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底面下被处理的土层产生侧向变形，处理宽度不应小于0.75b，且不应小于1m。
对于湿陷程度严重（Ⅲ级）和很严重（IV级）的自重湿陷性黄土地基，处理后既需要消除其湿陷性，还需其具有防渗隔水作用，此时宜采用整片处理的方法，处理范围每边超
地基类别 变形模量（kPa） 平均值 土桩 一般值 15000 13000～18000 平均值 灰土桩 出建筑物外墙基础外缘的宽度不宜小于处理土层厚度的
，
一般值 并且不应小于2m，以防止水从处理与未处理土层的接触面渗入地基，提高处理地基的效果。
地基处理的深度应根据建筑物对地基的要求、地基的湿陷类型、湿陷等级、湿陷性黄土层厚度及打桩机械的条件综合考虑决定。处理深度从基础底面起至桩孔下端桩尖处，以使土层剩余湿陷量在容许范围内。采用土桩挤密法处理地基，如果处理深度过小，则不经济。目前，该法施工的桩孔深度可达12m～15m。。
（六）变形计算
32000 29000～36000 土（或灰土）桩挤密法处理地基的变形计算应按国标《建筑地基基础设计规范》（GBJ7－－89） 有关规定执行，其中复合地基的压缩模量应通过试验或结合当地经验确定。 二、土桩和灰土桩的施工 （一）成孔方法
土桩和灰土桩的成孔方法有沉管法、爆扩法及冲击法等。
（四）填料和压实系数
桩孔内投入的填料，应该根据工程的要求或地基处理的目的来确定，并且采用夯实系数控制填料的夯实质量。 当采用素土回填夯实时，夯实系数回填夯实时，3:7。
（五）承载力和变形模量 1．用载荷试验方法确定
对重大工程，应通过载荷试验确定其承载力设计值。如挤密桩的目的是消除地基的湿陷性，还应进行浸水试验，判定消除湿陷性的效果。
载荷试验时，如果p～s曲线上无明显直线段，则土桩挤密地基按s/b=0.01～0.015、灰土桩复合地基按s/b=0.008（b为载荷板宽度）所对应的荷载作为处理地基的承载力设计标准值。
≥0.95；当用灰土
可按地基土的物理力学性质、桩孔深度、机械设备和施工经验等因素选定。
沉管法是用打桩机将带有特制桩尖的钢管打入土层中至设计深度，然后缓慢拔出桩管后成孔。该法简单易行，孔壁光滑平整，挤密效果较易控制，但处理深度受桩架高度限制，
≥0.97，灰与土的体积配合比宜采用2:8或
一般不超过7m～8m。打桩机技术性能（如锤重、激振力等）应与桩管直径、重量、长度及地基土特性等相适应。桩管沉至设计深度后应及时拔出，不要在土中搁置时间过长，否则会引起拔管困难。
爆扩法成孔不需要打桩机械，可用钢钎打入土中形成15mm～30mm的孔，直接填入炸药和1～2个电雷管，或者用洛阳铲和其他工具在土中挖成直径为60mm～80mm的孔，装入炸药卷和电雷管后爆扩成孔。前者适用于含水量较小的土层，而后者适用于含水量较高的土层。爆扩后桩孔直径D约为药眼或药卷直径d0的15倍～18倍，并应该通过现场试验确定。
冲击法是使用冲击钻机将0.6t～3.2t的锥形锤头提升
2．参照工程经验确定
对一般工程而言，可参照当地经验确定挤密地基土的承载力设计值。当无经验时，对土桩挤密地基，承载力不应大于处理前的1.4倍，并不应大于180kPa；对灰土桩挤密地基，不应大于处理前的2倍，并不应大于250kPa。
0.5m～2.0m高后自由落下，反复冲击后成孔，直径可达500mm～600mm，成孔深度可达20m以上，适用于处理自重湿陷性且厚度较大的土层。 （二）桩孔回填夯实
回填桩孔用的土料应尽量使用就地挖取的净黄土或一般
二灰具有明显的水硬性，而水养试块的强度更高，且其强度随龄期的增加而增大。30天龄期的单桩容许抗压强度可选用0.9MPa～1.6Mpa；比灰土桩强度提高1/4左右。
表3－6 土（或灰土）挤密桩地基的变形模量值
粘性土，过筛后土块直径不大于20mm。石灰使用消解3天～4天后的熟石灰并过筛，其粗粒粒径不大于5mm，质量不低于Ⅲ级，（CaO＋MgO）的含量不小于50％。灰土体积比一般可用2:8。含水量应该接近最优含水量，当其偏离±3％以上时应加以调整。
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填夯施工前应进行试验，确定每次填料数量和夯击次数。夯锤重量不小于100kg，锤底直径小于桩孔直径90mm～120mm，锤底面静压力不宜小于20kPa。
应达到的压实系数为0.925～0.943，可满足消除湿陷性
要求。桩孔内填料采用接近最优含水量（15％～17％）的黄土，夯实后压实系数
