等能量等變形擠密樁是一種有效的地基加固方法，該處理方法采用專用的施工機(jī)械，首先利用重錘沖擊成孔，成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后在孔中分層填入填充料，先大能量提升重錘，令其自由落體，夯擊填充料，將填土擠到護(hù)筒周圍松散的地基土中，達(dá)到一定程度后，提升重錘到一定高度（等能量），測(cè)定其一擊貫入度，當(dāng)一擊貫入度滿足設(shè)計(jì)要求后，再次填入填充料，夯擊填料，反復(fù)操作直至夯填至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
1 技術(shù)原理
等能量等變形擠密樁技術(shù)原理包括兩部分：
其一，兩次擠密樁間土。首先通過重力勢(shì)能擠密樁間土和夯實(shí)樁身。該技術(shù)成孔采用3.5噸的重錘自由落體沖切地基土成孔，由于施工過程中不取土，將護(hù)筒區(qū)域的土擠向周圍地基土，擠密土體，減小周圍地基土的孔隙，提高地基土的密實(shí)度和承載力，形成第一次擠密；當(dāng)成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，再次提升重錘，進(jìn)行填料夯實(shí)，由于周圍地基土的約束有限，成樁直徑將大于成孔直徑，因此成樁過程再次將樁身部分地基土擠向周圍，形成樁周地基土的第二次擠密。
第二，施工過程中以等能量控制。整個(gè)施工過程采用相同的柱錘、提升相同的高度自由落實(shí)夯實(shí)填充料，并通過相同的的一擊貫入度作為控制指標(biāo)，重錘夯實(shí)最后一擊的測(cè)量類似于一超大型的動(dòng)力觸探檢測(cè)，因此一擊貫入度相同即表明樁身和周圍地基土的密實(shí)度基本一致。這樣通過填料量控制施工及最后一擊貫入度進(jìn)行強(qiáng)度控制，將使原本不均勻的地基變得均勻，有利于控制不均勻沉降。
2、等能量等變形擠密樁施工
2.1施工設(shè)備
采用特種設(shè)備施工，該設(shè)備由機(jī)架、底座部分、主卷揚(yáng)機(jī)、副卷揚(yáng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、控制臺(tái)、落錘及護(hù)筒等組成，如圖2.1.1所示。頂部滑輪和主卷揚(yáng)機(jī)用于起吊落錘進(jìn)行夯擊作業(yè)，三輪滑車及副卷揚(yáng)機(jī)用于壓入和拔出護(hù)筒。底座部分及液壓系統(tǒng)用于設(shè)備自身移動(dòng)、調(diào)整對(duì)位以及保持設(shè)備的穩(wěn)定性。
針對(duì)不同的地質(zhì)條件可分別采用柱錘沖擊成孔設(shè)備和振動(dòng)成孔的設(shè)備。
圖2.1.1 擠密樁施工設(shè)備
設(shè)備特點(diǎn)：
采用液壓傳動(dòng)和控制，施工移動(dòng)靈活、就位方便；船型步履式行走裝置，接地比壓小，耐震性能好；產(chǎn)品功能多，裝運(yùn)方便；其回轉(zhuǎn)、前進(jìn)及后退功能操作簡單，同時(shí)該設(shè)備對(duì)使用環(huán)境條件無特殊要求，電源采用普通三相交流：380V，50HZ即可，應(yīng)用范圍廣。
2.2施工工藝流程
等能量等變形擠密樁施工流程見圖2.2.1
圖2.2.1 施工工藝流程圖
施工工藝如下：
a、準(zhǔn)備工作：樁機(jī)的安裝、調(diào)試；施工放線、定樁位；
b、樁機(jī)就位：將重錘中心對(duì)準(zhǔn)樁位點(diǎn)，再次調(diào)試樁機(jī)；
c、重錘夯擊成孔：利用重錘的重力勢(shì)能沖切地基土成孔，反壓護(hù)筒跟進(jìn)；
d、分層填料：成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，分批填料，每次填料量為0.2m3～0.3m3，約50cm～80cm高。提升重錘，大能量夯擊擠密樁身材料。當(dāng)離施工地面小于2米時(shí)，為防止地面隆起，采用小能量夯擊
e、成樁，設(shè)備移至下一根樁。
f、當(dāng)全部成樁后，采用一定能量的平板夯對(duì)施工的區(qū)域的地面進(jìn)行夯實(shí)。
2.3質(zhì)量控制主要指標(biāo)
a、樁孔的垂直偏差不大于樁長的1%；
b、樁位允許偏差不大于樁身直徑的1/2；
c、填充材料可選用素土，其有機(jī)質(zhì)、垃圾等含量不大于5%。
d、測(cè)定單擊貫入度時(shí)，控制其夯擊能（重錘提升高度），要求變形量≤15cm。
