（经典毕业设计论文）土与灰土挤密桩

题目土与灰土挤密桩前言随着我国基本建设的发展，建设场地的工程地质情况逐渐向过去认为不宜利用的场地发展，另外，高层建筑、重型建筑和有特殊要求的建筑逐渐增多，对地基的要求也越来越高，需要进行地基处理的工程量不断增打大，技术难度也逐渐增加，而地基处理在总投资中所占的比例相对增加。因此地基处理在目前的建筑市场中被广泛运用。特别是灰土挤密桩，对于处理湿陷性黄土地基来说是一种简便、经济、有效的方法。全书共有六章，为了兼顾读者对灰土挤密桩复合地基的运用及理解，通过查阅书籍、网络资料，重点介绍了灰土挤密桩的基本概念、设计和具体施工方法及验收，供读者参考。限于本人水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请各位老师批评指正。目录摘要11灰土挤密桩的概述211灰土挤密桩的基本概念212施工机具设备、技术参数及材料要求2121成孔设备2122夯实机具2123桩孔的填料313特点及使用范围32土桩挤密地基的设计521桩孔的基本尺寸与布置5211桩径5212处理深度5213桩长6214桩的布置6215桩间土平均挤密系数6216桩数7217承载力7218变形8219其它设计要求822容许承载力的确定9221用荷载试验确定挤密地基土的承载力9222参照当地同类工程的经验1023桩距的确定1124处理范围133灰土挤密地基的施工1531施工工艺及技术要求15311施工准备15312施工顺序16313施工工艺1632技术要求2033施工中的其它问题20331提高土中含水量的方法204质量检验与验收2241质量检验问题2242验收2243检测项目23431预检项目23432试验项目245工程实例2551工程概况2552三种地基处理方案的比较2653技术要求及施工概况2654质量检验2755结语286结论与展望29参考文献30致谢31土与灰土挤密桩摘要随着社会的发展、建筑行业的突飞猛进，各类形式的建筑相应而生，但由于国家土地资源的紧缺，需对现有的土地进行充分而又合理的利用，因此地基处理在目前的建筑市场中被广泛运用。特别是灰土挤密桩，对于处理湿陷性黄土地基来说是一种简便、经济、有效的方法,和重锤表层夯实法、强夯法、灰土垫层法等一样均属原位土体加密法,在工程中已经得到了广泛的应用。不同的是,它们在挤密地基时所产生的作用力的方向不同,灰土桩挤密地基时,产生的作用力是横向的,而垫层法、强夯法等产生的作用力是竖向的。灰土挤密桩是以土为主要材料,从而实现了以土治土的目的。近年来,中国许多学者在灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基方面做了大量的研究；国外,如美国、俄罗斯等在这方面的研究也比较活跃,有些试验规模也较大,但一直没有看到过系统的资料。本文对灰土桩复合地基的工作性状作了进一步的探讨。首先概述了灰土挤密桩的基本概念、技术参数及特点,从而确定了适用范围；其次，介绍了灰土挤密桩的设计，分析了具体参数是如何确定的；再次，论述了灰土挤密桩的具体施工工艺及技术要求；最后着重以山西乡宁电厂挤密桩法为例,从灰土挤密桩与沉管灌注桩基础及置换法的造价、设计及技术要求、具体施工工艺、检测等方面剖析应注意的问题和可能达到的地基处理效果,同时对比分析三种挤密桩的造价、工期、地基处理效果等方面的区别,从中总结出用灰土挤密桩挤密处理湿陷性黄土地基,最终目的是达到消除湿陷性,提高地基承载力，保证结构安全与正常使用，以便在工程应用上得到推广。为此，对黄土地区地基处理设计和施工具有借鉴意义。关键字湿陷性黄土地基处理灰土挤密桩复合地基工程实例1灰土挤密桩的概述11灰土挤密桩的基本概念灰土挤密桩或土挤密桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填素土或灰土（28或37灰土）成桩。成桩时，通过成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内的土被挤向周围，使桩间土得以挤密，然后将备好的素土黏性土或灰土分层填入桩孔内，并分层捣实至设计标高。用素土分层夯实的桩体，称为土挤密桩；用灰土分层夯实的桩体，称为灰土挤密桩。在成孔和夯实过程中，原处于桩孔部位的天然土得到了挤密，从而消除桩间土地湿陷性并提高承载力。土桩是一种柔性桩，它与钢筋混凝土刚性桩不同。后者的单位桩承载力是桩周摩擦力与桩尖反力之和，一个基础下的地基承载力是各单桩承载力之和，一般不考虑桩尖土对荷载的分担作用。挤密后的桩间土也将分担很大一部分荷载，也即夯填后的素土（或灰土）桩身与桩间挤密土共同组成了所谓复合地基，一般称为土（或灰土）桩挤密地基，它的受力性能与刚性是截然不同的。挤密后的地基将类似垫层一样工作，上部荷载通过它往下传递时应力要扩散，而且比天然地基扩散得更快，在加加固深度以下，附加应力将大大减少。因此，它不象刚性桩那样，在桩尖处往往需要有一坚实的持力层。12施工机具设备、技术参数及材料要求121成孔设备一般采用06T和12T柴油打桩机或自制锤击打桩机，亦可采用冲击钻或洛阳铲成孔。