强力夯实加固地基质量通病防治.docx

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强力夯实加固地基质量通病防治

强力夯实加固地基质量通病防治

强夯法（强力夯实法）是一种软弱地基深层加固方法，其有效加固深度随夯击能量增大

而加深,它是利用不同重量的夯锤,从不同的高度自由落下，产生很大的冲击力来

处理地基的方法。

它适用于砂质土、粘性土及碎石、砾石、砂土、粘土等的回填土，

以提高地基的强度，满足上部荷载的要求。

7．4．1地面隆起及翻浆

1．现象

夯击过程中地面出现隆起和翻浆现象。

2．原因分析

（1）夯点选择不合适，使夯击压缩变形的扩散角重叠.

（2）夯击有侧向挤出现象。

（3）夯击后间歇时间短,空隙水压力未完全消散。

（4）有的土质夯击数过多易出现翻浆（橡皮土）。

（5）雨期施工或土质含水量超过一定量时（一般为20%内）,夯坑周围出现隆起及夯点

有翻浆的现象.

3．防治措施

（1）调整夯点间距、落距、夯击数等，使之不出现地面隆起和翻浆为准（视不同的土层、

不同机具等确定）.。

（2）施工前要进行试夯确定:

各夯点相互干扰的数据;各夯点压缩变形的扩散角;各

夯点达到要求效果的遍数；每夯一遍空隙水压力消散完的间歇时间。

（3）根据不同土层不同的设计要求,选择合理的操作方法（连夯或间夯等）。

（4）在易翻浆的饱和粘性土上,可在夯点下铺填砂石垫层，以利空隙水压的消散，可

一次铺成或分层铺填.

（5）尽量避免雨期施工,必须雨期施工时，要挖排水沟，设集水井，地面不得有积水，

减少夯击数，增加空隙水的消散时间。

7．4．2夯击效果

1．现象

强夯后未能满足设计要求深度内的密实度.

2．原因分析

（1）冬期施工土层表面受冻，强夯时冻块夯入士中,这样消耗了夯击能量又使未经压缩

的土块夯入土中。

（2）雨期施工地表积水或地下水位高，影响了夯实效果.

（3）夯击时在土中产生了较大的冲击波,破坏了原状土,使之产生液化（可液化的土层）.

（4）遇有淤泥或淤泥质土,强夯无效果，虽然有裂隙出现，但空隙水压不易消散掉.

3．防治措施

（1）雨期施工时，施工表面不能有积水，并增加排水通道，底面平整应有泛水（0．5％一1％），

夯坑及时回填压实，防止积水；在场地外围设围埝，防止外部地表水浸入，并在四周设排

水沟，及时排水。

（2）地下水位高时,可采用点井降水或明排水（抽水）等办法降低水位.

（3）冬季应尽可能避免施工,否则应增大夯击能量，使能击碎冻块，并清除大冻块，避免

未被击碎的大冻块埋在土中,或待来年天暖融化后作最后夯实.

（4）若基础埋置较深时，可采取先挖除表层土的办法，使地表标高接近基础标高,减小了

夯击厚度，提高加固效果.

（5）夯击点一般按三角形或正方形网格状布置,对荷载较大的部位，可适当增加夯击点。

（6）建筑物最外围夯点的轮廓中心线，应比建筑物最外边轴线再扩大1—2排夯点（取决于

加固深度）.

（7）土层发生液化应停止夯击,此时的击数为该遍确定的夯击数或视夯坑周围隆起情况,

确定最佳夯击数。

目前常用夯击数在5—20击范围内.

