地基处理-复合地基（基础工程）

1.CFG桩的概念2.成桩工艺类型3.加固机理4.施工工艺方法CFG桩法是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是由碎石、石屑、粉煤灰组成混合料，掺适量水进行拌和，采用各种成桩机械形成的桩体，与桩间土、褥垫层一起形成复合地基。通过调整水泥的用量及配比，可使桩体强度等级在C5～C20之间变化，最高可达C25，相当于刚性桩。CFG桩复合地基由中国建筑科学研究院研制。1.CFG桩的概念CFG桩复合地基是目前应用最广泛，也是最有效的地基处理方法之一，具有造价经济、质量合理、工期较短的优势。根据其施工设备的不同，一般有振动沉管灌注、长螺旋钻孔灌注、长螺旋钻孔+管内泵压混合料、泥浆护壁钻孔灌注四种成桩工艺。

2.成桩工艺类型置换作用：一般情况下CFG桩承担的荷载远大于桩间土，可见为了提高复合地基承载力可以采取置换的措施。排水作用：成桩初期，桩体实际上已构成了固结排水通道，加速了桩周土的固结过程。挤密作用：施工过程中，由于沉管的震动作用，将会对桩间土产生扰动和挤密。褥垫层作用：褥垫层在调整桩、土荷载分担比方面起了巨大的作用。桩体作用：桩体强度可高达C25，相当于刚性桩。加筋作用：

CFG桩能提高土体的抗剪强度，增加土坡的抗滑能力。3.加固机理以长螺旋管内泵料CFG钻机成桩工艺为例：施工准备、测量放样、桩基施工、桩间土清除、桩头环切、桩基检测、桩帽施工。4.施工工艺方法1.灰土挤密桩的概念2.工程特点3.加固机理4.施工工艺方法灰土挤密桩是利用冲击或振动方法将钢管打入土中，使之侧向挤密成孔，将管拔出后，在桩孔中分层回填2：8或3：7灰土夯实而形成增大直径的桩体。灰土挤密桩与桩间土共同组成复合地基，以承受上部载荷。1.灰土挤密桩的概念该法最显著的特点在于不取土，回填物料时，夯实物料时又进一步扩孔。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指标，并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，灰土挤密桩不需大量开挖回填，可节省土方开挖和回填土方工程量，工期可缩短50%以上；处理深度较大，可达12~15m；可就地取材，应用廉价材料，降低工程造价；机具简单，施工方便，工效高。灰土挤密桩适用于地下水位低的粉土、素填土、杂填土、粘性土、湿陷性黄土等土质的软土地基加固。一般情况下，如果为了消除地基湿陷性或提高地基的承载力或水稳性，降低压缩性，宜选用灰土桩。2.工程特点置换作用挤密桩是成孔过程中横向加密土层，施工成孔套管打入黄土层时，桩管周围地基土受水平挤压作用，从而管周围一定范围内的土在水平各个方向产生位移，减小孔隙率，增加密实度，部分或全部消除湿陷性。化学作用灰土挤密桩桩体材料为石灰与土按一定体积比(“二八”或“三七”灰土)均匀拌和的材料，生石灰吸水生成氢氧化钙的过程中，吸收周围土体的水分而膨胀，对周围土体产生进一步的挤密作用；桩网土共同作用挤密桩复合地基通过“桩-网-土”三者的共同作用，褥垫层中的网具有荷载分担作用，桩起竖向增强作用，桩间土承受的荷载应力相对减小，使桩土应力分布更为协调，有利于工后沉降的控制。3.加固机理先对所用灰土进行各种指标检测，再根据设计桩位和桩距，现场放点施工、成孔，在成孔完成后，用钢卷尺、测绳和吊锤对成孔直径、桩长和孔体垂直度进行检测。最后分层填料，利用橄榄锤逐层夯实灰土成桩（每层填土厚度约50cm，每次填土压实厚度约25cm，夯击次数7击），以提高地基的承载力或水稳性。具体施工流程为：施工准备→成孔→灰土拌和→灰土回填→休止期→监测。4.施工工艺方法1.加筋土的概念2.工程特点3.加固机理4.施工工艺

加筋土技术是将基础下一定范围内的软弱土层挖去，然后逐层铺设土工合成材料与砂石等组成的加筋垫层作为地基持力层，通过筋材与土体之间的摩擦作用可以改善土体抗拉、抗剪性能，提高地基承载力，减小沉降。

