文档介绍：第六章土桩及灰土桩
第一节概述
第二节加固机理
第三节设计计算
第四节施工工艺
土桩及灰土桩
方法
利用打入刚套管(或振动成管) 在地基中成孔,通过挤压作用使地基得到加密,然后在孔中分层填入素土(或灰土、粉煤灰加石灰) 后夯实成桩。
土桩:孔内分层填入素土后夯实成土桩。
灰土桩:孔中分层填入灰土后夯实成灰土桩。
二灰桩:孔中分层填入粉煤灰加石灰后夯实成二灰桩。
应用范围
处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土、素填土和杂填土。
不宜应用于
饱和度大于65%,含水量大于23%的地基土,以及含有薄砂砾夹层的地基土层。
当以消除黄土的湿陷为主时采用土桩;当以提高地基承载力或水稳定性为主时采用灰土桩
土桩及灰土桩
主要特点
1、土(灰土、二灰) 桩挤密属于横向挤密,但可以使桩间土达到设计要求的最大密度指标。
2、与土垫层相比,无须开挖回填,比换填法缩短工期约一半。
3、处理深度可以达到12m左右。
4、处理造价比较底。
土桩及灰土桩
一、挤密作用
桩间土被强制向侧挤压,使桩周围一定范围内的土层密实度提高。孔壁附近,土的密度可以达到甚至超过最大干密度ρmax,即压实系数λc大于1。~。
二、灰土性质作用
1、灰土桩
石灰与土的比例一般为体积比2:8(或3:7) 。灰土混合材料具有水硬性与气硬性。随时间增加,桩体本身强度提高。增加地基强度。
2、二灰桩
粉煤灰中含SiO2和Al2O3,与石灰及水混合后生成硅铝酸钙和水硬性胶凝物质,充填于粉煤灰颗粒的空隙中,提高桩体强度。增加地基强度。
加固机理
土桩及灰土桩
一、桩径与桩深
桩距小有利于桩间土的挤密。桩径一般300~600mm。桩深一般大于3m,在12~15m之间。
二、桩距与桩排
桩距设计以桩间土的挤密达到一定的平均密实度为目的,,平均压实系数λc=~。(压密系数ρd为控制干密度λc与最大干密度ρd, max之比)。
为了桩间土能够均匀挤密,一般采用等边三角形布桩。有时为了减少桩数,也采用正方形与梅花形桩。
设计计算
土桩及灰土桩
假设按等边三角形布桩(图3-26P61) 。桩距为L,排距h。等边三角形ΔABC范围内天然土的平均干密度,挤密后其面积减少正好是半个圆的面积,而减少了面积的干土密度由于桩孔内土的挤入而增大。由此可以得到:
d—桩孔直径(m);
L—桩间距离(m);
h—桩排间距离(m);
--地基挤密后,桩间土的平均压实系数,
--地基土挤密前的平均干密度(t/m3)。
ρdmax—桩间土的最大干密度(t/m3);
桩距与桩排
土桩及灰土桩
处理宽度
局部处理时,对非自重湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基,(b为基础短边宽度);对于自重湿陷性黄土地基,,且大于1m。
整片处理一般用于自重湿陷性黄土地基,处理面每边超出基础宽度应该不小于处理层厚度的一半,且大于2m。
土桩及灰土桩
灰土回填夯实:
填料与压实系数
素土回填夯实:
土桩及灰土桩
对于重大工程,一般用载荷试验的p~s曲线来确定承载力。如果曲线中无明显直线段,则土桩挤密地基按s/b=~,灰土桩按s/b=(为载荷板宽度) 所对应的载荷作为处理地基的承载力设计值。
对于一般工程可以参照当地施工经验确定。当无经验参照时,,且小于180kPa;对于灰土桩,基承载力不应大于处理前的2倍,且小于250kPa。
承载力与变形模量
地基类别
变形模量(kPa)
土桩
平均值
15000
范围
13000~18000
灰土桩
平均值
32000
范围
29000~36000
地基变形模量可参照下表
土桩及灰土桩
施工工艺
成孔和回填夯实的施工应符合下列要求:
(1)成孔施工时,地基土宜接近最优含水量,当含水量低于12% 时,宜加水增湿至最优含水量。
(2)桩孔中心点的偏差不应超过桩距设计值的5%。
(3)桩孔垂直度偏差不应大于1. 5%。
(4)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±70mm。。
(5)向孔内境料前,孔底必须夯实,然后用素土或灰土在员优含水量状态下分层回填夯实。回填土料一般采用过筛(筛孔不大于 20mm)的粉质糊土,并不得含有有机质的含量;粉煤灰采用含水量为30%一50%湿粉煤灰‘石灰用块灰消解(闷透)3—4d后并过筛,