127常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理

二、碎石樁（砂樁）的加固機理

1、擠密作用

2、置換作用

3、排水作用4.3.1概述128常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理

一、樁體布置

1、碎石樁（砂樁）宜采用正三角形布置，砂樁樁徑一般采用40～70cm，碎石樁直徑一般采用50～100cm，最大可達200cm。

2、處理寬度應保證路基下坡腳外側至少有2排碎石樁，當碎石樁用于防止砂土液化時，則每邊放寬不小于處理深度的1/2并不小于5m。

3、樁長及樁間距通過計算確定，最大樁距不超過5倍樁徑。

（1）在可液化土層中，樁長按抗震要求處理的深度確定；（2）按穩定性控制的工程，樁長不應小于最危險滑動面以下2m；（3）按變形控制的工程，樁長根據工后沉降計算確定；（4）樁長一般不超過14m。4.3.2碎石樁（砂樁）設計129常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理

二、樁體材料

1、碎石樁成樁材料以粒徑30～70mm的硬質巖的碎石或卵石為主，可部分摻砂，含泥量小于10％，不得采用強風化巖或軟質巖石料。

2、砂樁成樁材料主要是工程砂，采用中粗混合砂，含泥量不大于3％。為了增大樁體的摩擦角，可以加入角礫混合，但最大顆粒粒徑不得超過50mm，含泥量不大于5％。碎石樁內摩擦角：35～45度，多采用38度砂樁內摩擦角：級配良好的棱角砂：級配良好的圓粒砂或均勻棱角砂：均勻圓粒砂：4.3.2碎石樁（砂樁）設計標貫擊數130常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理

三、樁頂墊層

1、碎石樁樁頂設置600mm厚墊層，應采用級配良好的碎石或砂礫，不含植物殘體、垃圾等。墊層的最大粒徑不大于30mm。

2、砂樁樁頂填筑600mm厚砂墊層，采用中砂或粗砂，有機質含量不大于1%，不得含有粘土塊和其它雜物，含泥量不得超過5%，滲透系數大于5×10-5m/s。四、質量檢驗

1、施工結束一周后由專門的檢測單位進行質量檢驗。

2、密實度檢測：檢測頻率為總樁數的5％。用重II型動力觸探檢驗，貫入量100mm時擊數不小于5次。

3、單樁及復合地基承載力檢測。4.3.2碎石樁（砂樁）設計131常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理

碎石樁根據成樁工藝，可以分為濕法碎石樁和干法碎石樁。4.3.3碎石樁施工名稱設備與工藝制樁工效可達樁長可達樁徑側向擠密能力垂直加密能力環境影響濕法碎石樁振沖碎石樁以專用振沖器水平振動加水沖造孔，分層振密填料較快20～250.6～1.2強強有泥水污染干法碎石樁干振碎石樁以專用振沖器水平振動造孔，分層振密填料較快<60.4～0.7強中等無泥水污染錘擊碎石樁重錘內擊沉管分層擊實填料中等12～150.4～0.7較強強振動成管碎石樁利用振動沉管打樁機垂直振動造孔，分層振密填料較快19～280.4～0.6中等中等132常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理

一、振沖碎石樁施工工藝振沖碎石樁根據填料方法的不同，又分為：

間斷填料法

連續填料法

綜合填料法

先護壁后制樁法

4.3.3碎石樁施工133常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理

二、振沖碎石樁施工工藝

連續填料法施工工藝：（1）定位：將振沖器對準樁位（2）成孔：利用振沖器垂直成孔；（3）振沖器在孔底留振：一般留振30s;

（4）振沖器上提30～50cm，從孔口不斷填料，邊填邊振，達到密實電流；（5）振沖器上提，填料、振密，如此重復，直至整樁制作完成。4.3.3碎石樁施工

充盈系數定義為每根碎石樁實際灌入碎石量與設計樁徑和樁長計算理論碎石樁體積的比值。碎石樁規范建議充盈系數為1.1到1.2。

134常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理

二、振沖碎石樁施工工藝

4.3.3碎石樁施工振沖碎石樁現場施工照片135常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理

二、振動沉管碎石樁施工工藝

1、定位。振動沉管打樁機到達施工的樁位后對中，并抄平塔架平臺，使導桿垂直于地面。

2、提升振動錘和鋼管，將樁尖活瓣閉合。

3、加壓并開動振動錘將鋼管沉入土中至設計要求的深度。

4、根據設計碎石樁樁長按松方系數1.3計算每根樁的用料量，分兩次上料，第一次上料為總需量的70％，并同時加適量的水，當振動提管到4～5m高度時再上足全部材料，加水量以使粒料達到飽和含水量為度，加水量過大或過少都將影響成樁的密實度，實際用水量約為粒料的30％。

5、采用逐步拔管法將鋼管拔出：每次振動拔出1m（拔管速度一般為1.2～1.5m/min）停置上拔繼續振動30s，再上拔1m停止，繼續振動30s，依次操作直至將鋼管全部拔出地面為止。4.3.3碎石樁施工136常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理

二、振動沉管碎石樁施工工藝

碎石樁采用振動沉管施工時，要注意以下幾點：

1、設備就位后必須平整，確保施工過程中不發生傾斜和移動，機架和鉆桿的垂直度偏差不得大于1.0％，如發現偏差過大，必須及時調整。

2、樁機樁位對中偏差不得大于20mm，成樁直徑不小于設計樁徑的95％，成樁長度不小于設計樁長100mm，孔內填料量不少于設計填料量的95％。4.3.3碎石樁施工4.3.4砂樁施工

砂樁一般采用振動沉管法施工，具體同碎石樁。137常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理

二、振動沉管碎石樁施工工藝

4.3.3碎石樁施工振動沉管碎石樁現場施工照片138常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理4.3.5碎石樁處理軟基工程實例汕頭市龍洲工業區超聲電子廠房和周邊路地基加固（顏昭偉）1、工程地質概況汕頭市龍洲工業區超聲電子廠共12個單位工程，建筑面積約5.2萬m2

