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柱锤冲扩桩复合地基适用于处理地下水位以上的杂填土、粉土、黏性土、素填土和黄土等地基;对地下水位以下饱和土层处理,应通过现场试验确定其适用性。
柱锤冲扩桩处理地基的深度不宜超过10m。
对大型的、重要的或场地复杂的工程,在正式施工前,应在有代表性的场地进行试验。
地基处理深度:对相对硬土层埋藏较浅地基,应达到相对硬土层深度;对相对硬土层埋藏较深地基,应按下卧层地基承载力及建筑物地基的变形允许值确定;对可液化地基,应按现行《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定确定;
桩顶部应铺设200mm~300mm厚砂石垫层,垫层的夯填度不应大于0.9;对湿陷性黄土,垫层材料应采用灰土,满足本规范第7.5.2条第8款的规定。
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柱锤冲扩桩复合地基的加固机理主要有以下四点:
1. 成孔及成桩过程中对原土的动力挤密作用;
2. 对原地基土的动力固结作用;
3. 冲扩桩充填置换作用(包括桩身及挤入桩间土的骨料);
4. 碎砖三合土填料生石灰的水化和胶凝作用(化学置换)。
上述作用依不同土类而有明显区别。对地下水位以上杂填土、素填土、粉土及可塑状态黏性土、黄土等,在冲孔过程中成孔质量较好,无塌孔及缩颈现象,孔内无积水,成桩过程中地面不隆起甚至下沉,经检测孔底及桩间土在成孔及成桩过程中得到挤密,试验表明挤密土影响范围约为(2~3)倍桩径。而对地下水位以下饱和土层冲孔时塌孔严重,有时甚至无法成孔,在成桩过程中地面隆起严重,经检测桩底及桩间土挤密效果不明显,桩身质量也较难保证,因此对上述土层应慎用。
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地基处理的宽度应超过基础边缘一定范围,主要作用在于增强地基的稳定性,防止基底下被处理土层在附加应力作用下产生侧向变形,因此原天然土层越软,加宽的范围应越大。通常按压力扩散角θ=30°来确定加固范围的宽度,并不少于(1~3)排桩。
用柱锤冲扩桩法处理可液化地基应适当加大处理宽度。对于上部荷载较小的室内非承重墙及单层砖房可仅在基础范围内布桩。
对于可塑状态黏性土、黄土等,因靠冲扩桩的挤密来提高桩间土的密实度,所以采用等边三角形布桩有利,可使地基挤密均匀。对于软黏土地基,主要靠置换。考虑到施工方便,以正方形或等边三角形的布桩形式为常用。
桩间距与设计要求的复合地基承载力、原地基土的性质有关,根据经验,桩距一般可取1.2m~2.5m或取桩径的(2~3)倍。
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套管成孔可解决塌孔及缩颈问题,但其施工工艺较复杂,因此只在特殊情况下使用。
桩体施工的关键是分层填料量、分层夯实厚度及总填料量。
施工前应根据试成桩及设计要求的桩径和桩长进行确定。填料充盈系数不宜小于1.5。
每根桩的施工记录是工程质量管理的重要环节,所以必须设专门技术人员负责记录工作。
要求夯填至桩顶设计标高以上,主要是为了保证桩顶密实度。当不能满足上述要求时,应进行面层夯实或采用局部换填处理。
柱锤冲扩桩法夯击能量较大,易发面隆起,造成表层桩和桩间土出现松动,从而降低处理效果,因此成孔及填料夯实的施工顺序宜间隔进行。