时间：2023-08-14 09:24:57
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Abstract：With the rapid development of China's economy, construction is also the simultaneous development of stringent requirements on geotechnical engineering, geotechnical testing is even more important.
Key word：Geotechnical，Testing
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
1、引言
岩土工程检测目前国内常用的方法有：圆锥动力触探、标准贯入、静力载荷实验、低应变和高应变等，不同的检测方法各有不同的评定准则。它是地基部分最后一道工序，实际上对岩土工程施工的验收责任重大，尤其是将不合格工程定为合格，将酿成重大安全质量事故，给国家和个人带来巨大的经济损失，在行业中造成恶劣的影响，因此岩土工程检测在岩土工程施工中越来越不可忽视。
2、岩土工程检测的要点
岩土工程检测是个动态的检测过程，不仅在地基处理完了之后根据相关规范要求进行简单的试验测试，其在地基处理施工过程中、过程后都要积极的参与其中。
2.1、熟悉勘察报告，去伪存真地了解地基承载力、不均匀性、湿陷、液化、溶陷、盐渍等问题，查阅上部结构设计，充分理解岩土工程设计意图，结合现行国家规范，才能实现检测工作的目的，正确评价地基处理施工是否合格的，发现设计上的安全漏洞和不足之处，了解其保守的设计意图，做到这些，才能布置合理的检测工作量和选用有效的检测手段。
2.2、检测人员没有对施工过程中的跟踪监督，就不能做到心中有数，就不能发现施工中存在的问题和安全隐患。因为检测是一个抽检的过程，实际的检测工作，只是以点概面，但整个地基是全部参与建（构）筑物的持力作用的。如果不观察施工过程，就可能遗漏不合格的地方。如果检测点没有针对性和代表性，检测数据就是无法真实反应施工质量。即使得到的检测数据合格，若有重大问题和安全隐患的地方没有检测到，也不能说明检测的地基工程就合格。
2.3、不同的地基处理方法，采用不同的检测手段，检测的重点是发现影响工程安全的问题，因此要在施工质量最差的部位布置检测点。如在十二栋六层的住宅楼工程中，勘察报告中提出了该地基土是具有轻微湿陷性的粉土，设计的方案是换填1米的粉土。设计的方案很好，既部分消除粉土的湿陷性，又提高了地基的承载力。施工结束后，进行地基检测。根据规范要求，以及检测单位和甲方协议，检测方法是静力载荷实验，根据规范要求，检测单位增加采用挖探井取样、送试验室做湿陷性试验。从静力载荷实验数据分析，效果理想，满足设计要求。但是，试验室出具的湿陷性报告为中等湿陷，总的湿陷量超过国家规范要求。结果出来后，甲方和施工单位对此很不理解，在当地组织了多次专家会议，通过专家的讨论，其结论为该地基处理施工结果不合格，要求返工。
2.4、有时应在施工过程中及时检测，发现不合格处及时返工，防止出现整体返工，延误工期的结果。例如在地基处理方案中，采用振冲碎石桩，然后垫层强夯。当振冲碎石桩施工完成后，应及时对其进行检测，只有检测合格以后，才能进行下一道工序的施工。如果在地基处理全部完成后，再进行检测，对碎石桩和桩间土的承载力无法准确的把握。特别是在碎石桩上部垫层材料是碎石土，要穿透该垫层部分，对桩间土进行标准贯入实验，操作比较困难。一旦振冲碎石桩的检测结果不合格，则必须将垫层全部挖除，对振冲碎石桩才能返工。这样既浪费了大量的工程费，耽误了工期。故在必要的情况下，检测工作应穿插在施工过程中。现在的工程对进度要求多，应通过对施工的监督，在施工过程中，及时发现问题及时返工，完工后达到100%的合格。
2.5、在岩土工程设计阶段，依照《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）和相关规范布置检测工作量，形成检测点平面布置，外业实际检测过程中及时调整并记录。按照事前预测、事中控制、事后处理。只有将前两步工作做到实处，尽量减少事后处理这部分的工作，才能保证质量和工期的要求，使检测工作既满足甲方的要求，又不浪费人力物力。
2.6、振冲碎石桩、人工成孔的桩基等处理地基，现场没有第三方的旁站、监督，就谈不上检测。有效的检测只能是对施工过程中质量控制满足要求后才能做到。也即检测应该分为工程检测和施工结束后成品检测。
3、结语
总之，检测工作不仅仅是在办公室内根据国家规范进行数据分析和计算，它还包括施工过程的监督、检测方法和工具的选用、检测现场具体协调以及对现行国家规范的熟练掌握。只有将分部的每一部工作实实在在地做好，才能是真正的将检测工作做好。对地基处理的工程，检测工作，不能随便下结论，应全面考虑，准确把握其工程质量。
参考文献：
[1]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》，（GB50202-2002）.
2软弱地基的处理方法
2．1换填土法
在进行浅层地基处理的基本方式为换土加固，换填土法的原理为地基持力层所受承载力与形变强度其中任何一个未能满足基本的设计要求，并且软土层的厚度不大，通常会选用将具有一定厚度的弱土层去除，然后进行分层换填方式，从而达到强度比较大的砂和其它性能相对稳定、未具有侵蚀性的建筑材料，并且需要将其压实至规范要求的密实程度为宜，通常用在公路结构建筑物中的软土地基处理。在进行垫层压实施工工作，其中包括重锤夯实、机械碾压、平板振动，上述的施工方案不仅能够将回填土进行分层回收处理，又能够使地基表层土得到加固。根据应力分布规律定义，在处理土中力的大小时，为了能够使垫层上部承受较大的应力，软土垫层则承受应力较小，从而能够使设计值满足地基的基本要求，这就是换填土法在加固过程中产生的基本原理。
2．2夯实法
夯实地基分重锤夯实地基和强夯夯实地基。（1）夯实法中包括重锤夯实，其工作原理就是用起重机械将特制的重锤，提升到规定的高度，让重锤做自由落体运动产生下落动作，并且重复夯击，从而使地基土受到力的作用得到压实加固，从根本上使地面达到承载力的设计值。这是浅层地基处理方式其中的一种，这种方式通常用在地下水位之上，潮湿的砂土、粘性土、湿陷性黄土以及杂填土和分层填土地基进行加固处理。在进行施工前，首先要对建筑地段附近的土层进行试夯处理，确定使用的夯锤底面直径大小、夯锤的自重和自由下落的间距，能够在以最后下沉量和相应的最少夯击遍数和总下沉量得到准确数据。（2）通常选用自重大于8吨的大吨位夯锤，起吊高度至大于61TJ，强夯地基是使用起重机械将夯锤做自由落体运动，从根本上能够加强对土体的夯实，使地基强度有效提高、地基的压缩性降低。根据施工现场的实际情况，选择回填土的种类为：砂质土、砾石、砂土、粘性土及碎石、粘土等类型。在施工之前，要进行各点的试夯确定：得出各夯点相互联系的数据；各夯点是否能够达到要求效果次数；测试各夯点受到压缩出现变形的扩散角；每夯一遍都将孔隙水压力消散完所需要的间歇时间。由于土层的种类不同，其设计基本要求也不同，通常会选择连夯或间夯合理的操作方法。采用填砂石垫层用在常出现翻浆的饱和粘性土上，铺设在夯点下面，有利于将孔隙内的水压完全消散，通常施工人员会选择一次铺成或者是分层铺填。在干旱季节进行强夯施工是最好的时期，对于雨季出现的场地积水情况，要及时的采取防护措施，避免出现土质变软，造成挤出情况，使强夯效果大大降低。
