地基处理中灰土桩法的应用

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1、第21卷2008年lO月常州工学院学报JournalofChangzhouInstituteofTechnologyV01．21Oct．2008地基处理中灰土桩法的应用粱慧(江苏省委党校基建处，江苏南京210004)摘要：论文比较系统地从灰土桩的作用机理、设计方法、施工工艺等方面阐述了灰土桩法在地基处理中的应用。关键词：复合地基；灰土；地基处理中图分类号：TU471．8文献标识码：A文章编号：1671—0436(2008)Z一0016—03灰土桩法是利用成孔时的侧向挤压作用，使桩间土得以挤密，随后将桩孔用灰土分层夯

2、实，实现加固地基的目的，其特点是对土的侧向深层挤密加固。灰土桩属于人工复合地基，其上部荷载由桩体和桩问挤密土共同承担。灰土桩法具有原位处理、施工简便、使用灵活、以土治土、节约资金、缩短工期等特点，用于处理厚度较大的湿陷性黄土或填土时，可以获得显著的经济效益，所以最初在我国西北和华北等地区得到了广泛的应用。目前随着科学技术的发展，其应用范围也越来越来广泛，已经逐步发展成为一种可处理填土、粘性土及粉土的地基处理方法。本文拟通过从灰土桩的设计方法、施工工艺、质量检测等方面全面介绍灰土桩法在地基处理中的应用。1灰土桩的作用

3、机理国内外许多学者研究认为：灰土桩沉桩时沿桩孔周围土体应力的变化与圆柱形孔扩张时产生的应力变化相似。如图1所示，在半径为尺u的桩孔外将产生半径为尺，的塑性区，桩孔内的土被全部压缩；在半径尺，以外为弹性区，土体仍然处于弹性平衡状态。塑性区的半径尺，可按如下公式计算：即尺u焉(1)式中：砟一塑性区最大半径；收稿日期：2008一06—13图1圆孔扩张示意图尺：，一桩孔半径；c-土的粘聚力；9一土的内摩擦角；r土的原始固结压力；G一土的剪切模量。可见，塑性区半径的大小和桩孔半径的大小成正比，同时也与土的剪切模量和抗剪强度指

4、标等紧密相关。桩周挤密影响区的半径可以通过计算确定，也可以通过现场试验确定。通常单个桩孔的“挤密影响区”半径为1．5—2．Od。相邻桩孔间的挤密效果试验表明，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度增大，且桩间土的密度变得均匀，桩距越近，叠加效果越显著。合理的相邻的桩孔中心距离一般为2—3倍桩孔直径。土的含水量接近最优含水量的时候，土成塑性状态，挤密效果最佳。当含水量过低，土体的有梁慧：地基处理中灰土桩法的应用17效挤密区显著减小。当含水量过高时，由于挤压引起超孑L隙水压力，使土体只能向外围移动

5、而难以挤密，同时孑L壁附近土的强度因受扰动而降低，容易出现桩孔缩径和回淤等情况。土的天然干密度越大，则有效挤密区越大，效果越好；反之，则有效挤密区越小，效果越差。土质均匀则有效挤密范围大，土质不均匀，则有效挤密范围小。土体的天然孔隙比e=0．90～1．20时挤密效果好，当e<0．80时，一般情况下土的湿陷性已消除，则没有必要采用挤密地基。2灰土桩的设计2．1桩体材料灰土桩体材料较少，仅有熟石灰和过筛土两种。熟石灰中不得含有未熟化的生石灰块，也不应含有过多的水分。土可采用粘性土，但须筛除其中的有机杂质，土的粒径控制在

6、<15into。灰与土的配合比，通常采用2：8即可。当需加固的地基土较软弱时，也可用3：7灰土施工。总之，灰与土的比例可随土质情况和所需的地基强度而定。2．2桩径选择灰土桩采用机械钻孔、重锤分层击实灰土填料的方法施工。常用校径D=30～60cm，校径小布桩则多，反之桩径大布桩可相应减少。工程实践证明，多层建筑的地基处理，在合理布桩的情况下D<60cm的桩已能满足设计的需要。实际上，设计桩径与成桩直径是有差别的，成桩过程中，由于重锤对灰土填料巨大的往复击实作用，也由于桩周土在侧压作用下趋向密实的特性，实际生成的桩径较

7、设计值大许多，从现场挖出的柱状桩体可清楚地证明这一点。2．3布桩方式常用布桩方式有两种：一是按三角形布桩，二是将桩布置成正方形。在实际工作中，也有按梅花形布桩的。梅花形布桩，实质上是沿45。斜线布置的方形桩，所以与正方形布桩井无本质上的差别。如图2所示。布桩设计一般要从三个方面加以考虑：一是地基土的特性，可参考地质报告中相关的内容；二是桩径的大小，通常由施工条件而定；三是布桩方式，可视具体情况任选一种。须指出的是，同一建筑中，宜用～种布桩方式而不可混用。图2灰土桩的布桩示意图2．4确定桩距桩距尺寸应由现场实验确定。

8、无试验资料时，也可将干土重作为挤密土的控制指标。当采用的桩径为d，地基上的有效挤密直径为D，根据地基土变形前后有效范围内土重保持不变的关系，则：D=nd(2)厂—■一n一挤密系数，t／=／—旦一；～yd—Yaoy。—挤密后处理深度范围内土的加权平均容重。经灰土桩挤密的土可取yd>15kN／m3。y棚一挤密前的干土容重。某些亚砂土、轻亚粘土类地基，当容重为16