第3章 地基處理(振密、擠密)

1、第三章振密、擠密地基處理地基處理Soil Improvement 概概 述述 1、定義： 振密、擠密是指通過夯擊、振動或擠壓使地基土體密實(shí)，土體抗剪強(qiáng)度提高，壓縮性減小，以達(dá)到提高地基承載力和減小沉降為目的的一類地基處理方法。2、主要方法： 原位壓實(shí)法，強(qiáng)夯法，擠密砂石樁法，爆破擠密法，土樁、灰土樁法，夯實(shí)水泥土樁法，重錘沖擴(kuò)樁法及孔內(nèi)夯擴(kuò)法等3、適用范圍： 非飽和土地基或土體滲透性較好的地基。4、優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：施工設(shè)備簡單、加固材料少、加固費(fèi)用低。 缺點(diǎn)：可能對環(huán)境產(chǎn)生不良影響，如噪聲等。強(qiáng)夯法Dynamic Compaction地基處理地基處理Soil Improvement 1、 概

2、述 強(qiáng)夯法是法國Menard技術(shù)公司于1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法，它通過一般830t的重錘(最重可達(dá)200t)和820m的落距(最高可達(dá)40m)，對地基土施加很大的沖擊能，一般能量為5008000kNm。在地基土中所出現(xiàn)的沖擊波和動應(yīng)力，可提高地基土的強(qiáng)度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性等。同時，夯擊能還可提高土層的均勻程度，減少將來可能出現(xiàn)的差異沉降。2、 加固機(jī)理 目前，強(qiáng)夯法加固地基有三種不同的加固機(jī)理：動力密實(shí)、動力固結(jié)和動力置換。取決于地基土的類別和強(qiáng)夯施工工藝。2.1動力密實(shí) 采用強(qiáng)夯加固多孔隙、粗顆粒、非飽和土是基于動力密實(shí)的機(jī)理，即用沖擊型動

3、力荷載，使土體中的孔隙減小，土體變得密實(shí)，從而提高地基土強(qiáng)度。 FlashDynamic compaction 非飽和土的夯實(shí)過程，就是土中的氣相(空氣)被擠出的過程，其夯實(shí)變形主要是由于土顆粒的相對位移引起。 在沖擊動能作用下，地面會立即產(chǎn)生沉降，一般夯擊一遍后，其夯坑深度可達(dá)0.61.0m，夯坑底部形成一層超壓密硬殼層，承載力可比夯前提高23倍。 阿布扎比濱海路（阿聯(lián)酋）阿布扎比濱海路（阿聯(lián)酋）Abu Dhabi Corniche (United Arab Emirates)夯夯坑坑動力密實(shí)的應(yīng)用范圍動力密實(shí)的應(yīng)用范圍粒狀土粒狀土-礫石、填土、砂礫石、填土、砂肇慶花都博羅輸變電工程花都站土

4、石方強(qiáng)夯施工動力密實(shí)的應(yīng)用動力密實(shí)的應(yīng)用水下地基加固2.2 2.2 動力固結(jié)動力固結(jié) 用強(qiáng)夯法處理細(xì)粒飽和土?xí)r，巨大的沖擊能量在土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力波，破壞土體原有結(jié)構(gòu)，使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水順利逸出，待超孔隙水壓力消散后，土體固結(jié)。由于軟土的觸變性，強(qiáng)度得到提高。Dynamic consolidation Menard根據(jù)強(qiáng)夯法的實(shí)踐，首次對傳統(tǒng)的固結(jié)理論提出了不同看法，認(rèn)為飽和土是可壓縮的新機(jī)理。靜力固結(jié)理論與動力固結(jié)理論的模型比較a）靜力固結(jié)理論模型；b）動力固結(jié)理論的模型靜力固結(jié)與動力固結(jié)理論對比靜力固結(jié)與動力固結(jié)理論對比由于土體產(chǎn)生裂隙或趨于液化，引

