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五、深基础设计与施工100问

深基础设计综合介绍和设计之砂石桩法

砂石桩法
1 、基本概念
砂石桩法是指采用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将砂或碎石挤压人已成的孔中，形成大直径的砂石所构成的密实桩体，包括碎石桩、砂桩和砂石桩，总称为砂石桩。砂石桩与土共同组成基础下的复合土层，作为持力层，从而提高地基承载力和减小变形。
2 、适用范围
砂石桩用于松散砂土、粉土、黏性土、素填土及杂填土地基。砂石桩法早期主要用于挤密砂土地基，随着研究和实践的深化，特别是高效能专用机具出现后，应用范围不断扩大。为提高其在黏性土中的处理效果，砂石桩填料由砂扩展到砂、砾及碎石。砂石桩处理饱和黏土地基，如不经过预压，处理后地基仍将可能发生较大的沉降，对沉降要求严格的建筑结构难以满足允许的沉降要求。因此，饱和软黏土上变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置换处理。
3 、加固机理
砂石桩加固地基的几种主要作用如下。
⑴、挤密、振密作用：砂石桩主要靠桩的挤密和施工中的振动作用使桩周围土的密度增大，从而使地基的承载能力提高，压缩性降低。当被加固土为液化地基时，由于土的空隙比减小、密实度提高，可有效消除土的液化。
⑵、置换作用：当砂石桩法用于处理软土地基，由于软黏土含水量高、透水性差，砂石桩很难发挥挤密效用，其主要作用是部分置换并与软黏土构成复合地基，增大地基抗剪强度，提高软基的承载力和提高地基抗滑动破坏能力。
⑶、加速固结作用：砂石桩可加速软土的排水固结，从而增大地基土的强度，提高软基的承载力。
【例题1】砂石桩的加固机理包括( )。
A、挤密作用；
B、置换作用；
C、加速固结作用；
D、振密作用；
答案：A、B、C、D
4、设计
砂石桩设计的主要内容有桩径、桩位布置、桩距、桩长、处理范围、材料、填料用量、复合地基承载力、稳定及变形验算等。对于砂土地基，砂土的最大、最小孔隙比以及原地层的天然密度是设计的基本依据，应事先提供资料。
⑴、桩径
砂石桩直径可采用300～800mm，可根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。对饱和黏性土地基宜选用较大的直径。
⑵、桩位布置
砂石桩孔位宜采用等边三角形或正方形布置。对于砂土地基，因靠砂石桩的挤密提高桩周土的密度，所以采用等边三角形更有利，它使地基挤密较为均匀。对于软黏土地基，主要靠置换，因而选用任何一种均可。
⑶、砂石桩的间距
应通过现场试验确定。对粉土和砂土地基，不宜大于砂石桩直径的4.5倍；对黏性土地基不宜大于砂石桩直径的3倍。初步设计时，砂石桩的间距也可根据被处理土挤密后要求达到的孔隙比e1来确定。如图4.3-1所示，假设在松散砂土中，砂石桩能起到完全理想的效果，设处理前土的空隙比为e0，挤密后的孔隙比e1，又设一根砂石桩所承担的地基处理面积为A，砂石桩直径为d，桩长为，则一根桩孔的体积为 d2 /4，单位体积被处理土的空隙改变量为(e0-el)/(1+ e0)。
实际上，很多工程都采用振动沉管法施工，施工时对地基有振密和挤密双重作用，而且地面下沉，施工后地面平均下沉量可达100~300 mm。因此，引入了修正系数来考虑成孔时对粉土和砂土的振动下沉密实作用。
⑷、桩长
决定桩长，即地基处理深度时应考虑以下因素。
1)当拟处理的松软土层厚度不大时，砂石桩桩长宜穿过松软土层。
2)当松软土层厚度较大时，对按稳定性控制的工程，砂石桩桩长应不小于最危险滑动面以下2m的深度；对按变形控制的工程，砂石桩桩长应满足处理后地基变形量不超过建筑物的地基变形允许值并满足软弱下卧层承载力的要求。
3)对可液化的地基，砂石桩桩长应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011)的有关规定采用。
4)桩长不宜小于4m。
⑸、处理范围
砂石桩处理范围应大于基底范围，处理宽度宜在基础外缘扩大1~3排桩。对可液化地基，在基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/2，并不应小于5 m。
⑹、桩孔填料用量
砂石桩桩孔内的填料量应通过现场试验确定，估算时可按设计桩孔体积乘以充盈系数确定，可取1.2~1.4。如施工中地面有下沉或隆起现象，则填料数量应根据现场具体情况予以增减。
⑺、材料
桩体材料可用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑等硬质材料，含泥量不得大于5％，最大粒径不宜大于50mm。
⑻、其他构造设计
砂石桩顶部宜铺设一层厚度为300~500mm的砂石垫层。
⑼、承载力
砂石桩复合地基的承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时，也可通过下列方法估算：
1)对于采用砂石桩处理的复合地基，可按振冲处理地基的变形计算方法估算；
2)对于采用砂桩处理的砂土地基，可根据挤密后砂土的密实状态，按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)的有关规定确定。
⑽、变形
砂石桩处理地基的变形计算，应按振冲处理地基的变形验算方法计算；对于砂桩处理的砂土地基，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)的有关规定计算。此外，当砂石桩用于处理堆载地基时，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007)有关规定进行抗滑稳定性验算。
5、施工
砂石桩施工可采用振动沉管、锤击沉管或冲击成孔等成桩法，当用于消除粉细砂及粉土液化时，宜用振动沉管成桩法。以振动打桩机的效率最高，桩管在振动力作用下迅速地沉人土中，另外，振动对捣实填料也有作用。
施工前应进行成桩工艺和成桩挤密试验。当成桩质量不能满足设计要求时，应在调整设计与施工有关参数后，重新进行试验或改变设计。
砂石桩的施工顺序：对砂土地基宜从外围或两侧向中间进行，对黏性土地基宜从中间向外围或隔排施工；在既有建(构)筑物邻近施工时，应背离建(构)筑物方向进行。
6、质量检验
⑴、施工质量检验
1)应在施工期间及施工结束后，检查砂石桩的施工记录。对沉管法，尚应检查套管往复挤压振动次数与时间、套管升降幅度和速度、每次填砂石料量等项施工记录。
2)施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。对饱和黏性土地基应待孔隙水压力消散后进行，间隔时间不宜少于28d；对粉土、砂土和杂填土地基，不宜少于7d。
3)砂石桩的施工质量检验可采用单桩载荷试验，对桩体可采用动力触探试验检测，对桩间土可采用标准贯人试验、静力触探试验或动力触探试验等方法检测。桩间土的质量检测位置应在等边三角形或正方形的中心。检测数量不应少于桩孔总数的2％。
⑵、竣工验收质量检验
砂石桩复合地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验，载荷试验总数不应少于总桩数的0.5％，且每个单体建筑不应少于3点。
【例题2】对于采用砂石桩法处理后的杂填土地基，施工结束后应间隔( )时间方可进行质量检验。
A、7d；
B、14d；
C、21d；
D、28d；
答案：A

