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岩土研究院

灰土桩的适用范围及技术特点

321 2022-01-18 10:36:46

一、灰土桩的适用范围

(一)消除地基的湿陷性。

(二)地下水位以上湿陷性黄土、素填土、杂填土、粘性土、粉土的处理。

(三)灰土桩复合地基承载力可达250kPa,可用于12层左右的建筑物地基处理。

(四)深基开挖中,用来减少主动土压力和增大坑内被动土压力。

(五)用于公路或铁路路基加固;大面积堆场的加固等。

(六)当地基土含水量大于 23%及其饱和度大于65%时,规范规定不宜采用灰土桩。如不考虑桩间土的挤密效应,在工艺条件许可时,也可采用,这是一个发展。

二、灰土桩的技术特点

(一}主固化料为消石灰,桩体材料多样、可就地取材。

(二)可用多种工艺施工,设备简单,便于推广。

(三)施工速度快,造价低廉。

(四)可大量使用工业废料,社会效益好。

(五)桩体强度0.5~4MIPa,桩间土经挤密后可大幅度提高承载力。

(六)除人工挖孔、人工夯实的工艺外.大多存在一定的振动和躁声,因而受到某些使用的限制。

加固机理

灰土桩的作用机理与石灰桩相似。由于在地下水位以上应用,可以获得较高的桩体强度,因此,除作为灰土桩复合地基外,尚可作成大直径桩或深基础。不同的使用目的,其作用机理有所差异。

灰土的应用已有数千年的历史,在没有地下水的条件下,灰土的硬化现象早已为人们所接受,通过电子显微镜、X光衍射和差热分析等先进手段,进一步从微观上搞清了灰土的硬化机理.是近几十年的研究成果。

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石灰的碳酸化也是灰土强度得以长期增长的一个原因。

如果灰土桩材料中加有粉煤灰等活性材料则加强了水化物的生成,具有更高的强度。灰土桩作为深基础或大直径桩来使用时,主要要考虑桩体本身的硬化情况及其强度指标。灰土桩与土组成复合地基时,其作用机理牵涉到桩间土的性状和桩土荷载分担的情况。

灰土桩复合地基中,桩土的荷载分担比与桩、土模量、荷载水平、基础大小、置换率等因素相关。在桩间土被挤密的情况下,一般桩间土可承担 50%左有的荷载,因此,灰土桩复合地基承载力的提高不仅要求一定的桩体强度,还要依靠对桩间土的挤密加强。在成孔成桩中桩间土挤密效果,取决于土性、施工工艺、桩径和置换率等因素。而且在桩长范围内,挤密效果也不同。在大孔隙黄土中,一根桩的有效挤密区的半径约为1~1.5d,影响半径约为1.5~2d。经挤密后桩间土承载力约为挤密前的1.51~1.71倍,规范规定为1.4倍。如果加固土非黄土,则其挤密效果的定量分析除参照其他桩型的经验外,应通过现场原位测试确定。

关于桩体材料中 Ca(OH)2及其他活性物质与桩周土的化学反应问题,其机理与桩体固化机理相同,因渗透影响区小且反应缓慢,应用中不加考虑。

桩体和桩间土共同作用时,桩在自身压缩膨胀的同时,通过侧阻力及端承力将荷载传给桩间土,呈现了桩体的作用。当桩体强度较小,桩土模量比小于10 时,如同石灰桩和土桩一样,呈现了复合垫层的特征。