复合地基施工技术（共12篇）
复合地基施工技术 篇1
1 复合注浆施工技术的特点
(1) 复合注浆适用加固地层范围广, 既可适用于加固渗透性大的地层 (如砂卵石层) , 又可适用于渗透性较差地层 (如粘土、粉土和粉细砂层) , 还可以用来加固溶岩地层的地下溶洞和溶蚀裂隙。复合注浆法既能形成较高强度的旋喷桩固结体, 又能通过渗透、劈裂和挤密的方式提高岩土层的强度。 (2) 复合注浆适用加固工程范围广, 可用于对既有建筑物 (如房屋、公路、桥梁) 地基基础进行加固, 也可用于桩基 (如大口径钻孔桩、挖孔桩) 缺陷的加固处理。 (3) 复合注浆浆液扩散范围大, 不仅对高压喷射流喷射破坏土体的极限范围之内土体进行置换加固, 而且对喷射破坏土体的极限范围之外的土体以充填、渗透、挤密和劈裂等方式进行注浆加固, 在成桩的同时对地基土有灌浆加固作用。 (4) 复合注浆能定向定位, 能形成连续的圆柱状的旋喷桩体, 旋喷桩直径为400mm-1200mm, 其注浆固结体顶部无收缩, 与原基础混凝土或桩混凝土结合紧密。能直接承受上部荷载, 并将荷载传递到深层土层中去, 保证荷载传递均匀、有效;复合注浆形成旋喷桩的单桩承载力较高。 (5) 复合注浆形成的旋喷固结体强度较高, 且固结体强度可根据设计需要通过改变浆液材料和工艺参数来进行调节。 (6) 复合注浆钻孔施工口径较小, 对既有建筑物基础和地面损害和扰动很小, 可调节浆液凝固时间, 施工期建筑物附加沉降小。经济可靠, 且耐久性好。
2 复合注浆加固既有建筑物地基的施工顺序
2.1 注浆钻孔施工
对既有建筑物地基进行加固时, 先采用地质钻机钻穿既有建筑物原基础或承台, 然后根据设计注浆深度要求, 选择采用地质钻机或高压旋喷钻机钻孔到设计深度。一般以土层或强风化岩层作为注浆持力层时可采用高压旋喷钻机直接钻孔, 若以中风化以上岩层作为注浆持力层时需先采用地质钻机钻至终孔, 若地层中有卵砾石层也需采用地质钻机钻孔。钻孔孔径一般开孔为110mm, 终孔直径为91mm, 钻孔垂直度保证
2.2 建立孔口注浆装置
注浆钻孔施工完成以后, 在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置需既满足静压注浆要求又满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。孔口注浆装置可采用单管接头式或混合器式, 单管接头式用于单液注浆, 混合器式用于双液注浆。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在注浆孔口, 采用水泥浆或水泥水玻璃浆液将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。
2.3 采用高压旋喷注浆方式进行注浆
孔口注浆装置埋设1-2天后, 先采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆, 旋喷注浆需按设计规定的工艺参数 (喷射压力、提升速度、旋转速度、浆液水灰比) 进行注浆, 将注浆管分段下入孔底, 每段注浆钻杆需连接紧密并采用麻丝密封。旋喷注浆按从下而上的方式。为了减小建筑物的附加沉降, 旋喷一般采用单管旋喷注浆方式, 下钻时尽量快速且尽量小压力小流量喷水, 旋喷时采用不喷水而直接喷浆一遍的方式, 在底部和顶部需喷浆2遍。在对建筑物进行纠偏加固时, 为加速浆液凝固, 有时采用先喷一遍水泥浆液后喷射一遍水玻璃的方式, 进行双液旋喷。
2.4 采用静压注浆方式进行注浆
高压旋喷注浆结束后, 利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆, 通过静压注浆可以扩大浆液的注入范围, 防止旋喷固结体收缩从而增加旋喷体与原基础混凝土结合紧密性。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力, 随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力, 直至设计注浆量和注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终凝前需进行2-3次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。
2.5 封孔
静压注浆结束后, 若注浆孔口冒浆, 需对孔口进行封闭处理, 防止浆液流出。若注浆结束后孔内浆液有流失需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。复合注浆顺序有时需根据实际情况进行调整, 有时需采用先静压注浆后高压旋喷注浆的方式进行注浆。
3 复合注浆的施工方法
3.1 施工准备
(1) 组织施工人员:复合注浆法加固地基施工时, 设备班需配备施工队长、工程技术人员、高压泵工、电工、修理工各1人, 钻工3-6人, 注浆工4人, 共12-15人。 (2) 现场施工前准备: 施工前应组建队伍、清理施工场地、作好机械检修和保养、布置好孔位、以及搭设工棚、备好材料等。 (3) 确定施工程序:①钻孔:按设计钻孔到一定深度, 钻孔孔径为91 (或101) mm, 垂直度保证<1%。②建立孔口灌浆装置:孔口灌浆装置需满足静压灌浆要求, 又需满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。③采用高压旋喷注浆法进行喷射注浆, 注浆从下而上, 在既有建筑物地基加固中一般采用单管旋喷方式注浆。在缺陷桩基加固中, 先喷高压清水一遍到三遍后再注浆。④高压旋喷注浆结束后, 利用孔口注浆装置封孔进行静压注浆, 静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆, 根据需要, 浆液终凝前可进行多次灌注。⑤注浆结束后, 若注浆孔口冒浆, 需对孔进行封闭处理, 防止浆液流出。 (4) 复合注浆施工中出现问题的处理:①注浆深度大时, 易造成上粗下细的固结体, 影响固结体的承载能力, 因而需在深度大的地层中注浆时采用增大压力或降低提升速度的方式补救。②当发现返浆量不足或不返浆时, 可采用降低提升速度或复喷方式处理。③当冒浆量过大时, 可采用提高注浆喷射压力、缩小喷嘴直径的方式处理。④在既有建筑物基础加固处理时, 为防止产生附加沉降, 施工时应跳孔施工, 同时应在浆液中加速凝剂或采用双液旋喷注浆。⑤静压注浆时如出现冒浆, 可采用多次灌注的方式进行注浆, 待第一次灌注的浆液终凝堵塞冒浆通道后再进行第二次注浆。同时注意将孔口注浆装置与孔壁密封牢靠, 防止浆液从孔口冒出。
3.2 复合注浆的施工工艺
(1) 单管法复合注浆。单管法复合注浆是利用钻机把安装在注浆管 (单管) 底部侧面的特殊喷嘴, 置入土层预定深度后, 用高压泵等装置, 以大于是20Mpa的压力, 把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体, 同时借助注浆的旋转和提升运动, 使浆液与从土体中崩落下来的土搅拌混合。然后进行静压注浆, 使浆液进一步扩散。浆液经过一定时间凝固, 便在土中形成圆柱状固结体。 (2) 二重管法复合注浆。二重管法复合注浆是使用双通道的二重注浆管, 将二重注浆管钻到土层的预定深度后, 通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴, 同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20Mpa以上压力的喷液, 从内喷嘴中高速喷出, 并用o.7Mpa左右压力把压缩空气从外嘴中喷出。在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下, 破坏土体的能量显著增大, 喷嘴一面喷射一面旋转和提升。然后以大于是0.3MPa-2.0MPa的压力进行静压注浆, 使浆液进一步扩散。最后在土中形成圆柱状固结体。 (3) 三重管法复合注浆。三重管法复合注浆是使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆管。在以高压泵等高压发生装置产生20Mpa以上的高压喷射流的周围, 环绕一般0.7Mpa左右的圆筒状气流, 进行高压水喷射流和气流同轴喷射冲切土体, 形成较大的空隙, 再另由泥浆泵注入压力为2MPa-5MPa的浆液填充, 喷嘴作旋转和提升运动。然后以大于是0.3MPa-2.0MPa的压力进行静压注浆, 使浆液进一步扩散。最后便在土中凝固为直径较大的圆柱状固结体。
摘要：复合注浆是将静压注浆和高压旋喷浆法进行时序结合, 发挥两种注浆技术优势的一种新型注浆方法。对地基加固的复合注浆施工技术进行了探讨。
关键词：复合注浆,加固,地基
参考文献
[1]胡伟.定位静压注浆在既有建筑物地基加固中的应用[J].施工技术, 2005, (9) .
[2]覃维祖.结构工程材料[M].北京:清华大学出版社, 2004.