不低于0.93。填料夯实按每两铲土
成孔和回填夯实的施工宜间隔进行，对大型工程可采取分段施工，以保证工程质量。
锤击五次进行。
平面处理范围：每边超出基础最外边缘2m，处理面积为
雨季或冬季施工，应采取防雨、防冻措施，防止土料和灰土受雨水淋湿和冻结。 三、质量检验
抽样检验的数量不应小于桩孔总数的2％，且每台班至少抽查一根，不合格处应采取加桩或其它补救措施。 夯填质量的检验方法有下述三种。 （一）轻便触探法
先通过试验夯填，求得“检定锤击数”，施工检验时以实际锤击数不小于检定锤击数为合格。 （二）环刀取样法
先用洛阳铲在桩孔中心挖孔或通过剖开桩身，从基底算起沿深度方向每隔1.0m～1.5m用带长把的小环刀分层取出原状夯实土样，测定其干土密度。 （三） 载荷试验法
对重要的大型工程应进行现场载荷试验和浸水载荷试验，直接观测承载力和湿陷情况。
790m2，桩孔总数为1155个，整片布置桩孔，每平方米处理面积内平均分布桩孔1.46个。从基础底面算起处理层厚度为4.2m，消除地基湿陷量80％，剩余湿陷量60mm。 （二）施工
采用沉管法成孔，使用柴油沉桩机。桩孔填料采用人工定量填料，夯实使用偏心轮夹杆式夯实机。整个工期历时78天，实际工作41天，平均每日完成28个孔。 （三）效果检验
在施工过程中和施工结束后，分别在场地11个点上分层检验了桩间土的干密度和压实系数（表3－7），检验表明符合设计要求。
表3－7 桩间土挤密效果检验
土层深度（m） 含水量（%） 干密度（t/m2） 压实系数 1.0 应当注意，以上前二种检验法，对灰土桩应在桩孔夯填后48小时以内进行；二灰桩应在36小时以内进行，否则将由于灰土或二灰的胶凝强度影响而无法进行质量检验。 对一般工程，质量检验主要应检查桩和桩间土的干密度和承载力；对重要或大型工程，除了检测上述项目外，还应该进行载荷试验或其它原位测试。也可以在地基处理的全部深度内取土样测定桩间土的压缩性和湿陷性。 四、工程实例
甘肃省建工局木材厂单身宿舍土桩挤密法加固地基。 该厂单身宿舍兼办公楼为五层砖混结构，长×宽=42.9m×12.3m，建筑面积2750m2。 地质勘察资料表明：在建筑场地内湿陷性黄土层厚7m～8m，分级湿陷量为300mm，属Ⅱ级自重湿陷性场地。土的含水量ω=8.7％～14.2％，天然土干密度
=1.26t/m3～1.32t／m，具有高
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8.7 1.52 0.91 1.5 10.8 1.55 0.93 2.5 14.2 1.62 0.97 平均 11.2 1.56 0.94 注：1．土的最大干密度=1.67t／m3；2．土的
含水量偏低，不利于挤密。
对桩孔填料夯实质量也进行了11个点的检验（表3-8），检验表明，夯实质量差，不均匀，个别地方存在填料疏松未夯现象，普遍未能达到压实系数，产生这种情况的主要原因是施工管理不严、分次填料过快过多。填料含水量平均仅为11.4％，远低于最优含水量（15％～17％），这也是影响夯实质量的一个重要因素。
桩孔填料夯实后的平均压实系数为0.9，仅达到基本消除
一中压缩性。地基决定采用土挤密桩处理。 （一）设计
桩孔直径为400mm，桩中心距l=2.22d=0.89m。成孔挤密后桩间土的干密度计划提高到1.55t／m3～1.61t／m3，相
湿陷性的目的。经过综合分析，认为土桩挤密后尚可满足消除地基80％湿陷量的要求。
表3-8 桩孔填料夯实质量检验
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取样深度（m） 干密度（t／m3） 压实系数 复合地基承载幅度有较大的力的提高辐度可调性，可提较小，一般为高4倍或更高 1.50 1.43 0.89 0．5～1倍 1.75 1.54 0.92 变形 减少地基变 增加桩长可形的幅度较有效地减少变2.00 1.51 0.90 小，总的变形形，总的变形量较大 量小 2.25 1.58 0.95 应力应变曲 应力应变曲2.50 1.42 0.85 三轴应力应变曲线 线不呈直线关线为直线关系。增加围压，系，围压对应破坏主应力差力～应变曲线增大 没有多大影响 平均 1.51 0.90 第五节 水泥粉煤灰碎石桩
本节概述
适用范围 水泥粉煤灰碎石桩（Cement Fly－ash Gravel Pile）简称CFG桩。它是在碎石桩的基础上，加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩，是近年来新开发的一种地基处理新技术。CFG桩与一般碎石桩之问的区别，如表3－9所示。