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五、深基础设计与施工100问

深基础设计综合介绍和设计之树根桩法

树根桩法
　　
树根桩是采用钻机在地基中成孔，放入钢筋或钢筋笼，采用压力通过注浆管向孔中注入水泥浆或水泥砂浆，形成小直径的钻孔灌注桩。由于采用小型钻机施工，可在土中以不同的倾斜角度成孔，从而形成竖直的和倾斜的桩，用于加层改造工程的地基加固、在既有建筑物下施工地下隧道时对既有建筑物基础的托换，或用于作为边坡上建筑物以及码头下提高地基承载力和边坡稳定性。树根桩的直径宜为150～300mm，桩长不宜超过30m，桩的布置可采用直桩型或网状结构斜桩型。
树根桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土、黄土和人工填土等地基土上既有建筑的修复和增层、古建筑的整修、地下铁道的穿越等加固工程。
    1、设计
    树根桩的单桩竖向承载力可通过单桩载荷试验确定；当无试验资料时，也可按《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中桩承载力的有关规定估算。树根桩的单桩竖向承载力的确定，尚应考虑既有建筑的地基变形条件的限制和桩身材料的强度要求。桩数可按常规桩基础方法确定。
桩身混凝土强度等级应不小于C20，钢筋笼外径宜小于设计桩径40～60mm。主筋不宜少于3根。对软弱地基，主要承受竖向荷载时的钢筋长度不得小于1/2桩长；主要承受水平荷载时应全长配筋。
树根桩设计时，尚应对既有建筑的基础进行有关承载力的验算。当不满足上述要求时，  应先对原基础进行加固或增设新的桩承台。
【例题1】当采用树根桩对原有建筑进行基础托换时，桩身混凝土等级应不小于(     )，主筋不宜少于(   )根，主要承受水平荷载时，钢筋应(     )。
A、C20；3；全长配筋；      B C30；4；全长配筋；      C、 C20；4；不小于1/2桩长；
D、C30；3；不小于1/2桩长；                                         答案：A
2、施工
(1)、确定桩位。
(2)、钻机成孔，穿过原基础混凝土。在土层中钻孔时宜采用清水或天然泥浆护壁，也可用套管。
(3)、吊放钢筋笼和注浆管。注浆管应直插到孔底。需二次注浆的树根桩应插两根注浆管。施工时应缩短吊放和焊接时间。
(4)、投入填料。当采用碎石和细石填料时，填料应经清洗，投入量不应小于计算桩孔体积的0.9倍，填灌时应同时用注浆管注水清孔。
(5、)注浆。注浆材料可采用水泥浆液、水泥砂浆或细石混凝土，当采用碎石填灌时，注浆应采用水泥浆，并应满足如下要求：
当采用一次注浆时，泵的最大工作压力不应低于1.5 MPa，开始注浆时，需要1 MPa的起始压力，将浆液经注浆管从孔底压出，接着注浆压力宜为0.1～0.3MPa，使浆液逐渐上冒，直至浆液泛出孔口停止注浆。
当采用二次注浆时，泵的最大工作压力不应低于4 MPa。待第一次注浆的浆液初凝时方  可进行第二次注浆，浆液的初凝时间根据水泥品种和外加剂掺量确定，可控制在45~60min范围。第二次注浆压力宜为2～4 MPa，二次注浆不宜采用水泥砂浆和细石混凝土。
(6)、拔出注浆管。拔管后应立即在桩顶填充碎石，并在1～2m范围内补充注浆。
注浆施工时应采用间隔施工、间歇施工或增加速凝剂掺量等措施，以防止出现相邻桩冒  浆和串孔现象。树根桩施工不应出现缩颈和塌孔。
【例题2】树根桩施工时，如采用二次注浆工艺，注浆材料宜为(     )。
A、普通混凝土；  B、细石混凝土； C、水泥砂浆；  D、水泥浆；          答案：D
树根桩施工完成后，应采用载荷试验检验树根桩的竖向承载力，有经验时也可采用动测  法检验桩身质量。两者均应符合设计要求。

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五、深基础设计与施工100问

深基础设计综合介绍和设计之坑式静压桩法

坑式静压桩法
坑式静压桩是对既有建筑物地基的加固方法，是采用既有建筑物自重做反力，用千斤顶  将桩段逐段压入土中的托换方法。千斤顶上的反力梁可利用原有基础下的基础梁或基础板，  对无基础梁或基础板的既有建筑，则可将底层墙体加固后在进行托换。国内坑式静压桩的桩  身多数采用边长为150～250mm的预制钢筋混凝土方桩，也有采用直径150～300mm的开口钢管。
坑式静压桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、湿陷性黄土和人工填土等  地基，且地下水位较低的情况。
1 设计
坑式静压桩的单桩承载力应按《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中桩承载力的有关规定估算，桩数可参照锚杆静压桩的方法确定。
桩的平面布置应根据既有建筑的墙体和基础型式及荷载大小确定，应避开门窗等墙体薄  弱部位，设置在结构受力节点位置。可按基础或墙体中心轴线布置，同一个托换坑内可布置  1～3根桩，绝大部分工程都是采用单桩和双桩。只有在纵横墙相交部位的托换坑内，横墙布置1根和纵墙2根形成三角的3根静压桩。当既有建筑基础结构的强度不能满足压桩反力时，应在原基础的加固部位加设钢筋混凝土地梁或型钢梁，以加强基础结构的强度和刚度，确保工程安全。
【例题】采用坑式静压桩进行基础托换，设计时在纵横墙相交部位的托换坑内，桩的平面布置为(         )。
A、横墙布置1根和纵墙1根形成的2根静压桩；
B、横墙布置2根和纵墙1根形成三角的3根静压桩；
C、横墙布置1根和纵墙2根形成三角的3根静压桩；
D、横墙布置2根和纵墙2根形成四角的4根静压桩；                          答案：C
2 施工
坑式静压桩施工时应先在贴近被加固建筑物的一侧开挖长1.2m、宽0.9m的竖坑，对坑壁不能直立的砂土或软弱土等地基应进行坑壁支护。从该竖坑沿横向再在基础梁、承台梁    或直接在基础底面下开挖长0.8m、宽0.5m的基坑，然后可进行压桩施工。先在基坑内放入第一节桩，并在桩顶上安置千斤顶及测力传感器，再驱动千斤顶压桩，每压入下一节桩后，再接上一节桩。对钢筋混凝土方桩，顶进至设计深度后即可取出千斤顶，再用C30微膨胀早强混凝土将桩与原基础浇注成整体。当施加预应力封桩时，可采用型钢支架，而后浇注混凝土。对钢管桩，应根据工程要求，在钢管内浇注C20微膨胀早强混凝土，最后用C30混凝土将桩与原基础浇注成整体。
压桩时应保证桩尖到达设计持力层深度，且压桩力达到单桩竖向承载力特征值的1.5倍，且持续时间不应少于5min。
封桩可根据要求采用预应力法或非预应力法施工。