（8）间歇时间时保证夯击效果的关键，主要根据空隙水压力消散完来确定。

（9）当夯击效果不显著时（与土层有关），应铺以袋装砂井或石灰桩配合使用,以利排水,增

加加固效果。

（10）夯锤应有排气孔,以克服气垫作用，减少冲击能的损耗和起锤时夯坑底对夯锤的吸力，

增加夯击效果。

（11）在正式施工前,应通过试夯和静载试验,确定有关参数。

夯击遍数应根据地质情况确定。

7．4．3土层中有软弱土

1．现象

土层中存在粘土夹层,不利加固深度与加固效果。

2．原因分析

软粘土弱夹层位于加固范围之内,则加固只能达到弱夹层表面，而在

软弱夹层下面的土层很难得到加固，这是由于该层吸收了夯击能量难

于向下传递所致.

3．防治措施

（1）尽量避免在软弱夹导地区采用强夯法加固地基.

（2）加大夯击能量。

附录强力夯实加固地基质量检验标准

强力夯实加固地基质量检验标淮同7．3附录“重力夯实加固地基质量检验标准”。

7．5振冲地基

振冲法加固地基最初仅用于松散砂土的挤密，现已在粘性土、软粘土、杂填土以及饱和

黄土地基上广泛应用.

振冲法对砂土是挤密作用，对粘性土是置换作用,加固后桩体与原地基土共同组成复合

地基.

振冲施工前,应在现场进行制桩试验,确定有关的设计参数以及振冲水压、水量、填料

方法与用量等。

7．5．1桩体缩颈或断桩

1．现象

碎石桩桩体个别区段由于桩孔回缩或遇硬土层扩孔不足,而使桩孔直径偏小，导致填料

困难，甚至产生桩体断续出现断桩现象。

2．原因分析

（1）在软粘土地基中成孔后，桩孔孔壁容易回缩或坍塌,堵塞孔道,使填料下落发生困难.

（2）振冲器穿过硬土层后,忽视必要的扩孔工序。

3．防治措施

（1）在软粘土地基中施工时,应经常上下提升振冲器进行清孔，如土质特别软，可在振冲

器下沉到第一层软弱层时,就在孔中填料，进行初步挤振，使这些填料挤到该软弱层的

周围，起到保护此段孔壁的作用.然后再继续按常规向下进行振冲,直至达到设计深度

为止。

（2）如遇硬土层时,应将振冲器在硬土层区段上下提升,并适当加大水压进行扩孔。

7．5．2加固效果差

1．现象

砂土地基经振冲后，通过检验达不到要求的密实度;粘性土地基经振冲后，通过荷

载试验检验,复合地基的承载力与刚度均未能达到设计要求.

2．原因分析

（1）振冲加密砂土时水量不足,未能使砂土达到饱和；在振冲时留振时间不够，未能

使砂土充分液化。

（2）粘性土地基振冲施工时,未能适当控制水压、电流、填料量不足或桩体密实度欠佳。

3．防治措施

（1）

（1）   在砂土地基中施工时，应严格控制水量，当振冲器水管供水仍未能使地基达到饱

和，可在孔口另外加水管灌水，也可在加固区预先浸水后再施工.但要注意水量不可过

大，以免将地基中的部分砂砾冲走,影响地基密实度。

（2）

（2）   振冲挤密砂土时，振冲器应以1～2m/min速度提升，每提升30～50cm，留振

30～60s，以保证砂土充分液化。

与此同时，应严格控制密实电流，一般应超过振冲器空

转电流5～10A。

（3）在粘性土地基中进行振冲时，应视地基土的软硬情况调节水压，一般造孔水压应适

当大些,填料的水压应适当降低.

（4）当振冲器沉至加固深度以上约30~50cm时,应将振冲器以5～6m/min的速度提升

至孔口,再以同样速度下沉至原来深度。

在孔底处应稍降低水压并适当停留，使孔中

稠泥浆通过回水带出地面，借以降低孔内泥浆密度，以利填料时石料能较快地下落入孔.

