灰土挤密桩法处理湿陷性黄土的机理
浅谈灰土挤密桩法处理湿陷性黄土的机理
其 中 。为复合地基 的承载力特征值 为桩体 的承载力特征
陷性 、 提高地基承 载力 和减少 沉降 ， 而有效 地提 升整 个工程 的 从 质 量。灰 土桩的桩长应穿透湿陷性 黄土 。在我 国某些 地区 ， 如 诸 我国西 北地区有大厚度黄土 的情况 下 ， 种情况就 对桩提 出了更 这 高的要求 ， 桩长不 能穿透 全部 厚度 的湿 陷性 黄土 ， 灰土桩 的桩 长
度逐渐减小 ， 直至土 的天然 干密度 ， 验证 明沉管 对土 体挤 密效 试
果 可 以 相 互 叠 加 ， 距 愈小 ， 密 效 果 愈 显 著 。 桩 挤 ３ 桩 长 。桩 长设 计 的 目 的 就 是 为 了有 效 及 时 的 消 除 地 基 湿 ）
以得到处理后 的桩 问土 的承载力特征值按下式估算 ：
关 键 词 ： 土挤 密桩 ， 陷性 黄 土 ， 计 灰 湿 设 中图 分 类 号 ：Ｕ ７ ． Ｔ ４５３ 文 献 标 识 码 ： Ａ
１ 影 响灰土 挤密 桩挤 密效 果的 施工参 数
灰土挤密桩加固作用的原理主要是 与复合地基 原理相 关 ， 这
是 由灰 土挤 密 桩 的性 质 等 因素 决 定 的 。根 据 上 述 原 理 及 理 论 ， 我
密 影 响 半 径 通 常 为 １５ ２ （ ． ｄ～ ｄ ｄ为 挤 密 桩 直 径 ） 渐 次 向 外 ， 密 ， 于
们可以分析得 出 ： 土桩 的置换率 、 土桩 的强度 和灰 的长 灰 灰 ｔ桩
度 是决 定 灰 土 挤 密 桩 挤 密 效 果 的三 个 重 要 因 素 。 总结 前 人 的研 究 成 果 ， 结 合 相 关 的 理 论 研 究 实 际 ， 们 可 并 我
部 分经验 ， 发现在阜新一朝 阳等类似 的高速 公路选 择桩间距 为
湿陷性黄土地区的地基处理方法
湿陷性黄土地区的地基处理方法摘要：湿陷性黄土是一种具有特殊性质土，当其受到一定的压力后，整个地基就会出现下沉的现象，进而也就影响了整个黄土的结构。
因此，湿陷性黄土地区作为建筑物地基施工的主要场所，在开展相应的施工活动时，就应对其进行有效的处理，这样才能不断的提高整个建筑物的施工安全性。
本文就湿陷性黄土地区的地基处理方法进行了分析，以期可以不断提高地基的施工质量。
关键词：湿陷性黄土地区；地基处理；有效方法一、湿陷性黄土的特征第一，湿陷性。
在自然条件下，黄土因为受到了地表水分的侵蚀，其中的易溶盐发生溶解，导致了颗粒之间的作用力受到了破坏，从而产生蜂窝状的结构。
当水分对土壤大量侵蚀以后，土壤颗粒之间的空隙会逐渐联通和扩展，进一步产生了大孔隙的陷穴，当外部荷载对其产生作用以后，土壤的结构会受到破坏，从而产生剧烈变形，强度因此而降低，进而形成湿陷性。
第二，崩解性。
当黄土湿陷性产生以后，再次浸入水中就会发生崩解，从而影响到地基的稳定性。
相较于其他土质而言，湿陷性黄土的基础处理要更加的负责，难度大、程度复杂、进度慢，同时耗费的时间也更长，尤其是对于大面积的水利坝体处理以及土质夯填来说更加困难。
第三，膨胀性。
黄土产生湿陷性以后，遇水就会产生膨胀的现象，随着水分的蒸发，土层干燥后膨胀现象会转为收缩，这种情况多次反复之后就会产生裂纹并逐渐剥落，这对于建筑或者是路面地基的稳定都会产生不利影响。
二、湿陷性黄土地区的地基处理方法1、湿陷性等级及甲乙丙类建筑的地基处理方法。
（1）当地基的湿陷变形、压缩变形或承载力不能满足设计要求时，应针对不同土质条件和建筑物的类别，在地基压缩层内或湿陷性黄土层内采取处理措施，各类建筑的地基处理应符合下列要求：第一，甲类建筑应消除地基的全部湿陷量或采用桩基础穿透全部湿陷性黄土层，或将基础设置在非湿陷性黄土层上；第二，乙、丙类建筑应消除地基的部分湿陷量。
（2）湿陷性黄土地基的平面处理范围，应符合下列规定：第一，当为局部处理时，其处理范围应大于基础底面的面积。
灰土挤密桩在湿陷性黄土地基中的应用
中 图分 类 号 ： Ｕ４ ５ ３ Ｔ ７ ． 文献识码 ： Ａ
１ 概 述
因此灰土挤密桩法 具有 广泛 的应 用 。作 为一 种有 效 的地基 处理