，其中主廠房(單層、局部二層)占地2.1萬m2，建筑面積2.7萬m2

，生產高檔多層印制板，精度要求較高。建筑場地為韓江入海口沖積相軟土地基，地基土層從上至下依次為：①素填土,中砂,層厚0.40～0.70m,干～飽和,松散,平均N63.5=3.6擊;②耕作土,層厚0.50～1.70m,飽和,松散,由粘性土混粉細砂組成,含植物根;③淤泥,層厚7.40～10.30m,飽和,流塑,平均N63.5=1.2擊;④粗砂,層厚3.00～7.00m,飽和,以稍密為主,局部松散或中密;⑤淤泥,層厚13.70～19.30m,飽和,流塑,平均N63.5=1.4擊;⑥粉質粘土,層厚0.60～6.00m,濕～飽和,濕～飽和,可塑,平均N63.5=5.8擊。較深層還有淤泥質粘土及淤泥質粉質粘土,平均N63.5=2.8擊。139常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理4.3.5碎石樁處理軟基工程實例汕頭市龍洲工業區超聲電子廠房和周邊路地基加固2、設計處理方案

經計算，第①層砂層液化等級為中等，對建筑物的震害主要是產生不均勻沉降，第④層粗砂層也屬可液化砂土。考慮到場區第①～③土層為松散的填砂層和高壓縮性的淤泥軟土層，工程性能差，承載力低，再加上考慮到附近已建成的果蔬市場地坪自然沉降達幾十厘米，沉降量大和不均勻性對主廠房中精密的電子機械設備及對主廠房周邊路下埋設的工業管溝、管道構成嚴重威脅，設計要求采用振沖碎石樁進行軟基處理，通過對土層擠密、置換和地基排水固結的復合作用，減小處理后的沉降量和沉降差異，提高土體承載力和抗震性能，其中以減少處理后沉降差異為主要目的。140常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理4.3.5碎石樁處理軟基工程實例汕頭市龍洲工業區超聲電子廠房和周邊路地基加固3、振沖碎石樁設計

（1）主廠房樁徑1.0m，周邊路樁徑0.8m。考慮到地基容許變形量、滿足軟弱下臥層強度要求及抗震處理深度等因素，打至相對硬層第④層，樁長約為11.4m。（2）主廠房采用等邊三角形布樁，樁距2.5m，排距2.2m；周邊路采用正方形布樁，樁距、排距均為3.0m。（3）制樁材料為粒徑30～80mm、質地堅硬、含泥量小于5%的花崗巖碎石。（4）質量控制的要素是密實電流45～50A，充盈系數≥1.25，留振時間10～15s。141常用軟土地基處理方法簡介4.3

粒料樁處理4.3.5碎石樁處理軟基工程實例汕頭市龍洲工業區超聲電子廠房和周邊路地基加固4、處理效果

（1）沉降觀測持續到碎石樁全部竣工后180d，累計沉降量最大值和最小值分別為28.8mm和21.6mm，平均值25.7mm，最大沉降差率0.13%，最后一個月觀測結果表明，所有觀測點基本穩定，滿足設計要求和電子機械工藝精度要求。（2）承載力檢測結果滿足要求。142常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理《標準圖集》中的加固土樁包括水泥攪拌樁、粉噴樁和高壓旋噴樁，其中水泥攪拌樁和粉噴樁屬于深沉攪拌法，高壓旋噴樁屬于高壓噴射注漿法。143常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.1概述一、深層攪拌法處理軟基概況

1、用帶有回轉、翻松、噴粉與攪拌功能的機械，將膠結材料與地基的軟土攪拌，使軟土地基局部范圍的某一深度，某一直徑內的軟土用固化材料予以改良、加固，形成加固土樁體，這種樁稱為水泥粘土樁、石灰粘土樁或某膠結物粘土樁，它具有一定的強度和水穩性。由攪拌樁體和四周軟土組成復合地基，可以提高地基承載力、提高地基的強度、增大地基變形模量。此外還能阻止地下水的滲透。144常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.1概述一、深層攪拌法處理軟基概況

2、水泥土室內試驗的結論性意見（1）加固后的水泥土重度比原地基略有增加，并隨水泥摻入比的增大呈微弱的遞增關系。（2）加固水泥土的含水量隨水泥摻入比的增大而減小。（3）水泥土的無側限抗壓強度一般為300～4000kPa。（4）加固水泥土的強度量隨水泥摻入比的增大呈遞增趨勢。

（5）加固水泥土隨齡期增加強度亦呈增大趨勢，當齡期超過28天后強度仍有較明顯增長，齡期超過3個月后強度增長緩慢。（6）水泥土強度隨水泥強度等級的提高而增加，水泥強度等級每提高10MPa，水泥土抗壓強度約增加20％～30％。145常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.1概述一、深層攪拌法處理軟基概況

2、水泥土室內試驗的結論性意見（7）水泥土抗壓強度隨土的含水量降低而增大。（8）有機質可使土具有較大的水容量和塑性、膨脹性及低滲透性，并使土的酸性增加，使水泥的水化反應受到抑制。有機質含量小的水泥土強度比有機質含量高的水泥土強度高的多。（9）水泥土的抗拉強度、抗剪強度隨抗壓強度的增長而提高。（10）在負溫下制作的水泥土正溫后強度可繼續增長且接近標準值，因此只要地溫不低于-10度，就可進行深層攪拌法冬季施工。146常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理

所謂高壓噴射注漿就是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進至土層的預定位置后，以高壓設備使漿液或水稱為不小于20MPa的高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體，一部分細小土粒隨漿液冒出水面，其余土粒在噴射流的沖擊力、離心力和重力作用下與漿液攪拌混合，按一定的漿土比例和質量大小有規律的重新排列，漿液凝固后在土中形成固結體，從而改善土的性質，提高地基承載力。4.4.1概述二、高壓噴射注漿法處理軟基概況147常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理1、固結體形狀與漿液噴射移動方向有關：（1）旋噴：噴嘴一面噴射一面旋轉和提升，固結體呈圓柱狀（即所謂的旋噴樁），主要用于加固地基、提高地基抗剪強度、改善土的變形性質，使其在上部結構荷載作用下不產生破壞或過大變形，也可以組成閉合的帷幕，用于截阻地下水流和治理流沙。（2）定噴：噴嘴一面噴射一面提升，噴射方向固定不變，固結體形如壁狀或板狀，通常用于基礎防滲、改善地基土的水流性質和穩定邊坡等。（3）擺噴：噴嘴一面噴射一面提升，噴射方向呈較小角度來回擺動，固結體形如較厚墻狀，通常用于基礎防滲、改善地基土的水流性質和穩定邊坡等。4.4.1概述二、高壓噴射注漿法處理軟基概況148常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理2、高壓旋噴可采用單管旋噴、二重管旋噴和三重管旋噴。4.4.1概述二、高壓噴射注漿法處理軟基概況水泥漿液（20MPa）水泥漿液（20MPa）

