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挤密桩法处理地基技术规程.pdf

3.2.1挤密桩的中心间距(简称桩距),应根据桩间土得到有效挤密的原则计算确定,桩距设计可 依据成孔挤密的方法和桩孔的排列方式分别按下列公式进行计算。 当采用挤密成孔时:

当采用预钻桩孔重锤扩挤密成桩时:

Pdma 桩间土的最大干密度(g/cm3)DB34T 1572-2011 绿色食品 马铃薯、南瓜、萝卜三熟制栽培技术规程,通过室内轻型击实试验确定: n。一桩间土挤密后的平均挤密系数,对土桩挤密地基及甲、乙类建筑的 灰土桩、水泥土桩及二灰桩等挤密地基不应小于0.93,对丙类建筑的 灰土(水泥土及二灰等)桩挤密地基不应小于0.90: 扩径系数,即夯扩后成桩直径d与预钻桩孔直径do之比,k=d/do.k值

宜≥/1+P./pd。

表3.1灰土桩与素土桩挤密地基桩土应力比 (6./6.)及柱体分担荷载百分率(Q./Q%)

这是不合理的。故规程规定宜取基础下主要受力层范围内按各土层厚度加权计算的平均干密 度值。为了使上下土层挤密系数趋于均匀,对上下土层变化较大的场地,可采取变径桩孔(如 在桩管中段加箍或粗细桩管分段挤土成孔),其设备和工艺无明显变动,施工也并不困难

注:1、Pd为各土层天然状态下的于密度平均值; 2、场地土的最大干密度pdax=1.71g/cm。

式与规程中(3.2.1一1)式根号中的分子相等良

进行了限制,现场施工过程控制是该方法应用成功与失败的关键。 3.2.3每根单桩分担的地基处理的面积Ae、与A。相当的等效圆直径de、桩的面积置换率m以及 总桩数N可分别按下列公式进行计算:

A。=n(αd)";或A。=A d。=1.129/nαc m=0.785/n2 N=[A]/Ae 式中:α一桩距系数,α=s/d; h一桩的排距(m); 一桩的间距(m); n一排距系数,n=h/s; [A]一拟处理地基的总计面积(m²)。

A=n(αd)²;或 A=hs d。=1.129Vnαd m=0.785/na? N=[A]/A.

3.3.1挤密桩处理地基的平面面积,应大于建筑物基础的平面面积。如图3.3.1 所示,图中b为基础宽度,z为处理土层的厚度,d为桩体直径,h为桩的排距, 平面处理范围每边超出基础边缘的宽度b,应符合下列规定。 1非自重湿陷性黄土地基可采用整片或局部处理地基,自重湿陷性黄土地基 应采用整片处理; 2对非自重湿陷性黄土场地采用局部处理时:平面处理范围应大于建筑物基 础底面,b,应≥b/4,同时bs应≥0.5m。 3采用整片处理时,平面处理范围应大于建筑物外墙基础底面。超出建筑物 外墙基础外缘的宽度(外放宽度),bs宜≥z/2,同时bs不应小于2.0m。确有困难 时,按处理土层厚度的1/2计算的外放宽度,非自重湿陷性黄土地基大于4m时, 可采用4m;自重湿陷性黄土地基,大于5m时可采用5m,大厚度湿陷性黄土地 基大于6m时可采用6m,但应在原防水措施基础上提高等级或采取加强措施。 3.3.2挤密桩处理地基的厚度(含桩顶垫层厚),应根据建筑场地的土质、工程要求和施工设备条 件等因素综合确定。对湿陷性黄土地基,当以消除地基土的湿陷性为主要处理目的时,应符合现 行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》的有关规定(见附录A)); 当以提高地基土的承载力为主要处理目的时,应处理基础底面下经修正后的 天然地基承载力特征值fak小于附加压力p.和上覆土的饱和自重压力Pc之和的所 有土层;当以降低地基土的压缩变形为主要处理目的时,可按计算总变形控制地

图3.3.1处理范围示意图

3.4.1挤密桩复合地基承载力特征值,应通过现场单桩或多桩复合地基载荷试验确定。载荷试 验应按现行有关规范的规定进行,试验应选在现场有代表性的地点,依据设计的桩型、桩距等参 数,每点的成桩数不应少于7根,单项工程的试验数量不应少于3点。如试验还包括桩体承载力、 挤密效果等内容或在I级~IV级湿陷性黄土地基上试验则每点桩数应适当增加。 3.4.2当确无条件进行现场载荷试验时,挤密桩复合地基的承载力特征值,可按当地工程经验 确定,也可按经验公式3.4.2进行估算,但未经试验确定的灰土等挤密桩复合地基的承载力特征 值,不宜大于处理前天然地基的2.0倍,并不宜大于250kPa;素土挤密桩复合地基的承载力特征 值,不宜大于处理前天然地基的1.4倍,并不宜大于180kPa