2．3深层搅拌桩
采用粉体喷射搅拌机械，经过钻成孔后，利用外界的空气压缩设备，使水泥粉等一些固体材料以雾状喷入，在加固的软土中，通过进行原位搅拌、压缩并且将其中的水分充分吸收，会出现相应的物理化学反应，软土出现硬结现象，水稳定性能好、整体性强、桩体强度较高，其特点主要是使强度形成速度快、所用时间少、地基下沉幅度小。从根本上提高路基强度，形成与桩间同形成复合地基，成为喷粉桩。（1）土质：通常在进行施工现场处理时，常选用粉土作为喷粉桩的回填土，并且在其中添加固化剂，从而使粉土无论在质量还是强度方面都优于淤泥质土和粘性土的特性，当选用的土粒相对较粗的时候，则其强度效果增强的明显，使土质增强效果更好的方法就是选择纯净的原位土进行回填，因为有机物在软土层中的含量多，则使增强效果变差，综合上述情况进行分析，土层中有粉土、粉砂土、砂土等作为软地基，则不宜含有树根等有机物作为人工填土。（2）含水量：在对软土层中、特别是其中包含粘土层，都存在着一个最佳科学含水率，天然土中最佳固化剂掺入比与含水量值都是一一对应的，如果结果超出规范规定数值，则效果增强的不明显。（3）固化剂掺入比：根据施工现场的实际情况，在对固化剂掺入量和固化料进行配比，按照当地的含水量、类别、加固地基土质情况、原位土和复合地基承载力以及规范设计要求桩体承受的强度等级等条件有重要的联系。通过试验资料显示说明：当固化料强度等级越高，说明单桩强度固定，掺入量相对少；当土质纯净时，说明原位土颗粒相对较粗，掺入量少；掺入量越少，土层中的含水量就越小；按照配合比规定，掺入量少，则原位承载能力就会越大。
3施工质量控制措施探讨
（1）根据施工现场的实际情况，按照每米喷粉量桩身控制要配备准确的装置记录器，在施工中进行数据测量与记录时，仪器中任何按钮都不得进行人为的设定和参数修改，就是在使用仪器的深度，以及时间，产生的喷粉重量，施工时的桩号编号，再次搅拌的深度和次数等基本情况说明，从根本上能够减少在施工时出现违反操作的行为。（2）对施工进度计划以及施工技术工艺的基本流程进行严格的检查。根据施工工程实际情况，现场检查人员对施工组织设计要进行仔细的检查，主要是将施工顺序以及施工工艺进行基本的研究；确保施工组织设计基本体系完善；施工方式是提高工程建设质量的基本保障。（3）根据机械设备在进入施工现场的数量、性能、型号及其基本的可靠性要按照规范要求进行严格的检查，其主要能够对粉体计量装置进行检查，并且从根本上满足工程进度的施工需要。（4）对现场实际情况进行严格的测量，其中含有施工中钻机下钻的深度、以及喷粉面和停灰面等数据的标高值，加固的深度及桩长得到保障。（5）按照相关的法律法规以及技术规范情况表明，根据科学的施工组织设计及严谨的规范流程进行施工，并且对桩体长度、直径以及深度和喷粉量按照技术规范要求进行加固处理。
2、房屋建筑的地基施工的特点
2.1房屋建筑施工具有复杂性
我国南方北方的地势条件不同，相应的房屋建筑的地基施工就有不同的要求，在施工过程中要结合地域性特点进行施工，同时西南地区地势多山，容易发生地震，自然灾害对于房屋建筑的地基的变动性很大，因此房屋建筑地基施工具有极强的复杂性。
2.2房屋建筑地基施工问题具有极强的隐秘性
房屋建筑施工具有极强的复杂性，这就在一定程度上使得地基施工过程中的安全隐患问题增多[2]。地基施工问题具有极强的隐秘性，一些问题难以发现，这就需要建筑企业加大施工力度的监督和检查，确保工程质量，为人民的生命安全负责。
2.3易发房屋建筑地基安全事故
房屋建筑施工过程施工人员不严格按照施工规范，施工材料不合格都会导致建筑存在安全隐患[3]。在施工过程、住房过程中发生的安全事故都有很多，建筑企业要切实加强建筑质量，规范施工过程，施工队伍有一个安全的施工环境，住户能够放心居住。
2.4房屋建筑地基事故难以处理
地基事故相对于其他房建事故，处理难度很大，主要因为地基承受整个建筑物的重量，对地基进行加固或者密实处理难以操作。一方面地基属于地下工程，受操作条件影响极大，事故发生后难以开展地下操作，进行再次地基处理工作，另一方面地基承载的是整个建筑的质量，一旦在进行整体建筑时，出现地基安全事故，对其进行处理程序会严重影响其他施工环节的质量[4]。
3、房屋建筑中的地基施工技术
地基施工技术就是通过运用一些先进的手段提高地基土的密实度，提高地基的稳固性，使得其能够承载较大的压力负荷，保证整个建筑工程质量的技术[5]。
3.1注浆地基处理技术
我国目前应用的注浆施工技术主要由水泥注浆地基施工处理技术、硅化注浆地基施工处理技术。在实际的房建地基施工中的施工区域地基土质较为松软，难以承载建筑物的重量，因此在房屋建筑的施工过程中必须采用地基施工技术进行处理[6]。实际施工过程，施工区域的地基软土，回填伸缩性较好、耐腐蚀、具有高强度的灰土、粗砂以及卵石矿渣等对地基土采用进行夯实处理，增强地基土的稳固性。
3.2旋喷注浆地基处理技术
科学技术日益飞速发展，近年来我国的建筑行业的房间地基施工技术也不断得到改善，旋喷注浆处理技术就是在新形势下产生的一种新型地基处理技术，它可以实现对软土地基的加固和防水性能的增强。旋喷注浆处理技术施工工艺简单易操作，在建筑行业已得到广泛应用。旋喷注浆技术进行作业时要选取合适的作业深度，在地基处理前进行钻孔工作，将注浆管置于地基土的内部将调配好的水泥材料注入，通过长时间旋转式灌注高压浆液，对软地基土进行处理，实现地基稳固性的提升[7]。
3.3挤密桩地基处理技术
根据施工材料的差异性，挤密桩地基处理技术分为夯实水泥土复合地基、砂石桩地基、以及水泥粉煤灰碎石桩地基等多种处理技术[8]。例如砾石桩地基。通过利用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将砂或砂卵石（砾石、碎石）挤压入土孔中，形成大直径的砂或砂卵石（砾石、碎石）所构成的密实桩体。砂石桩地基施工技术对于挤密松散砂土和杂填土等施工地基的处理效果很好。
3.4夯实地基处理技术
房屋建筑地基施工过程中会对地基进行夯实处理工作。夯实分为细分强夯、重锤两种夯实技术[9]。细分强夯主要是针对施工区域的地下水位超过0.8米，饱和度满足低于60以下的湿陷性黄土或者稍湿的黏土或者沙土等区域[10]。施工过程中采用大型起重机械根据低级的实际情况将夯锤升至一定高度，自由下落，反复此过程实现不良地基的稳固处理。细分强夯技术由于其自身的经济性、便捷性成为我国夯实技术中应用较为广泛的技术。
3.5深层密实技术
我国《工业与民用建筑抗震设计规范》(TJlI-78)根据1971年以前8次大地震的数据,参考美国、日本的有关研究成果给出了以临界标准贯人击数为指标的砂土液化判别公式。现行规范《建筑抗震设计规范》(GBJIl-89)通过对海城、唐山地震的系统研究,结合国外大量资料,对原规范进行了修改,采用了两步评判原则,并对临界标贯击数公式进行了修改,使之更符合实际。在国标《岩土工程勘察规范》(GB50021-94)中,对此又进行了补充,给出了液化比贯入阻力临界值和液化剪切波速临界值公式,用来进行液化判别。在公路工程中,基本上沿用上述两步评判原则,采用了临界标贯击数判别方法,并根据公路工程中的研究成果,给出了临界标贯击数的计算公式。这些规范在我国工程界得到了广泛应用。
一、强夯法在液化地基处理方案的确定
强夯法处理地基是20世纪60年代末Menard技术公司首先创立的,该方法将80-400kN重锤从落距6-40m处自由落下,给地基以冲击和振动,从而提高地基土的强度并降低其压缩性。强夯法常用来加固碎石、砂土、粘性土、杂填土、湿陷性黄土等各类地基土。由于其具有设备简单、施工速度快、适用范围广、节约三材、经济可行、效果显著等优点,经过20多年来的应用与发展,强夯法处理地基受到各国工程界的重视,并得以迅速推广,取得了较大的经济效益和社会效益。
