復(fù)合地基處理新技術(shù)

復(fù)合地基CompositeFoundation復(fù)合地基1.復(fù)合地基的概念復(fù)合材料地基一般是指兩種剛度(或模量)不同的材料組成,共同分擔(dān)上部荷載并協(xié)調(diào)變形的人工地基.2.復(fù)合地基的基本特點(diǎn)(1)加固區(qū)是由基體和增強(qiáng)體組成(2)在荷載作用下,由基體和增強(qiáng)體共同承擔(dān)?復(fù)合地基定義的爭論

砂石樁復(fù)合地基或水泥土樁復(fù)合地基根據(jù)樁體的剛度樁體與基礎(chǔ)不相連與樁體剛度無關(guān)樁和樁間土共同承擔(dān)荷載根據(jù)其工作狀態(tài)樁體復(fù)合材料地基的主要作用:(1)樁體作用(2)加速排水固結(jié)(3)擠密作用(4)加筋作用工業(yè)廠房地基堆場水泥土攪拌樁復(fù)合地基房屋建筑粉噴樁復(fù)合地基2復(fù)合地基的分類與形成條件（1）根據(jù)地基中增強(qiáng)體的方向可分為水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基和豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基。均質(zhì)人工地基雙層地基水平向增強(qiáng)復(fù)合地基豎直向增強(qiáng)復(fù)合地基（2）根據(jù)復(fù)合地基工作機(jī)理可作下述分類；復(fù)合地基常用的形式水平向增強(qiáng)復(fù)合地基豎直向增強(qiáng)復(fù)合地基斜向增強(qiáng)復(fù)合地基長短樁復(fù)合地基地基——復(fù)合地基——樁基

的區(qū)別天然地基復(fù)合地基樁基礎(chǔ)復(fù)合地基中不存在類似樁基中的群樁效應(yīng)。復(fù)合地基猶似鋼筋混凝土，其中地基中的樁體有如混凝土中的鋼筋。它的實(shí)質(zhì)就是考慮樁、土的共同作用，這無疑較之僅僅認(rèn)為荷載由樁體來承擔(dān)要經(jīng)濟(jì)和合理。形成條件

