地基處理-復(fù)合地基（基礎(chǔ)工程）

1.CFG樁的概念2.成樁工藝類型3.加固機(jī)理4.施工工藝方法CFG樁法是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，是由碎石、石屑、粉煤灰組成混合料，摻適量水進(jìn)行拌和，采用各種成樁機(jī)械形成的樁體，與樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。通過調(diào)整水泥的用量及配比，可使樁體強(qiáng)度等級(jí)在C5～C20之間變化，最高可達(dá)C25，相當(dāng)于剛性樁。CFG樁復(fù)合地基由中國建筑科學(xué)研究院研制。1.CFG樁的概念CFG樁復(fù)合地基是目前應(yīng)用最廣泛，也是最有效的地基處理方法之一，具有造價(jià)經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量合理、工期較短的優(yōu)勢。根據(jù)其施工設(shè)備的不同，一般有振動(dòng)沉管灌注、長螺旋鉆孔灌注、長螺旋鉆孔+管內(nèi)泵壓混合料、泥漿護(hù)壁鉆孔灌注四種成樁工藝。

2.成樁工藝類型置換作用：一般情況下CFG樁承擔(dān)的荷載遠(yuǎn)大于樁間土，可見為了提高復(fù)合地基承載力可以采取置換的措施。排水作用：成樁初期，樁體實(shí)際上已構(gòu)成了固結(jié)排水通道，加速了樁周土的固結(jié)過程。擠密作用：施工過程中，由于沉管的震動(dòng)作用，將會(huì)對樁間土產(chǎn)生擾動(dòng)和擠密。褥墊層作用：褥墊層在調(diào)整樁、土荷載分擔(dān)比方面起了巨大的作用。樁體作用：樁體強(qiáng)度可高達(dá)C25，相當(dāng)于剛性樁。加筋作用：

CFG樁能提高土體的抗剪強(qiáng)度，增加土坡的抗滑能力。3.加固機(jī)理以長螺旋管內(nèi)泵料CFG鉆機(jī)成樁工藝為例：施工準(zhǔn)備、測量放樣、樁基施工、樁間土清除、樁頭環(huán)切、樁基檢測、樁帽施工。4.施工工藝方法1.灰土擠密樁的概念2.工程特點(diǎn)3.加固機(jī)理4.施工工藝方法灰土擠密樁是利用沖擊或振動(dòng)方法將鋼管打入土中，使之側(cè)向擠密成孔，將管拔出后，在樁孔中分層回填2：8或3：7灰土夯實(shí)而形成增大直徑的樁體?；彝翑D密樁與樁間土共同組成復(fù)合地基，以承受上部載荷。1.灰土擠密樁的概念該法最顯著的特點(diǎn)在于不取土，回填物料時(shí)，夯實(shí)物料時(shí)又進(jìn)一步擴(kuò)孔。灰土擠密樁成樁時(shí)為橫向擠密，可同樣達(dá)到所要求加密處理后的最大干密度指標(biāo)，并可消除地基土的濕陷性，提高承載力、降低壓縮性；與換土墊層相比，灰土擠密樁不需大量開挖回填，可節(jié)省土方開挖和回填土方工程量，工期可縮短50%以上；處理深度較大，可達(dá)12~15m；可就地取材，應(yīng)用廉價(jià)材料，降低工程造價(jià)；機(jī)具簡單，施工方便，工效高。灰土擠密樁適用于地下水位低的粉土、素填土、雜填土、粘性土、濕陷性黃土等土質(zhì)的軟土地基加固。一般情況下，如果為了消除地基濕陷性或提高地基的承載力或水穩(wěn)性，降低壓縮性，宜選用灰土樁。2.工程特點(diǎn)置換作用擠密樁是成孔過程中橫向加密土層，施工成孔套管打入黃土層時(shí)，樁管周圍地基土受水平擠壓作用，從而管周圍一定范圍內(nèi)的土在水平各個(gè)方向產(chǎn)生位移，減小孔隙率，增加密實(shí)度，部分或全部消除濕陷性?；瘜W(xué)作用灰土擠密樁樁體材料為石灰與土按一定體積比(“二八”或“三七”灰土)均勻拌和的材料，生石灰吸水生成氫氧化鈣的過程中，吸收周圍土體的水分而膨脹，對周圍土體產(chǎn)生進(jìn)一步的擠密作用；樁網(wǎng)土共同作用擠密樁復(fù)合地基通過“樁-網(wǎng)-土”三者的共同作用，褥墊層中的網(wǎng)具有荷載分擔(dān)作用，樁起豎向增強(qiáng)作用，樁間土承受的荷載應(yīng)力相對減小，使樁土應(yīng)力分布更為協(xié)調(diào)，有利于工后沉降的控制。3.加固機(jī)理先對所用灰土進(jìn)行各種指標(biāo)檢測，再根據(jù)設(shè)計(jì)樁位和樁距，現(xiàn)場放點(diǎn)施工、成孔，在成孔完成后，用鋼卷尺、測繩和吊錘對成孔直徑、樁長和孔體垂直度進(jìn)行檢測。最后分層填料，利用橄欖錘逐層夯實(shí)灰土成樁（每層填土厚度約50cm，每次填土壓實(shí)厚度約25cm，夯擊次數(shù)7擊），以提高地基的承載力或水穩(wěn)性。具體施工流程為：施工準(zhǔn)備→成孔→灰土拌和→灰土回填→休止期→監(jiān)測。4.施工工藝方法1.加筋土的概念2.工程特點(diǎn)3.加固機(jī)理4.施工工藝

