第章土灰土桩

第6章土（灰土）桩

利用成孔过程中的横向挤压作用，使桩间土被挤密，然后将素土或灰土分层填入桩孔内，并分层夯填密实至设计标高。填入材料为素土时，称为土挤密桩法；填入材料为灰土时，称为灰土挤密桩法。夯填密实的土桩或灰土桩，与挤密的桩间土形成复合地基。

采用土桩挤密法时，若桩体和桩间土的密实度相同，则形成均质地基。11发展：灰土（土）挤密桩技术在国外30年代开始采用，我国50年代在甘肃兰州使用过，在70年代对处理湿陷性黄土和杂填土地基展开了较为系统的研究，并逐渐取得了广泛的应用；22、优点：a土（灰土)桩挤密法是横向挤密，但同样可以达到所要求处理后的最大干密度的指标；b与土垫层相比，无需开挖回填，节约了开挖和回填的工作量，比换填法缩短工期约一半。c由于不受开挖和回填的限制，一般处理深度可达12～15m，最小深度一般要求大于5m;d填料一般是就地取材，比其它处理湿陷性黄土和人工填土的方法造价为低，尤其利用粉煤灰可以变废为宝，去得好的效益；33、适用条件地下水位以上的的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基；处理深度5～15m;以消除湿陷性为主要目的时，宜选用土挤密桩法；当主要为提高地基承载力和增强水稳定性时，宜选用灰土挤密桩；当地基土的含水量大于24％、饱和度大于65％时，不宜选用灰土（土）挤密桩法；当e=0.9~1.2时，挤密效果好；当e<0.80时，一般土的湿陷性已消除，无必要挤密地基，应慎重选用；4

大量的试验资料和工程实践证明，灰土（土）挤密桩用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基，不论使消除土的湿陷性还是提高承载力都是有效的。当土的含水量大于24％及其饱和度大于65％时，在成孔及拔管过程中，桩孔及其周围容易引起颈缩和隆起，挤密效果差，故该方法不适用与处理地下水位以下及毛细饱和带的土层。

基底下5m深度内的湿陷性黄土、素填土、杂填土，通常采用土（或灰土）垫层或强夯法等处理。大于15m的土层，由于成孔设备的限制，一般采用其它处理方法。饱和度小于60％的湿陷性黄土，其承载力较高，湿陷性较强，处理应以消除湿陷性为主。而素填土和杂填土的湿陷性较小，但压缩性大，承载力低，应以提高承载力和减小压缩性为主。5

灰土（土）挤密桩时一种比较成熟的地基处理方法，自20世纪60年代来，在陕西、甘肃等湿陷性黄土地区的工业与民用建筑中已广泛使用，积累了一定的经验，对一般工程，施工前在现场不进行成孔挤密试验，不致产生不良后果，并有利于加快地基处理的施工进度。但在缺乏建筑经验的地区和对不均匀沉降有严格要求的工程，施工前应按设计要求在现场进行试验，以检验地基处理方案和设计参数的合理性。6一、加固原理挤密通过挤密作用提高桩间土的密实度。挤密土，不同于重塑土，它形成了以桩孔为中心的环状竖向节理结构，仅是将原地基土呈环状水平向挤密，一定程度地保存了地基土地原状结构，它保存了土的原始凝聚力和部分固化凝聚力，挤密土比同密度重塑土的力学性能要好。7一、加固原理衡量桩间挤密土的密实度指标采用挤密系数hc，而不用压实系数λc，以示区别。1挤密单孔周围的环形挤密影响有效半径一般为1.5d，离桩边越远，挤密效果越差。8土的侧向挤密作用灰土(土）桩成孔时，土体被迫产生侧向挤密，挤密影响半径一般为1.5~2倍桩直径；相邻桩孔挤密区交界处挤密效果叠加，增加挤密效果；桩间土中心部位密实度增大，且变得均匀，桩距越近，叠加效果越明显合理的桩孔中心距约2～3倍的d。

天然含水率对挤密效果影响很大大于最优含水量时，不宜排水，挤密效果不好小于最优含水率时，有效挤密区太小9土体天然干密度对挤密的影响干密度大则挤密范围大干密度小，则有效挤密区变小土质均匀则挤密范围大土质不均匀则挤密范围小102、灰土性质作用；

石灰与土按一定比率（2:8或3:7）拌和形成的桩体具有气硬性和水硬性，由于石灰内带正电Ca离子与带负电粘土颗粒相互吸附，形成胶体凝聚，并随灰土龄期增长，土体固化作用提高，土体强度逐渐增加。在力学性能上，可达到挤密地基效果，提高地基承载力，消除湿陷性，沉降均匀和沉降减小。

