2.2.4 復合地基
1.振沖碎石樁
1)振沖施工可根據設計荷載的大小、原土強度的高低、設計樁長等條件選用不同功率的振沖器。施工前應在現場進行試驗,以確定水壓、振密電流和留振時間等各自施工參數。
2)升降振沖器的機械可用起重機、自行井架式施工平車或其他合適的設備。施工設備應配有電流、電壓和留振時間自動信號儀表。
3)振沖施工可按下列步驟進行:
①清理平整施工場地,布置樁位。
②施工機具就位,使振沖器對準樁位。
③啟動供水泵和振沖器,水壓宜為200~600kPa,水量宜為200~400L/min,將振沖器徐徐沉入土中,造孔速度宜為0.5~2.0m/min,直至達到設計深度;記錄振沖器經各深度的水壓、電流和留振時間。
④造孔后邊提升振沖器,邊沖水直至孔口,再放至孔底,重復2~3次擴大孔徑并使孔內泥漿變稀,開始填料制樁。
⑤大功率振沖器投料可不提出孔口,小功率振沖器下料困難時,可將振沖器提出孔口填料,每次填料厚度不宜大于500mm;將振沖器沉入填料中進行振密制樁,當電流達到規定的密實電流值和規定的留振時間后,將振沖器提升300~500mm。
⑥重復以上步驟,自下而上逐段制作樁體直至孔口,記錄各段深度的填料量、最終電流值和留振時間。
⑦關閉振沖器和水泵。
4)施工現場應事先開設泥水排放系統,或組織好運漿車輛將泥漿運至預先安排的存放地點,應設置沉淀池,重復使用上部清水。
5)樁體施工完畢后,應將頂部預留的松散樁體挖除,鋪設墊層并壓實。
6)不加填料振沖加密宜采用大功率振沖器,造孔速度宜為8~10m/min,到達設計深度后,宜將射水量減至最小,留振至密實電流達到規定時,上提0.5m,逐段振密直至孔口,每米振密時間約1min。在粗砂中施工,如遇下沉困難,可在振沖器兩側增焊輔助水管,加大造孔水量,降低造孔水壓。
7)振密孔施工順序,宜沿直線逐點逐行進行。
2.沉管砂石樁
1)砂石樁施工可采用振動沉管、錘擊沉管或沖擊成孔等成樁法。當用于消除粉細砂及粉土液化時,宜用振動沉管成樁法。
2)施工前應進行成樁工藝和成樁擠密試驗。當成樁質量不能滿足設計要求時,應調整施工參數后,重新進行試驗或設計。
3)振動沉管成樁法施工,應根據沉管和擠密情況,控制填砂石量、提升高度和速度、擠壓次數和時間、電動機的工作電流等。
4)施工中應選用能順利出料和有效擠壓樁孔內砂石料的樁尖結構。當采用活瓣樁靴時,對砂土和粉土地基宜選用尖錐形;一次性樁尖可采用混凝土錐形樁尖。
5)錘擊沉管成樁法施工可采用單管法或雙管法。錘擊法擠密應根據錘擊能量,控制分段的填砂石量和成樁的長度。
6)砂石樁樁孔內材料填料量,應通過現場試驗確定,估算時,可按設計樁孔體積乘以充盈系數確定,充盈系數可取1.2~1.4。
7)砂石樁的施工順序:對砂土地基宜從外圍或兩側向中間進行。
8)施工時樁位偏差不應大于套管外徑的30%,套管垂直度允許偏差應為±1%。
9)砂石樁施工后,應將表層的松散層挖除或夯壓密實,隨后鋪設并壓實砂石墊層。
3.水泥土攪拌樁
1)水泥土攪拌樁施工現場施工前應予以平整,清除地上和地下障礙物。
2)水泥土攪拌樁施工前,應根據設計進行工藝性試樁,數量不得少于3根,多軸攪拌施工不得少于3組。應對工藝試樁的質量進行檢驗,確定施工參數。
3)攪拌頭翼片的枚數、寬度、與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉數、提升速度應相互匹配,干法攪拌時鉆頭每轉一圈的提升(或下沉)量宜為10~15mm,確保加固深度范圍內土體的任何一點均能經過20次以上的攪拌。
4)攪拌樁施工時,停漿(灰)面應高于樁頂設計標高500mm。在開挖基坑時,應將樁頂以上土層及樁頂施工質量較差的樁段,采用人工挖除。
