上述作用依不同土類而有明顯區(qū)別。對地下水位以上雜填土、素填土、粉土及可塑狀態(tài)黏性土、黃土等,在沖孔過程中成孔質量較好,無坍孔及縮頸現象,孔內無積水,成樁過程中地面不隆起甚至下沉,經檢測孔底及樁間土在成孔及成樁過程中得到擠密,試驗表明擠密土影響范圍為2~3倍樁徑。而對地下水位以下飽和松軟土層沖孔時坍孔嚴重,有時甚至無法成孔,在成樁過程中地面隆起嚴重,經檢測樁底及樁間土擠密效果不明顯,樁身質量也較難保證,因此對上述土層應慎用。
柱錘沖擴法目前還處于半理論半經驗狀態(tài),成孔和成樁工藝及地基固結效果直接受到土質條件的影響。因此在正式施工前進行成樁試驗及試驗性施工十分必要。根據現場試驗取得的資料修改設計,制定施工及檢驗要求。
現場試驗的主要內容有:(1)成孔及成樁試驗;(2)試驗性施工;(3)復合地基承載力對比試驗(載荷試驗及動力觸探試驗)。
2 柱錘沖擴法復合地基工作機理
柱錘沖擴法主要采用以拆房土為主組成的碎磚三合土,形成的樁體為散體材料樁,屬于可壓縮的柔性樁。因此,可以認為樁土之間變形是協(xié)調的,樁土復合土層類似人工墊層。
7.1.4設計
柱錘沖擴法復合地基設計的主要內容有樁身材料、樁徑、樁長、置換率、樁距和布樁范圍,并根據復合地基承載力和下臥層承載力要求以及變形控制的要求綜合確定。對大型、重要或場地復雜的工程,在正式施工前,應在有代表性的場地上進行試驗。
1 材料
樁體材料可采用碎磚三合土、級配砂石、礦渣、灰土、水泥混合土等。當采用碎磚三合土時,其配合比(體積比)采用生石灰:碎磚:黏性土為1:2:4。當采用其他材料時,應經試驗確定其適用性和配合比。
【例題3】柱錘沖擴法成樁所使用的材料一般為碎磚三合土,它是由()按一定的體積配合比組成。
A、碎磚、粘土、水泥;
B、碎磚、砂、水泥;
C、碎磚、水泥、熟石灰;
D、碎磚、粘性土、生石灰;
E、碎磚、粘性土、熟石灰;
答案:D
2 樁徑、樁距及布樁要求
處理范圍應大于基底面積。對一般地基,在基礎外緣應擴大1~2排樁,并不應小于基底下處理土層厚度的1/2。對可液化地基,處理范圍可按上述要求適當加寬。
地基處理的寬度超過基礎底面邊緣一定范圍,主要作用在于增強地基的穩(wěn)定性,防止基底下被處理土層在附加應力作用下產生側向變形,因此原天然土層越軟,加寬的范圍應越大。通常按壓力擴散角θ=30°來確定加固范圍的寬度,并不少于1~2排樁。
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。樁徑可取500~800mm,樁孔內填料量應通過現場試驗確定。
3 地基處理深度
可根據工程地質情況及設計要求確定。對相對硬層埋藏較淺的土層,應深達相對硬土層;當相對硬層埋藏較深時,應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,應按現行的國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》的有關規(guī)定確定。
4 承載力
柱錘沖擴樁復合地基承載力特征值應通過現場復合地基載荷試驗確定,初步設計時,也可按公式(7.1-1)估算。
fspk=[1+m(n-1)] fsk 7.1-1
式中:fspk為柱錘沖擴樁復合地基承載力特征值(kPa);m為面積置換率,可取0.2~0.5;n為樁土應力比,無實測資料時可取2~4,樁間土承載力低時取大值。fsk為加固后樁間土承載力特征值(kPa),取處理前天然地基的承載力特征值或按當地經驗取值。
5 變形計算
處理后變形計算應按現行《建筑地基基礎設計規(guī)范》的有關規(guī)定執(zhí)行。初步設計時復合土層的壓縮模量可按公式(7.1-2)估算:
