第三章_地基处理及桩基新技术(新)

1、2021-11-41 地基处理技术在我国历史悠久，秦汉以前的灰土垫层的应用就是典型案例。随着土木工程的发展，地基处理技术也在不断更新。近年来，在工程实践中发展起来了许多新的地基处理技术，如复合地基技术、真空预压法、爆破挤淤法等。 地基处理的方法按其原理可归纳为：置换、排水固结、灌浆加固、振密、挤密、加筋、冷热处理、托换、纠倾和迁移等。在工程的实际应用中，往往将各种处理方法联合起来应用，以取得最佳地基处理效果。2021-11-42 随着工程建设的飞速发展，地基处理手段也日趋多样化，复合地基由于充分利用桩和桩间土共同作用的特有优势，及其相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用。水泥粉煤灰碎石桩(C

2、FG桩)复合地基作为复合地基的代表，被广泛应用于高层和超高层建筑中。 CFG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。 2021-11-43 通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C5-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。如图3-1所示。图3-1 CFG桩复合地基示意图2021-11-442021-11-45 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基技术提高地基承载力的机理可概括为： 桩体

3、的置换作用主要表现在以下两个方面： 1)用强度和抗变形性能均优于地基土的CFG桩取代与桩体同体积的地基土，由于置换作用，使得复合地基的整体稳定性和抗变形能力提高，承载力比天然地基的承载力增大，沉降减小。 2)由于复合地基中CFG桩桩体的变形模量和强度较大，在荷载作用下，基础传递给地基的附加应力随桩和桩间土的等量变形而逐渐集中到桩体上，而桩体可将所承受的荷载传递给较深的土层，从而减小桩间土的负荷，提高地基承载力。2021-11-46 。在竖向荷载作用下，CFG桩复合地基由于褥垫层的作用，桩体逐渐向褥垫层中刺入，桩顶上部垫层材料在受压缩的同时，向周围发生流动； 垫层材料的流动补偿使得桩间土与基础底

4、面始终保持接触并使得桩间土的压缩量增大，从而桩间土的承载力得以充分发挥，桩体承担的荷载相对减小；这样在褥垫层的作用下基底的接触压力得到了均化和调整，地基中的竖向应力分布得到均化，桩土共同作用得到保证，地基的变形状况明显改善，复合地基的承载力大大提高。2021-11-47在粉土、砂土和塑性指数较低的粘性土地基中，采用非排土法施工时，施工对土体的振动或挤压使土体得到挤密，提高了桩间土的强度和桩侧法向应力，使得桩侧摩阻力得到增加，桩体的承载力得到加强，进而提高了复合地基的承载力。 CFG桩复合地基技术与桩基相比，桩身不配筋并可以充分发挥桩间土的承载能力，因此处理费用远低于其他桩基础，具有较明显的技术

5、、经济、施工优势。CFG桩复合地基技术2021-11-48地基中以提高地基承载力和减少地基变形为目的的地基处理，对淤泥质土应按当地经验或通过现场试验确定其适用性。 就基础形式而言，既可用于 (1)复合地基承载力是由桩间土承载力和增强体(桩)承载力共同组成，但不是两者的简单叠加，需综合考虑以下一些因素： 1)施工时对桩间土是否产生扰动或挤密，桩间土承载力有无降低或提高。2021-11-49 2)复合地基中，桩承载能力的大小与桩距有关。 3)桩和桩间土承载力的发挥与变形有关，变形小时，桩和桩间土承载力的发挥都不充分。 4)复合地基桩间土承载力的发挥与褥垫层厚度有关。 是由天然地基承载力和单桩承载力

6、，考虑它们与复合地基的桩间土和复合地基中桩承载力的差异及受力特性，进行组合叠加； 是将复合地基承载力用天然地基承载力扩大一个倍数来表示。 2021-11-410 综合考虑以上各因素，结合工程实践经验，CFG桩复合地基承载力的计算式为式中 复合地基承载力特征值，kPa； 面积置换率； 单桩竖向承载力特征值，kN； 桩的截面积，m2； 桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.750.95， 天然地基承载力较高时可取大值； 处理后桩间土承载力特征值，kPa，宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。spkfmaRpAskfskPaspkfmARmf)1 ( (3-1)

7、2021-11-411 ：当采用单桩荷载试验时，应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2；当无单桩荷载试验资料时，估算式为aR2021-11-412 目前，复合地基沉降计算理论与实践正处于不断发展之中，计算研究尚不够成熟。在工程中，CFG桩复合地基变形计算可采用复合模量法。复合土层的分层与天然地基相同，各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的 倍，加固区和下卧土体内的应力分布采用各向同性均质的直线变形体理论。CFG桩复合地基最终变形量的计算式为2021-11-4132021-11-414 地基变形计算深度应大于复合土层的厚度，并符合现行建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)中地基变