e、樁頂1.5～2.0m范圍內(nèi)所夯填的改良土的配制必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的水泥摻量配料，同時(shí)必須保證拌制均勻。
3、技術(shù)特點(diǎn)
3.1夯擊能量較大、擠密效果好
由于該工藝采用質(zhì)量3.5噸的錘自由落體夯實(shí)，較普通擠密樁錘重大，夯擊能量較大，成孔時(shí)對(duì)樁間土進(jìn)行第一次擠密，在進(jìn)行樁身材料夯實(shí)時(shí)，可對(duì)樁間土進(jìn)行二次擠密，施工過程中，對(duì)于孔口1.5～2.0m以下的填充土體，可通過大能量的夯擊使其密實(shí)度較高，具有較高的強(qiáng)度；而1.5～2.0m以上，由于地基周圍土的約束小，采用平板夯等進(jìn)行夯實(shí)將樁頂和樁側(cè)地基土一并夯實(shí)。因此施工后的密實(shí)度都大幅度提高，圖3.1.1是某項(xiàng)目施工前后地基土標(biāo)貫對(duì)比。
圖3.1.1 某工程施工前后標(biāo)貫對(duì)比
3.2造價(jià)低、縮短工期
由于施工過程兩次擠密樁間土，顯著提高樁間地基土的密實(shí)度，處理后的復(fù)合地基承載力較普通擠密樁承載力顯著提高，因此當(dāng)采用這兩種設(shè)計(jì)方案對(duì)比時(shí)，等能量等變形擠密樁設(shè)計(jì)樁間距較常規(guī)擠密樁間距大，能有效減少樁的數(shù)量，減少材料的消耗，降低造價(jià)。由于其工程量相對(duì)較少，施工速度快，可縮短工期。
3.3能消除地基土的濕陷和液化等特性
黃土濕陷原因：黃土顆粒間原來水分蒸發(fā)后留下的鹽分析出存在與顆粒間成膠結(jié)物，形成了黃土的大孔結(jié)構(gòu)，孔隙比較大，且抗剪強(qiáng)度低。當(dāng)黃土內(nèi)部受浸水濕化作用時(shí)，鹽分溶解，顆粒間的粘結(jié)力降低，使得地基土的抗剪強(qiáng)度降低，外部擾動(dòng)或自重作用誘發(fā)濕陷。黃土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生崩解，使黃土顆粒間膠結(jié)強(qiáng)度弱化，顆粒間相對(duì)遷移，并伴隨小顆粒進(jìn)入大間隙，再次形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
等能量等變形擠密樁施工過程中填料夯實(shí)的過程就是對(duì)原狀土結(jié)構(gòu)破壞，重新夯實(shí)形成新的結(jié)構(gòu)的過程。等能量等變形樁擠密了樁間的孔隙，改變了地基土的顆粒結(jié)構(gòu)，提高了地基土的承載力和抗剪強(qiáng)度，因此能有效消除地基土的濕陷特性。
地基土液化的判斷指標(biāo)為標(biāo)貫擊數(shù)，當(dāng)標(biāo)貫擊數(shù)大于臨界擊數(shù)，地基土不液化，當(dāng)標(biāo)貫擊數(shù)小于臨界擊數(shù)，地基土液化。通過等能量等變形擠密樁施工后由于地基土密實(shí)度顯著提高，標(biāo)貫擊數(shù)也相應(yīng)增加，通過施工和取樣進(jìn)行土工試驗(yàn)分析，采用等能量等變形擠密樁施工后能有效消除地基土的液化。
在欠固結(jié)的回填土中采用樁基時(shí)，由于地基土的固結(jié)造成樁身負(fù)摩阻，使得單樁承載力大大降低。當(dāng)采用等能量等變形擠密樁施工后再施工樁基，地基土的結(jié)構(gòu)被破壞后夯實(shí)，欠固結(jié)被消除，而且樁側(cè)的側(cè)阻也有一定提高，因此采用該工藝能消除地基土的估計(jì)，當(dāng)和其他處理方法結(jié)合使用時(shí)，能顯著提高處理效果，降低造價(jià)。
3.4消除地基土的不均勻性。
該工藝施工過程采用相同的能量和一擊貫入度進(jìn)行控制，土軟弱區(qū)域施工填料較多，較硬的區(qū)域填料少，先施工的區(qū)域填料多，后施工的填料少。施工后復(fù)合地基承載力提高的同時(shí)，也等有效調(diào)節(jié)地基強(qiáng)度的不均勻性，壓縮模量接近，能有效減少地基的不均勻沉降，減少建筑物出現(xiàn)裂縫的可能。
3.5施工材料廣泛，應(yīng)用范圍廣
