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柱锤冲扩桩法的概念、应用与发展

417 2021-06-03 14:36:49

柱锤冲扩桩法是采用直径 300~500 mm、长度 2~6 m、质量 2~10 t的柱状锤(简称柱锤,长径比 L/d=7~12),通过自行杆式起重机或其他专用设备,将柱锤提升到距地基 5~10 m 高度后下落,在地基土中冲击成孔,并重复冲击到设计深度,在孔内分层填料、分层夯实形成桩体,同时对桩间土进行挤密,形成复合地基。在桩顶部可设置 200~300 mm 厚砂石垫层。

柱锤冲扩桩法是在土桩、灰土桩、强夯置换等工法的基础上发展起来的。在使用初期(1994 年以前),主要用于浅层松软土层(≤4 m)处理,桩身填料主要是渣土或 2∶8灰土,建筑物多为4~6层砖混住宅,加固机理以挤密为主。20 世纪 90 年代中期,该工法被引L入天津 多用于沟、坑、洼地、水塘等松软土层或杂填土等地基的处理。为解决坍孔及提高地基处理效果,开发出复打成孔及套管成孔新工艺。借鉴生石灰桩的加固机理,在桩身填料中加入生石灰(即碎砖三合土),加固效果良好。

20 世纪末,柱锤冲扩桩桩身填料除了渣土、碎砖三合十及灰士以外,级配砂石,水泥士,干硬性水泥砂石料、低标号混凝十等也开始采用。柱锤冲孔静压沉管-分层填料夯扩成桩工艺、中空锤振动沉管-分层填料夯扩成桩工艺被先后采用,使得地基处理深度大大加深,桩身强度及复合地基承载力也大大提高。除建筑工程外,公路工程地基处理、堆场等也开始采用这一地基处理方法。

近几年来,柱锤冲扩桩法应用领域进一步扩大,其他各种无机物料及黏结性材料的应用也比较广泛。如为了消除砂土液化,北京周边地区广泛采用柱锤冲扩挤密砂石桩,处理深度达6~8 m。江西利用土夹石(山皮土)柱锤强夯置换成桩,直径可达1m,处理深度达 10 m左右。西北地区广泛采用柱锤冲扩灰土(土)桩挤密桩间土,消除黄土湿陷性,深度达 15~20 m。河北利用干硬性生水泥砂石料及干硬性水泥土柱锤冲扩成桩也取得了成功,桩身直径可达 0.6 m,处理深度可达 10~20 m。当桩身填料采用干硬性水泥砂石料时,可实现一桩两用,既可消除黄土湿陷性,又可大大提高地基承载力。

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