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五、深基础设计与施工100问

深基础设计综合介绍和设计之注浆加固法

注浆加固法
注浆法也常称为灌浆法，是利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管将各种能固化的浆液注入到地基土中，浆液以填充、渗透和挤密的方式，将土颗粒或岩石裂隙中的水分和空  气排除后占据其位置，经过一定时间后，浆液将原来松散的土粒胶结成一个整体，以改善地  基土的物理力学性质，或用于既有建筑物下提高地基承载力、减小地基土变形，或用于减小  土渗透性，防止地基土出现流沙、管涌，或者用于降低土压缩性，提高压缩模量，如对基坑被动区土体进行注浆加固以提高被动土压力、减小围护桩位移等，以及可用于建筑物的纠偏  或顶升。常用的灌浆材料有水泥系浆材、化学浆材和混合型浆材。水泥系浆材有水泥浆、黏土水泥浆和粉煤灰水泥浆，化学类的有环氧树脂类、木质素等，混合型浆材有聚合物水玻璃  浆材、聚合物水泥浆材、水泥水玻璃浆材等。
1 适用范围
注浆加固法适用于砂土、粉土、黏性土和人工填土等地基加固。一般用于防渗堵漏、提高地基土的强度和变形模量以及控制地层沉降等。
2 加固机理
根据注浆机理，可分为渗透注浆、劈裂注浆和压密注浆等三类。其加固机理如下。
1)渗透注浆
浆液在很小的压力下，克服地下水压、土粒孔隙间的沿程阻力和本身流动的阻力，渗入  土体的天然孔隙，并与土粒骨架产生固化反应，在土层结构基本不受扰动和破坏的情况下达  到加固的目的。
渗透注浆适用于渗透系数是k>10-4cm/s的砂性土。
2)劈裂注浆
当土的渗透系数k<10-4cm/s，就得采用劈裂注浆，在劈裂注浆中，注浆管出口的浆液对周围地层施加了附加压应力，使土体发生剪切裂缝，而浆液则沿裂缝面劈裂。当周围土体是非匀质体时，浆液首先劈入强度最低的部分土体。当浆液的劈裂压力增大到一定程度时，再劈入强度较高的另一部分土体，这样劈入土体中的浆液便形成了加固土体的网络或骨架。    从实际加固地基开挖情况看，浆液的劈裂途径有竖向的、斜向的和水平向的。竖向劈裂是由土体受到扰动而产生的竖向裂缝；斜向的和水平向的劈裂是浆液沿软弱的或夹砂的土层劈裂而形成的。
3)压密注浆
压密注浆是指通过钻孔在土中灌入极浓的浆液，在注浆点使土体压密，在注浆管端部附  近形成“浆泡”，当浆泡的直径较小时，灌浆压力基本上沿钻孔的径向扩展。随着浆泡尺寸的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动。浆泡的形状一般为球形或圆柱形。浆泡的最后尺寸取决于土的密度、湿度、力学条件、地表约束条件、灌浆压力和注浆速率等因素。
离浆泡界面0.3～2.0m内的土体都能受到明显的加密。评价浆液稠度的指标通常是浆液的坍落度。如采用水泥砂浆浆液，则坍落度一般为25～75mm，注浆压力为1~7 MPa。当坍落度较小时，注浆压力可取上限值。
渗透、劈裂和压密一般都会在注浆过程中同时出现，只是以何种形式为主的差别，单一  的流动方式是难以产生的。
由于上述加固机理，使注浆法可用于以下几种情况：
(1)提高地基土的承载力、减少地基变形和不均匀变形；(2)进行托换技术，对古建筑的地基加固更为常用；(3)用以纠倾和回升建筑；(4)用以减少地铁施工时的地面沉降，限制地下水的流动和控制施工现场土体的位移等。
【例题1】根据注浆机理，注浆法加固地基可分为(           )三种。
A、压密注浆；
B、劈裂注浆；
C、渗透注浆；
D、压力注浆；
答案：A、B、C
【例题2】在注浆法加固地基的施工中，评价浆液稠度的指标通常是浆液的(      )。
A、浓度；
B、粘度；
C、渗透系数；
D、坍落度；
答案：D
3 注浆设计
注浆设计前宜进行室内浆液配比试验和现场注浆试验，以确定设计参数和检验施工方法  及设备。也可参考当地类似工程的经验确定如下设计参数。
(1)浆液。对软弱土处理，可选用以水泥为主剂的浆液，也可选用水泥和水玻璃的双液型混合浆液。单液注浆适合于凝固时间长，双液注浆适合于凝固时间短。因此，在有地下水流动的情况下，不应采用单液水泥浆液。
注浆时也可掺用粉煤灰代替部分水泥，因为粉煤灰颗粒的细度比水泥还细，及其占优势的球形颗粒，使比仅含有水泥和砂的浆液更容易泵送，用粉煤灰代替部分水泥或砂，可保持浆体的悬浮状态，以免发生离析和减少沉积来改善可泵性和可灌性；粉煤灰还具有火山灰活  性，当加入到水泥中可增加胶结性，这种反应产生的黏结力比水泥砂浆间的黏结更为坚固；
粉煤灰含有一定量的水溶性硫酸盐，增强了水泥浆的抗硫酸盐性；此外粉煤灰掺入水泥的浆液比一般水泥浆液用的水少，而通常浆液的强度与水灰比有关，它随水的减少而增加；当然，使用粉煤灰可达到变废为宝，具有社会效益，并节约工程成本。
(1)   注浆孔间距。可取1.0~2.0m，并应能使被加固土体在平面和深度范围内连成个整体
(3)浆液的初凝时间应根据地基土质条件和注浆目的确定。在砂土地基中，浆液的初凝时间宜为5~20 min；在黏性土地基中，宜为1~2h。
(4)注浆量和注浆有效范围。应通过现场注浆试验确定，在黏性土地基中，浆液注入率宜为15％～20％。注浆点上的覆盖土厚度应大于2m。
(5)注浆压力。注浆压力是指浆液在注浆孔口的压力。对劈裂注浆，在砂土中，宜选用 0.2～0.5 MPa；在黏性土中，宜选用0.2～0.3 MPa。对压密注浆，当采用水泥砂浆浆液时，坍落度宜为25~75mm，注浆压力为1～7 MPa。当坍落度较小时，注浆压力可取上限值。当采用水泥~水玻璃双液快凝浆液时，注浆压力应小于1 MPa。
每段注浆的终止条件为吸浆量小于1～2L/min。当某段注浆量超过设计值的1～1.5倍时，应停止注浆，间歇数小时后再注，以防浆液扩到加固段以外。
(6)注浆顺序。为防止邻孔串浆，注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行，并宜采用先外围后内部的注浆施工方法，以防浆液流失。当地下水流速较大时，应考虑浆液在水流中的迁移效应，应从水头高的一端开始注浆。
在浆液进行劈裂的过程中，产生超孔隙水压力，孔隙水压力的消散使土体固结和劈裂浆体的凝结，从而提高土的强度和刚度。但土层的固结要引起土体的沉降和位移。因此，土体加固的效应与土体扰动的效应是同时发展的过程，其结果是导致加固土体的效应和某种程度土体的变形，这就是单液注浆的初期会产生地基附加沉降的原因。而多孔间隔注浆和缩短浆  液凝固时间等措施，能尽量减少既有建筑基础因注浆而产生的附加沉降。
4 注浆施工
以花管注浆法为例，其施工步骤如下：
(1)钻机与注浆设备就位；(2)钻孔或采用振动法将花管置入土层；(3)当采用钻孔法时，应从钻杆内注入封闭泥浆，然后插入孔径为50 mm的金属花管。(4)待封闭泥浆凝固后，移动花管自下向上或自上向下进行注浆。
5 质量检验
注浆检验时间应在注浆结束28d后进行。可选用标准贯入、轻型动力触探或静力触探    对加固地层进行检测。对重要工程可采用载荷试验测定。注浆检验点可为注浆孔数的2％~   5％。当检验点合格率小于或等于80％，或虽大于80％但检验点的平均值达不到强度或防渗    的设计要求时，应对不合格的注浆区实施重复注浆。
【例题3】对注浆法加固的地基进行质量检验时，下列哪种情况可对检验不合格的注浆区不重新进行注浆处理(         )。
A、检验点合格率小于或等于80％；
B、当检验点合格率大于80％，但检验点的平均值达不到强度的设计要求时；
C、当检验点合格率大于80％，但检验点的平均值达不到防渗的设计要求时；
D、当检验点合格率大于80％，检验点的平均值达到强度或防渗的设计要求时；  答案：D

