土桩灰土桩及夯实水泥土桩

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1、2、优点：a土（灰土)桩挤密法是横向挤密，但同样可以达到所要求处理后的最大干密度的指标；b与土垫层相比，无需开挖回填，节约了开挖和回填的工作量，比换填法缩短工期约一半。c由于不受开挖和回填的限制，一般处理深度可达1215m，最小深度一般要求大于5m;d填料一般是就地取材，比其它处理湿陷性黄土和人工填土的方法造价为低，尤其利用粉煤灰可以变废为宝，去得好的效益；第1页/共37页3、适用条件 地下水位以上的的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基；处理深度515m;以消除湿陷性为主要目的时，宜选用土挤密桩法；当主要为提高地基承载力和增强水稳定性时，宜选用灰土挤密桩；当地基土的含水量大于24、饱和度大于65

2、时，不宜选用灰土（土）挤密桩法；当e=0.91.2时，挤密效果好；当e0.80时，一般土的湿陷性已消除，无必要挤密地基，应慎重选用；第2页/共37页 大量的试验资料和工程实践证明，灰土（土）挤密桩用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基，不论使消除土的湿陷性还是提高承载力都是有效的。当土的含水量大于24及其饱和度大于65时，在成孔及拔管过程中，桩孔及其周围容易引起颈缩和隆起，挤密效果差，故该方法不适用与处理地下水位以下及毛细饱和带的土层。基底下5m深度内的湿陷性黄土、素填土、杂填土，通常采用土（或灰土）垫层或强夯法等处理。大于15m的土层，由于成孔设备的限制，一般采用其它处理方法

3、。饱和度小于60的湿陷性黄土，其承载力较高，湿陷性较强，处理应以消除湿陷性为主。而素填土和杂填土的湿陷性较小，但压缩性大，承载力低，应以提高承载力第3页/共37页 和减小压缩性为主。灰土（土）挤密桩时一种比较成熟的地基处理方法，自20世纪60年代来，在陕西、甘肃等湿陷性黄土地区的工业与民用建筑中已广泛使用，积累了一定的经验，对一般工程，施工前在现场不进行成孔挤密试验，不致产生不良后果，并有利于加快地基处理的施工进度。但在缺乏建筑经验的地区和对不均匀沉降有严格要求的工程，施工前应按设计要求在现场进行试验，以检验地基处理方案和设计参数的合理性。第4页/共37页1、土的侧向挤密作用 灰土(土）桩成孔

4、时，土体被迫产生侧向挤密，挤密影响半径一般为1.52倍桩直径；相邻桩孔挤密区交界处挤密效果叠加，增加挤密效果；桩间土中心部位密实度增大，且变得均匀，桩距越近，叠加效果越明显合理的桩孔中心距约23倍的d。二、加固机理天然含水率对挤密效果影响很大大于最优含水量时，不宜排水，挤密效果不好小于最优含水率时，有效挤密区太小第5页/共37页土体天然干密度对挤密的影响干密度大则挤密范围大干密度小，则有效挤密区变小土质均匀则挤密范围大土质不均匀则挤密范围小第6页/共37页2、灰土性质作用；石灰与土按一定比率（2:8或3:7）拌和形成的桩体具有气硬性和水硬性，由于石灰内带正电Ca离子与带负电粘土颗粒相互吸附，形

5、成胶体凝聚，并随灰土龄期增长，土体固化作用提高，土体强度逐渐增加。在力学性能上，可达到挤密地基效果，提高地基承载力，消除湿陷性，沉降均匀和沉降减小。3、桩体作用；在灰土桩挤密地基中，灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量（灰土的变形模量E0=2936mPa，相当于夯实素土的210倍）降低了基础底面一下一定深度内的土中的应力，消除了持力层内产生较大压缩变形和湿陷性的不利因素，形成的桩体作用降低了原来地基土持力层的应力；桩体对桩间土的侧向约束作用，改善桩间土体的变形形式，使压力与变形成线性关系；第7页/共37页土桩挤密地基有桩间挤密土和分层夯填的素土桩组成，土桩桩体和桩间土均为被动挤密的重塑土，属

6、同类土料。两者的物理力学指标无明显差异。因而，土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。第8页/共37页三、设计计算1、该类桩的设计计算原则和要求：（1）以消除地基土湿陷性为目的的设计计算；(宜采用土挤密桩法）（2）以提高地基承载力和水稳定性为目的的设计；（宜采用灰土挤密桩法和夯实水泥土桩法）（3）桩间距应以保证桩间土挤密后达到要求的密实度和消除湿陷 性为原则。甲、乙类建筑 0.93,0.88;其它建筑 0.90,0.84;(4)桩身压实系数应到达：土桩 0.95,灰土桩 0.97;第9页/共37页关于挤密系数和压实系数：根据桩孔内全部深度内的平均干密度与室内击实试验求得填料（素土或灰土）在最优含