122夯实机具常用夯实机具有偏心较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100300KG，其竖向投影面积的静压力不小于20KPA。夯实锤最大部分的直径应较桩孔直径小100150MM，以便填料顺利通过夯锤四周。夯锤形状下端应为抛物线形锥体或尖锥体，上端成弧形。123桩孔的填料桩孔内地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，灰土垫层所用熟化石灰可采用粉煤灰或电石渣代替，一般有三七灰土和二八灰土。土优先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，使用前过筛，其粒径不大于15，含水量应符合规定。石灰应用级以上新鲜的块灰，含氧化钙、氧化镁愈高愈好，使用前12D消解并过筛，不得含有粒径大于5的生石灰块及其他杂质，也不得含有过多的水分。夯实质量应用压实系数C控制，C不小于097。13特点及使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，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，不需要大量开挖回填，可节省土方开挖和回填土方工程量，工期可缩短56以上；处理深度较大，可达1215M；可就地取材，应用廉价材料达到“以土治土”，降低工程造价；机具简单，施工方便，工效高。以西安地区为例，每夯填10M3填料，土桩挤密地基为1228元，灰土桩挤密地基为1935元，后者单价约高576。故在应用时按工程需要予以区别。适用于加固地下水位以上，天然含水量1225，厚度515M的新填土、夯填土、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065时，打管成孔质量不好，且易对邻近已回填的桩体造成破坏，拨管后容易缩颈，遇次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，使其桩间土承受的应力减小，而到深度24M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挤密地基承载力或水稳性，降低压缩性，宜选用灰土桩。在我国西北及华北等黄土地区已广泛应用。我国以往对土（或灰土）桩挤密地基的容许承载力考虑到其它一些因素，一般用的不高，多数是15T/M2，而试验表明，土桩挤密地基的承载力一般都超过20T/M2，灰土桩挤密地基则超过的更多一些，并没有充分应用。消除湿陷性的效果是靠挤密，它主要取决于施工工艺、桩径和桩距，而与填料的关系不大。灰土（或土）挤密桩加固地基是一种人工复合地基，属于深层加密处理地基的一种方法，主要作用是提高地基承载力，降低其压缩性。对湿陷性黄土则有部分或全部消除湿陷性的作用。灰土（或土）挤密桩在成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，从而使桩周土得以加密。2土桩挤密地基的设计21桩孔的基本尺寸与布置211桩径根据工程量、挤密效果、施工设备、成孔方法及经济等情况而定，一般选用300450MM。但结合我国目前机具和设备条件，桩孔直径以300600MM为宜，并应与所用的施工机械以及待处理土层的原始密度相适应。为使桩间土均匀挤密，桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的距离S,可为桩孔直径的2025倍，也可按下式估算（21）DDCSMAX950式中S为桩孔之间的中心距离（M）；D为桩孔直径（M）；DMAX为桩间土的最大干密度（T/M3）；D为地基处理前的土的平均干密度（T/M3）；C为桩间土经成孔挤密后的平均挤密系数，对重要工程不宜小于093，对一般工程不宜小于090。212处理深度灰土（或土）挤密桩处理地基的深度，应根据建筑场地的土质情况、工程要求和成孔及夯实设备等综合因素确定。对湿陷性黄土地基，应符合现行的国家标准湿陷性黄土地区建筑规范的有关规定。桩长以基础底面算起，一般不宜小于3M，当处理深度较小时，采用灰土（或土）挤密桩是不经济的，应改用其它方法，如灰土垫层或重锤夯实法等。213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515M。214桩的布置灰土挤密桩或土挤密桩处理地基的面积，应大于基础或建筑物底层平面的面积。并应符合下列规定1采用局部处理超出基础底面的宽度时，对非自重湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，每边不应小于基底宽度的025倍，并不应小于050M；对自重湿陷性黄土地基，每边不应小于基底宽度的075倍，并不应小于100M。2当采用整片处理时，超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度，每边不宜小于处理土层厚度的12，并不应小于2M。