【正文】 二灰還有吸水膨脹及化學(xué)反應(yīng)而擠密軟弱土層的作用。這類樁的加固原理與設(shè)計方法與砂樁擠密法相同。二、夯 （壓） 實 法夯（壓）實法對砂土地基及含水量在一定范圍內(nèi)的軟弱粘性土可提高其密實度和強度，減少沉降量。此法也適用于加固雜填土和黃土等。按采用夯實手段的不同可對淺層或深層土起加固作用，淺層處理的換土墊層法（第二節(jié)）需要分層壓實填土，常用的壓實方法是碾壓法、夯實法和振動壓實法。還有淺層處理的重錘夯實法和深層處理的強夯法(也稱動力固結(jié)法） 。(一)重錘夯實法重錘夯實法是運用起重機械將重錘(一般不輕于 15kN)提到一定高度(3~4m)然后錘自由落下，這樣重復(fù)夯擊地基，使它表層( 在一定深度內(nèi)) 夯擊密實而提高強度。它適用于砂土、稍濕的粘性土，部分雜填土、濕陷性黃土等，是一種淺層的地基加固方法。重錘的式樣常為一截頭圓錐體(圖 65)，重為 15~30kN，錘底直徑 ~，錘底面自重靜壓力約為 15~25kPa，落距一般采用 ~。重錘夯實的有效影響深度與錘重、錘底直徑、落距及地質(zhì)條件有關(guān)。國內(nèi)某地經(jīng)驗，一般砂質(zhì)土，當(dāng)錘重為 15kN，錘底直徑 ，落距3~4m 時，夯擊 6~8 遍，夯擊有效深度約為 ~，為達到預(yù)期23 / 38加固密實度和深度，應(yīng)在現(xiàn)場進行試夯，確定需要的落距、夯擊遍數(shù)等。夯擊時，土的飽和度不宜太高，地下水位應(yīng)低于擊實影響深度，在此深度范圍內(nèi)也不應(yīng)有飽和的軟弱下臥層，否則會出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象，嚴重影響夯實效果，含水量過低消耗夯擊功能較大，還往往達不到預(yù)期效果。一般含水量應(yīng)盡量控制接近擊實土的最佳含水量或控制在塑液限之間而稍接近塑限，也可由試夯確定含水量與錘擊功能的規(guī)律，以求能用較少的夯擊遍數(shù)達到預(yù)期的設(shè)計加固深度和密實度，從而指導(dǎo)施工。一般夯擊遍數(shù)不宜超過 8~12 遍，否則應(yīng)考慮增加錘重、落距或調(diào)整土層含水量。 圖 615 夯錘 重錘夯實法加固后的地基應(yīng)經(jīng)靜載試驗確定其承載力，需要時還應(yīng)對軟弱下臥層承載力及地基沉降進行驗算。 (二) 強夯法強夯法，亦稱為動力固結(jié)法，是一種將較大的重錘(一般約為 80~400kN，最重達 2022kN)從6~20m 高處(最高達 40m)自由落下，對較厚的軟土層進行強力夯實的地基處理方法。它的顯著特點是夯擊能量大，因此影響深度也大。并具有工藝簡單，施工速度快、費用低、適用范圍廣、效果好等優(yōu)點。強夯法適用于碎石類土、砂類土、雜填土、低飽和粉 土和粘 土、濕陷性黃土等地基的加固，效果較好。對于高飽和軟粘土(淤泥及淤泥質(zhì)土) 強夯處理效果較差，但若結(jié)合夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗粒料，強行夯入 形成復(fù)合地基（稱為強夯置換或動力擠淤） ，處理 圖 611 強夯法示意圖效果較好。強夯法雖然在實踐中已被證實是一種較好的地基處理方法，但其加固機理研究尚待完善。目前對強夯加固機理根據(jù)土的類別 圖 616 強夯法示意圖和強夯施工工藝的不同分為三種加固機理： （1）.動力擠密：在沖擊型荷載作用下，在多孔隙、粗顆粒、非飽和土中，土顆粒相對位移，孔隙中氣體被擠出，從而使得土體的孔隙減小、密實度增加、強度提高以及變形減??；（2）動力固結(jié)：在飽和的細粒土中，土體在夯擊能量作用下產(chǎn)生孔隙水壓力使土體結(jié)構(gòu)被破壞，土顆粒間出現(xiàn)裂隙，形成排水通道，滲透性改變，隨著孔隙水壓力的消散土開始密實，抗剪強度、變形模量增大。