中华人民共和国行业标准建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002 4
13 石灰桩法
13.1 一般规定
13.1.1 石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基；用于地下水位以上的土层时，宜增加掺合料的含水量并减少生石灰用量，或采取土层浸水等措施。
13.1.2 对重要工程或缺少经验的地区，施工前应进行桩身材料配合比、成桩工艺及复合地基承载力试验。桩身材料配合比试验应在现场地基土中进行。
13.2 设计
13.2.1 石灰桩的主要固化剂为生石灰，掺合料宜优先选用粉煤灰、火山灰、炉渣等工业废料。生石灰与掺合料的配合比宜根据地质情况确定，生石灰与掺合料的体积比可选用1:1或1:2，对于淤泥、淤泥质土等软土可适当增加生石灰用量，桩顶附近生石灰用量不宜过大。当掺石膏和水泥时，掺加量为生石灰用量的3%～10%。
13.2.2 当地基需要排水通道时，可在桩顶以上设200～300mm厚的砂石垫层。
13.2.3 石灰桩宜留500mm以上的孔口高度，并用含水量适当的粘性土封口，封口材料必须夯实，封口标高应略高于原地面。石灰桩桩顶施工标高应高出设计桩顶标高1OOmm以上。
13.2.4 石灰桩成孔直径应根据设计要求及所选用的成孔方法确定，常用300～400mm，可按等边三角形或矩形布桩，桩中心距可取2～3倍成孔直径。石灰桩可仅布置在基础底面下，当基底土的承载力特征值小于70kPa时，宜在基础以外布置1～2排围护桩。
13.2.5 洛阳铲成孔桩长不宜超过6m；机械成孔管外投料时，桩长不宜超过8m；螺旋钻成孔及管内投料时可适当加长。
13.2.6 石灰桩桩端宜选在承载力较高的土层中。在深厚的软弱地基中采用"悬浮桩"时，应减少上部结构重心与基础形心的偏心，必要时宜加强上部结构及基础的刚度。
13.2.7 地基处理的深度应根据岩土工程勘察资料及上部结构设计要求确定。应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007验算下卧层承载力及地基的变形。
13.2.8 石灰桩复合地基承载力特征值不宜超过160kPa，当土质较好并采取保证桩身强度的措施，经过试验后可以适当提高。
13.2.9 石灰桩复合地基承载力特征值应通过单桩或多桩复合地基载荷试验确定。初步设计时，也可按公式（7.2.8-1）估算，公式中fpk为石灰桩桩身抗压强度比例界限值，由单桩竖向载荷试验测定，初步设计时可取350～500kPa，土质软弱时取低值（kPa）；fsk为桩间土承载力特征值，取天然地基承载力特征值的1.05～1.20倍，土质软弱或置换率大时取高值（kPa）；m为面积置换率，桩面积按1.1～1.2倍成孔直径计算，土质软弱时宜取高值。
13.2.10 处理后地基变形应按现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关规定进行计算。变形经验系数ψs可按地区沉降观测资料及经验确定。
石灰桩复合土层的压缩模量宜通过桩身及桩间土压缩试验确定，初步设计时可按下式估算：
13.3 施工
13.3.1 石灰材料应选用新鲜生石灰块，有效氧化钙含量不宜低于70%，粒径不应大于70mm，含粉量（即消石灰）不宜超过15%。
13.3.2 掺合料应保持适当的含水量，使用粉煤灰或炉渣时含水量宜控制在30%左右。无经验时宜进行成桩工艺试验，确定密实度的施工控制指标。
13.3.3 石灰桩施工可采用洛阳铲或机械成孔。机械成孔分为沉管和螺旋钻成孔。成桩时可采用人工夯实、机械夯实、沉管反插、螺旋反压等工艺。填料时必须分段压（夯）实，人工夯实时每段填料厚度不应大于400mm。管外投料或人工成孔填料时应采取措施减小地下水渗入孔内的速度，成孔后填料前应排除孔底积水。
13.3.4 施工顺序宜由外围或两侧向中间进行。在软土中宜间隔成桩。
13.3.5 施工前应作好场地排水设施，防止场地积水。
13.3.6 进入场地的生石灰应有防水、防雨、防风、防火措施，宜做到随用随进。
13.3.7 桩位偏差不宜大于0.5d。
13.3.8 应建立完整的施工质量和施工安全管理制度，根据不同的施工工艺制定相应的技术保证措施。及时作好施工记录，监督成桩质量，进行施工阶段的质量检测等。
13.3.9 石灰桩施工时应采取防止冲孔伤人的有效措施，确保施工人员的安全。
13.4 质量检测
13.4.1 石灰桩施工检测宜在施工7～10d后进行；竣工验收检测宜在施工28d后进行。