桩孔应尽量按等边三角形排列，这样可以使桩间土得到均匀挤密（见21图）。但这种方法设计有困难时，或为了适应基础尺寸，合理减少桩孔排数和孔数时，也可采用正方形、梅花形和等腰三角形等排列方式。挤密范围A等腰三角形B）梅花形桩距桩距50CM50CM基础宽度桩距50CM50CM基础宽度桩距桩的布置图21215桩间土平均挤密系数桩间土平均挤密系数式按下式计算（22）1MAXDC式中为在成孔挤密深度内桩间土的平均干密度（T/M3），且桩间土的平均1D挤密系数不小于092，平均试样数不少于6组。216桩数桩孔数量可按下式计算（23）AEN式中N为桩孔数量；A为拟处理的地基面积（M2）；AE为1根土或灰土挤密桩所承担的处理地基面积（M2），按式AEDE2/4计算，其中，DE为1根桩分担的处理地基面积的等效圆直径（M）,当桩孔按三角形布置时，DE105S,当桩孔按正方形布置时，DE113S。217承载力灰土挤密桩或土挤密桩复合地基的承载力特征值，应通过现场单桩或多桩复合地基载荷试验确定。初步设计当无试验资料时，也可按当地经验确定，但对土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的14倍，并不宜大于180KPA；对灰土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的20倍，并不宜大于250KPA。对于地基承载力的计算，公式如下FFKBB3DD05（24）式中FK垫层底面处软弱土层的承载力标准值（KN/M2）B、D分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数B基础宽度（M）D基础埋置深度（M）基底下底重度（KN/M3）0基底上底平均重度（KN/M3）如728复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。摘自建筑地基基础设计规范GB50072002218变形灰土挤密桩或土挤密桩复合地基的变形计算，应符合现行国家标准建筑地基基础设计规范GB500072002有关规定第723条当地基承载力或变形不能满足设计要求时，地基处理可选用机械压（夯）实、堆载预压、砂井真空预压、垫层、砂桩、灰土或碎石、水泥土桩、以及桩基等方法。第727复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。对于地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化等特殊土时，设计时要综合考虑土体的特殊性质，选用适当的增强体和施工工艺。摘自建筑地基基础设计规范GB50072002另外，处理后的地基承载力应通过试验确定，其中复合土层的压缩模量，可采用载荷试验的变形模量代替。土或灰土挤密桩复合地基的变形包括桩和桩间土及其下卧未处理土层的变形。前者通过挤密后，桩间土的物理力学性质明显改善，即土的干密度增大、压缩性降低、承载力提高、湿陷性消除，故桩和桩间土复合土层的变形可不计算，但应计算下卧未处理土层的变形，若下卧未处理土层为中、低压缩性非湿陷性土层，其压缩变形、湿陷变形也可不计算。219其它设计要求2191桩孔填料在填夯施工前，应进行夯填试验，以确定合理的填实数量和填实次数，据填实质量标准确定检测方法应达到的指标。填料要分层回填夯实，填料量不得小于设计值。孔底在填料前必须夯实。桩孔内的填料，应随拌随填孔，不得隔日使用，应根据工程要求或处理地基的目的确定，桩体的夯实质量宜用平均压实系数控制，且桩体的平均压实系数值均不应小096。当桩孔内用素土或灰土分层回填、分层夯实时，成孔和孔内回填夯实的施工顺序，从外向里间隔12孔进行，回填夯实时，单点夯击能不得小于20KNM，分层填料厚度不得大于35CM。其消石灰与土的体积配合比，宜为28或37，所谓的三七灰土和二八灰土。2192灰土垫层桩顶标高以上应设置300500MM厚的28灰土垫层，其压实系数不应小于095。22容许承载力的确定土（或灰土）桩挤密地基的容许承载力，应按载荷试验确定；没有条件时，可参考当地经验确定。221用荷载试验确定挤密地基土的承载力对于重要工程和大型项目，一般应通过荷载试验确定其容许承载力。土（或灰土）桩挤密地基荷载试验的承压板面积应尽可能的接近实际工程的基础，一般不宜小于10米2。试验地基的桩孔的间距和排列、施工质量都应与实际工程一致，承压孔所压桩孔截面积的百分比也应与实际工程相近。试桩数不得小于3个。如挤密的目的是为了消除地基的湿陷性，还应进行浸水载荷试验。在自重湿陷性黄土场地上，浸水试坑直径或边长不小于湿陷性黄土层的厚度，且不少于10米。确定挤密地基容许承载力时，应选取PS曲线的比例界限所对应的载荷作为地基土的容许承载力。如PS曲线无明显的直线段时，灰土挤密地基按S/B001（B为承压板宽度，下同），土桩挤密地基按S/B00100015所对应的荷载作为处理地基的容许承载力。当比例界限与极限荷载接近时，则应以极限荷载除以安全系数K（K2030）作为地基土的容许承载力。