7、水量时的最大干密度的的比值成孔挤密深度内桩间土的平均干密度与桩间土的最大干密度的比值第10页/共37页二、桩径1、设计时如果桩径d过小，则桩数增加，并增加了打桩和回填的工作量；如果桩径过大，则桩间土挤密不够，消除湿陷性的效果不够理想，且对成孔机械的要求也提高。2、目前我国桩径最小为250mm，最大为600mm，一般为300mm450mm，常用400mm；三、桩距和排距第11页/共37页桩距的设计一般应通过试验或计算确定；计算主要是通过桩间土被挤密后达到应的密实度来确定的（平均挤密系数和土的干密度）为了均匀挤密桩间土，一般采用正三角形步孔，有时为了适应基础尺寸和形状，可采用其它形式布孔；第12页

8、/共37页 对于等边三角形布置时，桩间距可取桩孔直径的2.02.5倍，也可按下式估算：S桩孔之间的中心距离；d钻孔直径桩间土最大干密度地基处理前的平均干密度桩间土成孔后的平均挤密系数，对重要工程不宜小于0.93，对一般工程不宜小于0.90第13页/共37页其中桩间土的平均挤密系数为：成孔挤密深度内，桩间土的平均干密度，平均式样数不应小于6组第14页/共37页桩孔数量可按下式估算：桩孔按三角形布置时：桩孔按正方形布置时：鉴于地基处理时干密度值变化较大，一般不采用上式计算孔距，而用承载力的形式确定：第15页/共37页桩顶标高以上应设置300500mm厚的2：8的灰土垫层，其压实系数不应小于0.95

9、四、承载力灰土（土）挤密桩复合地基承载力特征值，应通过现场单桩或多桩复合地基载荷试验确定。初步设计当无试验资料时，可案当地经验确定，单对于灰土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的2.0倍，并不宜大于250mPa；对土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的1.4倍，并不宜大于180mPa第16页/共37页四、施工（一）施工工艺灰土（土）挤密桩的施工应按设计要求和现场条件选用沉管（振动或锤击）、冲击等方法成孔，使土向孔周围挤密1、成孔和回填夯实施工应复合下列要求：成孔施工时，地基土宜接近最优含水量，当含水量低于12时，宜对拟处理范围的土层进行增湿，增湿土的含水量可按下式估算：Q计

10、算加水量v拟加固土的总体积处理前土的平均干密度Wop土的最优含水量第17页/共37页应在地基处理前46d，加需要增湿的水通过一定数量和深度的渗水孔，均匀的浸入拟处理的土层中。2、成孔和孔内回填夯实应符合下列要求：（1）成孔和夯实的施工顺序，当整片处理时，宜从里（或中间）向外间隔12孔进行，对大型工程，可采取分段施工；当局部处理时，宜从外向里间隔12孔进行；（2）向孔内填料时，孔底应夯实，并抽样检查孔的直径、深度和垂直度。（3）桩孔的垂直度偏差不宜大于1.5。（4）桩孔中心点的偏差不宜超过桩距设计值的5。（5）经检验合格后，应按设计要求，向孔内分层填入晒好的素土、灰土或其它填料，并分层夯实至设计

11、标高。第18页/共37页3、对沉管法，其直径和深度应与设计值相同；对冲击法或爆扩法，桩孔直径的误差不得超过设计值的正负70mm；桩孔深度不应小于设计深度的0.5m；第19页/共37页夯实水泥土桩第20页/共37页一、概述 由于场地条件的限制和住宅产业开发的需要，急需一种施工周期短、造价低、施工文明、质量容易控制的地基处理方法。近年来，中国建筑科学研究院地基所在北京等地旧城区危改小区工程中开发了夯实水泥土桩的地基处理新技术，经过大量的室内、原位试验和工程实践，日趋完善。目前该技术已经在北京、河北等地近1200多项工程中应用，产生了巨大的社会经济效益，节省了大量建筑资金。第21页/共37页概念：将

12、水泥和土按设计的比例伴和均匀，在孔内夯实至设计要求的密度而形成加固体，并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。二、适用条件二、适用条件夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基，且处理深度不宜超过10m；第22页/共37页三、设计（一）一般规定根据岩土工程勘察应查明土层的厚度和组成、土的含水量、有机质含量和地下水的腐蚀性等。夯实水泥土桩设计前必须进行配合比试验，针对现场地基土的性质，选择合适的水泥品种（土的性质、水泥品种、水泥标号、龄期、养护条件等）并特别规定夯实水泥土设计强度应采用现场土料和施工采用的水泥品种、标号进行混和料配比设计。夯实水泥土强度必须在标准养护条

