也可以采用下式计算复合地基承载力：
RPs = ξ [1 + m(n − 1)] Rs
其中：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； m—桩的置换率。
变形计算
CFG桩复合地基的变形可以按下式计算
水泥粉煤灰碎石桩
s = sPs + ss
sPs—CFG桩复合地基的变形量，由于比较小，简化计算时取0； ss—下卧软弱层的变形量
夯锤重量M和落距h
总夯击能量：
强夯法
E=M h n
单位夯击能量：
E—总夯击能量(kN.m)； n—总夯击次数；
e=E/A
e—单位夯击能量(kN.m/m2)； A—被夯击场地面积kN.m/m2；细颗粒土e取1500~4000 kN.m/m2； 夯锤重一般10~25吨；落距一般 8~20米。
地基处理新技术
课程内容 1.地基处理基本方法 2.复合地基理论 3.真空预压法 4.长短桩复合地基 5.气泡混合轻质土 6.冻结法 7.土工材料
绪论
地基处理目的与意义
• 提高地基强度 • 减少地基变形 • 降低地基渗透性 • 避免地基液化 • 其他
软弱地基类型
1、淤泥和淤泥质土 2、松沙 3、充填土 4、杂填土 5、泥炭土 6、湿陷性黄土 7、冻土
承载力
Rs As NQ +η RPs = A A
RPs—CFG桩复合地基承载力(kPa)； N—基础下桩数； Q—单桩承载力(kPa)； Rs—天然地基承载力(kPa)； As—桩间土面积(m2)； A—基础面积(m2) A— (m )； η—桩间土承载力折减系数，一般取0.8~1.0
水泥粉煤灰碎石桩
地基处理方法
• • • • • • • • • • 换填： 强夯： 桩基： 深层搅拌： 高压旋喷： 注浆： 排水固结： 加筋技术： 托换技术： 其它
绪论
• 换填法(Replacement Method)：
换填法
把基础底面下一定范围内的软弱地基土挖除，然后回 填以工程性能好的土，压密后作为地基持力层。
根据经验或者现场试验确定
旋喷直径
影响旋喷直径因素： 地层 喷射压力 喷嘴直径 浆液性能 施工工艺
防渗
在防渗工程中，一般按三排或双排标准桩。在这种情况下， 孔距为1.73R0(R0为旋喷设计半径)、排距为1.5R0时最经济
每一排桩之间的交圈厚度e可以按下式计算
L e = 2 R − 2
土桩及灰土桩
主要特点 1、土(灰土、二灰) 桩挤密属于横向挤密，但可以使 桩 间土达到设计要求的最大密度指标。 2、与土垫层相比，无须开挖回填，比换填法缩短工 期约一半。 3、处理深度可以达到12m左右。 4、处理造价比较底。
加固机理
土桩及灰土桩
一、挤密作用 桩间土被强制向侧挤压，使桩周围一定范围内的土层密 实度提高。孔壁附近，土的密度可以达到甚至超过最大 干密度ρmax，即压实系数λc大于1。一般压实挤密的影响 半径可以达到1.5~2.0倍桩径。 二、灰土性质作用 1、灰土桩 石灰与土的比例一般为体积比2：8(或3：7) 。灰土混合 材料具有水硬性与气硬性。随时间增加，桩体本身强度 提高。增加地基强度。 2、二灰桩 粉煤灰中含SiO2和Al2O3，与石灰及水混合后生成硅铝酸 钙和水硬性胶凝物质，充填于粉煤灰颗粒的空隙中，提 高桩体强度。增加地基强度。
水泥粉煤灰碎石桩
1、桩径 水泥粉煤灰碎石桩一般采用振动沉管法施工，桩径一般为350~400mm。 2、桩距 桩距可以按下表选用。选用时遵循以下原则： (1) 对挤密性好的土，如砂土、粉土和松散填土用小桩距； (2) 单、双排布桩的条形基础和面积小的独立基础用小桩距，对满堂布桩的 筏基础、箱基础以及多排布桩的条形基础、设备基础，桩距适当放大； (3) 地下水位高、地下水丰富的地基，桩距适当放大。
• 垫层材料
中粗砂、卵石、砾石、素土、灰土、矿渣
垫层设计
• 一、垫层厚度 • 二、垫层宽度
换填法
换填法施工
一、施工方法 1. 碾压法； 2. 夯实法； 3. 振动压实法 二、垫层材料 砂、砂石垫层 素土垫层 粉煤灰垫层 干渣垫层
换填法
强夯
方法： 强夯(Heavy Tamping)：通过重锤(8~30吨) 利用 一定的落差(8~20米) ，对地基施加很大的冲击能，以 达到地基加固的目的。
2 0
2
e—旋喷桩的交圈厚度(m)； L—旋喷桩孔位间距(m)。
石灰桩：设计计算
一、桩径 石灰桩的桩径一般为150~400mm。 二、桩的布置 桩距一般为桩径3倍。平面布置一般为梅花形或正方 形。场地边缘一般要两排以上的护桩。 三、桩长 桩长取决于加固目的和上部构件要求。如果只是为 了形成一个压缩性较小的垫层，桩长L=4米即可。如果 为了减少沉降或解决深部滑移问题，则应该采用长桩。 四、承载力
换填法(Replacement 换填法(Replacement Method)