根据我国在土（或灰土）桩挤密地基上所做载荷试验结果统计，PS曲线的比例界限明显时，其对应的相对沉降值（S/B如表21所示；当比例界限不明显时，灰土桩按S/B00100015确定的容许承载力略大于比例界限时的荷载，其安全系数K如表22所列数字要稍大，因而处理后的复合地基按相应沉降量方法确定承载力是安全可靠的。挤密地基PS曲线比例界限对应的相对沉降量（S/B）表21挤密地基类型一般值平均值土桩挤密地基灰土桩挤密地基灰土桩单独承压000760018300058000860006800126001210007000085挤密地基按相对沉降值确定承载力的安全系数表22挤密地基类型一般值平均值统计数土桩挤密地基灰土桩挤密地基143200122159167141107222参照当地同类工程的经验对于一般工程，不可能也不必要进行载荷试验，因此，可以参照当地经验确定挤密地基土的容许承载力。当缺乏经验时，可参照表23采用。为确保安全起见，按经验确定的土桩挤密地基的容许承载力值不宜大于表24所列的数值。表24中的R1值是根据表23所列试验数据经过统计反而不惜后确定的，不仅可以保证地基浸水前的安全，同时也能保证地基浸水后不致产生过大的下沉。挤密地基的变形模量可参考表25取值。土（或灰土）桩挤密容许承载力的统计值（T/M2）表23土桩挤密地基灰土桩挤密地基挤密地基类型一般值平均值一般值平均值挤密地基R1天然地基R0比值R1/R016530012020012217521414514830045010025020350379146260按经验确定R1时的上限值表24地基类型容许承载力土桩挤密地基灰土桩挤密地基14R；20T/20R；25T/注R是原天然地基的容许承载力。土或灰土桩挤密地基的变形模量值表25桩孔填料分类变形模量（/CM2）土桩平均值一般值150130180灰土桩平均值一般值32029036023桩距的确定土或灰土桩的挤密效果与桩距有关。西安地区常用25D（D为桩孔直径），少数用2D，而未考虑土的原始干容重和孔隙比。如西安东郊木材厂纤维车间，天然土的平均干容重为136G/CM3，采用桩距为25D的土桩挤密，全部消除地基的湿陷性。而富平张桥天然土的平均干容重仅为125G/CM3，采用同样桩距，桩间土的平均干容重仅达14G/CM3左右，挤密不足，浸水后在20T/M2荷载作用下下沉达193CM。有的工程由于采用桩距为2D，致使地面隆起，桩管打不下去，不得不修改设计。因此，合理设计桩距应以能保证桩间土挤密后达到一定的密实度为准。从消除的湿陷性出发，考虑桩孔中填料的影响，桩间土必须达到的密实度指标，按照“78黄土规范”规定，桩间土的最小干容重不得小于15G/CM3。现在建议采用压实系数来表示，如要求桩间土的平均压实系数DY不得小于093，或最低压实系数DYMIN不得小于090；灰土桩挤密地基，其桩间土的平均压实系数DY不得小于090。按等边三角形布置桩孔时的桩距L和排距H可按下式计算（25）100952DLH087L（26）式中D桩孔直径（CM）；D0加固深度内天然土的平均干容重（G/CM3）；D1挤密后桩间土要求达到的平均干容重（G/CM3），且D1DYDMAXDY挤密土要求达到的压实系数；DMAX通过击实试验确定的最大干容重（G/CM3）；桩距系数，可按式0952SQRD1/D1D0算出，也可按表26直接查出。桩距系数表26D1D0121314155160165201918242221312725注如土的干容重指标变化较大、含水量过高（如22）或过低（如14时，应尽量通过成孔挤密试验，调整桩孔的间距和排距。当桩孔按正方形、梅花形或等腰三角形布置时，桩距和排距可按表27计算。各种桩孔排列方式的桩距L和排距H的计算表27桩孔布置方式LH等边三角形正方形梅花形等腰三角形0952CD0887CD1254CDCDX8701086L1000L0500LXL处理地基每平方米内桩孔所占的面积AL（M2）和每米长桩孔内夯实填料的重量Q（T）可分别按下式计算（27）L101A/DD（28）2MAX4YQD式中填料的平均含水量，施工时宜接近其最优含水量；图桩距、排距计算示意图LH填料的最大干容重（T/M3），由击实试验求得。MAXD但当灰土按现行土方和爆破工程施工及验收规范进行击实试验时，其结果应除以095，其余符号提前。24处理范围土（或灰土）桩挤密地基的效果不仅与桩距有关，还与所处的厚度与宽度有关。当处理宽度不足时（尤其在未清除全部黄土层湿陷性的情况下），仍有可能使基础产生较大的下沉，甚至丧失稳定性。在相似条件下所做的载荷试验结果表明，地基处理宽度超出承压板宽度075时，浸水后下沉量仅为06CM，而地基处理宽度超过承压板宽度025时，浸水后下沉量达3CM。如果宽度不足，还可引起旁侧土体的较大变形。所以，在非自重湿陷性黄土场地上，处理宽度两端至少应超出基础边缘各025B（B基础宽度），并不得小于03M（灰土挤密桩地基）或05M（土桩挤密地基）。