8、形计算深度的有关规定。 CFG桩的施工应根据设计要求和现场地基土的性质、地下埋深、场地周边是否有居民、有无对振动反映敏感的设备等多种因素，合理选用了下列施工方法： 2021-11-415这种方法适用于各种土层，属排土成桩工艺。该工艺具有穿透能力强、无振动、低噪声、适用地质条件广的优点，但施工效率低，质量难以控制。这种方法适用于粘性土、粉土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地，属排土成桩工艺。该工艺不仅穿透能力强、无振动、低噪声、适用条件广，而且无泥浆污染，施工效率高，质量容易控制。2021-11-416这种方法适用于粉土、粘性土、松散的饱和粉细砂土及素填土地基，属挤土成桩工艺，对桩间土具

9、有挤密效应。此复合地基除置换外还具有一定的挤密作用。 但该工艺难以穿透较厚的硬土层、卵石层，在饱和粘性土中成桩，易造成地表隆起，挤断已成桩，且振动、噪声污染严重。 2021-11-417 （1）-粉煤灰是燃煤发电厂排出的一种工业废料。粉煤灰的粒度组成是影响粉煤灰质量的主要指标，一般粉煤灰越细，球形颗粒越多，因而水化及接触界面增加，容易发挥粉煤灰的活性。（2）-碎石为不溶于地下水或不受侵蚀影响的硬骨料，一般采用砾石、碎石等，其粒径为2050mm，密度为2.7tm3，松散密度为1.39t/m3，含水率0.96%，含泥量不得大于5。2021-11-418 (3)-掺入一定数量的石屑是填充碎石的孔隙，

10、使其级配良好。石屑宜选用与同一种碎石原料进行加工，掺入的数量应由试验确定，不能随意添加。其各项参数如下：粒径2.510mm，密度2.7t/m3，松散密度1.47t/m3，含水率1.05%，含泥量不得大于5。(4)-水泥一般采用425号普通硅酸盐水泥，质量优良，新鲜无结块。2021-11-419 (5) -是为了调整CFG桩和桩间土的共同作用，宜在基础下铺设一定厚度的褥垫层，其铺垫厚度应严格按设计规定办理。 其材料多为粗砂、中砂或级配砂石，限制最大粒径不超过3cm。2021-11-420 (1)长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工和振动沉管灌注成桩施工，除应执行现行有关规定外，尚应符合下列要求

11、： 1)施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时按配合比配制混合料。长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为160200mm；振动沉管灌注成桩施工的坍落度宜为3050mm，且其成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm。2021-11-4212021-11-422 2)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1.21.5mmin左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。 3)施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。

12、2021-11-423 4)成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组(3块)试块(边长为150mm的立方体)，标准养护，测定其立方体抗压强度。 (2)冬期施工时混合料入孔温度不得低于5，对桩头和桩间土应采取保温措施。 (3)清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。 2021-11-424 (4)褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，也可采用动力夯实法，夯填度(夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值)不得大于0.9。 施工时先虚铺，再采用静力压实，当桩间土含水量不大时也可夯实。桩间土含水量较高，特别是高灵敏度土，要注意施工扰动对桩间土的影响，以避免产

13、生橡皮土。2021-11-425(5)施工垂直度偏差不应大于1；对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径；对单排布桩桩位偏差不应大于60 mm。 (1)施工质量检验主要检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等。 (2)水泥粉煤灰碎石桩施工完毕，一般28d后对水泥粉煤灰碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩复合地基进行检测，检测内容包括低应变对桩身质量的检测和静载荷试验对承载力的检测。2021-11-426 (3)检测数量。静荷载试验数量取水泥粉煤灰碎石桩总桩数的0.51.0，但不少于3点；低应变检测数量一般取水泥粉煤灰

14、碎石桩总桩数的10。 CFG桩复合地基主要技术指标见表31。2021-11-427表3-1 水泥粉煤灰碎石桩复合地基主要技术指标参数指 标参数指 标地基承载力设计要求桩间距按设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺等确定，宜取35倍桩径桩径宜取350600mm桩垂直度偏差1.5桩长设计要求，桩端持力层应选择承载力相对较高的土层褥垫层宜用中砂、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；厚度宜为150300mm，夯填度0.9 桩身强度 混凝土强度满足设计要求，通常Cl52021-11-428 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

15、场试验确定。 2021-11-429CFG桩长螺旋桩机2021-11-4302021-11-4312021-11-432CFG21桩机在仪征化纤厂工地 2021-11-433(备受好评的路基CFG桩施工，京沪高速铁路)2021-11-4342021-11-4352021-11-436地基处理，高速铁路最关键的技术之一。看这圆圆的混凝土构件，是不是很特别！2021-11-437下面是密集的CFG桩，再铺上一层石碴，绑上钢筋，再打一层混凝土的底板，上面还有.要保密了这可是我国的专利技术！一般人不告诉他。2021-11-438 夯实水泥土桩复合地基技术是近年来发展起来的地基处理新技术，它是先在桩孔外