13.4.2 施工检测可采用静力触探、动力触探或标准贯人试验。
检测部位为桩中心及桩间土，每两点为一组。检测组数不少于总桩数的1%。
13.4.3 石灰桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。
13.4.4 载荷试验数量宜为地基处理面积每200m2左右布置一个点，且每一单体工程不应少于3点。
14 灰土挤密桩法和土挤密桩法
14.1 一般规定
14.1.1 灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，可处理地基的深度为5～15m。当以消除地基土的湿陷性为主要目的时，宜选用土挤密桩法。当以提高地基土的承载力或增强其水稳性为主要目的时，宜选用灰土挤密桩法。当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时，不宜选用灰土挤密桩法或土挤密桩法。
14.1.2 对重要工程或在缺乏经验的地区，施工前应按设计要求，在现场进行试验。如土性基本相同，试验可在一处进行，如土性差异明显，应在不同地段分别进行试验。
14.2 设计
14.2.1 灰土挤密桩和土挤密桩处理地基的面积，应大于基础或建筑物底层平面的面积，并应符合下列规定：
1 当采用局部处理时，超出基础底面的宽度：对非自重湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，每边不应小于基底宽度的0.25倍，并不应小于0.50m；对自重湿陷性黄土地基，每边不应小于基底宽度的0.75倍，并不应小于1.00m。
2 当采用整片处理时，超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度，每边不宜小于处理土层厚度的1/2，并不应小于2m。
14.2.2 灰土挤密桩和土挤密桩处理地基的深度，应根据建筑场地的土质情况、工程要求和成孔及夯实设备等综合因素确定。对湿陷性黄土地基，应符合现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025的有关规定。
14.2.3 桩孔直径宜为300～450mm，并可根据所选用的成孔设备或成孔方法确定。桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离，可为桩孔直径的2.0～2.5倍，也可按下式估算：
14.2.4 桩间土的平均挤密系数，应按下式计算：
14.2.5 桩孔的数量可按下式估算：
14.2.6 桩孔内的填料，应根据工程要求或处理地基的目的确定，桩体的夯实质量宜用平均压实系数控制。
当桩孔内用灰土或素土分层回填、分层夯实时，桩体内的平均压实系数值，均不应小于0.96；
消石灰与土的体积配合比，宜为2:8或3:7。
14.2.7 桩顶标高以上应设置300～500mm厚的2:8灰土垫层，其压实系数不应小于0.95。
14.2.8 灰土挤密桩和土挤密桩复合地基承载力特征值，应通过现场单桩或多桩复合地基载荷试验确定。初步设计当无试验资料时，可按当地经验确定，但对灰土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的2.0倍，并不宜大于250kPa；对土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的1.4倍，并不宜大于180kPa。
14.2.9 灰土挤密桩和土挤密桩复合地基的变形计算，应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定，其中复合土层的压缩模量，可采用载荷试验的变形模量代替。
14.3 施工
14.3.1 成孔应按设计要求、成孔设备、现场土质和周围环境等情况，选用沉管（振动、锤击）或冲击等方法。
14.3.2 桩顶设计标高以上的预留覆盖土层厚度宜符合下列要求：
1 沉管（锤击、振动）成孔，宜为0.50～0.70m；
2 冲击成孔，宜为1.20～1.50m。
14.3.3 成孔时，地基土宜接近最优（或塑限）含水量，当土的含水量低于12%时，宜对拟处理范围内的土层进行增湿，增湿土的加水量可按下式估算：
应于地基处理前4～6d，将需增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔，均匀地浸入拟处理范围内的土层中。