在自重湿陷性黄土场地上，如要求加固后地基土的湿陷量完全消除，则处理宽度至少应超出基础边缘两边各05B，并不得少于075M；如果湿陷量未完全消除，则按乙1类乙2类建筑物分别至少超出基础边缘各075B和05B，并不应小于1M或075M，同时还要采用防水措施和结构措施。条形基础下布置的桩孔排数，对灰土挤密地基不宜少于2排，对土桩挤密地基不宜少于3排。土（或灰土）桩挤密地基只在必要时才在基础底部设置土垫层，例如采用爆扩成孔而使上部土层松动时，或桩间土挤密未达到设计要求时，土（或灰土）垫层厚度可取045M。处理厚度应根据建筑物对地基的要求、地基的湿陷类型、湿陷等级、湿陷性黄土层厚度，并结合打桩机械的条件综合考虑决定。在非自重湿陷性黄土场地上，其处理厚度应为基础下土的湿陷起始压力小于附加压力和上附土地饱和自重压力之和的所有黄土层，或为附加压力等于自重压力25的深度处。关中地区，利用现有的桩管长度（5570M），一般已能满足上述要求，并可按非湿陷性黄土地基进行设计。否则，应采取相应的防水措施和结构措施。在非自重湿陷性黄土场地，可按建筑物类别依下列要求确定处理厚度（1）甲类建筑物，应为全部自重湿陷性黄土层；（2）乙1类建筑物，应为全部自重湿陷性黄土层，或部分自重湿陷性黄土层并加设严格防水措施和结构措施，但其剩余湿陷量不大于20CM；（3）乙2类建筑物，一般可根据施工所用桩管长度确定处理厚度，并应采取相应的防水措施和结构措施。当采用检漏防水措施和结构措施时，在陕北地区剩余湿陷量不宜大20CM，但对级自重湿陷性黄土地基上空间刚度较大的建筑物，或在关中地区，如自重湿陷性黄土层较深，或自重湿陷量较小时，剩余湿陷量可不控制。3灰土挤密地基的施工31施工工艺及技术要求311施工准备1了解施工场地的工程地质条件和环境情况，需收集相关资料，施工前清除地表耕植土。平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围那地下构造物及管线；2编制好施工技术方案及相应的技术措施，定出控制轴线、打桩场地边线并标识，并复测基线、水准点的基础轴线；3进行填料的轻型击实试验，确定施工用的相关参数，如最佳干密度、最佳含水量（注意实际施工时的最佳含水量低于轻型击实试验做出的最佳含水量）、配合比等。对于土质变化大、含水量变化大的工程，在不同地段进行的成孔挤密试验不宜小于2组；4成孔机械表面应有明显的进尺标记，以此来控制成孔深度，成孔深度、桩径应符合设计要求，夯填质量应严格控制，并及时进行检测；5复核地基土的含水率、饱和度，当地基土的含水率小于12或大于24、饱和度大于65时，应及时通知设计单位予以确认，由设计单位确定是否变更设计；6施工前进行土方、成孔、夯填和挤密效果试验，确定有关施工技术参数，并对试桩进行测试承载力和挤密效果等，对含水率较大的（如大于塑限含水率）应特别关注缩孔的问题，因缩孔影响桩长和桩径时，应及时与设计单位协商予以解决。试桩数量应符合设计要求且不得少于2个施工单元（如按三角形布置每个施工单元7根桩）；7应保持桩位正确，桩身的垂直度符合设计和规范、规程的规定，宜打一孔，填一孔，或间隔几个桩位跳打夯实。桩孔（或桩顶）上部土层在桩孔回填结束后，将其挖除或按设计规定进行处理。若锤击数不够，可适当增加锤击数；若夯击能量比、夯击能不够，应更换夯锤或夯实机或调整夯锤落距。每个桩孔回填料应与设计计算量相当，并适当考虑1112的充盈系数灰土回填采用连续施工，每个桩孔一次性分层回填夯实，不得间隔停顿或隔日施工以免降低桩的承载力。夯填时尽可能打一孔填一孔，打孔时采用间隔打法。8雨季或冬季施工，应采取防雨或防冻措施，防止灰土和土料受雨水淋湿或冻结。最后，对于未填实的墓穴、孔洞等面积不大、挖除不便时，将桩打穿通过，并在此周围增加桩数，力求将其挤（夯）密。墓穴、孔洞等面积较大、深度较深时，及时通知设计单位、建设单位、监理单位，变更设计或采取进一步补救措施。312施工顺序隔排隔行，间隔12孔跳打，成孔后立即回填，以防止邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或振动坍塌。当整片处理时宜由内向外进行，局部处理宜由外向内进行。313施工工艺3131成孔工艺桩机就位，使沉管尖对准桩位，调平扩桩机架，使桩管保持垂直，用线锤吊线检查桩管垂直度，确保垂直度偏差不大于15。现在成孔方法有沉管（锤击、振动）或冲击成孔等方法，但都有一定的局限性，在城乡建设和居民较集中的地区往往限制使用，如锤击沉管成孔，通常允许在新建场地使用，故选用上述方法时，应综合考虑设计要求、成孔设备或成孔方法、现场土质和对周围坏境的影响等因素，选用沉管（振动、锤击）或冲击、爆破成孔三种方法。1沉管成孔沉管成孔可按施工机械的不同分为锤击成管和振动成管两种方法。我国目前采用锤击沉管施工的较多，它是利用柴油锤或汽锤打桩机将钢管（前者比后者用的更多）打入土中，然后利用机械本身动力拔管。目前使用的柴油打桩机主要有600KG、1200KG、1800KG等几种规格，适用于直径3557CM的桩管，成孔深度可达68M。柴油锤打桩机施工速度较慢，且振动大，噪音高，不宜在人口稠密的市区内使用。