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岩土研究院

灰土桩的应用要点

313 2022-01-18 10:43:22

关于灰土柱的设计、施工、质量检验等问题,有关规范及手册中已有详细的论述和规定。下面针对应用灰土桩时需要了解的主要问题,作一些归纳和分析。

一、设计方法

(一)关于灰土桩的承载力计算,规范规定应通过原位测试或结合当地经验确定。当无试验资料时,复合地基承载力标准值不应大于处理前的2倍,并不宜大子 250kPa。

这条规定是基于黄土地区大量的试验及工程实践得出的,其前提是必须对桩间土进行挤密。挤密的效果以桩间土平均压实系数不小子0.93来控制,从而计算出桩距。

随着灰土桩应用范围的扩展,有的方法并不对桩间土产生挤密效应,同时应用的土性也不限于黄土和填土。在此情况下,需要有一个理论计算方法。根据其作用机理,完全可以建立一个复合地基承载力计算式子。这个计算式原则上可采用水泥土的桩土荷载分担比的表示方法,当桩土模量比小于10时,可参照石灰桩承载力计算式。公式中的系数可根据试验结果或经验确定。经过时间积累,可以给出各系数的范围值。

(二)处理深度的决定,当以提高承载力为目的时,以桩底下卧层强度和变形控制处理深度。当尚需要消除土的湿陷性时,应根据《湿陷性黄土地区建筑规范》GBJ 25--90 所规定的处理深度进行设计,处理深度的标准是以建筑物类别来区分的。

(三)规范规定灰土桩变形是由复合土层和其下压缩土层的变形所组成。复合土层的变形由试验和结合当地经验确定。下部压缩土层的变形按常规进行地基变形计算。

根据工程实践及试验的总结.只要灰土柱的施工质量得到保证,设计无原则错误,复合土层的变形多在 20~50mm之间,在应用中可按桩长的0.3%~0.6%来估计复合土层的变形。

(四)由于灰土桩的强度有限,且具有可压缩性,桩体应力传递深度有一个界限,即所谓的有效柱长或临界桩长。经测试,有效桩长约6~10d。因此,在桩底下卧层变形可以得到控制的情况下,桩长不必过长。

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二、施工工艺

灰土桩有多种施工工艺,各种施工工艺都是由成孔和夯实两部分工艺所组成。现将常用的施工方法简介如下。

(一)人工成孔和人工夯实

作为复合地基应用时,桩径 φ300~400mm,施工工艺同石灰桩人工挖孔法。大直径灰土井柱则用人工挖孔桩的办法成孔,采用人工分层夯实,或用蛙式打夯机及其他特制的夯实机分层回填夯实。

(二)沉管法

利用各类沉管灌注桩机,打入或振入套管,桩管下特制活动桩尖的构造类同于石灰桩管外投料施工法的桩类。套管打到设计深度后,拔出套管,分层投入灰土,利用套管反插或用偏心轮夯实机及提升式夯实机分层夯实。

(三)爆扩成孔法

利用人工成孔(洛阳铲或钢钎),将炸药及雷管或药管及雷管置于孔内,孔顶封土后引爆成孔。药眼直径1.8~3.5cm,引爆后孔径可达27~63cm。成孔后将灰土分层填入,用偏心轮夹杆式夯实机或提升式夯实机分层夯实。

(四)冲击成孔法

利用冲击钻机将0.6~3.2t重的锥形锤头(又叫橄榄锤)提升0.5~2m的高度后自由落下,反复冲击下沉成孔,锤头直径φ350~450mm,孔径可达6500~600mm。成孔后分层填入灰土,用锤头分层击实。其成孔深度不受机架限制。

(五)管内夯击法

同碎石桩的管内夯击工艺。在成孔前,管内填入一定数量的碎石,内击式锤将套管打至设计深度后,提管,冲击管内碎石,分层投入灰土,用内击锤分层夯实。内击锤重1~1.5t,成孔深度不大于10m。

二、施工质量检验及效果检验

施工质量检验主要包括桩间土挤密效果和桩料夯填质量检验。桩间土挤密效果采用不同位置取样测试干密度和压实系数来检验。桩料夯填质量可用轻便触探、夯击能量法及取样检验。

效果检验包括取样测定桩间土干密度、桩身材料抗压强度及压实系数;室内测定桩间士及灰十的湿陷系数;现场浸水载荷试验.判定湿陷性消除情况;现场静载荷试验检验承载力等。