14.3.4 成孔和孔内回填夯实应符合下列要求：
1 成孔和孔内回填夯实的施工顺序，当整片处理时，宜从里（或中间）向外间隔1～2孔进行，对大型工程，可采取分段施工；当局部处理时，宜从外向里间隔1～2孔进行；
2 向孔内填料前，孔底应夯实，并应抽样检查桩孔的直径、深度和垂直度；
3 桩孔的垂直度偏差不宜大于1.5%；
4 桩孔中心点的偏差不宜超过桩距设计值的5%；
5 经检验合格后，应按设计要求，向孔内分层填人筛好的素土、灰土或其他填料，并应分层夯实至设计标高。
14.3.5 铺设灰土垫层前，应按设计要求将桩顶标高以上的预留松动土层挖除或夯（压）密实。
14.3.6 施工过程中，应有专人监理成孔及回填夯实的质量，并应做好施工记录。如发现地基土质与勘察资料不符，应立即停止施工，待查明情况或采取有效措施处理后，方可继续施工。
14.3.7 雨季或冬季施工，应采取防雨或防冻措施，防止灰土和土料受雨水淋湿或冻结。
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14.4 质量检验
14.4.1 成桩后，应及时抽样检验灰土挤密桩或土挤密桩处理地基的质量。对一般工程，主要应检查施工记录、检测全部处理深度内桩体和桩间土的干密度，并将其分别换算为平均压实系数和平均挤密系数。对重要工程，除检测上述内容外，还应测定全部处理深度内桩间土的压缩性和湿陷性。
14.4.2 抽样检验的数量，对一般工程不应少于桩总数的1%；对重要工程不应少于桩总数的1.5%。
14.4.3 灰土挤密桩和土挤密桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。
14.4.4 检验数量不应少于桩总数的0.5%，且每项单体工程不应少于3点。
15 柱锤冲扩桩法
15.1 一般规定
15.1.1 柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基，对地下水位以下饱和松软土层，应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m，复合地基承载力特征值不宜超过160kPa。
15.1.2 对大型的、重要的或场地复杂的工程，在正式施工前，应在有代表性的场地上进行试验。
15.2 设计
15.2.1 处理范围应大于基底面积。对一般地基，在基础外缘应扩大1～2排桩，并不应小于基底下处理土层厚度的1/2。对可液化地基，处理范围可按上述要求适当加宽。
15.2.2 桩位布置可采用正方形、矩形、三角形布置。常用桩距为1.5～2.5m，或取桩径的2～3倍。
15.2.3 桩径可取500～800mm，桩孔内填料量应通过现场试验确定。
15.2.4 地基处理深度可根据工程地质情况及设计要求确定。对相对硬层埋藏较浅的土层，应深达相对硬土层；当相对硬层埋藏较深时，应按下卧层地基承载力及建筑物地基的变形允许值确定；对可液化地基，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定确定。
15.2.5 在桩顶部应铺设200～300mm厚砂石垫层。
15.2.6 桩体材料可采用碎砖三合土、级配砂石、矿渣、灰土、水泥混合土等。当采用碎砖三合土时，其配合比（体积比）可采用生石灰:碎砖:粘性土为1:2:4。当采用其他材料时，应经试验确定其适用性和配合比。
15.2.7 柱锤冲扩桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时，也可按公式（7.2.8-3）估算，公式中fspk为柱锤冲扩桩复合地基承载力特征值（kPa）；m为面积置换率，可取0.2～0.5；n为桩土应力比，无实测资料时可取2～4，桩间土承载力低时取大值；fsk为处理后桩间土承载力特征值（kPa），宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。
15.2.8 地基处理后变形计算应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定执行。初步设计时复合土层的压缩模量可按公式（7.2.9）估算，公式中Esp为复合土层的压缩模量（MPa）；Es为加固后桩间土的压缩模量（MPa），可按当地经验取值。
15.2.9 当柱锤冲扩桩处理深度以下存在软弱下卧层时，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定进行下卧层地基承载力验算。