中:Jspk一挤密桩复合地基承载力特征值(kPa); fpk一桩体承载力特征值,对土桩取值不宜大于250kPa,对灰土桩等机 体取值不宜大于500kPa; fsk一桩间土承载力特征值,宜取原天然地基承载力特征值(kPa); m一置换率,按初步确定的桩径d,桩距s及排距h进行计算, m=0.785dP/sh(三角形布桩时)。

4.1.1挤密桩法处理地基施工的主要工序包括施工准备、土中成孔、桩孔夯填、垫层施工等项。 各工序应规范运作,并应重视工序间的搭接与配合。 4.1.2施工质量标准列于本规程5.2.2表中,各工序完成后,应严格按其进行相应的监控与检测 并随时做好施工记录。 4.1.3挤密桩施工顺序:整片处理时,为达到预期的挤密效果,宜从里(或中间)向外,隔排隔桩 分四遍依次进行,大型工程可分段施工;局部处理时,宜从外向里,隔排隔桩,分四遍依次进行。

4.2.1施工前应熟悉下列资料:

1建筑场地的岩土工程勘察报告; 2建筑场地普探资料; 3建筑物基础施工图、桩位布置图及设计要求; 4建筑场地及周边环境的调查资料。包括地上和地下管线、旧基础以及可能 影响到的周边建筑物、设施等相关资料,

4.2.2施工前应编制施工组织设计或施工方案,其主要内容包括:

1根据设计施工图,绘制施工桩位详图,标明桩位编号、桩距及施工顺序, 注明孔径、桩顶标高、桩长、填料及有关质量要求; 2根据工期要求,编制施工进度、机械设备、材料供应及人配备等计划; 3做好现场平面布置,规划好临时水、电线路、材料堆放和施工作业的场地: 4编制质量保证、安全生产、环境保护及应急预案等技术措施。 5复核建设单位(总承包单位)提供的平面坐标控制点及高程控制点,在便于 施工且不受影响的区域设置控制点。

【条文说明】强调原始坐标控制点及高程控制点的准确性,需要在施工前复核。 4.2.3施工前,场地内外施工机械运行的道路,施工用水、用电,以及其它施工临时设施必须 准备到位。土料、石灰或其它填料宜就近堆放,采取适当措施覆盖,并防止日晒雨淋及扬尘污染 等。 4.2.4施工前,应清除地面上下影响施工的管线、既有建筑基础、树根等所有障碍物;对碍于 机械运行、作业的松软地段及浅层洞穴要进行必要的处理,并将场地平整到预定标高。 4.2.5施工前,应复核测量控制基准点,定出基础轴线控制桩和具体的桩位中心点,并报经监 理及建设单位代表复核确认。 应在正式旅施工前讲行

4.2.6施工场地土质及其含水量变化较大或与勘察报告差异较大时,应在正式施工

孔及夯填工艺试验,试验桩孔不得少于三个。如出现较严重的缩径、塌孔、回淤或成孔时贯入度 异常等情况,应及时会同建设、勘察、设计及监理单位共同研究处治措施,或重新考虑其它地基 处理方案。

式中:Q一估算加水量(t): V一拟浸水土的总体积(m3); Pd一浸水前地基土按分层厚度加权的平均干密度(t/m²); Wop一土的最优含水量(%),通过室内击实试验确定; の一处理前地基土按分层厚度加权的平均含水量(%); K一损耗系数,可取1.05~1.15,夏季取高值。 4.2.8施工前,应取有代表性的填料及地基土样,送具有资质的土工试验室做轻型击实试验, 以确定填料及桩间土的最优含水量和最大干密度。 4.2.9施工前,应按计划调运机械设备进场,并进行安装与维护保养,使其处于良好的状态 施工人员应按计划组织进场,认真进行施工前的技术、质量、安全交底,并做好交底记录。 4.3土中成孔 (I)挤士法成孔

1.3.1挤密法根据成孔工艺,可分为挤土成孔挤密桩法和钻孔夯扩挤密桩法。挤土成孔挤密桩法 包括振动沉管、锤击沉管、旋挤沉管、冲击夯扩、爆扩成孔等方法。 【条文说明】4.3.1挤土成孔是指将填料孔位的土体完全挤压到填料孔周围,适用于 地基土含水量略低于最优含水量或塑限的土层,或地基土含水量偏低经增湿后达到最优含水 量或接近最优含水量的土层;挤土成孔属于强制挤密成孔,基本不受人为因素影响,是最直 妾经济的施工方法,根据成孔工艺及机械设备的区别共分为五种方法。 4.3.2沉管法成孔时,沉管机械的技术性能应与桩管直径、长度、重量以及地基土质条件相适应 可参考附录B或地区经验进行选择。冲击成孔设备的技术性能应与孔直径、孔深及场地土质 条件相适应。 【条文说明】挤密桩土中成孔施工工艺的发展过程。在前苏联由阿别列夫(A6e入B)