加筋土是由填土、在填土中布置一定重量的带状拉筋及直立的墙面板三部分组成一个整体的复合结构。

1.加筋土技术的概念1．可充分利用材料性能。2．可实现工厂化生产。3．适应性强。4．节省用地面积，节省工程投资。5．有利于环境美化。6．有良好的抗震性能。7．结构简单，施工方便。2.工程特点3.加固机理其加固机理有两种观点解释：①摩擦加筋理论；②准粘聚力理论(或莫尔-库仑理论)。①摩擦加筋理论认为：在加筋土结构中，由填土自重和外力产生的土压力作用于墙面板，通过墙面板上的拉筋连接件将此土压力传递给拉筋，存在着将拉筋从土中拉出的可能，而拉筋又被填土压住，于是填土与拉筋之间的摩擦力阻止拉筋被拔出。因此，只要拉筋材料具有足够的强度，并与土产生足够的摩阻力，则土体就可保持稳定。②准粘聚力理论认为：加筋土结构可以看作是各向异性的复合材料，通常采用的拉筋，其弹性模量远大于填土。在这种情况下，拉筋与填土的共同作用，包括填土的抗剪力、填土与拉筋的摩擦阻力及拉筋的抗拉力，使得带有拉筋的填土的强度明显提高。4.施工工艺加筋土挡土墙施工主要工序：基（槽）坑开挖→地基处理→排水设施→基础浇（砌）筑→墙面板预制→墙面板安装→筋带铺设→填筑压实→墙顶封闭等。1.石灰桩的概念2.工程特点3.加固机理4.施工工艺方法石灰桩是指采用机械或人工在地基中成孔，然后贯入生石灰或按一定比例加入粉煤灰、炉渣、火山灰等掺合料及少量外加剂进行振密或夯实而形成的密实桩体。按照用料特征和施工工艺可分为3类：

块灰灌入法（石灰桩法）

粉灰搅拌法(石灰柱法）石灰浆压力喷注法1.石灰桩的概念

(1)石灰桩法（又称块灰灌入法）

石灰桩法是采用钢套管成孔，然后在孔中灌入新鲜生石灰块，或在生石灰块中掺入适量的水硬性掺和料和火山灰，一般的经验配合比为8:2或7:3。在拔管的同时进行振密或捣密，利用生石灰吸取桩周土体中水分进行水化反应，此时生石灰的吸水、膨胀、发热以及离子交换作用，使桩四周土体的含水量降低、孔隙比减小，使土体挤密和桩体硬化。桩和桩间土共同承受荷载，成为一种复合地基。

(2)石灰柱法（也叫粉灰搅拌法）

粉灰搅拌法是粉体喷射搅拌法的一种。所用的原材料是石灰粉，通过特制的搅拌机将石灰粉加固料与原位软土搅拌均匀，促使软土硬结，形成石灰（土）柱。

(3)石灰浆压力喷注法

石灰浆压力喷注法是压力注浆法的一种，它是采用压力将石灰浆或石灰—粉煤灰浆喷注于地基的孔隙内或预先钻好的钻孔内，使灰浆在地基土中扩散和硬凝，形成不透水的网状结构层，从而达到加固目的。此法可用于处理膨胀土，借以减少膨胀潜势和隆起；加固破坏的堤岸岸坡；整治易松动下沉的铁路路基等，此法在国内很少应用。

该法最显著的特点在于不取土，回填物料时，夯实物料时又进一步扩孔。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指标，并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，灰土挤密桩不需大量开挖回填，可节省土方开挖和回填土方工程量，工期可缩短50%以上；处理深度较大，可达12~15m；可就地取材，应用廉价材料，降低工程造价；机具简单，施工方便，工效高。灰土挤密桩适用于地下水位低的粉土、素填土、杂填土、粘性土、湿陷性黄土等土质的软土地基加固。一般情况下，如果为了消除地基湿陷性或提高地基的承载力或水稳性，降低压缩性，宜选用灰土桩。2.工程特点石灰桩的加固机理可以从桩间土、桩身、复合地基三个方面来分析。①桩间土：

成孔挤密。石灰桩使用震动沉管成孔，使桩间土产生挤压和排土的作用。一般情况下，地基土的渗透性越大，打桩的挤密性越好。

膨胀挤密。生石灰吸水硬化会产生膨胀（自然状态下，石灰熟化后体积会增大到原来的1.5—3.5倍。

脱水挤密。生石灰发生熟化时会放出大量的热能，使土中产生一定的气化脱水，从而使土中的含水量下降、空隙比减小。

胶凝作用。生石灰熟化后产生的Ca(OH)2

中的一部分与土中的二氧化硅、氧化铝发生反应生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化产物，对土颗粒产生胶凝作用，使土的体积增大。同时改变了土的结构，提高了土的强度。②桩身：

石灰桩若采用生石灰为原料，水化后，石灰桩的直径可以达到原来的1倍。③复合地基：

由于石灰桩比桩间土有更大承载力，所以在于桩间土形成的复合地基中具有桩体作用。当承受荷载时，桩体将产生应力集中现象。

3.加固机理石灰桩一般是在加固范围内施工时，先外排后内排；先周边后中间；单排桩应先施工两端后中间，并按每间隔1～2孔的施工顺序进行，不允许由一边向另一边平行推移。具体包括成孔、填夯和封顶三个施工步骤。

①成孔：石灰桩施工可采用洛阳铲或机械成孔。机械成孔方法分为沉管法、冲击法及螺旋钻进法。②填夯：成桩时可采用