在夯擊過程中并伴隨土中氣體體積的壓縮，觸變的恢復(fù)，粘粒結(jié)合水向自由水轉(zhuǎn)化等。圖 616 為某一工地土層強夯前后強度提高的測定情況；（3）動力置換：在飽和軟粘土特別是淤泥及淤泥質(zhì)土中，通過強夯將碎石填充于土體中，形成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力。 強夯法的設(shè)計如下：(1)有效加固深度：強夯的有效加固深度影響因素很多，有錘重、錘底面積和落距，還有地基土性質(zhì)，土層分布，地下水位以及其他有關(guān)設(shè)計參數(shù)等。我國常采用的是根據(jù)國外經(jīng)驗方式進行修正后的估算公式：24 / 38 （636）MhH??式中：H—有效加固深度(m)； M—錘重(以 10kN 為單位)； h—落距(m)； α—對不同土質(zhì)的修正系數(shù)，參見表 65 圖 617 修正系數(shù) α 表 65土的名稱 黃土 一般對粘性土、粉土砂土 碎石土（不包括塊石、漂石）塊石、礦渣 人工填土α ~ ~ ~ ~ ~ ~上式未反映土的物理力學(xué)性質(zhì)的差別，僅作參考，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定，缺乏資料時也可按相關(guān)規(guī)范提供的數(shù)據(jù)預(yù)估。（2）強夯的單位夯擊能：單位夯擊能指單位面積上所施加的總夯擊能，它的大小應(yīng)根據(jù)地基土的類別、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小和處理的深度等綜合考慮，并通過現(xiàn)場試夯確定。對于粗粒土可取 1000~4000)KNm／m 2；對細粒土可取 1500~5000kNm／m 2。夯錘底面積對砂類土一般為(3~4)m 2，對粘性土不宜小于 6m2。夯錘底面靜壓力值可取 24~40kPa，強夯置換錘底靜壓力值可取 40~200 kPa。實踐證明，圓形夯錘底并設(shè)置可取 250~300mm 的縱向貫通孔的夯錘，地基處理的效果較好。（3）夯擊次數(shù)與遍數(shù)：夯擊次數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線以及最后兩擊夯沉量之差并結(jié)合現(xiàn)場具體情況來確定。施工的合理夯擊次數(shù)，應(yīng)取單擊夯沉量開始趨于穩(wěn)定時的累計夯擊次數(shù)，且這一穩(wěn)定的單擊夯沉量即可用作施工時收錘的控制夯沉量。但必須同時滿足：① 最后兩擊的平均夯沉量不大于 50mm，當(dāng)單擊夯擊能量較大時，應(yīng)不大于 100mm，當(dāng)單擊夯擊能大于 6000kNm 時不大于 200mm；②夯坑周圍地基不應(yīng)發(fā)生過大的隆起；③不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。各試夯點的夯擊數(shù)，應(yīng)使土體豎向壓縮最大，而側(cè)向位移最小為原則，一般為 5~15 擊。夯擊遍數(shù)一般為 2~3 遍，最后再以低能量滿夯一遍。 （4）間歇時間：對于多遍夯擊，兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的時間間隔，主要取決于加固土層孔隙水壓力的消散時間。對于滲透性較差的粘性土地基的間隔時間，應(yīng)不小于 3~4 周，滲透性較好的地基可連續(xù)夯擊。（5）夯點布置及間距：夯點的布置一般為正方形、等邊三角形或等腰三角形，處理范圍應(yīng)大于基礎(chǔ)范圍，宜超出 1/2~2/3 的處理深度，且不宜小于 3m。