基本介紹
- 中文名：灰土樁
- 外文名：Lime soil pile
- 施工方法：沉管、衝擊或爆破
- 埋深：5～10m
- 適用地質：濕陷性黃土、雜填土和填土
- 比例：2∶8或3：7
基本介紹,影響因素,加固機理,
基本介紹
灰土擠密樁是先用沉管、衝擊、爆擴等方法在地基中形成一定直徑的樁孔，然後向孔內填夯灰土而成樁。即先成孔後成樁。或擠密成孔後分層夯填按一定比例 (2∶8或3∶7) 混合後的石灰和土構成的樁體。成孔成樁過程中，樁孔的徑向擴張，使樁孔周圍的土體產生徑向壓力，樁周一定範圍內的樁間土層得以擠密，形成樁體和樁周擠密土組成的人工複合地基。灰土樁複合地基不僅可以部分地消除濕陷性黃土的濕陷性，還可提高濕陷性黃土和人工填土地基的承載力和水穩性。灰土樁適用於處理地下水位以上含水量為一的濕陷性黃土、新近堆積黃土、素填土、雜填土及其它非飽和的粘性土、粘土等土層，處理深度為一。而在含水量大於、飽和度大於時不宜採用。灰土樁按成孔方法分為沉管擠密灰土樁、爆擴擠密灰土樁和衝擊擠密灰土樁以及人工成孔擠密灰土樁。
影響因素
土質條件的限制包括土的含水量、乾容重、土質的均勻性和上覆壓力等。地基土的含水量越接近最佳含水量，則擠密效果越好；地基土的天然乾密度大則擠密效果好，乾密度小則擠密效果差；土質均勻則擠密範圍大，不均勻則擠密範圍小樁孔深，上覆土壓力大則擠密效果好，樁孔淺則擠密效果差。機械本身的限制：成孔成樁的最大直徑和最大深度均受機械限制，包括機架高度、架身剛度、卷揚力量大小等。沖孔技術和孔身垂直度也有一定的影響。填料、沖錘錘重、沖錘直徑及提升高度、衝擊次數等的影響。灰土樁的填料通常採用1:9、2:8、3:7（石灰與土的體積比）的灰土，在最優含水量狀態下，進行分層夯實。韓曉雷通過試驗之後認識到，在上述三種配合比的灰土中，以2:8灰土的配合比最接近最優配合比，它的後期強度大，在設計中應提倡使用而工程套用最為廣泛的3:7灰土含灰量偏大，試用時應謹慎；1:9灰土，從試驗結果來看，其強度還是相當客觀的，對於一些非重要項目，可考慮使用。灰土擠密樁法在濕陷性黃土地基處理中，是採用最廣泛的地基處理方法之一，它能有效地消除大厚度黃土的濕陷性。與其它處理方法比較，灰土擠密法具有不需大量開挖和回填、所用施工機械簡單、處理費用低、處理深度大（5-15米）等特點，這是其它處理方法難以達到的。另外，灰土樁與擠密土一起構成複合地基，提高了地基強度，減少了地基變形，改善了黃土地基的工程性能和水穩性。
加固機理
擠密灰土樁加固濕陷性黃土地基的機理主要兩個方面，一是成孔時對樁間土的擠密作用，二是灰土樁對上部荷載的分擔作用與對樁間土的約束作用。
樁間土擠密作用
灰土樁擠壓成孔時，樁孔位置原有土體被強制側向擠壓，使樁周一定範圍內的土層密實度提高。相鄰樁孔間擠密效果試驗表明， 在相鄰樁孔擠密區交界處擠密效果相互疊加，樁間土中心部位的密實度增大，且樁間土的密度變得均勻，樁距愈近，疊加效果愈顯著。
灰土樁硬化機理
灰土樁是用石灰和土按一定體積比例拌合，並在樁孔內夯實加密後形成的樁，這種材料在化學性能上具有氣硬性和水硬性，由於石灰內帶正電荷鈣離子與帶負電荷的粘土顆粒相互吸附，形成膠體凝聚，並隨灰土齡期增長，土體固化作用提高，使灰土逐漸增加強度。在力學性能上，它可達到擠密地基效果，提高地基承載力，消除濕陷性，沉降均勻，沉降差減小。
荷載分擔及約束作用
在灰土樁擠密地基中，由於灰上樁的變形模量遠大於樁間土的變型模量，載荷試驗結果表明，只占壓板面積20%灰上樁承擔了總載荷的一半左右，而占表面面80%的樁間土僅承擔其餘一半。由於總載荷的一半由灰土樁承擔，從而降低了基礎底面下一定深度內土中的應力，消除了持力層內產生大量壓縮變形和濕陷變形的不利因素。此外，由於灰土樁對樁間土能起側向約束作用，限制土的側向移動，樁間土只產生豎向壓密，使壓力與沉降始終呈線性關係。
