灰土挤密桩是利用锤击将钢管打入土中,使之侧向挤密成孔,将管拔出后,在桩孔中分层回填2:8或3:7灰土夯实而成。灰土挤密桩与桩间土共同组成复合地基,以承受上部载荷。
加固机理:
在地基土中形成桩孔时,桩孔位置原有土体被强制侧向挤压,相邻桩孔间的土体的密实度增大,成孔后,向桩孔内填料(灰土或素土),然后分层夯实,形成密实而强度较高的桩体,并且孔壁土体通过被夯材料径向扩张而被进一步的挤密,同时桩间土和桩体土两者紧密胶结在一起,保证复合地基承受荷载后,桩、土的位移能协调发展。土挤密桩地基也可视为厚度较大的素土垫层。
置换作用
挤密桩是成孔过程中横向加密土层,施工成孔套管打入黄土层时,桩管周围地基土受水平挤压作用,从而管周围一定范围内的土在水平各个方向产生位移,减小孔隙率,增加密实度,部分或全部消除湿陷性。在挤密桩成桩后,由于桩的变形模量远大于桩间土的变形模量,在挤密桩与地基土的共同作用下,刚度较大的桩体受到较大的附加应力,消除了持力层内大量的压缩变形和湿陷变形的不利因素。
化学作用
挤密桩分为灰土挤密桩和水泥土挤密桩两种。灰土挤密桩桩体材料为石灰与土按一定体积比('二八'或'三七'灰土)均匀拌和的材料,生石灰吸水生成氢氧化钙的过程中,吸收周围土体的水分而膨胀,对周围土体产生进一步的挤密作用;并且由于放热作用使土体中部分水分蒸发,加速土体的固结过程;同时生成的因饱和沉淀形成胶体,经过再结晶后构成合成体与土体间紧密胶结而产生较高强度,因而提高了复合地基承载力。水泥土挤密桩桩体材料为水泥12%~15%掺入土中拌和均匀,通过夯入水泥土,水泥的水解、水化反应生成的氢氧化钙、含水硅酸钙能迅速溶于水中,使水泥颗粒表面重新暴露出来再与水发生反应,周围水溶液逐渐达到饱和,水分子继续深入颗粒内部但生成物已不能溶解,只能以细分散的胶体析出,悬浮于溶液中形成胶体,从而提高地基承载力。
桩网土共同作用
挤密桩复合地基通过'桩-网-土'三者的共同作用,褥垫层中的网具有荷载分担作用,桩起竖向增强作用,桩间土承受的荷载应力相对减小,使桩土应力分布更为协调,有利于工后沉降的控制。