一、加固原理113、桩体作用；在灰土桩挤密地基中，灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量（灰土的变形模量E0=29-36MPa，相当于夯实素土的2～10倍）降低了基础底面一下一定深度内的土中的应力，消除了持力层内产生较大压缩变形和湿陷性的不利因素，形成的桩体作用降低了原来地基土持力层的应力；桩体对桩间土的侧向约束作用，改善桩间土体的变形形式，使压力与变形成线性关系；一、加固原理12

土桩挤密地基有桩间挤密土和分层夯填的素土桩组成，土桩桩体和桩间土均为被动挤密的重塑土，属同类土料。两者的物理力学指标无明显差异。因而，土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。13一、加固原理4提高地基土的隔水性通过对地基土的挤密，提高地基土的隔水性。防水、隔水性能比同密度、同厚度、同宽度的垫层好。对某些地基，为防止水的渗透、防止下卧未处理土层浸水，需采取防水措施或对地基进行处理。当地基土的渗透系数量级达到10-7cm/s时，即可确保建筑物在50年正常使用期间，下卧层的未处理土层不会自上向下浸水。14二、挤密法的适用范围

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。《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）规定：15二、澡挤密芳法的孝适用中范围地下凤水位故以上治；处理候土层具厚度何，目持前一疮般为5～15角m；在悄工艺闷、施柄工设备畅改进太的基击础上养，处邮理深森度仍慰有增铺大的薯可能还。饱和辉度Sr≤6岩5％，恋含水抽量w≤2含4％；欠密甩实的旬湿陷惕性黄甲土、凯素填勇土、监粉土啊、杂衬填土和粉蒙质黏证土等湾；含水并量越蔽小越时好？16挤密阻法的烧处理侵深度嚷一般友与施竹工条畅件、订施工县方法兴、挤骗密方落式、欠设备未条件犬等因懂素有获关。在处沸理深扶度要梅求进泽一步我增大段的时踢候，传设计宫是否筐应该匠多考稠虑几勤种地尽基基员础方往案。施工列条件常现状厦，处屿理深膛度超济过15走m，机鼓械比辉较庞半大，岂施工纪速度药缓慢茄、工柜效较仰差、令施工筛费用连相对歪较高肯；二、奥挤密悬法的带适用宇范围处理滚深度椒小于5m的，心可采队用挤辅密法厉，但导从合蜜理性珠讲一顿般采艺用强眉夯、甩换填斩垫层校法等遣更为挥简便情。处理鸡深度婶大于15削m的，尚从挤脾密机缺理讲坊仍可辛采用肚挤密蜻法，珠但存跃在两个匀问题：17三、诸桩孔扔填料玻选择灰土逃桩使用嘉石灰棚和土帅按一第定比更例（28或37）拌遭合，两具有止气硬付性和歇水硬刮性，们并随裕着龄雄期增默长，访土体削固化裁作用低加强厕。灰土疫硬化事后属平于脆社性材非料，28偏d无侧纱限抗驻压强峰度qu不低扰于50御0k牛Pa。灰吗土桩秆具有述一定铺胶凝唇强度寨，其勒变形守模量器亦显锄著高局于桩驴间土10倍左双右。18地基咸承载旗力要非求较细高（逮如fak≥20法0k我Pa）时全，可领采用硬部分嚼灰土关、水仿泥土汇等。地基励承载顷力要魄求一朱般（波如fak≤2犁00穿kP才a）或我要求久有较萄好的作隔水急性能立时，她桩孔王材料姓优先双选择锅素土医，素隙土填粥料可耐分为榴粉质磨黏土没、粉挪土等这。三、辆桩孔耀填料密选择桩孔筑填料沉的选纵择应菜根据屿工程秩需要誉、设悔计意躺图确似定。灰土火与素产土的雷隔水亭性哪因个更历好？素土选择茧的原差则：19地基鹿承载锋力要熊求较督高（冬如fak≤2舅00化kP债a）时滋，可什采用签部分矩灰土赛、水响泥土屑等。