等能量等變形擠密樁施工材料不受限制，既可以是散體材料，比如碎石、碎磚、砂土、回填土及建筑垃圾，也可以是具有凝結(jié)強(qiáng)度的材料，比如水泥砂拌合物、干硬性混凝土、水泥土。因此設(shè)計(jì)中可以根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基承載力的要求，選擇合適的材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，受樁身強(qiáng)度的影響，一般擠密碎石樁和渣土樁的強(qiáng)度較擠密水泥土和干硬性混凝土樁的強(qiáng)度低。擠密干硬性混凝土樁在建筑地基中使用較多。路基地基處理中，由于要求強(qiáng)度不高擠密碎石樁、渣土樁、水泥土樁都可以采用，施工中由于可就地取材，施工快捷，而且避免材料運(yùn)輸，造價(jià)低，從而被廣泛采用。
4、工程實(shí)例
4.1北京動(dòng)車段
4.1.1工程概況
北京動(dòng)車段檢查、檢修場位于北京市大興區(qū)狼垡村及豐臺(tái)區(qū)寶臺(tái)村一帶，由檢修車間、維修車間、存車場、外皮洗涮及其配套工程等組成。建筑場地東西長約1650米，南北長度約728米。
本場地原為采砂坑，后經(jīng)大面積回填而成。場地填土成分復(fù)雜，強(qiáng)度較低，回填深度差別較大，最深達(dá)28m。對(duì)于場地內(nèi)的鐵路路基及房建部分的地面，均需進(jìn)行加固處理。
4.1.2地質(zhì)資料
根據(jù)調(diào)查及勘探揭示，本場地中部大部分地段原為采砂場，現(xiàn)為渣土及垃圾消納場，表層堆積厚層的建筑垃圾、生活垃圾，場地的東部、西部保持了原始地層狀態(tài)，表層分布了薄層人工堆積層。為了便于地層描述，現(xiàn)將擬建場地劃分兩個(gè)大區(qū)：I區(qū)原始地貌（非采砂）區(qū)；II區(qū)（采砂場）填土區(qū)。
根據(jù)地質(zhì)調(diào)查及本次鉆探揭示，擬建場地內(nèi)揭露地層主要為第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）及第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl），各地層巖性特征、厚度及分布詳見工程地質(zhì)柱狀圖及工程地質(zhì)剖面圖見圖2.1，現(xiàn)簡述如下：
1）第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q4ml）
⑴雜填土①層：褐黃色、灰褐色，松散～稍密，稍濕，成份以建筑垃圾、爐灰為主，局部含有磚塊、瓦塊，粒徑一般為20～70mm，含量約占40%，粉土充填。此層分布不均，層厚0.5～2.0m。
⑵素填土①1層：褐灰色，灰黃色，松散～稍密，稍濕～潮濕，以粉土為主，含有少量的碎磚塊，局部為表土及種植土，含有植物根莖。層厚0.3～3.1m。
2）第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）
⑴粉砂②層：褐黃色，稍濕，稍密，砂質(zhì)均勻，主要成份為石英、長石，含有云母片。層厚0.4～6.7m。
⑵粉土②1層：褐黃色，暗黃色，中密，稍濕，可見云母及氧化鐵條紋，局部可見少量的植物根莖。層厚0.4～3.2m。
⑶細(xì)砂②2層：褐黃色，稍濕，稍密~中密，砂質(zhì)均勻，主要成份為石英、長石，含有云母片。層厚0.7～3.9m。
⑷粉質(zhì)黏土③層：褐黃色，黃褐色，硬塑，含有氧化鐵、云母。層厚0.4～6.9m。
⑸粉土③1層：黃褐色，稍密~中密，稍濕，含有氧化鐵及云母。層厚0.5～3.7m。
⑹黏土③2層：黃褐色，軟塑，局部夾有粉質(zhì)黏土。層厚1.0～1.9m。
⑺粉土④層：褐黃色、黃褐色，稍濕~潮濕，中密~密實(shí)，含有氧化鐵及云母，局部夾有粉質(zhì)黏土薄層和黏土團(tuán)塊。層厚0.9～4.2m。
⑻粉質(zhì)黏土④1層：褐黃色，硬塑，含有氧化鐵，可見云母。層厚1.0～4.4m。
⑼中砂④2層：黃褐色，稍濕，稍密～中密，砂質(zhì)均勻，成份以長石、石英為主，可見云母片，夾有細(xì)砂薄層。層厚0.3～5.0m。
4.1.3設(shè)計(jì)方案
本建筑場地表層為大面積回填土，尚未完成其自重固結(jié)，且回填深度較大，最深處達(dá)20度米。針對(duì)本場地的地基加固方案，前期進(jìn)行了試驗(yàn)和專家論證，最終選用等能量、等變形擠密渣土樁進(jìn)行加固處理。
等能量等變形擠密樁設(shè)計(jì)參數(shù)：根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的承載力要求不同，樁距S=1.6～1.8m，樁徑d=0.6m，正方形布樁，有效加固深度約12.0m。由于場區(qū)為建筑垃圾回填土，因此施工就地取材，采用現(xiàn)場的建筑垃圾作為施工的建筑材料。本項(xiàng)目處理面積約50萬平方米，共設(shè)計(jì)擠密樁180萬延米。