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五、深基础设计与施工100问

深基础设计综合介绍和设计之灌注桩、预制混凝土桩和钢桩的主要施工方法

灌注桩、预制混凝土桩和钢桩的主要施工方法
通过对比让大家对他们更加的了解

（一）、灌注桩：施工方法主要有干作业成孔、泥浆护壁钻（冲）孔、沉管灌注桩。
（二）、预制混凝土桩：施工方法主要有打入法和静力压入法
（三）、钢桩：包括钢管桩、H型桩、异型桩。规范7.5钢桩的制作。
（四）、适用条件：《建筑桩基技术规范》附录A
（五）、工艺要点及质量检查标准
灌注桩：
1、成孔：
A、水下泥浆护壁：在孔口加设护筒（4~8mm钢板，内径大于钻头直径100mm），护筒中心与桩中心偏差不大于50mm，护筒高度1.0~1.5米。开始进行水下混凝土灌注时，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下0.8米以上。正、反循环泥浆比重要控制在1.02~1.25之间。钻孔垂直度应小于1%。孔底沉渣厚度：端承桩不大于50mm，摩擦端承桩、端承摩擦桩不大于100mm，摩擦桩不大于300mm。
B、沉管灌注桩：对于单打法：沉桩过程中经常探测管内有无地下水或泥浆；严格控制最后30s的电流、电压；管内灌满混凝土后先振动5~10s再拔管边阵边拔；有钢筋笼时，混凝土的塌落度宜采用80~100mm，素混凝土桩宜采用60~80mm。
C、干作业：螺旋成孔、人工挖孔、扩底成孔。
2、成孔验收后，进行钢筋笼制作、吊装、就位、固定，再经过验收，然后进行浇注。
3、水下混凝土浇注：混凝土要具良好的和易性；要进行配合比试验；塌落度控制在18~22cm；开始灌注时，为使隔水栓顺利排出，导管至孔底距离宜为30~50cm，桩径小于600mm时可适当加大；灌注中严禁将导管离开混凝土面。水下混凝土必须连续施工。
4、清理桩头。保证剔除浮浆高度。
预制混凝土桩
2、制作；现场、工厂
3、起吊、运输、堆存：强度达70%起吊；100%方可运输；吊运平稳；堆放层数不宜超过四层。
4、沉桩：包括锤击、振动、射水、静压等几个环节。
5、接桩：桩的连接方式有焊接、法兰盘、硫磺胶泥三种，前两种各种土实用，硫磺胶泥实用于软土层。
钢桩
1、制作：应有平整的场地及挡风防雨措施，分段原则不宜大于15米。
2、焊接：变形部分应割除；焊接时应矫正垂直度；接头要做超声或X射线拍片检查和探伤检查。
3、运输与堆存：运输防止碰撞；场地平整、坚实、排水畅通；堆放层数不宜太高，对钢管桩3~5层，H型纲桩最多放置六层；
4、沉桩：如锤击有困难可管内取土以助沉；对H型桩，锤重不宜大于4.5t并要有约束装置；持力层较硬时不宜送桩；沉桩前应清除大块石、混凝土块等障碍物。

（六）、适用条件
1、泥浆护壁钻孔灌注桩：水下粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土、风化岩
2、沉管灌注桩：粘性土、粉土、淤泥质土、砂土、填土
3、干作业成孔灌注桩：地下水位以上的粘性土、粉土、中密以上的砂土、填土、风化岩层（注意人工挖孔的安全）
4、预制混凝土桩：适用于各种情况。碎石、风化岩、多年冻土有困难。
5、钢桩：大块石、混凝土块、腐蚀性土层及地区。

（七）、工艺及质量检查标准：
灌注桩的成桩质量检查主要包括成孔及清孔、钢筋笼制作与安放、混凝土搅制及灌注等三个工序的检查；预制桩和钢桩的成桩质量检查包括制桩、打入深度停锤标准、桩位及垂直度检查。
例题1：【单选题】混凝土预制桩沉桩时的垂直度偏差，有下列陈述：①长20米的桩偏差为0.12米，②长25米的桩偏差为0.25米，③长30米的桩偏差为0.6米，符合要求的有（）项
A．0
B．1
C．2
D．3
规范7.4.3.4桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%
（答案：A）
例题2、【单选题】按《建筑桩基技术规范》规定，在开始进行水下混凝土灌注时，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下至少（）米
A．1.2米
B．1.0米
C．0.8米
D．0.5米（答案：C。规范：6.3.22.2）

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常见的基桩质量问题

（一）钻（冲）孔灌注桩
对于有泥浆护壁的钻（冲）孔灌注桩，桩底沉渣及壁泥过厚是导致承载力大幅降低的主要原因。
水下浇注砼时，施工不当如导管下口离开砼面、砼灌注不连续时，桩身会出现断桩形象，而砼搅拌不均、水灰比过大或导管漏水均会产生砼离析。
当泥浆相结密度配置不当，地层松散或呈流塑状，或遇承压水时，导致孔壁不能直立而出现塌孔时，桩身就会不同和程度的出现扩、缩径或断桩现象。
    钢筋宠的错位（如钢筋笼上浮或偏靠孔壁）也是这类桩经常出现的质量问题。
    对于干作业钻孔灌注桩，桩底虚土过多是导致承载力下降的主要原因，而当地层稳定性差出现塌孔时，桩身也会出现夹泥或断桩现象。
（二）沉管灌注桩
    一）拔管速度快是导致沉管桩出现缩颈、夹泥或断桩等质量问题的主要原因，特别是在饱和淤泥或流塑状淤泥质软土层中成桩时，控制好拔管速度尤为重要。
    二）当桩间距过小时，邻桩施工易引起地表隆起和土体挤压，产生的振动力、上拔力和水平力会使初凝的桩被振断或拉断，或因挤压而缩颈。
    三）在地层存在有承压水的砂层，砂层上又覆盖有透水性差的劾上层，孔中浇灌混凝土后，由于动水压力作用，沿桩身至桩顶出现冒水现象，凡冒水桩一般都形成断桩。
    四）当预制桩尖强度不足，沉管过程中被击碎后塞人管内，当拔管至一定高度后下落，又被硬上层卡住未落到孔底，形成桩身下段无砼的吊脚桩。对采用活瓣桩尖的振
动沉管桩，当活瓣张开不灵活，混凝上下落不畅时，也会产生这种现象。
  （三）人工挖孔桩
一）砼浇注时，施工方法不当将造成砼离析，如将砼从孔回直接倒人孔内或串筒口到砼面的距离过大（大于2.0m）等等。
    二）当桩孔内有水，未完全抽干就灌注砼，会造成桩底砼严重离析，进而影响桩的端阻力。
    三）干浇法施工时，如果护壁漏水，将造成砼面积水过多，使砼胶结不良，强度降低。
    四）地下水渗流严重的土层，易使护壁坍塌，土体失稳塌落。
    五）在地下水丰富的地区，采用边挖边抽水的方法进行挖孔桩施工，致使地下水位下降，下沉土层对护壁产生负摩擦力作用，易使护壁产生环形裂缝；当护壁周围的土压力不均匀时，易产生弯矩和剪力作用，使护壁产生垂直裂缝；而护壁作为桩身的一部分，护壁质量差、裂缝和错位将影响桩身质量和侧阻力的发挥。
  （四）预制桩质量通病
一）钢桩
    1．锤击应力过高时，易造成钢管桩局部损坏，引起桩身失稳。
    2．H型钢桩因桩本身的形状和受力差异，当桩人土较深而两翼缘间的上存在差异时，易发生朝上体弱的方向扭转。
    3．焊接质最差，锤击次数过多或第一节桩不垂直时，桩身易断裂。
   二）砼预制桩
    1．桩锤选用不合理，轻则桩难十打至设定标高，无法满足承载力要求，或锤击数过多，造成桩疲劳破坏；重则易击碎桩头，增加打桩破损率。
    2．锤垫或桩垫过软时，锤击能平损失大，桩难于打至设定标高；过硬则锤击应力大，易击碎桩头，使沉桩无法进行。
    3．锤击拉应力是引起桩身开裂的主要原因。砼桩能承受较大的压应力，但抵抗拉应力的能力差，当压力波反射为拉伸波，产生的拉应力超过砼的抗拉强度时，一般会在桩身中上部出现环状裂缝。
    4．焊接质量差或焊接后冷却时间不足，锤击时易造成在焊口处开裂。
    5．桩锤、桩帽和桩身不能保持一条直线，造成锤击偏心，不仅使锤击能量损失大，桩无法沉人设定标高，而且会造成桩身开裂、折断。
    6．桩间距过小，打桩引起的挤土效应使后打的桩难于打人或使地面隆起，导致桩上浮，影响桩的端承力。
    7．在较厚的粘土、粉质粘土层中打桩，如果停歇时间过长，或在砂层中短时间停歇，土体固结、强度恢复后桩就不易打人，此时如硬打，将击碎桩头，使沉桩无法进行。