由于强夯处理的对象(即地基土)非常复杂,一般认为不可能建立对各类地基土均适合的具有普遍意义的理论,但对地基处理中经常遇到的几种类型土,还是有规律可循的。实践证明,用强夯法加固地基,一定要根据现场的地质条件和工程使用要求,正确选用强夯参数,一般通过试验来确定以下强夯参数:
(1)有效加固深度:有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据,又反映了处理效果。
(2)单击夯击能:单击夯击能等于锤重×落距。
(3)最佳夯击能:从理论上讲,在最佳夯击能作用下,地基土中出现的孔隙水压力达到土的自重压力,这样的夯击能称最佳夯击能。因此可根据孔隙水压力的叠加值来确定最佳夯击能。
(4)夯击遍数:夯击遍数应根据地基土的性质确定,地基土渗透系数低,含水量高,需分3-4遍夯击,反之可分两遍夯击,最后再以低能量“搭夯”一遍,其目的是将松动的表层土夯实。
(5)间歇时间:所谓间歇时间,是指相邻夯击两遍之间的时间间隔。
(6)夯点布置和夯点间距:为了使夯后地基比较均匀,对于较大面积的强夯处理,夯击点一般可按等边三角形或正方形布置夯击点,这样布置比较规整,也便于强夯施工。由于基础的应力扩散作用,强夯处理范围应大于基础范围,其具体放大范围,可根据构筑物类型和重要性等因素考虑确定。
二、强夯法设计要点
(1)强夯技术参数的确定。强夯法虽然已在工程中得到广泛的应用,但至今尚无一套非常成熟的设计计算方法,一般应参照国内强夯法加固地基的成功经验,初步确定各类地基的强夯参数,在强夯施工前,选择代表性路段(夯区)进行试夯,以确定合理的强夯参数与施工工艺。强夯法的主要设计参数包括:锤重、落距、垫层材料与厚度,有效加固深度、夯击能、夯击次数、夯击遍数、间隔时间、夯击点布置和处理范围等。
(2)施工质量控制。强夯地基的质量检验,包括施工过程中的质量监测和夯后地基的质量检验,其施工过程检验指标分别为施工控制夯沉量和有效处理深度。强夯施工结束后,间隔2周对地基加固质量进行检验,检验频率为每100m一个断面,每断面检验3点,其中路中一点、左右边坡坡脚各一点,检验方法可选用标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验及现场荷载试验等方法并结合室内土工试验。检测深度不小于设计处理深度。
三、强夯法处理液化地基的质量控制与管理
1、施工单位选择
对参与施工的强夯施工单位,各施工标段中标单位要先审查其施工资质、信誉和业绩,并附有前业主对该单位的书面评价报告,任何单位不得将强夯分包给个人施工。
2、施工准备
编写施工组织设计,经驻地监理组审查,监理组提出书面审查意见,报总监代表审批同意方可施工。
3、施工管理
(1)施工单位要按设计图要求编制夯点编号图,编号图要清晰、规范、科学。
(2)施工单位必须制定严格的安全管理措施,现场操作人员必须戴安全帽,并对施工机械定期作安全检查。在强夯区四周要设置醒目的危险警告标志和安全管理措施,不允许行人和非施工车辆进入强夯区,以确保操作员、过往行人和车辆的安全。
(3)施工单位要对强夯机械进行编号,每台强夯机械必须持有监理组发放的《施工许可证》方可进行强夯施工。
(4)施工单位除在强夯机械上挂《施工许可证》外,还必须挂有《机械操作主要人员》和《施工技术参数》两块醒目的牌子,进行机械操作的主要人员必须挂牌上岗。
(5)施工单位要制定施工要点供现场人员执行。
(6)铺设垫层前要对原地面进行清表并整平,且要按每20米一个断面,每个断面5个规定测点,测量清表后标高。
(7)用水准仪测量垫层铺设前、后的对应测点标高,初步确定垫层厚度,每20米一个断面,每个断面5个规定测点,再按每断面挖1处探坑,进一步确定垫层厚度(控坑必须在测点位置上)。
土的物理力学指标表1
2技术方案的确定
由于该工程基础位于回填土上，回填土承载力不满足结构设计要求，且不能直接作为持力层，故必须进行地基处理。要求处理后桩间土地基承载力特征值不小于120kPa，压缩模量不小于8MPa，处理深度不小于回填土厚度；主厂房部分、垃圾厂储存池侧壁下的条基，汽机厂房、主控厂房、烟筒、飞灰固化车间的载体桩复合地基,，处理后地基承载力特征值不小于350kPa；冷却塔的载体桩复合地基，处理后地基承载力特征值不小于300kPa；办公楼、宿舍楼的载体桩复合地基，处理后承载力特征值不小于250kPa。
对于回填土的处理最常用的方法有：1)直接采用挤密灰土桩，由于回填土深度较大，且结构对地基承载力要求较高，常规灰土挤密桩在北方地区一般只能提供250kPa左右的承载力，而本工程要求处理后的承载力最大为350kPa，故必须采用深层强夯施工的大直径灰土挤密桩；2)采用强夯处理方法消除地基土的不均匀性和后期的可能沉降，同时提高地基土承载力，承载力不够的部分由CFG桩复合地基来承担；3)采用强夯、渣土桩和载体桩复合地基相结合的技术，在不同的位置根据处理深度，采用强夯、渣土桩处理回填土，采用载体桩复合地基提高地基承载力，与CFG桩相比，载体桩桩长明显缩短，在满足沉降要求的情况下，造价降低。
经过论证比较，初步确定采用强夯、渣土桩和载体桩复合地基相结合的技术。经对各柱承载力验算和变形计算发现，所有复合地基承载力都能满足设计要求。但由于部分柱基荷载较大，若采用载体桩复合地基，变形不满足设计要求，确定该部分基础采用CFG桩复合地基。因此本工程的地基处理方案为：当填土深度在5m以内时采用强夯进行处理，填土深度超过5m时采用挤密渣土桩进行处理，消除地基土的湿陷性和后期沉降；采用CFG桩复合地基处理荷载和尺寸较大的柱基地基，其余地基处理采用载体桩复合地基。
3复合地基的设计
3.1 桩间土的处理
3.1.1 强夯的设计
根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）要求,对于处理深度在5m以内的，采用单击夯击能2000kN•m,夯击点按正方形布置，考虑到夯锤尺寸大小，夯点间距采用6m，最后以单击夯击能1000kN•m满夯一遍。在大范围施工前进行小范围的强夯试验和载荷试验，经检测合格后再正式施工。
3.1.2 渣土桩的设计
设计渣土桩桩径0.6m,间距1.8m×1.8m,正方形布置,共计3081根，根据填土深度最深约10m，初步确定渣土桩的施工成孔深度为6～8m,经过夯实后在10m范围内的填土得到有效处理。
根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)，取m=Ap/S2=01087，桩体强度fpk为600kPa,则渣土桩的承载力采用下式计算:fspk=mfpk+(1-m)fsk=0.087×600+(10.087)×75=121kPa＞120kPa,满足设计要求。
3.2 载体桩复合地基的设计
3.2.1 计算参数
根据岩土工程勘察报告,以某一代表性空孔进行计算。载体桩以层③细砂为持力层,天然地基土承载力fak=160kPa。工程±0.00相当于绝对标高12.0m，混凝土桩身长约8.0m,载体桩处理的有效桩长约10.0m。计算深度d =10.0+2.0(桩顶至室外地坪标高)=12.0m。桩径430mm，桩身混凝土强度等级C25。土的有效重度:γ0=10.0kNPm3。根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007―2002),深度修正系数ηd=116。
3.2.2 承载力估算
