第5章 复合地基-修改

1、第第5章章 地基处理地基处理 5.1概述 地基处理概念: 当天然地基不能满足设计建筑物对地基强度与稳定性和变形的要求时,常采取各种地基加固、补强等类技术措施,改善地基土的工程性状,以满足工程要求。 现状： 不良地基选择不可避免 不良地基要处理 荷载要求越来越高 有时良好地基也要处理 沉降变形要求更严格地基处理的对象主要是软弱地基和特殊土地基工程上需要处理的土类淤泥及淤泥质土：强度很低,压缩性甚大。 粉质粘土、细粉砂土：主要是抗震动液化和隔震。 砂石类土：主要是抗渗和防渗,防止流土和管涌。 特殊土（膨胀土，黄土、红粘土等）：黄土湿陷 性,膨胀土胀缩性,红粘土特殊的结构性。岩溶：易出现坍陷。 地基

2、处理主要目的与内容应包括地基处理主要目的与内容应包括:提高地基土的抗剪强度,以满足设计对地基承载力地基承载力和稳定稳定性的要求；改善地基的变形性质,防止建筑物产生过大的沉降沉降和不均不均匀沉降匀沉降以及侧向变形侧向变形等；改善地基的渗透性和渗透稳定渗透稳定,防止渗流过大渗流过大和渗透破坏等；提高地基土的抗振抗振(震震)性能,防止液化液化,隔振隔振和减小振动波减小振动波的振幅的振幅等；消除黄土的湿陷性湿陷性,膨胀土的胀缩性胀缩性等。 地基处理的工作方法一般要作如下考虑地基处理的工作方法一般要作如下考虑:（1）天然地基土层的分布及其工程性质；（2）拟建建筑物的特点,荷载大小和分布,基础的类型和使用

3、的特殊要求等；（3）进一步运用土力学原理,分析建筑物对地基的要求,确定地基处理的目的和所需要解决的地基问题；（4）针对问题实质,选用一种或多种地基处理方法,分析其作用机理,预测作用效果,比较其可靠性、施工的可行性和合理性等；最终选择一个优化的地基处理方案。 5.2 垫层法垫层法 5.2.1垫层的作用垫层的作用 垫层法:当建筑物基础下持力土层比较软弱,不能满足设计荷载或变形的要求时,常在地基表面铺设一定厚度的垫层,或者把表面部分软弱土层挖去,置换强度较大的砂石素土等,处理地基表层。 垫层的材料一般用强度较高,透水性强的砂、碎石、石渣、矿渣,灰土和素土等。 为了增强垫层水平抗拉断裂性能和整体结构性

4、能,通常在垫层内增设水平抗拉材料,如:竹片、柳条、筋笆、金属板条和近年来广泛应用的土工格栅(Grognd)、土1网垫(Geomat)、土工格室(Geocell)及高强度土工编织布、经编复合布等组成加筋土垫层。 深厚软土深厚软土深厚软土深厚软土软土地基软土地基沉降太大、强度不足沉降太大、强度不足垫层法地基处理垫层法地基处理过程示意过程示意振动压路机 按其组成材料分为：砂垫层、碎石垫层、灰土垫层和加筋土垫层等。 按垫层在地基中的主要作用又分为：换土垫层、排水垫层和加筋土垫层等。 注意：注意：垫层仅对软土地基作表层处理,不论地基强度的提高、变形性质的改善和应力场应变场的改变等都是在浅层,所以所能承受

5、的建筑物荷载不宜太大。 5.2.2 换土垫层的设计换土垫层的设计 设计的基本原则为设计的基本原则为: 既要满足建筑物对地基变形和承载力与稳定性的要求,又要符合技术经济的合理性。 设计的内容主要是确定垫层的合理厚度和宽度,并验算地基的承载力与稳定性和沉降, 既要求垫层具有足够的宽度和厚度以置换可能被剪切破坏的部分软弱土层,并避免垫层两侧挤出,又要求设计荷载通过垫层扩散至下卧软土层的附加应力,满足软土层承载力与稳定性和沉降的要求。 (1)砂垫层厚度的确定砂垫层厚度的确定 b回填土回填土b= b+2ztan dzCZ条形基础条形基础 矩形基础矩形基础 应该指出：应用此法确定的垫层厚度，往往比实际需要