5、起滲透性增大。1）飽和土的壓縮性；2）產(chǎn)生液化；3）滲透性變化；4）觸變恢復(fù)夯擊一遍的情況 夯擊三遍的情況 青島港8號碼頭強(qiáng)夯工程青島港8號碼頭強(qiáng)夯工程動力置換類型 整式置換 樁式置換2.3 動力置換 Dynamic replacement 利用強(qiáng)夯能量將碎石、礦渣等物理力學(xué)性能較好的粗顆粒材料強(qiáng)制擠入地基，主要通過置換作用來達(dá)到加固地基的目的。主要用于處理飽和粘性土。 整式置換是采用強(qiáng)夯法將碎石整體擠入淤泥中，其作用機(jī)理類似于換土墊層。 樁式置換是通過強(qiáng)夯將碎石填筑土體中，部分碎石樁（或墩）間隔地夯入軟土中，形成樁式（或墩式）的碎石樁（或墩），其作用機(jī)理類似于振沖法等形成的碎石樁。樁式置換樁

6、式置換動力置換 (Railway track, Malaysia)整式置換動力置換 ALEXANDRIA CITY CENTER (Shopping center - Egypt)樁式置換動力置換的應(yīng)用范圍動力置換的應(yīng)用范圍：粘性土粘土、淤泥、泥炭土3 強(qiáng)夯法適用范圍 強(qiáng)夯法常用來加固碎石土、砂土、低飽和度的粘強(qiáng)夯法常用來加固碎石土、砂土、低飽和度的粘性土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等地基。性土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等地基。 對飽和軟土的加固，必須給予排水的出路。因此對飽和軟土的加固，必須給予排水的出路。因此，強(qiáng)夯法加袋裝砂井（或塑料排水帶）是一個在軟粘土強(qiáng)夯法加袋裝砂井（或塑料排水帶）

7、是一個在軟粘土地基上進(jìn)行綜合處理的加固途徑。地基上進(jìn)行綜合處理的加固途徑。 4、強(qiáng)夯法設(shè)計計算4.1 有效加固深度有效加固深度 10WKhH H有效加固深度(m) W夯錘重(t) h落距(m) K修正系數(shù)，一般 為0.340.8。4.2 夯錘和落距夯錘和落距 單擊夯擊能為夯錘重W與落距h的乘積，一般說夯擊時最好錘重和落距大，則單擊能量大，夯擊擊數(shù)少，夯擊遍數(shù)也相應(yīng)減少，加固效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)較好。整個加固場地的總夯擊能量(即錘重落距總夯擊數(shù))除以加固面積稱為單位夯擊能。強(qiáng)夯的單位夯擊能應(yīng)根據(jù)地基土類別、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小和要求處理的深度等綜合考慮，并可以通過試驗(yàn)確定。 一般國內(nèi)夯錘可取1025t，

8、至今采用的最大夯錘為40t。 夯錘確定后，根據(jù)要求的單點(diǎn)夯擊能量，就能確定夯錘的落距。國內(nèi)通常采用的落距為825m。4.3 夯擊范圍和夯擊點(diǎn)布置夯擊范圍和夯擊點(diǎn)布置 強(qiáng)夯加固的范圍應(yīng)大于建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)范圍。通常要求強(qiáng)夯加固范圍每邊超出基礎(chǔ)外緣一定的寬度。超出范圍寬度為設(shè)計強(qiáng)夯加固深度的1/31/2，并不小于3m。 通常以等邊三角形或正方形布置夯擊點(diǎn)。工業(yè)廠房可根據(jù)柱網(wǎng)來布置夯擊點(diǎn)。夯距通常根據(jù)地基土的性質(zhì)和要求處理的深度而定。 某倉庫夯擊點(diǎn)布置（三角形）T h e r m a l K - 1 2 Educational Park, Coachella Valley California (U

