第4章-深层密实法

强夯法2概述1第4章

深层密实法石灰桩4碎(砂)石桩3CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)6土(或灰土、二灰土)桩5深层密实法包括动力压密法和深层挤密桩法，其基本原理都是通过特定的地基处理技术使得深层地基得到密实加固的目的。

动力压密法是采用动荷载对地基进行加固的方法，这种方法一般比静载预压法经济。

深层挤密桩法是以振动和冲击的方法成孔，然后向孔中填入砂、碎石、土、灰、灰土或几种材料拌和成的混合材料，将材料捣实挤入软土地基中，在地基中造成直径较大的密实桩体，称为挤密桩。4.1概述4.2强夯法12加固机理设计计算34施工方法质量检验5工程实例（1）动力密实（2）动力固结①强夯的力学模型4.2.1加固机理②土强度的增长过程③夯击能的传递机理④夯击能下孔隙水的变化机理4.2.1加固机理⑤强夯时间效应理论4.2.1加固机理（3）动力置换①整体置换法的加固机理②桩式置换的加固机理4.2.1加固机理（1）强夯法设计①有效加固深度

在无经验或试验资料时，可按式（4-2）预估：4.2.2设计计算②强夯机具、夯锤质量及夯锤落距的选择③单点总夯击能（或夯击次数）与夯入度④夯击点间距4.2.2设计计算⑤夯击遍数与间歇时间⑥地基承载力的确定和地基变形计算（2）强夯置换法的设计夯点的夯击次数应通过现场试夯确定，且应同时满足下列条件：①墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长；②累计夯沉量为设计墩长的倍；③最后两击的平均夯沉量应满足强夯法的规定。（3）强夯设计中的几个问题4.2.2设计计算（1）施工机械

强夯法的主要设备包括、夯锤、起重机和脱钩装置三部分。（2）强夯法施工①平整场地；②垫层铺设；③强夯施工（3）安全措施①当强夯施工时所产生的振动，对邻近建筑物和设备产生有害影响时，应采取防震或隔振措施。②为了防止飞石伤人，现场工作人员应该戴安全帽；在夯击时，所有其他人员应退到安全线以外。4.2.3施工方法强夯（置换）地基的质量检测，包括施工过程中的质量检测及夯后地基的质量检验，其中前者尤为重要。所以必须认真检查施工过程中的各项测试数据和施工记录，如不符合要求时，应补夯或采取其他有效措施。

质量检验方法可采用：室内试验；十字板试验；动力触探试验（包括标准贯入试验）；静力触探试验；旁压仪试验；载荷试验；波速试验。4.2.4质量检验详见教材P40-P434.2.5工程实例4.3碎(砂)石桩12加固机理设计计算34施工方法质量检验5工程实例4.3碎(砂)石桩（1）对松散砂土地基的加固机理①挤密作用②排水作用③砂基预震效应（2）对黏性土加固的机理

砂石桩体作为复合地基的加固作用，除了提高地基承载力、减少地基的沉降量外，还可用来提高土体的抗剪强度，增大地基的抗滑稳定性。不论疏松砂性土或软弱黏性土，碎（砂）石桩的加固作用主要有、挤密、置换、排水、垫层和加筋五种作用。4.3.1加固机理（1）一般设计原则①加固范围②桩位布置及桩径③砂石桩的桩长④桩体材料宜就地取材⑤施工后处理程序⑥复合地基承载力计算4.3.2设计计算⑦地基沉降计算⑧稳定分析（2）砂性土的计算要点当正方形布置时，有：当等边三角形布置时，有：（3）黏性土地基的计算要点根据工程对地基加固处理的要求来确定面积置换率：4.3.2设计计算等边三角形布桩正方形布桩矩形布桩等边三角形布置正方形布置4.3.2设计计算（1）振动成桩法（振动法）复合地基承载力标准值即：也可采用下式计算碎石桩复合地基极限承载力：复合压缩模量采用下式计算：4.3.3施工方法（2）捶击成桩法(捶击法)（3）干振挤密碎石桩法（4）沉管碎石桩法（5）夯扩碎石桩法（6）袋装碎石桩法（7）施工要求4.3.3施工方法（1）检测方法、时间和检测频率（2）单桩和复合地基载荷试验要点①承压板应具有足够刚度②试坑深度、长度和宽度③加载等级④沉降测读时间及稳定标准⑤终止试验条件⑥卸载⑦复合地基承载力特征值的确定4.3.4质量检验4.3.5工程实例详见教材P55-P564.4石灰桩12加固机理设计计算34施工方法质量检验5工程实例石灰桩加固软土地基的主要作用机理是通过生石灰的吸水膨胀挤密桩周土继而经过离子交换和胶凝反应使桩间土强度提高。