空氣（0.7MPa）

水（20MPa）

空氣（0.7MPa）水泥漿液（2～5MPa）高壓旋噴注漿二重管旋噴三重管旋噴

單管旋噴柱狀固結體（旋噴樁）直徑：單管旋噴<

二重管旋噴<

三重管旋噴149常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理高壓旋噴樁直徑（m）4.4.1概述二、高壓噴射注漿法處理軟基概況

土性

標貫值單管旋噴二重管旋噴三重管旋噴粘性土0<N<50.5～0.80.8～1.21.2～1.86<N<100.4～0.70.7～1.11.0～1.611<N<200.3～0.50.6～0.90.7～1.2砂土2<N<100.6～1.01.0～1.51.5～2.011<N<200.5～0.80.9～1.31.2～1.821<N<300.4～0.60.8～1.20.9～1.5150常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理

1、水泥攪拌樁或粉噴樁適用于處理正常固結的淤泥、淤泥質土、飽和粘性土地基。當地基土天然含水量小于30％、大于70％或地下水的PH值小于4時不宜采用粉噴樁。當水泥攪拌樁或粉噴樁用于處理有機質土、塑性指數大于25的粘土、地下水具有腐蝕性時以及無工程經驗的地區必須通過現場試驗確定其適用性。

2、旋噴樁適用于處理淤泥、淤泥質土、流塑、軟塑或可塑飽和粘性土地基，特別適宜在施工場地狹窄、凈空低、上部土質較硬而下部軟弱時采用。當用于處理有機質土、地下水具有腐蝕性時以及無工程經驗的地區必須通過現場試驗確定其適用性。4.4.1概述三、加固土樁處理軟基適用條件151常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.1概述四、水泥攪拌樁（粉噴樁）處理軟基的加固機理

1、水泥的水解和水化化學反應

2、離子交換、硬化、碳酸化反應152常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.1概述四、水泥攪拌樁（粉噴樁）處理軟基的加固機理

根據水泥粘土的加固機理，應該注意以下幾點：第一、由于水泥固化過程中吸納大量的自由水體，因此這些自由水體必須是無害的，例如PH值不能太低，如果太低就會影響加固效果。第二、為使水泥盡量與軟粘土中的自由水增加接觸面，促使化學反應充分發生，水泥應與粘土充分拌和，因此水泥攪拌樁或粉噴樁施工時不得少于兩次循環攪拌。第三、為達到水泥吸水固化的效果，要求水泥必須是新鮮的，不能存放太久，一般不超過三周，否則水泥在倉庫里存放中吸收空氣中的水分，結成小塊狀，妨害充分攪拌，不利于化學反應。153常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.1概述四、水泥攪拌樁（粉噴樁）處理軟基的加固機理

第四、由于攪拌機械在切削攪拌過程中，不可避免會造成一些粘土沒有被粉碎，留下一部分土團，這些土團被拌入的水泥漿或水泥粉所包裹，成為外包水泥漿、內部芯子是粘土的土團，而這些土團之間又被水泥漿膠結起來。所以被加固后的水泥粘土會留有一些微小的水泥漿粘土團，而這種土團由于內部沒有水泥，性質改變就很緩慢。由此可見攪拌機械的攪拌功能和攪拌是否充分對水泥攪拌加固法的加固效果起著重要作用。對于粉噴樁能否充分攪拌就是一個值得討論的問題，這也是有些地區禁止采用粉噴樁的原因（盡管干的水泥粉可以吸納更多的軟粘土中的自由水）。154常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.1概述五、旋噴樁處理軟基的加固機理高壓噴射流對土體的破壞作用

高壓旋噴的成樁機理

水泥與土的固化機理噴射流動壓力噴射流脈動負荷水錘沖擊力空穴現象水楔效應擠壓力氣流攪動水泥水化物的形成粘土顆粒與水泥水化物的作用水泥土網絡結構的形成離子交換作用團粒化作用凝硬反應155常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理

1、水泥水泥采用強度等級為32.5級及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其性能必須符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》（GB175—1999）的規定。水泥儲存時間超過3個月時應重新取樣試驗，并按其檢驗結果使用。

2、水宜采用飲用水。使用非飲用水時須經過化驗，并符合下列規定：（1）硫酸鹽（以三氧化硫計）含量不得超過2700mg/L；（2）含鹽量不得超過5000mg/L；（3）PH值不得小于4。

3、樁頂墊層加固土樁樁頂墊層采用級配良好的碎石或砂礫，最大粒徑不超過30mm，不含植物殘體、垃圾等雜質。4.4.2加固土樁處理軟基設計一、關材料要求156常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.2加固土樁處理軟基設計二、樁體布置

1、水泥攪拌樁和粉噴樁樁樁徑一般取500mm，宜采用正三角形布置，樁長及樁間距通過計算確定。樁長一般為8～12m，最大不超過15m，相鄰樁凈距不超過4倍樁徑。

2、高壓旋噴樁樁徑一般取600mm，宜采用正三角形布置，樁長及樁間距通過計算確定。樁長一般為10～18m，最大不超過20m，相鄰樁凈距不超過4倍樁徑。

3、加固土樁處理軟基必須進行沉降或穩定計算，并提出單樁及復合地基承載力及檢測要求。157常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理

加固土樁應由專門檢測單位進行成樁質量檢測，主要檢測內容有：

1、N10檢測

2、抽芯檢驗

3、單樁承載力檢驗

4、復合地基承載力檢驗4.4.2加固土樁處理軟基設計三、質量檢驗158常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理

1、施工前準備工作（1）搞好施工現場的三通（路通、水通、電通）一平（清除施工場區內的障礙物，根據設計樁頂標高平整好施工場地），查清地下管線位置及確定架空電線的位置、凈空。（2）按設計圖紙放線，準確定出各攪拌樁位置。（3）做好包括供水供電線路、機械設備施工線路、機械設備放置位置、材料堆放位置、運輸通道等施工布置規劃。4.4.3加固土樁處理軟基施工工藝一、水泥攪拌樁施工159常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理