4.3.5柴油锤锤击沉管

1沉管初始阶段,宜控制桩锤处于低锤轻击状态,待管人主深度超过1m, 能保证桩管垂直,方向稳定后再加大落距,直至桩管沉到设计深度为止。沉管过 程中,应对相关锤击数或振动沉入时间进行观测和记录。每台机组的前三个孔、 建筑物重要部位(如沉降缝、伸缩缝处)及土层有明显变化的地段以及施工出现异 常的,应逐孔记录;其它部位正常情况下,每5个孔做一次记录。异常情况应记 录出现的问题和处理的方法。成孔施工记录表可参考附录C。 2沉管过程中,如出现沉管速度过慢、难以继续沉入或桩管倾斜度不断增大 情况时,可能是土层过干,或是遇到块石、砖砌体等地下障碍物,应立即停机并 拨出桩管,采用浸水、排除等相应措施后再继续施工;如出现桩管贯入度过大的 情况,应检查地下是否存在空洞、墓穴或松软土层,除发现需进行文物发掘保护 的情况外,可拔出桩管,向孔内填入砂、块灰、砖碴或于散黄土,重新在原孔位

亢管,如此反复数次,直至贯人度正常为正;如遇到软弱主层导致桩锤不能自动 爆发而影响正常施工时,可考虑改用小桩锤或加大桩径,后者必须通过设计单位 修改桩距后,方可实施。 3振动沉管时,可采用收紧钢丝绳加压,或增加配重的方法,提高沉管效率 用钢丝绳加压时,应注意随时调整离合器,防止抬起桩架发生事故。 4桩管沉至设计深度后,应立即关闭油门或电源,并及时拔出桩管。若因机 械故障等原因,桩管在土中搁置时间较长,造成拔管困难,此时可采用管周浸水 复打、转动桩管或增加辅助起重机械等方法拔管。 5桩管拔出后,应对孔口做好防护,防止掉入土块、杂物或灌水,还应由专 人检测孔径、深度等是否符合设计要求,如发现缩径、回淤时,应做好记录并及 时处理。 6局部轻微缩径,不影响夯锤及填料顺利下落时,可不加处理,否则应采用 长把铲或洛阳铲加以削扩;如局部地段桩孔缩径、回淤比较严重,可向孔内填入 干土、生石灰块或碎砖碴,间歇一段时间后再在原位重新沉管;如大面积出现较 严重缩径与回淤,可采用钻孔夯扩法或其它方法处理地基,或改变地基处理设计 方案。

4.3.6静压沉管成孔

1静压沉管成孔时,场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍,且 场地应平整; 2静力压桩宜选用液压式和绳索式压桩工艺; 3选择压桩机的参数包括:压桩机型号、桩机质量(不含配重)、最大压桩力: 压桩机的外形尺寸及托运尺寸;压桩机的最小边距及最大压桩力;长、短船型履 靴的接地压强; 4压桩机的配重必须用量具核实,并将其质量标记在该件配重的外露表面: 液压式压桩机的最大压桩力应取压桩机的机架重量和配重之和乘以0.9; 5桩管插入地面下0.5m~1.0m时,应调整桩管的垂直度,成孔过程中过程 严禁浮机。 【条文说明】随着国家严格控制大气污染、注重环境保护政策的出台,柴油锤锤击沉管成孔 被严格限制使用后,在陕西地区挤密桩大范围采用钻孔夯扩挤密桩工艺(俗称DDC工法) 由于该工艺在施工讨程中一受人为因素影响妨大一出现桩体压实系激不够一桩间十平均挤密

【条文说明】随着国家严格控制大气污染、注重环境保护政策的出台,柴油锤锤击沉管成孔 被严格限制使用后,在陕西地区挤密桩大范围采用钻孔夯扩挤密桩工艺(俗称DDC工法): 由于该工艺在施工过程中,受人为因素影响较大,出现桩体压实系数不够、桩间土平均挤密

系数不满足设计要求现象层出不穷,而且出现了大量工程事故。2016年陕西聚源基础工程 有限公司利用已有的静压桩机,成功将该设备应用于挤密桩成孔中,减小了钻孔夯扩工艺中 的人为因素,减小了工程造价,提高了挤密地基的安全度。 静压成孔的压桩设备不仅仅看设备型号,更重要的是对整机重量的要求,规程要求最大 压桩力应取压桩机的机架重量和配重之和乘以0.9,这是对沉管时总重量的最低要求,一是 主要考虑了压桩机及配重具有相当重量,提供的反力能够使桩管穿透含水量低的坚硬黄土与 钙质结核,二是考虑了在桩管摩阻反力作用下,不至于将压桩机顶起而失去平衡,造成施工 人员人身伤害或者施工机械的损害