根据《载体桩设计规程》(JGJ135―2007),单桩承载力特征值按下式计算:
Ra=faAe
其中:fa=fk+ηd(d-0.5)γ0 将各参数代入得fa=160.0+1.6×(12.0-0.5)×10.0=344.0kPa。
查规范取三击贯入度10cm,得:Ae=2.7m2,则Ra =344.0×2.7=928.8kN。
3.2.3 复合地基承载力计算
设计桩径为430mm,桩间距为1.8m×1.8m,桩间土承载力取120kPa,根据复合地基承载力计算公式:
满足设计要求。
3.2.4 桩身强度验算
按材料强度计算单桩承载力(采用C25混凝土):
fcu=3RaP/Ap
式中:fcu为桩体28d立方体试块强度，取25MPa；Ap为桩的断面面积，则Ra=25000×0.145P3=1208.3kN。
3.2.5 变形计算
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),基础最终沉降用下式计算:
根据规范,压缩模量的当量值. ==12.243MPa,查规范,沉降计算经验系数ψs=0.505,则总沉降量s=53.10mm。
3.3 部分CFG桩复合地基的设计
以粉土为持力层,确定桩长为19m,单桩承载力为
设计取670kN。
CFG桩设计桩径为400mm,桩间距为1.65m×1.65m,置换率m=3.14×0.22/1.65×1.65=0.046。则
满足设计要求。
采用和载体桩复合地基相同的方法进行桩身强度验算和沉降计算,均满足设计要求。
4试验检测
4．1 施工前的试桩
为了给设计提供依据,确保施工的可靠性,在正式施工前,进行几组复合地基的试验施工和检测。为了对比渣土桩+载体桩复合地基和强夯+载体桩复合地基的施工效果,进行了两种施工方法的对比,依照设计参数进行施工,检测结果见表2。由表2可见,采用两种施工方法处理都能满足承载力和变形的设计要求,且在设计荷载下变形相近,表明处理效果良好。
复合地基静载荷试验结果 表2
4.2工程桩检测
施工完成后,对工程按规范及设计要求进行了复合地基静载荷试验及单桩低应变检测,共进行了36组载体桩复合地基、12组渣土桩复合地基、6组强夯复合地基检测,检测结果表明全部达到设计要求,低应变检测的314根桩全部合格。复合地基平均变形模量达到65MPa。
【分类号】：TV523
近年来，由于高压旋喷桩加固地基可靠，不会影响建筑物的正常使用功能，能在狭窄和较低矮的现场贴近建筑物施工，且具有施工机具简单、有较好的耐久性、施工简便、噪声小、无污染等特点，已逐渐成为了我国常用的地基处理方法之一。本文结合工程实例，就高压旋喷桩在软土地基处理中的应用谈一些看法。
一、工程概况
某地基处理工程，场地地质资料如下：①素填土；②粘土、粉质粘土；③淤泥；④淤泥质粘土；⑤粉质粘土；⑥中-粉细砂；⑦粉质粘土；⑧全风化基岩；⑨强风化基岩，靠近地表地层其承载力均不能满足设计要求，故结构设计文件要求对其基底下卧的素填土、淤泥、淤泥质粘土进行高压旋喷桩地基加固处理。设计要求处理后的复合地基承载力特征值fspk≥160KPa，变形模量EO≥2.5Mpa。
二、高压旋喷桩复合地基设计
1、地基加固技术要求及处理范围
（1）地基加固技术要求结构设计要求处理后的复合地基承载力特征值为160KPa，变形模量EO≥2.5MPa。
（2）加固处理对象根据结构设计图纸及勘察资料，旋喷桩复合地基加固处理对象为：基底下卧素填土、淤泥、淤泥质粘土等软弱层。
2、旋喷桩加固设计
（1）承载力计算。按规范高压旋喷单桩承载力按以下公式计算：
Ra=πd∑hi・qsi+Ap・qp或Ra=ηfcu・Ap
式中：d为旋喷桩直径，取0.5mhi为旋喷桩周第i层土的厚度，结合地勘报告的工程地质剖面图，按处理土层最差情况考虑qsi为桩周第i层土的侧阻力特征值（kPa）。Ap为旋喷桩的截面面积，为0.1962m2。qP桩端地基土未经修正的承载力特征值（kPa），桩端持力层为硬塑状粉质粘土，qP取值为180kPa。η桩身强度折减系数，可取0.33。fcu旋喷桩身试块抗压强度，取5MPa。
以其中一钻孔为例：经计算，两公式所得Ra值分别为370.16kN及294.3kN，设计时单桩承载力Ra取294.3kN计算。又根据规范公式：
fspk=mRa/Ap+β（1-m）fsk
式中β=0.5fsk=110kPa，计算得面积置换率m=0.098，则单根桩承担处理面积A=两公式计算取小值Ap/m=0.1962/0.098=2.002m2。实取A=2.0m2，实际面积置换率m=0.098。
（2）复合地基承载力特征值fspk验算。地基处理后的变形计算应按现行国家规范《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）的有关规定执行，根据工程地质勘察报告并结合施工经验，桩间承载力特征值fsk=110kPa，面积置换率m=0.098，则复合地基承载力特征值fspk=mRa/Ap+β（1-m）fsk=199.2kPa>160kPa，满足设计要求。
（3）压缩模量计算。高压旋喷桩地基处理后的变形计算应按现行的国家规范《建筑地基处理技术规范》JGJ79（2-2002、J220-2002）的有关规定执行，fak=180kPa。桩间土压缩模量按经验取值，根据该场地类似地层加固处理后检测资料，ES可取8Mpa。ξ=fsp.k/fak=199.2/180=1.106则复合地基压缩模量Es=1.106×8=8.853MPa。本工程复合地基的变形模量能大于2.5MPa，满足设计要求。
（4）旋喷桩布置。根据上述计算，实取单根旋喷桩承担处理面积A=2.0m，实际面积置换率m=0.098。旋喷桩按三角形布置，桩中心距1.0m，在基础范围内按均匀布置的原则布置。
三、高压旋喷桩施工技术要点
旋喷注浆施工流程可大致分为：施工准备试桩、技术参数确定测量放样，桩机就位钻孔水泥浆制备旋喷、复搅提管冲洗移动设备桩基工后检测。
1、施工准备
钻机进场之前首先进行场地布置，清除施工区域的杂物，平整场地施工段落要平整密实，做好排水工作，确保在较干净的环境中进行施工，其次，准备好施工用电和施工用水；施工用电使用沿线设置的变压器并配备发电机在施工现场，架设电缆接线到施工作业区。
2、试桩、技术参数确定
每个工点施工前必须先打不少于3根的工艺试验桩，以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数，其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、钻进和提升速度等，还应根据被加固土的性质及单桩承载力要求，确定水泥掺入量。通过试验桩确定本工程高压旋喷桩施工技术参数为：水灰比为1：1；钻进、工作压力20～25Mpa；提升速度≤0.25m/min；桩顶1米范围提升速度≤0.2m/min；转速应控制在20～25r/min，水泥掺入量范围在180～220Kg/m之间。
3、测量放样
测量人员根据施工图纸提供的坐标、平面布置图，在施工段落进行布桩，桩位用小木桩红色头醒目标注，桩间距误差不大于50mm，布桩完成自检合格后报监理工程师验收，验收合格后进行下一步工序。
4、钻机就位
搅拌机具运至现场后进行安装调试，待转速、压力及计量设备正常后就位。钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心，然后进行钻杆的双向调平，之后，再次调整对中，最后再精确调平。垂直度误差不超过1%，对中误差小于5cm。
5、钻孔