9、S)美國加州某工程夯點(diǎn)布置（正方形）NICE AIRPORT (France)Abu Dhabi Corniche(United Arab Emirates)4.4 夯擊擊數(shù)與遍數(shù)夯擊擊數(shù)與遍數(shù) 夯點(diǎn)的夯擊擊數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，且應(yīng)同時滿足下列條件： 1)最后兩擊的夯沉量不大干50mm，當(dāng)單擊夯擊能量較大時不大于100mm； 2)夯坑周圍地面不會發(fā)生過大隆起； 3)不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。一般為410擊。遍數(shù)一般23遍。最后遍是以低能量“搭夯”即錘印彼此搭接。 4.6 墊層鋪設(shè)墊層鋪設(shè) 墊層厚度一般為0.52.0m。鋪設(shè)的墊層不能含有粘土。4.5 間歇時間間

10、歇時間 砂土連續(xù)，粘性土34周。4.7 現(xiàn)場測試設(shè)計現(xiàn)場測試設(shè)計 可包括以下內(nèi)容：（1）地面沉降觀測（2）孔隙水壓力觀測（3）強(qiáng)夯振動影響范圍觀測（4）深層沉降和側(cè)向位移測試4 效果檢驗(yàn) 強(qiáng)夯施工結(jié)束后應(yīng)間隔一定時間方能對地基加固質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。其間隔時間對碎石土和砂土地基可取l2周：對粉土和粘性土地基可取34周。室內(nèi)試驗(yàn) 十字板試驗(yàn) 動力觸探試驗(yàn) 靜力觸探試驗(yàn) 旁壓試驗(yàn) 載荷試驗(yàn) 波速試驗(yàn) 旁壓試驗(yàn) 碎石樁碎石樁Stone Column振沖法施工1 概 述 碎石樁最早在最早在1835年由法國在年由法國在Bayonne建造兵工廠車間時使用建造兵工廠車間時使用 1937年由德國人發(fā)明了年由德國人發(fā)

11、明了振動水沖法振動水沖法(Viborfloatation) (簡稱振沖法簡稱振沖法)用用來擠密砂土地基來擠密砂土地基 本世紀(jì)60年代初，振沖法開始用來加固粘性土地基，并形成碎石樁。 隨著時間的推移，各種不同的施工工藝相應(yīng)產(chǎn)生，如沉管法、振動氣沖法、袋裝碎石樁法、強(qiáng)夯置換法等。它們雖施工不同于振沖法，但同樣可形成密實(shí)的碎石樁，人們自覺或不自覺地套用了“碎石樁”的名稱。 碎石樁碎石樁是指用振動、沖擊或水沖等方法在軟弱地基是指用振動、沖擊或水沖等方法在軟弱地基中成孔后，再將碎石擠入土中形成大直徑的由碎石所構(gòu)成中成孔后，再將碎石擠入土中形成大直徑的由碎石所構(gòu)成的密實(shí)樁體。的密實(shí)樁體。2 按施工方法分類

12、及其適用性 振密法振密法沉管法干振法振沖擠密法置換法置換法鉆孔錘擊法振沖置換法排土法排土法沉管法強(qiáng)夯置換法振動氣沖法其它方法其它方法群圍碎石樁法袋裝碎石樁法水泥碎石樁法3 加固機(jī)理 3.1 對松散砂土加固機(jī)理對松散砂土加固機(jī)理 疏松的單粒結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生較大的沉降，特別在振動力作用下更為顯著，其體積可減少20。 碎石樁和擠密法加固砂性土地基的主要目的是提高地基承載力、減少變形和增強(qiáng)抗液化性。 擠密作用排水減壓作用砂基預(yù)震效應(yīng)液化地基 美國的H. B. Seed等人（1975）的試驗(yàn)表明，相對密度較低的砂樣受到預(yù)先振動后，其抗液化能力相當(dāng)于較高相對密實(shí)度的砂樣。 即在一定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)下，當(dāng)兩試樣的相