6、应该指出：应用此法确定的垫层厚度，往往比实际需要的偏厚，较保守。的偏厚，较保守。 原因：仅考虑应力扩散的作用,忽略了垫层的约束作用和排水固结对地基承载力提高的影响,所以实际的承载力要比考虑深度修正后的天然地基承载力大。 （2） 垫层宽度的确定垫层宽度的确定要求：要求： 满足基础底面应力扩散的要求，防止垫层向两侧挤压满足基础底面应力扩散的要求，防止垫层向两侧挤压。 常用经验的扩散角法按下式确定： 垫层底宽 垫层顶宽开挖坡度确定 （便于压实机械施工、防侧向挤压(淤泥) ） 垫层顶面每边超出基础底边不宜小于300mm。2 tanbbz 换土垫层的材料换土垫层的材料可用砂、砾石、碎石、石屑、粉质土、粉

7、土和灰土等,必要时可加铺土工合成材料或采用加筋土垫层换填。换土垫层必须注意施工质量,应按换填材料的特点,采用相应碾压夯实机械,按施工质量标准碾压夯实。这是不可轻视的问题。此外,在施工垫层时,应采取必要的措施,按规定的顺序施工,挖除软土,回填垫层,切实防止施工对原地基的扰动与破坏,以免影响垫层的效果。 排水垫层和加筋垫层排水垫层和加筋垫层两者,因其作用机理与换土垫层不同,其设计方法和施工技术也相应有所区别。排水垫层的作用主要是排水固结,常和砂井联合使用,所以其设计方法将在5.3节排水固结法中一并阐述;同样加筋垫层的应用与设计也将在第6章土工合成材料在工程中应用中阐述。5.3排水固结法排水固结法

8、5.3.1原理与应用原理与应用 排水固结法加固地基的原理排水固结法加固地基的原理 超固结状态 对固结土再施加荷载压力 固结,虽然其孔隙比也随有效固结压力增大而降低,抗剪强度也随之增大,但其压缩量或孔隙比的降低却明显减小。 排水固结法两大应用排水固结法两大应用(1)应用于提高建筑物软土地基的承载力与稳定性。 (2)应用于消除或减少建筑基础(底)的沉降。取得良好排水固结效果的两个基本条件：必要的预压荷载方法堆载预压自重预压真空预压降水预压必要的排水条件和足够的排水固结时间措施普通砂井袋装砂井塑料排水带水平排水垫层排水固结法主要适用于：淤泥、淤泥质土及其它饱和软土。预压的具体方法：1. 堆载预压法。

9、2. 真空预压法加固机理加固机理内外大气压差产生的荷载-预压载荷地下水位降低-增加附加应力封闭气泡排出-渗透系数增大PaPaPaPvPa-Pv处理前水位H1处理后水位H2H1-H2也可与堆载预压联合使用3. 降水预压法。 超孔隙水压力超孔隙水压力 由渗流或荷载引起的超过静水位的孔隙水压力称为超孔隙水压力。 对于稳定渗流，由于水头是常数，因而超孔隙水压力将不随时间变化。 对于荷载引起的超孔隙水压力，将随时间而变化，其变化规律仍然服从有效应力原理。 设置竖向排水体的原理设置竖向排水体的原理 土层的厚度变小,渗径缩短,就可显著缩短固结的时间。 砂井的作用就是在地基中增加排水通道,缩短渗径,加速地基的

10、固结、强度的增长和沉降的发展。 竖向排水情况砂井地基排水情况 淤泥质粘土现场十字板强度的平均值达到了69kPa,相当于天然地基土强度的4倍（原17.8kPa）。 相应的固结度约为80%。 排水固结预压法主要适用于处理淤泥、淤泥质土及其他饱和软土。 对于粉土、砂类土,因透水性良好无需用此法处理。 对于含水平夹砂层的粘性土层,具有良好的横向排水性能,所以,不用竖向排水体(砂井),也能获得良好的固结效果。 对于泥炭土及透水性很小的流塑状饱和超软弱土,在很小的荷载下就产生较大的剪切蠕变或次固结,而砂井排水仅对主固结有效,所以,对这类土采用排水固结预压法的效果较差。 5.3.2砂井地基固结理论砂井地基固