16、将土料和水泥拌和制成混合料，通过各种成孔方法在土中成孔并填入混合料分层夯实，形成桩体，并设置褥垫层，从而形成复合地基，提高地基承载力，减小地基变形。2021-11-439 夯实水泥土桩复合地基具有桩身强度均匀、施工机具简单、施工速度快、不受场地的影响、造价低、无污染等特点。 夯实水泥土桩提高地基承载力的机理：2021-11-440 夯实水泥土桩与搅拌水泥土桩(浆喷、粉喷桩)不同。搅拌水泥土桩桩体强度与现场的含水量、土的类型密切相关，搅拌后桩体密度增加很少，桩体强度主要取决于水泥的胶结作用； 而夯实水泥土桩水泥和土在孔外拌和，均匀性好，场地土岩性变化对桩体强度影响不大，桩体强度以水泥的胶结作用为

17、主，桩体密度的增加也是构成桩体强度的重要分量。 2021-11-441 夯实水泥土桩作为中等粘结强度桩，不仅等地基加固，对地下水位以下情况，在进行降水处理后，亦可采用夯实水泥土桩进行地基加固。 综合考虑影响复合地基承载力的各种因素，结合工程实践，夯实水泥土桩复合地基承载力可采用的计算式为：2021-11-442apkspfmARmf1 (35) 或nspfnmf11 (36) 式中 复合地基承载力特征值； 面积置换率； 桩的断面面积； 桩间土强度提高系数； 桩间土强度发挥度， ； 天然地基承载力特征值； 桩、土应力比； 单桩承载力特征值。 spfmpAafnkR0 . 19 . 02021-1

18、1-443 的计算式为(取其较小者)kRpkARR28 (37) 或kAqLqURpbisiPK/(38) 式中 取0.300.35； 桩体28d立方体试块强度(15cm15cm15cm)； 桩的周长； 第 层土与土性和施工工艺有关的极限侧阻力； 与土性和施工工艺有关的极限端阻力； 第 层土厚度；28RPUsiqbqiLii2021-11-444 安全系数，一般取2.0。kuRKRkRRuk(3-9) 按式(3-5)式(3-9)进行复合地基承载力设计，当加固土体下存在软弱土层时，应对软弱下卧承载力进行复核验算。 目前，夯实水泥土桩复合地基的沉降计算多采用复合模量法进行计算。 假定加固区的复合土

19、体为与天然地基分层相同的若干层均质地基，不同的是压缩模量都相应扩大 倍。这样，加固区和下卧层均按分层总和法进行沉降计算。2021-11-445 当荷载 不大于复合地基承载力时，总沉降量 为pS1211121ninniisiiisiihEphEpssS（3-10） 式中 加固区的分层数； 总的分层数； 荷载 在第 层土产生的平均附加应力； 第 层土的压缩模量； 第 层分层厚度； 模量提高系数，经推导可知 ； 沉降计算经验系数，参照建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)取值。 计算深度一定要大于加固区的深度，即必须计算到下卧层的某一深度。1n2nippiisiEihashffi2021

20、-11-446 (1)成孔机具。目前常采用的成孔机有以下几种： 1)排土法成孔机具。所谓排土法是指在成孔过程中把土排出孔外的方法，该法没有挤土效应，多用于原土已经固结、没有湿陷性和振陷性的土。排土法成孔机具有人工洛阳铲和长螺旋钻孔机。 2)挤土法成孔机具。所谓挤土法成孔是在成孔过程中把原桩位的土体挤到桩间土中去，使桩间土干密度增加，孔隙比减少，承载力提高的一种方法。此工艺的成孔方法有锤击成孔法和振动沉管法成孔。2021-11-447(2)夯实机械。夯实水泥土桩的夯实机可借用灰土和土桩夯实机，也可以根据实际情况进行研制或改制。目前我国夯实水泥土桩除人工夯实外主要采用以下三种夯实机：吊锤式夯实机、

21、夹板锤式夯实机和SH30型地质钻改装式夯实机。 (3)夯锤。人工夯锤一般重0.25kN，对于不产生挤土效应的机械夯锤一般重11.5kN为宜，对于产生挤土效应的机械夯锤重要大于2kN，且下部为尖形，使其夯实时产生水平挤土力，挤密桩间土；一般锤孔比(锤径与孔径的比值)宜采用0.780. 9，锤孔比越大，夯实效果越佳。2021-11-448 夯实水泥土桩施工的程序分为：成孔、制备水泥土、夯填成桩三步。成桩示意图如图3-2所示。 图3-2 夯实水泥土桩成桩示意图2021-11-449 (1)成孔。根据成孔过程中取土与否，成孔可分为排土法成孔和挤土法成孔两种。排土成孔在成孔过程中对桩间土没有扰动，而挤土

22、成孔则对桩间土有一定挤密和振密作用。对于处理地下水位以上，有振密和挤密效应的土宜选用挤土成孔；而含水量超过24，呈流塑状，或含水量低于14，呈坚硬状态的地基宜选用排土成孔。 (2)制备水泥土。水泥一般采用32.5级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，土料可就地取材，基坑(槽)挖出的粉细砂、粉质土均可用作水泥土的原料。2021-11-450 水泥土拌和可采用人工拌和或机械拌和，人工拌和不得少于三遍，机械拌和可用强制式混凝土搅拌机，搅拌时间不低于1min。 (3)夯填成桩。桩孔夯填可用机械夯实，也可用人工夯实，夯锤提升高度不少于900mm。桩孔填料前，应清除孔底虚土并夯实，然后根据确定的分层回填厚度和