ESP=[1+m(n-1)] ES7.1-2
式中:Esp為復合土層的壓縮模量(MPa);ES為樁間土的壓縮模量(MPa),宜按當地經驗取值。此外,當柱錘沖擴樁處理深度以下存在軟弱下臥層時,應進行下臥層地基承載力驗算。
柱錘沖擴法目前還處于半理論半經驗狀態(tài),成孔和成樁工藝及地基固結效果直接受到土質條件的影響。因此在正式施工前進行成樁試驗及試驗性施工十分必要。根據現場試驗取得的資料修改設計,制定施工及檢驗要求。
現場試驗的主要內容有:(1)成孔及成樁試驗;(2)試驗性施工;(3)復合地基承載力對比試驗(載荷試驗及動力觸探試驗)。
2 柱錘沖擴法復合地基工作機理
柱錘沖擴法主要采用以拆房土為主組成的碎磚三合土,形成的樁體為散體材料樁,屬于可壓縮的柔性樁。因此,可以認為樁土之間變形是協(xié)調的,樁土復合土層類似人工墊層。
7.1.4設計
柱錘沖擴法復合地基設計的主要內容有樁身材料、樁徑、樁長、置換率、樁距和布樁范圍,并根據復合地基承載力和下臥層承載力要求以及變形控制的要求綜合確定。對大型、重要或場地復雜的工程,在正式施工前,應在有代表性的場地上進行試驗。
1 材料
樁體材料可采用碎磚三合土、級配砂石、礦渣、灰土、水泥混合土等。當采用碎磚三合土時,其配合比(體積比)采用生石灰:碎磚:黏性土為1:2:4。當采用其他材料時,應經試驗確定其適用性和配合比。
【例題3】柱錘沖擴法成樁所使用的材料一般為碎磚三合土,它是由()按一定的體積配合比組成。
A、碎磚、粘土、水泥;
B、碎磚、砂、水泥;
C、碎磚、水泥、熟石灰;
D、碎磚、粘性土、生石灰;
E、碎磚、粘性土、熟石灰;
答案:D
2 樁徑、樁距及布樁要求
處理范圍應大于基底面積。對一般地基,在基礎外緣應擴大1~2排樁,并不應小于基底下處理土層厚度的1/2。對可液化地基,處理范圍可按上述要求適當加寬。
地基處理的寬度超過基礎底面邊緣一定范圍,主要作用在于增強地基的穩(wěn)定性,防止基底下被處理土層在附加應力作用下產生側向變形,因此原天然土層越軟,加寬的范圍應越大。通常按壓力擴散角θ=30°來確定加固范圍的寬度,并不少于1~2排樁。
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。樁徑可取500~800mm,樁孔內填料量應通過現場試驗確定。
3 地基處理深度
可根據工程地質情況及設計要求確定。對相對硬層埋藏較淺的土層,應深達相對硬土層;當相對硬層埋藏較深時,應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,應按現行的國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》的有關規(guī)定確定。
4 承載力
柱錘沖擴樁復合地基承載力特征值應通過現場復合地基載荷試驗確定,初步設計時,也可按公式(7.1-1)估算。
fspk=[1+m(n-1)] fsk 7.1-1
式中:fspk為柱錘沖擴樁復合地基承載力特征值(kPa);m為面積置換率,可取0.2~0.5;n為樁土應力比,無實測資料時可取2~4,樁間土承載力低時取大值。fsk為加固后樁間土承載力特征值(kPa),取處理前天然地基的承載力特征值或按當地經驗取值。
5 變形計算
處理后變形計算應按現行《建筑地基基礎設計規(guī)范》的有關規(guī)定執(zhí)行。初步設計時復合土層的壓縮模量可按公式(7.1-2)估算:
ESP=[1+m(n-1)] ES7.1-2
式中:Esp為復合土層的壓縮模量(MPa);ES為樁間土的壓縮模量(MPa),宜按當地經驗取值。此外,當柱錘沖擴樁處理深度以下存在軟弱下臥層時,應進行下臥層地基承載力驗算。