灰土擠密樁與土擠密樁法詳解課件

1、第7章 灰土擠密樁法和土擠密樁法第1頁，共27頁。7.1 概述 是利用鋼套管（或振動(dòng)沉管、炸藥爆破）在地基中成孔，通過擠壓作用，使地基土得到加密，然后在孔中分層填入素土或灰土（黏性土）夯實(shí)而成灰土樁（或土樁）。 土擠密樁法是原蘇聯(lián)阿別列夫教授于1934年首創(chuàng)，20世紀(jì)50年代中期我國西北黃土地區(qū)開始進(jìn)行土擠密樁法的研究和應(yīng)用。一、灰土（或素土）擠密樁法概念第2頁，共27頁。1、橫向擠密，同樣可達(dá)到所要求加密處理后的最大干密度指標(biāo)；2、與土墊層相比，無需開挖回填，因而節(jié)約了開挖和回填土放的工作量，比換填法縮短工期約一半；3、由于不受開挖和回填的限制，一般處理深度可達(dá)1215m；4、由于填入樁孔的

2、材料均屬就地取材，因而造價(jià)低，尤其利用粉煤灰可變 廢為寶，取得很好的效益。二、灰土（或素土）擠密樁法主要特征：第3頁，共27頁。 灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土、雜填土等地基。可處理地基的深度為515m。 但當(dāng)?shù)鼗恋暮看笥?4、飽和度大于65時(shí)，不宜選用灰土擠密樁法或土擠密樁法。土擠密樁法主要用于消除地基的濕陷性；灰土擠密樁法主要用于提高地基承載力三、適用條件第4頁，共27頁。 灰土擠密樁法和土擠密樁法具有原位處理、深層擠密和以土治土的特點(diǎn)，在我國西北和華北地區(qū)廣泛用于處理深厚濕陷性黃土、素填土和雜填土地基時(shí)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。第5頁，共2

3、7頁。土的側(cè)向擠密土擠密樁擠密灰土擠密樁擠密 7.2 加固原理第6頁，共27頁。一、土的側(cè)向擠密土(或灰土）樁擠壓成孔時(shí)，樁孔位置原有土體被強(qiáng)制側(cè)向擠壓，使樁周一定范圍內(nèi)的土層密實(shí)度提高。 實(shí)驗(yàn)表明，相鄰樁孔擠密區(qū)交界處機(jī)密效果相互疊加，樁間土中心部位的密實(shí)度增大，且樁間土的密度變得均勻，樁距越近，疊加效果越顯著。 和 干密度對(duì)擠密效果影響較大。當(dāng)wwop時(shí)，土呈塑性狀態(tài)，擠密效果最佳。土的 越大，有效擠密范圍越大；反之 ，有效擠密區(qū)較小，擠密效果差。第7頁，共27頁。二、灰土擠密樁擠密原理灰土樁是用石灰和土按一定比例（2：8或3：7）拌和，并在樁孔內(nèi)夯實(shí)加密后形成的樁。由于石灰內(nèi)帶正電荷鈣離

4、子與帶負(fù)電荷的粘土顆粒相互吸引，形成膠體凝聚，并隨灰土齡期增長，土體固化作用提高，是土體逐漸增加強(qiáng)度。從而達(dá)到擠密地基效果，提高地基承載力，消除濕陷性，減小沉降量。第8頁，共27頁。三、土擠密樁擠密原理土擠密樁復(fù)合地基是由素土夯填的土樁和樁間擠密土體組合而成。樁孔內(nèi)夯填的土料多為就近挖運(yùn)的黃土類土，其土質(zhì)和夯實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)與樁間擠密土基本一致。因而，土樁擠密地基課視為厚度較大的素土墊層。第9頁，共27頁。 采用灰土擠密樁或土擠密樁處理后形成的復(fù)合地基的承載力特征值，應(yīng)通過現(xiàn)場單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。初步設(shè)計(jì)當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)，可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定，但對(duì)灰土擠密樁復(fù)合地基的承載力特征值，不宜大于處理前

5、的2.0倍，并不宜大于250kPa；對(duì)土擠密樁復(fù)合地基的承載力特征值，不宜大于處理前的1.4倍，并不宜大于180kPa。7.3 設(shè)計(jì)計(jì)算第10頁，共27頁。 灰土擠密樁法和土擠密樁法一般采用等邊三角形排列樁孔，其設(shè)計(jì)計(jì)算一般包括下述幾方面： （1）樁孔直徑 宜為300450mm，并可根據(jù)所選用的成孔設(shè)備或成孔方法確定。 （2）樁孔間距 樁孔間距可為樁孔直徑的2.02.5 倍，也可按下式估算：第11頁，共27頁。 式中 樁孔之間的中心距離（m）； 樁孔直徑（m）； 樁間土的最大干密度（t/m3）； 地基處理前土的平均干密度（t/m3）； 樁間土經(jīng)成孔擠密后的平均擠密系 數(shù)，對(duì)重要工程不宜小于0.