振动沉管系利用振动沉管机，依靠机械自振动力将桩管沉入预定深度，在拔管时可用灰斗向孔内灌入填料，边拔边灌，并利用振动挤密孔内填土，不需另备夯实机械，因而施工工效较高，一根长7M左右的土桩只用六分钟即可全部完成。目前山西、北京等地采用的振动沉管机是以90KW电动机作为动力，带动双偏心块激振，振动力可达43T。它对电源和配电系统要求较高，由于振动力大，对机械本身也需采取防振措施。桩管一般采用无缝钢管，管壁要有一定厚度以承受锤击应力，桩尖做成3040锥形，尖端处带有活瓣，在拔管时，活瓣与桩管脱开，以免桩孔中产生负压，使拔管困难，或形成缩颈。2爆扩成孔爆扩成孔施工方法简单，不需成孔机械，工效也高。其缺点是由于爆扩振动影响，不适应在城市施工。它对土的天然含水量要求较高，当含水量过低或过高，爆扩挤密效果都不好。因此，利用爆扩挤密施工工艺，一般应通过现场试验取得有关数据后才能施工。爆扩成孔工艺有药管法和药眼法两种。药管法是先用洛阳铲掏出直径68CM的小孔，深度达到预定加固深度。然后在孔内放入直径1530CM的炸药管和12个电雷管，引爆后即形成桩孔。药眼法是用直径1530CM钢钎打入土中达预定加固深度，拔出钢钎后，在其中填入炸药管和雷管，引爆后即成桩孔。爆扩成孔炸药可选用2号岩石硝铵炸药。药管（或药眼）直径与爆扩孔直径D的关系以及挤密效果一般应通过试验确定。试验前可近似按下式估算（31）DK式中爆扩系数，一般为58。K爆扩施工中要特别注意安全。3冲击成孔冲击成孔系利用定型冲击成孔机将1025T锤吊起至0411M高度，让其自由下落，反复冲击土层，形成桩孔。与沉管法相比，它不需另配钢管。冲击成孔法工效好，冲孔速度可达09M/MIN，孔径可达4060CM。回填土料也可用重锤夯实，并进一步使周围土挤密。但本法目前在国内采用较少。表31是常用的成孔机械性能表，可供参考。常用成孔机械的性能表31技术性能分类型号名称锤重（T）落距（CM）适用桩孔直径（CM）最大桩孔深度（M）备注柴油捶打桩机D16D112D118D125061218251871702102503035354545575060565676879安装在拖拉机或覆带式吊车上行走电动落锤电动落锤打桩机锤重07515T落距100200CM30456778T动沉桩机激振力78T30351015T动沉桩机激振力1015T3540振动沉桩机1520T动沉桩机激振力1520T4050566778安装在拖拉机或覆带式吊车上行走卷筒提升力冲击重（T）YKC303025506010行走方式轮台式冲击成孔机YKC201510405010行走方式轮台式施工灰土（或土）挤密桩，在成孔或拔管过程中，对桩孔（或桩顶）上部土层有一定的松动作用，因此施工前应根据选用的成孔设备和施工方法在场地预留一定厚度的松动土层，待成孔和桩孔回填夯实结束后将其挖除或按设计规定进行处理。灰土（或土）挤密桩施工时应控制拔管速度，在拔管前宜停顿10秒左右。应预留松动土层的厚度，对沉管（锤击、振动）成孔，宜为0507M，对冲击成孔，宜为1215M。采用沉桩机将与桩孔同直径钢管打入土中拔管成孔，桩管顶设桩帽，下端作成60角度锥形活动桩尖，施工前在桩架或钢管上标出控制深度标记，以便施工中进行钢管深度观测。成孔后清底夯实、夯平，夯实次数不小于8击，成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，合格后进行下道工序施工或用盖板盖住孔口防止杂物落入。3132被加固地基土含水量拟处理地基土的含水量对成孔施工与桩间土的挤密至关重要。工程实践证明，当天然土的含水量小于12时，土呈坚硬状态，成孔挤密很困难，且设备容易破坏；当天然土的含水量等于或大于24时，饱和度大于65时，桩孔可能缩颈，桩孔周围的土容易隆起，挤密效果差；当天然土的含水量接近最优（或塑限）含水量时，成孔施工速度快，桩间土的挤密效果好。因此，在成孔过程中，应掌握好拟处理地基土的含水量不要太大或太小。地基土宜接近最优或塑限含水量，当土的含水量低于12时，宜对拟处理范围内的土层进行增湿。增湿处理应在地基处理前46D完成，通过一定数量和一定深度的渗水孔，将增湿土的计算加水量，均匀地浸入拟处理范围内的土层中。3133填料的拌制与运输灰土（或土）要求采用厂拌，各种用料计量准确，配合比符合设计值，灰土（或土）混合料外观颜色均一。灰土（或土）拌制根据回填要求随拌随用，已拌成灰土不得超过6H或隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡灰土严禁使用按作废处理。下雨期间不进行灰土拌制。3134灰土（或土）回填夯实成孔后及时夯填，在向孔内填料前先夯实孔底。灰土（或土）分层回填夯实，逐层以量斗定量向桩孔内下料，每层回填厚度280320MM，采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实。回填夯实，应针对施工机具（锤重、落距），在工艺试验中找出满足密实度要求的夯击次数，作为施工的参数。夯填前测量成孔深度、孔径，作好记录。灰土（或）回填夯实采用连续施工，每个桩孔一次性分层回填夯实，不得间隔停顿或隔日施工以免降低桩的承载力。