灰土擠密樁是利用錘擊將鋼管打入土中側(cè)向擠密成孔，將管拔出后，在樁孔中分層回填2：8或3：7灰土夯實而成，與樁間土共同組成復(fù)合地基以承受上部荷載。

         1．特點及適用范圍

          灰土擠密樁與其他地基處理方法比較，有以下特點：灰土擠密樁成樁時為橫向擠密，可同樣達到所要求加密處理后的更大干密度指標，可消除地基土的濕陷性，提高承載力，降低壓縮性；與換土墊層相比，不需大量開挖回填，可節(jié)省土方開挖和回填土方工程量，工期可縮短50%以上；處理深度較大，可達12~15m；可就地取材，應(yīng)用廉價材料，降低工程造價2/3；機具簡單，施工方便，工效高。適于加固地下水位以上、天然含水量12%~25%、厚度5~15m的新填土、雜填土、濕陷性黃土以及含水率較大的軟弱地基。當?shù)鼗梁看笥?3%及其飽和度大于0.65時，打管成孔質(zhì)量不好，且易對鄰近已回填的樁體造成破壞，拔管后容易縮頸，遇此情況不宜采用灰土擠密樁。

        灰土強度較高，樁身強度大于周圍地基土，可以分擔(dān)較大部分荷載，使樁間土承受的應(yīng)力減小，而到深度2~4m以下則與土樁地基相似。一般情況下，如為了消除地基濕陷性或提高地基的承載力或水穩(wěn)性，降低壓縮性，宜選用灰土樁。

         2．樁的構(gòu)造和布置

         （1）樁孔直徑

          根據(jù)工程量、擠密效果、施工設(shè)備、成孔方法及經(jīng)濟等情況而定，一般選用300~600mm。

         （2）樁長

          根據(jù)土質(zhì)情況、樁處理地基的深度、工程要求和成孔設(shè)備等因素確定，一般為5~15m。

        （3）樁距和排距

          樁孔一般按等邊三角形布置，其間距和排距由設(shè)計確定。

          （4）處理寬度

           處理地基的寬度一般大于基礎(chǔ)的寬度，由設(shè)計確定。

         （5）地基的承載力和壓縮模量

           灰土擠密樁處理地基的承載力標準值，應(yīng)由設(shè)計通過原位測試或結(jié)合當?shù)亟?jīng)驗確定。

           灰土擠密樁地基的壓縮模量應(yīng)通過試驗或結(jié)合本地經(jīng)驗確定。

          3．機具設(shè)備及材料要求

           （1）成孔設(shè)備

           一般采用0.6t或1.2t柴油打樁機或自制錘擊式打樁機，亦可采用沖擊鉆機或洛陽鏟成孔。

          （2）夯實機具

          常用夯實機具有偏心輪夾桿式夯實機和卷揚機提升式夯實機兩種，后者工程中應(yīng)用較多。夯錘用鑄鋼制成，重量一般選用100~300kg，其豎向投影面積的靜壓力不小于20kPa。夯錘更大部分的直徑應(yīng)較樁孔直徑小100~150mm，以便填料順利通過夯錘4周。夯錘形狀下端應(yīng)為拋物線形錐體或尖錐形錐體，上段成弧形。

          （3）樁孔內(nèi)的填料

          樁孔內(nèi)的填料應(yīng)根據(jù)工程要求或處理地基的目的確定。土料、石灰質(zhì)量要求和工藝要求、含水量控制等同灰土墊層。夯實質(zhì)量應(yīng)用壓實系數(shù)λc控制，λc應(yīng)不小于0.97。