4.1.4擠密樁施工
等能量等變形水泥土擠密樁施工采用專利號(hào)ZL02117383.4的工法進(jìn)行。本工藝是利用特制的快放卷揚(yáng)機(jī)通過無纏繞的油絲繩連接重錘沖擊成孔，達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，分層填料分層夯實(shí)，夯實(shí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)填料的埋置深度利用不同能量和貫入度進(jìn)行控制，通過控制可使同一場地，同一地層的變形一致，可使樁身材料和樁間土的密實(shí)度達(dá)到滿足設(shè)計(jì)要求的均勻密實(shí)度，并且地基不隆起。工藝流程如圖所示：
4.1.5檢測(cè)結(jié)果
施工后對(duì)復(fù)合地基進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)，復(fù)合地基承載力都滿足設(shè)計(jì)要求，加載到?jīng)霰辉O(shè)計(jì)荷載時(shí)最大變形不超過20mm。為檢測(cè)樁身施工效果，采用動(dòng)力觸探對(duì)擠密樁樁身進(jìn)行密實(shí)度檢測(cè)，樁身質(zhì)量完好，都滿足設(shè)計(jì)要求且擊數(shù)都較原來有較大提高。部分渣土樁的靜載荷試驗(yàn)見表4.1.5。
表 4.1 .5 部分渣土樁的載荷試驗(yàn)曲線
樁號(hào)
2倍設(shè)計(jì)荷載對(duì)應(yīng)沉降量（mm）
設(shè)計(jì)荷載對(duì)應(yīng)沉降量（mm）
0.6～3.5m動(dòng)探平均擊數(shù)（擊）
備注
43
29.41
12.19
23
樁間距1.8m，正三角形布置，復(fù)合地基特征值要求120kPa
230
35.86
12.41
7
272
25.61
9.70
13
993
32
14.7
10
878
14.85
6.98
10
1234
11.69
4.55
12
1315
19.96
7.59
7
3643
22.7
7.5
9
3663
23.9
10.72
13
3681
14.26
5.7
12
200
21.31
9.39
17
500
29.32
14.39
15
1018
16.6
7.34
11
174
40.20
16.83
13
樁間距1.6m，正三角形布置，復(fù)合地基特征值要求150kPa
376
40.76
16.80
12
518
36.17
15.38
12
144
23.49
11.32
8
484
33.15
15.63
10
887
17.86
6.30
9
4.2新建鐵路銀川至西安線
4.2.1工程概況：
該項(xiàng)目工點(diǎn)起迄里程：K12+300～K16+612.74，長度4312.74m。工點(diǎn)大里程端為東干一支渠中橋。工點(diǎn)位于興平市南市鎮(zhèn)南市新村北至北市村西側(cè)之間，地貌上屬渭河北岸黃土臺(tái)塬。該處地勢(shì)開闊，地形較為平坦，地勢(shì)北高南低，地面高程507～523m。線路在此以填方形式通過，最大填方高度約為10m。
4.2.2工程地質(zhì)情況
工程處地層為第四系全新統(tǒng)人工填土及上、中更新統(tǒng)風(fēng)積黏質(zhì)黃土。詳述如下：
（1）人工填土（Q4）
人工填土（Q4m13）：淡黃色，為既有鐵路路基填料，厚2～8m，土質(zhì)不均，硬塑，II級(jí)普通土。
（2）第四系上更新統(tǒng)（Q3）
黏質(zhì)黃土（Q3co13）:淺黃色，厚度8～11m，土質(zhì)較均，粉粒為主，具孔隙，可見白色鈣質(zhì)菌絲，軟塑-硬塑，II級(jí)普通土，軟塑σ0=120kPa，硬塑σ0=150kPa。
（3）中更新統(tǒng)（Q2）
黏質(zhì)黃土（Q2co13）:棕黃、棕紅色，厚度大于40m，土質(zhì)較均，夾有數(shù)層古土壤及姜石層，粉粒為主，具孔隙，軟塑-硬塑，III級(jí)硬土，軟塑σ0=120kPa，硬塑σ0=180kPa。
特殊巖土情況：
