挤密桩

工程地质学名词

挤密法用来加固地下水位以上地基是一种有效的方法，近年来，挤密法得到了广泛的应用。挤密桩是将带有管塞、活门或锥头的钢管压入或打入土中成孔并使土层挤密，然后往孔内投入灰土、砂石等填料形成的桩。挤密桩主要特点是不需要大挖大填，土方量少。其处理深度取决于成孔机械和施工技术的水平，一般合适的处理深度为5-15m。

简介

挤密桩是把带有管塞、活门或锥头的钢管压入或打入地下挤密土层形成孔，再往孔内投放灰土、砂石等填料成的桩。挤密桩属于一种横向挤密，能达到所要求加密处理后的密实度指标，并提高承载力、降低压缩性、且处理后的地基均匀；与换土垫层相比无需开挖回填，因而节约了土方开挖和回填土方的工作量，比开挖换土法缩短工期约一半；由于不受开挖、回填及场地的限制，一般处理深度较大，可达5~15m ；由于填入桩孔的材料是素土，属就地取材的廉价材料，通常比一般其他深层处理湿陷性黄土和人工填土的造价低2/3。

挤密桩复合地基在湿陷性黄土地基处理中，能有效地消除大厚度黄土的湿陷性。挤密桩处理湿陷性黄土地基是利用成孔和分层夯填灰土或水泥土时的侧向挤密作用，使桩间土得到挤密而提高工程性能，并形成具有一定承载力的桩体，和桩间土共同作用成为复合地基；通过桩顶褥垫层内土工格栅使上部附加应力分布更为合理，地基的沉降变形更为协调。

施工

施工准备

1 成孔应根据设计要求、成孔设备、现场土质和周围环境等情况，选用沉管、冲击或取土等方法机械成孔。

2 施工前应进行成桩工艺性试验（不少于3根），确定各项工艺参数并报监理单位确认后，方可进行施工。

3 挤密桩大面积施工前，应进行单桩或复合地基进行承载力试验，以确认设计参数。

施工要求

挤密桩成孔和孔内回填夯实应符合下列要求：

（1）成孔宜在地基土接近最优（或塑限）含水率时进行。当土的含水率低于12%，宜对拟处理范围内的土层进行增湿。

（2）成孔挤密应间隔分批进行，成孔后应及时夯填。

（3）在向孔内回填填料前应夯实孔底。填料应采用机械拌合，且随伴随用，夯填施工应连续进行。

（4）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；

（5）施工过程中，应做好成孔及回填夯实施工记录。

（6）雨季或低温季节施工，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。

（7）成桩成片后，应及时填筑灰土并碾压至设计要求。

4 挤密桩所用土的质量应符合设计要求，用水泥改良的土的有机质含量不应大于2%，用石灰改良的土的有机质含量不应大于5%。

5 挤密桩填料的配合比应符合设计要求，最优含水率应符合工艺试验确定的工艺参数，含水率允许偏差不得大于2%。

6 灰土或水泥土应拌和均匀，色泽一致，无灰团、灰条和花面现象。

7 挤密桩孔内填料应分层回填夯实，其压实系数不应小于0.97（轻型击实）。

加固机理

在地基土中形成桩孔时，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，相邻桩孔间的土体的密实度增大，成孔后，向桩孔内填料（灰土或素土），然后分层夯实，形成密实而强度较高的桩体，并且孔壁土体通过被夯材料径向扩张而被进一步的挤密，同时桩间土和桩体土两者紧密胶结在一起，保证复合地基承受荷载后，桩、土的位移能协调发展。土挤密桩地基也可视为厚度较大的素土垫层。

置换作用

挤密桩是成孔过程中横向加密土层，施工成孔套管打入黄土层时，桩管周围地基土受水平挤压作用，从而管周围一定范围内的土在水平各个方向产生位移，减小孔隙率，增加密实度，部分或全部消除湿陷性。在挤密桩成桩后，由于桩的变形模量远大于桩间土的变形模量，在挤密桩与地基土的共同作用下，刚度较大的桩体受到较大的附加应力，消除了持力层内大量的压缩变形和湿陷变形的不利因素。

化学作用

挤密桩分为灰土挤密桩和水泥土挤密桩两种。灰土挤密桩桩体材料为石灰与土按一定体积比 ( “二八 ”或 “三七 ”灰土 ) 均匀拌和的材料，生石灰吸水生成氢氧化钙的过程中，吸收周围土体的水分而膨胀，对周围土体产生进一步的挤密作用；并且由于放热作用使土体中部分水分蒸发，加速土体的固结过程；同时生成的因饱和沉淀形成胶体，经过再结晶后构成合成体与土体间紧密胶结而产生较高强度，因而提高了复合地基承载力。水泥土挤密桩桩体材料为水泥12% ～ 15%掺入土中拌和均匀，通过夯入水泥土，水泥的水解、水化反应生成的氢氧化钙、含水硅酸钙能迅速溶于水中，使水泥颗粒表面重新暴露出来再与水发生反应，周围水溶液逐渐达到饱和，水分子继续深入颗粒内部但生成物已不能溶解，只能以细分散的胶体析出，悬浮于溶液中形成胶体，从而提高地基承载力。

桩 - 网 - 土共同作用

挤密桩复合地基通过 “桩 - 网 - 土 ”三者的共同作用，褥垫层中的网具有荷载分担作用，桩起竖向增强作用，桩间土承受的荷载应力相对减小，使桩土应力分布更为协调，有利于工后沉降的控制。

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