23、夯击次数逐次填料夯实。 (1)夯填桩孔时，宜选用机械夯实。分段夯填时，夯锤的落距和填料厚度应根据现场试验确定。2021-11-451 (2)淤泥、耕土、冻土、膨胀土及有机物含量超过5的土不得使用，土料应过1020mm筛。 (3)混合料含水量应满足土料的最优含水量，其允许偏差不得大于2；土料与水泥应拌和均匀，水泥用量不得少于按配合比试验确定的重量。 (4)向孔内填料前孔底必须夯实，桩顶夯填高度应大于设计桩顶标高200300mm。 2021-11-452 (5)垫层材料应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。 (6)垫层施工时应将多余桩体凿除，使桩顶面水平；铺设时应压(夯)密实，严禁采用使基底土层扰

24、动的施工方法。 (7)雨期或冬期施工时，应采取防雨、防冻措施，防止土料和水泥受雨水淋湿或冻结。 (8)施工过程中，应有专人监测成孔及回填夯实的质量，并作好施工记录，如发现地基土质与勘察资料不符时，应查明情况，采取有效处理措施。2021-11-453 施工过程中，应及时对夯实水泥土桩的成桩质量进行抽样检验。抽样检验的数量不应少于总桩数的2。对一般工程，可检查桩的干密度和施工记录。干密度的检验方法可在24h内采用取土样测定或采用轻型动力触探击数与现场试验确定的干密度进行对比，以检验桩身质量。竣工验收应采用单桩复合地基荷载试验进行检验，数量为总桩数的0.51，并不应少于3点。对重要或大型工程，必要时

25、尚应进行多桩复合地基荷载试验。2021-11-454 根据工程实际情况，夯实水泥土桩成孔可采用机械成孔(挤土、不挤土)或人工成孔，混合料夯填可采用人工夯填和机械夯填。夯实水泥土复合地基主要技术指标见表3-2。2021-11-455参数指 标参数指 标地基承载力设计要求桩体干密度设计要求桩径宜为300600mm混合料配比设计要求桩长设计要求，人工成孔，深度不宜超过6m混合料含水率人工夯实土料最优含水率 机械夯实土料最优含水率桩距宜为24倍桩径混合料压实系数0.93桩垂直度偏差1.5褥垫层宜用中砂、粗砂、碎石等，最大粒径不宜大于20mm，：厚度宜为l00300mm，夯填度0.9)%,21 (op)

26、%,21 (op表3-2 夯实水泥土复合地基主要指标2021-11-456 注: 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。 2021-11-457 一、概述 真空预压法是在需要加固的饱和软粘土地基上铺设砂垫层，打设一定间距的塑料排水板或袋装砂井，在砂垫层中布设滤管，其上铺设不透气密封膜，利用抽真空装置(射流泵)抽真空，使膜下形成负压，并通过砂垫层传递到打设在饱和软粘土层中的排水通道内，促使排水通道及边界孔隙水压力降低，与土中的孔隙水压力形成压差和水力梯度，发生由土中向边界的渗流，从而使土体排水固结的一种地基加固方法，属排水固结法。2021

27、-11-4582021-11-4592021-11-460 真空预压法适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土，特别适于进行大面积的地基处理工程。 真空预压作用下土体的固结过程，是在总应力基本保持不变的情况下，孔隙水压力降低，有效应力增长的过程。 真空预压法如图3-3(a)所示，由于塑料密封膜使被加固土体得到密封并与大气压隔离，当采用抽真空设备抽真空时，砂垫层和垂直排水通道内的孔隙水压力迅速降低。土体内的孔隙水压力随着排水通道内孔隙压力的降低(形成压力梯度)而逐渐降低。 2021-11-461图3-3真空预压原理图 (a)真空预压法示意图； (b)孔隙水

28、压力线1一密封膜；2一垫层；3一垂直排水通道；4-真空泵2021-11-4622021-11-463 根据太沙基有效应力原理，当总应力不变时，孔隙水压力的降低值全部转化为有效应力的增加值。如图3-3(b)所示，孔隙水压力从图中原孔隙水压力线变为抽真空后降低的孔隙水压力线，其孔隙水压力的降低量全部转化为有效应力的增加值。所以，地基土体在新增加的有效应力作用下，排水固结，从而达到加固地基的目的。 因抽真空设备理论上最大只能降低一个大气压(绝对压力零点)，所以真空预压工程上的等效预压荷载理论极限值为100kPa，但现在的工艺水平一般只能达到8095kPa。2021-11-464 真空联合堆载预压法，