复合地基施工技术 篇2
深层搅拌桩复合地基
采用深
第一文库网层搅拌桩（干法）进行复合地基处理，处理土层为③层淤泥。设计复合地基承载力特征值fsp,k要求120 kPa，复合地基压缩模量不小于6.0Mpa，沉降小于5cm。
1、估算单桩承载力特征值
深层搅拌桩（干法）复合地基初步设计时，其单桩承载力特征值可按以下方法估算。
深层搅拌桩（干法）单桩承载力特征值由桩身材料强度确定的单桩承载力和桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力共同确定，二者中取小值。
（1）由桩身材料强度确定的单桩承载力(以桩径为500mm为例)：
Ra??fcu,kAp
其中：fcu,k―与桩身加固土配比相同的室内加固试块无侧
fcu,k=1.6Mpa。 限抗压强度平均值。初步取
?―强度折减系数，0.20～0.30，取0.3；
经计算 Ra?0.3?1600?3.14??0.5/2??96kN 2
（2）由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力：
Ra?up?qsili?aqpAP
i?1n
其中：Ra―单桩竖向承载力特征值（kN）；
qsi―桩周第i层土的侧阻力特征值（kPa），③层淤泥qsi取6 kpa；
up―桩的`周长（m）；
li―桩长范围内第i层土的厚度（m）；
a―桩端天然地基土的承载力折减系数，一般可分别取
0.4～0.6，承载力高时取低值，本工程取0.6；
AP―桩的截面积（m2）；
qp―桩端地基土未经修正的承载力特征值，本工程取50
kpa。
桩端为进入③层淤泥，按桩径500mm、有效桩长10.0m计算，计算单桩竖向承载力特征值100.2kN。
单桩承载力特征值取（1）（2）的小值，即Ra=96 kN。
2、计算置换率
深层搅拌桩（干法）复合地基置换率可按下式估算：
fsp,k???fs,k120?0.9?50m???0.17 Ra96???fs,k?0.9?50AP0.2
以矩形布桩为例，则布桩为（1.1~1.2）m2一根桩
其中：fsp,k―深层搅拌桩（湿法）复合地基承载力特征值（kPa）；
m―搅拌桩的面积置换率（%）；
fs,k―桩间天然地基土承载力特征值（kPa），取50 kPa；
?―桩间土承载力折减系数，取0.9。
3、复合地基压缩模量估算
复合地基压缩模量按下式进行计算：
Esp?mEp?(1?m)Es?0.17?100?1.6?(1?0.17)?1.8?28.7MPa
其中： Esp―搅拌桩复合土层压缩模量（MPa）；
Ep―搅拌桩的压缩模量（MPa），可取（100~120）fcu,k； Es―桩间土的压缩模量（MPa）。
4、复合地基沉降计算
（1）加固区沉降量s1按浙江省规范取s1=3cm。
（2）加固区以下下卧层沉降量s2计算
以np=1/1.2 (1/ m2)计
下卧层附加应力P=120-96 /1.2=40kPa
复合地基施工技术 篇3
关键词：振冲碎石桩；复合地基；加固原理；碎石桩设计；碎石桩施工
中图分类号：TU472文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）05-0154-02
一、概述
第四系后形成的湖沼相沉积物-淤泥和淤泥质土，天然含水量高、天然孔隙比大，抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小、地基承载能力低。地基沉降变形大，而且沉降稳定历时较长，需要进行人工处理；饱和粉细砂及部分轻质粘土，在静载作用下具有建高强度，但在动荷载作用下，可能产生液化或大量震陷变形，地基会因液化而丧失承载能力，此类地基也是需要进行人工处理的地基。振冲碎石桩是加固处理软土地基的好方法，具有技术先进、经济合理、施工安全可行、质量可靠等优点，能满足一般工程要求。
二、振冲碎石桩加固地基的原理
振冲碎石桩是利用一种能产生水平向振动的管状机械设备在高压水流下边振边冲，在软弱粘性土地基中成孔，再在孔内分批填人碎石或卵石等材料制成的桩体，桩体和原土层构成复合地基，以提高地基承载力，并降低压缩性，碎石桩的承载力和沉降量在很大程度上取决于周围软土对碎石桩的约束作用，如周围软土过于软弱，对碎石桩的约束作用就差。振冲法具有置换作用，也同时存在挤密作用。振冲置换法适用土层主要是粘性土，在砂土中也能制造碎石桩，但此时挤密作用远大于置换作用。碎石桩复合地基桩体贯穿整个软弱土层，达到相对硬层时，桩体起着应力集中作用；桩体未达到相对硬层时，桩体起应力扩散和均布作用。由于复合地基中的碎石桩体由粗粒材料组成，可起到加速排水固结作用。
三、振冲碎石桩设计
根据实际工程中软黏土埋深与厚度不同，将桩长分类。确定各标段的桩长、桩直径、间距等要素，并确定桩形状布置。为控制施工质量，施工前先做2～3根试桩，通过实验确定制桩工艺。制桩工艺应能保证桩体连续、挤密均匀、桩径不小于设计尺寸、桩体密实度达到紧密状态要求。
（一）碎石桩的设计
1．桩长及桩径。根据加固路段软弱土层厚度现场实际情况，确定桩长深人持力层长度。碎石桩桩径一般取30～80cm，主要根据地基土的土质情况及成桩设备确定。
2．桩距布置。桩的孔位一般按正三角形或正方形布置。若工程为粘性土地基，桩间距计算公式为：
（1）
式中： ——碎石桩桩间距(cm) ；
——l根碎石桩承担的地基处理面积(cm2 )；
；
——碎石桩的截面积(cm2 )；
——面积置换率，可由下式求得：
（2）
——复合地基承载力标准值(KPa)；
——桩间土承载力标准值，可用处理前地基承载力标准值代替( KPa)；
——桩、土应力比，一般取2～4。
四、振冲碎石桩施工
1．施工前的准备工作。熟悉施工图纸和施工工艺，提出保证质量的措施。放线布置桩位。根据设计图纸于现场放线布桩。桩位偏差满足工程要求。
2．施工工艺。（1）施工顺序：振冲桩一般采用“由里向外”顺序施工，或“由一边向另一边”的顺序施工。这种顺序易挤走部分软土，便于制桩。在强度较低的软土地基中施工时，为减少制桩过程对桩间土的扰动，易采用间隔的方式施工。（2）填料方式：振冲成孔后即向桩孔内填料制桩。一般有两种填料方式。一是将振冲器提出孔口，向孔内倒入填料，再下振冲器至填料中振冲密实，待达到设计要求后，又提出振冲器下料振密，如此反复直至制桩完毕；二是振冲器不提出孔口，仅上提30～50cm，离开原已振密过的桩次，即向孔连续不断地回填石料，直至该次桩体振冲密实达到设计要求后，再上提30～50cm，连续填料振冲密实，重复上述步骤，自下而上逐段制桩直至孔口。前者为间断填料法，操作较繁琐，适合小型工程人工推车填料。后者为连续填料法，操作方便。适合机械化作业。（3）施工作业。振冲碎石桩施工的工序可分为造孔、清孔、填料和振密及桩体顶部处理等。（4）褥垫层设置。1）碎石桩垫层作用：由广义虎克定律得知： 。桩体变形模量是桩体受到的综合应力竖向应变 的比值，其中表示桩周土的侧限阻力。说明使桩、土协调工作，应力分配合理比较简便有效的方法就是合理铺设垫层。在荷载作用下垫层可以通过碎石的流动补偿性调整桩、土应力分配和复合地基变形，使基础一垫层一复合地基共同作用。2）碎石垫层厚度与复合地基工作性状：《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)规定在振冲碎石桩桩顶应铺设一层2O～50cm厚的碎石垫层，而其他有关规范却未有此项要求。据有关复合地基的研究与模型实验得知，随垫层厚度的增加，桩顶应力减小，桩中最大应力不发生在桩顶，而是发生在桩体下某一深度处，且随垫层厚度增加沿深度方向向下移动，下移幅度远大于垫层增加幅度；土顶应力则增加，然后沿深度迅速衰减，并随上部荷载的增加，此现象更为明显。这样可使桩土应力比最大值位置沿深度方向下移，而桩周土的围限力则随深度而增加，避免了剪切破坏和鼓胀破坏。但是，在某一垫层厚度下桩顶应力减小和土顶应力增加皆趋于平缓，说明复合地基有效发挥桩、土承载性能存在一合理的垫层厚度，一般认为合理的垫层厚度为30～50cm。再增加厚度在技术上已无意义，且经济上不合理。3）碎石桩复合地基垫层影响因素：置换率：较高的置换率可以达到更高的复合地基承载力；桩径：同等桩间距情况下，大的桩径必然具有较大的置换率；桩身强度（或密实度）：桩体越密实，其应力集中效果越明显，复合地基性能越好，但达到桩身高强度又要以土体的强烈扰动为代价，因此实际工程中也不是桩身强度越高越好；桩体连续性：桩体的连续性在控制碎石桩质量中是至关重要的，桩体连续性差的桩其实是对原地基土的一种严重破坏；桩长：规范要求“当相对硬层埋深不大时，应按相对硬层埋深确定”，基于我国施工工艺、施工技术和施工队伍的实际情况，设计桩长不宜超过12.0m（有抗剪要求除外）。
（三）施工质量控制
桩体的质量控制：桩数、桩长、桩偏位及桩径控制。
1．桩数：应根据设计图纸放线布桩，并在一桩位上插好标记。制桩作业时详细记录桩号、打桩数及施工情况。班后进行复核统计，同时在图纸上按号标记已打的桩数，发现漏桩应及时补打。
2．桩长：振冲器贯入地下的深度可由导杆上的刻度标出，当造孔达到设计深度时，孔口指挥即予以记录。由孔底逐段制桩达孔口成桩，故造孔深度即为桩长，桩长偏差不大于10cm。
3．桩位偏移控制：施工中孔口指挥与吊车司机应精心操作，布桩时严格对淮桩位标记，使桩位偏差小于规范规定的（1/5～2/5）d(d为碎石桩的平均桩径)。成孔中心与设计桩位偏差控制。
4．桩径偏差控制。
五、结语
振冲碎石桩是加固处理软土地基的好方法，大量实践证明：振冲碎石桩复合地基，技术先进、经济合理、施工安全可行、质量可靠，但任何地基处理方法都有它的适用范围、局限性和优缺点，鉴于土的种类及物理力学性能的多样性，没有也不可能有普遍适用的方法。振冲碎石桩地基处理的加固效果并不是施工结束后就能全部发挥。地基处理大都是隐蔽工程，很难直接检验其加固效果，处理工作结束后，应尽量采用可能的手段来检验处理。碎石桩复合地基的检验，采用大型载荷试验，尽管精度相对较高，但既费时又多花钱，试验中还需大量的堆载物，一般工程很难办到。采用动力触探、标贯、室内土工试验的方法是可行的、经济的，成果能满足一般工程要求。
参考文献
[1]周强．高速公路碎石复合地基垫层处理评价[J]．湖南交通科技，2007，（33）．
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[3]林孟杰．谈谈振冲碎石桩的施工质量控制[J]．建筑科学，2006，（12）.