工點(diǎn)范圍地表廣泛分布第四系黏質(zhì)黃土，具自重濕陷性，K12+400～+900段濕陷等級(jí)為III級(jí)嚴(yán)重，濕陷土厚度約20m；K12+900～K13+300段濕陷等級(jí)為IV級(jí)很嚴(yán)重，濕陷土厚度約20m；K13+300～+700段濕陷等級(jí)為II級(jí)中等，濕陷土厚度12～15m；K13+700～K15+800段濕陷等級(jí)為III級(jí)嚴(yán)重，濕陷土厚度約20m；K15+800～K16+300段濕陷等級(jí)為II級(jí)中等，濕陷土厚度15～18m；K16+300～+612.74段濕陷等級(jí)為III級(jí)嚴(yán)重，濕陷土厚度15～21m。
水文地質(zhì)情況：
本段勘察范圍內(nèi)為渭河水系，線路走形于渭河北岸黃土臺(tái)塬，工點(diǎn)處地下水為第四系孔隙潛水，地下水位埋深大于40m，水質(zhì)良好，對(duì)混凝土不具化學(xué)侵蝕性。
凍結(jié)深度及地震烈度：土壤最大季節(jié)凍土深度50cm。
本工點(diǎn)地震動(dòng)峰值加速度值為0.15g（相當(dāng)于地震基本烈度七度），地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35～0.4s。
4.2.3設(shè)計(jì)方案
1、場地基采用等能量等變形水泥土擠密樁（專利號(hào)ZL02117383.4）處理，成孔深度6米，處理深度8米。
2、等能量等變形水泥土擠密樁樁徑0.6m，均采用等邊三角形布置。
3、地基采用等能量等變形水泥土擠密樁處理后，地表采用質(zhì)量為4.0t、底面積為1m2的方錘進(jìn)行低能量的普夯。樁頂設(shè)0.8m厚6%水泥改良土墊層，墊層壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)與基床底層相同，墊層內(nèi)鋪設(shè)二層水泥格柵。
4、地基處理完成后按有關(guān)要求進(jìn)行檢測(cè)
4.2.4等能量等變形水泥土擠密樁施工
等能量等變形水泥土擠密樁施工采用專利號(hào)ZL02117383.4的工法進(jìn)行。
4.2.4.1 工藝特點(diǎn)
本工藝是利用特制的快放卷揚(yáng)機(jī)通過無纏繞的油絲繩連接重錘沖擊成孔，達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，分層填料分層夯實(shí)，夯實(shí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)填料的埋置深度利用不同能量和貫入度進(jìn)行控制，通過控制可使同一場地，同一地層的變形一致，可使樁身材料和樁間土的密實(shí)度達(dá)到滿足設(shè)計(jì)要求的均勻密實(shí)度，并且地基不隆起。
4.2.4.2 工藝流程
工藝流程如下所示：
1）測(cè)量放線
測(cè)量放線采用三級(jí)控制手段，按設(shè)計(jì)提供的坐標(biāo)點(diǎn)放出區(qū)域邊界線，并用明顯的標(biāo)記標(biāo)示出來。
2）樁位布設(shè)
按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行樁位布設(shè)，樁位測(cè)量誤差≤20mm。
根據(jù)設(shè)計(jì)給定的區(qū)域及樁間距進(jìn)行布樁。
樁位應(yīng)設(shè)置不易破壞的標(biāo)志，可參考如下方法設(shè)置：先用一根鋼釬在樁位點(diǎn)錘擊至20cm深度，然后將鋼釬拔出，形成一個(gè)小細(xì)孔，在細(xì)孔內(nèi)灌入白灰，插入一根系有紅布條的竹簽，錘擊幾下，使得竹簽不易被拔出。樁位布設(shè)完成后，應(yīng)對(duì)樁進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)。
3）移機(jī)就位
成孔設(shè)備對(duì)位時(shí)，調(diào)整設(shè)備水平支穩(wěn)后，將細(xì)長錘緩慢放至離地面5cm處，使重錘中心與放好的樁位處的竹簽對(duì)齊，對(duì)位誤差不應(yīng)超過20mm。
4）沖擊成孔
錘重3.5～4.0噸，錘長5米，錘直徑不小于355mm，成孔時(shí)不采用跟護(hù)筒施工時(shí)應(yīng)采用直徑377mm的錘。
成孔深度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)成孔深度。成孔直徑不小于400mm，成樁應(yīng)采取橫移退打的方式自中間向兩端對(duì)稱進(jìn)行施工或自一側(cè)向單一方向進(jìn)行施工。