（5）填料时,可以分几次或连续填料，视土质情况而定,填料量不少于一根桩的体积容量，

以确保达到设计要求置换率。

（6）在粘土地基中，其密实电流量一般应超过振冲器空转电流15～20A,每次振实时,

均应留振片刻，观察电流的稳定情况。

（7）严格作好施工记录，检查有否漏桩等情况。

附录振冲地基质量检验标准

振冲地基质量检验标准附表7-6

项目类别

序号

检查项目

允许偏差或允许值

检查方法

主控项目

1

填料粒径

设计要求

抽样检查

2

密实电流（粘性土）（A）

密实电流（砂性土或粉土）（A）

（以上为功率30kW振冲器）

密实电流（其他类型振冲器）（A0）

50~55

40～50

1。

5～2.0

电流表读数

电流表读数

电流表读数，A0为空振电流

3

地基承载力

设计要求

按规定方法

一般项目

4

填料含泥量（％）

〈5

抽样检查

5

振冲器喷水中心与孔径中心偏差（mm）

≤50

钢尺量检查

6

成孔中心与设计孔位中心偏差（mm）

≤100

钢尺量检查

7

桩体直径（mm）

≤50

钢尺量检查

8

孔深（mm）

±200

量钻杆或重锤测量

7．6土和灰土挤密桩加固地基

土和灰土挤密桩适用于地下水位以上的湿陷性黄土、人工填土、新近堆积土和地下水

有上升趋势地区的地基加固。

挤密桩施工前，必须在建筑地段附近进行成桩试验。

通过试验可检验挤密桩地基的质

量和效果，同时取得指导施工的各项技术参数：

成孔工艺、桩径大小、桩孔回填料速度和

夯击次数的关系、夯实后的密度和桩间土的挤密效果,以确定合适的桩间距等。

成桩试验

结果应达到设计要求。

7．6．1桩缩孔或塌孔，挤密效果差

1．现象

夯打时造成缩颈或堵塞，挤密成孔困难;桩孔内受水浸湿，桩间距过大等使挤密效果差n

2。

原因分析

（1）地基土的含水量过大或过小。

含水量过大,土层呈强度极低的流塑状，挤密成孔时易发

生缩孔；含水量过小，土层呈坚硬状，挤密成孔时易碎裂松动而塌孔。

（2）不按规定的施工顺序进行.

（3）对已成的孔没有及时回填夯实.

（4）桩间距过大,挤密效果不够，均匀性差。

3．防治措施

（1）地基土的含水量在达到或接近最佳含水量时，挤密效果最好。

当含水量过大时，必须采

用套管成孔。

成孔后如发现桩孔缩颈比较严重,可在孔内填入干散砂土、生石灰块或砖渣，

稍停一段时间后再将桩管沉人土中，重新成孔。

如含水量过小，应预先浸湿加固范围的土

层，使之达到或接近最佳含水量。

（2）必须遵守成子L挤密的顺序，应先外圈后里圈并间隔进行。

对已成的孔，应防止受水浸

湿且必须当天回填夯实。

（3）施工时应保持桩位正确，桩深应符合设计要求。

为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔，

填一孔，或隔几个桩位跳打夯实。

（4）控制桩的有效挤实范围,一般以2．5～3倍桩径为宜.

7．6．2桩身回填夯击不密实,疏松、断裂

1．现象

桩孔回填不均匀，夯击不密实，时密时松,桩身疏松甚至断裂。

2．原因分析

（1）不按施工规定进行操作，回填料速度太快，夯击次数相应减少.

（2）回填料拌合不均匀，含水量过大或过小。

（3）施工回填料的实际用量未达到成孔体积的计算容量。

（4）锤重、锤型和落距选择不当.

3．预防措施

（1）成孔深度应符合设计规定,桩子L填料前，应先夯击孔底3—4锤.

根据成桩试验测定的密实度要求，随填随夯，对待力层范围内（约

5-10倍桩径的深度范围）的夯实质量应严格控制。

若锤击数不够，

可适当增加击数.

（2）回填料应拌合均匀，且适当控制其含水量，一般可按经验在现场

直接判断.