成孔和孔内回填夯实应符合下列要求1成孔和孔内回填夯实的施工顺序，当整片处理时，宜从里或中间向外间隔12孔进行，对大型工程，可采取分段施工；当局部处理时，宜从外向里间隔12孔进行；2向孔内填料前，孔底应夯实，并应抽样检查桩孔的直径、深度和垂直度；3桩孔的垂直度偏差不宜大于15；4桩孔中心点的偏差不宜超过桩距设计值的5；5经检验合格后，应按设计要求，向孔内分层填入筛好的素土、灰土或其他填料，并应分层夯实至设计标高。32技术要求1铺设灰土垫层前，应按设计要求将桩顶标高以上的预留松动土层挖除或夯压密实。2施工过程中，应有专人监理成孔及回填夯实的质量，应做好施工记录。如发现地基土质与勘察资料不符，应立即停止施工，待查明情况或采取有效措施处理后，方可继续施工。3雨季或冬季施工，应采取防雨或防冻措施，防止灰土和土料受雨水淋湿或冻结。33施工中的其它问题331提高土中含水量的方法当土的天然含水量低于14时，将使沉管困难。这时可以预先加水浸润以提高土的含水量。当需要浸水的土层深度小于6M时，宜采用表面浸水法，即在加固范围四周用土筑埂，高约3060CM，往其中注水。如浸水土层超过6M，表面浸水法所需时间太长，且不均匀。这时可用洛阳铲按1015M间距掏尽水孔（孔径约8CM），孔深达设计桩孔深度以上05M，孔中填入小石子，其深度为预计浸水深度的3/4，然后筑埂放水，浸水后经13天（冬季稍长）即可施工，每孔浸润影响半径约为125M。3311缩颈处理当土层中含水量较高或存在软弱土层时，拔管或爆扩后，桩孔中常产生缩颈现象，缩颈将使桩孔面积减小，夯锤无法下落，甚至使填料中途堵塞。如产生缩颈现象，应认真处理。当缩颈不严重，或在桩孔上部出现时，可用洛阳铲将桩孔壁凸出部分铲去。如缩颈严重时，则应采取复打办法解决，即在孔中填入适量石灰块，干砂或碎砖渣，稍停一段时间后，再将桩管重新打入，将干灰、砖渣挤向孔壁，以吸取土中水分，如此重复几次，缩颈现象即可消除。3312倾斜控制桩管应铅直打入，如有倾斜，即使土层不能均匀挤密，又造成拔管困难，一般要求桩管倾斜率不超过2。倾斜的主要原因是由于土质不均匀，桩两侧土一边软一边硬，沉管时管向软土一侧倾斜。当遇上空洞、墓穴或大块孤石、木材、石砌墓穴等障碍物时，更易造成桩管倾斜。施工中应加强观察，一旦发现管倾斜率超过2，应及时停止沉管，将沉管拔出，待孔中填入土料后在重新复打。施工前应查清土质是否均匀以及地下障碍物的分布情况，浅的障碍物可以挖除，深的不便挖除，则可较小桩长，但要适当增加桩数以弥补承载力的不足。地下墓穴、孔洞应提前处理。当土质不均匀时，可在平面上采取间隔跳打的办法。3313对临近建筑物的影响各种成孔方法都会使临近建筑物受到振动。例如，600KG柴油锤打桩机施工时，在半径24M范围内实测到的振动加速度均大于01G（G为重力加速度），这将对建筑物产生危害。因此，在采取土（或灰土）桩挤密施工时，应考虑到这点，以免产生不良后果。目前由于实测资料很少，对各种打桩机械所引起振动的安全距离还无法提出，它与振动的大小，土的物理、力学性质，建筑物的结构形式、刚度等有关。有的实测资料认为，在西安地区，600KG柴油锤的有害影响半径为6M；1800KG柴油锤的影响半径为8M；对于较简单的土木结构房屋，上述安全距离还应适当加大。4质量检验与验收41质量检验问题挤密桩复合地基属隐蔽工程，施工中必须加强检验。检验内容包括成孔的深度、直径、垂直度，孔内填料的夯实质量，桩体竣工后，尚应检验桩间土的干密度，桩体填料的干密度、地基承载力等，检验方法包括挖开取样试验、触探试验、载荷试验等。目前有的工程挤密桩检验手段不全，原始记录不齐；桩体竣工后立即做垫层做基础，地基承载力的检验往往放在主体工程竣工之后，或根本就不做这项检验，使密挤桩处理的复合地基承载力不够，在主体工程竣工之后才知道地基承载力达不到设计要求，在做处理难度很大。对那些根本不做检查的复合地基，实际上就有可能留下隐患，故应重视和加强挤密桩复合地基的质量检验工作。42验收成桩后，应及时抽样检验灰土挤密桩或土挤密桩处地基的质量。挤密桩复合地基属隐蔽工程，施工中必须加强检验。隐蔽工程1施工前认真审核施工单位的施工方案；2控制原材料的进料质量；3桩体砖渣及灰土对进场的砖渣和钻出的粘性土及可塑性指数大于4的粉土，不得含有机杂质；灰土配合比、灰土粒径、砖渣粒径、桩长、锤击数、压实度符合要求，确保桩基工程质量。对一般工程，主要应检查施工记录、检测全部处理深度内桩体和桩间土的干密度，并将其分别换算为平均压实系数和平均挤密系数。对重要工程，除检测上述内容外，还应测定全部处理深度内桩间土的压缩性和湿陷性。4抽样检验的数量，对一般工程不应少于桩总数的L，对重要工程不应少于桩总数的15。5灰土挤密桩和土挤密桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。6检验数量不应少于桩总数的05，且每项单体工程不应少于3点。43检测项目431预检项目4311成孔控制1桩位控制检查定位、放线按设计单位工程基础平面图对柱基开挖线和几何尺寸的复核。