[4]徐雄峰．振冲碎石桩处理软弱地基[J]．中国农村水利水电， 2006，（10）．
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[6]王会兰．振冲碎石桩施工技术在基础处理中的应用[J]．水科学与工程技术，2006，（3）.
CFG桩复合地基设计与施工技术 篇4
水泥粉煤灰碎石桩复合地基CFG (Cement Fly-ash Gravel pile桩复合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加适量的水搅拌形成高粘结强度的桩体。CFG桩复合地基是由CFG桩、桩间土和褥垫层一起构成的刚性桩复合地基。
CFG桩是在碎石体中添加以水泥为主的胶结材料, 添加以增强混合料的和易性并有低标号水泥作用的粉煤灰, 同时还可适量添加改善级配的石屑, 从而使桩体获得胶结强度并转化为具有刚性桩特点的高粘结强度桩。它可全桩长发挥侧摩阻力。CFG桩复合地基适用于条形基础、独立基础, 筏基和箱形基础。CFG桩适用于各种挤密效果的土。挤密效果好时, 承载力的提高与挤密作用和置换作用有关;挤密效果差时, 承载力的提高只与置换作用有关。置换作用是CFG桩的重要特征。
二、CFG桩复合地基的设计要求2.1.桩长
CFG桩复合地基要求桩端尽量落在好的土层上, 这是CFG桩复合地基设计的一个重要原则。因此桩长是首先要确定的参数, 它取决于建筑物对承载力和变形的要求、土质条件和设备能力等因素, 设计时根据勘察资料分析各个土层条件, 确定桩端持力层和桩长, 然后按规范公式计算单桩承载力。
2.1桩径
CFG桩桩径一般按照所选设备能力确定, 一般取350~600mm。
2.2桩间距
一般间距为3~5倍的桩径, 间距的大小取决于设计要求的复合地基承载力、允许变形量、土的性质及施工设备能力, 设计中当桩径及置换率确定后, 可按规范公式估算布桩间距。
2.3桩体强度
桩体强度必须满足承载力对桩身强度的要求, 一般按桩体混合料试块抗压强度控制。
2.4褥垫层
褥垫层一般取150~300mm, 当桩径大或桩间距大时褥垫层厚度应取高值, 其材料可因地制宜就地取材, 可采用粗砂、中砂、级配砂石 (最大粒径不大于20mm) 等。
2.5布桩
CFG桩可只布在基础范围内对条形基础, 可采用单排、双排或多排布桩根据荷载情况分别采取且沿轴线对称或非对称布桩;对于独立基础、箱形基础、筏板基础, 基础边缘到桩中心一般为一个桩径或基础边缘最小距离宜小于150mm, 对条基不宜小于75mm;对于可液化地基可考虑在基础外定范围内设置护桩。
三、CFG桩复合地基的施工3.1 CFG桩复合地基的施工
目前, CFG桩大多采用长螺旋钻机成孔泵送CFG混合料压灌成桩施工工艺, 工艺流程如下:桩位放线→长螺旋钻机就位→下钻成孔→压灌CFG混合料→提钻成桩至设计标高→制桩完成。
3.2 CFG桩施工技术要求
1) 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60 mm。
2) 施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验, 施工时按配合比配制混合料, 混合料坍落度宜为160~200 mm。
3) 混合料灌注量充盈系数不应小于1.0。
4) 在基坑 (槽) 开挖时, 应保留0.5 m厚的土层作为保护土层, 施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不小于0.5 m作为保护桩长。
5) 冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃, 对桩头和桩间土应采取保温措施。
6) 采用长螺旋钻机成桩时, 施工中存在钻孔弃土。对弃土和保护土层清运时如采用机械、人工联合清运, 应避免机械设备超挖, 并应预留至少50cm用人工清除, 不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
7) 褥垫层材料多为粗砂、中砂或碎石, 碎石粒径宜为8~20 mm, 不宜选用卵石。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。对较干的砂石材料, 虚铺后可适当洒水再行碾压或夯实。
3.2质量检验和保证措施
1) 材质检验:混合料的原材料必须具有、产品合格证和材质检验报告;水泥、粉煤灰进场后随机抽样送检, 验合格后才能使用于桩基施工中。
2) 试件制作在灌注混合料的施工中, 应在搅拌地点随机取样, 由现场监人员旁站制作试件, 其数量每班不得少于1组3块。
3) 地基竣工验收时, 承载力检验应采用复合地基载荷试验。
4) 承载力检验数量为总数的0.5~1%, 但不应少于3处。单桩强度检验要求时, 数量为总数的0.5~1%, 但不应少于3根。
结语
CFG桩桩复合地基是近年发展起来的一种新型的地基处理技术, 随着施工工艺的不断改进完善, 施工技术的进一步成熟, 工程质量的保证规范和检测手段的不断健全, CFG桩在多层和高层建筑地基处理中的应用也越来越广泛, 我们相信CFG桩发展和应用的前景会越来越好。
参考文献
[1]JGJ94–94, 建筑桩基技术规范/S
CFG桩在复合地基中的应用 篇5
根据CFG桩复合地基的承载机理和特性,提出了CFG桩的应用与设计.并参照<建筑地基处理技术规范>(JGJ79-),结合工程实例中单桩承载力及复合地基承载力标准值的计算,对其在复合地基中的.适用性和可行性进行了探讨.
作 者：刘景兰 周姝娟 刘宇峰 李丽萍 LIU Jing-lan ZHOU Shu-juan LIU Yu-feng LI Li-ping 作者单位：刘景兰,周姝娟,李丽萍,LIU Jing-lan,ZHOU Shu-juan,LI Li-ping(中原石油勘探局勘察设计研究院,河南,濮阳,457001)
刘宇峰,LIU Yu-feng(中原石油勘探局对外贸易总公司,河南,濮阳,457001)
复合地基载荷试验参数选择探讨 篇6
关键词：测试 实验
1 试验点的选择
首先，复合地基静荷试验的试验点在平面上应均匀分布，当土性分布不均匀时，试验点选择应考虑土性对复合地基承载力的影响。其次，试验点的选择要注意随机选点，以保证检测桩统计比例的真实性。
2 复合地基静载荷试验加载量的控制
工程为一点式高层建筑，地下一层，地上十一层，短肢剪力墙结构，设计要求基础持力层地基承载力特征值为200kPa。
场地土的物理力学性质实测统计表（平均值）
2.1 地基处理方案设计
根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）的规定，复合地基承载力特征值fspk按下式计算：
fspk=mRa/AP+β（1-m）fsk
式中：
fspk——复合地基承载力特征值（kPa）；
m——面积置换率；
Ra——单桩竖向承载力特征值（KN）；
AP——桩的截面积（m2）；
β——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0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值；
fsk——桩间土承载力特征值（KPa），宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载特征值。
由地质资料、设计要求复合地基承载力特征值fspk≥200KPa和甲方的要求，现有基槽深度为4.3m（相对于±0.000为-5.98m），取桩长为6.0m，经过计算：面积置换率为15.5％，总桩数为517根，桩间距1.2m，排距1.19m，水泥为32.5级普通硅酸盐水泥，掺入量为50Kg/m。
2.2 施工采用PH-5A型粉喷桩钻机，在施工中要求：
设计停灰面高出基底标高500mm；施工时采用湿法进行，水灰比为0.8:1，水泥浆液采取单桩单配的方法；深层搅拌桩垂直偏差不超过1%，桩位偏差不大于50mm，直径不应小于设计桩径；桩身搅拌均匀，在桩长范围内根据地质情况进行一个上下的搅拌和喷浆，在基底下3.5m范围内进行复喷复搅；如遇粘土应增加复搅遍数。施工中，若发现供水管路中途有堵塞现象，及时排除对其返工，其塔接长度不小于0.5m。
2.3 复合地基静载荷试验由甲方委托有关单位进行。检测要求和结果如下：
复合地基静载荷试验检测方案主要技术指标
①要求加固后的复合地基承载力特征值≥200KPa；
②总加载量为设计要求值的2.0倍，即400KPa；
③复合地基静载荷试验在地基加固处理2周后进行；
④试验采用20mm厚的钢压板，压板直径1.35m，压板面积为1.43m2，压板下用50mm厚中粗砂找平。
主要试验方法：试验采用慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载达到相对稳定后再加下一级荷载，直至满足试验加载终止条件。
①加载分级：总加载量为设计载荷的2.0倍，即400KPa。共分8级加荷，第1级加载按50KPa加荷。
②沉降观测：在每级加载前后各测读承压板沉降量一次，然后每隔半小时读记一次，直到沉降稳定。
③沉降相对稳定标准：每级荷载作用下，承压板沉降量在一小时内小于0.1mm，即认为已达到相对稳定，可加下一级荷载。
④终止加荷条件：当出现下列情况之一时，即可终止试验：
a沉降急剧增大，土被挤出或周围出现明显裂缝；
b累计沉降量已大于压板宽度或直径的6％；
c总加载量已为设计要求值的2.0倍以上。
3 复合地基静载荷试验结果
3.1 复合地基承载力的确定
①当压力～沉降曲线上极限载荷能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半。
②当压力～沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定；对深搅桩复合地基，可取s/b或s/d（s为沉压板沉降量，b和d分别为承压板宽度和直径）等于0.006所对应的压力；按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。
③试验点数不应小于3点，当满足其极差不超过平均值的30％时，可取其平均值为地基承载力特征值。
该工程三个试验点P-S曲线如图1（A1、A2、A3）。
3.2 静载荷试验检测结果
通过对测试数据进行计算整理，考虑到各试验桩龄期、工程地质条件等因素，综合分析得出各试验点的承载力结果如下：
A1试验点复合地基承载力基本值 fo＝200KPa；
A2试验点复合地基承载力基本值fo=200KPa；
A3试验点复合地基承载力基本值fo=186KPa。
三个复合地基试验点承载力平均值为195.3KPa，极差小于30％，故该场地复合地基承载力特征值为195.3KPa，不能满足设计要求。
4 复合地基静载荷试加载量的选择
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）规定，复合地基静荷载试验最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。同时规定，试验点数量不应小于3点，当满足其极差不超过平均值的30％时，可取平均值为复合地基承载力特征值。但现在的检测人员多按等于设计要求压力值的2倍设计最大加载量。本文的工程实例就是如此，当施工单位收到静载荷试验检测结果，并要求其对地基进行再处理时认为，检测单位按等于设计要求压力值的2倍设计最大加载量，在检测的试验点中，只要有一个试验点的复合地基承载力特征值小于设计值时，那么，本工程即为不合格工程，就需要再处理；如果检测单位按设计要求压力值的2.1倍设计最大加载量，在检测的试验点中，即使是有一个试验点的复合承载力特征值小于设计值，只要其极差不超过平均值的30％，所取的平均值作为复合地基承载力特征值还是可以满足设计要求的。因此，施工单位在征得设计单位同意，通过甲方，要求检测单位对本工程再次进行补测，且按等于设计要求压力值的2.1倍设计最大加载量。
重新检测的二个试验点P-S曲线如图2（b1、b2）：
经过综合分析，重新检测的二个试验点的复合地基承载力特征值均为210KPa。
这样，两次共检测5个复合地基试验点，其承载力特征值分别为200KPa、200KPa、186KPa、210KPa和210KPa，承载力平均值为201.2KPa，极差为11.9％，小于30％，所以该场地复合地基承载力特征值为201.2KPa，满足设计要求。
5 结论
检测方案设计最大加载量不一定刚好等于复合地基承载力特征值的2倍，应根据实际情况，适当加大，否则，就可能把本来满足设计要求的工程判为不能满足设计要求，不仅影响工期，而且给施工单位造成较大的浪费。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家标准.《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002).北京：中国建筑工业出版社，2002.