2钻机行走前,必须保证路面情况良好,禁止在左右两边和前后地基虚实不 的情况下行走,并应与沟渠,基坑保持安全距离。作业现场地的承载力小于钻 机的允许接地比压时,应铺设路基箱或钢板、枕木等。 3遇6级以上大风或者大雨,大雪和大雾等恶劣天气时,应停止作业。当风 力大于7级时,应将钻机迎风停置,放下动力头,并增设防风缆绳,必要时应将 钻机放倒。钻机应有防雷措施,遇雷电大气时人员应远离钻机。 4钻机严禁在倾角超过15度的斜坡上行驶,在斜坡上行驶时,桩架必须在 在垂直状态下并面对斜坡,禁止钻机在斜坡上侧向行驶。 5开钻之前与钻进过程中,要做好检查及运行观察工作。如有问题,应及时 查明原因,妥善处理。认真填写施工记录。 6施工时,应先将桩尖对准孔位,开孔阶段,钻压要轻。在钻孔过程中,当 电流表超过电流限制时,应放慢钻进速度,同时还要根据地层情况和钻进深度 选择合适的钻压,均匀给压。在地质不均匀或岩层交界处钻进时,应减小钻压 减缓钻进速度。 7在钻进过程中,应随时注意机器的运行情况。当钻机出现摇晃、移动、倾 斜或发生有节奏的响动时,要立即停止,查明原因来取措施后,方可继续作业。 8提钻、下钻时,动作要谨慎均匀,轻提轻放,不要过猛,旋挤过程中,应 调整好加压钢丝绳,决不充许钻具在孔内时钢丝绳处于不受负荷状态,以免扩孔 过大或钻偏。 9发生下卡时(钻进受阻)时,可用缓冲击法解除,解除后查明原因,来取措 施后,方可钻进。发生上卡(提钻受阻)时,不准强行提钻具,应先设法使钻具活

动后在慢慢提升。 【条文说明】旋挤法的成孔设备是简易的螺杆桩施工设备,也俗称“环保挤密桩”设备, 该名词最先引用自《湿陷性黄土地区建筑标准》中挤密法一章。该方法的优点在于震动小, 施工时距基坑边不需要太大的距离,仅需0.5m~0.8m,开挖基坑面积大幅缩减,而静压成 孔时,距基坑边距离需要大于4.5m以上,基坑开挖方量过大,肥槽回填量也随之增加。一 般情况下,可以将这两种成孔方法结合使用,既保证桩间土的挤密效果,又减少基坑开挖和 肥槽回填量,能过做到安全经济,

偏措施:若因地下块石,砌体等障碍物所致,深度小于2.0m时,可清除后再行 施工;如深度较大或因地层结构不均匀所致,可用碎石或砖碴回填到偏斜起点位 置以上,并调整冲锤的落点中心,再重新冲击成孔。 9施工记录可参照4.3.4中要求的部位、频次,记录的参数则为锤重、落距 冲击次数、孔深等项。冲成的桩孔要做好必要的防护,防止灌水和落入土块、杂 物

4.3.9取土成孔法可采用螺旋钻、机动洛阳铲、钻斗等多种类型的钻机,其技术性能应与设计 要求的孔径、孔深以及场地土质条件相适应,钻杆上应有明显的深度标志。 4.3.10钻机就位应准确稳固,机体作业基准面应调整水平,钻杆应保持铅直,钻尖应与孔心对 止。施工中,如钻机发生移位或倾斜,应随时进行调整。 4.3.11开始钻进或穿过软硬土层交界处时,宜低速慢进,保持钻杆垂直。 4.3.12在含有砖石块的杂填土或含水量较大的软塑粘土层中钻进时,应尽量减少钻杆晃动,以 免扩大孔径。当出现钻杆跳动、机架显著晃动或钻不进尺等异常情况,应立即停机,如遇到砌体 孤石等地下障碍物,应清除后再钻或改用其它方法成孔(如冲击法)。 4.3.13采用螺旋钻机钻孔到设计深度时,应保持在该深度处空转清土,然后停止回转,提升钻 杆至孔外卸土;采用钻斗钻机钻至设计深度即可停钻,直接上提至孔外卸土。钻好的桩孔要做好 必要的防护,避免灌水或落入土块、杂物。

4.3.14施工记录可参照4.3.4中要求的部位、频次,记录的参数则为成孔时间、孔深等。

【条文说明】钻孔夯扩挤密法是将填料孔位的土体取出,然后分层填入规定的填料,利 用2500kg3000kg重锤,进行夯击,将填料挤压到填料孔周围,形成大于钻孔孔径的桩体。 适用于含水量偏高的土层,或处理深度较大的土层。钻孔扩工艺也是一种成熟工艺,只是 受人为因素影响太多,造成处理效果不尽人意,也出现了大量工程事故,故规程规定在条件 许可时不推荐使用。