3.2破壞模式

1．對于不同的樁型，有不同的破壞模式。2．對于同一樁型，當(dāng)其樁身強(qiáng)度不同時(shí)，也會(huì)有不同的破壞模式。3．對于同一樁型，當(dāng)土層條件不同時(shí)，也將發(fā)生不同的破壞模式。復(fù)合地基計(jì)算簡圖幾個(gè)基本概念(1)面積置換率(2)樁土應(yīng)力比1基本知識(shí)振沖法是以起重機(jī)吊起振沖器，啟動(dòng)潛水電機(jī)后帶動(dòng)偏心塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，同時(shí)開啟水泵，高壓水由噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的聯(lián)合作用下，將振沖器沉入到土中預(yù)定深度，經(jīng)過清孔后，即可從地基向孔內(nèi)逐段填入碎石，每段填料均在振動(dòng)影響下被振密擠實(shí)，達(dá)到要求的密度度后即可提升振沖器，如此重復(fù)填料和振密，直到地面，從而在地基中形成一個(gè)大直徑的密實(shí)樁體。所形成的樁體與土組成復(fù)合地基。振沖法振沖法施工振沖法振沖器構(gòu)造圖2適用范圍振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基。對于處理不排水抗剪強(qiáng)度不小于20kPa的飽和黃土地基，應(yīng)在施工前通過現(xiàn)場確定其適用性。不加填料的振沖加密適用于處理粘粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基。設(shè)計(jì)1．處理范圍振沖樁的處理范圍應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性和場地條件確定，當(dāng)用于多層建筑和高層建筑時(shí)，宜在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大1~2排樁。2．樁位布置對大面積滿堂基礎(chǔ)，宜用等邊三角形布置；對單獨(dú)基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)，宜用正方形、矩形或等腰三角形布置。3．樁距振沖樁的間距應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)大小和場地土層情況，并結(jié)合所采用的振沖器功率大小綜合考慮。30kW振沖器布樁間距可采用1.3~2.0m；55kW振沖器布樁間距可采用1.4~2.5m；75kW振沖器布樁間距可采用1.5~3.0m；4．樁長當(dāng)相對硬層埋深不大時(shí)，應(yīng)按相對硬層埋深確定；當(dāng)相對硬層埋深較大時(shí)，按建筑物地基變形允許值確定；樁長不宜小于4m；不加填料振沖加密時(shí)，用30kW振沖器振密深度不宜超過7m；用75kW振沖器振密深度不宜超過15m。5.樁體材料樁體材料可用含泥量不大于5%的碎石、卵石、礦渣等硬質(zhì)材料。不宜使用風(fēng)化易碎的石料6．承載力計(jì)算振沖樁形成的復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可用單樁和處理后的承載力特征值按下式估算：對小型工程的粘土地基如無現(xiàn)場載荷試驗(yàn)資料，初步設(shè)計(jì)時(shí)，復(fù)合地基承載力特征值也可用下式估算：7.沉降計(jì)算樁長范圍內(nèi)可將樁與樁間土視為復(fù)合土層，采用復(fù)合土層的壓縮模量來表示平均壓縮性，并可按下式計(jì)算；【例】確定振沖置換的置換率和間距要求：用直徑為1m的振沖置換碎石樁加固軟粘土地基，單樁和樁間土載荷試驗(yàn)得，要求，等邊三角形布置，求m和s。砂石樁法1基本知識(shí)砂石樁法是指采用振動(dòng)、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后，再將砂或碎石擠壓入已成的孔中，形成大直徑的砂石所構(gòu)成的的密實(shí)樁體，包括碎石樁、砂樁或砂石樁，總稱為砂石樁。砂石樁與土共同組成基礎(chǔ)下的復(fù)合土層，作為持力層，從而提高地基承載力和減小變形。砂石樁法可以利用振動(dòng)沉管、錘擊沉管或沖擊成孔等成樁法成孔。(一)振動(dòng)成樁法振動(dòng)擠密碎石樁施工順序圖(二)沖擊成樁法2適用范圍砂石樁適用于處理松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等地基，對在飽和粘性土地基上主要以變形控制的的工程，也可采用砂石樁置換處理。3.設(shè)計(jì)砂石樁設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有樁徑、樁位布置、樁距、樁長、處理范圍、材料、填料用量、復(fù)合地基承載力、穩(wěn)定增長和變形驗(yàn)算等。對于砂土地基，砂土的最大、最小孔隙比以及原地層的天然密謀度是設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。1．樁徑砂石樁的直徑可采用300~800mm，可根據(jù)地基土質(zhì)情況和成樁設(shè)備等因素確定。對飽和粘性土地基宜選用較大的直徑。2．樁位布置砂石樁孔位宜采用等到邊三角形或正方形布置。3.砂石樁的間距：應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。對粉土和砂土地基，不宜大于砂石樁直徑的4.5倍，對粘性土地基不宜大于砂石樁的3倍。初步設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)樁的平面布置不同，按下列公式估算砂石樁的間距：①松散粉土和砂土地基，可根據(jù)擠密后要求達(dá)到的孔隙比來確定等邊三角形布置時(shí)，樁間距：正方形布置時(shí),樁間距：②粘性土地基正方形布置時(shí)，樁間距：等邊三角形布置時(shí)，樁間距：3．樁長決定樁長，即地基處理深度時(shí)應(yīng)根據(jù)工程要求和地質(zhì)條件，考慮以下因素。①當(dāng)擬處理的松軟土層厚度不大時(shí)，砂石樁樁長穿過松軟土層。②當(dāng)松軟土層厚度較大時(shí)，按穩(wěn)定性控制的工程，砂石樁樁長應(yīng)不小于最危險(xiǎn)滑動(dòng)面以下2米的深度；對按變形控制的工程，砂石樁樁長應(yīng)滿足處理后地基變形量不超過建筑物的地基變形允許值并滿足軟弱下臥層承載力的要求。③對可液化的地基，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011）的有關(guān)規(guī)定采用；④樁長不宜小于4米。4.材料樁體材料可用碎石、卵石、角礫、圓礫、粗砂、中砂或石屑等硬質(zhì)材料，含泥量不得大于5%，最大粒徑不宜大于50mm。5.其它構(gòu)造設(shè)計(jì)砂石樁頂部宜鋪設(shè)一層厚度為300~500mm的砂石墊層。6．承載力砂石樁復(fù)合地基承載力特征值，應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基荷載試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可通過下列方法估算：對于采用砂石樁處理的復(fù)合地基，可按振沖處理的變形處理的方法估算；7．變形砂石樁處理地基變形，應(yīng)按振沖處理地基的變形驗(yàn)算方法計(jì)算【例2】砂石樁的地基承載力條件：松散砂土的承載力特征值為80kPa，采用砂石樁深層擠密的方法處理。砂石樁的直徑d=600mm，正方形布置，間距s=1.5m，砂石樁的承載力特征值為350kPa。要求：處理后的復(fù)合地基承載力特征值。水泥粉煤灰碎石樁法1基本知識(shí)水泥粉煤灰碎石樁，又稱為CFG樁，是由碎石、石屑、粉煤灰混合料，摻適量的水進(jìn)行拌和，采用各種成樁機(jī)械形成樁體。通過調(diào)整水泥的用量及配比，可調(diào)整樁體強(qiáng)度等級(jí)，最高可達(dá)相當(dāng)于剛性樁的強(qiáng)度等級(jí)。常常在樁頂與基礎(chǔ)之間鋪設(shè)一層150~300mm厚的中砂、粗砂、級(jí)配砂石或碎石（稱為褥墊層），以有利于發(fā)揮承載力，與樁體組成復(fù)合地基.一、設(shè)計(jì)1．樁的布置水泥粉煤灰碎石樁可只在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布置，樁徑可取350~600mm。樁距應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力，一般可取3~5倍樁徑，當(dāng)天然地基承載力較高，復(fù)合地基要求的承載力提高的幅度不大時(shí)，也可采用更大一些的樁距。2．承載力計(jì)算水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基復(fù)合地基承載力應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)也可按下式估算——單樁豎向承載力特征值，取值應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）當(dāng)采用單樁載荷試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)取單樁極限承載力的一半；（2）當(dāng)無單樁載荷試驗(yàn)資料時(shí)，可按下兩式估算，取較小值：3．變形計(jì)算地基處理后的變形計(jì)算應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5007-2002）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。各復(fù)合土層的壓縮模量按下式，為復(fù)合土層提高系數(shù)，按確定，二、施工1．成樁工藝水泥粉煤灰碎石樁的施工常用的成樁工藝有三種，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件選用下列施工工藝：①長螺旋鉆孔灌注成樁。②長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁。③振動(dòng)沉管灌注成樁。三、質(zhì)量檢驗(yàn)水泥粉煤灰碎石樁地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)在樁體強(qiáng)度滿足試驗(yàn)荷載條件并宜在施工結(jié)束后28天進(jìn)行，試樁數(shù)量宜為總樁數(shù)的，且每個(gè)單體工程的試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3點(diǎn)，還應(yīng)抽取不少于總樁數(shù)的10%的