2、施工工藝及參數（1）水泥攪拌樁施工前應進行水泥加固土的室內試驗，根據被加固土的性質及單樁承載力要求，確定水泥摻入比，水泥摻入比最小不得小于15%。（2）每個工點施工前必須先打不少于5根的工藝試驗樁，以檢驗機具性能及施工工藝中的各項技術參數。其中包括最佳的灰漿稠度、工作壓力、鉆進和提升速度。（3）施工單位必須根據試樁時得到的最佳灰漿稠度、控制噴漿、攪拌提升速度及重復攪拌時的下沉和提升速度等技術參數，制定出保證質量的措施（包括打樁順序），上報監理批準后執行。 4.4.3加固土樁處理軟基施工工藝一、水泥攪拌樁施工160常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理

3、水泥攪拌樁施工工藝流程（1）定位。（2）預攪拌將攪拌頭下沉。（3）制備水泥漿。（4）提升攪拌噴漿。（5）重復攪拌下沉、攪拌提升。4.4.3加固土樁處理軟基施工工藝一、水泥攪拌樁施工161常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理

4、水泥攪拌樁施工注意事項

（1）設備就位后必須平整，確保施工過程中不發生傾斜和移動，機架和鉆桿的垂直度偏差不得大于1.0％，施工中采用吊錘觀測鉆桿的垂直度，如發現偏差過大，必須及時調整。樁機樁位對中偏差不得大于20mm。（2）制備好的水泥漿不得有離析現象，停置時間不得超過2小時，若停置時間過長，不得使用。（3）嚴格按照試樁確定的參數控制噴漿量和攪拌提升速度。為保證施工質量、提高工作效率、減小水泥浪費，應盡量連續施工。輸漿階段必須保證足夠的輸漿壓力，連續供漿。如因故短時間停漿，應將攪拌頭下沉到停漿點0.5m以下，待恢復供漿后再噴漿攪拌。如停工40分鐘以上，必須對輸漿管路全面清洗，防止水泥漿在管路中凝結影響施工。4.4.3加固土樁處理軟基施工工藝一、水泥攪拌樁施工162常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理

4、水泥攪拌樁施工注意事項

（4）嚴格控制攪拌機的下沉和提升速度，提升和下沉速度不得超過1.0m/min，水泥攪拌樁樁頂接近設計標高時，攪拌機自地面以下1m噴漿攪拌提升出地面時應采用慢速以保證樁頭施工質量。當灰漿到達出口后應原位噴射攪拌30秒鐘。（5）施工中如因地下障礙物等原因使鉆桿無法鉆進時應及時通知監理及設計人員，以便及時采取補樁措施。（6）應定期檢查攪拌葉片的直徑大小，如因磨損使葉片直徑小于設計樁徑時應更換葉片。4.4.3加固土樁處理軟基施工工藝一、水泥攪拌樁施工163常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.3加固土樁處理軟基施工工藝二、旋噴樁施工

1、施工前準備工作

2、施工工藝及參數（1）旋噴樁施工前應進行水泥加固土的室內試驗，根據被加固土的性質及單樁承載力要求，確定每延米水泥用量。（2）旋噴樁一般采用單管旋噴的施工方法。每個工點施工前必須先打不少于5根的工藝試驗樁，以檢驗機具性能及施工工藝中的各項技術參數。其中包括漿液配比、旋噴參數、鉆進和提升速度等。（3）施工單位必須根據試樁時得到的技術參數，制定出保證質量的措施（包括打樁順序），上報監理批準后執行。164常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.3加固土樁處理軟基施工工藝二、旋噴樁施工

3、旋噴樁單管旋噴施工工藝流程（1）定位。（2）鉆孔下沉至設計標高。（3）制備水泥漿。（4）高壓噴射注漿。165常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.3加固土樁處理軟基施工工藝二、旋噴樁施工

4、旋噴樁施工注意事項（1）設備就位后必須平整，確保施工過程中不發生傾斜和移動，機架和鉆桿的垂直度偏差不得大于1.0％，施工中采用吊錘觀測鉆桿的垂直度，如發現偏差過大，必須及時調整。鉆機樁位對中偏差不得大于20mm。（2）制備好的水泥漿不得有離析現象，停置時間不得超過2小時，若停置時間過長，不得使用。（3）嚴格按照試樁確定的旋噴參數控制鉆桿的旋轉和提升速度，噴射注漿前要檢查高壓設備和管路系統。施工過程中要采取措施防止噴嘴和管路被堵塞。（4）施工中如因地下障礙物等原因使鉆桿無法鉆進時應及時通知監理及設計人員，以便及時采取補樁措施。 166常用軟土地基處理方法簡介4.4

加固土樁處理4.4.3加固土樁處理軟基施工工藝二、旋噴樁施工

4、旋噴樁施工注意事項（5）應定期檢查噴嘴的磨損情況，磨損過度的噴嘴應及時更換。（6）噴射注漿過程中應觀察冒漿情況，冒漿量超過注漿量的20％或完全不冒漿時應查明原因并采取相應的措施。（7）噴射注漿至設計頂面后，需待水泥漿從孔口返出后方可停止送漿。（8）冒漿及時清除沉淀的泥渣后可用來回灌已施工樁固結體頂部凹穴。（9）高壓泵離噴射注漿孔不宜過遠，以防止高壓軟管過長，沿程損失增大，造成實際噴射壓力過低。167常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.1CFG樁概述

水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)是在碎石樁基礎上由中國建筑科學研究院地基所在1985年前后開發出的由碎石和適量的石屑、粉煤灰、水泥與水拌和后用振動沉管打樁機制成的具有高粘結強度的半剛性樁。

CFG樁適用于處理軟弱粘性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土地基。對于淤泥質土、淤泥、有機質土、地下水具有腐蝕性時應按地區經驗或通過現場試驗確定其適用性。

168常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.1CFG樁概述169常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.1CFG樁概述一、CFG樁的加固機理1、樁體的置換作用2、褥墊層的調整均化作用3、擠密作用

170常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.1CFG樁概述二、CFG樁復合地基的特性

1、承載力提高幅度大，而且可調性強。

2、適用范圍廣。

3、褥墊層是復合地基的核心。

4、CFG樁復合地基具有剛柔相濟的受力特征。

5、CFG樁同其他剛性樁一樣，具有樁體的剛度及變形模量遠大于樁間土的共同特點。

6、樁體的排水作用。

7、時間效應。171常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.1CFG樁概述三、CFG樁的褥墊層