15.3 施工
15.3.1 柱锤冲扩桩法宜用直径300～500mm、长度2～6m、质量1～8t的柱状锤（柱锤）进行施工。
15.3.2 起重机具可用起重机、步履式夯扩桩机或其他专用机具设备。
15.3.3 柱锤冲扩桩法施工可按下列步骤进行：
1 清理平整施工场地，布置桩位；
2 施工机具就位，使柱锤对准桩位；
3 柱锤冲孔：根据土质及地下水情况可分别采用下述三种成孔方式：
1）冲击成孔：将柱锤提升一定高度，自动脱钩下落冲击土层，如此反复冲击，接近设计成孔深度时，可在孔内填少量粗骨料继续冲击，直到孔底被夯密实。
2）填料冲击成孔：成孔时出现缩颈或坍孔时，可分次填入碎砖和生石灰块，边冲击边将填料挤入孔壁及孔底，当孔底接近设计成孔深度时，夯入部分碎砖挤密桩端土。
3）复打成孔：当坍孔严重难以成孔时，可提锤反复冲击至设计孔深，然后分次填人碎砖和生石灰块，待孔内生石灰吸水膨胀、桩间土性质有所改善后，再进行二次冲击复打成孔。
当采用上述方法仍难以成孔时，也可以采用套管成孔，即用柱锤边冲孔边将套管压人土中，直至桩底设计标高。
4）成桩：用标准料斗或运料车将拌合好的填料分层填入桩孔夯实。当采用套管成孔时，边分层填料夯实，边将套管拔出。锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯填度、夯击次数、总填料量等应根据试验或按当地经验确定。每个桩孔应夯填至桩顶设计标高以上至少0.5m，其上部桩孔宜用原槽土夯封。施工中应作好记录，并对发现的问题及时进行处理。
5）施工机具移位，重复上述步骤进行下一根桩施工。
15.3.4 成孔和填料夯实的施工顺序，宜间隔进行。
15.3.5 基槽开挖后，应进行晾槽拍底或碾压，随后铺设垫层并压实。
15.4 质量检验
15.4.1 施工过程中应随时检查施工记录及现场施工情况，并对照预定的施工工艺标准，对每根桩进行质量评定。对质量有怀疑的工程桩，应用重型动力触探进行自检。
15.4.2 冲扩桩施工结束后7～14d内，可对桩身及桩间土进行抽样检验，可采用重型动力触探进行，并对处理后桩身质量及复合地基承载力作出评价。检验点数可按冲扩桩总数的2%计。每一单体工程桩身及桩间土总检验点数均不应少于6点。
15.4.3 柱锤冲扩桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。
15.4.4 检验数量为总桩数的0.5%，且每一单体工程不应少于3点。载荷试验应在成桩14d后进行。
15.4.5 基槽开挖后，应检查桩位、桩径、桩数、桩顶密实度及槽底土质情况。如发现漏桩、桩位偏差过大、桩头及槽底土质松软等质量问题，应采取补救措施。
16 单液硅化法和碱液法
16.1 一般规定
16.1.1 单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.10～2.00m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地，当采用碱液法时，应通过试验确定其适用性。
16.1.2 对于下列建（构）筑物，宜采用单液硅化法或碱液法：
1 沉降不均匀的既有建（构）筑物和设备基础；
2 地基受水浸湿引起湿陷，需要立即阻止湿陷继续发展的建（构）筑物或设备基础；
3 拟建的设备基础和构筑物；
16.1.3 采用单液硅化法或碱液法加固湿陷性黄土地基，应于施工前在拟加固的建（构）筑物附近进行单孔或多孔灌注溶液试验，确定灌注溶液的速度、时间、数量或压力等参数。
灌注溶液试验结束后，隔7～10d，应在试验范围的加固深度内量测加固土的半径，并取土样进行室内试验，测定加固土的压缩性和湿陷性等指标。必要时，应进行浸水载荷试验或其他原位测试，以确定加固土的承载力和湿陷性。
16.1.4 对酸性土和已渗入沥青、油脂及石油化合物的地基土，不宜采用单液硅化法和碱液法。
16.2 设计
（Ⅰ）单液硅化法
16.2.1 单液硅化法按其灌注溶液的工艺，可分为压力灌注和溶液自渗两种。
1 压力灌注可用于加固自重湿陷性黄土场地上拟建的设备基础和构筑物的地基，也可用于加固非自重湿陷性黄土场地上的既有建（构）筑物和设备基础的地基。
2 溶液自渗宜用于加固自重湿陷性黄土场地上的既有建（构）筑物和设备基础的地基。
16.2.2 单液硅化法应由浓度为10%～15%的硅酸钠（Na20·nSiO2）溶液，掺入2.5%氯化钠组成。其相对密度宜为1.13～1.15，并不应小于1.10。
