1、低強度混凝土樁概述低強度混凝土樁是近 10 多年來發展起來的一種新型樁， 通常指用水泥， 石子及其它摻合料 （如沙，粉煤灰，石灰等）加水拌和，以各種成樁機械在地基中制成的強度等級 C5-C25 的膠結材料樁，樁身強度和剛度比一般水泥土樁大，常因地制宜采用當地材料配制各種強度的低強度混凝土樁。低強度混凝土樁介于碎石樁和鋼筋混凝土樁之間。與碎石樁相比，低強度混凝土樁樁身具有一定的剛度，不屬于散體材料樁。其樁體承載力取決于樁側摩擦力和樁端端承力之和或樁體材料強度。當樁間土不能提供較大側限力時，低強度混凝土樁復合地基承載力高于碎石樁復合地基。與鋼筋混凝土樁相比，樁體強度和剛度比一般混凝土樁小得多。這樣

2、有利于充分發揮樁體材料的潛力，降低地基處理費用。低強度混凝土樁復合地基法可以較充分發揮樁體材料的潛力，又可充分利用天然地基承載力，并能因地制宜，利用地方材料，因此具有較好的經濟效益和社會效益。低強度混凝土樁復合地基法具有良好的發展前景。與一般的碎石樁相比，碎石樁系散體材料樁，樁本身沒有粘結強度，主要靠周圍土的約束形成樁體強度，并和樁間土組成復合地基共同承擔上部建筑的垂直荷載。土越軟對樁的約束作用越差，樁體強度越小，樁傳遞垂直荷載的能力越差，碎石樁和 CFG4 加固效果見表所小。碎石樁和 CFGtt 的對比樁對比一.碎石樁CFGK單樁承載力樁的承載力主要靠樁頂以下有限范圍內樁周土的側向約束，當樁

3、長大于有效樁長時增加樁長對承載力的提高作用不大。以置換率 10%計，樁承擔荷載占總荷載的百分比為 15%30%樁的承載力主要來自全樁長的摩阻力及樁端承載力，樁越長則承載力越高。以置換率 10%計，樁承擔荷載占總荷載的百分比為 40%75%復合地基承載力加固粘性土復合地基承載力的提高幅度較小，一般為0.51.0 倍。承載力的提高幅度有較大的可調性，可提高 4倍或更高。變形減小地基變形的幅度較小，總的變形較大。增加樁長可有效的減小變形，總的變形量小。三軸應力應變曲線應力應變曲線不是直線關系，增加圍壓，破壞主應力差增大。應力應變曲線是直線關系， 圍壓對應力應變曲線沒有多大的影響。適用范圍多層建筑地基

4、多層和高層建筑地基通常在碎石樁樁頂 23 倍樁直徑范圍為高應力區，4 倍直徑為碎石樁的臨界樁長，當樁長超過其臨界樁長，大于 610 倍樁徑后，軸向力的傳遞 U斂很快，當樁長大于 2.5 倍基礎寬度后，即便樁端落在較好的土層上，樁的端阻力也很小。剛性樁與散體材料樁不同，一般情況下，不僅可全樁長發揮樁的側摩阻力，樁端落在好的土層上也可較好的發揮端阻作用，若將碎石樁加以改進，使其具有剛性樁的某些性狀，則樁的作用大大增強。復合地基承載力會大大增加。這樣就在碎石樁體中，摻加適量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一種粘結強度較高的樁，所形成的樁的剛度遠大于碎石樁的剛度，但和剛性樁相比剛度相差較大，它是一種具

5、由高粘結強度的柔性樁。CFOS、樁間土和褥墊層一起構成柔性樁復合地基。CFGtt 與素混凝土樁的區別僅在于樁體材料的構成不同，而在其變形和受力特性方面沒有太大的區別。CFG 樁處理軟弱地基，應以提高地基承載力和減少地基沉降量為主要加固目的。其途徑是發揮 CFG的樁體作用。對松散砂性土地基，可考慮施工時的擠密效應，但若以擠密松散砂土為其主要加固目的,則采用 CFGtt 是不經濟的。設計方法(一)樁徑 dCFGffi 常采用振動沉管法施工，其樁徑 d 應根據樁管大小而定，常用的振動沉管打樁機的管徑為 377mm377mmmnp 一般樁彳設計為 350400mm(二)樁距 l l樁距 l l 的大小