每台钻机在开钻前，技术人员对钻杆总长度进行尺量，根据桩长、设计桩顶标高、原地面标高计算下钻节数，并在最后一节钻杆上标定出下钻结束位置。钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度，钻孔方法采用单管法旋转钻机。在钻杆下钻时采用小于10Mpa的水泥浆压力，一方面防止堵喷嘴，另一方面对土体进行第一次喷射，使土体成为混合液，减小喷浆时土体的阻力，以利于浆液充分搅拌，钻到设计的深度。成孔后，应校检孔位、孔深及垂直度，是否符合设计要求。
6、灰浆的制作
选用优质42.5#普硅水泥，根据搅拌桶的大小、水灰比、泥浆比重来标定最大水位线，按水灰比1：1添加水泥，并经充分搅拌，测定泥浆比重是否达到试配时比重1.47，如达不到继续添加水泥直至达到试配水泥浆比重为止。搅拌时间少于4分钟的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。
7、旋喷、复搅
将注浆管下到预定深度后，调整回流阀门，使旋喷罐内的压强达到规定值，水泥浆到达喷嘴后，检验喷射方向、摆动角度，旋喷压力、水泥用量参数的变化将直接影响桩的均匀程度和桩径，水灰比参数的变化将会影响桩身的强度，因此必须时刻注意检查浆液初凝时间、水泥浆流量及压力、提升速度、旋摆角度、喷射方法等参数是否符合设计要求，并随时作好记录，如遇故障应及时排除。
8、提管冲洗
喷射作业完成后，将注浆泵的吸浆管移到水箱内，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管内的浆液全部排除，防止残存水泥浆将管路堵塞。
9、移动设备
移动钻机至下一孔位，为确保桩与桩之间能很好咬合，宜采用打一跳一法，且间隔时间应大于36小时。
10、褥垫层施工
地基旋喷施工完成后，整平场地，进行表面处理（包括清理桩头等），在表面铺设一层200mm厚的级配良好的砂卵石，碾压密实，压实后的褥垫层厚度与虚铺厚度比不得大于0.90。
四、结束语
Keywords: dynamic compaction method; main parameters; construction
中图分类号：TU433 文献标识码：A文章编号：
引言
随着经济的发展，项目投资的规模越来越大，地基处理在土建工程中的作用日益重要。由于强夯法具有加固效果显著、适用土类光、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点，我国自20世纪70年代引进此法后迅速在全国推广应用。
1 原理简介
强夯法是反复将夯锤（质量一般为10t～60t）提到一定高度使其自由落下（落距一般为10m～40m），给地基以冲击和振动能量，从而提高地基的承载力并降低其压缩性，改善地基性能。
大量工程实例证明，强夯法用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，一般均能取得较好的效果。对于软土地基，如果未采取辅助措施，一般来说处理效果不好，切忌采用。
2 工程实例
拟建场地原为海岸丘陵，并存在天然海沟，后经人工挖山填方整平，自然地貌改变较大。主要为挖方区，部分存在填方区，为丘陵间沟谷经填方形成，部分地表基岩外露。填方区素填土主要成分为山体挖方区的全风化～中等风化的砂岩、泥岩、页岩等，粒径由几厘米到50厘米，厚度不均匀。
2．1 有效加固深度估算
强夯法的有效加固深度既是反映处理效果的重要参数，又是选择地基处理方案的重要依据。鉴于有效加固深度问题的复杂性，以及目前尚无适当的计算公式，所以规范规定有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定，在缺少试验资料或经验时，可按表-1进行预估。
表-1 强夯法的有效加固深度（m）
注：强夯法的有效加固深度应从最初起夯面算起：单击夯击能量E大于120000 KN﹒m时，强夯的有效加固深度应通过试验确定。
本工程估算有效加固深度10.0 m
2．2 夯点布置及夯击遍数控制
本工程采用10000 KN﹒m能级进行试夯，根据地基土的性质确定分5遍进行。夯锤底面积为30m2。点夯间距7.5m,呈正方形布置（见图-1）。夯点夯击次数，由现场施工确定。第1、2遍为点击，夯击能为10000 KN﹒m，夯点收锤标准，以最后两击 平均夯沉量小于200 mm；第3遍为点击，夯击能为4000 KN﹒m，夯点收锤标准，以最后两击 平均夯沉量小于50 mm。第4、5遍为满夯，夯击能为1500 KN﹒m，每夯点夯击2击，要求夯锤地面彼此搭接1/3。
图-1 检测区夯点布置图
注：第一遍夯点第二遍夯点 第三遍夯点
两遍夯击之间应有一定的时间间隔，以利于土中超静孔隙水压力的消散。实际试夯时的时间间隔是7天。
3 施工及检验
施工前，应按设计要求选择并检查机具设备（夯锤、起重设备、脱钩装置、锚系设备）。
整平后的场地高出设计标高30～50cm，并排除积水。
强夯地基开工前，应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要措施，以免因施工而造成损坏；强夯区四周设置好排水沟，便于排除大气降水。
当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或精密仪器设备会产生有害影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔振措施。
强夯法施工，应按照规范规定的施工步骤顺序施工。
施工完成后，应通过静载荷试验取得处理后的地基承载力特征值，起静载荷试验的压板面积不宜小于2.0m2。并通过标准贯入、静力触探和土工实验确定处理后地基的施工质量和均匀性。
小结:
本工程设计要求地基承载力特征值大于200KPa,压缩模量大于20MPa。强夯完成后，0～10m范围内的夯间土层承载力特征值为250KPa,压缩模量22.0MPa，夯点土层承载力特征值为300KPa,压缩模量27MPa，均满足设计要求。强夯处理后地基土强度和均匀性明显改善。
从本工程可以看出，强夯法是一种适用范围较广的地基处理措施，其有效地提高了地基承载力，改善了地基土的均匀性，达到了预期效果。
参考文献:
一般在进行路基的填筑时，只要土壤的含水量达到施工要求，经过机械碾压可使路基的压实度达到设计要求，但是在软土地基路段很难达到设计要求，绝大多数软土地基路段都会存在较厚的淤泥层，含水量较高，承载力较低，土质的孔隙比较大，土质稳定性比较差，导致上部结构设计承载能力大幅降低，若不及时正确的处理很容易影响整体道路工程的建设质量，存在较大的道路通行安全隐患。这里从以下几个方面对道路软土地基的处理进行探讨：
1 严格把控施工材料
由于软土地基自身的性质，对于施工材料的选择要有针对性，常用的软土地基处理施工材料包括土工合成材料、水泥、砂袋、石灰以及塑料排水板等，为了确保后期施工的质量以及安全，在这些材料的采购以及储存、保管上应严格按照施工规范要求进行。应严格控制施工材料的进场标准，过期或质量不达标的材料一律严禁使用，避免材料的混放以致出现材料污染问题。同时材料应存放在避光、干燥的环境下，每天按照施工进度取用。参照有关规范把控材料质量如：①土工合成材料：必须具备足够的抗拉强度以及较高的土工织物刺破强度、握持强度以及顶破强度。②砂砾材料：砂砾料作为垫层材料不得掺杂任何粘土块、有机物质或其他有害物质，具备较好的透水性能。同时砂砾的含泥量应0.5mm，砂料中含泥量应砂袋总重量的50%。对于砂袋的材料选择，为了保证其具备足够的抗拉强度，应选择用聚丙稀、聚乙稀等编织材料，材料的渗透系数应大于袋中砂石，且能够承受袋中砂石的重量以及内拉力，同时应具备较好的耐水腐蚀以及抗老化性能。④塑料排水板：该种材料是一种包围芯体以及芯体合成的纤维透水膜复合体，应具备足够的柔性以及较好的耐腐蚀性。
