灰土桩

沉管、冲击或爆破等方法在地基上成孔，然后在孔中填以灰土，分层捣实，形成的桩

灰土桩是用沉管、冲击或爆破等方法在地基上成孔，然后在孔中填以灰土，分层捣实，形成的桩。灰土与挤密后的桩间土组合成复合地基，共同承受基础所传递的荷载。常用于湿陷性黄土、杂填土和填土地基处理。处理深度一般为5～10m，最大可达15m以上。处理后的地基承载力一般可提高50%～100%。桩孔直径一般为30～50cm，桩距约为桩径的2～3倍。

基本介绍

灰土挤密桩是先用沉管、冲击、爆扩等方法在地基中形成一定直径的桩孔，然后向孔内填夯灰土而成桩。即先成孔后成桩。或挤密成孔后分层夯填按一定比例 (2∶8或3∶7) 混合后的石灰和土构成的桩体。成孔成桩过程中，桩孔的径向扩张，使桩孔周围的土体产生径向压力，桩周一定范围内的桩间土层得以挤密，形成桩体和桩周挤密土组成的人工复合地基。灰土桩复合地基不仅可以部分地消除湿陷性黄土的湿陷性，还可提高湿陷性黄土和人工填土地基的承载力和水稳性。灰土桩适用于处理地下水位以上含水量为一的湿陷性黄土、新近堆积黄土、素填土、杂填土及其它非饱和的粘性土、粘土等土层，处理深度为一。而在含水量大于、饱和度大于时不宜采用。灰土桩按成孔方法分为沉管挤密灰土桩、爆扩挤密灰土桩和冲击挤密灰土桩以及人工成孔挤密灰土桩。

影响因素

土质条件的限制包括土的含水量、干容重、土质的均匀性和上覆压力等。地基土的含水量越接近最佳含水量，则挤密效果越好；地基土的天然干密度大则挤密效果好，干密度小则挤密效果差；土质均匀则挤密范围大，不均匀则挤密范围小桩孔深，上覆土压力大则挤密效果好，桩孔浅则挤密效果差。机械本身的限制：成孔成桩的最大直径和最大深度均受机械限制，包括机架高度、架身刚度、卷扬力量大小等。冲孔技术和孔身垂直度也有一定的影响。填料、冲锤锤重、冲锤直径及提升高度、冲击次数等的影响。灰土桩的填料通常采用1:9、2:8、3:7（石灰与土的体积比）的灰土，在最优含水量状态下，进行分层夯实。韩晓雷通过试验之后认识到，在上述三种配合比的灰土中，以2:8灰土的配合比最接近最优配合比，它的后期强度大，在设计中应提倡使用而工程应用最为广泛的3:7灰土含灰量偏大，试用时应谨慎；1:9灰土，从试验结果来看，其强度还是相当客观的，对于一些非重要项目，可考虑使用。灰土挤密桩法在湿陷性黄土地基处理中，是采用最广泛的地基处理方法之一，它能有效地消除大厚度黄土的湿陷性。与其它处理方法比较，灰土挤密法具有不需大量开挖和回填、所用施工机械简单、处理费用低、处理深度大（5-15米）等特点，这是其它处理方法难以达到的。另外，灰土桩与挤密土一起构成复合地基，提高了地基强度，减少了地基变形，改善了黄土地基的工程性能和水稳性。

加固机理

挤密灰土桩加固湿陷性黄土地基的机理主要两个方面，一是成孔时对桩间土的挤密作用，二是灰土桩对上部荷载的分担作用与对桩间土的约束作用。

桩间土挤密作用

灰土桩挤压成孔时，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，使桩周一定范围内的土层密实度提高。相邻桩孔间挤密效果试验表明，在相邻桩孔挤密区交界处挤密效果相互叠加，桩间土中心部位的密实度增大，且桩间土的密度变得均匀，桩距愈近，叠加效果愈显著。

灰土桩硬化机理

灰土桩是用石灰和土按一定体积比例拌合，并在桩孔内夯实加密后形成的桩，这种材料在化学性能上具有气硬性和水硬性，由于石灰内带正电荷钙离子与带负电荷的粘土颗粒相互吸附，形成胶体凝聚，并随灰土龄期增长，土体固化作用提高，使灰土逐渐增加强度。在力学性能上，它可达到挤密地基效果，提高地基承载力，消除湿陷性，沉降均匀，沉降差减小。

荷载分担及约束作用

在灰土桩挤密地基中，由于灰上桩的变形模量远大于桩间土的变型模量，载荷试验结果表明，只占压板面积20%灰上桩承担了总载荷的一半左右，而占表面面80%的桩间土仅承担其余一半。由于总载荷的一半由灰土桩承担，从而降低了基础底面下一定深度内土中的应力，消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素。此外，由于灰土桩对桩间土能起侧向约束作用，限制土的侧向移动，桩间土只产生竖向压密，使压力与沉降始终呈线性关系。

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