1应按设计要求,采用素土、灰土、二灰、水泥土等。 2各种填料的材质及配合比应满足设计要求,且应拌合均匀,随拌随用(灰土, 二灰拌和后堆放时间不应超过24小时;水泥土拌和后堆放时间不应超过水泥的 初凝时间)。 3各种填料的含水量应控制在其最优含水量土3%的范围内。 4填料中采用的土料、水泥与石灰应符合下列要求: (1)土料:宜选用粘性土,土料中的有机质含量不得超过5%,不得含有冻土、

径过小,根本无法夯实整个桩体,造成质量事故。根据工程经验并结合周边省份的工程案例, 特规定本条要求,供设计人员参考。 4.4.3甲、乙类建筑或缺乏经验的地区和施工单位,应根据夯实机的性能,通过有代表性的现 场夯填试验,确定特定锤重条件下,能保证夯实效果的分层填料量、夯锤提升高度、夯击次数等 夯填施工工艺控制参数。 4.4.4桩孔经检测符合设计要求后,应及时组织夯填,尤其是对可能出现缩径、塌孔的桩孔, 应立即组织夯填

4.4.5桩孔夯填应按下列要求进行:

1夯实机就位应准确稳固,夯锤应与桩孔对止,夯机应加摆幅限位器使夯锤 自由下落,避免夯锤溜边泄力; 2开始填料前,孔底应先夯实到发出清脆声音为止; 3必须按试验确定的夯填施工控制参数进行施工。填料应严格按规定的数量 对称均衡地填人桩孔,然后按规定的落距进行夯击,等夯击达到规定的次数后 方可进行下一层填料; 4桩孔夯填终止高度宜高于桩顶设计标高500mm以上,以上的剩余桩孔可 用其它土料轻夯回填至地面; 5桩孔夯填施工中,每一根桩的填料数量、夯填时间均应进行记录,记录表 格可参考附录D。

4.5.1灰土(水泥土)垫层施工前,应将桩顶设计标高以上桩体连同桩间土一并清除,桩顶应 基本水平。如发现该处理标高以下部分桩间土松软,应将其换填夯实,方可进行垫层施工。 4.5.2灰土(水泥土)垫层的用料与配合比必须符合设计及规范要求,且应拌合均匀,随拌随 用(拌后堆放时间不超过24h,水泥土不应超过水泥初凝时间),混合料的含水量应控制在最佳含 水量±3%以内。 4.5.3灰土(水泥土)垫层应根据设计厚度和范围,分层铺填、压实,施工中应控制好虚铺厚

5.1.1施工前或施工初期试桩试验阶段是否进行现场挤密效果的检测,应由 设计单位根据建筑物的重要性、场地条件与工程经验等情况综合确定。 5.1.2施工检验分为施工单位自检部分和第三方质量检测部分。 1施工单位自检部分内容包括施工前准备自检、桩孔成孔质量自检及桩体夯 填质量自检。 2第三方质量检测可分为试桩阶段的质量检测及工程桩验收阶段的质量检 测,检测内容根据设计要求进行,主要包括桩体夯填质量检测、桩间土挤密效果 检测,对挤密后复合地基地基承载力有要求的,尚应进行复合地基承载力检测, 5.1.3评价桩间土湿陷性消除情况应以桩间土的平均挤密系数作为依据。 5.1.4试桩阶段桩间土平均挤密系数每层取样点应按图5.1.1所示,将挤密单 元划分为边长100mm~150mm的方格,每方格中点各取一个土样,方格将数目 不宜少于10个。按上述方法取样试验后计算出各点土样的挤密系数,再计算该 层桩间土挤密系数的平均值。 5.1.4对于钻孔夯扩挤密桩,尚应检测挤密桩全桩长平均成桩直径是否达到 设计要求

图5.1.1挤密试验分层方格取样点示意图

【条文说明】本次修订明确了施工自检和第三方的质量检验内容,并将试桩试验阶段桩 间土平均挤密系数取样方法进行了规定,不能采用简易方法(取两点的方法),只能采用图 5.1.1的取样方式进行检测。由于试桩数量有限,而试桩的意义重大,不仅要为设计人员验 证设计参数的合理性,更重要的是为大面积工程桩施工确定施工参数,如夯锤重量、夯锤直 径、提升高度、夯击次数、每次填料量等,所以平均挤密系数的检测尤为重要,只有采用这

【条文说明】本次修订明确了施工自检和第三方的质量检验内容,并将试桩试验阶段桩 司土平均挤密系数取样方法进行了规定,不能采用简易方法(取两点的方法),只能采用图 5.1.1的取样方式进行检测。由于试桩数量有限,而试桩的意义重大,不仅要为设计人员验 正设计参数的合理性,更重要的是为大面积工程桩施工确定施工参数,如夯锤重量、夯锤直 径、提升高度、夯击次数、每次填料量等,所以平均挤密系数的检测尤为重要,只有采用这

