復合地基處理新技術

1、復合地基Composite Foundation復合地基復合地基1.復合地基的概念 復合材料地基一般是指兩種剛度(或模量)不同的材料組成,共同分擔上部荷載并協(xié)調(diào)變形的人工地基.2.復合地基的基本特點 (1)加固區(qū)是由基體和增強體組成 (2)在荷載作用下,由基體和增強體共同承擔?復合地基定義的爭論 砂石樁復合地基或水泥土樁復合地基根據(jù)樁體的剛度樁體與基礎不相連與樁體剛度無關樁和樁間土共同承擔荷載根據(jù)其工作狀態(tài)樁體復合材料地基的主要作用:(1)樁體作用(2)加速排水固結(jié)(3)擠密作用(4)加筋作用工業(yè)廠房地基房屋建筑粉噴樁復合地基2 2 復合地基的分類與形成條件復合地基的分類與形成條件（1）根據(jù)地

2、基中增強體的方向可分為水平向增強體復合地基和豎向增強體復合地基。均質(zhì)人工地基雙層地基水平向增強復合地基豎直向增強復合地基（2）根據(jù)復合地基工作機理可作下述分類；水平向增強體復合地基剛性樁復合地基半剛性樁復合地基柔性樁復合地基粘結(jié)材料樁復合地基散體材料樁復合地基豎向增強體復合地基復合地基復合地基常用的形式水平向增強復合地基豎直向增強復合地基斜向增強復合地基長短樁復合地基地基復合地基樁基 的區(qū)別天然地基復合地基樁基礎復合地基中不存在類似樁基中的群樁效應。復合地基猶似鋼筋混凝土，其中地基中的樁體有如混凝土中的鋼筋。它的實質(zhì)就是考慮樁、土的共同作用，這無疑較之僅僅認為荷載由樁體來承擔要經(jīng)濟和合理。形成

3、條件形成條件 3.2 3.2 破壞模式破壞模式 1對于不同的樁型，有不同的破壞模式。2對于同一樁型，當其樁身強度不同時，也會有不同的破壞模式。3對于同一樁型，當土層條件不同時，也將發(fā)生不同的破壞模式。復合地基計算簡圖幾個基本概念(1)面積置換率pAmA(2)樁土應力比pspnp1 基本知識 振沖法是以起重機吊起振沖器，啟動潛水電機后帶動偏心塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動，同時開啟水泵，高壓水由噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的聯(lián)合作用下，將振沖器沉入到土中預定深度，經(jīng)過清孔后，即可從地基向孔內(nèi)逐段填入碎石，每段填料均在振動影響下被振密擠實，達到要求的密度度后即可提升振沖器，如此重復填料和振密，直到地面，

4、從而在地基中形成一個大直徑的密實樁體。所形成的樁體與土組成復合地基。振沖法振沖法振沖法施工振沖法振沖法振沖器構(gòu)造圖2 適用范圍 振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基。 對于處理不排水抗剪強度不小于20kPa的飽和黃土地基，應在施工前通過現(xiàn)場確定其適用性。 不加填料的振沖加密適用于處理粘粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基。設計1處理范圍 振沖樁的處理范圍應根據(jù)建筑物的重要性和場地條件確定，當用于多層建筑和高層建筑時，宜在基礎外緣擴大12排樁。2樁位布置對大面積滿堂基礎，宜用等邊三角形布置；對單獨基礎或條形基礎，宜用正方形、矩形或等腰三角形布置。3樁距 振沖樁的間距應根據(jù)上部

5、結(jié)構(gòu)大小和場地土層情況，并結(jié)合所采用的振沖器功率大小綜合考慮。30kW振沖器布樁間距可采用1.32.0m；55kW振沖器布樁間距可采用1.42.5m；75kW振沖器布樁間距可采用1.53.0m； 4樁長當相對硬層埋深不大時，應按相對硬層埋深確定；當相對硬層埋深較大時，按建筑物地基變形允許值確定；樁長不宜小于4 m；不加填料振沖加密時，用30kW振沖器振密深度不宜超過7 m；用75kW振沖器振密深度不宜超過15 m。5.樁體材料 樁體材料可用含泥量不大于5%的碎石、卵石、礦渣等硬質(zhì)材料。不宜使用風化易碎的石料 6承載力計算 振沖樁形成的復合地基的承載力標準值應按現(xiàn)場復合地基載荷試驗確定，初步設計

6、時，也可用單樁和處理后的承載力特征值按下式估算：(1)spkpkskfmfm f 對小型工程的粘土地基如無現(xiàn)場載荷試驗資料，初步設計時，復合地基承載力特征值也可用下式估算：1(1)spkskfm nf7. 沉降計算 樁長范圍內(nèi)可將樁與樁間土視為復合土層，采用復合土層的壓縮模量來表示平均壓縮性，并可按下式計算；1(1)spsEm nE【例】確定振沖置換的置換率和間距要求：用直徑為1m的振沖置換碎石樁加固軟粘土地基，單樁和樁間土載荷試驗得 ， 要求 ，等邊三角形布置，求m和s。250pkfkPa90skfkPa150spkfkPa砂石樁法 1 基本知識 砂石樁法是指采用振動、沖擊或水沖等方式在軟弱