1、褥墊層的作用

保證樁、土共同承擔荷載

調整樁、土荷載分擔比

減小基礎底面的應力

集中、調整樁、土水平荷載的分擔。

172常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.1CFG樁概述三、CFG樁的褥墊層2、褥墊層對CFG樁復合地基的影響（西南科技大學李少和、易發成）

（1）墊層厚度對樁土應力比的影響（2）墊層模量對樁土應力比的影響（3）墊層厚度對樁體側摩阻力的影響（4）墊層模量對樁的側摩阻力的影響（5）墊層厚度對地基沉降的影響（6）墊層模量對地基沉降的影響（7）墊層厚度對承載力的影響（8）墊層模量對復合地基承載力的影響173常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.1CFG樁概述三、CFG樁的褥墊層2、褥墊層對CFG樁復合地基的影響（西南科技大學李少和、易發成）墊層厚度樁土應力比樁側摩阻力地基沉降墊層模量樁土應力比樁側摩阻力地基沉降174常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.1CFG樁概述三、CFG樁的褥墊層3、褥墊層的合理厚度河海大學巖土工程研究所洪寶寧針對褥墊層厚度大于破壞面深度、小于破壞面深度兩種情況，推導了最佳合理褥墊層厚度計算公式。對于建筑地基，采用CFG樁處理主要是發揮樁的作用，因此，《建筑地基處理技術規范》規定，樁頂褥墊層厚度宜在15～30cm。對于公路工程軟基處理，更重要的是讓樁、土共同發揮作用，同時減小基礎底面的應力集中，避免樁對路基的沖切破壞，因此褥墊層厚度不能太薄。大量的工程實踐證明，公路工程CFG樁樁頂褥墊層合理厚度在50～60cm。

175常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.2CFG樁設計與計算1、水泥采用強度等級為32.5級及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其性能必須符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》有關的規定。水泥儲存時間超過3個月時應重新取樣試驗，并按其檢驗結果使用，使用前報監理工程師批準。

2、水宜采用飲用水。使用非飲用水時須經化驗并符合下列規定：

硫酸鹽（以三氧化硫計）含量不超過2700mg/L；含鹽量不得超過5000mg/L；

PH值不得小于4；

3、采用長螺旋鉆管內泵壓施工時，粉煤灰采用袋裝Ⅲ級以上粉煤灰；采用振動沉管施工時，粉煤灰可采用粗灰。一、CFG樁有關材料要求176常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.2CFG樁設計與計算4、采用長螺旋鉆管內泵壓施工時，碎石粒徑多采用6～25mm；采用振動沉管施工時，碎石粒徑多采用30～50mm。

5、砂應潔凈，含泥量不大于5％。樁頂墊層應采用級配良好的碎石或砂礫，最大粒徑不超過30mm，不含植物殘體、垃圾等雜質。一、CFG樁有關材料要求二、CFG樁設計與計算1、CFG樁樁徑一般取400～600mm，宜采用正三角形布置，樁長及樁間距通過計算確定。樁長一般為12～18m，最大不超過20m，相鄰樁凈距不超過4倍樁徑。

2、CFG樁需按成樁后樁身強度不得低于設計要求（一般為C10～C20，標準圖集規定成樁強度不低于C15）進行配合比設計。

3、CFG樁處理軟基必須進行沉降和穩定計算，并提出單樁及復合地基承載力及檢測要求。177常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.3CFG樁施工工藝

CFG樁施工工藝歸納起來主要有兩種基本方法，即：振動沉管打樁機施工和長螺旋鉆管內泵壓施工。振動沉管打樁機施工主要機具為振動沉管機、攪拌機，具有施工操作簡便、施工費用較低及對樁間土的擠密效應顯著等優點；缺點為振動及噪聲污染嚴重，難以穿透硬土層，施工時混合料的運輸一般為翻斗車或人工運輸，效率相對較低，新打樁對已打樁產生不良影響(如擠斷已打樁等)。長螺旋鉆管內泵壓施工機械是由長螺旋鉆機、混凝土泵和強制式混凝土攪拌機組成，具有低噪聲、無泥漿污染、穿透能力強、施工效率高等優點，是城區和居民區的首選工藝；缺點為施工費用較高，施工操作復雜。178常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.3CFG樁施工工藝

（1）鉆機就位。（2）混合料攪拌。（3）鉆進成孔。（4）灌注及拔管。（5）截樁。一、長螺旋鉆管內泵壓施工工藝流程179常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.3CFG樁施工工藝二、振動沉管打樁機施工工藝流程

（1）樁機就位，調整沉管與地面垂直。（2）啟動馬達，沉管到預定標高后停機。沉管過程中做好記錄，每沉1m記錄電流表上電流一次，并對土層變化處予以說明。（3）停機后立即向管內投料，直到混合料與進料口齊平。混合料按配合比經攪拌機加水拌和，拌和時間不得少于60s，加水量按塌落度30～50mm控制（塌落度過大，樁頂浮漿過多，樁體強度會降低）。（4）啟動馬達，留振5～10s，開始拔管，拔管速率一般為1.2～1.5m/min，拔管過程中不允許反插。如上料不足需在拔管工程中空中投料，以保證成樁后的樁頂標高。（5）沉管拔出地面，確認成樁符合設計要求后，移機進行下一根樁的施工。（6）截樁。同長螺旋鉆管內泵壓施工。180常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.3CFG樁施工工藝三、CFG樁打樁順序

在設計樁的施打順序時，主要考慮新打樁對已打樁的影響。施打順序大體可分為兩種類型：①連續施打；②間隔跳打，可以隔1根樁，也可以隔多根樁。181常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.3CFG樁施工工藝四、CFG樁施工注意事項

（1）設備就位后必須平整，確保施工過程中不發生傾斜和移動，機架和鉆桿的垂直度偏差不得大于1.0％，施工中采用吊錘觀測鉆桿的垂直度，如發現偏差過大，必須及時調整。樁機樁位對中偏差不得大于20mm。（2）施工時樁頂標高應高于設計樁頂標高不少于50cm。（3）施工過程中要隨時測量施工場地標高及樁頂標高，根據地面隆起情況判斷是否斷樁。（4）樁頂上升量較大且樁的數量較多時，應采用逐個樁快速靜壓（跑樁），以消除可能出現的斷樁對復合地基承載力造成的不良影響。（5）采用振動沉管打樁機施工時不得跳打（避免已打樁振斷）和反插（由于樁管垂直度很難保證，反插容易使樁體材料與土混合，導致樁身摻土等缺陷），成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm。（6）冬季施工時混合料入孔溫度不低于5度，樁頭及樁間土應采用保溫措施。182常用軟土地基處理方法簡介4.5