成孔過程中如塌孔或縮頸現(xiàn)象嚴(yán)重，無法成孔時(shí)，可采用護(hù)筒施工，但護(hù)筒壁應(yīng)設(shè)觀察口（間距2.0m），頂部設(shè)進(jìn)料口（觀察口）。
成孔在遇到地下大塊障礙物無法穿越時(shí)，應(yīng)先用填料將原樁孔夯實(shí)擠密至地表，然后在其周圍不超過1倍樁間距范圍內(nèi)補(bǔ)樁，重新成孔填料夯擊。
5）填料
填料應(yīng)采用水泥土，水泥土水泥摻量不小于8%。土料宜選用粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土或砂質(zhì)粉土；不得含有凍土或膨脹土及生活垃圾，有機(jī)質(zhì)含量不得超過5%。混合料含水量應(yīng)滿足土料的最優(yōu)含水量wop-（1%~2%）。
6）夯實(shí)樁底
成孔至設(shè)計(jì)要求深度后，向孔內(nèi)填入一定量水泥土，利用重錘將填料再次夯擊至成孔深度，反復(fù)進(jìn)行，直至單擊貫入度小于設(shè)計(jì)要求（單擊貫入度是指：3.5噸重錘提升2m自由落體一次的貫入度，單擊貫入度可按照表2執(zhí)行，其數(shù)值可根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整），使樁端下3～5m范圍內(nèi)的土體得到有效加固。
7）夯實(shí)樁身
樁身填料應(yīng)分層填入樁孔夯實(shí)，每次填料量為0.20m³～0.30m³，每層填料至少夯擊3次，最后一擊提錘高度2m的貫入度應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求，否則應(yīng)繼續(xù)夯擊直至滿足要求，使樁身水平向2～3米范圍內(nèi)土體得到有效加固。反復(fù)進(jìn)行直至距樁頂2m位置處。
8）夯樁頂
成樁至距地面2m時(shí)應(yīng)采取低落距錘夯擊，以地面隆起不超過15cm為宜，單擊貫入不大于表2的要求。提錘高度可參照表3。
水泥土擠密樁施工完成后，應(yīng)及時(shí)對(duì)樁位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)，為下一步質(zhì)量檢驗(yàn)創(chuàng)造便利條件
單擊貫入度表表2
序號(hào)
樁間距（m）
單擊貫入度（cm）
1
1.5
12
2
1.6
10
3
1.7
8
重錘提升高度與樁身標(biāo)高關(guān)系表表3
序號(hào)
成孔深度（m）
重錘提升高度（m）
1
0.00
2.00
2
1.00
2.00
3
2.00
3.00
4
3.00
5.00
5
≥4.00
6.00
9）施工記錄
施工單位應(yīng)對(duì)每根樁的施工過程進(jìn)行詳細(xì)記錄，應(yīng)至少包含以下內(nèi)容：成孔時(shí)間、樁編號(hào)、是否設(shè)置護(hù)筒、成樁過程中填料成份、每米錘擊數(shù)、提錘高度、每次填料量、貫入度。
路基地基處理措試樁施工表
序號(hào)
里程
地基處理措施
技術(shù)參數(shù)
備注
1
K12+300.0～K13+300.00、K13+700.0～K15+800.00、K16+300.0～K16+612.74
基底采用等能量等變形水泥土擠密樁加固
樁徑0.6m，樁間距1.5m，樁長8.0m，采用正三角形布置。單樁承載力240kN，復(fù)合地基承載力216kPa。
Z1組樁
2
樁徑0.6m，樁間距1.6m，樁長8.0m，采用正三角形布置。單樁承載力265kN，復(fù)合地基承載力216kPa。
Z2組樁
3
樁徑0.6m，樁間距1.7m，樁長8.0m，采用正三角形布置。單樁承載力295kN，復(fù)合地基承載力216kPa。
Z3組樁
4
基底采用水泥土擠密樁加固
樁徑0.4m，樁間距1.0m，樁長8.0m，采用正三角形布置。單樁承載力104kN，復(fù)合地基承載力216kPa。
Z4組樁
 
4.2.4.3質(zhì)量檢驗(yàn)
1）施工應(yīng)特別要加強(qiáng)施工過程控制。
2）施工過程應(yīng)隨時(shí)檢查施工記錄及現(xiàn)場施工情況，并對(duì)照預(yù)定的施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。對(duì)質(zhì)量有懷疑的工程樁，應(yīng)用重型動(dòng)力觸探進(jìn)行自檢。
3）水泥土擠密樁施工結(jié)束14d后，采用載荷試驗(yàn)對(duì)復(fù)合地基承載力進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)樁數(shù)每組3處，要求復(fù)合地基承載力不小于216kPa。