11、结理论 砂井的平面布置有梅花形梅花形(或正三角形或正三角形)和正方形正方形两种 砂井的影响范围以等面积圆代替 梅花形布置时 正方形布置时 早在30年代Rendulic (1935), Caniio(1941), Barron (1940, 1942)就开始对这个砂井体系固结理论进行研究。 巴隆(Bafion)1948年总结了以往研究的成果,提出了等应变和自由应变两种极端条件,不考虑井阻和涂抹作用影响的理想井固结理论和等应变条件考虑井阻和涂抹作用的非理想井固结理论,至今仍视为经典的砂井固结理论。 吉国洋(Yoshikumi 1974年)和汉斯堡(Hansbo, 1981年)又提出了考虑井阻作用比

12、较严密的新的非理想井固结理论。 谢康和认为: Barron非理想井固结理论与吉国洋精确解和工程实际相比偏于保守,Hansbo的是近似解,吉国洋的精确解,不便计算,所以又提出了新的非理想井固结理论解。 理论分析取以单井，其排水固结条件简化如图所示分析时所作的假设：应变条件成立，即砂井地基中无侧向变形同一水平面上的任一点的垂直变形相等；砂井的渗流路径，既有竖向分量，也有径向分量，两者分别考虑；砂井内的孔隙水压力可以忽略不计，任一深度处流入砂井的水量等于砂井向上流出的增量，孔隙水压力与径向和竖向孔隙水压力的关系为：除渗透系数外，井料和涂抹区内的其它性质均与天然地基一样；荷载一次瞬时加载。000uuu

13、uuuzrrz1.径向固结基本方程及其解答rurruEkturrwssr122swrrrrurruEkturrwshr122esrrrrkukzuwwrsw222任一深度的径向固结度：tmrreHMzMUsin210平均固结度：0221mtrreMU2.等应变条件下竖向和径向固结的组合解等应变条件下竖向和径向固结的组合解单井的固结微分方程式为：rurruCzuCturzrzhrzvrz12220uuuruzrz任一深度径向组合的固结度为：tmrzreHMzMUsin210砂井打入范围内地基的总平均固结度为：trzreU291简化0221mtrzreMU理论解的平均固结度的简化式为：)(8)(1

14、21nrznrzrzTTtrznntnrzeeeTTpqU3.一级或多级等速加载情况平均固结度的计算4.砂井未打穿固结土层的固结度计算 这种情况的排水边界条件与砂井完全打穿的情况或一维固结情况是不一样的,因为未打穿砂井的底部与下卧软土层两者之间的界面,既非完全透水层,也非不透水层,而是相互渗流的边界。因此,既不能直接采用上述完全贯穿的砂井固结理论公式计算砂井区的固结度,也不能用一维固结理论公式计算下卧层的固结度。 211112132,ehevvdChdCChFGJFFn 地基等效为一维压缩土层,和砂井以下的地基连在一起作为双层地基来考虑。 考虑与不考虑井阻和涂抹作用所求得的固结度明显不同,两者

15、相差28.1%。所以在袋装砂井和塑料排水带的设计中,用不考虑井阻和涂抹作用的理想井理论计算会存在较大的误差。 5.3.3排水固结设计排水固结设计1.竖向排水体的类型的选用类型普通砂井袋装砂井塑料排水带排水体性能质量要求：井料和排水带芯片应具有足够的通水能力或渗透性，外包滤膜满足反滤性能，降低井阻影响，防止滤膜淤堵；排水带和袋装砂井应具有一定的抗拉强度。采用排水带时，条带截面换算成相当于砂井的直径为：)(2bdw 塑料排水板地基处理塑料排水板地基处理2.竖向排水体布置间距和打入深度的确定竖向排水体布置间距和打入深度的确定合理的间距由经验公式得：6.50.81( /)(1hwrzC tlIn l

16、dInU打入深度的确定：当软土层厚度不大（10m），打入深度应贯穿该土层；当厚度较大（10m），则按设计建筑物稳定性和变形 的要求确定。对于以稳定性控制的预压工程对于以稳定性控制的预压工程,打入深度应到达圆弧滑动分打入深度应到达圆弧滑动分析确定的最危险圆弧最大深度下析确定的最危险圆弧最大深度下2m对于以变形控制设计的工程对于以变形控制设计的工程,则打入深度应到达地基沉降计则打入深度应到达地基沉降计算时有效压缩层的深度。算时有效压缩层的深度。3.地基强度增长的计算地基强度增长的计算预压排水固结引起的地基强度增长为：)(0cftcuzccccUtantan 地基强度的增长值为：)tan(cutzu

