2024年-柱錘沖擴(kuò)法柱錘沖擴(kuò)樁法

地基處理技術(shù)TechnicalofSoilImprovement柱錘沖擴(kuò)樁法pilesthrusted-expangedincolumn-hammer1第六章柱錘沖擴(kuò)樁法6.1概述6.2加固機(jī)理6.3設(shè)計(jì)與計(jì)算6.4施工6.5施工質(zhì)量監(jiān)測與檢驗(yàn)6.6工程實(shí)例地基處理技術(shù)6.1概述

柱錘沖擴(kuò)樁法是指反復(fù)將柱狀重錘提到高處使其自由下落沖擊成孔，然后分層填料夯實(shí)形成擴(kuò)大狀體，與樁間土組成復(fù)合地基的處理方法。該方法施工簡便易，振動及噪聲小。適用于處理雜填土，粉土，粘性土，素填土，黃土等地基，對地下水位一下飽和松軟土層應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性。地基處理深度不宜超過6m，復(fù)合地基承載力特征值不宜超過160kPa。地基處理技術(shù)地基處理技術(shù)地基處理技術(shù)地基處理技術(shù)6.2加固機(jī)理1.成孔及成樁過程中對原上的動力擠密作用；2.對軟土的動力固結(jié)作用；3.沖擴(kuò)樁充填置換作用（包括樁身及擠入樁間土的骨料）；4.生石灰的水化和膠凝作用（化學(xué)置換）。膨脹擠密，脫水?dāng)D密，膠凝作用地基處理技術(shù)6.3設(shè)計(jì)1）處理范圍：地基處理的寬度超過基礎(chǔ)底面邊緣一定范圍，主要作用在于增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性，防止基底下被處理土層在附加應(yīng)力作用下產(chǎn)生側(cè)向變形，因此原天然土層越軟，加寬的范圍應(yīng)越大。通常按壓力擴(kuò)散角=30°來確定加固范圍的寬度，并不少于1～2排樁。用柱錘沖擴(kuò)樁法處理可液化地基應(yīng)適當(dāng)加大處理寬度。對于上部荷載較小的室內(nèi)非承重墻及革層磚房可僅在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布樁。地基處理技術(shù)2）處理深度：

地基處理深度的確定應(yīng)考慮：1.軟弱土層厚度；2.可液化土層厚度；3.地基變形等因素。限于設(shè)備條件，柱錘沖擴(kuò)樁法適用于6m以內(nèi)的淺層處理，因此當(dāng)軟弱上層較厚時(shí)應(yīng)進(jìn)行地基變形和下臥層地基承載力驗(yàn)算。地基處理深度可根據(jù)工程地質(zhì)情況及設(shè)計(jì)要求確定，對相對硬層埋藏較淺的土層，應(yīng)深達(dá)相對硬上層；當(dāng)相對硬層埋藏較深時(shí)，應(yīng)按下臥層地基承載力及建筑物地基的變形允許值確定；對可液化地基，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)定確定。地基處理技術(shù)3）樁位布置：樁位布置可采用正方形、矩形、三角形布置。常用樁距為1.5～2.5m，或取樁徑的2～3倍。對于可塑狀態(tài)粘性土、黃土等，因靠沖擴(kuò)樁的擠密來提高樁間土的密實(shí)度，所以采用等邊三角形布樁有利，可使地基擠密均勻。對于軟粘土地基，主要靠置換，因而選用任何一種布樁方式均可?？紤]到施工方便，以正方形或正方形中間補(bǔ)樁一根（等腰三角形）的布樁形式最為常用。地基處理技術(shù)4）樁徑：柱錘直徑：它是柱錘實(shí)際自徑，現(xiàn)已經(jīng)形成系列，常用直徑為300～500mm，如公稱φ377錘，就是377mm直徑的柱錘。沖孔直徑：它是沖孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，地基被沖擊成孔的直徑，對于可塑狀態(tài)粘性土其成孔直徑往往比錘直徑要大。樁徑：它是樁身填料夯實(shí)后的平均直徑，它比沖孔直徑大，如柱錘夯實(shí)后形成的樁徑可達(dá)600～800mm。因此，樁徑不是一個(gè)常數(shù)，當(dāng)土層松軟時(shí)，樁徑就大，當(dāng)土層較密時(shí)，樁徑就小。設(shè)計(jì)時(shí)一般先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)樁徑，假設(shè)時(shí)應(yīng)考慮柱錘規(guī)格、土質(zhì)情況及復(fù)合地基的設(shè)計(jì)要求，一般常用d＝500～800mm，經(jīng)試成樁后冉調(diào)整樁徑。地基處理技術(shù)5）墊層：柱錘沖擴(kuò)樁法是從地下向地表進(jìn)行加固，由于地表約束減少，加之成樁過程中樁間土隆起造成樁頂及槽底土質(zhì)松動，因此為保證地基處理效果及擴(kuò)散基底壓力，對低于槽底的松散樁頭及松軟樁間上應(yīng)予以清除，換填砂石墊層。在樁頂部應(yīng)鋪設(shè)200～300mm厚砂石墊層。6）樁體材料：