种取样方式,才能如实、准确测定桩间土的平均挤密系数,如实反映桩间土湿陷性消除情况, 为设计人员提供可靠的测试数据,做到安全,而又不过度挤密。 钻孔夯扩挤密桩桩间土的挤密完全取决于夯扩程度,即成桩桩径,成桩直径达不到设计 要求,桩间土得不到有效挤密,桩间平均土挤密系数也很难满足设计及规范要求,湿陷性也 就难以消除,因此本条规定要求采用这种施工工艺时,应检测全桩长的平均桩径。 桩间土挤密质量的检验,无疑是挤密桩法处理地基质量检验的一项主要内容,而如何能 合理简便的检测并正确评价桩间土的挤密效果尤为重要。挤密桩法是对桩周土体的深层原位 横向加密,它的主要特点是:一、当桩径与桩距确定后,在每一挤密单元内强制挤入定量土 体;二、桩周土挤密后,其挤密系数Ⅱ。或于密度β。随距桩边的距离而递减,靠近桩边处Ⅱ ~1.0,两桩中点处n。~0.9;三、在挤密单元内,某一点土的挤密系数不仅与该点距桩边 的距离有关,同时与该点土的天然于密度和含水量有关。由此可见,桩间土挤密效果的不均 匀与变异性是客观存在的,局部桩间土特别在三桩中心点土样挤密效果不佳难以完全避免 只要桩间土的平均挤密系数达到规程要求,桩体施工质量合格,处理地基的湿陷性即可消除 充分了解上述特点,对如何检测和评价桩间土的挤密效果十分必要。另一方面,若施工 的桩径与桩距均未超过允许偏差,则桩间土的挤密质量主要决定于桩距的设计,设计人员在 设计桩距时,不仅应通过计算确定,必要时还应提出事前进行现场挤密试验,及时修正设计 的桩距。故规程对桩间土挤密质量检验,按工前试验与工后检测两种情况分别做出了相关规 定。 根据Vesic园孔扩张理,当极限平衡状态时,半径为r=d/2的柱孔外将产生半径为r, 的塑性区,即挤密影响区,其外围仍为弹性区,土的密度与结构不变,保持其自然状态。塑 性区半径,的表达式为:

式中:C,β一一土体的抗剪强度指标,即土的粘聚力和内摩擦角:

G一一±体剪切模量 G= 2(1+μ); E,μ一一土体的弹性模量和泊松比 q一一地基中土的原始固结压力。 从上式可知,塑性区半径r,与桩孔半径r成正比,同时与土的剪切模量G和抗剪强度 指标C、β等密切相关。如将黄土相关指标的常见值代入上式计算,可得在黄土地基中挤土 成孔时,塑性区即挤密影响区半径r,=1.43d1.90d(d为桩径)。图5.1为陕、甘、普等省 多处黄土地基挤密试验测试的桩周挤密系数Ⅱ。与距桩心相对距离x/d的关系曲线,平均挤 密影响区半径约为1.90d,试验与计算结果基本吻合。从消除湿陷性的工程需要,通常以n 0.90界定桩周土的有效挤密范围,从图5.1看出,其半径r=1.0d1.5d,据此确定了挤

图5.1柱周土挤密系数n.试验结果

分析图5.1中桩周土挤密曲线,从整体着近于双曲线型,但在有效挤密区域内即从桩达 到两桩或三桩中点,则近似于直线变化,另据有限元法分析结果,距桩中心约1.25d范围内, 土体径向应力亦近于直线变化。如设靠近桩边处Ⅱ。=1.00,两桩间中点处Ⅱ。=0.90,则可绘 制出桩间土沿桩边至两桩中点的挤密系数Ⅱ。的变化规律如图5.2所示,并可写出距任一桩 中心xd处的挤密系数n为:

x=1/d 1 为该点至椎心的距离

x=1/d,1为该点至桩心的距离。

图5.2挤密系数nc沿桩边至两桩中心点的变化规律 表5.1三分之一挤密单元内挤密系数平均值计算表

图5.3三分之一挤密单元内挤密系数分区变化图

图5.3为在由三桩构成的挤密单元内,任取情况相同的三分之一区,从桩边a点(0.5d 处),到两桩中点e(0.5αd)处,等分为宽度相等的五个扇形小区①)一5,另加三桩中心 小区,各小区及其交界处的Ⅱ。变化均按线性分布。当对不同桩距系数α的情况,按面积 加权法计算三分之一区的挤密系数平均值"1。,结果均为0.94左右(见表5.1),即在图5.3 中的CC弧线上,土样的挤密系数具有桩间土挤密系数平均值Ⅱ的代表性,C点距桩边 0.6ae,距两柱中点0.4ae。若分别在两点取样计算挤密系数平均值Ⅱc时,则应在图5.3 性规定在距边桩10cm处及两桩中点各取一个土样试验,其所得挤密系数平均值可能偏低,