16.2.3 当硅酸钠溶液的浓度大于加固湿陷性黄土所要求的浓度时，应将其加水稀释，加水量可按下式估算：
16.2.4 采用单液硅化法加固湿陷性黄土地基，灌注孔的布置应符合下列要求：
1 灌注孔的间距：压力灌注宜为0.80～1.20m；溶液自渗宜为0.40～0.60m；
2 加固拟建的设备基础和建（构）筑物的地基，应在基础底面下按等边三角形满堂布置，超出基础底面外缘的宽度，每边不得小于1m；
3 加固既有建（构）筑物和设备基础的地基，应沿基础侧向布置，每侧不宜少于2排。
当基础底面宽度大于3m时，除应在基础每侧布置2排灌注孔外，必要时，可在基础两侧布置斜向基础底面中心以下的灌注孔或在其台阶上布置穿透基础的灌注孔，以加固基础底面下的土层。
（Ⅱ）碱液法
16.2.5 当1OOg干土中可溶性和交换性钙镁离子含量大于10mg·eq时，可采用单液法，即只灌注氢氧化钠一种溶液加固；否则，应采用双液法，即需采用氢氧化钠溶液与氯化钙溶液轮番灌注加固。
16.2.6 碱液加固地基的深度应根据场地的湿陷类型、地基湿陷等级和湿陷性黄土层厚度，并结合建筑物类别与湿陷事故的严重程度等综合因素确定。加固深度宜为2～5m。
对非自重湿陷性黄土地基，加固深度可为基础宽度的1.5～2.0倍。
对Ⅱ级自重湿陷性黄土地基，加固深度可为基础宽度的2.0～3.0倍。
16.2.7 碱液加固土层的厚度h，可按下式估算：
16.2.8 碱液加固地基的半径r，宜通过现场试验确定。当碱液浓度和温度符合本规范第16.3.6条和第16.3.8条规定时，有效加固半径与碱液灌注量之间，可按下式估算：
16.2.9 当采用碱液加固既有建（构）筑物的地基时，灌注孔的平面布置，可沿条形基础两侧或单独基础周边各布置一排。当地基湿陷较严重时，孔距可取0.7～0.9m，当地基湿陷较轻时，孔距可适当加大至1.2～2.5m。
16.2.10 每孔碱液灌注量可按下式估算：
16.3 施工
（Ⅰ）单液硅化法
16.3.1 压力灌注溶液的施工步骤，应符合下列要求：
1 向土中打人灌注管和灌注溶液，应自基础底面标高起向下分层进行，达到设计深度后，将管拔出，清洗干净可继续使用；
2 加固既有建筑物地基时，在基础侧向应先施工外排，后施工内排。
3 灌注溶液的压力值由小逐渐增大，但最大压力不宜超过200kPa。
16.3.2 溶液自渗的施工步骤，应符合下列要求：
1 在基础侧向，将设计布置的灌注孔分批或全部打（或钻）至设计深度；
2 将配好的硅酸钠溶液注满各灌注孔，溶液面宜高出基础底面标高0.50m，使溶液自行渗入土中；
3 在溶液自渗过程中，每隔2～3h，向孔内添加一次溶液，防止孔内溶液渗干。
16.3.3 施工中应经常检查各灌注孔的加固深度、注入土中的溶液量、溶液的浓度和有无沉淀现象。采用压力灌注时，应经常检查在灌注溶液过程中，溶液有无从灌注孔冒出地面，如发现溶液冒出地面，应立即停止灌注，采取有效措施处理后再继续灌注。
16.3.4 计算溶液量全部注入土中后，所有灌注孔宜用2:8灰土分层回填夯实。
16.3.5 采用单液硅化法加固既有建（构）筑物或设备基础的地基时，在灌注硅酸钠溶液过程中，应进行沉降观测，当发现建（构）筑物和设备基础的沉降突然增大或出现异常情况时，应立即停止灌注溶液，待查明原因并采取有效措施处理后，再继续灌注。
（Ⅱ）碱液法
16.3.6 灌注孔可用洛阳铲、螺旋钻成孔或用带有尖端的钢管打入土中成孔，孔径为60～100mm，孔中填入粒径为20～40mm的石子，直到注液管下端标高处，再将内径20mm的注液管插入孔中，管底以上300mm高度内填入粒径为2～5mm的小石子，其上用2:8灰土填入并夯实。
16.3.7 碱液可用固体烧碱或液体烧碱配制，加固1m3黄土需要NaOH量约为干土质量的3%，即35～45kg。碱液浓度不应低于90g/L，常用浓度为90～100g/L。
双液加固时，氯化钙溶液的浓度为50～80g/L。
16.3.8 配溶液时，应先放水，而后徐徐放人碱块或浓碱液。溶液加碱量可按下列公式计算：
16.3.9 应在盛溶液桶中将碱液加热到90℃以上才能进行灌注，灌注过程中桶内溶液温度应保持不低于80℃。
16.3.10 灌注碱液的速度，宜为2～5L/min。
16.3.11 碱液加固施工，应合理安排灌注顺序和控制灌注速率。宜间隔1～2孔灌注，并分段施工，相邻两孔灌注的间隔时间不宜少于3d。同时灌注的两孔间距不应小于3m。
16.3.12 当采用双液加固时，应先灌注氢氧化钠溶液，间隔8～12h后，再灌注氯化钙溶液，后者用量为前者的1/2～1/4。
16.3.13 施工中应防止污染水源，并应安全操作。