4）擠密樁施工前后，分別采用釬探對(duì)樁間土進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)比擠密樁施工前后樁間土的密實(shí)度。
4.2.4.4施工注意事項(xiàng)
1）施工人員進(jìn)入現(xiàn)場應(yīng)帶好安全帽,各種機(jī)電設(shè)備、卷揚(yáng)機(jī)、鋼絲繩要定期檢修,非操作人員不得擅動(dòng)設(shè)備。
2）樁機(jī)嚴(yán)禁吊錘回轉(zhuǎn)和行走同時(shí)進(jìn)行,樁機(jī)在細(xì)長錘吊離地面的情況下,嚴(yán)禁操作人員離開工作崗位。
3）樁機(jī)行走時(shí)應(yīng)先清理地面上的障礙物和挪動(dòng)電纜,挪動(dòng)電纜時(shí)應(yīng)戴好絕緣手套,注意防止電纜磨損漏電。
4）不設(shè)護(hù)筒施工時(shí)，細(xì)長錘升起時(shí)除機(jī)手外的所有人員必須遠(yuǎn)離樁機(jī)，以防鋼絲繩崩斷，細(xì)長錘傾倒；采用護(hù)筒施工時(shí)，細(xì)長錘提升高度不應(yīng)高出護(hù)筒頂部。
5）成孔及成樁過程中，注意防止磚石飛濺傷人，填料人員填料前應(yīng)向樁機(jī)操作人員提示,填料后填料人員應(yīng)迅速離開填料孔,并向樁機(jī)操作人員提示,打樁操作人員在得到填料人員提示后方可進(jìn)行相應(yīng)的操作程序。
6）施工過程中如遇大風(fēng)應(yīng)停止作業(yè),將樁機(jī)穩(wěn)定好。
7）樁機(jī)操作人員應(yīng)了解樁機(jī)的性能、構(gòu)造并熟悉操作、保養(yǎng)的方法,方能操作。
8）在樁機(jī)架上裝拆維修機(jī)件、進(jìn)行高空作業(yè)時(shí)必須系好安全帶。
9）每臺(tái)班開工前及收工后,及時(shí)檢查樁機(jī)配電箱、電纜等部位,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理并做好交接手續(xù)。
10）夜間施工,工地應(yīng)有足夠的照明。現(xiàn)場配電接線人員必須由電工進(jìn)行,電工須持證上崗,電工操作必須穿戴必要的絕緣保護(hù)用品。
11）施工過程中應(yīng)注意有害氣體的檢測(cè)與防護(hù)，確保安全。
4.2.5檢測(cè)結(jié)果
在等能量等變形擠密樁施工前后，分別對(duì)樁間土進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，擠密樁施工后的樁間土密實(shí)度明顯提高。檢測(cè)結(jié)果如下：
通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：等能量等變形擠密樁和夾桿樁施工相同，樁間土的密實(shí)度明顯提高；對(duì)于不同的樁間距，可通過夯擊貫入度來控制樁間土的密實(shí)度。
4.3 蘭州保利項(xiàng)目
4.3.1 工程概況
蘭州保利領(lǐng)秀山項(xiàng)目位于甘肅蘭州市安寧區(qū)以北的皋蘭縣忠和鎮(zhèn)南部的鹽池，同蘭州市第二中心、蘭州科教新城、蘭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)接壤。
項(xiàng)目占地400多畝，前期開發(fā)3個(gè)地塊共計(jì)207.3畝。包括高層區(qū)和別墅區(qū)，其中高層占地79.3畝，別墅區(qū)占地128畝，見圖1。總建筑面積約40萬m2。高層區(qū)包括7棟高層，結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ)，地上為32-34層不等，地下1-2層；別墅區(qū)包括54棟3層別墅和4棟7層的洋房， 短支剪力墻結(jié)構(gòu)。
4.3.2 地質(zhì)情況
本工程地處隴西黃土高原的西北部，位于甘肅省蘭州市安寧區(qū)以北的皋蘭縣忠和鎮(zhèn)南部的鹽池村。高層區(qū)總體地形地勢(shì)東北高西南低，高程介于1722.79-1735.52m，自東北向西南呈緩坡，原地貌標(biāo)高見圖2。勘察場地主要發(fā)育為Ⅳ級(jí)階地。勘察區(qū)總體地貌單元為黃土梁峁溝壑區(qū)中低山地貌，規(guī)劃區(qū)場地為挖山填溝整平，填方區(qū)域重要集中在別墅區(qū)東側(cè)及高層區(qū)的中部和西側(cè)。典型地質(zhì)剖面見圖。