17、ftUc一方面由于地基排水固结,土中有效应力增大,引起地基土的强度增大；另一方面,地基由于剪切变形或蠕变,又会引起地基强度的衰减。 应满足： apptpfsssatt iiiifzeees0101 1) 1()(pptppfpptUss预压持续时间：)(1 81221pptUInTt4.堆载预压设计（1）为消除基础沉降的预压设计 设计内容应包括:确定预压荷载的大小;预压要求达到的固结度或预压固结持续的时间。注意：1.预压只能消除主固结沉降,不能消除次固结沉降。 2.还应注意预压过程中,地基土的塑性蠕变,必须控制每级预压荷载的大小,宜小于强度增长后极限承载力的0.7倍。（2）提高地基承载力与稳定

18、性的预压设计确定施加分级预压荷载的大小；确定每一级荷载预压需要达到的固结度或预压持续时间1）估算施加第一级荷载的大小：对于堤坝地基或条形基础：uckp14. 511对于建筑物矩形或圆形基础：dbdlbcNkpuc2 . 012 . 01112）估算加荷速度和预压固结时间恒载预压持续的时间：)1 (812trzUInt212TtT3）计算地基强度增长和估算第二级荷载的容许值地基强度的增长值,可按式(521)计算值。然后将值代替式(5-27)或式(5一28)中的值,计算第二级荷载到达的P2值。如果第二级荷载P2尚未达到设计荷载,可按此原理,重复上述步骤计算第三、四级荷载,直到达到设计荷载为止。5.

19、3.4施工与监测简述施工与监测简述1.竖向排水体的打设工艺与质量要求质量要求按设计要求，准确定位井料和排水带满足设计要求施工质量控制2.水平排水垫层的施工质量要求排水材料满足渗透性和反滤性要求垫层厚度满足设计要求垫层必须碾压密实3.施加预压荷载和现场监测荷载压力、孔隙水压力、沉降、侧向位移时程曲线5.4 深层水泥搅拌法深层水泥搅拌法 5.4.1概述 深层水泥搅拌法：水泥作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械 ,形成水泥土，并与地基土共同作用,提高地基的承载力。 深层搅拌法的主要机具为搅拌机,由电动机、搅拌轴、搅拌头等组成, CDM法；清洁 5.4.2 水泥土形成的机理及其性质 1.水泥土形成的机理

20、 (1)水泥水化物的一部分nCaO- 2SiO3 - 3H20自身继续硬化,形成C一S一H系,形成早期水泥土骨架。 (2)水泥水化物及其溶液与活性粘土颗粒发生反应,形成土团粒。 (3)随着水泥水化反应的深化,ca(OH)2的碱活性作用与矿渣的水化作用形成水化物C一S一H,C一A一H和C一A一S一H系。 搅拌越充分,土团团块粉碎越细,水泥与土的相互作用越均匀,水泥土的强度越高, 2.影响水泥土力学性质的因素(1)固化剂和外加剂：对于不同的地基土类,应按其作用机理,采用不同比例的水泥品种和外加剂,即“合理的配方” .(2)水泥的掺合量-水泥土的强度一般随水泥掺合比增大而增大 (3)龄期-随龄期增长

21、而增大 (4)土的含水量 -随地基的含水量增大而降低 (5)土质的影响(6)有机质含量和砂粒的含量-有机质时,随着其含量的增大,所制成的水泥土,其强度明显减小,甚至不固化。 (7)搅拌的方法与时间 (8)室内试验强度与工程原位搅拌的强度 3.水泥土的物理力学性质(1)重度(2)比重 (3)含水量(4)渗透系数 (5)无侧限抗压强度(6)抗拉强度 (7)抗剪强度(8)变形模量 (9)泊松比; (10)压缩系数 (11)压缩屈服压力 欲要使水泥搅拌技术取得良好的效果,必须注意如下特点:(l)“合理的配方”和“充分搅拌”是水泥搅拌法的技术关键。(2)由搅拌形成的水泥土具有特殊的复合特性,在分析设计时

