擠密法用來加固地下水位以上地基是一種有效的方法，近年來，擠密法得到了廣泛的套用。擠密樁是將帶有管塞、活門或錐頭的鋼管壓入或打入土中成孔並使土層擠密，然後往孔內投入灰土、砂石等填料形成的樁。擠密樁主要特點是不需要大挖大填，土方量少。其處理深度取決於成孔機械和施工技術的水平，一般合適的處理深度為5-15m。
基本介紹
- 中文名：擠密樁
- 外文名：compaction pile
- 學科：工程地質學
- 填料：灰土、砂石
- 作用：提高承載力、降低壓縮性
- 加固機理： 擠密作用、置換作用
簡介,施工,加固機理,
簡介
擠密樁是把帶有管塞、活門或錐頭的鋼管壓入或打入地下擠密土層形成孔，再往孔內投放灰土、砂石等填料成的樁。擠密樁屬於一種橫向擠密，能達到所要求加密處理後的密實度指標，並提高承載力、降低壓縮性、且處理後的地基均勻；與換土墊層相比無需開挖回填，因而節約了土方開挖和回填土方的工作量，比開挖換土法縮短工期約一半；由於不受開挖、回填及場地的限制，一般處理深度較大，可達5~15m ；由於填入樁孔的材料是素土，屬就地取材的廉價材料，通常比一般其他深層處理濕陷性黃土和人工填土的造價低2/3。
擠密樁複合地基在濕陷性黃土地基處理中， 能有效地消除大厚度黃土的濕陷性。擠密樁處理濕陷性黃土地基是利用成孔和分層夯填灰土或水泥土時的側向擠密作用，使樁間土得到擠密而提高工程性能，並形成具有一定承載力的樁體，和樁間土共同作用成為複合地基；通過樁頂褥墊層內土工格柵使上部附加應力分布更為合理，地基的沉降變形更為協調。
施工
施工準備
1 成孔應根據設計要求、成孔設備、現場土質和周圍環境等情況，選用沉管、衝擊或取土等方法機械成孔。
2 施工前應進行成樁工藝性試驗（不少於3根），確定各項工藝參數並報監理單位確認後，方可進行施工。
3 擠密樁大面積施工前，應進行單樁或複合地基進行承載力試驗，以確認設計參數。
施工要求
擠密樁成孔和孔內回填夯實應符合下列要求：
（1） 成孔宜在地基土接近最優（或塑限）含水率時進行。當土的含水率低於12%，宜對擬處理範圍內的土層進行增濕。
（2） 成孔擠密應間隔分批進行，成孔後應及時夯填。
（3） 在向孔內回填填料前應夯實孔底。填料應採用機械拌合，且隨伴隨用，夯填施工應連續進行。
（4） 鋪設灰土墊層前，應按設計要求將樁頂標高以上的預留鬆動土層挖除或夯（壓）密實；
（5） 施工過程中，應做好成孔及回填夯實施工記錄。
（6） 雨季或低溫季節施工，應採取防雨或防凍措施，防止灰土和土料受雨水淋濕或凍結。
（7） 成樁成片後，應及時填築灰土並碾壓至設計要求。
4 擠密樁所用土的質量應符合設計要求，用水泥改良的土的有機質含量不應大於2%，用石灰改良的土的有機質含量不應大於5%。
5 擠密樁填料的配合比應符合設計要求，最優含水率應符合工藝試驗確定的工藝參數，含水率允許偏差不得大於2%。
6 灰土或水泥土應拌和均勻，色澤一致，無灰團、灰條和花面現象。
7 擠密樁孔內填料應分層回填夯實，其壓實係數不應小於0.97（輕型擊實）。
加固機理
在地基土中形成樁孔時，樁孔位置原有土體被強制側向擠壓，相鄰樁孔間的土體的密實度增大，成孔後，向樁孔內填料（灰土或素土）， 然後分層夯實，形成密實而強度較高的樁體， 並且孔壁土體通過被夯材料徑向擴張而被進一步的擠密，同時樁間土和樁體土兩者緊密膠結在一起，保證複合地基承受荷載後，樁、土的位移能協調發展。土擠密樁地基也可視為厚度較大的素土墊層。
置換作用
擠密樁是成孔過程中橫向加密土層，施工成孔套管打入黃土層時，樁管周圍地基土受水平擠壓作用，從而管周圍一定範圍內的土在水平各個方向產生位移，減小孔隙率，增加密實度， 部分或全部消除濕陷性。在擠密樁成樁後，由於樁的變形模量遠大於樁間土的變形模量，在擠密樁與地基土的共同作用下，剛度較大的樁體受到較大的附加應力，消除了持力層內大量的壓縮變形和濕陷變形的不利因素。
化學作用
擠密樁分為灰土擠密樁和水泥土擠密樁兩種。灰土擠密樁樁體材料為石灰與土按一定體積比 ( “二八 ”或 “三七 ”灰土 ) 均勻拌和的材料， 生石灰吸水生成氫氧化鈣的過程中 ，吸收周圍土體的水分而膨脹 ，對周圍土體產生進一步的擠密作用；並且由於放熱作用使土體中部分水分蒸發，加速土體的固結過程；同時生成的因飽和沉澱形成膠體，經過再結晶後構成合成體與土體間緊密膠結而產生較高強度，因而提高了複合地基承載力。水泥土擠密樁樁體材料為水泥12% ～ 15%摻入土中拌和均勻，通過夯入水泥土，水泥的水解、水化反應生成的氫氧化鈣、含水矽酸鈣能迅速溶於水中，使水泥顆粒表面重新暴露出來再與水發生反應，周圍水溶液逐漸達到飽和，水分子繼續深入顆粒內部但生成物已不能溶解，只能以細分散的膠體析出，懸浮於溶液中形成膠體，從而提高地基承載力。
樁 - 網 - 土共同作用
擠密樁複合地基通過 “樁 - 網 - 土 ”三者的共同作用，褥墊層中的網具有荷載分擔作用，樁起豎向增強作用，樁間土承受的荷載應力相對減小，使樁土應力分布更為協調，有利於工後沉降的控制。