5)施工中,應保持攪拌樁機底盤的水平和導向架的豎直,攪拌樁的垂直度允許偏差和樁位偏差應滿足《建筑地基處理技術規范》JGJ 79—2012第7.1.4條的規定;成樁直徑和樁長不得小于設計值。
6)水泥土攪拌樁施工應包括下列主要步驟:
①攪拌機械就位、調平。
②預攪下沉至設計加固深度。
③邊噴漿(或粉),邊攪拌提升直至預定的停漿(或灰)面。
④重復攪拌下沉至設計加固深度。
⑤根據設計要求,噴漿(或粉)或僅攪拌提升直至預定的停漿(或灰)面。
⑥關閉攪拌機械。
在預(復)攪下沉時,也可采用噴漿(粉)的施工工藝,確保全樁長上下至少再重復攪拌一次。
對地基土進行干法咬合加固時,如復攪困難,可采用慢速攪拌,保證攪拌的均勻性。
7)水泥土攪拌濕法施工應符合下列規定:
①施工前,應確定灰漿泵輸漿量、灰漿經輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間和起吊設備提升速度等施工參數,并應根據設計要求,通過工藝性成樁試驗確定施工工藝。
②施工中所使用的水泥應過篩,制備好的漿液不得離析,泵送漿應連續進行。拌制水泥漿液的罐數、水泥和外摻劑用量以及泵送漿液的時間應記錄;噴漿量及攪拌深度應采用經國家計量部門認證的監測儀器進行自動記錄。
③攪拌機噴漿提升的速度和次數應符合施工工藝要求,并設專人進行記錄。
④當水泥漿液到達出漿口后,應噴漿攪拌30s,在水泥漿與樁端土充分攪拌后,再開始提升攪拌頭。
⑤攪拌機預攪下沉時,不宜沖水,當遇到硬土層下沉太慢時,可適量沖水。
⑥施工過程中,如因故停漿,應將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處,待恢復供漿時,再噴漿攪拌提升;若停機超過3h,宜先拆卸輸漿管路,并妥加清洗。
⑦壁狀加固時,相鄰樁的施工時間間隔不宜超過12h。
8)水泥土攪拌干法施工應符合下列規定:
①噴粉施工前,應檢查攪拌機械、供粉泵、送氣(粉)管路、接頭和閥門的密封性、可靠性,送氣(粉)管路的長度不宜大于60m。
②攪拌頭每旋轉一周,提升高度不得超過15mm。
③攪拌頭的直徑應定期復核檢查,其磨耗量不得大于10mm。
④當攪拌頭到達設計樁底以上1.5m時,應開啟噴粉機提前進行噴粉作業;當攪拌頭提升至地面下500mm時,噴粉機應停止噴粉。
⑤成樁過程中,因故停止噴粉,應將攪拌頭下沉至停灰面以下1m處,待恢復噴粉時,再噴粉攪拌提升。
4.旋噴樁
1)施工前,應根據現場環境和地下埋設物的位置等情況,復核旋噴樁的設計孔位。
2)旋噴樁的施工工藝及參數應根據土質條件、加固要求,通過試驗或根據工程經驗確定。單管法、雙管法高壓水泥漿和三管法高壓水的壓力應大于20MPa,流量應大于30L/min,氣流壓力宜大于0.7MPa,提升速度宜為0.1~0.2m/min。
3)旋噴注漿,宜采用強度等級為42.5級的普通硅酸鹽水泥,可根據需要加入適量的外加劑及摻合料。外加劑和摻合料的用量,應通過試驗確定。
4)水泥漿液的水灰比宜為0.8~1.2。
5)旋噴樁的施工工序為:機具就位、貫入噴射管、噴射注漿、拔管和沖洗等。
6)噴射孔與高壓注漿泵的距離不宜大于50m。鉆孔位置的允許偏差應為±50mm。垂直度允許偏差應為±1%。
7)當噴射注漿管貫入土中,噴嘴達到設計標高時,即可噴射注漿。在噴射注漿參數達到規定值后,隨即按旋噴的工藝要求,提升噴射管,由下而上旋轉噴射注漿。噴射管分段提升的搭接長度不得小于100mm。
8)對需要局部擴大加固范圍或提高強度的部位,可采用復噴措施。
9)在旋噴注漿過程中出現壓力驟然下降、上升或冒漿異常時,應查明原因并及時采取措施。
