土桩及灰土桩

第六章土桩及灰土桩第一节概述第二节加固机理第三节设计计算第四节施工工艺土桩及灰土桩方法利用打入刚套管(或振动成管)在地基中成孔，通过挤压作用使地基得到加密，然后在孔中分层填入素土(或灰土、粉煤灰加石灰)后夯实成桩。土桩：孔内分层填入素土后夯实成土桩。灰土桩：孔中分层填入灰土后夯实成灰土桩。二灰桩：孔中分层填入粉煤灰加石灰后夯实成二灰桩。应用范围处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土、素填土和杂填土。不宜应用于饱和度大于65%，含水量大于23%的地基土，以及含有薄砂砾夹层的地基土层。当以消除黄土的湿陷为主时采用土桩；当以提高地基承载力或水稳定性为主时采用灰土桩土桩及灰土桩主要特点1、土(灰土、二灰)桩挤密属于横向挤密，但可以使桩间土达到设计要求的最大密度指标。2、与土垫层相比，无须开挖回填，比换填法缩短工期约一半。3、处理深度可以达到12m左右。4、处理造价比较底。土桩及灰土桩一、挤密作用桩间土被强制向侧挤压，使桩周围一定范围内的土层密实度提高。孔壁附近，土的密度可以达到甚至超过最大干密度ρmax，即压实系数λc大于1。一般压实挤密的影响半径可以达到1.5~2.0倍桩径。二、灰土性质作用1、灰土桩石灰与土的比例一般为体积比2：8(或3：7)。灰土混合材料具有水硬性与气硬性。随时间增加，桩体本身强度提高。增加地基强度。2、二灰桩粉煤灰中含SiO2和Al2O3，与石灰及水混合后生成硅铝酸钙和水硬性胶凝物质，充填于粉煤灰颗粒的空隙中，提高桩体强度。增加地基强度。加固机理土桩及灰土桩一、桩径与桩深桩距小有利于桩间土的挤密。桩径一般300~600mm。桩深一般大于3m，在12~15m之间。二、桩距与桩排桩距设计以桩间土的挤密达到一定的平均密实度为目的，即要求桩间土的最小干密度要大于1.5t/m3，平均压实系数λc=0.90~0.93。（压密系数ρd为控制干密度λc与最大干密度ρd,max之比）。为了桩间土能够均匀挤密，一般采用等边三角形布桩。有时为了减少桩数，也采用正方形与梅花形桩。设计计算土桩及灰土桩假设按等边三角形布桩(图3-26P61)。桩距为L，排距h。等边三角形ΔABC范围内天然土的平均干密度，挤密后其面积减少正好是半个圆的面积，而减少了面积的干土密度由于桩孔内土的挤入而增大。由此可以得到：maxmax0.95cdcddLd0.866hLcdd—桩孔直径(m)；L—桩间距离(m)；h—桩排间距离(m)；--地基挤密后，桩间土的平均压实系数，一般取0.93--地基土挤密前的平均干密度(t/m3)。ρdmax—桩间土的最大干密度(t/m3)；桩距与桩排土桩及灰土桩处理宽度局部处理时，对非自重湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基，处理面每边超出基础宽度应该不小于0.25b(b为基础短边宽度)且大于0.5m；对于自重湿陷性黄土地基，处理面每边超出基础宽度应该不小于0.75b，且大于1m。整片处理一般用于自重湿陷性黄土地基，处理面每边超出基础宽度应该不小于处理层厚度的一半，且大于2m。土桩及灰土桩0.95c灰土回填夯实：0.97c填料与压实系数素土回填夯实：土桩及灰土桩对于重大工程，一般用载荷试验的p~s曲线来确定承载力。如果曲线中无明显直线段，则土桩挤密地基按s/b=0.01~0.015，灰土桩按s/b=0.008(为载荷板宽度)所对应的载荷作为处理地基的承载力设计值。对于一般工程可以参照当地施工经验确定。当无经验参照时，对土桩挤密地基承载力不应大于处理前的1.4倍，且小于180kPa；对于灰土桩，基承载力不应大于处理前的2倍，且小于250kPa。承载力与变形模量地基类别变形模量(kPa)土桩平均值15000范围13000~18000灰土桩平均值32000范围29000~36000地基变形模量可参照下表土桩及灰土桩施工工艺成孔和回填夯实的施工应符合下列要求：(1)成孔施工时，地基土宜接近最优含水量，当含水量低于12％时，宜加水增湿至最优含水量。(2)桩孔中心点的偏差不应超过桩距设计值的5％。(3)桩孔垂直度偏差不应大于1.5％。(4)对沉管法，其直径和深度应与设计值相同，对冲击法或爆扩法，桩孔直径的误差不得超过设计值的±70mm。桩孔深度不应小于设计深度的0.5m。(5)向孔内境料前，孔底必须夯实，然后用素土或灰土在员优含水量状态下分层回填夯实。回填土料一般采用过筛(筛孔不大于20mm)的粉质糊土，并不得含有有机质的含量；粉煤灰采用含水量为30％一50％湿粉煤灰‘石灰用块灰消解(闷透)3—4d后并过筛，其租较粒径不大于5mm的熟石灰。灰土或二灰应拌和均匀至颜色一致后及时回填夯实。(6)成孔和回垣夯实的施工顺序宜间隔进行，对大型工程可采取分段施工。土桩及灰土桩抽样检验的数量不应小于桩死总数的2％，质量的检验方法有下列几种1．轻便触探检验法：先通过试验夯填，求得“检定锤击数”，施工检验时以实际锤击数不小于检定锤击数为合格。2．环刀取样检验法：先用洛阳铲在桩孔中心挖孔或通过开剖桩身．从基底算起沿深度方向每隔1.0-1.5m用带长把的小环刀分层取出原状夯实土样，测定其于土密度。3.荷裁试验法：对重要的大型工程应进行现场荷载试验和浸水荷载试验观幻承载力和湿陷情况。质量的检验上述前两种检验法，其中对灰土桩应在桩孔夯填后48h内进行，二灰桩应在36h内进行，否则将由于灰土或二灰的胶凝强度的影响而无法进行检验。对一般工程，主要应检查柱和桩间土的干密度和承强力；对重要或大型工程，除因检测上述内容外．尚应进行荷裁试验或其他原位测试。也可在地基处理的全部深度内取土祥测定桩问土的压缩性