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五、深基础设计与施工100问

桩基承载力验算要求（一）

桩基在地震作用下的承载力验算要求
桩基抗震性能一般是比较好的，另外桩基抗震验算研究尚不充分，简单实用的验算方法还不多见。因此多数抗震设计规范对桩基验算条文较少，目前抗震设计规范对桩基抗震验算规定是根据震害经验和研究成果制定的。其要点为：
1 单桩抗震承载力调整
单桩的抗震承载力如何确定，目前并未取得一致意见，主要原因是桩的实际震害资料或桩的动力原型试验较少。但由于地震是特殊荷载，建筑工程上桩基的上部结构震害又比天然地基轻，震后附加沉降只几毫米。因而抗震验算时单桩的承载力可较静载时提高，这一点国内外的看法是一致的。日本采用静载时安全系数为3，抗震验算时提高了一倍，安全系数为1.5。我国各个抗震设计规范提高幅值相差较大，在0～50％之间。建筑抗震设计规范单桩竖向和水平向抗震承载力规定可比非抗震时提高25％。
【例题1】《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定，单桩竖向和水平向抗震承载力为非抗震时的(       )。
A、1倍；
B、1.25倍；
C、1.5倍；
D、2倍；
答案：B
2 低承台桩基抗震验算原则
1)对于非液化土桩基抗震验算除考虑在地震下单桩承载力提高外，还应注意以下几点：
①关于地下室外墙侧的被动土压与桩共同承担地震水平力问题，我国这方面的情况比较混乱，大致有以下做法：假定由桩承担全部地震水平力；假定由地下室外的土承担全部水平力；由桩、土分担水平力(或由经验公式求出分担比，或用m法求土抗力或由有限元法计算)。目前看来，桩完全不承担地震水平力的假定偏于不安全，因为从日本的资料桩基的震害是相当多的，因此这种做法不宜采用；由桩承受全部地震力的假定又过于保守。因此，规范原则上可考虑承台正面填土与桩共同承担水平地震作用。
②关于不计桩基承台底面与土的摩阻力为抗地震水平力的组成部分问题：主要是因为这部分摩阻力不可靠；软弱黏性土有震陷问题，一般黏性土也可能因桩身摩擦力产生的桩间土的附加应力下的压缩使土与承台脱空；欠固结土有固结下沉问题；非液化的砂砾则有震密问题等。实践中不乏有静载下桩台与土脱空的报导，地震情况下震台桩台与土脱空的报导也屡见不鲜。此外，计算摩阻力劝工很困难，因为解答此问题须明确桩基在竖向荷载作用下的桩、土荷载分担比。出于上述考虑，为安全计，规定不应考虑承台与土的摩擦阻抗。
【例题2】按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定，非液化土中低承台桩基的抗震验算时，水平地震作用由(         )承担。
A、桩与承台正面填土；
B、桩、承台底面与地基土的摩擦力；
A、承台正面填土、承台底面与地基土的摩擦力；
D、桩、承台正面填土、承台底面与地基土的摩擦力；
答案：A
对于目前大力推广应用的疏桩基础，如果桩的设计承载力按桩极限荷载取用则可以考虑承台与土间的摩阻力。因为此时承台与土不会脱空，且桩、土的竖向荷载分担比也比较明确。
【例题3】对于疏桩基础，当桩的设计承载力按桩极限荷载取用，抗震验算时，水平地震作用可由(         )承担。
A、桩与承台正面填土；
B、桩、承台底面与地基土的摩擦力；
C、承台正面填土、承台底面与地基土的摩擦力；
D、桩、承台正面填土、承台底面与地基土的摩擦力
答案：D
2)对于液化土中的低承台桩基，且桩承台底面上、下分别有厚度不小于1.5、1.0m的非液化土或非软弱土层时，可按下列两种情况分别进行抗震验算：
①桩承受全部地震作用，桩承载力可按非液化桩基土规定的原则确定，但液化土层的桩周摩擦力、水平抗力，均宜乘以液化影响折减系数，其值按表30.6-1采用。
土层的液化影响折减系数        如下表
标贯比λN                 深度(m)                折减系数
λN≤0.6                   ds≤lO                       0
                                  10                           1／3
0.6<λN≤0.8            ds≤10                 1／3
                                   10                         2／3
0.8<λN≤1               ds≤lO                  2／3
                                   10                             1
注：λN为液化土层的标准贯入锤击数实测值与相应的临界值之比。
【例题4】对于液化土中的低承台桩基，且桩承台底面上、下分别有厚度不小于1.5、1.0m的非液化土或非软弱土层，当进行抗震验算按桩承受全部地震作用时；
a、液化土层的桩周摩擦力、水平抗力如何考虑(       )。
A、桩周摩擦力乘以液化影响折减系数、水平抗力不加折减；
B、桩周摩擦力不加折减、水平抗力乘以液化影响折减系数；
C、桩周摩擦力、水平抗力均宜乘以液化影响折减系数；
D、桩周摩擦力、水平抗力均按正常计算，不加折减；
答案：C
b、如标贯比λN=0.7，液化土层深度在14～16m，此时，折减系数取值为(    )。
A、0；
B、1/3；
C、2/3；
D、1；
答案：C
②地震作用按水平地震影响系数最大值的10％采用，桩承载力仍可按非液化桩基规定的原则确定，但应扣除液化土层的桩周摩擦力和桩承台下2m深度范围内非液化土层的桩周摩擦力。
上述液化土中桩的抗震验算原则和方法主要考虑了以下情况：
1)不计承台旁的土抗力或地坪的分担作用是出于安全考虑，作为安全储备，因目前对液化土中桩的地震作用与土中液化进程的关系尚未弄清。
2)根据地震反应分析与振动台试验，地面加速度最大时刻出现在液化土的孔压比为小于1(常为0.5～0.6)时，此时土尚未充分液化，只是刚度比未液化时下降很多，因之建议对液化土的刚度作折减。折减系数的取值与构筑物抗震设计规范基本一致。
3)液化土中孔隙水压力的消散往往需要较长的时间。地震后土中孔压不会排泄消散完毕，往往于震后才出现喷砂冒水，这一过程通常持续几小时甚至一二天，其间常有沿桩与基础四周排水现象，这说明此时桩身摩阻力已大减，从而出现竖向承载力不足和缓慢的沉降，因此应按静力荷载组合校核桩身的强度与承载力。
【例题4】按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定，当地震作用按水平地震影响系数最大值的10％采用时，下列关于桩承载力的确定叙述正确的是(      )。
A、可按非液化桩基规定的原则确定；
B、可按非液化桩基规定的原则确定，但承台下2m深度范围内非液化土层的桩周摩擦力；
C、可按非液化桩基规定的原则确定，但应扣除液化土层的桩周摩擦力；
D、可按非液化桩基规定的原则确定，但应扣除液化土层的桩周摩擦力和承台下2m深度范围内非液化土层的桩周摩擦力
答案：D
【例题5】对于液化土中的低承台桩基，且桩承台底面上、下分别有厚度不小于1.5、1.0m的非液化土或非软弱土层时，可按两种情况分别进行抗震验算，包括(       )。
A、桩承受全部地震作用，桩承载力可按非液化桩基土规定的原则确定，但液化土层的桩周摩擦力、水平抗力，均宜乘以液化影响折减系数；
B、桩承受部分地震作用，桩承载力可按非液化桩基土规定的原则确定，但液化土层的桩周摩擦力、水平抗力，均宜乘以液化影响折减系数；
C、地震作用按水平地震影响系数最大值的10％采用，桩承载力仍可按非液化桩基规定的原则确定，但应扣除液化土层的桩周摩擦力和桩承台下2m深度范围内非液化土层的桩周摩擦力；
D、地震作用按水平地震影响系数最大值的20％采用，桩承载力仍可按非液化桩基规定的原则确定，但应扣除液化土层的桩周摩擦力和桩承台下2m深度范围内非液化土层的桩周摩擦力；
答案：A、C