7、地基中成孔后，再將砂或碎石擠壓入已成的孔中，形成大直徑的砂石所構(gòu)成的的密實樁體，包括碎石樁、砂樁或砂石樁，總稱為砂石樁。砂石樁與土共同組成基礎下的復合土層，作為持力層，從而提高地基承載力和減小變形。 砂石樁法可以利用振動沉管、錘擊沉管或沖擊成孔等成樁法成孔。(一)振動成樁法振動擠密碎石樁施工順序圖(二)沖擊成樁法2 適用范圍 砂石樁適用于處理松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等地基，對在飽和粘性土地基上主要以變形控制的的工程，也可采用砂石樁置換處理。3. 設計 砂石樁設計的主要內(nèi)容有樁徑、樁位布置、樁距、樁長、處理范圍、材料、填料用量、復合地基承載力、穩(wěn)定增長和變形驗算等。對于

8、砂土地基，砂土的最大、最小孔隙比以及原地層的天然密謀度是設計的基本依據(jù)。1樁徑 砂石樁的直徑可采用300800 mm，可根據(jù)地基土質(zhì)情況和成樁設備等因素確定。對飽和粘性土地基宜選用較大的直徑。2樁位布置 砂石樁孔位宜采用等到邊三角形或正方形布置。3. 砂石樁的間距：應通過現(xiàn)場試驗確定。對粉土和砂土地基，不宜大于砂石樁直徑的4.5倍，對粘性土地基不宜大于砂石樁的3倍。 初步設計時，根據(jù)樁的平面布置不同，按下列公式估算砂石樁的間距： 松散粉土和砂土地基，可根據(jù)擠密后要求達到的孔隙比來確定 等邊三角形布置時，樁間距：00110.95esee00110.89esee1maxmaxmin()reeD e

9、e正方形布置時, 樁間距：1.08esA1.0esA 粘性土地基正方形布置時，樁間距：等邊三角形布置時，樁間距：peAAm3樁長 決定樁長，即地基處理深度時應根據(jù)工程要求和地質(zhì)條件，考慮以下因素。 當擬處理的松軟土層厚度不大時，砂石樁樁長穿過松軟土層。 當松軟土層厚度較大時，按穩(wěn)定性控制的工程，砂石樁樁長應不小于最危險滑動面以下2米的深度；對按變形控制的工程，砂石樁樁長應滿足處理后地基變形量不超過建筑物的地基變形允許值并滿足軟弱下臥層承載力的要求。 對可液化的地基，應按現(xiàn)行國家標準建筑抗震設計規(guī)范（GB50011）的有關規(guī)定采用； 樁長不宜小于4米。4. 材料 樁體材料可用碎石、卵石、角礫、圓

10、礫、粗砂、中砂或石屑等硬質(zhì)材料，含泥量不得大于5%，最大粒徑不宜大于50 mm。5.其它構(gòu)造設計 砂石樁頂部宜鋪設一層厚度為300500mm的砂石墊層。6承載力 砂石樁復合地基承載力特征值，應通過現(xiàn)場復合地基荷載試驗確定，初步設計時，也可通過下列方法估算： 對于采用砂石樁處理的復合地基，可按振沖處理的變形處理的方法估算；7變形 砂石樁處理地基變形，應按振沖處理地基的變形驗算方法計算【例2】砂石樁的地基承載力 條件：松散砂土的承載力特征值為80kPa，采用砂石樁深層擠密的方法處理。砂石樁的直徑d=600mm，正方形布置，間距s=1.5m，砂石樁的承載力特征值為350kPa。要求：處理后的復合地基

11、承載力特征值。水泥粉煤灰碎石樁法1 基本知識 水泥粉煤灰碎石樁，又稱為CFG樁，是由碎石、石屑、粉煤灰混合料，摻適量的水進行拌和，采用各種成樁機械形成樁體。通過調(diào)整水泥的用量及配比，可調(diào)整樁體強度等級，最高可達相當于剛性樁的強度等級。 常常在樁頂與基礎之間鋪設一層150300mm厚的中砂、粗砂、級配砂石或碎石（稱為褥墊層），以有利于發(fā)揮承載力，與樁體組成復合地基 .一、設計1樁的布置 水泥粉煤灰碎石樁可只在基礎范圍內(nèi)布置，樁徑可取350600mm。樁距應根據(jù)設計要求的復合地基承載力，一般可取35倍樁徑，當天然地基承載力較高，復合地基要求的承載力提高的幅度不大時，也可采用更大一些的樁距。2承載力

12、 計算水泥粉煤灰碎石樁復合地基復合地基承載力應通過現(xiàn)場復合地基載荷試驗確定，初步設計時也可按下式估算 (1)aspkskpRfmm fA 單樁豎向承載力特征值，取值應符合下列規(guī)定：（1）當采用單樁載荷試驗時，應取單樁極限承載力的一半；（2）當無單樁載荷試驗資料時，可按下兩式估算，取較小值： aR1napsi ippiRuq lq A13acupRf A3變形計算 地基處理后的變形計算應按現(xiàn)行國家標準建筑地基基礎設計規(guī)范（GB5007-2002）的有關規(guī)定執(zhí)行。各復合土層的壓縮模量按下式， 為復合土層提高系數(shù)， 按確定，spisiEEspkakff 二、施工1成樁工藝 水泥粉煤灰碎石樁的施工常用的成樁工藝有三種，應根據(jù)現(xiàn)場條件選用下列施工工藝： 長螺旋鉆孔灌注成樁。 長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁。 振動沉管灌注成樁。三、質(zhì)量檢驗 水泥粉煤灰碎石樁地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗。 檢驗時應在樁體強度滿足試驗荷載條件并宜在施工結(jié)束后28天進行，試樁數(shù)量宜為總樁數(shù)的，且每個單體工程的試驗數(shù)量不應少于3點，還應抽取不少于總樁數(shù)的10%的樁進行低