29、是当预压荷载要求大于80kPa而真空预压工艺技术水平无法达到时，在真空预压的同时给膜上堆载，以补足大于80kPa的部分荷载，是真空预压法和堆载预压法在地基加固中的联合使用，如图3-4(a)所示。 堆载预压时，在地基中产生的附加应力和真空预压时降低地基的孔隙水应力，两者均转化为新增的有效应力并且可以叠加，如图3-4(b)所示。这样，既有真空预压的作用又有堆载的作用。2021-11-4653-4真空联合堆载预压原理图(a) 真空联合堆载预压法示意图；(b) 孔隙水压力线1-密封膜；2-垫层；3-垂直排水通道；4-真空泵2021-11-4662021-11-4672021-11-468 其结果：地基

30、土体由于抽真空而发生向内收缩变形，因而，堆载荷重可以迅速施加，而不会引起土体向外挤压破坏；同时，由于真空荷载代替一部分荷重，降低了堆载的高度，减少了堆载的工作量。 真空联合堆载预压法加固前后土体内的总应力发生了变化，既增加了外荷(总应力)，又降低了原孔隙水压力中的大气压力。2021-11-469 真空预压法属于排水固结法，设计方法采用排水固结原理进行，但它又与堆载预压不完全相同，设计应严格按照国家及行业有关的规范、规程进行。真空预压法设计的主要内容包括设计勘察、设计参数选取、排水系统设计、抽气系统设计、验证满足设计荷载所需强度、固结时间、工后沉降等。 (1)抽真空装置。常用的抽真空设备主要是射

31、流泵和电源控制箱。射流泵一般由射流器、射流箱和潜水泵(或离心泵)等组成(由离心泵组成的射流泵，离心泵放置在射流箱外)；电源控制箱可根据射流泵数量进行配置。2021-11-470 吸水管分为主(干)管和支滤管，可采用钢管或塑料管，目前常用的吸水管材料是PVC塑料管。吸水管要求能适应地基变形和承受径向压力，其作用是传递真空压力和将土中已排至砂垫层中的水输送到膜外抽真空设备的水箱内排出。吸水管滤水孔一般为8mm10mm，间距50mm，三角形排列，用35mm的尼龙绳缠绕，外包土工织物滤水层。吸水管采用二通、三通和四通连接成网格状或鱼刺状。2021-11-471真空预压密封膜常采用的材料有聚乙烯树脂和聚

32、氯乙烯树脂两种。真空预压密封膜工艺要求在加固区范围内膜最好为一整体，宽度通常要求在100200m范围内个别可以达到300m。 常用的塑料薄膜拼接方法为热合，聚乙烯一般采用热板焊接，聚氯乙烯采用高频焊接。密封膜的热合应在密封膜出厂前完成，搭接宽度应大于15mm。2021-11-472 真空预压的出膜装置主要是为了连接真空泵、真空表、埋设地基中的各类监测仪器设备。安装出膜装置时，要注意保证连接部位的密封性，确保连接平稳牢固。 。粘土帷幕墙施工机械是根据深层搅拌桩机改装而成，目常用的搅拌机械有单管和双管两种，根据行进方式，有步履式、履带式和滚筒式三种。在真空预压粘土帷幕墙施工中，建议采用双管搅拌机械

33、。 2021-11-4732021-11-474上海浦东国际机场扩建工程西货运机坪2021-11-475 真空预压法施工工序为：场地平整 铺设砂垫层 打设塑料排水板 开挖密封沟 布设吸水管 铺设密封膜 真空泵安装 抽真空 停泵卸载。 真空预压法施工主要工艺如下：铺设砂垫层之前对加固区的范围内进行场地平整，清除障碍物，清表后铺设20cm砾石砂垫层，打设塑料排水板，再铺设20cm砾石砂垫层。砾石砂采用自然级配，最大粒径5cm，上铺设中粗砂，含泥量3，厚度10cm。整个场地铺满并平整砂垫层后，其表面高差应在10cm。2021-11-476 。在铺设好砂垫层后，可以进行排水板施工，排水板需要专门的机械

34、插设。排水板垂直下插打入至设计标高(淤泥或淤泥质粘土底层面以上0.5m处)，垂直度偏差应1.5，排水板间距1.2m左右，上端应在砂垫层2030cm处。为了确保插板质量，应规定在每台插板机上安装排水板打设自动检测记录仪。 密封沟布置在加固区的周围，在真空预压施工中主要起周边密封的作用，密封沟深度要在1.5m以上。密封沟采用人工配合挖土机开挖，在铺设密封膜后，密封沟用淤泥或粘土回填，将膜边垂直插入软土中，并在沟内覆水，以确保膜周边的密封。2021-11-477 。主(干)管和支滤管间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用钢丝吸水胶管连接，全部吸水管均需埋入砂层中，并通过出膜器及吸水管与真空泵连接

35、。在挖密封沟的同时，可进行主(干)管和支滤管的连接、安装和埋设。铺膜前应捡除砂垫层表面的尖棱小石子、贝壳等杂物，并人工细平垫层表面。待埋设完真空表测头及其他观测仪器后，首先铺设第一层土工布，然后将两层聚氯乙2021-11-478烯薄膜铺放覆盖整个预压区，密封膜采用两层专用土工膜，按先后顺序铺设，铺好一层后，及时粘补膜面破损部位，确保膜面密封性，并将膜体四周埋入密封沟内，用淤泥或粘土回填密实。真空主管通过出膜器及吸水管与真空泵连接。出膜器的连接必须牢固，密封可靠。排水管与真空泵的连接要保证其通水、通气畅通。真空泵运转良好，及时检查其运转情况。2021-11-479 与堆载预压法相比，真空预压法具