          4．施工工藝方法要點

         （1）施工前應(yīng)在現(xiàn)場進行成孔、夯填工藝和擠密效果試驗，以確定分層填料厚度、夯擊次數(shù)和夯實后干密度等要求。

         （2）樁施工一般采取先將基坑挖好，預(yù)留20~30cm土層，然后在坑內(nèi)施工灰土樁。樁的成孔方法可根據(jù)現(xiàn)場機具條件選用沉管（振動、錘擊）法、爆擴法、沖擊法或洛陽鏟成孔法等。沉管法是用打樁機將與樁孔同直徑的鋼管打入土中，使土向孔的周圍擠密，然后緩慢拔管成孔。樁管頂設(shè)樁帽，下端作成錐形約成60°角，樁尖可以上下活動（圖7-13），以利空氣流動，可減少拔管時的阻力，避免坍孔。成孔后應(yīng)及時拔出樁管，不應(yīng)在土中擱置時間過長。成孔施工時，地基土宜接近更優(yōu)含水量，當含水量低于12%時，宜加水增濕至更優(yōu)含水量。本法簡單易行，孔壁光滑平整，擠密效果好，應(yīng)用最廣。但處理深度受樁架限制，一般不超過8m。爆擴法系用鋼釬打人土中形成直徑25~40mm孔或用洛陽鏟打成直徑60~80mm孔，然后在孔中裝人條形炸藥卷和2~3個雷管，爆擴成直徑20~45cm。本法工藝簡單，但孔徑不易控制。沖擊法是使用沖擊鉆鉆孔，將0.6~3.2t重錐形錘頭提升0.5~2.0m高后落下，反復(fù)沖擊成孔，用泥漿護壁，直徑可達50~60cm，深度可達15m以上，適于處理濕陷性較大的土層。

          1-機架；2-鑄鋼夯錘，重45kg；3-1t卷揚機；4-樁孔

         （5）若孔底出現(xiàn)飽和軟弱土層時，可加大成孔間距，以防由于振動而造成已打好的樁孔內(nèi)擠塞；當孔底有地下水流入時，可采用井點降水后再回填填料或向樁孔內(nèi)填入一定數(shù)量的干磚渣和石灰，經(jīng)夯實后再分層填入填料。

         5．質(zhì)量控制

        （1）施工前應(yīng)對土及灰土的質(zhì)量、樁孔放樣位置等進行檢查。

         （2）施工中應(yīng)對樁孔直徑、樁孔深度、夯擊次數(shù)、填料的含水量等進行檢查。

         （3）施工結(jié)束后應(yīng)對成樁的質(zhì)量及地基承載力進行檢驗。

          （4）灰土擠密樁地基質(zhì)量檢驗標準如表7-10所示。

        砂石樁地基

        砂樁和砂石樁統(tǒng)稱砂石樁，是指用振動、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后，再將砂或砂卵石（或礫石、碎石）擠壓入土孔中，形成大直徑的砂或砂卵石（碎石）所構(gòu)成的密實樁體，它是處理軟弱地基的一種常用的方法。

         這種方法經(jīng)濟、簡單且有效。對于松砂地基，可通過擠壓、振動等作用，使地基達到密實，從而增加地基承載力，降低孔隙比，減少建筑物沉降，提高砂基抵抗震動液化的能力；用于處理軟粘土地基，可起到置換和排水砂井的作用，加速土的固結(jié)，形成置換樁與固結(jié)后軟粘土的復(fù)合地基，顯著地提高地基抗剪強度；而且，這種樁施工機具常規(guī)，操作工藝簡單，可節(jié)省水泥、鋼材，就地使用廉價地方材料，速度快，工程成本低，故應(yīng)用較為廣泛。適用于擠密松散砂土、素填土和雜填土等地基，對建在飽和粘性土地基上主要不以變形控制的工程，也可采用砂石樁作置換處理。

          1．一般構(gòu)造要求與布置

          （1）樁的直徑

          根據(jù)土質(zhì)類別、成孔機具設(shè)備條件和工程情況等而定，一般為30cm，更大50~80cm，對飽和粘性土地基宜選用較大的直徑。

         （2）樁的長度

        當?shù)鼗械乃缮⑼翆雍穸炔淮髸r，可穿透整個松散土層；當厚度較大時，應(yīng)根據(jù)建筑物地基的允許變形值和不小于最危險滑動面的深度來確定；對于液化砂層，樁長應(yīng)穿透可液化層。

        （3）樁的布置和樁距

        樁的平面布置宜采用等邊三角形或正方形。樁距應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定，但不宜大于砂石樁直徑的4倍。