[2]中华人民共和国行业标准.《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-
2002、J220-2002).北京：中国建筑工业出版社，2002.
[3]中华人民共和国国家标准.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002).北京：中国建筑工业出版社，2002.
复合地基施工技术 篇7
CFG桩施工是利用特殊钻机钻入土层并达到基岩面成孔, 然后在孔内灌注水泥、粉煤灰、砂、碎石及水的混合物, 同时提钻, 等强后形成圆柱形桩, 通过桩周的侧摩阻力及端承力提高路基基底的复合地基承载力, 减少路基的沉降, 从而起到加固地基的作用。CFG桩的成桩方法, 分为长螺旋转式成桩、振冲式成桩, 这里介绍的是长螺旋转的施工方法, 此法对于处理粉土、粘性土等土进行地基加固有其他方法所不及的优越性, 在某客运专线路基、涵洞基础的地基加固施工中得到了广泛应用。CFG桩复合地基主要适用于处理厚层黏性土、粉土和砂土等, 特别是当具有较厚的硬壳或硬层夹软弱层地基。
2 CFG桩工艺试验情况
2.1 工艺试验工点概况
某客运专线XXTJⅡ标段DK1234+545.3～DK1234+599.4段路基全长共计54.1米。本段路基上层为褐红-褐黄色硬塑粘土, 厚度为8.5～16.5m, 其下为灰色强风化灰岩, 裂隙及岩溶较发育。根据设计文件本段路基先进行岩溶注浆充填裂隙及溶洞, 然后进行CFG桩加固, CFG桩的加固采用梅花型布置, 桩直径为50cm, 桩间距要求:DK1234+545.3～DK1234+564.8与DK1234+587.4～DK1234+599.4段均采用1.6米, DK1234+564.8～DK1234+587.4桩间距为1.7米。CFG桩设计桩长为12.5m～13.6m, 并要求必须穿透软弱层至岩面顶面, 桩体强度按C15砼强度, 材料按C15砼配比。
2.2 工艺流程
2.3 工艺试验最终结果
现场选取了10根桩按室内确定的配合比进行试桩, 试桩过程中一切顺利, 成桩28天后按设计文件及《建筑地基处理技术规范》〈JGJ79-91〉规范的要求, 进行了复合地基与单桩载荷试验及桩身完整性检测, 结果表明复合地基与单桩载荷及桩身完整性均合格。并通过试桩确定了指导施工的试验参数。最终参数为:
A坍落度:通过试桩坍落度控制在16cm～18cm为宜, 误差可以在±1cm。
B拔管速度:试桩过程中拔管速度基本控制在2m/min～3m/min之间, 有个别浮动, 但没有影响成桩效果, 所以确定最终拔管速度控制在2m/min～3m/min之间, 但也要根据现场的供料情况适当进行调整, 原则就是输送砼与拔管速度一致, 必须保证砼始终要埋住导管20cm以上。
C配合比:通过试桩过程中的调整, 最终确定配合比为水泥:水:砂:石:粉煤灰:高效减水剂=209:190:801:1061:139:3.762。
3 CFG施工质量控制总结
在施工前必须进行地质核查, 通过现场地质与设计所给地质条件进行对比, 来最终确定岩面标高, 即桩底标高。如发现差别较大时, 必须及时通知设计单位, 来确定最终变更方案。
CFG施工质量控制关键在于成孔和成桩质量控制, 施工前应严格复查设计桩长、桩径及布桩位置, 确保钻孔孔深、直径、位置满足设计要求。同时应根据地质核查检验设计桩长是否合理, 以满足承载力要求并减小施工难度。成桩时要严格控制拔管速度, 连续提拔;备足混合料, 防止供料不及时造成断桩;采用合理的施钻顺序防止窜孔。成桩后桩头的凿除和桩间土清理尽量采用人工用钢钎从相对方向同时剔除的方法, 以防止出现断桩;桩间土清理先采用小型挖掘机进行, 出现CFG桩时改用人工清理, 以减少扰动。
通过对成桩桩身质量及复合地基与单桩载荷力的检测表明对加固地基、减少路基沉降量很有效, 为无碴轨道控制工后沉降奠定坚实的基础。
现场钻杆断杆情况时有发生, 如果遇到, 需将上下钻杆焊接之后, 才能将钻杆拉出, 所以一般对已开挖土坑采用改良土回填, 每层不超过0.3m, 再用小型打夯机夯实, 压实系数须达到0.9以上, 并按要求办理相关变更手续。
通过现场实际工艺比较分析, 采用长螺旋成孔管内泵压混合料灌注成桩工艺相比振动沉管灌注法, 施工噪音及振动小、施工速度快, 而且工艺易于掌握。加之研究形成的对应处理特殊问题的技术方案, 使之能够取得良好的技术和成本效益。在土建工程施工环保要求日益严格的形势下, 其施工噪音及振动小的特点, 也广受周围群众的欢迎, 带来了较好的社会效益。
参考文献
[1]客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准.铁建设[2005]160号.