• 作用
提高地基承载力；减少基础沉降量；加速软土的固结排 水；防止地基冻胀；减少地基的湿陷和胀、缩
换填法
• 应用范围
1.土层： 淤泥、湿陷性黄土、膨胀土、杂填土、冻土等 2.建筑物基础： 中、小型建筑物为主 3.深度： 一般3米以下。
石灰桩：设计计算－承载力
1、桩间土体强度 石灰桩加固软弱地基的强度可以按复合地基计算。设计时只考虑 桩身四周的早期强度，后期强度作为安全储备。 桩间土的强度可按加固后桩间土的平均含水量、孔隙比等物理指 标查有关规范得到。
土的脱水量可以按下式计算
' nP 1 + w0 /100 × m ε v sr' ∆w = hγ c + 1 + γ w × 100 γt 100 100 100
石灰桩：设计计算－承载力
当地基土为饱和土时，地基土的孔隙比降低量为：
石灰桩
∆e = d s × ∆w /100
∆e = e0 − e '
e0--天然地基土的孔隙比； e’—加固后地基土的孔隙比； ds—土颗粒相对密度； ∆w—含水量降低值。
石灰桩
石灰桩：设计计算－承载力
(1) 桩身变形模量 Es=10~30MPa； Es=(3~5)Ec (Ec为桩 间土变形模量) ； (2) 加固后地基承载力可达原地基承载力 2~3倍； (3) 桩间土的粘聚力和无侧陷抗压强度提 高40~70%。
碎石桩与砂桩
二、对粘性土的加固机理
置换作用； 排水固结； 加筋作用。
设计计算
一、一般设计原则 二、砂性土
1、桩距确定 2、液化判别
碎石桩与砂桩
三、粘性土
1、承载力计算 2、沉降计算 3、固结度计算 4、稳定分析
石灰桩：方法
一、块灰灌入法 块灰灌入法，亦称石灰桩法。采用钢套管成孔，然后在孔中灌 入新鲜生石灰块，或在生石灰块中加入少量水硬性材料(如粉煤灰和火山 灰) ，一般配比为：8：2或7：3。在拔管时同时捣实。 二、粉灰搅拌法 粉灰搅拌法，亦称石灰柱法。采用粉体喷射搅拌方法，将石灰 粉与原位软土搅拌均匀，促使软土硬结。 三、石灰浆压力喷注法 石灰浆压力喷注法是压力注浆法的一种，采用压力将石灰浆或 石灰-粉煤灰浆喷注于地基的孔隙或预先钻好的孔内，使灰浆在地基土中扩 散和硬凝，形成网状结构，从而达到加固目的。
二重管法 浆液高压射流：20MPa； 压缩空气：0.7MPa。
三重管法 水高压射流：20MPa； 浆液高压射流：5MPa； 压缩空气：0.7MPa。
使用范围
主要适用于处理淤泥、 粘性土、 粉土、黄土、 砂、 碎石土 人工填土
第三节 设计计算
一、旋喷直径 二、地基承载力 三、地基变形 四、防渗 五、浆量 六、配方
高压旋喷（高压喷射注浆 ）
• 高压旋喷是利用钻机把带有高压喷嘴的注浆管钻入地层预定位 置，让浆液以高压射流的形式从喷嘴喷射出来，冲击破坏土体， 同时钻杆以一定的速度逐渐提升，使浆液与土体颗粒搅拌混合， 浆液凝固后，在地层中形成固结体，从而达到提高地基性能的 目的。
方法
• 单管法： 浆液高压射流：20MPa。
土桩及灰土桩
设计计算
一、桩径与桩深 桩距小有利于桩间土的挤密。桩径一般300~600mm。桩深一 般大于3m，在12~15m之间。 二、桩距与桩排 桩距设计以桩间土的挤密达到一定的平均密实度为目的，即要 求桩间土的最小干密度要大于1.5t/m3，平均压实系数 λc=0.90~0.93。（压密系数ρd为控制干密度λc与最大干密度ρd, max之比）。 为了桩间土能够均匀挤密，一般采用等边三角形布桩。有 时为了减少桩数，也采用正方形与梅花形桩。
夯击次数与遍数
1、夯击次数
强夯法
夯击次数应按照现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确 定，并且应该同时满足以下条件： 最后两击的平均夯沉量不大于50mm(对于这等夯击能) ； 夯坑周围不应该发生过大的隆起； 不因夯坑过深而发生起锤困难； 各夯击点夯击数应该使土体竖向压缩量最大，而侧向位移 量最小为原 则。一般为4~10击。 2、夯击遍数与间隔 遍数：夯击一般采用2~3遍。 间隔：取决于空隙水压力的消散时间。对于砂土，一般 2~4min，对于粘性土，一般2~4周。
挤密性好的土，如砂土、 可挤密土，如粉 粉土、松散填土 (d为桩 质粘土、非饱和 径) 粘土(d为桩径) 单、双排布桩的 条形基础 含9根以下的独 立基础 满堂布桩基础 (3~5)d (3~6)d (4~6)d (3.5~5)d (3.5~6)d (4~6)d 不可挤密土，如饱 和粘土、淤泥(d为 桩径) (4~5)d (4~6)d (4.5~7)d
垫层铺设
强夯法
作用：扩散夯击能、增强地下水位与地表面距离、支承起重设备。 材料：砂、砾石、碎石。 厚度：0.5~2.0 m。