22、应注意这种特殊性质。 5.4.3应用与设计 1.概述 1.设计的内容：根据地基土的性质选择合理的配方；制订可靠的搅拌工艺及其流程；选择合适的水泥土形式及其合理布置2.水泥土的配方确定根据设计工程荷载大小的要求，确定水泥土标准强度和相应的室内试验强度；根据地基土的情况，选择水泥土的配方；最终确定水泥土的配方 3.搅拌工艺 合适的机具和工艺流程 强调:要监测控制水泥浆的输入量,尽量均匀；严格控制钻杆的下沉和提升的速度,认真检验搅拌后的水泥质量,特别是硬化均匀的程度。 水水泥泥搅搅拌拌机机5.4 深层搅拌法三三轴轴水水泥泥搅搅拌拌机机5.4 深层搅拌法 4.水泥土加固地基的设计与计算 （1）水泥土加

23、固体的布置形式（2）水泥土地基设计计算水泥土复合地基承载力特征值为：skpaspkfmARmf)1 ( pappsaapcuaqAluqRAfRmin桩型水泥土加固体,方形或正三角形均匀布置。当水泥土桩处理深度以下为软土层时,应验算承载力是否满足要求。 沉降 压缩模量 5.4.4 粉体喷射搅拌法 粉喷(干喷)法 使粉喷料与地基土发生化学作用,形成具有一定强度、水稳性的加固体,应用于地基加固。 5.5高压喷射注浆法 5.5.1基本原理与喷射浆的类型 用高压注浆流体发生设备,使水和浆液通过装在钻杆末端的特制喷嘴喷出,以高压脉动的喷射流向土体四周喷射,把一定范围内土的结构破坏,并强制与化学浆液混合,

24、形成注浆体,同时钻杆按一定方向旋转和提升,待浆液凝固后在土中制成具有一定强度和防渗性能的圆柱状、板状、连续墙等的固结体,与周围土体共同作用加固地基。喷管类型单喷管二重喷管三重喷管多重喷管喷射注浆形式旋转喷射注浆定喷注浆摆喷注浆 固结体的强度与渗透性与所用浆液的配方有关。 喷射注浆固结体主要的特性见表5-6 。 5.5.2喷射注浆的应用设计1.应用应用（1）利用加固体与地基土共同作用，提高地基的承载力改善地基的变形特性；也可加固边坡，基坑底部，深部地基，提高基底强度和边坡稳定性；（2）利用旋喷、定喷和摆喷载地基土中形成防渗帷幕，提高地基的抗渗能力和防止渗漏等。2.设计设计喷射注浆直径的估计；确定

25、地基的承载力；沉降计算稳定性分析防渗帷幕设计 稳定性验算稳定性验算 整体稳定条件采用圆弧滑动简单条分法确定:0k450D1k0q1biRbh0h00costansin0ik iiiiikkiiic lq bwq bw 5.5.3高压喷射注浆的施工与质量检验(1)施工机具 (2)高压喷射注浆工序(3)质量检验检验 强夯法是法国L梅纳（Menard）1969年首创的一种地基加固方法。夯击后的地基承载力可提高25倍，压缩性可降低200500，影响深度在10m以上。5.6强夯法 通过强大的夯击力在地基中产生动应力与振动波,从地面夯击点发出纵波和横波传到土层深处,使地基浅层和深处产生不同程度的加固。 这

26、一方法施工简单,工期短,造价低,效果显著 强夯施工机具主要是起重机、夯锤和脱钩装置等。 5.6.1强夯的机理 强夯加固地基主要是以强大的夯击动能产生强烈的应力波和动应力对地基土作用的结果。 1、体波 ：引起土体的压缩与固结和剪切变形: 2、表面波 ：引起表层土的松动,不起加固作用。 强夯的结果,沿地基深度形成性质不同的三个区 1、地表,因受表面波的扰动,形成松动区;2、在其下一定深度内,受到压缩波的作用,使砂土和粘土压密形成加固区;3、加固区下,应力波逐渐衰减,对地基不起加固作用,称为弹性区。 (1)加载阶段：形成排水通道,造成动力排水条件。 (2)卸载阶段：孔隙水应力大于动应力，土体中出现较