        （4）處理寬度

        擠密地基的寬度應(yīng)超出基礎(chǔ)的寬度，每邊放寬不應(yīng)少于1~3排；砂石樁用于防止砂層液化時，每邊放寬不宜小于處理深度的1/2，并且不應(yīng)小于5m。當可液化層上覆蓋有厚度大于3m的非液化層時，每邊放寬不宜小于液化層厚度的1/2，并且不應(yīng)小于3m。

         （5）墊層

          在砂石樁頂面應(yīng)鋪設(shè)30~50cm厚的砂或砂礫石（碎石）墊層，滿布于基底并予以壓實，以起擴散應(yīng)力和排水作用。

        （6）地基的承載力和變形模量

         砂石樁處理的復(fù)合地基承載力和變形模量可按現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗確定，也可用單樁和樁間土的載荷試驗按“7-1-4-1振沖地基”相同的方法計算確定。

         2．機具設(shè)備及材料要求

         （1）振動沉管打樁機或錘擊沉管打樁機，其型號及技術(shù)性能參見7-2-3-2節(jié)。配套機具有樁管、吊斗、1t機動翻斗車等。

        （2）樁填料用天然級配的中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫、卵石或碎石等，含泥量不大于5%，并且不宜含有大于50mm的顆粒。

         3．施工工藝方法要點

         （1）打砂石樁地基表面會產(chǎn)生松動或隆起，砂石樁施工標高要比基礎(chǔ)底面高1~2m，以便在開挖基坑時消除表層松土；如基坑底仍不夠密實，可輔以人工夯實或機械碾壓。

          （2）砂石樁的施工順序，應(yīng)從外圍或兩側(cè)向中間進行，如砂石樁間距較大，亦可逐排進行，以擠密為主的砂石樁同一排應(yīng)間隔進行。

          （3）砂石樁成樁工藝有振動成樁法和錘擊成樁法兩種。振動法系采用振動沉樁機將帶活瓣樁尖的砂石樁同直徑的鋼管沉下，往樁管內(nèi)灌砂石后，邊振動邊緩慢拔出樁管；或在振動拔管的過程中，每拔0.5m高停拔振動20~30s；或?qū)豆軌合氯缓笤侔?，以便將落入樁孔?nèi)的砂石壓實，并可使樁徑擴大。振動力以30~70kN為宜，不應(yīng)太大，以防過分擾動土體。拔管速度應(yīng)控制在1.0~1.5m/min范圍內(nèi)，打直徑500~700mm砂石樁通常采用大噸位KM2-1200A型振動打樁機（圖7-15）施工，因振動是垂直方向的，所以樁徑擴大有限。本法機械化、自動化水平和生產(chǎn)效率較高（150~200m/d），適用于松散砂土和軟粘土。錘擊法是將帶有活瓣樁靴或混凝土樁尖的樁管，用錘擊沉樁機打入土中，往樁管內(nèi)灌砂后緩慢拔出，或在拔出過程中低錘擊管，或?qū)豆軌合略侔?，砂石從樁管?nèi)排入樁孔成樁并使密實。由于樁管對土的沖擊力作用，使樁周圍土得到擠密，并使樁徑向外擴展。但拔管不能過快，以免形成中斷、縮頸而造成事故。對特別軟弱的土層，亦可采取二次打入樁管灌砂石工藝，形成擴大砂石樁。如缺乏錘擊沉管機，亦可采用蒸汽錘、落錘或柴油打樁機沉樁管，另配一臺起重機拔管。本法適用于軟弱粘性土。

        1-樁機導(dǎo)架；2-減震器；3-振動錘；4-樁管；5-活瓣樁尖；

       6-裝砂石下料斗；7-機座；8-活門開啟限位裝里；9-鎖軸

      （4）施工前應(yīng)進行成樁擠密試驗，樁數(shù)宜為7~9根。振動法應(yīng)根據(jù)沉管和擠密情況，以確定填砂石量、提升高度和速度、擠壓次數(shù)和時間、電機工作電流等，作為控制質(zhì)量的標準，以保證擠密均勻和樁身的連續(xù)性。