6、93，對(duì)一 般工程不應(yīng)小于0.90。第12頁，共27頁。 樁間土的擠密系數(shù) 應(yīng)按下式計(jì)算： 式中 在成孔擠密深度內(nèi)，樁間土的平均干密度，平均試樣數(shù)不應(yīng)少于6組。 第13頁，共27頁。（3）樁孔數(shù)量第14頁，共27頁。（4）處理范圍灰土擠密樁和土擠密樁處理地基的面積，應(yīng)大于基礎(chǔ)或建筑物底層平面的面積，并應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)采用局部處理時(shí)，超出基礎(chǔ)底面的寬度：對(duì)非自重濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，每邊不應(yīng)小于基礎(chǔ)寬度的0.25倍，并不應(yīng)小于0.5米；對(duì)自重濕陷性黃土地基，每邊不應(yīng)小于基礎(chǔ)寬度的0.75倍，并不應(yīng)小于1.00米.當(dāng)采用整片處理時(shí)，超出建筑物外墻基礎(chǔ)底面外緣的寬度，每邊不宜小于處理土

7、層厚度的1/2，并不應(yīng)小于2米。第15頁，共27頁。 （5）樁長設(shè)計(jì) 考慮到5m以內(nèi)土層加固可采用較為簡便的方法處理，而大于15m的土層加固受成孔設(shè)備條件限制，故處理深度一般為515m。 （6）樁孔填料 土樁填料多選用與樁間土性質(zhì)相近的就近挖運(yùn)的黃土類土。灰土樁填料多采用消石灰與土的體積配合比2：8或3：7。 樁體的夯實(shí)質(zhì)量宜用平均壓實(shí)系數(shù) 控制。當(dāng)樁孔內(nèi)用灰土或素土分層回填、分層夯實(shí)時(shí)，其值均不應(yīng)小于0.96。第16頁，共27頁。一、 施工主要包括樁孔成孔和樁孔夯填。成孔方法有沉管法（錘擊、振動(dòng)）、沖擊法和爆擴(kuò)法等。二、樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上的預(yù)留覆蓋土層的厚度宜符合以下要求： 1、沉管（錘擊、振

8、動(dòng)），宜為0.50.7米； 2、沖擊成孔，宜為1.21.5米.三、成孔施工時(shí)地基土宜接近最優(yōu)含水量，當(dāng)含水量低于12時(shí)，宜加水增濕至最優(yōu)含水量。 7.4 施 工第17頁，共27頁。增濕土的加水量按下式估算：應(yīng)用于處理前的4-6d,將需增濕的水通過一定數(shù)量和一定深度的滲水孔，均勻的浸入擬處理范圍內(nèi)的土層中。第18頁，共27頁。四、成孔和孔內(nèi)回填夯實(shí)應(yīng)符合的要求：（1）施工順序：當(dāng)整片處理時(shí)，宜從里向外間隔1-2孔進(jìn)行，對(duì)大型工程，可采用分段施工；當(dāng)局部處理時(shí)，宜從外向里間隔1-2孔進(jìn)行。（2）向孔內(nèi)填料時(shí)，孔底應(yīng)夯實(shí)，并應(yīng)抽樣檢查孔底直徑、深度和垂直度。(3)樁孔的垂直度偏差偏差不宜大于1.5%

9、（4）樁孔中心點(diǎn)的偏差不宜超過樁距設(shè)計(jì)值的5%。第19頁，共27頁。五、鋪設(shè)灰土墊層前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求將樁頂標(biāo)高以上的預(yù)留松動(dòng)土層挖除或夯密室。六、施工過程中，應(yīng)有專人監(jiān)理成孔及回填夯實(shí)的質(zhì)量，并應(yīng)做好施工記錄。如發(fā)現(xiàn)地基土質(zhì)與勘察資料不符合，應(yīng)立即停止施工，待查明情況或采用有效措施處理后，方可繼續(xù)施工。七、雨季或冬季施工，應(yīng)采取防雨或防凍措施，防止灰土和土料受雨水淋濕或凍結(jié)。第20頁，共27頁。擠密樁地基處理現(xiàn)場第21頁，共27頁。成樁后，應(yīng)及時(shí)抽樣檢驗(yàn)灰土擠密樁或土擠密樁處理地基的質(zhì)量。主要檢查施工記錄、檢測全部處理深度內(nèi)樁體和樁間土的干密度。抽樣檢驗(yàn)的數(shù)量，對(duì)一般工程不應(yīng)少于樁總數(shù)的1，對(duì)

10、重要工程不應(yīng)少于樁總數(shù)的1.5?；彝翑D密樁或土擠密樁地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。檢驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于樁總數(shù)的0.5，且每項(xiàng)單體工程不應(yīng)少于3點(diǎn)。7.5 質(zhì)量檢驗(yàn)第22頁，共27頁。 當(dāng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的壓力沉降曲線上極限荷載能確定，而其值不小于對(duì)應(yīng)比例界限的2倍時(shí)，可取比例界限作為復(fù)合地基承載力特征值；當(dāng)其值小于對(duì)應(yīng)比例界限的2倍時(shí)，可取極限荷載的一半。 當(dāng)按相對(duì)變形值確定復(fù)合地基承載力特征值時(shí)，對(duì)土擠密樁復(fù)合地基，可取s/b(或s/d)等于0.012所對(duì)應(yīng)的壓力；對(duì)灰土擠密樁復(fù)合地基，可取s/b(或s/d)等于0.008所對(duì)應(yīng)的壓力。第23頁，共27頁。例題某濕陷性黃土場地長50m，寬30m，濕陷性土層厚度為12m，采用土擠密樁法處理，等邊三角形布樁，樁徑為0.4m，要求平均擠密系數(shù)土低于0.93，場地土天然含水量為10%，最優(yōu)含水量為18%，天然重度為1.63，最大干密度為1.86，計(jì)算：樁間距；擠密后樁間土的平均干密度；樁孔數(shù)量；對(duì)場地增濕時(shí)，如損耗系數(shù)為1.1，需加水量。第24頁，共27頁。解：第