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理4.5.3CFG樁施工工藝五、CFG樁施工常見問題及處理措施

1、縮頸和斷樁在飽和軟土中成樁，樁機的振動力較小，當采用連打作業時，新打樁對已打樁的影響主要為擠壓破壞，在上部有較硬的土層或中間夾有硬土層中成樁，樁機的振動力較大，對已打樁的影響主要為振動破壞，所以產生了縮頸和斷樁。為避免此類現象的發生，應考慮隔排隔樁跳打，新打樁與已打樁間隔時間不少于7d。

2、樁體強度不均勻當混合料加至鋼管投料口平齊后，沉管在原地留振10s，即可邊振動邊拔管，拔管速度控制在1.2～1.5m/min，每提升1.5m～2.0m留振20s。拔管太快或不留振，可導致縮頸斷樁；拔管太慢或留振時間過長，導致樁端部水泥含量少，浮漿過多，而且混合料也容易產生離析，造成樁身強度不均勻。183常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.1氣泡混合輕質土一、氣泡混合輕質土的概念及制作

氣泡混合輕質土（FCB）就是在原料土中按照一定的比例添加固化劑、水和預先制作的氣泡，經充分混合、攪拌后所形成的輕型填土材料。

1、原料土

2、固化劑

3、起泡劑184常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.1氣泡混合輕質土一、氣泡混合輕質土的概念及制作185常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.1氣泡混合輕質土

①輕質性②高流動性③施工性④固化后的自立性⑤耐久性二、氣泡混合輕質土的工程特性

⑥強度的可調節性⑦均質性⑧斷熱性⑨透水性⑩可就地利用工程廢棄土186常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.1氣泡混合輕質土

由于氣泡混合輕質土具有容重比一般土體小，而強度和變形特性可以達到甚至超過良好的土體，固化后的自立性好，便于施工，施工單價比EPS便宜一半以上等優點，它被廣泛地用于軟基上的路堤填筑、道路加寬及臺背填土等，可減輕施加于軟基的附加應力，抑制軟基的破壞和沉降，從根本上解決高速公路軟基路堤中的填挖方路堤、新舊路堤及路堤與結構物之間的差異沉降問題，減少地下結構物所承受的土壓力、提高結構物的使用壽命。二、氣泡混合輕質土的工程特性187常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.1氣泡混合輕質土三、氣泡混合輕質土的施工188常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.1氣泡混合輕質土三、氣泡混合輕質土的施工189常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.1氣泡混合輕質土三、氣泡混合輕質土的施工190常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.1氣泡混合輕質土三、氣泡混合輕質土的施工

5、固化后的質量檢測（1）固化后在強度未達設計強度之前，不應在表面行駛重型機械；（2）對施工期間按設計或監理要求頻率采取的試塊做容重、強度試驗，必要時尚應進行吸水率試驗并測定穩定溪水率下的強度指標；（3）當檢測的設計指標無法滿足要求時，應對澆注體進行鉆芯取樣，對澆注體宏觀性能進行評估。191常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.2EPS輕質填料

EPS即發泡聚苯乙烯，是將呈球珠狀或顆粒狀的的聚苯乙烯樹脂加發泡劑后加熱軟化而同時產生氣體的發泡樹脂。EPS具有以下的工程特性：

1、超輕量性2、耐壓縮性

3、自立性4、吸水特性

5、摩擦特性6、熱穩定性一、EPS的工程特性192常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.2EPS輕質填料二、EPS輕質路堤橫斷面示意圖新建道路橫斷面道路加寬橫斷面193常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.2EPS輕質填料三、EPS塊體的質量要求及運輸堆放

１、EPS塊體材料的的各項性能必須滿足設計要求：材料抗壓強度的技術指標取為無側限抗壓強度，要求一般部位EPS塊體的平均抗壓強度不小于100KPa，單個試件的抗壓強度不應小于80KPa。對于橋頭搭板、枕梁下方等特殊部位的EPS塊體，其抗壓強度的標準由設計確定。

2、施工過程中，對進場的EPS塊體必須進行抽樣檢查，檢查內容包括形狀尺寸、密度、抗壓強度、燃燒自滅性和平整度等。由于EPS受強紫外線的長期照射會劣化、變色，因而當臨時堆放時間預計在1星期以上，則必須采取有效的覆蓋措施，避免強日光的直接照射。194常用軟土地基處理方法簡介4.6

其它處理方法簡介4.6.2EPS輕質填料

1、EPS塊體鋪設

2、混凝土板澆注

3、EPS坡面防護四、EPS輕質填料路基的施工195常用軟土地基處理方法簡介4.7

不同處理方法的比較一、墊層法與其它處理方法對沉降的影響二、排水固結法與加固土樁的比較三、加固土樁與CFG樁的比較四、加固土樁與輕質填料法的比較加筋墊層效果分析軟土地基加固處理段分區設計復合地基設計中的幾個問題196第五部分：軟基設計及處理中的幾個問題197軟基設計及處理中的幾個問題5.1

加筋墊層效果分析1、墊層厚度H一般取0.7～1.0m。2、土工格柵設在墊層底部及底部以上50cm處。198軟基設計及處理中的幾個問題5.1

加筋墊層效果分析1、土工格柵加筋墊層能有效減小軟土地基在上部路堤荷載作用下的沉降變形。在地基土層和路堤填筑基本相同的條件下，土工格室加筋墊層的效果最好，雙層土工格柵加筋墊層的效果次之，再次之為單層土工格柵加筋墊層。

與無筋墊層相比，加筋墊層能減小10％～31.5％的單位路堤沉降量。199軟基設計及處理中的幾個問題5.1

加筋墊層效果分析2、土工格柵加筋墊層中，將土工格柵由單層增加到雙層不僅能減小沉降變形，而且能降低土工格柵承受的拉力。與單層土工格柵加筋墊層相比，雙層土工格柵能減小18.2％的單位路堤高沉降量，單位路堤高的土工格柵最大拉力能減小27.8～47.8％。雙層土工格柵加筋墊層中，上層土工格柵拉力減小約28％。