加筋土技術(shù)是將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后逐層鋪設(shè)土工合成材料與砂石等組成的加筋墊層作為地基持力層，通過筋材與土體之間的摩擦作用可以改善土體抗拉、抗剪性能，提高地基承載力，減小沉降。

加筋土是由填土、在填土中布置一定重量的帶狀拉筋及直立的墻面板三部分組成一個(gè)整體的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

1.加筋土技術(shù)的概念1．可充分利用材料性能。2．可實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。3．適應(yīng)性強(qiáng)。4．節(jié)省用地面積，節(jié)省工程投資。5．有利于環(huán)境美化。6．有良好的抗震性能。7．結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。2.工程特點(diǎn)3.加固機(jī)理其加固機(jī)理有兩種觀點(diǎn)解釋：①摩擦加筋理論；②準(zhǔn)粘聚力理論(或莫爾-庫侖理論)。①摩擦加筋理論認(rèn)為：在加筋土結(jié)構(gòu)中，由填土自重和外力產(chǎn)生的土壓力作用于墻面板，通過墻面板上的拉筋連接件將此土壓力傳遞給拉筋，存在著將拉筋從土中拉出的可能，而拉筋又被填土壓住，于是填土與拉筋之間的摩擦力阻止拉筋被拔出。因此，只要拉筋材料具有足夠的強(qiáng)度，并與土產(chǎn)生足夠的摩阻力，則土體就可保持穩(wěn)定。②準(zhǔn)粘聚力理論認(rèn)為：加筋土結(jié)構(gòu)可以看作是各向異性的復(fù)合材料，通常采用的拉筋，其彈性模量遠(yuǎn)大于填土。在這種情況下，拉筋與填土的共同作用，包括填土的抗剪力、填土與拉筋的摩擦阻力及拉筋的抗拉力，使得帶有拉筋的填土的強(qiáng)度明顯提高。4.施工工藝加筋土擋土墻施工主要工序：基（槽）坑開挖→地基處理→排水設(shè)施→基礎(chǔ)澆（砌）筑→墻面板預(yù)制→墻面板安裝→筋帶鋪設(shè)→填筑壓實(shí)→墻頂封閉等。1.石灰樁的概念2.工程特點(diǎn)3.加固機(jī)理4.施工工藝方法石灰樁是指采用機(jī)械或人工在地基中成孔，然后貫入生石灰或按一定比例加入粉煤灰、爐渣、火山灰等摻合料及少量外加劑進(jìn)行振密或夯實(shí)而形成的密實(shí)樁體。按照用料特征和施工工藝可分為3類：

塊灰灌入法（石灰樁法）

粉灰攪拌法(石灰柱法）石灰漿壓力噴注法1.石灰樁的概念

(1)石灰樁法（又稱塊灰灌入法）

石灰樁法是采用鋼套管成孔，然后在孔中灌入新鮮生石灰塊，或在生石灰塊中摻入適量的水硬性摻和料和火山灰，一般的經(jīng)驗(yàn)配合比為8:2或7:3。在拔管的同時(shí)進(jìn)行振密或搗密，利用生石灰吸取樁周土體中水分進(jìn)行水化反應(yīng)，此時(shí)生石灰的吸水、膨脹、發(fā)熱以及離子交換作用，使樁四周土體的含水量降低、孔隙比減小，使土體擠密和樁體硬化。樁和樁間土共同承受荷載，成為一種復(fù)合地基。