（3）每个桩孔回填用料应与计算用量基本相符.

（4）夯锤重不宜小于100kg，采用的锤型应有利于将边缘土夯实（如梨

形锤和枣核形锤等），不宜采用平头夯锤，落距一般应大于2m。

（5）如地下水位很高时,可用人工降水后，再回填夯实。

4．治理方法

夯填过程中，若遇子L壁塌方，应停止夯填，先将塌方土清除干净，

然后用C10混凝土灌入塌方处，再继续回填夯实。

附录土和灰土挤密桩加固地基质量检验标

土和灰土挤密桩加固地基质量检验标准附表7—7

项目类别

序号

检查项目

允许偏差或允许值

检查方法

主控项目

1

桩体及桩间土干密度

设计要求

现场取样试验

2

桩长（mm）

+500

测桩管长度或垂球测孔深

3

地基承载力

设计要求

按规定方法试验

4

桩径（mm）

—20

钢尺量检查

一般项目

5

土料有机质含量（％）

≤5

试验室焙烧法试验

6

石灰粒径（mm）

≤5

筛分法检查

7

桩位偏差（mm）

满堂布桩≤0．40D

条基布桩≤0．25D

钢尺量检查

8

垂直度（%）

≤1。

5

用经纬仪测桩管

9

桩径（mm）

-20

钢尺量检查

注:

桩径允许偏差负值是指个别断面；D为桩径。

7．7碎石桩挤密加固地基

碎石桩是用振动沉桩机将钢套管沉入土中再灌入碎石而成,适用于松砂、软弱土、杂填土、

粉质粘土等土层的地基加固。

此法所形成的碎石桩体，与原地基土共同组成复合地基,来

承受上部结构的荷载，有时也用于克服土层液化（松砂或粉土层）。

7．7．1桩身缩颈

1．现象

成形后的桩身局部直径小于设计要求，一般发生在地下水位以下或饱和的粘性土中.

2．原因分析

（1）原状土含饱和水再加上施工注水润滑，经振动产生流塑状,瞬间形成高空隙水压力,使

局部桩体挤成缩颈.

（2）地下水位与其上土层结合处，易产生缩颈。

（3）流动状态的淤泥质土，因钢套管受较强振动，也易产生缩颈.

（4）桩间距过小，互相挤压形成缩颈。

3．预防措施

（1）要详细研究地质报告,确定合理的施工方法.

（2）每根桩用浮漂观测法，找出缩颈部位，计算出桩径，便于采取补救措施。

（3）套管中应保持足够的灌石量，至少有2m高的石料（用敲击桩管确定管中石料部位）。

（4）采用跳打法克服桩相互挤压现象。

4．治理方法

（1）控制拔管速度,一般为0．8～1．5m/min.要求每拔0．5～1．0m停止拔管，原地振动

10～30s（根据不同地区、不同地质选择不同的拔管速度），反复进行，直至拔出地面.

（2）用反插法来克服缩颈。

可分为:

1）局部反插：

在发生部位进行反插，并多往下插入1m;

2）全部反插:

开始从桩端至桩顶全部进行反插，即开始拔管1m，再反插到底,以后每拔出

1m反插0．5m,直至拔出地面。

（3）用复打法克服缩颈。

可分为：

1）局部复打：

在发生部位进行复打，同样超深1m;

2）全复打：

即为二次单打法的重复,应注意同轴沉入到原深度，灌入同样的石料。

7．7．2灌量不足

1．现象

碎石挤密桩施工中，碎石实际灌量小于设计要求灌量.

2．原因分析

（1）同7．7．1“桩身缩颈”的原因分析。

（2）开始拔管有一段距离,活瓣被粘土抱着张不开;孔隙被流塑土或淤泥所填充；

或活瓣开口不大,碎石不能顺利流出。

（3）碎石不规格,石料间摩阻较大,造成出料困难.