        （5）灌砂石時含水量應(yīng)加控制，對飽和土層，砂石可采用飽和狀態(tài)，對非飽和土或雜填土，或能形成直立的樁孔壁的土層，含水量可采用7%~9%。

       （6）砂石樁應(yīng)控制填砂石量。砂石樁孔內(nèi)的填砂石量可按下式計算：

       （7-8）

      式中  S——填砂石量（以重量計）；

       Ap——砂石樁的截面積；

      l——樁長；

       ds——砂石料的相對密度；

       e——地基擠密后要求達到的孔隙比；

      w——砂石料的含水量（%）。

       砂樁的灌砂量通常按樁孔的體積和砂在中密狀態(tài)時的干密度計算（一般取2倍樁管入土體積）。砂石樁實際灌砂石量（不包括水重），不得少于設(shè)計值的95%。如發(fā)現(xiàn)砂石量不夠或砂石樁中斷等情況，可在原位進行復(fù)打灌砂石。

         4．質(zhì)量控制

        （1）施工前應(yīng)檢查砂、砂石料的含泥量及有機質(zhì)含量、樣樁的位置等。

       （2）施工中檢查每根砂樁、砂石樁的樁位、灌砂、砂石量、標高、垂直度等。

        （3）施工結(jié)束后檢查被加固地基的強度（擠密效果）和承載力。樁身及樁與樁之間土的擠密質(zhì)量、可用標準貫入、靜力觸探或動力觸探等方法檢測，以不小于設(shè)計要求的數(shù)值為合格。樁間土質(zhì)量的檢測位置應(yīng)在等邊三角形或正方形的中心。

        （4）施工后應(yīng)間隔一定時間方可進行質(zhì)量檢驗。對飽和粘性土應(yīng)待超孔隙水壓基本消散后進行，間隔時間宜為1~2周；對其他土可在施工后2~3d進行。

         （5）砂樁、砂石樁地基的質(zhì)量檢驗標準如表7-11所示。

        水泥粉煤灰碎石樁地基

       水泥粉煤灰碎石樁（Cement Fly-ash Gravel Pile），簡稱CFG樁，是近年發(fā)展起來的處理軟弱地基的一種新方法。它是在碎石樁的基礎(chǔ)上摻入適量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合后制成具有一定強度的樁體。其骨料仍為碎石，用摻入石屑來改善顆粒級配；摻入粉煤灰來改善混合料的和易性，并利用其活性減少水泥用量；摻入少量水泥使具一定粘結(jié)強度。它不同于碎石樁，碎石樁是由松散的碎石組成，在荷載作用下將會產(chǎn)生鼓脹變形，當樁周土為強度較低的軟粘土?xí)r，樁體易產(chǎn)生鼓脹破壞；并且碎石樁僅在上部約3倍樁徑長度的范圍內(nèi)傳遞荷載，超過此長度，增加樁長，承載力提高不顯著，故此碎石樁加固粘性土地基，承載力提高幅度不大（約20%~60%）。而CFG樁是一種低強度混凝土樁，可充分利用樁間土的承載力，共同作用，并可傳遞荷載到深層地基中去，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果。

       1．特點及適用范圍

        CFG樁的特點是：改變樁長、樁徑、樁距等設(shè)計參數(shù)，可使承載力在較大范圍內(nèi)調(diào)整；有較高的承載力，承載力提高幅度在250%~300%，對軟土地基承載力提高更大；沉降量小，變形穩(wěn)定快，如將CFG樁落在較硬的土層上，可較嚴格地控制地基沉降量（在10mm以內(nèi)）；工藝性好，由于大量采用粉煤灰，樁體材料具有良好的流動性與和易性，灌筑方便，易于控制施工質(zhì)量；可節(jié)約大量水泥、鋼材，利用工業(yè)廢料，消耗大量粉煤灰，降低工程費用，與預(yù)制鋼筋混凝土樁加固相比，可節(jié)省投資30%~40%。