石灰桩的加固机理可从桩间土和桩身两方面进行分析。（1）桩间土①成孔挤密②膨胀挤密③脱水挤密④胶凝作用（2）桩身4.4.1加固机理（1）桩径、桩距及处理范围（2）处理深度（3）填料配合比（4）承载力的确定（5）地基变形计算

实践证明，石灰桩加固软土地基可按一般复合地基的理论计算，由于建设速度的需要，设计时可只考虑桩身四周挤密土的早期强度，后期强度作为安全储备。4.4.2设计计算天津塘沽采用“套管法”打石灰桩，并总结出一套施工方法和经验，如图所示。4.4.3施工方法接上图4.4.3施工方法石灰桩加固地基的效果是肯定的，一般地基承载力的可以提高一倍以上。石灰桩还可以大大减少后期变形，保证建筑物的安全使用。①施工质量检测，宜在石灰桩施工7-10d后进行。竣工验收检测宜在施工28d后进行。施工检测可采用静力触探、动力触探或标准贯入试验。②灰土桩竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。4.4.4质量检验4.4.5工程实例详见教材P60-P614.5土(或灰土、二灰土)桩12加固机理设计计算34施工方法质量检验5工程实例（1）挤密作用

土质均匀则有效挤密范围大，土质不均匀则有效挤密范围小。（2）灰土性质作用①固化作用②桩体作用③应力扩散作用4.5.1加固机理（1）桩孔直径（2）桩距和桩排4.5.2设计计算（3）桩孔深度（4）处理宽度（5）容许承载力和变形模量①载荷试验方法确定②参照工程经验确定4.5.2设计计算（1）施工准备（2）桩位成孔①沉管法

沉管法成孔可按施工机械的不同分为锤击沉管法和振动成管法。②爆扩法

爆扩法成孔工艺有药管法和药眼法两种。③冲击成孔法（3）回填夯实4.5.3施工方法（1）轻便触探检验法

先通过试验夯填求得“检定锤击数”，检验时以实际锤击数不小于检定锤击数为合格。（2）环刀取样检验法

先用洛阳铲在桩孔中心挖孔或通过开剖桩身，从基底算起沿深度方向每隔用带长把的小环刀分层取出原状夯实土样，测定其干土重度。（3）载荷试验法

重要大型工程应进行现场载荷试验和浸水载荷试验，直接观察承载力的提高和湿陷情况。4.5.4质量检验4.5.5工程实例详见教材P65-P6612加固机理设计计算34施工方法质量检验4.6CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)4.6CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)其加固软弱地基的作用机理主要有三种：（1）桩体作用（2）挤密作用（3）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4.6.1加固机理③调整桩、土荷载分担比④调整桩、土水平荷载分担比4.6.1加固机理（1）设计思路（2）材料要求及配合比

在混合料中，石屑与碎石的组成比例用石屑率表示：混合料28天强度与水泥标号和灰水比有如下关系：4.6.2设计计算（3）设计参数①桩径d②桩距L③桩长l4.6.2设计计算④褥垫层⑤沉降计算

假定加固区复合土体为与天然地基分层相同的若干层均质地基，不同的压缩模量都相应扩大

倍，然后按分层总和法计算加固区和下卧层变形求和：4.6.2设计计算水泥粉煤灰碎石桩的施工，应根据现场条件选用不同的施工工艺：①长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土；②长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，适用于黏性土、粉土、砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地；③振动沉管灌注成浆，适用于粉土、黏性土及素填土地基。

对于长螺旋钻孔、管内泵压混合料