表3－9 碎石桩与CFG桩的对比
一、加固机理
CFG桩加固软弱地基的作用主要有两种：桩体作用和挤
碎石桩 （一）桩体作用
桩的承载力 桩的承载力主要靠桩顶以主要来自全桩下有限长度范长的摩阻力及围内桩周土的桩端承载力，侧向约束。当桩越长则承载桩长大于有效力越高。以置桩长时，增加换率10％计，单桩承载力 桩长对承载力桩承担的荷载的提高作用不占总荷载的百大。以置换率分比为40％～10％计，桩承75％ 担荷载占总荷载的百分比为15％～30％ 二、设计计算
复合地基承载力 加固粘性土 承裁力提高 用CFG桩处理软弱地基，其主要目的是提高地基承载力和减小地基的变形。这一点要通过发挥CFG桩的桩体作用来 在荷载作用下，CFG桩的压缩性明显小于其周围软土。因此，基础传递给复合地基的附加应力随地基的变形逐渐集中到桩体上，即出现了应力集中现象。复合地基中的CFG桩起到了桩体作用。
另外，与由松散材料组成的碎石桩不同，CFG桩桩身具有一定的粘结强度。在荷载作用下，CFG桩桩身不会出现压胀变形，桩身的荷载通过桩周的摩阻力和桩端阻力传递到地基深处，使复合地基的承载力有较大幅度地提高，加固效果显著。而且，CFG桩复合地基变形小，沉降稳定快。 （二）挤密作用
由于CFG桩采用振动沉管法施工，机械的振动和挤压作用使桩间土得以挤密。经加固处理后，地基土的物理力学指标都有所提高，这也说明加固后的桩间土已挤密。
CFG桩 密作用
CFG桩是由水泥、粉煤灰、石子、石屑加水拌和形成的混和材料灌注而成。这些材料各自的含量多少对混和材料的强度有很大影响，可以通过室内外材料配比试验和材料力学性能试验确定。
基 建筑地基 多层建筑地 多层和高层 31
实现。对松散砂性土地基，可以考虑振动沉管施工时的挤密效应。但如果是以挤密松散砂性土为主要加固目的，那么采用CFG桩是不经济的。 （一）桩径
CFG桩常采用振动沉管法施工，其桩径应根据桩管大小而定，一般为350mm～400mm。 （二）桩距
——天然地基承载力（kPa）； ——桩间土面积（m2）；
A——基础面积（m2）；
η——桩间土承载力折减系数，一般取0.8～1.0。 也可采用下式计算复合地基承载力：
桩距的选取需要考虑多种因素，如提高地基承载力以满足设计要求，桩体作用的发挥、场地地质条件以及造价等因素，而且施工要方便。可参考表3－10选取。
表3－10 桩距选用表
挤密性好可挤密性不可挤密的土，土，如粉性士，如 如砂质 土，粉粘土、非土，淤泥土、松饱和粘土质土等 散填等 土等 式中可以取
饱和粘 （四）变形计算
（3－23）
式中ξ——桩间土承载力折减系数，一般取0.8； n——桩土应力比，一般取10～14。 其它符号同前述。
CFG桩复合地基的变形可由下式计算：
（3－24）
——CFG桩复合地基的变形量，为简化计算，0；
——下卧软弱土层的变形量。
（3～（3．5～（4～5）单、双排布桩的条基 5）d 5）d d 下卧软弱土层的变形量由基础扩散到下卧软弱土层顶面的附加应力引起，可用常规的分层总和法计算。
（3～（3．5～（4～6）含9根以下的独立基础 6）d 6）d d 三、施工工艺
CFG桩目前一般是采用振动沉管桩法施工。由于它是一
（4～（4～6）（4．5～满堂布桩 6）d d 7）d 项新发展起来的地基处理技术，其设计计算理论和工程施工经验还远不够成熟，所以，施工前一般须进行成桩试验，以确定有关技术参数后，再精心组织正常施工。
注:d—桩径；以成桩后桩的实际桩径为准。 （三）承载力确定
CFG桩复合地基承载力值的确定，应以能够比较充分地发挥桩和桩间土的承载力为原则，所以，可取比例界限荷载值作为复合地基的承载力。复合地基的承载力可按下式确定：
2．如果采用预制钢筋混凝土桩尖，需要将桩尖埋入地表以下300mm左右。
3．启动马达开始沉管，沉管过程中注意调整桩机的稳定，
（3－22）
式中
——CFG桩复合地基承裁力值（kPa）；
严禁倾斜和错位。
4．做好沉管记录。激振电流每沉管1m记录，对土层变化处应特别说明，直至沉管到设计标高。 （二）投料 （一）沉管
CFG桩沉管时，须注意以下事项：
1．桩机就位必须平整、稳固，调整沉管与地表面垂直，确保垂直度偏差不大于1％。
N——基础下的桩数；
Q——CFG单桩承载力（kN）；
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