13、件下养护28d，按标准试验方法做立方体强度试验。第23页/共37页（二）桩径的确定夯实水泥土桩可只在基础范围内布置。桩孔直径宜为300600mm，可根据设计和所选用的成孔方法确定。如果桩径过小，则桩数增加，并增加打桩和回填的工作量；如果桩径过大，则桩间土挤密效果不够，尤其是对消除湿陷性地层不够理想。（三）桩长的确定（三）桩长的确定 当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度确定；当相对硬层埋藏深度较大时，应按建筑物地基变度确定；当相对硬层埋藏深度较大时，应按建筑物地基变形允许值确定；形允许值确定；成孔深度还要考虑到施工工艺方法的限制，当采用洛

14、阳成孔深度还要考虑到施工工艺方法的限制，当采用洛阳铲成孔时，深度宜小于铲成孔时，深度宜小于6.0m，因为当大于，因为当大于6m时，洛阳铲时，洛阳铲的施工效率较低，宜采用机械成孔的方式的施工效率较低，宜采用机械成孔的方式第24页/共37页关于洛阳铲的由来，洛阳流传着这样的故事：洛阳邙山马坡村，有个农民叫李鸭子，从小就以盗墓为生，在民国十二年（1923年）间有一天，他到十几里外的孟津县赶集。有个来自偃师县马沟村的熟人正在搭棚子，准备卖煎包子。双方见面打个招呼，他见这人忙着用一把筒瓦状的短柄铁铲在地上挖了一个竖直的小圆坑，以便插入棚柱。这人用此铲往地下一戳，提上来时带出不少土，一下子触发了他的“灵感

15、”：这家伙比铁锨挖盗洞轻巧灵便，特别是能带上原土，利于判断地下不同地层情况。于是他找了张纸，贴着铲夹画出一张原大图样，回家后马上找铁匠按图打造，一试果然得心应手，效果不错。以后其他盗墓者纷纷仿效，于是得到广泛“推广”。解放后，文物考古部门对它进行改进，用来对地下有无文化遗存进行普查钻探，为文物考古工作做出了贡献。但在近年全国刮起的盗墓狂潮中，它又被盗墓贼用来重走邪路。第25页/共37页第26页/共37页第27页/共37页第28页/共37页第29页/共37页（四）褥垫层的铺设（四）褥垫层的铺设在桩顶应铺设100300mm厚的褥垫层，主要目的是为了调整基底压力分布，是荷载传递到桩于桩间土上，保证桩

16、间土承载力的发挥。垫层材料可采用中砂、粗砂或碎石等，最大粒径不宜大于20mm；（五）承载力的特征值的确定1、应按现场复合地基载荷试验确定，强调现场试验对复合地基设计的重要性2、初步设计时可按下式确定：第30页/共37页且桩体试块抗压强度平均值应满足：第31页/共37页（六）桩间距和桩数的确定（六）桩间距和桩数的确定1、桩间距宜取桩径的24倍等边三角形布置正方形布置矩形布置第32页/共37页2、桩数的确定(七）变形计算七）变形计算方法采用分层总和法第33页/共37页（一）成孔 1、成孔的方法应根据地基土的物理力学性质、桩孔深度、直径、施工机械河施工经验等因素确定，分为机械成孔和人工成孔；2、成孔

17、工艺有挤密成孔和非挤密成孔。挤密成孔可选用沉管、冲击等方法；非挤密成孔可选用洛阳铲、螺旋钻等方法。3、成孔施工应复合下列要求：1)桩孔中心偏差不应超过桩径设计值的1/4，对条形基础不应超过桩径设计值的1/6；2）桩孔垂直度偏差不应大于1.5%；四、施工第34页/共37页3）桩孔直径不得小于设计桩径4）桩孔深度不应小于设计深度（二）桩孔夯实（1）在夯填前现对孔底进行夯实，以消除孔底因各种施工工艺可能是孔底存在部分扰动土和虚土，有利于发挥桩端阻力，提高地基承载力；（2）填料夯填可采用人工夯填和机械夯填，应按规定均匀填入，随填随夯直至桩顶设计标高；（三）桩孔填料要求（1）土料宜用粘质粉土、粉质粘土和砂质粉土；不得含有冻土和膨胀土及生活垃圾；第35页/共37页（2）混和料含水量应满足土料的最优含水量，其允许误差不得大于2（正负），用机械夯实时，宜用土料Wop(1%2）；人工夯实宜采用土料最佳含水量Wop(1%2），均应由现场试验确定。五、质量检验五、质量检验第36页/共37页感谢您的观看。第37页/共37页