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五、深基础设计与施工100问

桩基承载力验算要求（二）

3 桩基抗震验算步骤
在上述桩基验算原则下，桩基抗震步骤为：
1)首先取得作用于桩顶的荷载，亦即从基础顶面的水平地震力中减去承台侧面与地震力前方的土抗力及基础底面土的摩擦力，得到作用于桩顶的水平荷载(但各个规范考虑土抗力与底面摩阻力的方法不尽相同，此点应注意)。
作用于桩顶的总竖向荷载与弯矩可自地震荷载组合的上部结构计算结果直接得到，并取用，但需将基础自重加入竖向荷载中。
2)求出作用于各单桩顶的荷载，这一步与静载下的做法相同，可用同样的公式。
3)求桩身的内力(剪力与弯矩)：与静载情况时一样，用m法求出桩身各深度处的弯矩与剪力。
4)强度校核：如求出的桩上的轴力、弯矩或剪力大于桩的承载力或抗剪抗弯强度则不容许。
具体对桩顶，要求：
轴力平均值N≤[N]e
    轴力最大值Nmax≤1.2[N]e
    桩顶剪力Q≤[Q]
上面的[N]e与[Q]e是单桩的抗震时的竖向承载力与水平承载力。
除上述验算原则外，还应对桩基的构造予以加强。因为桩基理论分析已经证明，地震作用下的桩基在软、硬土层交界面处最易受到剪、弯损害。阪神地震后许多桩基的实际考查也证实了这一点，但在采用m法的桩身内力计算方法中却无法反映，目前除考虑桩上相互作用的地震反应分析可以较好地反映桩身受力情况外，还没有简便实用的计算方法保证桩在地震作用下的安全，因此必须采取有效的构造措施，具体规定为液化土中桩的配筋范围，应自桩顶至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求的距离，其纵向钢筋应与桩顶部相同，箍筋应加密。
【例题6】在地震作用下，桩基在(          )处最易受到剪、弯损害。
A、桩顶
B、桩端
C、硬土层中
D、软土层中
E、软、硬土层交界面
答案：E
【例题7】下列关于液化土中桩的配筋叙述，正确的是(      )。
A、应自桩顶至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求的距离，其纵向钢筋应与桩顶部相同，箍筋应加密；
B、应自桩顶至液化深度以上符合全部消除液化沉陷所要求的距离，其纵向钢筋应与桩顶部可以不同，箍筋在桩顶部位加密；
C、应自桩顶至桩端符合全部消除液化沉陷所要求的距离，其纵向钢筋应与桩顶部相同，箍筋桩顶部位加密；
D、应自桩顶至桩端符合全部消除液化沉陷所要求的距离，其纵向钢筋应与桩顶部相同，箍筋应加密；
答案：A

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只看该作者 404楼发表于: 2010-04-18

1.2.4.强夯法处理大块石高填方地基
(1) 主要技术内容
强夯法处理大块石高填方地基方法主要是指强夯置换法，与其他地基处理方法相比具有费用低、施工简单等优点，分整式置换和桩式置换二种方法。整式置换法是用强夯的冲击能将软弱土挤开置换成块石层，其机理与换填垫层法作用相似。桩式置换法是采用巨大的夯击能量将块石夯穿被加固土层并使块石沉底形成桩体，并与周围土体形成复合地基。由于桩体的加筋作用，地基中应力向桩体集中，使其分担了大部分基底传来的荷载；同时桩体的存在也使得土体中由于强夯引起的超静水孔隙水压力迅速消散，加快土体固结，提高土体抗剪强度，从而复合地基承载力相应提高。
(2) 技术指标
① 夯击能量：单击夯击能量按Menard 公式进行估算，锤底单位面积静压力不得小于100kN/m2。整式置换法单位夯击能不宜小于1500kN?m/m2；桩式置换法单位夯击能不宜小于300kN?m/m2。
② 夯击次数：通过现场试验确定，整式置换法宜控制在最后一击夯沉量不大于50mm；桩式置换法宜控制在最后一击夯沉量不大于200mm。
③ 夯点间距：夯点位置可按三角形、正方形布置。
整式置换法的夯点间距S=D+(0.3～0.4)H；
桩式置换法的夯点间距S=2～3D；D 为锤径，H 为加固深度。
④ 夯沉量：每阵夯沉量不宜大于0.8 倍锤高，累计夯沉量宜为1.5～2.0H。
⑤ 加固宽度：每边应超出基础外边缘（0.5～1.0）H，且不小于3m。
(3) 适用范围
强夯置换法适用于坐落在回填土、碎石土、湿陷性黄土、粘土、粉土、淤泥质土、淤泥等多种土层的工业与民用建筑，加固深度不宜超过7m。
(4) 已应用的典型工程
已应用的代表性工程有深圳国际机场停机坪、深圳西部通道工程等。