[2]客运专线铁路桥涵工程施工技术指南TZ213-2005
复合地基施工技术 篇8
某城际轨道交通工程核心施工段从小隧道出口 (GDK52+160.00) 到莞台起点 (GDK52+300.01) 止, 全长140.01 m。GDK52+225~+300采用堆载预压, 预压土柱高3.0 m, 预压期≥6个月。GDK52+225~+300段采用CFG桩加固处理, 桩径0.5 m, 桩间距1.8~2.0 m, 正三角形布置, 加固深至全风化层1.0 m。桩顶铺设厚度0.6 m的碎石垫层内夹铺一层抗拉强度100 k N/m的双向拉伸高强聚酯长丝经编土工格栅 (延伸率≤13%) 。GDK52+160~+190左右两侧设路堑挡墙, 墙高6~4 m, 墙脚、背坡坡率1:0.25, 墙身采用C25片石混凝土砌筑。墙身地面以上每隔2 m交错设置泄水孔, 预埋φ0.1 m的PVC塑料排水管。墙后通长全高设无砂混凝土板反滤层, 厚0.2 m。沿线路方向每隔10 m左右设置伸缩缝, 缝内采用沥青麻筋填塞, 深0.2 m。
该路段地基的地质条件为杂填土、灰褐色, 成分以粘性土为主, 含有混凝土等建筑垃圾。粉质黏土, 灰黄色, 硬塑, 主要由粉粒组成, 土质不均匀, 粘性较好。泥质粉砂岩, 全风化, 紫红色, 原岩结构可辨, 岩石部分已风化成土状, 遇水易软化崩解。泥质粉砂岩, 强风化, 紫红色, 风化程度强烈, 裂隙很发育, 岩芯破碎多呈块状。泥质粉砂岩, 紫红色, 粉砂结构, 层状构造, 泥质胶结, 岩质较软, 裂隙较发育, 岩芯较完整, 多呈短柱、柱状。
二、CFG桩施工控制要点
1. 混凝土配合比设计
考虑到螺旋管内泵压灌注成桩对混凝土的流动性、初凝时间与保水性等要求较高, CFG桩所选外加剂、水、石屑、随时、粉煤灰、水泥等原材料必须满足设计要求。其中粉煤灰:GBS-A (外加剂) :碎石 (石屑) :水:水泥:每m3混凝土 (普通C20混凝土) 的用量=180:6.6:1004:855:175:150;水灰比、水胶比与砂率分别为0.6、0.53、46%;坍落度、初凝时间、终凝时间分别为160~200 mm、8 h、14 h。
2. 施工工艺参数的确定
CFG桩施工之前必须安排试钻, 由此对地质情况与施工设备安排情况进行核对, 同时确定保护桩长、充盈系数、提管速度、灌注混凝土坍落度、钻进深度等工艺参数。此工程施工之前共组织7根桩工艺参数试验, 由此提出了符合设计要求的工艺参数 (见表1、表2) 。
3. 桩位控制
桩位控制到位与否直接关乎到CFG桩的施工效果。CFG桩桩位的具体控制流程为:结合设计加固范围与控制桩测量数据, 把CFG桩桩位标注到不桩图纸的对应位置→对控制桩的水准点与坐标进行现场复核→放出CFG桩的桩位高程与定位点→记录测量数据→结合CFG桩平面测量数据与高程;计算出单根桩的混凝土灌注量与钻进深度→用钢钎对桩位进行现场打眼→把适量白灰放入孔内, 以便对桩位进行快速定位。
4. 高程控制与钻机定位
结合CFG桩桩长与原地面标高计算出桩顶标高, 把桩顶标高标注到钻机竖向杆臂的明显位置, 保护桩长应≥50 cm。若桩顶标高与地表之间距离较大, 那么保护桩长需达到70 cm, 由此提高CFG桩成桩质量。此外, 钻机就位流程为:待钻机运至桩位以后, 把钻机支垫牢固→把钻头对准桩位 (允许偏差<3 cm) →把支腿调平, 对钻杆垂直度进行复核 (允许偏差≤1%) →对钻尖位置进行检查 (桩心允许偏差≤5 cm) 。
5. 混凝土浇筑
若想把CFG桩桩顶浮浆厚度控制到允许范围, 混凝土坍落度应介于160~200 mm之间。混凝土的计算与搅拌皆应严格按照设计要求进行, 其中单次混凝土的搅拌时间应≥1 min。待钻机钻进深度达到孔底标高以后, 立即停止继续钻进。此时上提约20 cm以后, 方可进行泵送混凝土。注意混凝土的坍落度必须控制到160~200 mm, 以免对混凝土灌注质量造成不良影响。待钻杆芯管内混凝土完全饱和以后及时拔管, 此时不得发生先提管后泵料的现象, 其中拔管速率应控制到位。考虑到单根CFG桩的混凝土用量较小, 螺旋钻杆内部混凝土对桩长用量其决定性作用。此时指挥人员应确保停止泵送较提钻早2~3 s, 以免桩头过长。
6. 挖除桩顶土
待CFG桩强度满足设计要求以后, 及时挖除桩顶土。此时需注意桩顶土的挖深标高, 不得出现超挖现象, 具体的操作为:用小型挖掘机把桩顶标高20 cm以内的土挖掉, 剩余土由人工挖除。
7. 路基沉降变形观测
(1) 路基沉降观测频次
路基沉降观测的频次不低于表1的规定, 当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。
(2) 路基沉降观测精度
所使用的仪器和设备应进行定期检查并做出详细记录, 每次测量应采用同一仪器, 固定观测人员, 采用相同的观测路线和观测方法, 在基本相同的环境和观测条件下工作。沉降变形的水准测量精度为1 mm, 读数取位至0.1 mm;单点沉降计观测精度为测量值的1%, 灵敏度为0.01 mm。
三、结语
综上所述, CFG桩是一种基于沉管碎石桩的软弱地基处理方法, 其具有灌注方便、施工工艺简单、施工质量易控制、施工成本低等优点, 本文以某城际轨道复合地基CFG桩施工为线索展开论述。除本文谈及的内容以外, CFG桩施工还应注意如下问题。
1. 混合料配合比不合理
当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时, 混合料和易性不好, 常发生堵管。因此, 混合料配合比要注意这两种材料的掺入量。特别注意的是, 粉煤灰掺量宜控制在60~80 kg/m3左右。
2. 混合料搅拌质量有缺陷
坍落度太大的混合料, 易产生泌水、离析, 易造成堵管现象发生。坍落度太小、混合料在输送管内流动性差, 也容易造成堵管。施工时, 坍落度宜控制在16~20 cm。若混合料可泵性差, 可适量掺入泵送剂。
3. 施工操作不当
钻杆进入土层预定标高后, 开始泵送混合料, 管内空气从排气阀排出。待钻杆芯管及输送管充满混合料、介质是连续体后, 应及时提钻, 保证混合料在一定压力下灌注成桩。
4. 桩体上部存气
为防止桩体因管内空气无法排出而形成空洞, 施工时要经常检查排气阀是否发生堵塞。若发生堵塞, 必须及时采取措施加以清洗。
参考文献
[1]游又能.桥建合一式高架车站设计在某城际轨道交通中的应用研究[J].铁道标准设计, 2012.
[2]尹敬泽, 黄腾, 刘事莲, 汪益敏, 易浩.基于专家调查的珠三角地区软土地基处理方法的可靠性研究[J].广东公路交通, 2012.
[3]黎杉.高速公路CFG桩复合地基设计与工程应用研究[J].路基工程, 2013.
[4]王少勇, 李明伟, 杨光华.CFG桩在四川宜宾某工程深基坑地基处理中的应用[J].四川建材, 2012.
复合地基施工技术 篇9
1 道路碎石桩的加固原理
碎石桩是指振动、冲击或水冲等方式在松软土地基中成孔后, 再将碎石挤压入土孔中形成大直径的由碎石构成的密实桩体, 以提高软土地基的整体抗剪强度, 减少地基沉降。其适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基, 也可用于处理可液化地基。
2 碎石桩复合地基的理论计算
碎石桩复合地基不仅可以提高地基的承载能力和减少沉降, 且碎石桩体具有很好的透水性, 有利于超孔隙水压力的扩散, 因此, 碎石桩复合地基还具有良好的抗液化性能。根据施工方法和地基土质情况不同, 碎石桩加固地基有的以置换作用为主, 有的以挤密作用为主。如振冲碎石桩法加固地基分为振冲密实和振冲置换两种方法。对砂性土地基往往以挤密作用为主, 对粘性土地基以置换作用为主。振冲密实是利用振冲器在砂土中振冲对地基土施加水平向的振动和挤压, 使土体由松散变为密实或者是孔隙压力升高而液化, 其主要作用就是振动密实和振动液化;振冲置换是利用振冲成孔把粘土冲出, 置换砂砾石并振密形成碎石桩体, 与原地基土形成复合地基, 共同承担荷载, 下面针对碎石桩复合地基的承载力计算和沉降计算进行了总结。
2.1 碎石桩极限承载力计算
在荷载作用下, 碎石桩的存在将使桩周土体从原来主要是垂直向受力的状态改变为主要是水平向受力的状态, 桩周土可能发挥的对桩体侧限约束能力, 对碎石桩体的承载能力起着关键作用。通常碎石桩都具有一定的入土深度, 当入土深度大于临界桩长时 (约为4倍桩径时) , 碎石桩很难产生整体刺入失稳破坏;桩顶部位的剪切破坏, 可能发生于基础底面积过小, 荷载过大, 且又缺乏足够大的桩侧荷载情况下。因此, 散体类材料桩的破坏模式通常表现为鼓胀破坏, 目前关于碎石桩的极限承载力的计算多数是基于桩上部的鼓胀破坏机理而建立的。在荷载作用下, 碎石桩桩体发生鼓胀破坏时, 桩周土进入塑性状态或极限平衡状态, 因此可以由桩间土的侧向极限约束应力, 按三轴压缩试样的极限受力情况, 即轴对称平面应变极限状态计算碎石桩的极限承载力。
其表达式为:
式中:σru为桩间土的侧向极限应力;
Kpp为桩体材料的被动土压力系数。
散体材料桩桩侧土所能提供的侧向极限应力σru计算方法主要有被动土压力法, 圆筒形扩张理论计算时, WongH.Y. (1975) 计算式, Hughes和Withers (1974) 计算式和Brauns (1978) 计算式等。
圆形孔扩张理论计算法是为考虑了桩周土自重应力的被动土压力作为桩周土的极限侧向应力。由此求得桩极限承载力的表达式为:
式中:
r为土的重度;
Z为桩的鼓胀深度;
σs为桩间土荷载;
Kps为桩周土的被动土压力系数;
Kpp为桩体材料被动土压力系数;
Cu为土体不排水抗剪强度。
WongH.Y (1975) 计算法认为桩周土的侧向极限应力即为鼓胀区土的被动土压力。只是在计算被动土压力时, 不计桩体和土体的自重应力的作用, 由此求出桩体极限承载力表达式为:
式中:σs为桩间土上的竖向荷载;
ϕp为桩体材料的内摩擦角;
Cu为桩间土不排水抗剪强度;
Kps为桩间土被动土压力系数。
2.2 碎石桩复合地基承载力计算
碎石桩复合地基的承载力估算主要思路是分别确定桩间土和碎石桩桩体的极限承载力, 再根据一定的原则叠加这两部分的承载力得到复合地基的极限承载力。基于刚性基础下桩土受力的平衡方程, 假设桩体和土体同时达到破坏, 或者是桩体和桩间土应力同时达到极限承载力而造成复合地基的破坏, 得到复合地基极限承载力的组合公式如下:
式中:Pcf为复合地基极限承载力;
Ppf为桩体极限承载力;
Psf为桩间土极限承载力;
m为置换率, 即桩的断面积与复合土体单元面积之比;
n为桩体应力和桩间土应力之比。
以上公式全面地反映了复合地基承载力计算中各种可能出现的情况。但是公式中参数较多, 且各参数之间还有耦合联系, 实际应用中确定这些参数有一定困难。式反映了影响承载力计算的主要因素, 并且较为简单, 在工程实践中得到广泛的应用。