         CFG樁適于多層和高層建筑地基，如砂土、粉土、松散填土、粉質(zhì)粘土、粘土、淤泥質(zhì)粘土等的處理。

         2．構(gòu)造要求

        （1）樁徑

        根據(jù)振動沉樁機的管徑大小而定，一般為350~400mm。

         （2）樁距根據(jù)土質(zhì)、布樁形式、場地情況，可按表7-12選用。

      （3）樁長

       根據(jù)需擠密加固深度而定，一般為6~12m。

        3．機具設(shè)備

        CFG樁成孔、灌筑一般采用振動式沉管打樁機架，配DZJ90型變矩式振動錘，主要技術(shù)參數(shù)為：電動機功率：90kW；激振力：0~747kN；質(zhì)量：6700kg。也可根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況和設(shè)計要求的樁長、樁徑，選用其他類型的振動錘。亦可采用履帶式起重機、走管式或軌道式打樁機，配有挺桿、樁管。樁音外徑分φ325mm和φ377mm兩種。此外配備混凝土攪拌機及電動氣焊設(shè)備及手推車、吊斗等機具。

        4．材料要求及配合比

        （1）碎石

        粒徑20~50mm，松散密度1.39t/m3，雜質(zhì)含量小于5%。

         （2）石屑

          粒徑2.5~10mm,松散密度1.47t/m3，雜質(zhì)含量小于5%。

        （3）粉煤灰

          用III級粉煤灰。

        （4）水泥

        用強度等級32.5普通硅酸鹽水泥，新鮮無結(jié)塊。

         （5）混合料配合比

         根據(jù)擬加固場地的土質(zhì)情況及加固后要求達到的承載力而定。水泥、粉煤灰、碎石混合料的配合比相當于抗壓強度為C1.2~C7的低強度等級混凝土，密度大于2.0t/m3。摻加更佳石屑率（石屑量與碎石和石屑總重量之比）約為25%左右情況下，當w/c（水與水泥用量之比）為1.01~1.47，F(xiàn)/c（粉煤灰與水泥重量之比）為1.02~1.65，混凝土抗壓強度約為8.8~1.42MPa。

         5．施工工藝方法要點

        （1）CFG樁施工工藝如圖7-16所示。

        （a）打入樁管；（b）、（c）灌水泥、粉煤灰、碎石振動拔管；（d）成樁

         1-樁管；2-水泥、粉煤灰、碎石樁

        （2）樁施工程序為：樁機就位→沉管至設(shè)計深度→停振下料→振動搗實后拔管→留振10s→振動拔管、復(fù)打。應(yīng)考慮隔排隔樁跳打，新打樁與已打樁間隔時間不應(yīng)少于7d。

        （3）樁機就位須平整、穩(wěn)固，沉管與地面保持垂直，垂直度偏差不大于1.5%；如帶預(yù)制混凝土樁尖，需埋入地面以下300mm。

         （4）在沉管過程中用料斗在空中向樁管內(nèi)投料，待沉管至設(shè)計標高后須盡快投料，直至混合料與鋼管上部投料口齊平。如上料量不夠，可在拔管過程中繼續(xù)投料，以保證成樁標高、密實度要求?；旌狭蠎?yīng)按設(shè)計配合比配制，投入攪拌機加水拌合，攪拌時間不少于2min，加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度為30~50mm；成樁后樁頂浮漿厚度一般不超過200mm。

        （5）當混合料加至鋼管投料口齊平后，沉管在原地留振10s左右，即可邊振動邊拔管，拔管速度控制在1.2~1.5m/min左右，每提升1.5~2.0m，留振20s。樁管拔出地面確認成樁符合設(shè)計要求后，用粒狀材料或粘土封頂。

        （6）樁體經(jīng)7d達到一定強度后，始可進行基槽開挖；如樁頂離地面在1.5m以內(nèi)，宜用人工開挖；如大于1.5m，下部700mm亦宜用人工開挖，以避免損壞樁頭部分。為使樁與樁間土更好地共同工作，在基礎(chǔ)下宜鋪一層150~300mm厚的碎石或灰土墊層。