200軟基設計及處理中的幾個問題5.1

加筋墊層效果分析3、土工格柵加筋墊層具有一定程度的均化基底壓力的作用。與無筋墊層方案相比，加筋墊層方案的壓力比值能減小6.1～12.1％。

壓力比值：路堤中線的壓力值與路堤兩側邊坡位置的壓力值之比，反映路堤基底壓力集中的程度。（西南交大羅強、劉俊彥、張良等人的試驗成果）201軟基設計及處理中的幾個問題5.1

加筋墊層效果分析4、加筋墊層應用的幾個注意點：（1）加筋墊層上最好設置30～40cm（兩步）的10％石灰土層。（2）壓實度的控制：一般應控制灰土位于路床以下。下層灰土壓實度可以控制在91％左右，上層灰土壓實度需達到94％。（3）加筋墊層的碾壓：鋪土工格柵前用推土機排壓，填筑50cm碎石（山皮土）后用小型壓路機（如12噸）靜壓，墊層全部填筑完畢后，先用重型壓路機靜壓，然后可以開振。（4）槽底含水量較大時：晾曬或戧灰。202軟基設計及處理中的幾個問題5.1

加筋墊層效果分析“竹撐＋土工布”加筋（百利福公司、馬來西亞）203軟基設計及處理中的幾個問題5.1

加筋墊層效果分析竹撐/土工織物加筋土的承載力-

英國

Strathclyde大學04080120160200240280承載力Appliedstress，P(kPa)51015202530354045505560沉降比率Settlementratio(%)粘土粘土上鋪砂砂，4根竹竿與粘土砂，4根竹竿，TS600與粘土砂，TS600&粘土204軟基設計及處理中的幾個問題5.2

軟土地基加固處理段分區設計

路基的沉降呈現出路中大，路邊小的特點，即沉降盆，因此復合地基設計時邊坡范圍內置換率可小于路基下面的置換率，另外橋頭復合地基處理主要用于減小橋頭工后沉降，由于橋頭容許工后沉降與路段容許工后沉降相差較大，必須設置過渡段來實現工后沉降的漸變。從適應路基應力分布特性、實現工后沉降漸變以及節約工程造價角度出發，在高填土路堤復合地基設計時應對復合地基加固處理段進行分區設計。205軟基設計及處理中的幾個問題5.2

軟土地基加固處理段分區設計5.2.1

橋頭采用復合地基處理一、橋頭路基采用放坡形式時加固處理段分區設計206軟基設計及處理中的幾個問題5.2

軟土地基加固處理段分區設計5.2.1

橋頭采用復合地基處理二、橋頭路基采用擋墻形式時加固處理段分區設計207軟基設計及處理中的幾個問題5.2

軟土地基加固處理段分區設計5.2.2

路段路基放坡時加固處理段分區設計208軟基設計及處理中的幾個問題5.2

軟土地基加固處理段分區設計5.2.3

加固處理段長度L的確定

城市道路按橋臺與路堤相鄰處的工后沉降要求為10cm，涵洞或箱型通道處的工后沉降為20cm，而一般路段的工后沉降為30cm。按這個要求進行計算來確定橋臺連接處軟基處理的長度。可采用以下計算公式：跳車最大水平距離計算式：Xmax=2[-v0cosa(A/B-1)/n]

（1）跳車最大高度計算式：Ymax=[B-A(1-ln(A/B))]/n

（2）式中：n——系數，n=μ/m，μ為阻力系數，m為車輛的質量；

A，B——系數，A=g/n，B=A-vyo，g為重力加速度，

vyo

——為鉛垂方向初始加速度；

a——橋頭地面坡角；v0——初始速度。209軟基設計及處理中的幾個問題5.2

軟土地基加固處理段分區設計5.2.3

加固處理段長度L的確定

假定一般路堤許可30cm沉降，從這里進入處理段，當車速為100km/h和120km/h，處理段長度為5m，10m，15m時，計算結果如下：車速(km/h)過渡段長度L=5mL=10mL=15mXmaxYmaxXmaxYmaxXmaxYmax1009.12144.643.07212013.1206.6154.422210軟基設計及處理中的幾個問題5.2

軟土地基加固處理段分區設計5.2.3

加固處理段長度L的確定

需要指出的是，確定了橋頭地基加固處理段長度之后，需要驗算處理段末端（即與道路銜接之處）的工后沉降是否滿足規范規定的路段容許工后沉降，如果不滿足，需加大處理段長度直至滿足為止。211軟基設計及處理中的幾個問題5.2

軟土地基加固處理段分區設計5.2.4

加固處理段分區樁長及樁間距的確定（1）加固處理段A區長度一般取（1/2～2/3）L，B區長度一般取（1/3～1/2）L。（2）A區水泥攪拌樁樁長及樁間距以SGHa滿足容許工后沉降控制計算確定。（3）B區水泥攪拌樁樁長及樁間距以SGHb≤（SGHa+SGHc）/2控制計算確定。212軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題

設計與計算樁頂褥墊層設置樁長與樁間距的經濟組合復合地基的檢測213軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算一、關于沉降計算嚴格來講，填土荷載作用下路基總沉降S由以下幾個部分組成（不考慮軟土地基的瞬時沉降及次固結沉降）：路基填土本身的壓縮變形S1、褥墊層壓縮變形S2、加固區（水泥攪拌樁樁長范圍）沉降S3及水泥攪拌樁下臥層沉降S4。S＝S1＋S2＋S3＋S4

以上組成總沉降的四個部分中，對路基填土本身的壓縮變形討論較少，而對加固區的沉降計算則討論較多。

214軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算

1、路基填土本身的壓縮變形S1

目前沉降計算時均不考慮路基填土本身的沉降。隨著經濟的發展，重載車輛的比例越來越大，同時，超載現象也日益嚴重，在車輛荷載的循環作用下，路基填土的壓實度必將進一步提高。路基填土壓實度提高1%，填土本身沉降接近填土高度的1%，從這一點說，在橋頭高填土路段不考慮路基填土本身的沉降是不合理的。由于施工完成以后路基填土壓實度在車輛荷載作用下經過多長時間會提高1%是很難定量研究的，因此建議在沉降計算中可以不考慮路基填土本身的壓縮變形，為了減少路基填土本身的壓縮變形對工后沉降的影響，可以對路基填土壓實度要求在規范規定數值的基礎上提高1～2個百分點。

215軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算

1、路基填土本身的壓縮變形S1

路基壓實度K是實測干容重γd與最大干容重γd的比值，即：根據土的三相草圖可以求得：

216軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算

1、路基填土本身的壓縮變形S1

路基壓實度不同，孔隙比也不同，假設路基壓實度由K1變化至K2，相應孔隙比由e1變化至e2，則217軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算