27、大的负有效应力,引起砂土的液化和粘性土的开裂,渗透性迅速增大,孔隙水压力迅速消散。(3)动力固结阶段：土体中仍然保持一定的孔隙水压力,并在此压力下排水固结。 强夯的过程中，根据加固区的地基中的孔隙水压力与动应力和应变的关系，可分为三个阶段 必须指出,动力固结的过程是有条件的,即对不同的土类,必须注意采用与土类相适当的夯击能和制造必要的排水条件,才能获得预期的加固效果。反之,如果在饱和粘性土地基中,所用的夯击能和工艺不当,加载和卸载阶段所形成的最大孔隙水压力不能使土体开裂形成排水通道,不能使土粒水膜水析出,动荷载卸去后,又无条件排水固结,土粒的触变恢复较慢,这种情况不但不能使粘性土地基加固,反而

28、把土扰动,降低了土的抗剪强度,增大土的压缩性。 夯击能量产生的波和动应力的反复作用,迫使土骨架产生塑性变形,由夯击能转化为土骨架的变形能,使土密实,提高土的抗剪强度和改善土的变形特性。 5.6.2强夯实施的要点 按其强夯的机理选择锤重、落高,夯击点的间距、排列,夯击的遍数,每遍夯击点的击数和每遍间歇的时间(1)夯击能与影响深度（2） 夯击点的布置和间距对于基础面积较大的建筑物一般采用等边三角形或正方形排布;办公楼或民宅依据承重墙布置;工业厂房根据柱网布置;强夯处理的地基范围应大于基础范围,每边超出基础外缘为设计处理深度的1/2-2/3,并不小于3m.（3）夯击的遍数根据现场试验确定夯击次数：最

29、后两击的平均夯沉量不大于mmmm;夯坑周围地面不发生过大隆起；不因夯坑过深而发生起锤困难；竖向压缩最大侧向位移最小原则一般为击（4）两遍间的间歇时间v 各遍间的间歇时间取决于孔隙水消散所需要的时间；v 对于砂性土由于孔隙水消散时间短（2-4min），可以连续夯击；v 对于粘性土由于孔隙水消散时间长，一般取2-4周；v 可以通过埋设砂井等方法加速孔隙水消散，缩短间歇时间；v 可以通过合理设计施工顺序，实现粘性土的连续夯击。（5）强夯效果检验v现场取样进行室内试验v现场十字板试验v静力触探试验方法5.6.3适用的条件与工程应用适用于：处理砂土、碎石类土、低饱和度的粘性土、粉土和湿陷性黄土等。对饱和

30、软弱土要采取慎重态度,应通过现场试验并检验能取得良好效果才能采用。工程应用（1）加固建筑物松散软弱土地基，提高地基承载力、减少沉降和不均匀沉降；（2）处理非均匀性土层；（3）处理可液化地基等。最优含水量（补充内容）最优含水量（补充内容） 对粘性土，当压实功能和条件相同时，土的含水量过对粘性土，当压实功能和条件相同时，土的含水量过大或过小，土体都不易压实，只有把土的含水量调整到某大或过小，土体都不易压实，只有把土的含水量调整到某一适宜值时，才能收到最佳的压实效果。一适宜值时，才能收到最佳的压实效果。 在一定压实机械的功能条件下在一定压实机械的功能条件下，土最易于被压实，并，土最易于被压实，并能达

31、到最大密度时的含水量，称为能达到最大密度时的含水量，称为最优含水量最优含水量wop，相应，相应的干密度则称为的干密度则称为最大干密度最大干密度 dmax。w d0 dmaxwop振冲置换法：振冲置换法：适用于粘性土。在粘土中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基；振冲密实法：振冲密实法：适用于砂类土。在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。5.7振冲法振冲法原理：利用振动和水力冲切加固地基该方法首创于德国（S.Steueman，1936）5.7.1. 振冲密实振冲密实（1）作用原理：振冲器载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使孔隙压力升高而液化，其

32、主要作用就是振动密实和振动液化。振冲密实和液化与振冲器的性能和砂土的性质有关。振冲密实和液化与振冲器的性能和砂土的性质有关。（2）设计原理根据工程对砂土地基的承载力、沉降和抗液化要求确定所要的密实度或孔隙比估算振冲布置形式、间距、深度和范围验算是否满足设计要求设计的间距按下式计算：)1)(1 ()(1 (/1010eeeeeVVVdpV3.施工与检验施工与检验加料振冲密实施工工序：清理场地，布置振冲点机器就位启动水泵振冲器保持一定的振冲水流投料振冲重复上述步骤直至达到要求关闭振冲器和水泵4.工程应用工程应用处理多层建筑物松散地基，提高地基承载力，减少沉降处理堤坝可液化的细粉砂地基处理其它类建筑

