据上部建筑对变形的要求，采用柱状、壁状、格栅状、块状等处理形式。可只在基础范围内布桩。柱状处理可采用正方形或等边三角形布桩形式。3．机具设备及材料要求水泥土搅拌桩的主要施工设备为深层搅拌机，有中心管喷浆方式的SJB-1型搅拌机和叶片喷浆方式的GZB-600型搅拌机两类。SJB-1型深层搅拌机是双搅拌轴中心管输浆的水泥搅拌专有机械，制成的桩外形呈“8”字形（纵向最大处1.3m，横向最大处为0.8m），其外形和构造如图7-20a所示。它由动力部分：2330kW潜水电机各自连接一台2——————————————————————————————————————————————— 级2K-H行星齿轮减速器；搅拌部分：包括搅拌轴（每节长2.4m、直径φ127mm）和搅拌头（带硬质合金齿的两叶片式；直径0.7~0.8m）；输浆部分：由中心管（直径φ40mm，每节长度2.45m）和穿在中心管内部的输浆管（直径φ68mm）以及单向球阀（球径φ120mm）等组成。中心管通过横向系板与搅拌轴连成整体。其技术性能见表7-18。其配套设备见图7-21，主要有灰浆搅拌机（共两台各200L，轮流供料）、集料斗（容积0.4m3）、HB6-3型灰浆泵、电气控制框等。图7-20深层搅拌机外形和构造（a）SJB-1型深层搅拌机；（b）GZB-600型深层搅拌机1-输浆管；2-外壳；3-出水口；4-进水口；5-电动机；6-导向滑块；7-减速器；8-搅拌轴；9-中心管；10-横向系板；11-球形阀；12-搅拌头；13-电缆接头；14-进浆口SJB-1深层搅拌机技术性能要求表7-18图7-21深层搅拌机配套机械及布置1-深层搅拌机；2-履带式起重机；3-工作平台；4-导向架；5-进水管；6-回水管；7-电缆；8-磅秤；9-搅拌头；10-输浆压力胶管；11-冷却泵；12-贮水池；13-电气控制柜；14-灰浆泵；15-集料斗；16-灰浆搅拌机GZB-600型深层搅拌机是利用进口钻机改装的单搅拌轴、叶片喷浆方式的搅拌机，其外形和构造如图7-20b——————————————————————————————————————————————— 所示。它包括：动力部分：两台30kW电机，各自连接一台2K-H行星齿轮减速器；搅拌轴与输浆管；单轴叶片喷浆方式是使水泥浆由中空轴经搅拌头叶片，沿着旋转方向输入土中，搅拌轴外径φ129mm，轴内输浆管外径φ76mm；搅拌头：在搅拌头上分别设置搅拌叶片和喷浆叶片，两层叶片相距0.5m，成桩直径600mm，喷浆叶片上开有3个尺寸相同的喷浆口。其技术性能见表7-19。其配套设备见图7-22，主要有PMZ-15型灰浆计量配料装置。由灰浆搅拌机两台（容积各为500L）、集料斗（容积0.18m3）、灰浆泵组成；电磁流量计等。GZB-600型深层搅拌机技术性能表7-19图7-22GZB-600型搅拌机配套机械1-流量计；2-控制柜；3-低压变压器；4-PM2-15泵送装置；5-电缆；6-输浆胶管；7-搅拌轴；8-搅拌机；9-打桩机；10-电缆深层搅拌桩加固软土的固化剂可选用水泥、掺入量一般为加固土重的7%~15%，每加固1m3土体掺入水泥约110~160kg。SJB-1型深层搅拌机还可用水泥砂浆作固化剂，其配合比为：1：1~2（水泥：砂），为增强流动性，可掺入水泥重量0.20%~0.25%的木质素磺酸钙减水剂，另加1%的硫酸钠和2%的石膏以促进速凝、早强。水灰比为0.43~0.50，水泥砂浆稠度为11~14cm。4．施工工艺方法要点（1）深层搅拌桩的施工工艺流程如图7-23。图7-23深层搅拌桩施工工艺流程——————————————————————————————————————————————— （a）定位下沉；（b）深入到设计深度；（c）喷浆搅拌提升；（d）原位重复搅拌下沉；（e）重复搅拌提升；（f）搅拌完成形成加固体（2）深层搅拌桩的施工程序为：深层搅拌机定位→预搅下沉→制配水泥浆（或砂浆）→喷浆搅拌、提升→重复搅拌下沉→重复搅拌提升直至孔口→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩、重复以上工序。（3）场地应先整平，清除桩位处———————————————————————————————————————————————'