地基坏承载巩力要串求一轿般（付如fak≤2喷00竭kP慢a）或营要求舅有较桥好的悲隔水框性能砖时，军桩孔殃材料词优先符选择激素土目，素级土填侨料可溜分为树粉质侵黏土库、粉棉土等此。三、蚕桩孔链填料冈选择选择纹的原感则：采用倦灰土虾填料羊时，嘉不一芝定强岂调用秧高灰移率的供灰土庆。当受隶场地抖限制饮、地款基处侍理宽卫度不策能满起足规井范或庄设计恩要求陵时，以可以滴考虑基在场尘地边奇缘地宇带采魔用灰抹土、迟水泥罩土填飘料。20挤密含地基铅，在稠小坑亚浸水糟条件毫下，贡地基钥处理膏宽度锣达到眯基础吃底面伞宽度购的1.曾5倍时伏，能漂使地册基的饭侧向幅变形柜明显侍减少粱。挤密彼地基痰，当构地基介土的营含水芦量小勇于塑宣限含淡水量邪情况期下，辜地基绞处理趴宽度母达到长基础椒底面别宽度占的1.战5倍时你，能产基本代解决劲地基搞的侧正向变听形问谁题。四、欣挤密仓地基齐的处弃理宽抵度通过里试验路发现狮：挤密品地基飞，在可大面股积浸雅水条笋件下茶，地亏基处背理宽丹度为榆基础担底面袭宽度猴的1.即5倍时雅，往跳往处仍理效播果较设差；去若处者理宽借度达股到2倍时知，处些理效败果明宵显；芽若达茫到2.盘5倍时钟，能砍基本诱解决格挤密攀地基附的侧董向变必形问炎题。21四、誉挤密持地基潮的处亲理宽拘度《建筑甘地基馅处理巴技术慨规范》（JG眨J7仆9-虏20锅12）和《湿陷桐性黄逃土地剥区建跃筑规岩范》（GB健50斯02切5-些20缸04）中驳规定贸：当为精局部谱处理着时，纽奉在非益自重蛙湿陷啄性黄屡土场唉地，卡每边崭宜超察出基允础宽兽度的0.吹25倍，厕并不舟应小子于0.份5m；在呢自重暖湿陷妹性黄伐土场糕地，档每边薯宜超片出基款础宽毯度的0.侮75倍，孙并不碑应小呢于1m。当整汪片处牲理时咬，每外边超历出外续墙基旱础外杂援的班宽度纺宜大土于处匹理厚晴度的区一半怕。如他果要请求具明有较竭好的震隔水州防渗烟作用良，还工宜适事当增购大处奸理宽哄度。22五、旦挤密摩地基盒的表杆层松胆动带任何鹅挤密旦方式孤施工休的挤畏密地木基，磁都存摄在表麻层松体动带晒。挤密妹过程慰中，透横向摘力及网垂直史向下扔的力写都是老土体嘉挤密坛作用流的能垒量来析源。在表耀层0.套3~术1.牺5m范围雹内，晶在侧正向分痛力作呈用下辉会引达起桩捕孔周婚围土攻体的送隆起剥或振台动松伙散，守这部教分土柳比较崭疏松易、物莲理力所学性佣质较则差。23六、坝设计绪计算桩孔奔直径躲选择根据赏所选迫用的涌成孔僚设备逐或成妨孔方个法以帖及场散地土楚质情傅况确威定。隔一般妙在30追0m耍m～45韵0m冶m之间斤。24桩径1、设童计时倦如果轧桩径d过小繁，则剑桩数捕增加锁，并躺增加轻了打桶桩和柳回填钓的工甲作量脾；如雀果桩吹径过梅大，串则桩淡间土码挤密笛不够争，消肌除湿门陷性阶的效喷果不弹够理命想，截且对痛成孔糟机械絮的要形求也缺提高陵。2、目惕前我搁国桩桶径最期小为25放0m揭m，最茂大为60穷0m栗m，一贵般为30湾0～45他0m甩m，常蔬用40恭0m刻m；25六、愁设计唯计算桩孔听间距英设计桩孔侦间距懂设计霉从消睡除湿靠陷性竖和提许高地雪基承离载力壁两个肝方面尼考虑克。（1）为原消除弯黄土阅的湿桨陷性俊，挤享密后耽的桩尖间土罩平均逮挤密筐系数章不应蛇小于0.分9，对谣重要链的工说程不侄宜小够于0.杜93。桩校孔间软距一季般为练桩孔简直径塔的2.惊0～2.调5倍，寸也可层按下餐式计跃算：26六、燃设计仙计算桩孔酿间距厅设计271、该友类桩智的设涨计计缓算原侦则和胁要求巩：（1）以顺消除妇地基嗽土湿叔陷性葛为目则的的胜设计启计算伤；(宜采崇用土童挤密组桩法绩）（2）以热提高馆地基电承载恶力和苗水稳钓定性傻为目巷的的屠设计辣；（拒宜采访用灰艺土挤逐密桩辅法和担夯实铃水泥头土桩斑法）（3）桩届间距处应以壤保证呀桩间事土挤筋密后渣达到裂要求宫的密惩实度情和消假除湿谦陷性为惠原则。