33、物的可液化地基施工完毕后要求进行效果检验。5.7.2振冲置换振冲置换1.作用机理：通过振冲成孔，以碎石置换并振动密实，形成碎石桩体，与地基共同作用，提高地基承载力，改善其变形性质。2.设计基本原理：与振冲密实的设计过程类似。地基承载力与稳定性和沉降的分析方法：（1）复合地基承载力的估算：1）按现场复合地基载荷试验确定；2）用单桩载荷试验和天然地基载荷试验结果配合下式：skpkspkfmmff)1 ( 3）半经验公式估算：vspkSnmf3)1(1 （2）复合地基沉降计算：sspiiiispspEnmEzzEPs)1(1 )(110（3）振冲置换碎石复合地基的稳定性计算：采用圆弧 滑动稳定性分析

34、法计算 复合强度按平面面积加权计算：cos)1 (puspmScmScostanpzspPSzppzzPmnnp)1(1（3）振冲置换碎石复合地基的稳定性计算）振冲置换碎石复合地基的稳定性计算3.施工要点合力安排好振冲桩的顺序；宜用“先护壁后振密，分段投料，分段振密”的振冲工艺 严格控制施工过程中水冲的流量、水压、电流值、投 料量和振留的时间水压和流量以保证护壁的要求为原则。施工完毕后,必须及时检验制桩的质量。 载荷试验和动力触探。 5.7.3工程应用的条件 振冲置换法主要适用于处理不排水抗剪强度大于20kPa的粘土、粉质粘土地基,如水池、房屋、堤坝、油罐、路堤、码头等类工程地基处理。 对不排

35、水抗剪强度较低( 20kPa)的淤泥、淤泥质土,一般不宜采用,因为强度太低,不能承受桩体自身的侧限压力,不易振冲密实,形成良好的碎石桩体,反而因振冲而破坏桩间土,严重降低其承载力,除非振冲挤淤,全部置换软土层,否则难以成功。 5.7.4其他 砂石桩法 密土桩、灰土挤密土桩、爆破挤密、爆破置换、爆夯等,这些方法和振冲法一样,适用于处理松砂、杂填土、湿陷性黄土等。CFG桩桩 CFG桩桩是英文Cement Fly-ash Grave的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。 CFG桩的施工，桩的施工，应根据现场条件选用下列施工工艺：1、长螺

36、旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的桩土. 2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩， 适用于粘性土、粉土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地. 3、振动沉管灌注成桩， 适用于粉土、粘性土及素填土地基. 1.地基承载力：设计要求；地基承载力：设计要求； 桩 径：宜取350600mm；桩 长；设计要求，桩端持力层应选择承载力相对较高的土层；桩 身 强度：混凝土强度满足设计要求，通常C15；桩 间 距： 宜取35倍桩径；桩垂直度：1.5；褥 垫 层：宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等，不宜选用卵石，最大粒径不宜大于30mm。厚度150300mm，夯填度0.9。

37、实际工程中；以上参数根据地质条件、基础类型、结构类型、地基承载力和变形要求等条件或现场试验确定。2.加固机理加固机理1.桩体作用无垫层时，CFG桩单桩复合地基的桩土应力比n=2530，而碎石桩n=2.22.42.挤密作用3.褥垫层作用褥垫层作用 （1）保证桩、土共同承担荷载 （2）减少基础底面的应力集中，避免冲切 桩土应力比与 垫层厚度的关系褥垫层的合理厚度为1530cm（3）褥垫厚度可以调整桩土荷载分担比 荷载一定时，褥垫越厚，土承担的荷载越多。荷载水平越高，桩承担的荷载占总荷载的百分比越大。4.CFG桩复合地基工程特性 （1）承载力提高幅度大、可调性强 CFG桩桩长可以从几米到20多米，并且可全桩长发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的百分比可在4075之间变化，使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。（2）适应范围广 对基础形式而言，CFG桩既可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。 就土性而言，CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。 当土的承载力标准值50kPa时，CFG桩的适用性值得研究。当土是具有良好挤密效果的砂土、粉土时，振动可使土挤密，桩间土承载力可有较大幅度的提高，CFG桩是适用的。比如唐山港海