(2)石灰柱法（也叫粉灰攪拌法）

粉灰攪拌法是粉體噴射攪拌法的一種。所用的原材料是石灰粉，通過特制的攪拌機(jī)將石灰粉加固料與原位軟土攪拌均勻，促使軟土硬結(jié)，形成石灰（土）柱。

(3)石灰漿壓力噴注法

石灰漿壓力噴注法是壓力注漿法的一種，它是采用壓力將石灰漿或石灰—粉煤灰漿噴注于地基的孔隙內(nèi)或預(yù)先鉆好的鉆孔內(nèi)，使灰漿在地基土中擴(kuò)散和硬凝，形成不透水的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，從而達(dá)到加固目的。此法可用于處理膨脹土，借以減少膨脹潛勢和隆起；加固破壞的堤岸岸坡；整治易松動(dòng)下沉的鐵路路基等，此法在國內(nèi)很少應(yīng)用。

該法最顯著的特點(diǎn)在于不取土，回填物料時(shí)，夯實(shí)物料時(shí)又進(jìn)一步擴(kuò)孔。灰土擠密樁成樁時(shí)為橫向擠密，可同樣達(dá)到所要求加密處理后的最大干密度指標(biāo)，并可消除地基土的濕陷性，提高承載力、降低壓縮性；與換土墊層相比，灰土擠密樁不需大量開挖回填，可節(jié)省土方開挖和回填土方工程量，工期可縮短50%以上；處理深度較大，可達(dá)12~15m；可就地取材，應(yīng)用廉價(jià)材料，降低工程造價(jià)；機(jī)具簡單，施工方便，工效高?；彝翑D密樁適用于地下水位低的粉土、素填土、雜填土、粘性土、濕陷性黃土等土質(zhì)的軟土地基加固。一般情況下，如果為了消除地基濕陷性或提高地基的承載力或水穩(wěn)性，降低壓縮性，宜選用灰土樁。2.工程特點(diǎn)石灰樁的加固機(jī)理可以從樁間土、樁身、復(fù)合地基三個(gè)方面來分析。①樁間土：

成孔擠密。石灰樁使用震動(dòng)沉管成孔，使樁間土產(chǎn)生擠壓和排土的作用。一般情況下，地基土的滲透性越大，打樁的擠密性越好。

膨脹擠密。生石灰吸水硬化會(huì)產(chǎn)生膨脹（自然狀態(tài)下，石灰熟化后體積會(huì)增大到原來的1.5—3.5倍。

脫水?dāng)D密。生石灰發(fā)生熟化時(shí)會(huì)放出大量的熱能，使土中產(chǎn)生一定的氣化脫水，從而使土中的含水量下降、空隙比減小。

膠凝作用。生石灰熟化后產(chǎn)生的Ca(OH)2

中的一部分與土中的二氧化硅、氧化鋁發(fā)生反應(yīng)生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等水化產(chǎn)物，對土顆粒產(chǎn)生膠凝作用，使土的體積增大。同時(shí)改變了土的結(jié)構(gòu)，提高了土的強(qiáng)度。②樁身：

石灰樁若采用生石灰為原料，水化后，石灰樁的直徑可以達(dá)到原來的1倍。③復(fù)合地基：

由于石灰樁比樁間土有更大承載力，所以在于樁間土形成的復(fù)合地基中具有樁體作用。當(dāng)承受荷載時(shí)，樁體將產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。

3.加固機(jī)理石灰樁一般是在加固范圍內(nèi)施工時(shí)，先外排后內(nèi)排；先周邊后中間；單排樁應(yīng)先施工兩端后中間，并按每間隔1～2孔的施工順序進(jìn)行，不允許由一邊向另一邊平行推移。具體包括成孔、填夯和封頂三個(gè)施工步驟。

①成孔：石灰樁施工可采用洛陽鏟或機(jī)械成孔。機(jī)械成孔方法分為沉管法、沖擊法及螺旋鉆進(jìn)法。②填夯：成樁時(shí)可采用