3．预防措施

（1）同7．7．1“桩身缩颈”的预防措施

（1）、

（2）、（3）。

（2）严格控制碎石规格，一般粒径为0．5~3cm，含泥量小于5%.

（3）确定实际灌量的充盈系数，按规范为K＝1．1~1．3（根据不同地质选用.

（4）调节加大沉箱的振动频率，减小碎石间摩擦，加速石料顺利流出管外。

4．治理方法

（1）同7．7．1“桩身缩颈”的治理方法

（1）、

（2）、（3）。

（2）用混凝土预制桩尖法,解决活瓣桩尖张不开的问题，加大灌石量。

（3）灌料时注入压力水（一般为0．2～0．4MPa）的泵压，使石料表面润滑,减小

摩阻，易于流入孔中。

7．7．3密实度差

1．现象

碎石挤密桩经过测试,密实度达不到设计要求。

2．原因分析

（1）土层过软或地下水位较高呈流塑状，桩间土承载力增长达不到设计要求.

（2）碎石灌量小于设计灌量.

（3）产生局部缩颈或断桩现象.

（4）表层加固效果差，主要是上部覆盖压力小，土体加固时产生纵向变形。

3．防治措施

（1）认真分析地质报告,找出不密实的原因，以确定补救措施.

（2）用加密桩的办法减小桩间距，一般为2．5d~3d（d为桩径或边长），采

用梅花式布桩（等边三角形布桩），每平方米范围内应有一根碎石桩。

（3）控制拔管速度，同7．7．1“桩身缩颈"的治理方法

（1）。

控制桩管贯入

速度以增加对土层预振动。

（4）控制碎石的含泥量在5%以内，不得有有机物质掺人。

（5）控制施工注水量（在灌料时注少量水,拔管时停止注水），或采用不注水

而加大沉桩机激振力的办法.

（6）遵守成孔挤密程序，先外围后里圈，并间隔进行（跳打法）。

7．7．4成桩偏斜,达不到设计深度

1．现象

成桩未能达到设计标高,桩体偏斜过大。

2．原因分析

（1）遇到地下物如大孤石、大块混凝土、老房基及各种管道等。

（2）遇到干硬粘土或硬夹层（如砂、卵石层）。

（3）遇有倾斜的软硬地层交接处,造成桩尖向软弱土方向滑移.

（4）桩工机械底座放置的地面不平、不实，沉陷不均匀，使桩机本身倾斜。

（5）钢套管弯曲过大，稳管时又未校正。

3．防治措施

（1）施工前地面应平整压实（一般要求地面承载力为100~150kN/m2），或垫

砂卵石、碎石、灰土及路基箱等，因地制宜选用。

（2）施工前选用合格的钢桩管，稳桩管要双向校正（成90o角,用锤球或经

纬仪），控制垂直度不大于1％.

（3）放桩位点时,先用钎探找出地下物的埋置深度，挖坑应分层回填夯实

（钎长1～1．5m），非桩位点可不作处理。

（4）遇有硬粘土或硬夹层，可先成孔注水，浸泡一段时间再沉管，或边振

沉边注水，以满足设计深度。

（5）遇到地层软硬交接处沉降不等或滑移时，应与设计单位研究，采取缩

短桩长、加密桩数的办法.

7．7．5碎石拒落

1．现象

沉桩到个别区段,碎石拒落，出现断桩。

2．原因分析

（1）同7．7．2“灌量不足”的原因分析

（2）。

（2）灌石料的自重克服不了孔隙水压力造成的活瓣不张,因而出现碎石拒落或断桩。

3．防治措施

（1）控制拔管速度，同7．7．1“桩身缩颈”的治理方法

（1）。

（2）用浮漂观测确定拒落断桩部位，采用7．7．1“桩身缩颈”的治理方法

（2）、（3）。

（3）详细作好打桩记录,把发生的问题和处理措施记载清楚,进行分析研究。

附录碎石桩挤密加固地基质量检验标准

碎石桩挤密加固地基质量检验标准同7．8附录“砂桩加固地基质量检验标准”。

7．8砂桩加固地基

砂桩是利用振动灌注施工机械，向地基土中沉人钢管灌注砂料而成，能起到砂井

排水及挤密加固地基的作用.