36、有明显的技术优势。 (1)真空预压法是利用大气来加固软土地基的，因此和堆载预压法相比，不需要大量的预压材料及实物，可避免材料运入、运出而造成的运输紧张、周转困难与施工干扰。 (2)由于真空预压法加固软土地基的过程中，作用于土体的总应力并没有增加，降低的仅是土中孔隙水压力，而孔隙水压力是中性应力，是一个球应力，所以不会产生剪切变形，发生的2021-11-480只是收缩变形，不会产生侧向挤出情况，仅有侧向收缩，因此真空预压荷载无须分级施加，可以一次快速施加到80kPa以上而不会引起地基失稳，与堆载预压法相比明显地具有加载快的优点。同时，因为其加荷是靠抽气来实现的，所以卸荷时也只要停止抽气就可以了，

37、这比堆载预压法要简单容易得多。 (3)真空预压法在加固土体的过程中，在真空吸力的作用下易使土中的封闭气泡排除，从而使土的渗透性提高、固结过程加快。 2021-11-481 (4)真空预压法在加固软土地基时，地基周围的土体是向着加固区内移动的，而堆载预压法则相反，土体是向着加固区外移动的，所以二者发生同样的垂直变形时，真空排水预压加固的土体的密实度要高； 另外，由于真空预压是通过垂直排水通道向土体传递真空度的，而真空度在整个加固区范围内均匀分布，因此加固后的土体，在整个加固区其垂直度变形比堆载预压加固的要均匀，而且平均沉降量要大。2021-11-482(5)真空预压法的强度增长是在等向固结过程中

38、实现的，抗剪强度提高的同时不会伴随剪应力的增大，从而不会产生剪切蠕动现象，也就不会导致抗剪强度的衰减，经真空预压法加固的地基其抗剪强度增长率，同样情况下比堆载预压法的要大。(6)真空预压法施工机具和设备简单，便于操作，施工方便，作业效率高，无噪声、无振动、无污染，特别适合在不影响业主生产及周边环境污染要求高的地区施工。2021-11-4832021-11-4842021-11-4852021-11-4862021-11-4872021-11-4882021-11-4892021-11-490塑料排水板2021-11-491塑料排水板2021-11-4922021-11-4932021-11-4

39、942021-11-4952021-11-4962021-11-497 无疏水（砂）层真空预压法对传统真空预压法进行了改进，不需要铺设排水砂垫层，在处理场地上打插塑料排水板后，每隔两排塑料排水板布置一条水平管道，并使用连接器将塑料排水板露出部份紧密连接到水平管道上，无疏水砂层真空预压法适用于大面积软土地基加固，如机场跑道、公路、港口、码头以及岸堤填海造陆的水下软土等的地基处理施工，特别是对于吹填土和新近淤泥堆积的超软土有特别好的加固效果，且节省了铺设砂垫层的大量投入，真空度传递效果好，具有施工工期短，经济节约的独特优势。从而使水平向排水板系统和垂直向排水板系统连成一个有机的整体，铺膜后使用抽真

40、空装置进行真空预压施工。 2021-11-4982021-11-4992021-11-4100 桩基是一种常见的基础形式。桩的作用是将上部结构荷载传递到下部较坚硬、压缩性小的土层或岩层。由于桩基具有承载力高、稳定性好、沉降及差异变形小、沉降稳定快、抗震能力强以及能适应各种复杂地质条件等特点而得到广泛使用。随着桩基技术的广泛实践，新型的桩基技术层出不穷。 在深基础工程中，桩基础是其主要的形式。近年来，随着土木工程的大型化、群体化，城市建筑向高层、超高层发展，对地基承载力的要求越来越高，由此，各种类型灌注桩也得到了越来越多的使用。2021-11-4101 但单一工艺的灌注桩往往满足不了上述发展的要

41、求。以泥浆护壁法钻、冲孔灌注桩为例，由于成孔工艺的固有缺陷(桩底沉渣、桩侧泥膜的存在和成孔过程中孔壁土体松动与软化)，导致桩端阻力和桩侧摩阻力显著降低，从而使灌注桩无法很好地发挥其承载能力。由此，灌注桩后注浆(cast-in-situ Pile Post Grouting，简写PPG)技术应运而生，并得到了广泛的应用与发展，取得了显著的技术经济效益。 2021-11-41022021-11-4103 2021-11-4104 灌注桩后注浆技术是将土体加固技术与桩基技术相结合的一项创新技术，即在灌注桩桩身混凝土达到预定强度后，用注浆泵将水泥浆或水泥与其他材料的混合浆液，通过预设在桩身内的注浆导管