5.2.1施工前准备自检应在成孔施工前进行,自检内容包括施工控制桩高程 及坐标、施工地面高程、挤密桩桩位坐标、夯锤重量及桩体夯填材料。桩体夯填 材料应提前进行室内击实试验,并控制土源有机质含量、含水量及塑性指数,固 化剂掺入量或配合比及固化剂质量是否满足规范及设计要求。 5.2.2桩孔成孔质量自检应在成孔后及时进行,所有桩孔均需自检并做出记 录,检验合格或处理合格后方可进行夯填施工,桩孔质量检验内容包括: 1桩孔直径、桩孔深度及垂直度; 2桩孔内有无缩颈、土及回於等,是否落入杂物或出现灌水等情况。如出 现上述问题,应进行处理或重新成孔,并应在成孔记录表(附录C)中进行记录

5.2.3桩体夯填质量自检应在施工过程中随机抽检,抽检数量不得少于施工 总桩数的2%,且每日不得少于1根桩。每根桩均应按1.0m分层检验,检验位置 选在距桩中心2/3半径处。自检方法可根据填料类型和经验,选用下列几种方 法之一或配合使用: 1小环刀深层取样检验法:宜在夯填施工过程中自下而上每隔1m深度用长 把小环刀取样试验,也可在夯填成桩后,用落阳铲沿桩长分段挖孔,自上而下每 隔1m深度用长把小环刀取样试验,测定桩体干密度并计算出桩体压实系数2c。 长把小环刀的构造可参考附录E,取样时用穿心锤轻击环套,以保证试样不受挤 压为度。对灰土或水泥土等具有凝结强度的桩体,检验时间不宜超过成桩后48 小时。 2轻型动力触探检验法:本方法为间接检验法。应先通过夯填试验,求得锤 击数N10与桩体夯填压实系数2c的关系曲线及合格的检定锤击数[N10]。施工检验 时,以实测锤击数N10≥[N10]为合格;也可由N10~2c关系曲线,根据实测锤击数 换算得到实际达到的压实系数入c。轻型动力触探检验宜在夯填施工过程中自下而 上每1m进行一次,也可在夯填成桩后用落阳铲沿桩长分段挖孔,自上而下每1m 进行一次。对灰土或水泥土等具有凝结强度的桩体,检验时间不宜超过成桩后 48小时,并宜与夯填试验中进行检验的时间基本相符。 3其他间接检验方法:标准贯入、静力触探、动力触探或其他原位测试方法, 采用非直接的检验方法,均应有可靠的对比试验资料后方可使用。 【条文说明】桩孔夯填质量检验,是挤密桩法施工质量检验的一个重要项目。桩孔夯填 成桩后,已为隐蔽工程,检测难度较大,事后补救也比较困难,故在施工中严格监控夯填质 量十分必要。同时规程对施工单位自检的抽检数量与方法提出了要求,施工自检宜采用小环 刀深层取样法和轻型动力触探法。 5.2.4第三方桩体夯填质量检测应符合下列规定: 1应随机抽样检测桩体桩长范围内平均压实系数2。,每单体工程抽检数量不 应少于桩总数的1%,且不少于9根。 2检测方法应采用人工开挖探并部桩法。检测时可从桩顶设计标高起,沿桩 长每1m在距桩体中心2/3半径处,平行取两个试样,测定干密度并计算出本层 填料的压实系数平均值,最后再计算出全桩长的平均压实系数2

准取样抽检率有所增加(黄土标准抽样数量为总桩数的0.6%),考虑到目前挤密桩施工的成 孔机械已消除人为因素影响,而桩体施工质量仍难以保证,为工程安全考虑,仍维持原规程 的抽检率及最小抽检数量。 5.2.5第三方桩间土挤密效果检测应由相邻桩体构成的挤密单元内开挖探 井(可与桩体夯填质量检测探并合并进行),按每1.0m为一层,进行检测。桩间 土挤密系数分层用Φ40mm小环刀取出原状挤密土样,测试干密度并计算其挤密 系数与全处理厚度挤密系数的平均值;三桩形心处取原状土样,测试土的常规物 理力学指标和湿陷系数,其检测应分别符合下列规定

图5.2.1挤密试验分层方格取样点示意图

1施工后第三方工程桩验收阶段桩间土挤密系数检测时,可在图5.2.1中三 条cc弧线中点,分别取2或3个土样进行试验,并计算出该层桩间土挤密系数 平均值。亦可国标《湿陷性黄土地区建筑标准》(GB50025)要求采用桩孔外桩边 的b点(0.1倍桩间净距处)和两桩间的中点即e点处土样进行试验,并计算出该层 桩间土挤密系数平均值。 各探井全处理厚度桩间土的平均挤密系数可按下式计算:

式中:刀。一全处理厚度桩间土的平均挤密系数; nei一第i层桩间土挤密系数平均值; n一试验及检测的层数,不宜少于6层。 2单项工程同类土层场地试桩试验阶段桩间土挤密质量试验不应少于3组; 施工后工程桩验收阶段的挤密质量检测探并数应不少于总桩数的0.33%,且每项

单体工程不得少于3口。桩间土三桩形心处湿陷试验及预钻孔桩径检测不少于探 并检测数量。 【条文说明】桩间土的挤密程度与距桩边的距离密切相关,在平面上各处桩间土的挤密 系数是不同的,因此检测桩间土平均挤密系数时,取样的位置至关重要,位置的偏差会得 出完全不同的检测结果。本条规定了取样位置及取样最小数量,应该严格执行。 5.2.6挤密桩复合地基承载力检测。当设计对挤密桩复合地基承载力提出具 体要求时,应在成桩后7d~14d(素土桩);14d~28d(灰土桩、水泥土桩等),进行 第三方挤密桩单桩或多桩复合地基载荷试验,以确定复合地基承载力特征值。若 桩间土挤密效果、桩体质量检验不合格时,以及地基受水浸湿可能性大的建筑物 尚应进行现场浸水载荷试验,以判定处理后地基消除湿陷性的实际效果。试验方 法和数量可参照相关国家或行业标准进行。 5.2.7当试验在承载力特征值压力下进行浸水,则以浸水后压板的沉陷量(Sw) 与其直径(d)或宽度(b)之比小于0.015,作为判定处理地基是否消除湿陷的标准。 承载力检验数量不应小于桩数的0.5%,对桩数大于3000根的工程,超出3000 根部分取超出桩数的0.4%,且每单体建筑物不应少于3点。承载力检验宜采用 单桩复合地基静载荷试验或多桩复合地基静载荷试验。对桩距超过2.5m的挤密 地基,采用单桩复合地基静载荷试验或多桩复合地基静载荷试验确有困难时,也 可采用单桩静载荷试验和桩间土平板载荷试验相结合的试验方法; 【条文说明】凡设计文件对承载力有要求的工程,均应进行现场载荷试验检测,并 将试验结果作为工程验收的必备资料。在挤密桩复合地基中,桩的间距较小,一般为2.0d~ 2.5d,单体工程往往桩数较多,且在未浸水条件下,载荷试验压板的沉降量多数都较小,处 理地基的承载力一般不难满足要求。故本规程规定:单体工程载荷试验的数量,在同一场地 条件下,可为总桩数的0.5%,对于桩数大于3000根的工程,可适当减小抽检比例,超出部 分取超出部分总桩数的0.4%,且每项单体工程不应少于3点。载荷试验检测数量抽取比例 和《湿陷性黄土地区建筑标准》相一致,比原规程抽检比例有所提高。 浸水载荷试验可根据实际工程需要和质量检验结果,由设计、建设单位会同施工、检测 等单位研究确定是否进行及需要试验的数量,单体工程同一场地条件下,浸水载荷试验的点 数不宜少于3。 关于载荷试验的时间,本规程规定应在施工成桩后7d~14d(素土桩);14d~28d(灰 土桩、水泥土桩等)进行载荷试验,主要考虑桩体强度的恢复与发展需要一定的时间,水泥 土桩强度增长需要的时间更长,一般不少于28大。如桩间土含水量偏大(为W>20%),承 载力较低时,为充分发挥桩体承载力,载荷试验的时间应适当延后。同时,在这种情况下,

A.0.1关于湿陷性黄土地基处理厚度(Z)的规定

注:1、P一下卧层顶面 刷亲亚照量mm款联 湿陷性土层下限厚度(m):Dy m:L 层层底厚度(m):D一基底至地基自重 陷性土层下限厚度(m):Z一基底下地基处理 6.0m且长高比小于2.5的单层建筑,其他丙类建 筑指的是除轻小型丙类建筑外 柔级或来取结加强借

A.0.2关于湿陷性黄土地基处理外放宽度(b.)的规定

附录B常用成孔挤密机械技术性能 表B.0.1柴油打桩机(锤)的技术性能

注:1用一型号桩锤的适用条件与地质有关,土质较松软时GB/T 2900.64-2013 电工术语 时间继电器,适用的桩径及

表B.0.2常用冲击成孔机性能

附录B.0.3常用回填夯实机技术性能

QJ/TS 0001 S-2013 锦州道隐谷特膳食品有限公司 饮用山泉水注:SHZDH70称为“自动喷淋除尘自动定位记录填土量的全自动夯机”

主:SHZDH70称为“自动喷淋除尘自动定位记录填土量的全

附录C成孔挤密施工记录表

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