13、對密度相同時，如果要使經(jīng)過預(yù)振的試樣液化，所需的應(yīng)力要比未經(jīng)預(yù)振的試樣液化所需應(yīng)力大幅度提高（46） 砂土液化特性除與其相對密度有關(guān)外，還與其振動應(yīng)變史有關(guān)。 當(dāng)細(xì)粒含量達(dá)到一定含量以下時，都可以得到顯著的擠密效果；高于這一量時擠密基本無效（10%)3.2 對粘性土加固機(jī)理對粘性土加固機(jī)理換土置換 不論對疏松砂性土或軟弱粘性土，碎石樁的加固作用有：擠密、擠密、置換、排水、墊層和加置換、排水、墊層和加筋筋的五種作用。 強(qiáng)制置換 強(qiáng)制置換 4 4 設(shè)計計算設(shè)計計算一、加固范圍a、根據(jù)建筑物重要性、場地條件、基礎(chǔ)形式確定；大于基底面積。b、對一般地基，在基礎(chǔ)外緣宜擴(kuò)大12排；c、對可液化地基，在基礎(chǔ)

14、外緣應(yīng)擴(kuò)大24排樁。且5m。二、樁位布置（a）正方形 （b）矩形 （c）等腰三角形 （d）放射形根據(jù)基礎(chǔ)類型選擇不同的布置方根據(jù)基礎(chǔ)類型選擇不同的布置方式式三、加固深度(1)當(dāng)相對硬層的埋藏深度不大時，應(yīng)按相對硬層相對硬層埋藏深度確定；(2)當(dāng)相對硬層的埋藏深度較大時，對按變形控制變形控制的工程，加固深度應(yīng)滿足碎石樁復(fù)合地基變形不超過建筑物地基容許變形值的要求； (3)對按穩(wěn)定性控制穩(wěn)定性控制的工程，加固深度應(yīng)不小于最危險滑動面的深度；(4)在可液化地基液化地基中，加固深度應(yīng)按要求的抗震處理深度確定； (5)樁長不宜短于不宜短于4m4m。 目前國外振沖碎石樁加固地基最大深度為25m，國內(nèi)振沖碎

15、石樁加固地基最大深度為18m，因此設(shè)計時最大樁長不要超過25m，否則應(yīng)做專門的試驗(yàn)研究。 碎石樁的直徑應(yīng)根據(jù)地基土質(zhì)情況和成樁設(shè)碎石樁的直徑應(yīng)根據(jù)地基土質(zhì)情況和成樁設(shè)備等因素確定。采用備等因素確定。采用30kw30kw振沖器成樁時，碎石樁振沖器成樁時，碎石樁的樁徑一般為的樁徑一般為0.70-1.0m0.70-1.0m；采用沉管法成樁時，；采用沉管法成樁時，碎石樁的樁徑一般為碎石樁的樁徑一般為0.30.30.7m0.7m，對飽和粘性土，對飽和粘性土地基宜選用較大的直徑。地基宜選用較大的直徑。四、 樁徑七、七、 樁距計算樁距計算(一)砂性土地基中樁距設(shè)計當(dāng)正方形布置時：處理前土體體積： 處理后土體

16、體積： 可得 ）（020e1Vs1LVAp-Ve1VsV011）（000101VAp-Ve1e1VV正方形樁位布置計算樁距孔隙比e變化圖故設(shè)樁體直徑為d，由于 42dAp代入當(dāng)正方形布置時：當(dāng)?shù)冗吶切尾贾脮r：D r地基擠密后要求砂土達(dá)到的相對密實(shí)度，可取0.700.85。（二）（二） 粘性土地基中樁距設(shè)計粘性土地基中樁距設(shè)計 按地基承載力公式計算如下：等邊三角形布置時： eA08. 1L 正方形布置時： eALmAApe式中： Ae一根碎石樁承擔(dān)的處理面積； Ap碎石樁的截面積； m面積置換率，一般為0.100.30步驟如下： a、選定樁土應(yīng)力比n值， 其取值范圍為24，具體數(shù)值由天然地基土