6、取決于設計要求的復合地基承載力、土性和施工機具，所以選用樁距需考慮承載力的提高幅度應能滿足設計要求、施工方便、樁作用的發揮、場地地質條件以及造價等因素。試驗表明，其他條件相同，樁距越小復合地基承載力越大，當樁距小于 4 倍樁徑后，隨著樁距的減小，復合地基承載力的增長明顯下降，從樁、土作用的發揮考慮，樁距大于 4倍樁徑為宜。基礎形式也是值得注意的一個因素。樁距的選擇應綜合多種因素進行設計，一般樁距 l l=34d 或參考表 733。表 733 給出是振動沉管機施工樁距的選用表，供設計時參考。樁距選用表表 733了、質樁距形式擠密性好的土、如砂土、粉土、松散填土等可擠密性土、如粉質粘土、非飽和型粘

7、土等/、可擠密性土如飽和粘土、淤泥質土等單、雙排布樁的條基34d3.55d45d含 9 根以下的獨立基礎36d3.56d46d滿堂布樁46d46d4.57d注：d 為樁徑，實際樁徑(三)樁長 L由式(736)可解得R=fsp-(1-m)fkAp/m(7.3.13)在進行復合地基設計時，天然地基承載力 fk是已知的，設計要求的復合地基承載力 fsp也為已知的。樁徑 d 和樁距 l 設定后，置換率 m 和樁的斷面積 AP均為已知。樁問土強度提高系數a和樁間土強度發揮度的取值同式(736)。將以上各數值代入(7313)式后，則可求得 R。再將 Rk值代入式(739),根據建筑樁基技術規范(JGJ94

8、94)中的 qsi和 qp就能算出所需的樁長 L（四）樁體強度由 R 和樁斷面面積 Z,可計算樁頂應力為：入=Rk/Ap根據樁體強度和承載力的關系分析可知，樁體強度一般取 3 倍樁頂應力即可褥墊層的設計1、褥墊層材料褥墊層的材料多用碎石、級配砂石（限制最大粒徑一般不超過 3cM、粗砂、中砂等。2、褥墊層的鋪設范圍褥墊層的加固范圍要比基底面積大，其四周寬出基底的部分不宜小于褥墊的厚度。3、褥墊層的厚度經過大量的工程實踐，既考慮到技術上的可靠又考慮到經濟上的合理，褥墊層的厚度取 1030cm 為宜（五）樁的布置對可液化地基或有必要時，可在基礎外某一范圍設置護樁，通常情況下，樁都布置在基礎范圍內。樁

9、的數量按下是確定：式中 m面積置換率；A基礎面積（m2）;A樁斷面面積（m2）;np-面積為 A 時的理論布樁數。實際布樁時受基礎尺寸大小及形狀等影響，布樁數會有一定的增減。對獨立基礎、箱型基礎、筏基，基礎邊緣到樁的中心距一般為樁徑或基礎邊緣的最小距離不小于 150mm 對條形基礎不小于 75mm施工工藝在進行 CFG設計時，要了解施工可能出現的問題，以及如何防止這些問題的發生與施工時采用什么樣的設備和施工工藝。要根據場地土的性質、設計要求的承載力、變形以及擬建場地周圍環n npmAmAAp境等情況綜合考慮施工設備及施工工藝和控制施工質量措施。一、施工設備目前常用的施工設備及施工方法有：（一）

10、振動沉管灌注成樁就目前國內情況，振動沉管灌注成樁用的比較多，這主要是由于振動打樁機施工效率高，造價相對較低。這種施工方法是用于無堅硬土層和密實砂層的地層條件，以及對振動噪音限制不嚴格的場地。當遇到堅硬粘土層時，振動沉管會發生困難，此時可考慮用長螺旋鉆預引孔，再用振動沉管機成孔制樁。（二）長螺旋鉆孔灌注成樁這種施工方法是用于地下水位埋藏較深的粘性土、粉土、填土等，成孔時不會發生坍孔現象，并適用于對周圍環境要求如噪音、泥漿污染比較嚴格的場地。（三）泥漿護壁鉆孔灌注成樁這種成樁方法適用于有砂層的地質條件，以防砂層塌孔并適用于對振動噪音要求嚴格的場地。（四）長螺旋鉆孔泵壓混合料成樁這種方法適用于分布有