并核查单位工程放线后的方位是否符合图纸朝向；在挖土前设置轴线控制桩及水准点桩。水准点桩可以检测到已有的建筑物上。实测抽查灰土剂密桩地基质量验收标准表41允许偏差或允许值项序检查项目单位数值检查方法1桩体及桩间土干密度C097C090现场取样检查2桩长MM500测桩管长度或垂球测孔深主控项目3桩径MM个别断面20用钢尺量1土料有机质含量5实验室赔烧法2桩位偏差04D用钢尺量、D为桩径一般项目3垂直度15用经纬仪测桩高4312旁站检查项目检查要点1桩位排列图1、施工方案2施工搭接及进度安排1与质保书相符2、原材料质量2灰土配合比与设计相符；砖渣质量符合要求3、轴线、标高符合设计分格要求、设计标高1桩位允许偏差04D，桩长允许偏差500MM；桩径控制允许偏差20MM；垂直度控制允许偏差15；2机必须对砖渣和拌和灰土分层回填夯实，每次填料约为013M3，每次料夯击不少于7击，每击落距不小于3M，上部2M孔段不少于9击。3严格控制好灰土配合比，并拌和均匀。其石灰粒径不大于5MM；土粒径不大于15MM。所用砖渣不得含有树叶、塑料等有机杂质，砖渣粒径不得大于12CM；严禁大于24CM。432试验项目4321对进场的材料必须进行复检，复检合格后方可使用，对不合格的材料必须清理出场。4322桩的静载荷与动载荷试验资料和确定桩贯入度的记录。433验收提供资料4331验收打桩工程，应检验其是否符合设计要求和施工规范的规定。在验收前，不得切除桩顶；4332桩基工程验收时，应提供下列资料1桩位测量放线图；2工程地质勘察报告；3制作桩的材料试验记录；4桩的制作和打入记录；5桩位的竣工平面图（基坑开挖至设计标高的桩位图）；6桩的静载荷与动载荷试验资料和确定桩贯入度的记录。5工程实例摘要介绍了灰土挤密桩复合地基工程的概况、技术要求，论述了灰土挤密桩复合地基的质量检验的要求。关键词灰土挤密桩；复合地基；工程应用灰土挤密桩通过成孔过程中的横向挤压作用，使得桩间土得以挤密，然后将准备好的灰土分层填入桩孔内，并分层夯实，通过桩与桩间土共同工作，形成一个复合地基的受力整体，共同承担上部基础传来的荷载。在山西、陕西和甘肃等湿陷性黄土地区，采用灰土挤密桩适用于地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土的地基处理，具有技术简单可行和经济合理的特点，能有效提高地基承载力，减少土层沉降和消除湿陷性黄土的湿陷性。51工程概况511工程名称山西乡宁电厂512工程地点位于吕梁山南端的低山山坡上513工程内容灰土挤密桩桩长6514M、桩径400MM、桩距800MM514地形地貌、地层构成及地下水吕梁山南端的低山山坡上，属黄土塬地貌前缘地段，整个拟建场地为人工平整改造而成。根据地质勘察报告拟建场地发育有两条冲沟，一条为南北走向，穿过场地的东部；一条为东西走向，通过场地的中部。冲沟已采用素填土填平，回填时间为一年左右，回填时未碾压，人工构成不均匀地基，其下为粉质黏土层。回填素土为厚层湿陷性黄土，场地属非自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为级。按场地土层特点由上至下分述如下5141素填土主要由粉土包裹粉质黏土组成，夹树根及石块等，具有湿陷性，厚度为1035，平均层厚25。该层在场区内分布不均。5142黄土状粉土浅黄色，稍湿，稍密，具大孔隙，含钙质菌丝，可见少量结核，具有湿陷性，具中等压缩性，干强度低，韧性低，摇震反应快，层厚10100，平均层厚52。5143粉质黏土褐红色，稍湿，可塑硬塑，具小孔隙，含钙质菌丝及结核，无湿陷，具中等压缩性，韧性中，干强度高，摇震无反应。层厚140221，平均层厚192。5144砂质页岩泥质页岩互层灰褐色，砂粒为长石、石英，钙质胶结，微风化，裂隙发育，埋深22296，揭露厚度大于06。52三种地基处理方案的比较地基处理以消除地基不均匀性和湿陷性为主要目的，并同时满足地基承载力和建筑物对地基变形的要求。方案一沉管灌注桩基础，采用桩基技术可保证，但该方案不仅耗费大量建筑材料，而且工期长，工程造价高。方案二采用置换法，将地基中的回填土全部挖除，置换成砂石或灰土垫层，并分层夯实，达到所需的设计强度。但由于该回填土层不均匀且需要处理深度达6514，不但经济成本将大大提高，工程的工期也将拖延加长。方案三采用灰土挤密桩，使复合地基的强度达到设计的要求并消除地基的湿陷性。该方法可直接在现有场地上施工，对施工环境要求简单。该工艺在当地较为成熟，施工质量有保证，施工的工期相对较短，且经济成本也不高。综上所述，基础处理采用灰土挤密桩复合地基较好，并对复合地基的承载力设计值进行复核。53技术要求及施工概况本工程采用灰土挤密桩法整片处理地基，处理范围根据处理深度定为宽出建筑物基础外边8000MM，按等腰三角形布置，桩距800MM，排距750MM，桩径400MM，根据地质勘察报告桩长为6514，随原始地形的变化而变化，要求桩长必须进入第三层（粉质黏土层）的深度不小于500MM。复合地基承载力不小于180KPA。灰土配比为37（体积比），土料选用塑性指数大于90的粉土