17、強(qiáng)度或建筑物的容許變形而定。原土強(qiáng)度低者取大值。 b、由天然地基承載力和復(fù)合地基承載力計算面積置換率m值。 ksksp1-nm1 ，）（ff由：得：11kskspnffm，式中：fsp，k復(fù)合地基承載力特征值， fs，k天然地基承載力特征值， m 面積置換率。或kskpfmmff,ksp)1 (， c、選定樁徑d， 計算碎石樁截面積Ap。 d、由面積置換率m求出一根樁所分擔(dān)的地基處理面積Ae。e、根據(jù)布樁方式和分擔(dān)面積Ae求樁間距L。2p4dAmAAAAmpeep八、復(fù)合地基沉降計算 經(jīng)碎石樁處理后的復(fù)合地基的沉降計算可參考復(fù)合地基沉降計算理論。5 施工工藝振沖法施工5.1 振沖法振沖法振沖器

18、構(gòu)造圖Adding stone in top-feed installation5.2 沉管法沉管法(一)振動成樁法振動擠密碎石樁施工順序圖振動沉管碎石樁加固地基(二)沖擊成樁法1單管法單管沖擊成樁工藝 2、雙管法 （1）芯管密實(shí)法芯管密實(shí)法成樁工藝 (2)內(nèi)擊沉管法內(nèi)擊沉管法制樁工藝6 質(zhì)量檢驗(yàn) 碎石樁施工結(jié)束后，除砂土地基外，應(yīng)間隔一定時間方可進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。對粘性土地基，間隔時間可取34周，對粉土地基可取23周。 質(zhì)量檢驗(yàn)可用單樁載荷試驗(yàn)，其圓形壓板的直徑與樁的直徑相等，可按每200400根樁隨機(jī)抽取一根進(jìn)行檢驗(yàn)，但總數(shù)不得少于3根。對砂土或粉土層中碎石樁，除用單樁載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)外，尚可用標(biāo)

19、準(zhǔn)貫入、靜力觸探等試驗(yàn)對樁間土進(jìn)行處理前后的對比試驗(yàn)。復(fù)合地基承載力檢測（載荷試驗(yàn)）樁載荷試驗(yàn)曲線樁載荷試驗(yàn)曲線振沖碎石樁的動探檢測振沖碎石樁的動探檢測例題一、某場地經(jīng)載荷試驗(yàn)得到的粘性土天然地基承載力特征值為120kPa，設(shè)計要求處理后復(fù)合地基承載力特征值為200kPa。擬采用擠密碎石樁復(fù)合地基。樁徑采用0.9m，正方形布置，樁中心距取1.5m。在設(shè)置碎石樁過程中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)該場地樁間土承載力可提高20%。試求設(shè)計要求碎石樁承載力特征值。 已知地基土承載力fs，k，復(fù)合地基承載力fsp，k，樁徑d， 樁距L。 求樁的承載力fp，k解題思路：kkk21，、）由（面積置換率形式）由樁距、樁徑、布置

20、（pssp，fffmm解：（1）fs，k=120（1+20%）=144kPa 0.2831.540.93.14L4dLApm222222得：，）由（mAALpemf-mfff-mfmfkskspkpkskpksp1-13，）（得：）（）由（341.8kPa0.2831440.283-1-200）（砂砂 樁樁（sand pilesand pile）砂樁是指用振動或沖擊荷載在軟弱地基中成孔后，再將砂擠壓入土中，形成大直徑的密實(shí)柱體。一、概論適用范圍：松散砂土、粉土和雜填土等地基。加固機(jī)理：（一）在松散砂土中的加固機(jī)理 成樁過程中的強(qiáng)制擠密（二）軟弱粘土中軟弱粘土中加固機(jī)理加固機(jī)理置換作用置換作用排