本工程的地質(zhì)條件具有以下幾方面特點(diǎn)：
1）基礎(chǔ)底面土性差別較大
由于場區(qū)是挖山填溝整平的場地，基礎(chǔ)底面的直接持力層土性差別較大，包括填土、黃土、基巖，易出現(xiàn)不均勻沉降。
2）深厚填土
回填深度深淺不一，淺處可能1-2m，最深處可達(dá)30m。場地填土層屬新近回填土，呈欠固結(jié)狀態(tài)，性質(zhì)不均，壓縮變形大，承載力特征值約為80kPa，不處理對(duì)后期地基的沉降影響較大。
3）基巖埋深相差較大
基巖是本工程設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)的較好的持力層，但本工程基巖起伏較大，其中風(fēng)化砂巖層(E)，埋深8.6-27.8m，勘察厚度1.5-11.2m（未穿透），層面高程介于1697.39-1720.43m 之間。
4）典型濕陷性黃土
本工程地處甘肅地區(qū)，屬典型濕陷性黃土地區(qū)，回填的黃土具有較強(qiáng)的濕陷性，挖方區(qū)濕陷性土層分布深度3.7～17.3m，其中挖方區(qū)濕陷系數(shù)δs=0.003～0.173，自重濕陷性系數(shù)δzs=0.003～0.162，計(jì)算總濕陷量Δs=90～2321mm，計(jì)算自重濕陷量Δzs=39～2062mm，部分孔屬于Ⅳ級(jí)自重濕陷性土層，部分孔屬Ⅰ級(jí)非自重-Ⅱ級(jí)非自重濕陷性黃土。
填方區(qū)濕陷性土層分布深度9.2～29.1m，填方區(qū)土層濕陷性系數(shù)δs=0.002～0.172，自重濕陷性系數(shù)δzs=0.001～0.162，計(jì)算總濕陷量Δs=734～3457mm，計(jì)算自重濕陷量Δzs=751～3348mm，場地填方區(qū)屬Ⅳ級(jí)自重濕陷性土層。
4.3.3 試驗(yàn)情況
本次試驗(yàn)場地為高層填方區(qū)，土層厚度約35.0m，其濕陷性土層分布深度為16.8～24.4m。在該高層填方區(qū)6#樓北側(cè)選擇一17.0m×17.0m區(qū)域作為試驗(yàn)區(qū)。采用等能量等變形擠密樁，填入粉質(zhì)黏土，每次填方不超過0.3m3，并加入適當(dāng)?shù)乃怪車鷶D密土的含水量接近最優(yōu)含水量，控制指標(biāo)為夯擊次數(shù)不少于3次。共進(jìn)行4組試樁，梅花形布樁。
圖16 擠密樁平面布置圖
擠密樁施工參數(shù) 表11
試樁區(qū)域
直徑（mm）
間距(m2)
樁長(m)
樁數(shù)(根)
Ⅰ區(qū)
600
2.0×2.0
25
9
Ⅱ區(qū)
600
1.8×1.8
25
11
Ⅲ區(qū)
400
1.6×1.6
20
9
Ⅳ區(qū)
400
1.8×1.8
20
15
②檢測(cè)方法：
通過人工開挖探井，在樁身位置、兩樁間位置、三樁間形心位置自樁頂向下0.5m起每隔1.0m取原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，取樣位置見圖17所示。
圖17 原狀土取樣點(diǎn)布置圖
通過室內(nèi)含水率試驗(yàn)、密度試驗(yàn)、擊實(shí)試驗(yàn)和黃土濕陷性試驗(yàn)，得出樁身土壓實(shí)系數(shù)、樁間土擠密系數(shù)、三樁間土擠密系數(shù)和濕陷系數(shù)。
③檢測(cè)結(jié)果：
Ⅰ區(qū)樁身土平均壓實(shí)系數(shù)為0.97，兩樁間土平均擠密系數(shù)為0.93，三樁間土最小擠密系數(shù)為0.89。在地基處理深度范圍內(nèi)兩樁間土濕陷性全部消除，三樁間土在地面以下濕陷性全部消除。
4.3.5 工程施工情況
擠密樁施工
施工工程施工設(shè)計(jì)樁徑為600mm，樁長14.8-21.8m，樁間距1.8m，正三角形布置。
本次施工每次填料不大于0.2方，填料后夯擊5次，樁身填料量不小于理論量的1.2倍，距離地面2米內(nèi)時(shí)，重錘螺距減小2-3米，夯擊次數(shù)適當(dāng)增加，保證單擊貫入度小于10cm，夯至地面時(shí)應(yīng)采取低落距錘夯擊，以地面隆起不超過15cm。
擠密樁檢測(cè)：
樁體的壓實(shí)系數(shù)0.97-0.99，樁體的平均壓實(shí)系數(shù)為0.98，兩樁間土的擠密系數(shù)為0.90-0.99,兩樁間土的平均擠密系數(shù)為0.95。三樁間土的擠密系數(shù)為0.90-0.98，三樁間土的平均擠密系數(shù)為0.94。
下載
