加固机理
挤密灰土桩加固湿陷性黄土地基的机理主要两个方面,一是成孔时对桩间土的挤密作用,二是灰土桩对上部荷载的分担作用与对桩间土的约束作用。
桩间土挤密作用
灰土桩挤压成孔时,桩孔位置原有土体被强制侧向挤压,使桩周一定范围内的土层密实度提高。相邻桩孔间挤密效果试验表明,在相邻桩孔挤密区交界处挤密效果相互叠加,桩间土中心部位的密实度增大,且桩间土的密度变得均匀,桩距愈近,叠加效果愈显著。
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灰土桩硬化机理
灰土桩是用石灰和土按一定体积比例拌合,并在桩孔内夯实加密后形成的桩,这种材料在化学性能上具有气硬性和水硬性,由于石灰内带正电荷钙离子与带负电荷的粘土颗粒相互吸附,形成胶体凝聚,并随灰土龄期增长,土体固化作用提高,使灰土逐渐增加强度。在力学性能上,它可达到挤密地基效果,提高地基承载力,消除湿陷性,沉降均匀,沉降差减小。
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荷载分担及约束作用
在灰土桩挤密地基中,由于灰上桩的变形模量远大于桩间土的变型模量,载荷试验结果表明,只占压板面积20%灰上桩承担了总载荷的一半左右,而占表面面80%的桩间土仅承担其余一半。由于总载荷的一半由灰土桩承担,从而降低了基础底面下一定深度内土中的应力,消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素。此外,由于灰土桩对桩间土能起侧向约束作用,限制土的侧向移动,桩间土只产生竖向压密,使压力与沉降始终呈线性关系。