42、及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入桩端、桩侧的土体(包括沉渣和泥皮)中，使桩间土界面的几何和力学条件得以改善，从而提高桩基承载力，减小沉降。 灌注桩后注浆提高承载力的机理如下： 。对于粗颗粒沉渣被水泥浆固化为中低强度混凝土，对于细颗粒沉渣、虚土被固化为网状结石复合土体，从而桩端阻力得以提高。2021-11-4105 桩身表面泥皮因水泥浆的物理化学作用而固化，桩侧阻力也因此提高。 当桩底桩侧为粗粒土、卵石、砾石、粗中砂时，因水泥浆的渗入胶结而使其强度提高。当桩底桩侧为细粒土、粘性土、粉土、粉细土时，因水泥浆的劈裂注入，形成强度和刚度较高的网状加筋复合土体，从而提高灌注桩承载能力。2021-11-4

43、106 由于水泥浆的注入，桩底沉渣和桩侧泥皮固化，在桩底形成扩大头，桩侧形成紧固于桩体的一层较厚的水泥结石层，起到扩底扩径作用。 灌注桩后注浆技术是一种提高桩基承载力的辅助措施，而不是成桩方法。对于桩长超过15m且承载力增幅要求较高者，宜采用桩底、桩侧复式注浆。 灌注桩后注浆技术适用性较强，适用于各类泥浆护壁和干作业的钻、挖、冲孔灌注桩。 对大直径超长大型桩，其技术经济效益更为显著。2021-11-4107 采用两根20 mm钢管作注浆管,末端300 mm钻成由8 mm孔径呈梅花状排列的花管作为注浆阀，两端花管相向弯曲150，用自行车内胎套上，并用防水胶带缠紧，末端注浆管堵头要封死，并用高压胶

44、皮扎紧，严防压浆时浆液喷出,降低注浆效果。两根注浆管的接头丝扣缠上防水胶带，并对称绑扎，焊接在钢筋笼两侧。2021-11-41082021-11-4109 灌注桩后注浆技术主要施工工序：成孔 清孔、制作钢筋笼并装配注浆设备 下钢筋笼 二次清孔 灌注桩身混凝土 养护2d 注浆 养护 检测、验收。 (1)后注浆导管应采用无缝钢管，与钢筋笼加劲筋焊接或绑扎固定后可取代等承载力桩身纵向钢筋；管阀应能承受1MPa以上静水压力且具备逆止功能，其外部保护层还应能抵抗砂石等硬质物的刮撞而不致使管阀受损。2021-11-4110(2)桩底后注浆导管及注浆阀数量宜根据桩径大小设置。对于d600mm的桩，可设置1根

45、；对于600mmd1000mm的桩，宜沿钢筋笼圆周对称设置2根；对于1000mm d2000mm的桩，宜沿钢筋笼周围对称设置34根。 (3)钢质后注浆导管与钢筋笼加劲筋焊接或绑扎固定，然后随钢筋笼一起吊入孔中。钢筋笼应沉放到底，不得悬吊，下笼受阻时不得撞笼、墩笼、扭笼；注浆管顶端要高于自然地面，并用管子闷头封好，以免杂质漏入。2021-11-4111(4)浆液的水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定。对于饱和土宜为0.50.7，对于非饱和土宜为0.70.9(松散碎石土、砂砾宜为0.50.6)。另外，低水灰比浆液宜掺入减水剂，有流动地下水时，浆液应掺入速凝剂。 (5)单桩注浆量G。(以水泥重量t为单

46、位)应依据桩的直径、长度、桩底桩侧岩土性状、沉渣量、单桩承载力增幅、是否复式注浆等因素确定，估算式为：2021-11-4112ndadaGspc (316)式中 分别为桩底、桩侧注浆量经验系数， ；对于卵、砾石、中粗砂取较高值； 桩侧注浆断面数； 桩直径，m。spaa 、8 . 15 . 1pa7 . 05 . 0sand 独立单桩、桩距大于6d的群桩和群桩初始注浆的部分基桩的注浆量，应按式(316) 的估算值乘以1.2的增大系数。2021-11-4113 (6)在成桩2d或桩身混凝土初凝后，采用注浆泵将严格按照浆液配合比拌制的浆液注入灌注桩桩底或桩侧。对于饱和土中的复式注浆顺序宜先桩侧，后桩

47、底；对于非饱和土宜先桩底，后桩侧；多断面桩侧注浆宜先上后下；对于桩群注浆宜先外围，后内部；桩底注浆宜对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆。此外，桩侧、桩底注浆间隔时间不宜少于2h，注浆作业离成孔作业点的距离不宜小于810m。2021-11-4114(7)注浆作业开始前，宜进行试注浆，优化并最终确定注浆参数。在注浆过程中，注浆流量不宜超过75Lmin，若发生异常现象(如注浆泵压力表指针越来越高、地面冒浆及地下窜浆等)时，应暂停注浆，查明原因后再继续注浆。(8)桩底注浆的终止工作压力应根据土层性质、注浆点深度确定。对于风化岩、非饱和粘性土、粉土，宜为510MPa；对于饱和土层宜为1.56MPa，