21、水作用排水作用（一）、加固范圍 應(yīng)根據(jù)建筑物重要性和場地條件確定，通常應(yīng)超出基礎(chǔ)的寬度，每邊放寬不應(yīng)少于13排；對于可液化地基，每邊放寬不宜小于處理深度的1/2（并不應(yīng)小于5m）二、砂樁的設(shè)計與計算（二）、樁位布置 等邊三角形或正方形（三）、砂樁直徑 可根據(jù)成樁方法、施工機(jī)械和置換率確定，多采用0.30.8m。對飽和粘性土地基宜采用較大的直徑。（四）、砂樁長度確定 應(yīng)根據(jù)軟弱土層的性能、厚度或工程要求按下列原則確定： （1）當(dāng)軟弱土層厚度不大時，砂樁應(yīng)穿過軟弱土層，以減小地基變形。 （2）當(dāng)軟弱土層厚度較大時，對按穩(wěn)定性控制的工程，砂樁長度不小于最危險滑動面以下2m深度；對按變形控制的工程，砂

22、樁長度應(yīng)滿足砂樁復(fù)合地基沉降量不超過建筑物地基容許沉降量要求，并滿足地基軟弱下臥層強(qiáng)度要求。 （3)在可液化地基中，樁長應(yīng)穿透可液化層，或按國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 （4）樁長不宜小于4m。五、樁距計算 與碎石樁計算方法相同。六、復(fù)合地基沉降計算 經(jīng)砂樁處理后的復(fù)合地基沉降計算可參考第2章復(fù)合地基理論。（一）砂樁材料 砂樁的填料宜用級配較好的中粗砂，也可用礫砂。對于飽和軟粘土，為了利于成樁應(yīng)選用級配好、強(qiáng)度高的砂礫混合料。 在飽和土中施工時，砂的含水量宜采用飽和狀態(tài)；在非飽和且能形成直立樁孔孔壁的土層中用搗實(shí)法施工時，含水量采用7%9%。（二）施工機(jī)械 主要用

23、振動式砂石樁機(jī)和錘擊式砂石樁機(jī)兩類。三、砂樁施工（三）施工工藝 1、施工順序2、施工工藝（1）振動成樁法）振動成樁法單管法成樁工藝單管法成樁工藝（2）錘擊成樁法 可分為單管法和雙管法兩種。雙管法成樁工藝雙管法成樁工藝四、質(zhì)量檢驗(yàn)四、質(zhì)量檢驗(yàn) 1、檢驗(yàn)砂樁及樁間土的擠密質(zhì)量可采用標(biāo)貫、靜力觸探或動力觸探等方法。對重要或大型工程宜進(jìn)行現(xiàn)場載荷試驗(yàn)。 2、樁間土質(zhì)量的檢測位置應(yīng)在等邊三角形或正方形的中心。 3、砂樁擠密效果的檢測可抽查進(jìn)行，檢測數(shù)量不少于樁孔總數(shù)的2%。 4、砂樁施工結(jié)束后，除砂土地基外，應(yīng)間隔一定時間方可進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。對粘性土地基，間隔時間可取34周，對粉土地基可取23周。 例題二

24、、某砂土地基，擬采用擠密砂石樁法處理。例題二、某砂土地基，擬采用擠密砂石樁法處理。在處理前地基土體孔隙比為在處理前地基土體孔隙比為0.81。由土工試驗(yàn)得到該砂。由土工試驗(yàn)得到該砂土的最大和最小的孔隙比分別為土的最大和最小的孔隙比分別為0.91和和0.60。要求擠密。要求擠密處理后的砂土地基相對密度為處理后的砂土地基相對密度為0.80。若砂石樁樁徑為。若砂石樁樁徑為0.70m，采用等三角形布置，試求砂石樁樁距。，采用等三角形布置，試求砂石樁樁距。已知：e0，emax，emin，Dr求： 樁距L0.6620.60-0.910.80-0.91ee-eDr-ee0.80Dr0.60e0.91e0.81