2 正确选择具体处理方案和施工工艺
对软土地基处理最主要的问题是对软土地基的稳定以及沉降的处理，①稳定处理：为了加强软土地基的稳定性可应用石灰桩、水泥桩、换填土、挤实砂桩等措施来加强软土的抗滑阻力；分期或缓慢填筑路堤也可以增强地基的强度；一些加速地基固结的措施也可提高软土层的强度。②路基的沉降处理：通常从减少总沉降量以及加速固结沉降两个方面着手，减少总沉降量也可采用石灰桩、水泥桩、换填土、挤实砂桩等措施；加速固结沉降可应用设置砂井、芯板排水等竖向排水、加载预压以及挤实砂桩等处理。主要的施工工艺要求如下：
2.1 换填土的施工方案及施工工艺
对于比较薄的软土地基的淤土层，可换填灰土、粗砂、水泥土等措施，为了尽量减少工程造价，换填土应就地取材，将软土全部挖除，然后进行压实增强软土地基的强度。在进行软土的挖除换填时应严格按照设计图纸和施工规范要求，换填时应分层铺筑、逐层压实。
2.2 铺设砂垫层或者砂砾垫层
在软土地基上面铺设一层0.5-1.2m的砂层可增加一个软土顶面的排水面，有利于提高路基底的排水固结来增强路基的整体强度以及稳定性。同样在铺设砂垫层或者砂砾垫层时应严格遵照设计图纸和施工规范要求，在彻底清除基底的杂物后，再进行分层铺筑砂石或砂砾作垫层，注意每层的铺筑厚度应
2.3 铺设土工合成材料隔垫
在软土地基上铺设土工合成材料隔垫可加强路堤整体的刚度，并使基底能够均匀承受荷载，避免局部过度受力破坏路基整体结构，同时由于土木合成材料较好的渗透性能有利于排水，可防治地下水的冲击。在进行土工合成材料的铺设施工前，首选应选择一段具有代表性的施工路段进行试验，以确定施工材料、施工方法以及施工工艺等。土工合成材料主要是在软土地基的下承层进行全断面铺设，铺设前应彻底清除土层表面的碎石块及其他坚硬的凸出物，保证铺设平面的平整，铺设时应将土工材料紧贴下承层尽量拉直平铺，并用插钉的方法来加固土工材料的紧密度，强度较高的土工材料应放置在路堤的垂直轴线上。在土工合成材料铺设完成后，为确保土工合成材料的整体性，应采用拱接法进行必要的联接，缝接的宽度应>50mm，若采用粘结法应选择抗拉强度较强的材料。同时应注意及时填筑填料，并且在装卸填料时应注意避免将填料直接卸在土工合成材料上。
2.4 密切监测预压期的沉降变化
在完成软土地基的路段施工后以及路面铺筑施工前，应设置必要的路堤预压期，一般若有规定应严格按照施工图纸进行操作，若无明确指示，通常在监理工程师的施工指示下进行操作。在预压期完成前的14天，承包人应严格按照施工规定或者监理工程师的要求密切观测路基的沉降变化，并将沉降变化及时记录进行整理、汇总，绘制沉降变化曲线图完成预压期的分析报告。在软土地基的沉降期间，施工人员不应该在预压的软土路基上进行任何的修筑工程，若因路基沉降导致填土下陷应及时加以填土。
总之，若在道路工程施工中遇到软土地基，应分析软土地基的变形或强度，从施工材料、道路结构、施工工艺以及使用情况等多方面综合考虑软土地基的设计及处理方案，选择合适的材料、施工方案和施工工艺，尽量减少地基沉降以及过大差异沉降的发生，避免造成的重大工程质量事故，确保道路的安全、高效运行。
参考文献
[1] 南京市测绘勘察研究院.滨江大道（绕城公路一应天西路）岩土工程勘察报告[z].
[2] 王晓谋，袁怀宇.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术[M].人民交通出版社，2011.
1、前言
灰土挤密桩是天然地基中设置一定比例的增强体（装体），使桩同承担荷载，并具有密实法和置换法的效应。
本工程通过对灰土挤密桩桩间土的试验研究，可以对承载力进行准确的测量，检验承载力是否达到设计要求，为今后在实际工程中应用同类型桩型的复合地基提供参考。
2、灰土挤密桩的适用性和选择灰土挤密桩的原因
采用挤密法时，对甲、乙类建筑或在缺乏建筑经验的地区，应于地基处理施工前，在现场选择有代表性的地段进行试验或试验性施工，试验结果应满足设计要求，并应取得必要的参数再进行地基处理施工。
根据《建筑地基处理技术规范》可知：土或灰土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。处理深度宜为5～15m。
当以消除地基的失陷性为主要目的时，宜选用土挤密桩法。
当以提高地基的承载力或水稳性为主要目的时，宜选用土挤密桩法。
当地基土的含量大于23%及饱和度大小0.65时，不以选用上述方案。
对重要工程或在却乏经验的地区，施工前应按设计要求，在现场选点进行试验。如土性基本相同，试验可在一处进行，如土性差异明显，应在不同地段分别进行试验。
根据该工程提供的工程地质勘察报告可知：且深度10m以上为第四系上更新统（Q3）新黄土，具有湿陷性。
综上所述该工程选用灰土挤密桩法更经济、合理和有效。
3、灰土挤密桩地基试验及分析研究
为了分析研究灰土挤密桩对地基的加固效果，受中铁十五局集团第五工程有限公司的委托，我检测中心在ⅩⅩ年对连霍高速公路三门峡服务区改扩建工程（南区B匝道）灰土挤密桩桩间土的质量进行检测。对路基采用灰土挤密桩处理，设计桩长12.0m，桩间距1.20m，桩径500mm，按正三角形布桩。
3.1场地工程地质特征
根据三门峡服务区改扩建工程提供的勘察资料，地基土层可分为3～5个工程地质单元层，均为亚粘土。根据土工实验数据，含水量ω=10.1～19.4%，局部夹层ω=23.2～25.4%，塑性指数7.0～17.4，液性指数小于零及0～0.23，局部0.25～0.44，具有典型黄土特征，即黄土状亚粘土，且深度10m以上为第四系上更新统（Q3）新黄土，具有湿陷性。根据服务区内黄土湿陷性调查结果，场地内黄土自重湿陷量大于70mm，总湿陷量大于30mm，为自重湿陷性场地，湿陷等级为Ⅱ级（中等）。
根据探井取土资料，孔隙比为0.877～1.229，液性指数小于零和0～0.23，压缩系数为0.08～0.26Mpa-1，压缩模量为1.58～5.41Mpa，局部为12Mpa左右，抗剪强度c=11.0～81.0KPa，Φ=8.3～31.5°，静探端阻力值为0.82～1.77Mpa，为中等压缩性的亚粘土，强度较低，浅层容许承载力为σ=80～140KPa。
3.2灰土挤密桩
该工程地处豫西黄土塬，为了减小路基拼接的不均匀沉降，对于本路段部分桥梁及分离式立交桥路基和涵洞、通道基础以及加宽路基基底范围进行特殊处理，处理方法采用灰土挤密桩。
⑴ 孔按设计要求、成孔设备、现场土质和周围环境等情况，选用沉管（振动、锤击）或冲击等方法。
⑵ 成孔后，地基土宜接近最优（或塑限）含水量，当土的含水量低于12%，宜对拟处理内的土层进行增湿。
⑶ 成孔和孔内回填土应符合要求：
1）成孔宜从外向里间隔1～2孔进行；
2）向孔内填料前，孔底应夯实，并抽样检查桩孔的直径、深度和垂直度；
3）桩孔的垂直度偏差不宜大于1.5%；
4）孔径检验合格后，向孔内分层填入筛好后的37石灰
土，并分层夯实，压实度96%。
（4）施工过程规范
土或灰土挤密桩的施工，应按设计要求和现场条件选用沉管（振动、锤击）、冲击或爆扩等方法进行成孔，使土向孔的周围挤密。
基础底面以上应预留0.7～1.0m厚的土层，待施工结束后，将表层挤松的土挖除或分层夯压密实。
施工过程中，应有专人监测成孔及回填夯实的质量并做好施工记录。如发现地基土质与勘察资料不符，并影响成孔或回填夯实时，应立即停止施工，待查明情况或采取有效措施处理后，方可继续施工。