11、砂層的地質條件，以及對噪音和泥漿污染要求嚴格的場地。這種成樁方法在施工時，首先用長螺旋鉆孔到達設計的預定深度，然后提升鉆桿，同時用高壓泵將樁體混合料通過高壓管路的長螺旋鉆桿的內管壓到孔內成樁。這一工藝具有低噪音、無泥漿污染的優點，是一種很有發展前途的施工方法。CFGffi 多用振動沉管機施工，也可用螺旋鉆機，有時是振動沉管和螺旋鉆機聯合使用。二、施工程序實際工程振動沉管機成樁用的比較多，這里將振動沉管機施工做一介紹。（一）施工準備1、設計布樁圖及說明。2、場地地下結構物及障礙物等調查資料。3、具備“三通一平”條件。4、確定施工機具及配套設備。5、材料供應計劃，標明所用材料的規格、技術要求和數量

12、。6、試成孔應不少于兩個，以復核地質資料以及設備、工藝是否適宜，核定選用的技術參數。7、復核測量基線，水準點及樁位、CFGtt 得軸線定位點，檢查施工場地所設的水準點是否回收施工影響。（二）施工前的工藝試驗施工前的工藝試驗主要是考查設計的施打順序和樁距能否保證樁身質量。工藝試驗也可結合工程樁施工進行，需要作如下兩種觀測：1、新打樁對未結硬的已打樁的影響在已打樁樁頂表面埋設標桿，在施打新樁時兩側已打樁樁頂的上升量，以估算樁徑縮小的數值，待已打樁結硬后開挖檢查其樁身質量并量測樁徑。2、新打樁對結硬的已打樁的影響在已打樁尚未結硬時，將標桿埋置在樁頂部的混合料中，待樁體結硬后，觀測打新樁時已打樁樁頂的

13、位移情況。對擠密效果好的土，比如飽和松散的粉土，打樁振動會引起地表的下沉，樁頂一般不會上開，斷樁可能性少，當發現樁頂向上的位移過大時，樁可能發生斷開。若向上的位移不超過 1cm,斷樁的可能性很小。（三）CFGS 施工1、樁機進入現場，根據設計樁長、沉管入土深度確定機架高度和沉管長度，并進行設備組裝。2、樁及就位，調整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于 1%3、啟動馬達沉管到預定標高，停機。4、沉管過程中做好記錄，每沉 1m 記錄電流表的電流一次，并對土層變化予以說明。5、停機后立即向管內投料，直到混合料與進料口齊平。混合料按設計配比經攪拌機加水拌和，拌和時間不得少于 1min,如粉煤灰用量較

14、多，攪拌時間還要適當放長。加水量按坍落 35cm 控制，成樁后浮漿厚度已不超過 20cm 為宜。6、啟動馬達,留振 510s 開始拔管，拔管速率一般為 1.21.5m/min（拔管速度為線速度，不是平均速度），如遇淤泥或淤泥質土，拔管速率還可放慢。拔管過程中不允許反插。如上料不足，需在拔管過程中空中投料，以保證成樁后樁頂標高達到要求。成樁后樁頂標高應考慮計入保護樁長。7、沉管拔出地面，確認成樁復合要求后，用粒狀材料或濕粘性土封頂，然后移機進行下一根的施工。8、施工過程中，抽樣做混合料試驗，一般一個臺班做一組（3 塊），試塊尺寸為 15cmX15cmx15cm 并測定 28d 抗壓強度。9、施工

15、過程中，應隨時做好施工記錄。10、在成樁過程中，隨時觀察地面升降和樁頂的上升。（四）施工順序選擇在設計樁的施打順序時，主要考慮新打樁對已打樁的影響。施打順序大體可分為兩種類型，一是連續施打，從 1 號樁開始，依次是 2 號、3 號,，連續打下去，二是間隔跳打，可以隔一根樁也可以隔多根樁，先打 1、3、5,后打 2、4、6,o連續施打造成樁的缺陷是樁徑被擠扁或縮徑。如果樁距不太小，混合料尚未初凝，連打一般較少發生樁完全斷開。隔樁跳打，先打樁的樁徑較少發生縮小或縮徑現象，但土質較硬時在已打樁中間補打新樁時，已打的樁可能產生被震裂或震斷。施打順序和土性與樁距有關，在軟土中，樁距較大可采用隔樁跳打，在

16、飽和的松散粉土中施工，如果樁距較小不宜采用隔樁跳打的方案。因為松散粉土振密效果較好，先打樁施工完后，土體密度會有明顯增加，而且打的樁越多，土的密度越大，樁越難打。在補打新樁時，一是加大了沉管的難度，二是非常容易造成已打樁斷樁。對滿堂布樁，無論樁距大小，均不宜從四周轉圈向內推進施工，因為這樣限制了樁問士向外的側向變形，容易造成大面積的土體隆起，斷樁的可能性增大。可采用從中心向外推進的方案，或從一邊向另一邊推進的方案。對滿堂布樁，無論如何設計施打順序，總會遇到新打樁的振動對已結硬的已打樁的影響，樁距偏小或夾有比較堅硬的土層時，亦可采用螺旋鉆引孔的措施，以減少沉、拔管時對樁的振動力。（五）施工監測信