樁體材料可采用碎磚三合土、級配砂石、礦渣、灰土、水泥混合上等。當(dāng)采用碎磚三合上時(shí)，其配合比（體積比）可采用生石灰︰碎磚︰粘性土為l︰2︰4。當(dāng)采用其他材料時(shí)，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定其適用性和配合比。為了保證樁身均勻及觸探試驗(yàn)的可靠性，碎磚粒徑不宜大于120mm，如條件容許碎磚粒徑控制在60mm左右最佳，成樁過程中嚴(yán)禁使用粒徑大于240mm磚料及混凝土塊。地基處理技術(shù)地基處理技術(shù)fspk::柱錘沖擴(kuò)樁復(fù)合地基承載力特征值（kPa）；m:為面積置換率，可取0.2～0.5；n:樁土應(yīng)力比，無實(shí)測資料時(shí)可取2～4,樁間土承載力低時(shí)取大值.fsk；f為處理后樁問土承載力特征值（kPa），宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可取天然地基承載力特征值。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)，也可按公式7）柱錘沖擴(kuò)樁復(fù)合地基承載力特征值：Esp：復(fù)合土層的壓宿模量（MPa）；Es：加固后樁間土的壓縮模量（MPa），可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值。

地基處理后變形計(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》GB50007的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。初步設(shè)計(jì)時(shí)復(fù)合土層的五縮模量可按公式（7.2.9）估算，8）沉降計(jì)算地基處理技術(shù)6.4施工1）施工機(jī)具：宜選用直徑300-500mm,長度2-6m,質(zhì)量1-8t的柱狀錘。升降柱錘的設(shè)備可用10-30t的自行起重機(jī)，步履式夯擴(kuò)樁機(jī)等序號規(guī)格形狀直徑(mm)長度(mm)質(zhì)量(t)13252-61-4凹形底23772-61.5-5凹形底25002-63-9凹形底地基處理技術(shù)2）施工步驟柱錘沖擴(kuò)樁法施工可按下列步驟進(jìn)行：1)清理平整施工場地，布置樁位；2)施工機(jī)具就位，使柱錘對準(zhǔn)樁位；3)柱錘沖孔：根據(jù)土質(zhì)及地下水情況可分別采用下述三種成孔方式：

a)沖擊成孔：將柱錘提升一定高度，自動脫鉤下落沖擊土層，如此反復(fù)沖擊，接近設(shè)計(jì)成孔深度時(shí)，可在孔內(nèi)填少量粗骨料繼續(xù)沖擊，直到孔底被夯密實(shí)。