雨季或冬季施工，应采取防雨、防冻措施，防止土料和灰土受雨淋湿或冻结。
（5）质量检验
施工结束后，对土或灰土挤密桩处理地基的质量，应及时进行抽样检验。
对一般工程，主要应检查桩和桩间土的干密度、承载力和施工记录。
对重要或大型工程，除应检测上述内容外，尚应进行载荷试验或其他原位测试。也可在地基处理的全部深度内取土样测定桩间土的压缩性和湿陷性。土或灰土挤密桩复合地基的载荷试验应符合本规范附录一的有关规定。《建筑地基处理技术规范》。
抽样检验的数量不应少于桩孔数的2%。不合格处应采取加桩或其他补救措施。
成孔挤密，应间隔分批进行，孔成后应及时夯填。当为局部处理时，应由外向里施工。预留松动层的厚度：机械挤密，宜为0.50～0.70m；爆破挤密，宜为1～2m。冬季施工可适当增大预留松动层厚度。挤密地基，在基底下宜设置0.50m厚的灰土（或土）垫层。《湿陷性黄土地区建筑规范》
3.3检测
3.3.1检测依据和技术要求
本次检测工作主要依据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025―2004）和《建筑地基处理技术规范》（JGJ79―2002）中的质量检验要求，要求测定处理深度内桩间土的压缩性及湿陷性。
按上述标准及要求，本次检测对灰土挤密桩试桩桩间土的压缩性及湿陷性进行检测，采用人工探井采取原状土样，室内试验进行检测。验证南区B匝道经灰土挤密桩处理后的地基处理范围12.0m内的湿陷性是否消除。
由人工开挖探井至设计深度，每米人工取土样一件，现场密封，在试验室测试土的干重度、压缩模量、湿陷系数等物理力学性质指标，具体见土工试验成果报告表。
3.3.2 检测工作量
南区B匝道设计灰土挤密桩总桩数4212根，按有关要求应检测42个点，本次检测共完成探井21个，总进尺252.0m，采取原状土样520件，室内常规试验504件，湿陷性试验504件。
3.4 试验结果分析
经过灰土桩挤密以后的桩间土，同天然地基比较，其物理力学性能有不同程度的改善， 桩间土天然重度γ增加7.4%～8.5%，孔隙比e减小13%～16.7%，压缩模量Es增加45%～94.6%，土层由中等压缩性改善为中等低偏压缩性土。承载力提高17.8%～28.6%。
3.5 结论
中图分类号： TU4 文献标识码：A
近几年来国内地质灾害频发，建筑物发生倒塌事故，很多生命因此消逝。地基和基础是建筑物的根本，它的勘探、设计和施工直接关系到建筑物的安危。我国地域辽阔，自然地理环境复杂，土类分布多种多样，有些土类具有具有其特殊性质，作为地基必须针对其特殊性采取合适的工程措施，保证基础的稳定性和承载力。长江流域许多地区的地质特征存在着埋深比较厚的砂性土层并且液化指数相当高，具有明显的流变性，在外力尤其是地震作用下很容易引发地基失效，导致建筑物或结构的不均匀沉降甚至整体移动，使局部结构损坏，全毁或丧失使用功能，因此在该类地基上建造建筑物，必须考虑其液化性，对地基进行处理。
近年来城市不断扩张，房地产事业蓬勃发展，寸土寸金，许多重要的工程和工业厂房在软弱土地基上兴建，工程的要求推动软土地基的处理技术迅速发展，老的方法不断改进，新的方法不断涌现。本文以实际工程为研究背景，从碎石桩的作用原理、设计方法和施工方案、检测方法等几方面，介绍其在处理液化地基的应用情况，从技术可靠性、经济合理性、施工可行性等方面介绍碎石桩地基的应用。
1 工程概况
本工程位于江苏省南京市江浦区南京农业大学江浦校区内，科研实验厂房，框架结构，二层，7度抗震设防，建筑高度14m，建筑面积约2000m2。据地质勘查报告，该场地土分层如下表所示。
参照勘察设计院勘查报告，地表下16.0m以内的砂性土层，其液化指数IlE为32.5～59.8，根据《建筑抗震设计规范》判定为严重液化土层，作为地基需进行技术处理。
2 设计方案选择比较
根据地质条件考虑技术经济、处理质量、以及施工和上部结构荷载等综合因素，该工程地基处理采用振动沉管碎石桩。桩径为500mm，桩长9m，间距1.2m，设计桩数2010根，呈梅花形布置，桩顶铺设0.6米厚的碎石垫层作为复合地基持力分布层。
3 机理及作用
属于振密挤密分类，在振动的作用下，将套管打入规定的设计深度成孔，然后往孔中填入碎石，并加以捣实成一根根的桩体，采用沉管碎石桩加固的目的是采用碎石桩，和原来的土体形成复合地基，使土体的孔隙减少，提高地基的承载力，降低砂土的液化指数，改善土的强度和变形特征，原理及作用分为三个方面：
3.1 振动挤密作用。桩管打入地基中，对土产生横向挤密作用，在一定挤密功能作用下，土粒彼此移动，小颗粒添入大颗粒的空隙，颗粒间彼此靠近，空隙减少，使土密实，地基土的强度也随之增强。
3.2 复合地基。由于桩体本身具有较大的强度和变形模量，桩的断面也较大，在桩体振动和挤密的过程中，回填的碎石与地基土组成复合地基，共同承担建筑物荷载，提高地基承载力减少沉降量。
3.3 防止震动液化。由于碎石桩有大量的孔隙通道，在地震力作用下，地下水可顺利通过孔隙通道升降和排出，大大减少和避免地基的液化沉陷现象。
4 施工工艺
4.1 采用沉管成孔方法施工，振动逐步拔管成桩法施工。施工中使用机械为振动沉桩机，DZ―60型震动锤，常用振动锤的振动力为70、100和160KN，本工程使用激振力为70KN，桩管使用无缝钢管材料，管径控制为477mm。这种桩具有施工设备简单，打桩进度快，成本低的特点。
4.2 成桩工艺
桩机定位就位，在地面上把套管的位置确定好。
开动振动设备，把套管打入土中至设计标高。
加入碎石料，按设计要求添加碎石，再拉拔到规定的高度。
振密碎石桩，采用重复压拔管使添加的碎石料密实，成桩。
清理桩尖，移动桩机，重复进行以上步骤，施工其它碎石桩，直到每根桩施工完毕。施工准备桩位布置桩机定位沉管加灌碎石料拔管下压桩管拔管成桩清理桩尖铺碎石垫层。
4.3 质量控制
桩身连续性：以拔管速度控制桩身连续性，不超过0.8m/min。
桩直径：以灌砂量控制桩直径，当灌砂量达不到设计要求时，应在原位再沉下桩管灌碎石（复打）一次或在旁边补加一根。
碎石桩施工前必须进行成桩试验。本工程先打了六根试桩，布检测孔2个进行挤密试验，两周后，按标准贯入方法，判定桩间砂性土是否液化，如液化，计算其液化指数。
经计算③号土层的液化指数IlE=0.1～3.56
④号土层的液化指数IlE=0.0～3.10
均满足《建筑地基处理技术规范》[2]要求。因此按此方法继续施工，施工顺序采用跳打形式并由外缘向中心进行，确保周围土体的侧限，处理效果更好。
5 处理效果
5.1 桩间土液化指数得到了有效的降低。
施工后两周进行质量检测，检测由抽样进行，检测点不少于桩孔总数的2﹪，本工程共布检测点40个，按标准贯入的方法，对桩间土进行液化判别检测，视其液化指数是否能得到有效降低。
液化判别
根据《建筑地基处理技术规范》〔2〕的规定，采用标准贯入试验判别法，在地面下15m深度范围内的液化土应符合下式要求：
再根据公式IlE= 计算各层土的液化指数。
判别结果：本工程采用碎石桩地基加固后，②、③层饱和砂（粉）土的液化指数得到了有效的降低，效果较好。
计算得：②层粉土夹砂IlE =1.00～3.90 轻微液化
③层粉砂没有液化
④层粉砂夹粉土 IlE =0～5.80 局部轻微液化
但④层40个检测点只有3个检测点的液化指数大于4，其值为5.6，4.1，4.3，占总检测总数的7﹪﹤10﹪，符合《建筑地基处理技术规范》[3]。
5.2 基础沉降比较均匀。
该工程于2010年10月施工完毕，经过1年的沉降观测，最大沉降量61mm，最小沉降量56mm，沉降比较均匀，使用情况良好。