25、e1minmaxmax1minmax0）（）得（代入，解：由）（則m2.40.662-0.810.8110.70.95e-ee1d0.95L100石灰樁法石灰樁法 石灰樁是指用人工或機(jī)械在地基中成孔后，灌入生石灰塊（或在生石灰塊中摻入適量的水硬性摻合料，如粉煤灰、火山灰等），經(jīng)振密或夯壓后形成的樁柱體。一、加固機(jī)理（一）樁間土1、成孔擠密采用振動沉管法成孔，使樁間土產(chǎn)生擠壓和排土作用。2、膨脹擠密生石灰吸水膨脹，對樁間土產(chǎn)生強(qiáng)大的擠壓力。3、脫水?dāng)D密1kg生石灰在熟化過程中吸收0.80.9kg的水，并放出1172kJ熱量。熟化吸水+汽化脫水-地基土排水固結(jié)-抗剪強(qiáng)度提高4、膠凝、離子交換和鈣化

26、作用SiO2、Al2O3與Ca（OH）2反應(yīng)-生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣-具膠結(jié)作用Ca2+與Na+、K+等離子交換-擴(kuò)散雙電層變薄，粘粒間結(jié)合力增強(qiáng)最終，在樁周形成一圈210cm的硬殼層。（二）樁身 樁體具有一定的強(qiáng)度和剛度，可提高地基的承載力和改善地基的變形特性-置換作用二、石灰樁的設(shè)計計算1、樁徑 根據(jù)工程地基條件和采用的施工方法和機(jī)具選用，一般300500mm。2、填料的選用 填料選用新鮮的生石灰，其中CaO含量不宜低于70%，生石灰粒徑在50mm以下，含粉量不得超過20%，未燒透的石灰塊或其他雜物含量不得超過5%。3、樁的布置 正方形或等邊三角形。 膨脹前的置換率滿足： 正方形布置：

27、 三角形布置：20.785）（d/Lm20.907）（d/Lm4、樁距 樁距一般選用樁徑的2.53.5倍。具體尺寸可根據(jù)復(fù)合地基承載力公式計算。sfpfcfpmpmp)1 ( sfcfsffp-p-pdLpp0.886式中：pcf復(fù)合地基極限承載力 ppf石灰樁極限承載力 樁間土強(qiáng)度發(fā)揮度 psf樁間土極限承載力則樁距計算式為：（1）等邊三角形布置：（2）正方形布置：sfcfsffp-p-pdLpp0.955、樁長設(shè)計 樁的長度取決于石灰樁的加固目的和上部結(jié)構(gòu)的條件。 （1）若石灰樁加固只是為了形成一個壓縮性較小的墊層，則樁長可較小，一般可取24m。 （2）若加固的目的是為了減小沉降，則就需要

28、較長的樁。如果為了解決深層滑動問題，也需要較長的樁，保證樁長穿過滑動面。6、布樁范圍 石灰樁加固范圍宜大于基礎(chǔ)寬度，當(dāng)大面積滿堂布樁時，一般在基礎(chǔ)外緣增布12排石灰樁。三、石灰樁的施工1、施工順序“先外排后內(nèi)排，先周邊后中間”單排樁先施工兩端后中間，并按每間隔12孔的施工順序進(jìn)行。石灰樁施工順序圖2、成樁 （1）成孔 可采用沉管法、沖擊法、螺旋鉆進(jìn)法、爆擴(kuò)法和挖孔法等。 （2）填夯 成孔檢驗(yàn)合格后立即填夯成柱，一般都是人工填料，機(jī)械夯實(shí)。 （3）封頂 在樁身上段夯入膨脹力小、密度大的灰土或粘土將樁頂搗實(shí)。也可采用素混凝土。封頂長度一般在1.0m左右。四、質(zhì)量檢驗(yàn) 1、樁身質(zhì)量檢驗(yàn)（1）挖樁檢驗(yàn)