b）填料沖擊成孔：成孔時(shí)出現(xiàn)縮頸或坍孔時(shí)，可分次填入碎磚和生石灰塊，邊沖擊邊將填料擠入孔壁及孔底，當(dāng)孔底接近設(shè)計(jì)成孔深度時(shí)，夯入部分碎磚擠密樁端土。地基處理技術(shù)c）復(fù)打成孔：當(dāng)坍孔嚴(yán)重難以成孔時(shí)，可提錘反復(fù)沖擊至設(shè)計(jì)孔深，然后分次填入碎磚和生石灰塊，待孔內(nèi)生石灰吸水膨脹、樁間土性質(zhì)有所改善后，再進(jìn)行二次沖擊復(fù)打成孔。當(dāng)采用上述方法仍難以成孔時(shí)，也可以采用套管成孔，即用柱錘邊沖孔邊將套管壓入土中，直至樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高。4）成樁：用標(biāo)準(zhǔn)料斗或運(yùn)料車將拌合好的填料分層填入樁孔夯實(shí)。當(dāng)采用套管成孔時(shí)，邊分層填料夯實(shí)，邊將套管拔出。錘的質(zhì)量、錘長、落距、分層填料量、分層夯填度、夯擊次數(shù)、總填料量等應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)或按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。每個(gè)樁孔應(yīng)夯填至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上至少0.5m，其上部樁孔宜用原槽土夯封。施工中應(yīng)作好記錄，并對發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行處理。5）施工機(jī)具移位，重復(fù)上述步驟進(jìn)行下一根樁施工。地基處理技術(shù)

柱錘沖擴(kuò)樁法夯擊能量較大，易發(fā)生地面隆起，造成表層樁和樁間土出現(xiàn)松動，從而降低處理效果，因此成孔及填料夯實(shí)的施工順序宜間隔進(jìn)行。3）施工順序：地基處理技術(shù)6.5質(zhì)量檢驗(yàn)1）施工過程中應(yīng)隨時(shí)檢查施工記錄及現(xiàn)場施工情況，并對照預(yù)定的施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，對每根樁進(jìn)行質(zhì)量評定。對質(zhì)量有懷疑的工程樁，應(yīng)用重型動力觸探進(jìn)行自檢。2）沖擴(kuò)樁施工結(jié)束后7～14d內(nèi)，可對樁身及樁間土進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，可采用重型動力觸探進(jìn)行，并對處理后樁身質(zhì)量及復(fù)合地基承載力作出評價(jià)。檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)可按沖擴(kuò)樁總數(shù)的2%計(jì)，每一單體工程樁身及樁間土總檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)均不應(yīng)少于6點(diǎn)。柱錘沖擴(kuò)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)。3）檢驗(yàn)數(shù)量為總樁數(shù)的0.5%，且每一單體工程不應(yīng)少于3點(diǎn)。載荷試驗(yàn)應(yīng)在成樁14d后進(jìn)行。，實(shí)踐證明這樣不僅方便施工也是偏于安全的，對非飽和土和粉土休止時(shí)間可適當(dāng)縮短。地基處理技術(shù)4)基槽開挖后，應(yīng)檢查樁位、樁徑、樁數(shù)、樁頂密實(shí)度及槽底土質(zhì)情況。如發(fā)現(xiàn)漏樁、樁位偏差過大、樁頭及槽底土質(zhì)松軟等質(zhì)量問題，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。基槽開挖檢驗(yàn)的重點(diǎn)是樁頂密實(shí)度及槽底土質(zhì)情況。由于柱錘沖擴(kuò)樁法施工工藝的特點(diǎn)是沖孔后自下而上成樁，即由下往上對地基進(jìn)行加固處理，由于頂部上覆壓力小，容易造成樁頂及槽底土質(zhì)松動，而這部分又是直接持力層，因此應(yīng)加強(qiáng)對樁頂特別是槽底以下1m厚范圍內(nèi)土質(zhì)的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法可采用輕便觸探進(jìn)行。樁位偏差不宜大于1/2樁徑，樁徑負(fù)偏差不宜大于100mm，樁數(shù)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。地基處理技術(shù)地基處理技術(shù)緒論地基處理技術(shù)地基處理技