夯間距應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)和要求處理的深度來確定。一般第一遍夯擊點間距可取 5~9m，第二遍夯擊點位于第一遍夯擊點之間，以后各遍夯擊點間距可與第一遍相同，也可適減小。 強夯法施工前，應(yīng)先在現(xiàn)場進行原位試驗(旁壓試驗、十字板試驗、觸探試驗等) ，取原狀土樣測定含水量、塑限液限、粒度成分等，然后在試驗室進行動力固結(jié)試驗或現(xiàn)場進行試驗性施工，以取得有關(guān)數(shù)據(jù)。為按設(shè)計要求(地基承載力、壓縮性、加固影響深度等) 確定施工時每一遍夯擊的最佳夯擊能、每一點的最佳夯擊數(shù)、各夯擊點間的間距以及前后兩遍錘擊之間的間歇時間(孔隙承壓力消散時間)等提供依據(jù)。 強夯法施工過程中還應(yīng)對現(xiàn)場地基土層進行一系列對比的觀測工作，包括：地面沉降測定；孔隙水壓力測定；側(cè)向壓力、振動加速度測定等。對強夯加固后效果的檢驗可采用原位測試的方法如現(xiàn)場十字板、動力觸探、靜力觸探、荷載試驗、波速試驗等；也可采用室內(nèi)常規(guī)試驗、室內(nèi)動力固結(jié)試驗等。25 / 38 近年來國內(nèi)外有采用強夯法作為軟土的置換手段，用強夯法將碎石擠入軟土形成碎石墊層或間隔夯入形成碎石墩(樁)，構(gòu)成復(fù)合地基，且已列相關(guān)的行業(yè)規(guī)范。 強夯法除了尚無完整的設(shè)計計算方法，施工前后及施工過程中需進行大量測試工作外，還有諸如噪聲大，振動大等缺點，不宜在建筑物或人口密集處使用；加固范圍較小(5000cm 2)時不經(jīng)濟。三、振沖法 振沖法主要的施工機具是振沖器、吊機和水泵。振沖器是一個類似插入式混凝土振搗器的機具，其外殼直徑為 ~，長 2~5m，重約 20~50kN，筒內(nèi)主要由一組偏心塊、潛水電機和通水管三部分組成如圖 68 所示。 振沖器有兩個功能，一是產(chǎn)生水平向振動力(40～90kN)作用于周圍土體；二是從端部和側(cè)部進行射水和補給水。振動力是加固地基的主要因素，射水起協(xié)助振動力在土中使振沖器鉆進成孔，并在成孔后清孔及實現(xiàn)護壁作用。施工時，振沖器由吊車或卷揚機就位后(圖 69)，打開下噴水口，啟動振沖器，在振動力和水沖作用下，在土層中形成孔洞，直至設(shè)計標高。然后經(jīng)過清孔，用循環(huán)水帶出孔中稠泥漿后，向樁孔逐段添加填料(粗砂、礫砂、碎石、卵石等 )，填料粒徑不宜大于 80mm，碎石常用20mm~50mm，每段填料均在振沖器振動作用下振擠密實，達到要求密實度后就可以上提，重復(fù)上述操作直至地面，從而在地基中形成一根具有相當(dāng)直徑的密實樁體，同時孔周圍一定范圍的土也被擠密?？變?nèi)填料的密實度可以從振動所耗的電量來反映，通過觀察電流變化來控制。不加填料的振沖法密實法僅適用于處理粘粒含量不大于 10%的粗砂、中砂地基。振沖法的顯著優(yōu)點是用一個較輕便的機具，將強大的水平振動(有的振沖器也附有垂直向的振動)直接遞送到深度可達 20m 左右的軟弱地基內(nèi)，施工設(shè)備較簡單，操作方便，施工速度快，造價較低。缺點是加固地基時要排出大量的泥漿，環(huán)境污染比較嚴重。振沖法法根據(jù)其加固機理不同，可分為振沖置換和振沖密實兩類（見表 61） 。 (一) 對砂類土地基振動力除直接將砂層擠壓密實外，還向飽和砂土傳播加速度，因此在振沖器周圍一定范圍內(nèi)砂土產(chǎn)生振動液化。液化后的土顆粒在重力、上覆土壓力及外添填料的擠壓下重新排列變得密實，孔隙比大為減小，從而提高地基承載力及抗震能力；另一方面，依靠振沖器的重復(fù)水平振動力，在加回填料情況下，通過填料使砂層擠壓加密。 (二) 對粘性土地基 軟粘性土透水性很低，振動力并不能使飽和土中孔隙水迅速排除而減小孔隙比，振動力主要是把添加料振密并擠壓到周圍粘土中去形成粗大密實的樁柱，樁柱與軟粘土組成復(fù)合地基。復(fù)合地基承受荷載后，由于地基土和樁體材料的變形模量不同，故土中應(yīng)力集中到樁柱上，從而使樁周軟土負擔(dān)的應(yīng)力相應(yīng)減少。與原地基相比，復(fù)合地基的承載力得到提高。26 / 38 圖 618 振沖器構(gòu)造示意圖 圖 619 振沖施工過程振沖法處理地基最有效的土層為砂類土和粉土，其次為粘粒含量較小的粘性土，對于粘粒含量大于 30%的粘性土，則擠密效果明顯降低，主要產(chǎn)生置換作用。振沖樁加固砂類土的設(shè)計計算，類似于擠密砂樁的計算，即根據(jù)地基土振沖擠密前后孔隙比進行；對粘性土地基應(yīng)按后面介紹的復(fù)合地基理論進行，另外也可通過現(xiàn)場試驗取得各項參數(shù)。當(dāng)缺乏資料時，可參考表 66 進行設(shè)計。 表 66加固方法 振沖置換法 振沖密實法孔位的布置 等邊三角形和正方形 等邊三角形和正方形孔位的間距和樁長間距應(yīng)根據(jù)荷載大小，原地基土的抗剪強度確定，可用 ~。荷載大或原土強度低時，宜取較小間距；反之，宜取較大間距。對樁端未達到相對硬層的短樁，應(yīng)取小間距。樁長的確定，當(dāng)相對硬層的埋深不大時，按其深度確定，當(dāng)相對硬層的埋深較大時，按地基的變形允許值確定。不宜短于 4m。在可液化的地基中，樁長應(yīng)按要求的抗震處理深度確定。樁直徑按所用的填料量計算，常為 ~?？孜坏拈g距視砂土的顆粒組成、密實要求、振沖器功率等而定，砂的粒徑越細，密實要求越高，則間距應(yīng)越小。使用30kW 振沖器，間距一般為~；55kw 振沖器間距可采用~；使用 75kW 大型振沖器，間距可加大到 ~。填料碎石、卵石、角礫、圓礫等硬質(zhì)材料，最大直徑不宜大于 80mm，對碎石常用粒徑為20~50mm。宜用碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、粗砂、中砂等硬質(zhì)材料，在施工不發(fā)生困難的前提下，粒徑越粗，加密效果越好。 振沖法加固砂性土地基，宜在加固半個月后進行效果檢驗，粘性土地基則至少要一個月才能進行。檢驗方法可采用靜載試驗，標準貫入試驗，靜力觸探或土工試驗等方法，對加固前后進行對比。第六節(jié) 化學(xué)固化法化學(xué)固化法是在軟土地基土中摻入水泥、石灰等，用噴射、攪拌等方法使與土體充分混合固化；或把一些能固化的化學(xué)漿液(水泥漿、水玻璃、氯化鈣溶液等) 注入地基土孔隙，以改善地基土27 / 38的物理力學(xué)性質(zhì)，達到加固目的。按加固材料的狀態(tài)可分為粉體類(水泥、石灰粉末) 和漿液類(水泥漿及其他化學(xué)漿液)。按施工工藝可分為低壓攪拌法 (粉體噴射攪拌樁、水泥漿攪拌樁 )、高壓噴射注漿法（高壓旋噴樁等）和膠結(jié)法(灌漿法、硅化法) 三類，下面分別予以介紹。一、粉體噴射攪拌(樁)法和水泥漿攪拌(樁) 法深層攪拌法是用于加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是通過深層攪拌機械，在地基深處就地，利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土固化成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強度的樁體，其與樁間土組成復(fù)合地基。固化劑主要采用水泥、石灰等材料，與砂類土或粘性土攪拌均勻，在土中形成豎向加固體。它對提高軟土地基承載能力，減小地基的沉降量有明顯效果。當(dāng)采用的固化劑形態(tài)為漿液固化劑時，常稱為水泥漿攪拌樁法，當(dāng)采用粉狀固化劑時，常稱粉體