砂桩在成桩过程中，桩管周围土被挤密,密度增加,压缩性降低，在振动的桩管

中灌入的砂料成为较密实的柱体，从而有效地分担了上部结构的荷载,可用于软

弱土、淤泥质土及新填土的加固。

7．8．1桩身缩颈

1．现象

成桩灌料拔管时，桩身局部出现缩颈。

2．原因分析

同7．7．1“桩身缩颈"的原因分析。

3．防治措施

（1）施工前分析地质报告，确定适宜的工法。

（2）控制拔管速度，同7．7．1“桩身缩颈”的治理方法

（1）。

（3）控制贯入速度,以增加对土层预振动，提高密度。

（4）扩大桩径的办法同7．7．1“桩身缩颈”的治理方法

（2）、（3）。

（5）选择激振力，提高振动频率.

（6）根据情况采用袋装砂井配合使用.

7．8．2灌砂量不足

1．现象

桩体灌砂量小于设计灌量，影响密实效果。

2．原因分析

（1）同7．7．1“桩身缩颈"的原因分析

（1）、（4）。

（2）同7．7．2“灌量不足”的原因分析

（2）。

（3）砂子不规格，含泥量和有机杂质多。

（4）活瓣桩尖缝隙大,沉管中进入泥水.

3．防治措施

（1）开始拔管前应先灌人一定量砂，振动片刻（15—30s），然后将管子上拔30~50cm,

再次向管中灌入足够砂量，并向管中注水（适量），对桩尖处加自重压力，以强迫活

瓣张开，使砂易流出，用浮漂测得桩尖已经张开后,方可继续拔管。

（2）控制拔管速度，同7．7．1“桩身缩颈”的治理方法

（1）、

（2）、（3）.

（3）活瓣桩尖缝隙要严,提高制作水平,避免沉管中进入泥水。

（4）实际灌量应满足规范按照不同地质要求确定的充盈系数.

（5）砂桩施工顺序，应从两侧向中间进行,以利挤密。

（6）砂桩料以中粗砂为好，含泥量应在3%以内，无杂物。

（7）灌砂量应按砂在中密状态时的干密度和桩管外径所形成的桩孔体积计算，最低

不得小于计算量的95％。

（8）可选用混凝土预制桩尖法。

（9）采用全复打时应遵守下列要求：

1）第一次灌入量,应达到自然地面，不得少灌。

2）前后两次沉管轴线应重合，并达到原孔深.

（10）采用反插法应遵守以下要求：

1）桩管灌入砂料后应先振动片刻，再开始拔管，每次拔管速度为0．5～1．0m/min，

反插深度0．3～0．5m，保证管内填料始终不低于地表面，或高于地下水位1~1．5m

以上（不同地质、不同地区应采用不同的方法）.

2）在校尖处1．5m范围内宜多次反插,以强迫活瓣张开或扩大端部断面.

3）穿过淤泥层时,应放慢拔管速度，并减小拔管高度和反插深度。

附录砂桩加固地基质量检验标准

砂桩加固地基质量检验标准附表7-8

项目类别

序号

检查项目

允许偏差或允许值

检查方法

主控项目

1

灌砂量（％）

≥95

实际用砂量与计算体积比

2

地基强度

设计要求

按规定方法试验

3

地基承载力

设计要求

按规定方法试验

一般项目

4

砂料的含泥量（%）

≤3

试验室测定

5

砂料的有机质含量（％）

≤5

焙烧法测定

6

桩位（mm）

≤50

钢尺量检查

7

砂桩标高（mm）

±150

水准仪检查

8

垂直度（％）

≤1.5

经纬仪检查桩管垂直度