48、软土取低值，密实粘性土取高值；桩侧注浆终止压力宜为桩底注浆终止压力的12。 2021-11-4115 当注浆总量和注浆压力均达到设计要求或注浆总量已达到设计值的75，且注浆压力超过设计值时，可终止注浆。当注浆压力长时间低于正常值、地面出现冒浆或周围桩孔串浆时，应改为间歇注浆，间歇时间以3060min为宜，或调低浆液水灰比。 1质量检查和验收 (1)后注浆施工完成后应提供：水泥材质检验报告、压力表检定证书、试注浆记录、设计工艺参数、后注浆作业记录、特殊情况处理记录等资料。 (2)承载力检验应在注浆后20d进行，浆液中掺入早强剂时可适当提前进行。2021-11-4116 (3)对于注浆量等主要参数

49、达不到设计要求时，应根据工程具体情况采取相应措施。 (1)灌注桩经后注浆处理后的单桩极限承载力应通过静载试验确定，在没有地方试验的情况下，可预估单桩竖向极限承载力标准值 估算式为ukQPpkpiskisiukAqLqUQ (317) 式中 极限侧阻力和极限端阻力标准值，按建筑桩基技术规范(JGJ 941994)或有关地方标准取值； 桩侧第 层土厚度； ipkskiqq 、iL2021-11-4117 桩身周长和桩底面积； 侧阻力增强系数，通常 ，细粒土取低值，粗粒土取高值。 (2)在确定单桩承载力设计值时，应验算桩身承载力。 (1)设备构造简单，操作方便，安全可靠。 (2) 广泛适用于各种成孔

50、工艺的灌注桩。 PAU、psi、，0 . 22 . 1si0 . 32 . 1p2021-11-4118 (3)经济效益显著。与普通灌注桩相比，对于承载力设计值为500010000kN的单桩，采用后注浆技术，每根桩可节约造价20008000元，而且在投入相同设备能力条件下，可大大缩短工期。2021-11-4119表1 S、S桩在不同注浆工艺下桩长计算2021-11-41202021-11-4121 目前，国内外对有地下水的灌注桩施工主要采用“振动沉管灌注桩”、“泥浆护壁钻孔灌注桩”及“长螺旋钻孔无砂混凝土灌注桩”等施工方法。 (1)启动振动锤振动沉管至预定标高。 (2)将预制好的钢筋笼通过桩管

51、下放至设计标高。 (3)向桩管中浇筑混凝土。 (4)边振动、边浇筑、边拔管，直至成桩完毕。 2021-11-41222021-11-41232021-11-41242021-11-4125 (1)通过泥浆护壁钻孔至设计深度。 (2)下放钢筋笼至泥浆护壁桩孔。 (3)下放水下混凝土灌注导管至一定深度。 (4)灌注水下混凝土。 (1)长螺旋钻孔机钻孔至设计标高。(2)采用水泥浆护壁，通过桩管向钻头底端注水泥浆，边注浆边拔管。2021-11-4126(3)在水泥浆护壁的桩孔内下放绑扎有水泥补浆管的钢筋笼，并向孔内倒入碎石。 (4)通过绑扎在钢筋笼上的水泥补浆管补浆，将桩身和桩底的杂质排出桩身。 20

52、21-11-4127 长螺旋水下灌注桩施工工艺流程如图311所示。其步骤为： 图311 长螺旋水下灌注桩施工工艺流程 (a)长螺旋钻机成孔至设计标高；(b)边拔钻边灌入混凝土成素混凝土桩；(c)钢筋笼就位；(d)钢筋笼送至设计标高；(e)拔出钢筋导入管成桩2021-11-4128 (1)螺旋钻机就位。 (2)钻孔至预定标高。 (3)利用混凝土泵将搅拌好的混凝土通过钻杆内管压至钻头底端，边压混凝土边拔管，直至成素混凝土桩。 (4)利用专门的钢筋笼送放装置(导入管)将制作好的钢筋笼振入或压入设计标高。 (5)边振动边提拔钢筋笼导入管，并使桩身混凝土振捣密实。2021-11-4129 长螺旋水下灌注

53、桩技术与泥浆护壁钻孔灌注桩技术相比，施工便捷、无泥浆或水泥浆污染、噪声小、效率高(施工效率可提高45倍)、成本低(施工费用可降低30左右)、单桩承载力提高、成桩质量稳定，是一套高效、经济、环保的施工工艺。 长螺旋水下灌注桩技术指标见表3-6。2021-11-4130参 数指 标参 数指 标基桩承载力按设计要求混凝土强度按设计要求，但不小于C25桩径4001000mm混凝土坍落度200240mm桩长30m提钻速度1.22.5mmin桩垂直度1钢筋笼按设计要求，保护层厚度5cm表36 长螺旋水下灌注桩主要技术指标2021-11-4131 大丰市金宇景苑为旧城拆迁改造项目，开发的30幢商住楼均采用条式砖混结构，六层，天然地基承载力不能满足设计要求，原设计采用了锤击管桩基础。2.工程地质，水文地质条件(1)地层结构及岩性杂填土，松散，湿，