10)旋噴注漿完畢,應迅速拔出噴射管。為防止漿液凝固收縮影響樁頂高程,可在原孔位采用冒漿回灌或第二次注漿等措施。
11)施工中應做好廢泥漿處理,及時將廢泥漿運出或在現場短期堆放后作土方運出。
12)施工中應嚴格按照施工參數和材料用量施工,用漿量和提升速度應采用自動記錄裝置,并做好各項施工記錄。
5.灰土擠密樁、土擠密樁
1)成孔應按設計要求、成孔設備、現場土質和周圍環境等情況,選用振動沉管、錘擊沉管、沖擊或鉆孔等方法。
2)樁頂設計標高以上的預留覆蓋土層厚度,宜符合下列規定:
①沉管成孔不宜小于0.5m。
②沖擊成孔或鉆孔夯擴法成孔不宜小于1.2m。
3)成孔時,地基土宜接近最優(或塑限)含水量,當土的含水量低于12%時,宜對擬處理范圍內的土層進行增濕,應在地基處理前4~6d,將需增濕的水通過一定數量和一定深度的滲水孔,均勻地浸入擬處理范圍內的土層中,增濕土的加水量可按下式估算:

式中:Q——計算加水量(t);
v——擬加固土的總體積(m3);
——地基處理前土的平均干密度(t/m3);
ωop——土的最優含水量(%),通過室內擊實試驗求得;
——地基處理前土的平均含水量(%);
k——損耗系數,可取1.05~1.10。
4)土料有機質含量不應大于5%,且不得含有凍土和膨脹土,使用時應過10~20mm篩,混合料含水量應滿足最優含水量要求,允許偏差應為±2%,土料和水泥應拌和均勻。
5)成孔和孔內回填夯實應符合下列規定:
①成孔和孔內回填夯實的施工順序,當整片處理地基時,宜從里(或中間)向外間隔1~2孔依次進行,對大型工程,可采取分段施工;當局部處理地基時,宜從外向里間隔1~2孔依次進行。
②向孔內填料前,孔底應夯實,并應檢查樁孔的直徑、深度和垂直度。
③樁孔的垂直度允許偏差應為±1%。
④孔中心距允許偏差應為樁距的±5%。
⑤經檢驗合格后,應按設計要求,向孔內分層填入篩好的素土、灰土或其他填料,并應分層夯實至設計標高。
6)鋪設灰土墊層前,應按設計要求將樁頂標高以上的預留松動土層挖除或夯(壓)密實。
7)施工過程中,應有專人監督成孔及回填夯實的質量,并應做好施工記錄;如發現地基土質與勘察資料不符,應立即停止施工,待查明情況或采取有效措施處理后,方可繼續施工。
8)雨期或冬期施工,應采取防雨或防凍措施,防止填料受雨水淋濕或凍結。
6.夯實水泥土樁
1)成孔應根據設計要求、成孔設備、現場土質和周圍環境等,選用鉆孔、洛陽鏟成孔等方法。當采用人工洛陽鏟成孔工藝時,處理深度不宜大于6.0m。
2)樁頂設計標高以上的預留覆蓋土層厚度不宜小于0.3m。
3)成孔和孔內回填夯實應符合下列規定:
①宜選用機械成孔和夯實。
②向孔內填料前,孔底應夯實;分層夯填時,夯錘落距和填料厚度應滿足夯填密實度的要求。
③土料有機質含量不應大于5%,且不得含有凍土和膨脹土,混合料含水量應滿足最優含水量要求,允許偏差應為±2%,土料和水泥應拌和均勻。
④成孔經檢驗合格后,按設計要求,向孔內分層填入拌和好的水泥土,并應分層夯實至設計標高。
4)鋪設墊層前,應按設計要求將樁頂標高以上的預留土層挖除。墊層施工應避免擾動基底土層。
5)施工過程中,應有專人監理成孔及回填夯實的質量,并應做好施工記錄。如發現地基土質與勘察資料不符,應立即停止施工,待查明情況或采取有效措施處理后,方可繼續施工。
6)雨期或冬期施工,應采取防雨或防凍措施,防止填料受雨水淋濕或凍結。
7.水泥粉煤灰碎石樁
1)可選用下列施工工藝:
①長螺旋鉆孔灌注成樁:適用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土地基。
②長螺旋鉆中心壓灌成樁:適用于黏性土、粉土、砂土和素填土地基,對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地可優先選用;穿越卵石夾層時應通過試驗確定適用性。