         6．質(zhì)量控制

        （1）施工前應(yīng)對水泥、粉煤灰、砂及碎石等原材料進行檢驗。

        （2）施工中應(yīng)檢查樁身混合料的配合比、坍落度、提拔桿速度（或提套管速度）、成孔深度、混合料灌人量等。

        （3）施工結(jié)束后應(yīng)對樁頂標高、樁位、樁體強度及完整性、復(fù)合地基承載力以及褥墊層的質(zhì)量進行檢查。

         （4）水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的質(zhì)量檢驗標準見表7-13。

        夯實水泥土復(fù)合地基

        夯實水泥土復(fù)合地基系用洛陽鏟或螺旋鉆機成孔，在孔中分層填入水泥、土混合料經(jīng)夯實成樁，與樁間土共同組成復(fù)合地基。

         1．特點及適用范圍

        夯實水泥土復(fù)合地基，具有提高地基承載力（50%~），降低壓縮性；材料易于解決；施工機具設(shè)備、工藝簡單，施工方便，工效高，地基處理費用低等優(yōu)點。適于加固地下水位以上，天然含水量12%~23%、厚度10m以內(nèi)的新填土、雜填土、濕陷性黃土以及含水率較大的軟弱土地基。

         2．樁的構(gòu)造與布置

        樁孔直徑根據(jù)設(shè)計要求、成孔方法及技術(shù)經(jīng)濟效果等情況而定，一般選用300~500mm；樁長根據(jù)土質(zhì)情況、處理地基的深度和成孔工具設(shè)備等因素確定，一般為3~10m，樁端進入持力層應(yīng)不小于1~2倍樁徑。樁多采用條基（單排或雙排）、或滿堂布置；樁體間距0.75~1.0m，排距0.65~1.0m；在樁頂鋪設(shè)150~200mm厚3：7灰土褥墊層。

        3．機具設(shè)備及材料要求

        成孔機具采用洛陽鏟或螺旋鉆機；夯實機具用偏心輪夾桿式夯實機。采用樁徑330mm時，夯錘重量不小于60kg，錘徑不大于270mm，落距不小于700mm。

        水泥用強度等級32.5的普通硅酸鹽水泥，要求新鮮無結(jié)塊；土料應(yīng)用不含垃圾雜物，有機質(zhì)含量不大于8%的基坑挖出的粘性土，破碎并過20mm孔篩。水泥土拌合料配合比為1：7（體積比）。

        4．施工工藝方法要點

       （1）施工前應(yīng)在現(xiàn)場進行成孔，夯填工藝和擠密效果試驗，以確定分層填料厚度、夯擊次數(shù)和夯實后樁體干密度要求。

       （2）夯實水泥土樁的工藝流程為：場地平整→測量放線→基坑開挖→布置樁位→批樁梅花形成孔→水泥、土料拌合→填料并夯實→剩余樁成孔→水泥、土料拌合→填料并夯實→養(yǎng)護→檢測→鋪設(shè)灰土褥墊層。

       （3）按設(shè)計順序定位放線，嚴格布置樁孔，并記錄布樁的根數(shù)，以防止遺漏。

        （4）采用人工洛陽鏟或螺旋鉆機成孔時，按梅花形布置進行并及時成樁，以避免大面積成孔后，再成樁。由于夯機自重和夯錘的沖擊，地表水灌入孔內(nèi)而造成塌孔。

         （5）回填拌合料配合比應(yīng)用量斗計量準確，拌合均勻；含水量控制應(yīng)以手握成團，落地散開為宜。

       （6）向孔內(nèi)填料前，先夯實孔底，采用二夯一填的連續(xù)成樁工藝。每根樁要求一氣呵成，不得中斷，防止出現(xiàn)松填或漏填現(xiàn)象。樁身密實度要求成樁1h后，擊數(shù)不小于30擊，用輕便觸探檢查“檢定擊數(shù)”。

         （7）其他施工工藝要點及注意事項同灰土樁地基有關(guān)部分。

         5．質(zhì)量控制

         （1）水泥及夯實用土料的質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求。

         （2）施工中應(yīng)檢查孔位、孔深、水泥和土的配比、混合料含水量等。

          （3）施工結(jié)束后，應(yīng)對樁體質(zhì)量及復(fù)合地基承載力做試驗，褥墊層應(yīng)檢查其夯填度。

          （4）夯實水泥土樁的質(zhì)量標準應(yīng)符合表7-14的要求。