29、與樁身取樣試驗(yàn)測定樁徑、樁的外形、樁身材料分布情況、樁身密度及樁身強(qiáng)度。（2）采用靜力觸探、輕便觸探及標(biāo)貫試驗(yàn)等測定樁身質(zhì)量。（3）載荷試驗(yàn) 2、樁間土檢驗(yàn) 一般采用靜力觸探、十字板剪切和鉆孔取樣等方法。3、復(fù)合地基檢驗(yàn) 用大面積的載荷板的載荷試驗(yàn)是檢驗(yàn)復(fù)合地基的可靠方法。土（或灰土、雙灰）樁Earth pile（lime-soil pile、lime-fly-ash pile）一、概述 采用擠土成孔或非擠土成孔方式在地基中成孔，然后分層回填素土（或灰土、粉煤灰加石灰），逐層夯實(shí)而成土樁（灰土樁或雙灰樁）。 適用范圍：地下水位以上的素填土、雜填土、粘性土及濕陷性黃土等地基。二、加固機(jī)理 1、成

30、樁過程中對原有地基土體的橫向擠密 2、土樁本身具有的強(qiáng)度和剛度，與樁間土體形成復(fù)合地基。三、設(shè)計計算 1、樁徑 樁徑若過小，則樁數(shù)增加，工作量增大；樁徑若過大，則樁間土擠密不夠，致使消除濕陷性效果欠佳。 樁徑一般選用300450mm。 2、樁長 對非自重濕陷性地基，樁長一般要求至地基壓縮層下限，或穿過附加壓力與土自重壓力之和大于濕陷起始壓力的全部土層；對自重濕陷性黃土地基，樁長要求至非濕陷性土層頂面。 土樁、灰土樁的處理深度一般為615m。3、處理范圍 對非自重濕陷性黃土、素填土及雜填土地基，加固范圍每邊超出基礎(chǔ)寬度不小于0.25b（b為基礎(chǔ)短邊長），并不小于0.5m；對自重濕陷性黃土地基，每

31、邊超出基礎(chǔ)寬度不應(yīng)小于0.75b，并不小于1.0m。4、樁孔布置及樁距計算 樁孔盡量按等邊三角形布置，也可采用正方形或矩形等排列方式。 樁距應(yīng)通過試驗(yàn)或計算確定，一般為樁徑的2.02.5倍。 常用平均壓實(shí)系數(shù)c表示樁間土的擠密程度。dmaxdlcdd樁距計算示意圖等邊三角形ABC范圍內(nèi)天然土的平均干密度為擠密后其面積減少半個園面積，變?yōu)椋?28-0.435Ld則樁距可導(dǎo)出為：ddmaxdmax-cc0.95dL5、填料和壓實(shí)系數(shù) 樁孔內(nèi)的填料，應(yīng)根據(jù)工程要求或地基處理的目的確定。并應(yīng)用壓實(shí)系數(shù)c控制夯實(shí)質(zhì)量。 當(dāng)用素填土回填夯實(shí)時： c0.95 當(dāng)用灰土回填夯實(shí)時： c0.97，灰土體積比2：8或3：7。四、施工 1、成孔 擠土成孔沉管法、爆擴(kuò)法和沖擊法。 非擠土成孔挖孔和鉆孔法。2、回填夯實(shí) 回填夯實(shí)包括回填料制備和分層回填夯實(shí)。五、質(zhì)量檢驗(yàn) 夯實(shí)質(zhì)量的檢驗(yàn)方法主要有：輕便觸探檢驗(yàn)法、環(huán)刀取樣檢驗(yàn)法、載荷試驗(yàn)法。 前兩項檢驗(yàn)方法，