③振動沉管灌注成樁:適用于粉土、黏性土及素填土地基;擠土造成地面隆起量大時,應采用較大樁距施工。
④泥漿護壁成孔灌注成樁,適用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風化巖等地基;樁長范圍和樁端有承壓水的土層應通過試驗確定其適應性。
2)長螺旋鉆中心壓灌成樁和振動沉管灌注成樁施工應符合下列規定:
①施工前,應按設計要求在試驗室進行配合比試驗;施工時,按配合比配制混合料;長螺旋鉆中心壓灌成樁施工的坍落度宜為160~200mm,振動沉管灌注成樁施工的坍落度宜為30~50mm;振動沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm。
②長螺旋鉆中心壓灌成樁施工鉆至設計深度后,應控制提拔鉆桿時間,混合料泵送量應與拔管速度相配合,不得在飽和砂土或飽和粉土層內停泵待料;沉管灌注成樁施工拔管速度宜為1.2~1.5m/min,如遇淤泥質土,拔管速度應適當減慢;當遇有松散飽和粉土、粉細砂或淤泥質土,當樁距較小時,宜采取隔樁跳打措施。
③施工樁頂標高宜高出設計樁頂標高不少于0.5m;當施工作業面高出樁頂設計標高較大時,宜增加混凝土灌注量。
④成樁過程中,應抽樣做混合料試塊,每臺機械每臺班不應少于一組。
3)冬期施工時,混合料入孔溫度不得低于5℃,對樁頭和樁間土應采取保溫措施。
4)清土和截樁時,應采用小型機械或人工剔除等措施,不得造成樁頂標高以下樁身斷裂或樁間土擾動。
5)褥墊層鋪設宜采用靜力壓實法,當基礎底面下樁間土的含水量較低時,也可采用動力夯實法,夯填度不應大于0.9。
6)泥漿護壁成孔灌注成樁和錘擊、靜壓預制樁施工,應符合現行行業標準《建筑樁基技術規范》JGJ 94—2008的規定。
8.柱錘沖擴樁
1)宜采用直徑300~500mm、長度2~6m、質量2~10t的柱狀錘進行施工。
2)起重機具可用起重機、多功能沖擴樁機或其他專用機具設備。
3)柱錘沖擴樁復合地基施工可按下列步驟進行:
①清理平整施工場地,布置樁位。
②施工機具就位,使柱錘對準樁位。
③柱錘沖孔:根據土質及地下水情況可分別采用下列三種成孔方式:
a.沖擊成孔:將柱錘提升一定高度,自由下落沖擊土層,如此反復沖擊,接近設計成孔深度時,可在孔內填少量粗骨料繼續沖擊,直到孔底被夯密實。
b.填料沖擊成孔:成孔時出現縮頸或塌孔時,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,當孔底接近設計成孔深度時,夯入部分碎磚擠密樁端土。
c.復打成孔:當塌孔嚴重難以成孔時,可提錘反復沖擊至設計孔深,然后分次填入碎磚和生石灰塊,待孔內生石灰吸水膨脹、樁間土性質有所改善后,再進行二次沖擊復打成孔。
當采用上述方法仍難以成孔時,也可以采用套管成孔,即用柱錘邊沖孔邊將套管壓入土中,直至樁底設計標高。
④成樁:用料斗或運料車將拌和好的填料分層填入樁孔夯實。當采用套管成孔時,邊分層填料夯實,邊將套管拔出。錘的質量、錘長、落距、分層填料量、分層夯填度、夯擊次數和總填料量等,應根據試驗或按當地經驗確定。每個樁孔應夯填至樁頂設計標高以上至少0.5m,其上部樁孔宜用原地基土夯封。
⑤施工機具移位,重復上述步驟進行下一根樁施工。
4)成孔和填料夯實的施工順序,宜間隔跳打。
9.多樁型復合地基
1)對處理可液化土層的多樁型復合地基,應先施工處理液化的增強體。
2)對消除或部分消除濕陷性黃土地基,應先施工處理濕陷性的增強體。
3)應降低或減小后施工增強體對已施工增強體的質量和承載力的影響。