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五、深基础设计与施工100问

水泥粉煤灰稳定碎石基层应用技术

简述：
在国内路面基层设计中，未见采用水泥粉煤灰稳定碎石的形式，通过梨温高速的施工实践，形成了一套关于水泥粉煤灰稳定碎石基层的技术要求
    案列：
　　梨温高速公路是国道主干线上海至瑞丽公路江西境内的一段，全长244.749km，其中K125+000～K149+500段经过贵溪市，贵溪市火力实业总公司有大量的粉煤灰（湿排灰），考虑到因地制宜，就地取材的原则，该段路面基层设计时决定利用粉煤灰作为稳定材料，但梨温公路沿线石灰来源相当困难，并且在工艺流程中处理石灰的消解，过筛有相当的难度，在单位时间内所需供灰量大，而且需要大量的储料棚以及环境污染等问题，为了寻求改善和简化施工工序，又要力争在不增加工程造价，不降低质量标准的前提下，我们决定用水泥替代二灰结构中的石灰，笔者通过在梨温高速公路建设过程中的实践形成了一套水泥粉煤灰稳定碎石基层的技术要求。
　　1原理分析
粉煤灰中含有大量SiO2、AL2O3等能反应产生凝胶的活性物质，它们在粉煤灰中以球形玻璃体的形式存在，这种球形玻璃体比较稳定，表面又相当致密，不易水化，水泥粉煤灰早期反应主要是水泥遇水后产生水解与水化反应，水泥水化生成硅酸钙晶体，这些晶体产生部分强度，同时水泥水化生成氢氧化钙通过液相扩散到粉煤灰球形玻璃体表面，发生化学吸附和侵蚀，生成水化硅酸钙与水化铝酸钙，大部分水化产物开始以凝胶体出现，随着凝期的增长，逐步转化为纤维状晶体，并随着数量的不断增加，晶体相互交叉，形成连锁结构，填充混合物的孔隙，形成较高的强度，随着粉煤灰活性的不断调动，使水泥粉煤灰不仅有较高的早期强度，而且其后期强度也有较大提高。
     规定技术规范
　　众所周知，水泥粉煤灰稳定碎石结构目前尚无相应的技术标准及规范，但从上述原理分析上看，水泥与粉煤灰和石灰与粉煤灰的反应机理很相似，都实际上是氢氧化钙与粉煤灰玻璃体的反应，只不过水泥能够形成较高的早期强度，因此在工程初期我们综合参考石灰粉煤灰稳定碎石及水泥稳定碎石的相关技术标准及规范，决定暂时按下述要求进行配合比设计及试验段施工。
　　2.1原材料质量要求
　　2.1.1水泥：采用水泥稳定土基层技术规范中关于水泥的质量要求来源：考试大
　　2.1.2粉煤灰：采用石灰粉煤灰稳定土基层技术规范中关于粉煤灰的质量要求。
　　2.1.3碎石：采用石灰粉煤灰稳定土基层技术规范中关于碎石的质量要求。
　　2.2其他质量要求
　　2.2.1根据《公路路面基层施工技术规范》的规定梨温高速公路设计累计标准轴次超过12×106次,同时考虑工程进度的要求决定下基层7天无侧限抗压值≥3Mpa，上基层7天无侧限抗压值应≥4Mpa。
　　2.2.2水泥粉煤灰与集料的比初步采用20:80～15:85。
　　2.2.3集料级配采用规范级配的中值。
　　3配合比设计试验
　　按照上述要求，进行了配合比组成设计试验，测定不同的水泥、粉煤灰剂量的七天无侧限抗压强度。
　　采用水泥+粉煤灰占总量的15%、20%，水泥剂量为3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%分别进行试验。
　　可见碎石的用量对混合料的强度影响很大，在水泥剂量不变的情况下碎石用量从85%减少到80%,其七天强度下降28.8%。如果碎石用量为80%，水泥用量即使达5.5%，其七天强度也不能达到规范对上基层的强度要求。当然从经济效益上分析，碎石用量从85%减少80%，材料成本将减少2.3%，其原因是一来粉煤灰比碎石单价便宜，二来是混合料中粉煤灰含量越多，混合料的最大干密度就越小，每立方米混合料所需材料越少。所以综合考虑将配合比暂定为下基层水泥:粉煤灰:碎石=4:16:80，上基层水泥:粉煤灰:碎石=5:10:85。
　　参考水泥稳定碎石中心站集中厂拌法施工规范进行施工，在采用上述配比施工的上、下基层都不同程度的出现了较多的开裂现象，特别是上基层平均每5～10m一道横向贯穿裂缝。针对这个问题，我们对水泥粉煤灰稳定碎石的开裂机理及防治办法进行了专项研究。
　  开裂机理分析
　　水泥粉煤灰稳定碎石混合料产生开裂的原因是因为受到温缩和干缩的综合作用，但施工期间气温逐渐升高，因此主要是干缩造成了开裂。
　　水泥粉煤灰稳定碎石混合料经拌和压实后，由于蒸发和混合料内部发生水化作用，混合料的水份会不断减少。由于水的减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用，材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化收缩作用等都会引起水泥粉煤灰稳定碎石材料产生体积收缩，其干缩性的大小与水泥、粉煤灰剂量，碎石粒料的含量，混合料中小于0.075mm的细颗粒的含量相关，针对上述原因我们进行了大量的试验分析。
　　4.1干缩系数试验
　　4.1.1不同水泥剂量对干缩系数的影响
　　4.1.2粒料含量与干缩温缩系数的关系
　　4.1.3集料级配及含量与干缩系数关系
　　对于水泥粉煤灰稳定碎石,采用5%的水泥剂量，当级配采用规范级配的上、中、下限时其干缩系数，分别为60×10－6、40×10－6、30×10－6。
　　二灰:碎石=15:85与二灰:碎石=20:80时，7天龄期的最大干缩应变和平均干缩系数为233×10－6、273×10－6、65×10－6、55×10－6。
　　4.2试验数据分析
　　4.2.1水泥剂量从5%增加到6%和7%，干缩系数增加20%和30%。所以在保证设计强度的情况应尽量控制水泥剂量，实际最大水泥剂量不能超过5.5%。
　　4.2.2在水泥剂量不变的情况下，粉煤灰剂量增大5%，干缩应变增加17%，干缩系数增加18%。所以粉煤灰应尽量少用，综合经济效应及强度要求，粉煤灰用量在8%-10%之间比较合适。
　　4.2.3粒料含量增加则干缩+温缩系数减小，集料级配越粗，则干缩系数越小。
通过上述室内试验分析及现场施工的实际调查，我们发现上、下基层开裂的主要原因在于粉煤灰用量过大，以及集料级配偏细。　　
　　4.3集料级配的调整
　　通过上述对比我们发现，水泥稳定碎石的颗粒组成级配明显比石灰粉煤灰稳定碎石的颗粒组成级配要更粗一些。所以我们通过室内配合比对照及试验段的施工，最后采用下述级配用于水泥粉煤灰稳定碎石层的施工。
　　5结论
　　通过实验研究及理论分析，为减少水泥粉煤灰稳定碎石结构的干缩系数，尽量避免干缩裂缝的产生，我们调整配合比为：
　　上基层水泥:粉煤灰:碎石=5:9:86
　　下基层水泥:粉煤灰:碎石=4:10:86
　　其中碎石的级配由原来的悬浮密实结构改为骨架密实结构，即采用表5级配的中下限。采用上述配合比和级配施工的基层早期强度，7天强度都较高，并且基本克服了横向贯穿裂缝现象。

