灰土挤密桩的性质
灰土挤密粧能够广泛应用于黄土地区的原因为其具有如下 性质:
1)灰土挤密桩为横向挤密结构桩,可消除黄土地区地基土的 湿陷性,提高地基的承载能力,降低土的压缩性。
2)相对于换土 垫层,无需大量的回填,避免大规模的土方开挖和土方回填,缩短 工期、节省资源。
3)处理深度较大,一般可达到10 m~ 15 m左 右。
4)灰土挤密桩多使用石灰、素土等较为廉价的材料,可就地 取材,因而造价相对低廉,对环境污染较小。
5)无需复杂施工设 备,施工机械较为简单、施工方便、效率高。
2:灰土挤密桩的工作机理
湿陷性黄土属于特殊土质,土质较为均匀,但土体结构疏松, 孔隙比较大,干密度较小,含水率大,因浸水后土体结构发生破坏 而产生附加变形。试验研究表明,当黄土土体的干密度和其压实 度达到一定峰值时,黄土的湿陷性可以基本或完全消除。为治理 黄土的湿陷性,灰土挤密桩充分利用上述机理,通过挤压成孔使 桩间土体得以压密,从而减小孔隙比和含水率,增加黄土土体的 干密度,形成承载力较高的人工复合地基。其加固具体原理 如下:
1) 土的侧向压密:灰土挤密桩成功过程中,孔位原土体被成 孔设备强制压密,同时使灰土粧周围土体亦得以挤密,从而提高 黄土土体的强度,避免或减小其湿陷性。通常挤密桩的影响半径 为1.5d~2.(d为桩的直径),试验研究表明,相邻挤密桩的桩 间土体具有叠加挤密现象,即桩间土的中点压实度,挤密效果,合理的粧间距离应为2d~3d(d为桩孔直径)。土体的挤密效果与含水量有关,当含水量位于含水量附近时,土体呈 塑性状态,挤密效果较好;当含水量偏低时,即小于塑限值,土体 属于固态或半固态,挤密影响区域变小,挤密效率偏低;当含水量 较大时,即大于液限值,土体呈流动状态,挤压会引起超孔隙水压 力,挤压力基本由孔隙水承担,土体有效挤压效率较低,且成孔过 程中因土的粘滞性,拔管时会出现缩颈现象。
2)灰土的作用:灰土挤密桩由石灰和土以2: 8或3: 7体积比 拌合后,将孔内土体经机械压实挤密形成,这种混合材料具有气 硬性和水硬性,在空气或遇水条件下会形成凝结胶体,土的固化 作用会随龄期的增长而增强。
3 )桩体的作用:灰土挤密桩的变形模量约为桩间土变形模量 的2倍~ 10倍,上部荷载会传递到挤密桩,使桩体产生应力集中, 从而降低了基础底面持力层的应力,消除了持力层的压缩变形和 湿陷变形。另外,灰土桩对桩侧土有侧向约束作用,限制土的水 平方向位移,使得桩间土的物理性质发生改变,即土的干密度变 大、孔隙率变小,使得承载力提高,消除了土的湿陷性。