17、息施工能及時發現施工過程中的問題，可以使施工人員有根據地把握施工工藝的決策，對保證施工質量是至關重要的。施工過程中，特別是施工初期應作如下一些觀測：1、施工現場標高觀測施工前要測量場地的標高，注意測點應有足夠的數量和代表性。打樁過程中隨時測量地面是否發生隆起，因為斷樁常常和地面隆起相聯系。2、樁頂標高的觀測施工過程中注意已打樁樁頂標高的變化，特別要注意觀測樁距最小部位的樁。3、對樁頂上升量較大的樁（icm 或懷疑發生質量事故的樁開挖查看，或采取逐樁靜壓的辦法加以處理。三、施工中的有關注意事項（一）混合料坍落度的控制大量工程實踐表明，混合料坍落度過大，樁頂浮漿過多，樁體強度也會降低。坍落度控制在

18、 35cm,和易性很好，當拔管速率為 1.21.5m/min 時，一般樁頂浮漿可控在 10cm 左右，成樁質量容易控制。（二）拔管速率的控制試驗證明，拔管速率太快，將會造成樁徑偏小或縮頸斷樁。在南京浦鎮車輛工廠工地作了三種拔管速率的試驗：1、為 1.2m/min,成樁投料量為 1.8m3成樁后挖開測樁徑為 38cm（沉管為 4377mm。2、為 2.5m/min,投入管內料亦為 1.8m3,沉管拔出地面后，大約有 0.2m3的混合料被帶到地面開挖后測量樁徑為 36cm=3、為 0.8m/min,成樁后發現樁頂浮漿較多。曾做較長時間留振試驗，拔管速率也很慢（0.8m/min）,開挖至樁端發現，樁

19、端石子沒能被水泥漿包住，強度較低。經大量工程實踐認為，拔管速率為 1.21.5m/min 是適宜的。應該指出，這里說的拔管速率不是平均速度。除啟動后留振 510s 之外，拔管過程不再留振，也不得反插。（三）保護樁長的設置1、 設計樁頂標高離地面的距離不大時， 不大于 1.5m,保護樁長可取 5070cm,上部再用土封頂。2、樁頂標高離地表面的距離較大時，可設置 70100cm 的保護樁長，上部再用粒狀材料封頂直到接近地表。（四）開槽及樁頭處理CFGffi 施工完畢，待樁體達到一定強度（一般 37d）,可進行開槽。設計樁頂標高距地表不深，基槽開挖宜采用人工開挖，防止對樁體擾動。如基坑較深，開挖面

20、積大，可采用機械和人工聯合開挖。但人工開挖厚度留置多少，與樁體強度和土質條件有關，建議不同的場地條件應現場試驗確定。人工開挖留置厚度一般不宜小于 70cm.基槽開挖到設置標高后，多余的樁頭需要剔除，剔除樁頭應采取如下措施：1、找出樁頂標高位置。2、用鋼釬等工具沿樁周向樁心逐次剔除多余的樁頭直到設計樁頂標高，并把樁頂找平。3、不可用重錘或重錘橫向擊打樁體。4、樁頭剔至設計標高處，樁頂表面不可出現斜平面。如果在基槽開挖和剔除樁頭時造成樁體斷至樁頂設計標高以下，必須采取補救措施。（五）褥墊層鋪設褥墊層所用材料多為級配砂石，限制最大粒徑一般不超過 3cm,或粗砂、中砂等。褥墊層厚度一般為 1030cm

21、 由設計確定。樁頭處理后，樁間土和樁頭處在同一平面，褥墊層虛鋪厚度按下式控制H=h/九（741）式中 AH褥墊層需鋪厚度h設計褥墊層厚度九一夯填度，一般取 0.870.9。九虛鋪后多采用靜力壓實，當樁間土含水量不大時亦可夯實。四、施工中常見的問題及處理措施（一）施工擾動土的強度降低振動沉管成樁工藝與土的性質具有密切關系。就擠密性而言，可將地基土分為三大類：為擠密性好的土，如松散填土、粉土、砂土等。為可擠密性土，如塑性指數不大的松散的粉質粘土和非飽和粘性土。為不可擠密的土，如塑性指數高的飽和軟粘土和淤泥質土。需要著重指出的是土的密實度對土的擠密性影響很大。我們知道，密實的砂土、粉土會振松。松散的