甲袜、乙吗类建贺筑≥0.点93芽,榴≥0边.8色8;其它疑建筑≥0.铅90扯,仇≥抽0房诚.8杠4;(4锤)桩身妻压实辈系数胃应到漂达：而土桩≥0.聪95诞,灰土宁桩≥0.盾97征;28桩距贞的设侍计一背般应租通过染试验慈或计恩算确呜定；陪计算拼主要谦是通齐过桩按间土仆被挤勺密后司达到艰应的狗密实害度来游确定交的（签平均仍挤密残系数依和雪土的瞧干密尖度）为了应均匀菊挤密虚桩间幅土，无一般太采用革正三适角形尿步孔欲，有圆时为厕了适纱应基长础尺锻寸和芦形状饥，可脖采用板其它炎形式远布孔译；29关于限挤密缓系数占和压呈实系档数：根据丝式桩孔绍内全咸部深症度内蔑的平适均干舍密度层与室全内击衬实试极验求皂得填匹料（减素土林或灰魔土）动在最英优含麻水量抬时的扬最大厉干密尖度的因的比晴值成孔疮挤密言深度图内桩潜间土急的平天均干辞密度奖与桩妨间土慎的最幻玉大干止密度福的比危值30对于陈等边括三角眨形布俱置时蹈，桩爽间距溪可取狗桩孔蛛直径姓的2.满0~夸2.害5倍，该也可贫按下护式估史算：S－桩制孔之脏间的魄中心滩距离损；d－钻限孔直柿径桩间桃土最搂大干监密度地基榴处理肉前的构平均还干密违度桩间根土成栏孔后哗的平传均挤亮密系呀数，创对重哲要工粪程不疫宜小陡于0.框93，对炭一般扛工程玻不宜爆小于0.炒9031深度够取单位籍长度，则腰挤密鄙前蓝色砍三棱草柱内天斤然土阁体的瞧体积米为：sd32蓝色跳三棱感柱内适天然穷土体皂挤密寇后的苹体积访为：根据集挤密根前、瞎后土粒质量专相等办的原供则，暂可得芽：sd33桩孔浪数量枯可按迈下式惩估算您：桩孔哈按三顶角形及布置绿时：桩孔圈按正单方形直布置饿时：鉴于毫地基抖处理瓶时干萝密度屿值变振化较办大，波一般眉不采请用上摔式计扶算孔遥距，新而用房诚承载百力的崖形式父确定伏：34桩孔恨间距免设计（2）从拔提高如地基祸承载进力考测虑，棍可由抓复合荷地基彻承载泪力公式寸得到课桩间辫距表焰达式倘。35桩顶猪标高狠以上羽应设佣置30绞0～50竭0m锋m厚的2：8的灰桥土垫活层，根其压郊实系嫌数不艰应小柳于0.书95趋.承载疗力灰土性（土现）挤刷密桩雅复合眯地基辟承载葬力特杜征值疮，应柳通过涉现场据单桩搅或多扶桩复患合地可基载搂荷试旁验确破定。纲初步修设计涝当无逢试验联资料易时，蛇可案仍当地伞经验找确定按，单拘对于剥灰土颂挤密狡桩复撇合地给基的滩承载码力特申征值嘱，不要宜大丑于处快理前旅的2.叼0倍，拘并不救宜大钞于25菠0M段Pa；对嫁土挤养密桩蚂复合恼地基籍的承券载力虫特征咽值，食不宜酒大于丹处理搜前的1.洗4倍，诞并不颂宜大缴于18罩0M柴Pa36七、俩施工（一乘）施竭工工察艺灰土源（土圣）挤例密桩封的施小工应闹按设肢计要吉求和相现场押条件屡选用燃沉管薯（振牲动或醒锤击可）、扑冲击博等方信法成岗孔，混使土淋向孔土周围弹挤密1、成蹈孔和搞回填甚夯实欺施工怨应复格合下于列要拉求：成孔嫩施工残时，司地基厅土宜恒接近偏最优条含水复量，扛当含吵水量面低于12％时绝，宜菜对拟振处理吉范围遥的土灵层进姿行增追湿，色增湿塘土的临含水漏量可络按下照式估暖算：Q－计柔算加简水量v－拟本加固什土的非总体珍积－处惨理前郑土的冷平均管干密昂度Wop－土很的最辈优含粒水量37应在感地基励处理榴前4～6d，加紫需要次增湿泻的水虏通过财一定活数量李和深套度的田渗水尺孔，程均匀搁的浸炭入拟略处理凳的土招层中萄。2、成臭孔和乌孔内抚回填仪夯实葬应符真合下等列要斯求：（1）成偏孔和窑夯实忆的施逃工顺单序，巾当整叉片处升理时示，宜薄从里拨（或懒