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高速铁路路基技术 2004年4月 复合地基 1、定义 由两种刚度(模量)不同的材料 (桩体与桩 间土)所组成，在相对刚性基础上两者共同 分担上部荷载，并协调变形的地基。 2、分类 桩体按成桩采用的材料分为： 散体土类桩：碎石桩、砂桩； 冰泥土类桩：水泥搅拌桩、粉喷桩、旋喷 桩 混凝土类桩： CFG桩 复合地基 按成桩后桩体的强度分： 柔性桩：散体土类桩 半刚性桩：水泥土类桩 刚性桩：混凝土类桩 3、 复合地基的作用机理 √桩体作用 √垫层作用：桩土复合地基垫层 √加速固结作用 碎石桩，砂桩具有良好的透水性，加速地基固 结。 水泥土类桩与混凝土类桩也可加速地基固结。 √挤密作用 砂桩、碎石桩施工过程中由于振动，挤压，排土 作用等原因，使桩间土起到一定的密实作用。 √加筋作用 复合地基提高土体的抗剪强度，增加土坡的抗滑能力。 4、 复合地基的破坏模式 √刺入破坏——混凝土类桩 √鼓胀破坏——碎石桩 √整体剪切破坏 √滑动破坏 5 、 应力特性、承载力与变形特性 √桩土应力比 √复合地基承载力 √复合地基 复合地基 6、粉喷桩 6.1特点 通过特殊装置将压缩空气和粉体固化材料， 经过高压软管和搅拌轴送到搅拌叶片的喷嘴喷出。借 助叶片的旋转，在叶片的背后产生孔隙，安装在叶片 背后的喷嘴将压缩空气连同粉体固化材料一起喷出， 混合气体在孔隙中压力急剧降低，使固化材料黏附在 旋转产生孔隙的土中，转到半周另一叶片将土和粉体 固化材料搅拌混合在一起。 复合地基 6.2 施工工具 搅拌主机，粉体固化材料供给机，空气压缩机，搅拌翼，动力部分。 6.3 施工工序 √开工 √钻孔对位 √钻孔至设计深度 √打开送料阀门，关闭送气阀门，喷粉。 √确认粉到达桩底，提升钻头，继续喷粉。 √提升至设计标高，停止喷粉。 √打开送气阀，关闭送料阀，空压机不停，搅拌钻头升至桩顶，停止提升，转 2min。 √在钻至复搅深度，反钻提升，复搅。 √提升至地面，停主电机，空压机 6.4操作要点 试桩不少于2根，确定施工参数：钻进速度，提升速度， 搅拌速度，其流量，空气压力。 必须钻到设计深度。 复搅时(停止喷粉),重叠长度不小于1米。 6.5 质量检测 桩身无侧限抗压强度：抽检2%0,没工点不少于2根。成 桩28天后，在桩径方向1/4初，桩头至2/3桩长。 复合地基承载力：沿线路纵向每100米1处，不少于一处。 载荷板试验。 7、水泥搅拌桩 7.1 施工程序 √钻机就位 √预搅下沉 √按设计确定的配合比，制备水泥浆 √提升、喷浆、搅拌 √重复上、下搅拌 √清洗 √移位 7.2施工注意事项 √在顶端0.3~0.5m时，上覆压力较小，搅拌质量较差，场地整平标 高应比设计标高高出0.3~0.5m。制桩到地面，然后将上部 0.3~0.5m差的桩段挖去。垂直度偏差《1.5%,桩径偏差《4%。 √试桩，确定施工参数。 √浆液不得离析，泵送应连续。 √搅拌下沉不易水冲。 √ 因故停浆，搅拌机下沉至停浆点以下0.5m, 恢复后喷浆提升。 6.5 质量检测 桩身无侧限抗压强度：抽检2%0,没工点不少于2根。成桩28 天后，在桩径方向1/4初，桩头至2/3桩长。 复合地基承载力：沿线路纵向每100米1处，不少于一处。载 荷板试验。 8、 挤密砂桩 将砂桩打入软土地基，使密实的砂柱体挤密软弱土层，形成复合地基。 有外荷载作用时，应力向砂桩集中，使桩周围土层承受的压力减小， 沉降 也相应减小。根据我国在淤泥质粘土上打桩前后的荷载试验，其沉降量可 比天然地基减小20%～30%,因而适用于对沉降要求较严的工程。同时， 砂桩与砂井一样，在土中形成排水通路，能加速地基土固结沉降的速率， 改善地基的整体稳定性，提高地基的承载力。 挤密砂桩采用中、粗混合砂料，含泥量不得大于5%,也可用砂与角砾 的混合料。设计规则规定，灌砂要密实，灌砂率不应小于90%.砂桩直径 根据置换率要求以及施工机械、成桩方法等综合因素考虑，宜用较大直径。 我国目前常用30cm, 最大50～70cm, 国外多用60～80cm, 最大可达 150～200cm 。 桩在平面上布置成三角形或正方形；桩长不应小于危险滑 弧的深度；对于厚度不大的软土，桩长应穿透软弱层。砂桩顶面应铺以砂 垫层以利排水。 碎石桩 碎石桩的结构与砂桩相同，桩身由碎石充填，其加固机理与 砂桩不同的是它不是挤密而是置换。由于碎石桩的刚度大于地基 中的软粘土，地基应力重分布，荷载大部分由碎石桩承担，桩土 应力比值一般为3～5。碎石桩受荷后，产生径向变形，且引起周 围土体产生被动抗力。如粘土强度过低，碎石桩得不到所需的径 向支持力，就不能达到加固的目的。因此天然地基的强度大小是 形成复合地基的重要条件。根据经验，天然地基的抗剪强度大于 20kPa,