5.3 地基承载力有所提高。
原天然地基的容许承载力为80kpa，经过处理后的复合地基的容许承载力为120Kpa，承载力有显著提高。
结语
本工程采用碎石桩降低砂性土层的液化指数，提高其抗剪强度和抗液化能力，消除其不利影响，满足建筑物对地基稳定和变形的要求，该处理方法机械化程度高，施工速度快，造价低，并且能改善地基土的变形特性和渗透性，因此该地基处理方法在工业与民用建筑、道路建设等工程中具有代表性和借鉴价值。
一、工程与地质概况
该工程为某工业厂房， 总面积约2107m2。据岩土工程勘察报告， 地基土为厚度较大的软土层， 为提高软土地基的承载力和减少沉降量， 充分发挥该厂有限的厂区地坪， 经过多方案比较后，决定采用桩直径Φ500间距1000mm长8m的深层搅拌桩加固软土地基，其场地需要回填约7.48m，地基土层分布分别为：（1）层含碎石粉质粘土，地基承载力特征值fak=140kPa；（2）层碎石混粉质粘土，地基承载力特征值fak=300kPa。（3）层全风化花岗岩，地基承载力特征值fak=200kPa。以下均为花岗岩。
二、深层搅拌桩桩的基本原理
深层搅拌桩加固软土地基的基本原理： 基于水泥加固土的物理化学反应过程。它与混凝土的硬化机理有所不同， 混凝土的硬化主要是水泥在粗填充料中进行水解和水化作用， 所以凝结速度较快。而在水泥加固土中， 由于水泥掺量很小， 水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的介质土的围绕下进行的， 所以硬化速度缓慢且作用复杂， 因此水泥加固土强度的增长过程也较混凝土缓慢 。
三、深层搅拌法的设计
1、水泥选择为42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比0.50～0.55，水泥掺入比（掺加的水泥重量和软土湿土重量之比）αw=15%，根据《特种结构地基基础工程手册》可知：fcu=1.35MPa；由于地基持力层位于（1）层含碎石粉质粘土，地基承载力特征值较大，桩长较大，回填深度较大，预估单桩竖向承载力特征值由桩身材料强度确定控制。由《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012中可得：Ra=μfcu Ap=0.3x1.35x2502x3.142/1000=79.53kN； μ=0.3，fcu=1.35MPa，Ap= 2502x3.142=196375mm2 。
2、复合地基承载力特征值预估
根据临近项目分层压实处理场地经验，分层压实且待90天后场地地基承载力特征值 ≥90kPa，根据《建筑地基处理技术规范》可知：fspk=mRa/Ap+β（1-m）fsk=0.196x79.53/（0.196375）+0.80（1-0.196）x90=79.4+57.9=137.3 kPa，计算得m= Ap/A=196375/10002=19.6%。
3、复合地基总桩数
改项目占地总面积约A=2107m2。复合地基面积置换率m=19.6%， 桩径d=500mm ，需要处理面积A1=Am=421.9 m2，桩数n=421.9/0.196375=2148根，考虑实际布桩时误差及边缘布桩因素，实际桩数为在2240根。对于部分场地回填较深部分可以根据实际情况酌情补桩，以满足设计要求。
4、复合地基的沉降计算
竖向承载深层搅拌桩复合地基的总垂直沉降S包括桩土复合层本身的平均压缩变形S1和桩土复合层底面以下土的沉降量S2，即S=S1+S2。考虑到桩底部地基较好，同时在分层回填施工结束后一段时间的场地自沉降，桩土复合层底面以下土的沉降量S2不考虑，本工程仅考虑深层搅拌桩复合地基平均压缩变形S1。根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012可知，桩土复合层的压缩变形S1可按下式进行计算：S1=（Pz+Pz1）l/（2Esp）。再根据公式计算出桩土复合体变形模量和桩身水泥土变形模量。最终看出经过处理后复合地基的变形模量Esp比未处理回填土压缩模量ES是否有所提高，若有所提高则满足基础沉降量的规范要求。
四、施工工艺
深层搅拌复合地基的性质在很大程度上取决于水泥搅拌桩桩身的质量，即桩身水泥土的强度和搅拌的均匀程度，而桩身水泥土的强度和拌合程度是由施工工艺决定的。因此，施工时应根据工程实际情况采用合理的施工工艺。根据现场试验， 确定采用技术成熟的“四搅四喷”的成桩工艺。该工艺可使水泥浆和软土均匀拌和， 达到最佳的水泥浆灌入量。
1、定位： 整套设备根据实际地形安装到达指定桩位并对中。
2、预搅下沉： 启动深层搅拌机的电机， 放松起吊钢丝绳， 实施钻井作业。使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉， 下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制， 为1.1 m/min～1.2 m/min， 工作电流不应大于70A。如果下沉速度太慢， 可从输浆系统输送清水， 以利钻进。
3、制备水泥浆： 深层搅拌机预搅下沉的同时， 做好每根桩的水泥用量计算， 即按设计的配合比拌制水泥浆， 在压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
4、喷浆搅拌提升： 深层搅拌机下沉到达设计深度后， 开启灰浆泵， 待水泥浆达到喷浆口后， 按照设计确定的提升速度边喷浆，边旋转， 边提升搅拌机。提升过程中严格检查喷灰量是否达到设
计要求。
5、重复搅拌： 深层搅拌机提升到设计加固深度的顶面标高时， 集料斗中水泥浆正好排空， 关闭灰浆泵。再重复上述五个步骤， 按设计要求实行“四搅四喷”。
6、清洗： 向集料斗中注入适量的清水， 开启灰浆泵， 清洗管路中残留的水泥浆， 并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净。
7、移位： 重复以上步骤， 进行下一根桩的施工。
五、施工质量控制
1、施工前已清除地上及地下的障碍物，回填分层压实；搅拌桩施工严格遵照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）及相关的规范标准进行。
2、试桩及桩位误差：试桩3根；桩位水平成桩误差不超过50mm，垂直度偏斜不超过1.0%H。
3、做好施工准备工作，按规程要求平整，清理场地，标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、输浆速度、走浆时间，来浆时间、总的碰浆时间、搅拌提深速度等施工参数，并根据设计要求通过成桩试验，确定搅拌桩的配比和施工工艺。
4、通过整袋水泥数量控制水泥用量，保证水泥掺入比。
5、施工使用的固化剂必须通过加固土室内试验检验方能使用。固化剂浆液应严格按预定的配比拌制。制备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。
6、搅拌机喷浆提升的次数和速度应该符合施工工艺的要求。对于部分搅拌下沉困难桩位，采用适量冲水，同时放慢提升速率。
六、结束语
从设计、施工到现场情况，本场地采用深层搅拌法进行回填土软土地基加固处理是成功的。经深层搅拌桩法（水泥浆搅拌）加固处理的地基，其复合地基承载力特征值、弹性模量均较天然地基有显著提高，场地沉降量减小明显。深层搅拌法对软土地基的处理有着良好的加固效果，以及较好的经济效益，希望为以后进一步的推广及发展提供参考。
参考文献：