3 工程实例
某高速公路涵洞基地在施工时发现。深度12.9m范围内场地土层主要为第四纪全新世冲洪积沉积层。土层分布比较连续, 厚度变化不大, 局部存在夹层、透镜体。根据场地土的成因类型及岩性特征的不同, 将地层自上而下划分为4层, 每层的分布特征如下: (1) 杂填土。褐色, 松软, 稍湿。土层厚度0.20m~0.30m。物理力学性质差, 不宜作为结构物基础持力层。 (2) 粉土。黄褐色, 中密~密实, 稍湿~很湿。层顶深度0.00~0.40m。 (3) 粉质黏土。褐色, 可塑, 属于中压缩性土。层项深度为4.0m~4.80m, 层底深度4.40m~5.10m, 层厚0.20m~0.40m。该层在场地内分布不连续。 (4) 糊砾砂。黄褐色, 稍密~中密, 饱和, 级配良好。
3.1 施工方案
根据现场勘查的地质资料, 确定采用碎石桩对较软弱地基进行加固。碎石桩直径选用400mm, 材料采用碎石, 桩长设计为5m, 按照等边三角形分布。在桩顶部铺设20cm厚的碎石垫层, 碎石垫层之上再铺设90cm的中砂。设计要求地基承载力特征值为180kPa。经处理后的复合地基承载力特征值可通过现场复合地基荷载试验确定。
通过现场试验数据, 发现碎石桩处理以后该软土地基的承载力得到很大的提高, 满足上部建筑物对承载力的要求。得到了很好的处理成果。
3.2 施工质量检验
现场开挖检验。主要检验碎石桩桩体直径及桩位是否偏差。通过随机抽检, 测得碎石桩直径均大于400mm, 符合设计要求。
复合地基载荷试验。按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002的要求进行检测, 主要进行复合地基承载力试验。检测结果:所检测的23根桩复合地基承载力极限值≥l80kPa, 达到设计要求。
3.3 效果评价
从检验的结果可得, 桩体的密实状态符合设计要求。处理后复合地基承载力均超过了设计要求的承载力, 实践证明本工程运用碎石桩处理软弱地基是成功的。
3.4 施工难点及解决措施
3.4.1 施工难点
施工时遇到的主要难点是碎石的振密, 由于碎石振密施工具有隐蔽性, 若仅靠电流控制、仪表读数及经验来判断施工情况, 难免保证不会对工程的质量、进度和成本造成影响。
3.4.2 解决措施
碎石必须要有良好的级配, 且碎石粒径不大于50mm, 杂质含量小于5%, 同时要保证碎石的强度;施工时, 桩呈环状由外向内进行;施工时要注意电、料的控制。电主要是控制振密过程中的密实电流。要注意加料不得过猛, 原则上要勤加料, 但每批不宜加得过多, 每振密段也不宜太长 (≤1.0m) ;应严格控制凿振时间和密实电流的变化, 凿振时间达到施工控制参数的要求, 切勿欠振, 而密实电流的变化反应挤密程度和效率。当电流达到一定的不变值, 表明桩体的密实度接近饱和;桩机操作人员必须具备操作上岗证, 施工技术人员要在现场监测记录数据, 并比较电流等参数, 要及时指挥操作人员的操作;定期检测桩机, 每次开工前要检测桩机的性能以及仪表工作是否正常;施工结束后, 应将基底标高下的松散层挖除或夯压密实, 随后加铺20cm厚的碎石垫层, 以利排水。
4 结语
通过工程实践表明, 碎石桩复合地基能显著改善软弱地基的性能, 有效消除可液化地基的振动液化危害, 大幅度提高了地基的承载力, 减少了基础的沉降变形, 建议在其他工程领域的软弱地基加固中广泛应用。
参考文献
[1]公路路基施工技术规范J.TGF10—2006[S].北京:人民交通出版社, 2006.
[2]龚晓南, 杨灿文.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.
复合地基施工技术 篇10
水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩, 和桩间土、碎石褥垫层一起形成复合地基。利用桩间土共同作用提高承载力, 并将荷载传递到深层地基中去, 具有良好的技术性能和经济效果。
2 施工概况
兰州至永靖沿黄河快速通道建设工程恐龙湾隧道出口段路线布设于河谷低阶地, 以填方路基通过芦苇湿地, 地层岩性为洪积淤泥, 厚度8-16m, 以下为强、中风化泥岩。
3 施工工艺及流程
3.1 施工工艺流程
CFG桩施工工艺, 根据土质情况和设计荷载要求, 分为单打法、复打法。其中单打法是最基本的施工方法。其施工工序分为移机就位、成管钻孔、分层浇筑混凝土和成桩, 其中分层浇筑混凝土是关键工序。
3.2 施工工艺
3.2.1 施工顺序
成桩按桩位依次向后退打, 流水施工, 并采用隔桩跳打, 以保护先施工的桩不被挤坏或挤歪。
3.2.2 混合填料配制
做好原材料的质量检测, 选用符合设计规范要求等级普通硅酸盐水泥、水洗砂、碎石、Ⅱ级粉煤灰等。施工前按设计要求由中心、工地试验室进行配合比试验, 混合料中掺入的粉煤灰主要是改善拌和物的和易性, 提高桩的施工质量;坍落度控制在120-140mm, 成桩后浮浆厚度不超过200mm。
3.2.3 测量放线定桩位
在1.5m砂砾土工作平台施工完, 具备了机具进场条件, 根据施工图开始按照间距1.6m, “梅花型”布设测放CFG桩位。
3.2.4 移机就位
桩机就位时, 工作面必须平整、稳固, 就位时, 调整沉管与地面垂直, 确保垂直度偏差不大于1%。
3.2.5 沉管造孔
(1) 沉管过程中严禁管体倾斜和错位。沉管过程中做好现场记录, 每沉1m记录本次沉管所耗的总时间, 严格控制最后30s电机的电流电压值。并对土层变化处理做好记录, 直到沉管至设计标高。
(2) 沉管过程中观察沉管的下沉速度是否正常, 沉管是否有挤偏现象, 若有异常情况应分析原因, 及时采取措施。
(3) 当沉管到达设计深度或持力层时, 应判定该深度或贯入度是否已达到规范规定和设计要求, 或试桩时规定的并经设计认可的要求, 满足了这些要求和规定, 方可终止沉管。该工程控制贯入度标准为每30秒加压一次, 最后30秒贯入度4-5cm。
3.2.6 分层灌注混凝土
(1) 管深达到要求后, 立即灌注混凝土。灌注前检查沉管内是否吞进水进泥。若存在则及时处理。
(2) 沉管过程用料斗进行空中投料。待沉管至设计标高后须尽快投料, 直到管内混合料面与钢管投料口平齐。如上料量不够, 须在拔管过程中空中投料, 以保证成桩桩顶、桩高满足设计要求。控制管内混合料面不低于设计桩顶标高。
(3) 灌注混凝土量应按沉管外径和桩长计算出的体积再乘上充盈系数值 (一般取值为1.3) 。
3.2.7 成桩
(1) 当混凝土灌到钢管投料口时, 先振动5~10s, 再开始拔管, 边振边拔, 每拔0.5~1.0m, 停拔留振5~10s, 如此反复, 直至沉管全部拔出。灌注混凝土拔管速度应按匀速控制, 拔管速度应控制在1.2~1.5m/min。
(2) 沉管拔出后, 若发现桩身混凝土超出桩的设计顶面甚多或溢出地面较多, 应及时核实充盈系数, 若充盈系数小于1, 则可认为桩身可能存在缩径或断桩隐藏患, 应及时研究补救措施。
(3) 若发现桩身填料面低于设计标高, 应立即补填填料使其顶面高于设计标高0.5m, 并用振捣器振实。补填填料时, 应将桩顶上的浮土清理干净, 必要时可向孔内先插入钢模, 再清理浮土。
4 CFG桩复合地基在施工中的质量控制
为保证CFG桩复合地基的施工质量, 应控制好以下几个问题:
1) 根据设计勘探地质资料、及现场探孔情况综合验证确定现场准确地质情况后, 选取合理的施工工艺及施工机械配置
(1) 在饱和软土中成桩, 桩机的振动力较小, 但当采用连打作业时, 由于饱和软土的特性, 新打桩将挤压已打桩, 形成椭圆或不规则形态, 产生严重的缩颈和断桩。此时, 应采用隔桩跳打施工方案。
(2) 在饱和的松散粉土中施工, 由于松散粉土振密效果好, 先打桩施工完后, 土体密度会有显著增加。而且, 打的桩越多, 土的密度越大。在补打新桩时, 一是加大了沉管难度, 二是非常容易造成已打桩断桩, 此时, 隔桩跳打亦不宜采用。
(3) 当满堂布桩时, 不宜从四周转向内推进施工, 宜从中心向外推进施工, 或从一边向另一边推进施工。
2) 严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩, 而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀, 桩项浮浆过多, 桩身强度不足和形成混和料离析现象, 导致桩身强度不足。施工时, 应严格控制拔管速率。拔管速率应控制在1.2~1.5m/分。
3) 控制好混凝土的坍落度。工程实践表明, 混凝土坍落度过大, 会形成桩项浮浆过多, 桩体强度也会降低。坍落度一般控制在120~140mm。
4) 桩在灌注混凝土时, 按设计加0.5m控制桩长, 将沉管拔出后, 用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3~5秒, 提高桩顶混凝土密实度。
5) 拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插, 由于桩管垂直度的偏差, 容易使土与桩体材料混合, 导致桩身掺土影响桩身质量, 应避免反插。
6) 加强施工过程中的监测。在施工过程中, 应加强监测, 及时发现问题, 以便针对性地采取有效措施, 有效控制成桩质量, 重点应做好以下几方面的监测:
(1) 施工场地标高观测。施工前要测量场地的标高。打桩过程中则要随时测量地面是否发生隆起。因为断桩常和地表隆起相联系。
(2) 已打桩桩顶标高的观测。施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化, 尤其要注意观测桩距最小部位的桩。以判断是否产生缩径。
(3) 对有问题桩的处理。对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应开挖查看, 做出是否复打的处理。
5 结论与效果
经过中铁西北科学研究院有限公司工程检测试验中心进行单桩载荷试验、桩土复合地基承载力、低应变动力检测、桩身混凝土实测强度等级均满足设计要求;CFG桩复合地基不仅能很好地发挥全桩的侧阻作用, 同时也能很好地发挥其端阻作用。CFG复合桩与桩基相比, 由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力。工程造价一般为桩基的1/2-2/3, 经济效益和社会效益非常显著。
参考文献
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[2]JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准[S].