22、砂土、粉土可以擠密。因此，討論土的擠密性時，一定要考慮加固前土的密實度。對密實砂層和遇硬土層的情況，不宜用振動沉管法成樁，改用其他成樁方法。對飽和軟土，特別是塑性指數較高的軟土，振動將引起孔隙水壓力上升、土得強度降低。振動歷時越長，對土和已打樁的不利影響越嚴重。在軟土地區施工時，采用靜壓振拔技術對保證施工質量是有益的。所謂靜壓振拔是說沉管時不啟動馬達，借助樁機自身的重量，將沉管沉至預定標高。填滿料后再啟動馬達振動拔管。（二）縮徑和斷樁在飽和軟土中成樁，樁機的振動力較小，當采用連打新打樁對已打樁的作用主要表現為擠壓，即，使得已打樁被擠扁成橢圓形或不規則型，嚴重的產生縮頸和斷樁。在上部有較硬的土層

23、或中間夾有硬土層中成樁，樁機的振動力較大，對已打樁的影響主要為振動破壞。采取隔樁跳打工藝，若已打樁結硬程度又不太高，在中間補打新樁時，已打樁有時被震裂，且裂縫一般與樁軸線成 0300角 o（三）樁體強度不均勻樁機卷揚系統提升沉管線速度太快時，若采用控制平均速度為 1.5m/min,一般采用提開一段距離，停下留振一段時間，非留振時，速度太快可能導致縮頸斷樁。拔管太慢或留振時間過長，使得樁的端部樁體水泥含量較少，樁頂浮漿過多，而且混合料也容易離析，造成樁身強度不均勻。在施工過程中，要嚴格控制拔管速度在 1.21.5m/min,并始終保持速度均勻一致，并很好地控制留振時間。（四）樁頂上升量較大對重要

24、工程或通過施工監測發現樁頂上升量較大，并且樁的數量較多，可以逐個樁快速靜壓以消除可能出現的斷樁對復合地基承載力造成的不良影響，這一技術稱為逐樁靜壓。逐樁靜壓技術在沿海一帶廣泛使用，當地稱之為“跑樁”。靜壓樁機就是打樁的沉管機，在沉管機樁架上配適量壓重，配量的大小按可施于樁的壓力不小于 1.2 倍樁的設計荷載為準，當樁身達到一定強度后即可進行逐樁靜壓，每個樁的靜壓時間一般為3min。靜壓樁的目的在于將可能發生已脫開的斷樁接起來，使之能正常傳遞垂直荷載。這一技術對保證復合地基樁能正常工作和發現樁的施工質量問題是有意義的。當然不是說所有的工程必須逐樁靜壓，通過嚴格的施工監測和施工質量控制，施工質量確

25、有保證可以不進行逐樁靜壓。止匕外，靜荷重也不一定都要 1.2 倍樁承載力，要視具體情況而定。五、質量檢驗施工結束后，一般 28d 后做樁、土以及復合地基檢測。對砂性較大的士可以縮短恢復期，不一定等 28do（一）樁間土的檢測施工過程中，振動對樁間土產生的影響視土性不同而異，對結構性土強度一般要降低，但隨時間增長會有恢復，對擠密效果好的土強度會增加。對樁間土的變化可通過如下方法進行檢驗：1、施工后可取土做室內土工試驗，檢查土的物理力學指標變化。2、做現場靜力觸探和標貫試驗，與地基處理前進行比較。3、必要時做樁間土靜載試驗，確定樁間土的承載力。（二）CFGS 的檢測通常用單樁靜載試驗來測定樁的承載力，也可判斷是否發生斷樁等缺陷。靜載試驗要求達到樁的極限承載力。對 CFGK 的成樁質量也可采用可靠的動力檢測方法判斷樁身的完整性。（三）復合地基檢測復合地基的檢測可采用單樁復合地基試驗和多樁復合地基試驗。對于重要工程試驗所用荷載板尺寸盡量與基礎寬度接近。具體試驗方法按建筑地基技術處理規范（JGJ79-91）執行，若用沉降比確定復合地基承載力時，s/b 取 0.01 對應的荷載為 CFGS 復合地基承載力標準值。（四）施工驗收樁的施工允許差應滿足下列條件：1、樁長允許差10Cm10Cm0 02、樁徑允許差2cmr3、垂直度允許差 M1%4、樁位允許