1、路基填土本身的壓縮變形S1

故壓實度變化引起的路基填土本身的沉降為：K1i——路基填土第i層的設計壓實度K2i——路基填土第i層變化后的壓實度hi——路基填土第i層的厚度218軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算

2、加固區沉降S3

根據有些著作中的論述，水泥攪拌樁加固區的沉降很小，一般不超過3cm，因此，工程設計中大部分人都假定水泥攪拌樁加固區的沉降為3cm，通過控制下臥層沉降不超過7cm（規范規定橋頭工后沉降不超過10cm）來確定水泥攪拌樁樁長和樁徑，這樣做顯然是不合理的。水泥攪拌樁加固區沉降與樁長、置換率、樁及土的壓縮模量、荷載大小等因素有關，它可以采用復合地基模量法、應力修正法和樁身壓縮模量法三種方法計算，應用較為廣泛的是復合地基模量法，即將樁與樁間土視為一復合體，根據復合體的壓縮模量，利用分層沉降法計算最終沉降。219軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算2、加固區沉降S3

復合地基模量法：

Ecs=mEp＋（1－m）Es

式中：Ecs——復合地基壓縮模量；Ep——樁的壓縮模量

Es——土的壓縮模量；m——面積置換率復合地基模量法理論上是合理的，但關鍵問題是復合地基壓縮模量的取值。目前都是按復合材料力學的方法，簡單地將樁體模量和樁間土模量按面積加權平均來計算，這種方法并沒有考慮土體及樁體材料的非線性特性，特別是沒有考慮樁土間的共同作用，因此，復合地基的模量計算應該作為一個新的課題來加以研究。樁徑樁間距(正三角形布置)220軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算2、加固區沉降S3

應力修正法：

式中：Es——土的壓縮模量；

Sls——未加固地基在荷載P作用下與加固區相應厚度土層內的壓縮量；

應力修正系數樁土應力比樁的面積置換率碎石樁：n=2~4攪拌樁：n=3~6旋噴樁：n=6~10CFG樁：n＝10～30221軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算3、加固區下臥層沉降S4

復合地基加固區下臥層的沉降采用分層總和法計算，計算中作用在下臥層土體頂面的荷載或土體中附加應力是難以精確計算的，目前工程上通常采用應力擴散法或等效實體法計算。應力擴散角側壁摩阻力222軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算二、關于承載力計算具體工程中的水泥攪拌樁設計，必需提出水泥攪拌樁的單樁承載力標準以便進行施工控制、檢測。目前水泥攪拌樁單樁承載力可以通過以下幾種方法計算：

1、由復合地基承載力反算單樁承載力；

2、根據樁徑、樁長、側壁摩阻力等估算單樁承載力；

3、根據樁身強度確定單樁承載力

223軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算224軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算225軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算

根據樁側壁摩阻力及端頭阻力計算單樁承載力，首先要明確樁為摩擦支承型樁還是純摩擦型樁。對這兩種類型的樁如何判斷，浙江大學顧堯章、周煥橋等人從樁的長度、樁身剛度與土的剛度的相對關系出發分析了樁的承載特性，提出了臨界樁長Ls的概念：在豎向荷載作用下樁側壁摩阻力沿樁長遞減，當樁身足夠長且具有足夠的截面承載力時樁側壁摩阻力可在一定深度處衰減至零。樁側壁摩阻力為零處對應的樁長稱為臨界樁長。226軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算

當設計樁長L小于臨界樁長Ls時按摩擦支承樁考慮；當設計樁長L大于或等于臨界樁長Ls時由于超長部分不參與荷載傳遞，樁端阻力為零，故為摩擦樁，這時按公式（2）計算單樁承載力時應附加兩個條件：一是不考慮樁端阻力，二是計算樁長不得大于臨界樁長。227軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算228軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算

水泥攪拌樁單樁承載力具體按哪種方法計算取決于水泥攪拌樁處理地基的目的。如果水泥攪拌樁僅僅是為了減小沉降，那么單樁承載力只需按式（2）和式（3）計算取其低值即可；如果是地基承載力不足而采用水泥攪拌樁進行處理，則單樁承載力應首先按公式（1）計算，然后用公式（2）和公式（3）校核。（1）（2）（3）229軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算三、水泥攪拌樁設計計算流程圖水泥攪拌樁設計計算開始不處理時地基承載力計算不處理時地基沉降計算確定地基處理目的減小沉降提高承載力230軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算三、水泥攪拌樁設計計算流程圖提高承載力確定復合地基承載力擬定樁徑及樁長計算臨界樁長按公式1計算單樁承載力Rp1按公式2計算單樁承載力Rp2Rp1>Rp2相差很大減小樁長yesno①加大樁徑②減小樁間距yes按公式3計算單樁承載力Rp3noRp3>Rp2地基承載力為Rp2①和②進行經濟比較最終確定樁長、樁徑及樁間距yes換其它樁no結束231軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.1

設計與計算三、水泥攪拌樁設計計算流程圖減小沉降擬定樁長、樁徑、樁間距計算工后沉降Sgh①、②、③進行經濟比較Sgh<容許值yes①加大樁徑②減小樁間距按公式2計算單樁承載力Rp2no結束③加大樁長最終確定樁徑、樁長、樁間距計算臨界樁長按公式3計算單樁承載力Rp3Rp＝min(Rp2、Rp3）計算復合地基承載力相差很多①減小樁徑②加大樁間距no③減小樁長yes232軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.2

樁頂褥墊層設置

路基為柔性基礎，目前公路工程的復合地基設計都是采用了剛性基礎下復合地基的研究成果。常用的做法是在樁頂設置30～50cm的粒料墊層（在荷載作用下樁可以部分刺入到墊層中，以充分發揮樁土的共同作用），即“樁＋樁間土＋樁頂柔性墊層”構成復合地基。剛性基礎與柔性基礎下的復合地基是不同的：

（1）樁荷載集中系數、樁土荷載比、樁土應力比等無論發展規律還是量值都有很大差異；

233軟基設計及處理中的幾個問題5.3

復合地基設計中的幾個問題5.3.2

樁頂褥墊層設置

樁土荷載集中系數：剛性基礎下由0.674逐漸上升至0.733后下降至復合地基破壞時的0.518；柔性基礎下由0