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五、深基础设计与施工100问

冲水法辅助静压桩沉桩施工技术

      案列：
     名城花园位于福州市福马路，总占地面积90600 m2，总建筑面积255906m2。16#~18#楼为地下一层，地上26层的高层建筑。桩基设计为静压预制方桩，单桩承载力3500KN，持力层为强风化花岗岩。桩基必须穿过厚达10～12m的砂层。按常规静压法施工，采用目前最大的压桩设备（800t）也无法穿过此砂层。本工程采用冲水法辅助沉桩成功地解决了静压法施工深厚砂层穿透难的问题。本刊限于篇幅摘其要点以飨读者。
      冲水压桩原理
      冲水法作为一种辅助沉桩方法，其原理主要是：在静力压桩过程中，通过高压水冲刷桩端部分砂层，并利用高压水、气混合物将泥砂排出桩外，以消除桩端砂层对桩端的阻力。另一方面，高压水在渗入砂层后，亦可减小砂层对桩身的摩阻力，使桩身在较小的压桩力下能顺利穿过砂层进入持力层。
     施工要点
      一、本工程桩长在42～53米之间（按三节桩配桩），应保证在第二节桩压至地面上500mm左右时（准备电焊接桩），桩端在砂层面之上，第三节桩的长度必须确保桩端穿透砂层，避免在需要送桩时仍未穿过砂层，无法继续压桩。
      二、预制桩中心设有直径200mm空腔，制作时采用一次性素胶管（DN200）作为内模，素胶管应固定牢靠，确保空腔位于预制桩中心，以保证桩身刚度均匀。素胶管连接应严密牢固，砼浇捣时应小心谨慎，避免破坏素胶管，造成砼堵塞预留孔。
      三、冲水桩桩尖制作时，在桩尖中间焊制DN135钢管,一端作成漏斗状与素胶管空腔相连，另一端与护口钢板焊接牢固，护口钢板与桩身钢筋焊接牢固。在距桩靴顶部240mm位置处于四周侧面设置四个DN32回水管，回水管一端与桩尖预埋钢管焊接牢固，另一端与桩尖主筋焊接牢固。回水管的作用是：当孔中心正面的高压水（气）冲出时，形成的砂水混合物由于高压作用从回水孔进入桩身空腔并通过空腔排出桩外。
   四、焊接接桩时，水平缝应焊满焊牢，防止高压水（气）从桩接头四周的水平缝喷出，以避免压力损失造成泥砂无法冲出。
冲水施工
      将第一节预制方桩压入土中至桩机夹具最后一个行程时，将第二节预制方桩吊起喂入夹具中，用第二节桩将第一节桩送至离地500～800mm（便于焊接）的位置，调整桩身垂直度，直至符合要求后进行焊接。
      焊接完成并冷却10min以上时，压第二节桩。将第二节桩压入土中至桩机夹具最后一个行程时，用送桩器将第二节桩送至离地500～800mm（便于焊接和接管）的位置，提出送桩器。将第一节冲水（气）管吊入预制桩空腔中，然后将第二节冲水（气）管吊入并与第一节冲水（气）管连接。将第三节桩连同冲水（气）管吊起喂入夹具中（冲水（气）管预先放入桩的预留孔中），在距第二节桩约500mm时，用吊车及夹具稳住第三节桩，连接第二、三节冲水（气）管。
      冲水（气）管连接完成后，将第三节桩放下，调整垂直度直至符合要求后与第二节桩进行焊接。焊接完成冷却10min以上，开始压桩。当压桩力达到4500KN时开始冲水。
      4.5.4在准备冲水时先开启V-6/7-1型二级水冷式空气压缩机，其容积流量为6m3/min，转速为980r/min，排气压力为0.7Mpa，当有一定的气压时再开启125TSWA×7型多级离心清水泵，其扬为程151.2m，流量为90m3/h，允许真空高度为6.8m，使高压的空气和高压的水经过冲气管和冲水管到达在桩尖设置的冲射管处。冲水时压桩力控制在4000KN左右。冲水过程中用吊车吊住冲水（气）管并不断小幅上下运动，以防止卡管。
当压桩力小于3000KN时，表明桩端已穿过砂层，停止冲水。也可根据冲水过程中桩头返浆颜色来判断桩端所处土层。
      第三节桩压至夹具的最后一个行程时，停止压桩并将冲水（气）管分节拆除。
      送桩至设计持力层，达到终压条件，压桩结束。
      工程效果
      2002年8月18日，所有冲水桩全部施工完毕，除几根桩卡管外，其余均顺利穿透砂层。
      4.6.1 静载试验：由福建省工程质量监督检测中心站进行静载试验，16#~18#楼共检测4根桩，单桩竖向极限承载力均不小于6100KN，最大荷载作用下桩顶沉降均小于40mm，且无明显沉降增大现象，试桩均未达到极限承载状态。
      4.6.2 动测试验：由福建省工程质量监督检测中心站进行动测试验，共检测72根桩，其中I类桩66根，占92%，II类桩6根，占8%,无III类、IV类桩。

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五、深基础设计与施工100问

坑（槽）壁支护工程施工基础要点

　　施工基础要点
（1）一般坑壁支护都应进行设计计算，并绘制施工详图，比较浅的基坑（槽），若确有成熟可靠的经验，可根据经验绘制简明的施工图。在运用已有经验时，一定要考虑土的类别、深度、干湿程度、槽边荷载以及支撑材料和做法是否与经验做法相同或近似，不能生搬硬套已有的经验。
（2）选用坑壁支撑的木材，要选坚实的、无枯节的、无穿心裂折的松木或杉木，不宜用杂木。木支撑要随挖随撑，并严密顶紧牢固，不能整个挖好后最后一次支撑。
挡土板或板桩与坑壁间填土应分层回填夯实，使之密实以提高回填土的坑剪强度。
（3）挡土桩顶埋深的拉锚，应用挖沟方式埋设，沟宽尽可能小，不能采取全部开挖回填方式，扰动土体固结状态。拉锚安装后应按设计要求预拉应力进行拉紧。
（4）锚杆的锚固段应埋在稳定性好的土层中或岩层中，并用水泥砂浆灌注密实。锚固须经计算或试验确定，不得锚固在松软土层中。
（5）施工中应经常检查支撑和观测邻近建筑物稳定与变形情况。如发现支撑有松动、变形、位移等现象，应及时采取加固措施。
（6）支撑的拆除应按回填顺序依次进行，多层支撑应自下而上逐层拆除，拆除一层，经回填夯实后，再拆一层。拆除支撑应注意防止附近建筑物或构筑物产生下沉或裂缝，必要时采取加固措施。
（7）护坡施工的安全技术：
1）打桩前，对邻近施工范围内的已有建筑物、驳岸、地下管线等，必须认真检查，针对具体情况采取有效加固或隔震措施，对危险而又无法加固的建筑征得有关方面同意可以拆除，以确保施工安全和邻近建筑物及人身的安全。机器进场，要注意危桥、陡坡、陷地和防上碰撞电杆、房屋等。打桩场地必须平整夯实，必要时宜铺设道碴，经压路机碾压密实，场地四周应挖排水沟以利排水。在打桩过程中，遇有地坪隆起或下陷时，应随时对机器及路轨调平或整平。
2）钻孔灌注桩施工，成孔钻机操作时，应注意钻机固定平整，防止钻架突然倾倒或钻具突然下落而造成事故。已钻成的孔尚未灌混凝土前，必须用盖板封严。

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