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[5]兰州至永靖沿黄河快速通道建设工程施工图设计[Z].
复合地基施工技术 篇11
关键词： 沉降 软弱粘性土 水泥搅拌桩 复合地基
软弱粘性土（即我们俗称的软土）是淤泥、淤泥质粘土以及淤泥质亚粘土的总称。从软弱粘性土的组成结构方面上来说，这种土质最大的特性在于其有着极高的天然含水量，优越的压缩性能、较低的承载能力以及较少的腐殖质物质。从软弱粘性土的层次构造角度来说，其多为泻湖相、河相以及海相沉积层。在现阶段技术条件支持之下，相关工作人员在对复核地基沉降程度加以计算的过程当中所采取的计算方式多为：将总沉降分为包括下卧层以及加固层在内的两个部分。下卧层选用分层总和法对该层次结构的压缩模量以及压缩指数参数加以计算，而加固层则选用复合模量法对该层次结构的相关压缩指标参数进行计算。这种计算方式所得出计算结果指之所以与实际测定结果差异较大，其关键在于下卧层计算方式下沉降值测定误差，加固层现有运算方式的运算可靠性比较高且所计算结果与实际测定结果之间的差异性并不显著，再次不多做累述。由此可见，下卧层计算正是相关工作人员下一步研究的重点。笔者在对深厚软土水泥搅拌桩复合地基沉降以及相关控制方式加以分析的过程当中，一并提出了一种能够精确计算下卧层沉降参数的计算方式。现对其做详细分析与说明。
1 深厚软土水泥搅拌桩复合地基沉降及其计算分析
A城市位于我国东南部沿海地区，为我国最典型的深厚软土地区。从土层地质构造形式角度上来说，土层上部为滨海相淤积土土层，下部为湖海相沉积层。该市水利工程建设事业发展迅速。软土厚度参数基本可以达到30m左右。20世纪80年代后期，大量水利工程建设项目开始在应用单轴深层水泥搅拌桩对深厚软土地基进行加固的基础之上，成功构建了一批稳定性极高的水利装置设备。这部分装置设备在投入水利建设的过程当中由相关部门针对其沉降结构加以实时观测。对相关观测结果加以统计，可作出如下几点判定：（1）在应用深层水泥搅拌桩针对软土地基进行加固的背景之下，软土地基上部水利设备的沉降程度较小，沉降变化表现均匀且能够在较短时间内恢复稳定状态。该批水利建设项目在工程竣工时已基本完成了90％甚至以上指标的沉降量，符合相关标准规范当中有关水利建筑竣工期间沉降量指标的要求；（2）对于水利建设过程当中持续应用时间较长的水利建设设备而言，尽管其在建设施工过程当中所承受的载荷作用力较大，但在水泥搅拌桩桩体长度、桩径参数以及置换比率的调整作用之下，建筑物荷载对于软土地基基础的特殊性要求依然能够得到较好的满足，从而确保水利建筑地基沉降量能够始终控制在较低水平当中。
选取该批次水利建筑当中某建设单位在运行的水利装置为例，按照上文所述的传统计算方式，针对该水利建筑的沉降程度及指标参数进行运算可按照以下步骤实现：首先，对于加固层而言，我们可以将整个水泥搅拌桩桩群视作一个实体基础，该实体基础在建筑并接受载荷过程当中所产生的压缩变形量同加固层在深厚软土地基作用之下发生的沉降参数是均等的。根据相关实地测定结构可得知加固层 的 沉 降 为 33mm。其 次 ，对 于 下 卧 层 而言，在分层总和法与水利建筑周边沉降程度实际观测点布置位置的作用之下，可参照压缩模量以及压缩指数对沉降程度的影响，得知下卧层的沉降为214mm。由此的推导出整个水利建筑物的总沉降参数为 加 固 层 沉 降 与 下 卧 层 沉 降 的 和 ，即为247mm。然而这一计算结果与实际测定结构之间的差异可以达到3倍以上，并且由下卧层计算差异所导致的差异比重占到了85％以上，值得重视。
2 软土结构性及建筑物沉降控制分析
何谓软土的结构性表现呢？一般来说，包括土层颗粒、空隙形状表现、颗粒之间的相互性作用力以及组构形式均属于软土结构性表现的研究范畴当中。根据有关A市土层相关实验结果所得出数据的分析，我们可以得知有关该城市深厚软土的几方面结构性表现：（1）空隙比高。对于薄壁土样而言，这种空隙比甚至可以达到1.9左右；（2）透水性好。同样是对于薄壁土样而言，其测定得出的竖向固结系数最大限度参数在正常情况下是同等测定状态下重塑土样竖向固结系数最大限度参数的9倍左右。
依照深厚软土地基当中薄壁土样实验中e-lgP的曲线表征及自适应矫正示意图来说，在相关曲线变化参数的作用之下我们可以对该深厚软土土体结构的屈服应力的一种新型确定方法加以研究与论证。首先，我们应当明确的问题在于——何谓土体屈服应力。对于深厚软土土体而言，其所表现出的结构屈服应力主要是指原状土在接受压缩作用力的过程当中，以土骨架弹性压缩为主的土体结构变形以基本结束，土体当中的粒间与组构联系位置开始呈现出破坏状态时所产生的应力。我们知道：对于深厚软土水泥搅拌桩所涉及到的复合型地基设计而言，为充分满足沉降及承载作用力的需求，且凸显沉降控制的重要意义，对于加固层及下卧层的沉降控制是极为关键的。由上述分析我们不难得知：在建筑物特别是水利建筑荷载作用力正常状态之下，加固层所表现出的沉降作用力是比较小的，一般而言其始终控制在30mm范围之内。针对e-lgP的曲线表征及自适应矫正示意图反映出的地基沉降会在固结压力大于土体结构屈服应力的状态之下发生严重变化，并给整个水利建设施工的正常运行造成严重危害，其关键在于针对水泥搅拌桩的相关设计参数加以合理调整与控制，始终确保土体结构屈服应力应当始终大于下卧层自重应力与附加应力的总和。以e-lgP的曲线表征及自适应矫正示意图为例，在这一条件作用之下，实际的压缩路径会较为精确的落在e-lgP曲线的平稳曲段当中，进而确保下卧层的沉降状态能够达到有效控制。经由沉降计算表明，这种以控制下卧层沉降测误差为主的计算方式能够最大限度的缓解传统计算方式之下计算结果与实际测定结果之间的误差，确保沉降控制的直接有效，值得大范围推广。
3 结语
伴随着现代科学技术的蓬勃发展与经济社会现代化建设进程日益完善，社会大众持续增长的物质文化与精神文化需求同时对新时期的水利建设事业提出了更为全面与系统的发展要求。本文针对深厚软土地基状态之下水利建设事业的关键——水泥搅拌桩复合地基沉降及控制分析这一中心问题展开了简要分析与说明，并据此论证了做好地基沉降控制工作在进一步提高水泥搅拌桩施工质量与施工效率的过程中所起到的至关重要的作用与意义。
参考文献
1吴海宝. 换填法建筑地基处理的工程实录[J]. 有色冶金设计与研究，2004，03
2姜规模. 湿陷性黄土地区高层建筑地基处理方法探讨[J]. 中国勘察设计，2009，02
复合地基施工技术 篇12
某住宅楼长60.30m, 宽11.10m, 共7层。采用砖棍结构, 条形基础, 按设计要求处理后地基承载力标准值为fk=160kPa, 对该住宅楼运用了抛石挤淤夯实水泥土桩处理地基, 效果明显。
1.1 工程地质条件。
据工程地质勘察报告, 除上部杂填土外均为第四系冲洪积松散沉积物, 勘察深度内地层共分5层, 分布如下: (1) 层:杂壤土, 晴褐色-褐色, 稍湿-湿, 主要由砖石瓦块、粉土、粉质黏土组成, 结构松散, 层厚为自然地坪下3.3～6.8m, fk=90kPa。 (2) 层:粉质黏土, 褐黄色, 饱和, 可塑, 结构性强, 孔隙发育, 含少量铁、锰结核。层厚4.5～4.7m, fk=140kPa。 (3) 层:粉质黏土, 黄色, 很湿, 局部饱和, 可塑, 含少量云母及钙质结核, 局部夹薄层粉土及黏土, 层厚4.5～4.7m, fk=140kPa。 (4) 层:中细砂, 黄褐色, 饱和, 稍密-中密, 主要成分为石英、长石, 层厚1.2～1.8m, fk=180kPa。 (5) 层:粉质黏土, 黄褐色, 可塑, 饱和, 含钙质结核、砂粒及少量云母。fk=150kPa。地下水位在地表以下4.9m左右, 地下水为潜水。
1.2 施工难点。
本工程采用长螺旋钻机成孔, 夹板式自落夯实机夯实桩体, 由于场地地下水位较浅, 经现场观察, 稳定水位在桩底上约700mm处, 成孔后1min内水位稳定, 并有轻微的管涌现象, 夯实孔底时造成附近桩孔坍塌, 以至于无法夯实孔底。由于土体被扰动, 结构破坏, 土的强度降低, 影响了桩土组成的复合地基的承载力。
1.3 荷载传递分析。
复合地基受载荷作用下桩土共同作用, 桩间土与桩体受力有变形协调作用。实测资料表明, 桩侧摩阻力与桩端阻力呈异常发挥, 桩侧摩阻力的发挥早于桩端阻力, 桩体刚度与土体刚度的大小对荷载传递规律有较大影响。在桩体相对刚度较小的情况下, 柱体本身的压缩量等于桩顶端的位移量, 桩底端相对周围土体没有位移产生且无位移趋势, 则桩端阻力等于零, 桩体四周与土之间相对位移自上而下逐步减小。随荷载的增大, 柔性桩桩侧摩擦力首先在桩端达到极限摩擦力。然后逐步发展。图1所示的柔性桩有一临界长度, 故利用其沿深度变刚度的设计方法, 具有较好的经济效益。图2显示对某一桩土模量比存在一有效桩长。从该关系可知, 在给定土质情况下, 可通过调节水泥土柱的水泥掺和量及置换率来调节桩土应力比, 从而达到充分发挥桩土共同作用的目的。
1.4 处理方法。
结合本工程实际情况并参照以往成功的处理方法, 利用抛石挤淤法处理桩端, 具体方法如下:
成孔后水位稳定前将粒径20～40mm的石子抛入孔中, 然后用人工夯锤将其夯实, 其上部正常施工。这样做既不影响桩体质量, 又能减小邻近孔受土体扰动影响, 保证桩体的承载力。这种方法施工的水泥土桩类似于扩底桩, 桩体底部相当于人造持力层, 可防止桩端土体软化形成纯摩擦桩, 又保证了复合地基承载力的安全度。
2 夯扩桩断桩原因分析
某粮库工程共13栋平房仓, 分2个区段, I区7栋, Ⅱ区6栋, 每栋平房仓30m*60m, 门式刚架结构。两端山墙及中间墙下基础为条形基础, 纵向是独立基础, 条形基础下有夯扩桩66根, 分3排, 柱间距1.5m, 排距1.7m, 独立基础下有夯扩桩4根, 间距1.7、1.8m, 夯扩桩设计直径426mm, 桩顶标高-1.9m, 有效桩长4～7m (视持力层深度面变化, 桩端进入持力层1m) , 钢筋笼比设计桩长短500mm, 混凝土强度等级C25, 设计扩大头直径700mm、高度1000mm, 单桩极限承载力标准值700kN。
2.1 施工工艺。
夯扩桩施工采用两次夯扩的施工工艺, 施工参数如下:两次投料高度H1=H2=2.2m, 拔管高度h1=0.8m、h2=0.6m, 夯扩时内外管同步下沉至离桩底距离c1=0.2m、c2=0。施工顺序为独立桩基的4根桩一次性连续施工完, 条形基础由于桩间距小, 采用梅花形间隔跳打, 1周后插打。
2.2 断桩情况。
夯扩桩施工完毕后, 进行了低应变动测和静载荷试验, 试验结果I区均为完整桩, 单桩极限承载力580～640kN;Ⅱ区独立柱基下均为完整桩, 单桩权限承载力700kN以上, 条形基础有部分断桩, 断桩位置在夯扩头与桩身交接处。某断桩的Q-s曲线表明, 当荷载为220kN时, 沉降量为2.5mm, 加至下一组荷载280kN时, 沉降量为17.5mm, 为前一级荷载沉降量的7倍。依据规范判断, 则该桩极限承载力即为220kN。为进一步探明断桩事故的原因及性质, 继续采用慢速维持荷载法逐级加载, 当加载至640kN时, 沉降量为115mm, 且达到相对稳定标准。上述静载试验表明:该夯扩桩的桩身与扩大头交接处已经断裂, 裂缝达100mm左右, 属严重不合格桩, 但当桩身沉降至与扩大头接触时, 由于夯扩头的端承作用, 其竖向承载力得到提高, 达到640kN。按设计单位和质量监督部门意见进行了补桩。
2.3 断桩原因分析。
夯扩桩属挤土桩, 挤土作用是本工程产生断桩事故的主要原因。独立柱基下均为完整桩, 所有断桩均在条形基础的群桩之中, 分析其原因为条形基础夯扩桩2次插打时, 挤压第1次施工的桩, 使桩产生上拔力, 将桩拉断。
2.3.1 夯扩桩设计扩大头直径700mm、高度1000mm, 而规范要求夯扩柱的最小中心距为2D=1400mm, 故设计最小柱距为1500mm是合理的, 钢筋笼设计长度比桩短500mm, 在夯扩头部位的锚固长度为500mm, 也能满足要求。依据设计提供的施工参数, 在正式打桩前进行了试成桩, 并用挖土机将桩挖出以检验扩大头的尺寸, 实测扩大头直径1100～1300mm、高度650mm, 而根据规范提供的经验公式:, 两者结果基本相符。
采用上述施工参数, 在本工程的地质条件下, 实际施工的夯扩头直径、高度与设计相差很大, 然而工程桩施工既未调整施工参数, 也未调整桩距和钢筋笼的长度, 使得桩距过短, 钢筋笼在夯扩头部位的描固长度严重不足。
2.3.2 查断桩的原始记录, 少部分断桩为2次插打的夯扩桩。其断桩的原因是未按要求连续施工。这些桩均为当天晚上施工的夯扩桩, 中间间断约6h后第2天继续施工, 未按施工方案要求24h连续施工。由于间隔时间短, 混凝土终凝不久, 强度很低, 受挤压而产生断桩。
2.3.3 所有的断桩事故均发生在Ⅱ区, I区未出现断桩, 主要原因是由于Ⅱ区地层土质明显好于I区, 而地层土质越好, 夯扩桩施工所产生的震动和干扰越大, 越容易发生断桩事故。从以下4方面可以看出, I区土质比Ⅱ区差:a.依据地质报告:I区淤泥层埋深-4～-8m, 平均厚度3.6m左右;Ⅱ区淤泥层埋深-1.3～-4m, 平均厚度小于1m;b.静载试验结果:I区单桩极限承载力580～640kN, Ⅱ区700kN以上;c.施工进度比较:I区4台夯扩桩机, 平均每天施工约100根桩;Ⅱ区5台夯扩桩机, 平均每天施工75根桩左右;d.挤土情况比较:I区土层没有明显变化;Ⅱ区普遍隆起100～500mm, 表面龟裂。正是由于I区淤泥层埋深、厚度均大于Ⅱ区, 使I区夯扩桩设计有效桩长为5.8～7.0m, 而Ⅱ区夯扩桩有效桩长4.15～4.80m, 比I区短得多, 因而I区夯扩桩扩大头以上覆土厚度大于Ⅱ区, 特别是高压缩的淤泥质土比Ⅱ区厚得多, 从而减少了夯扩时对邻桩向上的挤压力, 避免了断桩事故的发生。另外, Ⅱ区明显的隆土现象未引起监理和施工单位的足够重视, 没有采取有针对性的解决措施, 也是夯扩桩产生断桩事故的原因之一。
2.4 结论
2.4.1夯扩桩施工前宜进行试成桩。对短桩可挖出夯扩头, 实测夯扩头直径、高度, 以便有更直观、准确的把握;对长桩可根据规范提供的经验公式计算, 根据实测或计算结果调整、确定桩距、桩数及各项施工控制参数, 并尽量加大桩距, 减少桩数, 以减轻施工过程中的挤土、隆土现象。
2.4.2夯扩桩的施工顺序应根据不同土质的特性、深度及桩长、桩距等合理安排。夯扩桩应由中间向外进行或退打, 以防桩身挤断和被设备压坏。对独立承台下的几根桩, 必须在邻近桩混凝土终凝之前连续施工, 一次性完成。对群桩基础, 夯扩桩应慎重采用, 否则在工期较紧的情况下, 很难合理安排好打桩顺序, 如采用隔一排打一排的施工顺序, 打桩过程也必须连续进行。另外, 2次插打的间隔时间应根据土质情况、桩长、桩身混凝上强度等确定, 时间越长越好, 须待桩混凝土强度达到设计强度的70%以上。
摘要：结合工程实例, 对抛石挤淤夯实水泥土桩施工技术及夯扩桩断桩的原因进行分析, 并得出结论。
关键词：抛石挤淤法,断桩,水泥土桩,复合地基,施工技术
参考文献
[1]张振拴, 王占雷, 杨志红等.夯实水泥土桩复合地基技术新进展[M].北京:中国建材工业出版社, 2007.