灰 通 湿陷性黄土 的孔隙 比一般在 １ ０左右 或更 大 ， 由于 在颗粒 方法 ， 土挤密 桩法 的应用 已较 为常见 。由此可 见 ， 过现 场测 ． 但 提高 地基 问具有较强的联结作用 ， 在天然干燥 的情况下 可承受一 定的荷 试研究灰土挤密桩 法在 消除湿陷性黄 土地基 的湿陷性 、 故
对钢筋混凝 土结构 中的钢筋具 弱腐蚀 性。工程桩 桩 止建筑物的不 均匀沉降 ， 确保安 全。湿陷性黄 土地基处 理方 法有 具弱腐蚀 性 、 垫层法 、 强夯法 、 土或灰土挤密法 、 预浸水法和孔内深层强夯法等。 长深度 范围 内的地层情况概述 如下 ： 灰土挤 密桩是一种有效 的湿陷性黄 土地基处理方法 ， 其加 固
第３ ６卷 第 １ ４期
２ ０ １０ 年 ５ 月
山 西 建 筑
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Ｖｌ ． ６ Ｎｏ． ４ ｎ ３ １ １
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文章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ １—１ ９０ １ ０ —８ ５ ２ １ ）４０ １ —２
重， 承载力较 高 ， 变形量也较小 。当黄 土浸水后 ， 自重或 一定荷 在 载作用下 ， 的结构迅速破坏而产生显著 的附加下 沉 ， 土 以致其上 的
湿陷性黄土地区灰土挤密桩法成孔工法探究
湿陷性黄土地区灰土挤密桩法成孔工法探究湿陷性黄土是以粉质黏土为主要成分，呈褐黃色、黄色，具有天然含水量偏低，大孔隙，富含钙质结核等多种特征。
陕西地区湿陷性黄土分布范围非常广泛，在该类土体上进行大规模工程建设的现象也越来越普遍，特别是近些年来随着西部大开发战略的持续推进，超大型建筑物越来越多，大厚度、大面积湿陷性黄土地基处理工程项目显著增加。
然而建筑物建造在湿陷性黄土上，经常会出现与黄土性质相关的危害，究其原因是地基土体遇水，并在自重应力和附加荷载或上覆土层自重应力作用下，土体结构破坏而发生显著沉降变形，是引起建构筑物开裂、下沉的主要因素，因此对黄土湿陷性的研究与人工处理是非常必要的，在工程领域中也占有十分重要的地位。
论文的主要内容包括：首先，从微观上分析了黄土湿陷性的成因及机理，介绍了常用的黄土地区建筑物消除地基湿陷性的处理方法，对当前工程常用的湿陷性黄土地基处理方法进行比较分析研究，为陕西关中地区拟建建筑物地基处理方法的选择提供了参考，具有实践指导意义。
其次，通过对西安北郊港务区湿陷性黄土施工场地工程案例的分析对比，提出非挤压挤密排土成孔工艺对地基土挤密效果中存在的劣势，需要在工程实践中加以改进，以便充分发挥其他方面优势，在湿陷性黄土地基处理中得到广泛应用。
标签：螺旋成孔;挤密系数;塑性区半径;双重挤密;挤扩钻头灰土挤密桩法，是特殊土地基加固处理的方法之一，是一种常规人工复合地基处理工法，通常在湿陷性黄土地区使用较广。
其加固机理为3∶7（2∶8）灰土在化学性能上具有气硬性和水硬性[1]。
由于石灰内带正电荷的钙离子与带负电荷的黏土颗粒相互吸附，形成胶体凝聚，并随灰土期龄的增长，土体固化作用提高，使灰土的强度逐渐增大。
在力学性能上，可挤密地基，提高地基承载力，消除湿陷性，减小沉降并使之均匀[2，3]。
由于湿陷性黄土属于非饱和的欠压密土，具有孔隙比较大而干密度较小的特征，同时也是其产生浸水湿陷的根本原因，试验研究和工程实践证明，当黄土的干密度及其挤密系数达到某一标准时，即可消除其湿陷性[4]。
土挤密桩处理湿陷性黄土施工技术
浅谈土挤密桩处理湿陷性黄土施工技术摘要：阐述了湿陷性黄土的概念，通过工程实例介绍了锤击沉管法土挤密桩的施工工艺，施工中可能出现的问题以及处理办法、质量控制措施等，说明了锤击沉管法土挤密桩是一种有效的消除湿陷性黄土湿陷性的施工方法。
关键词：土挤密桩；处理；湿陷性；黄土；技术黄土在覆盖土层的自重压力或自重压力和建筑物的附加压力共同作用下，受水浸湿后结构迅速破坏而发生显著附加下沉的现象称为湿陷，浸水后产生湿陷的黄土称为湿陷性黄土。
在黄土地区，在一定的压力下，由于黄土湿陷而引起建筑物不均匀沉降是造成地基事故的重要原因，因此，工程区处于湿陷性黄土地段时，要采取措施进行处理，消除湿陷性黄土的湿陷性，以保证建筑物的安全。
土挤密桩成孔方法有沉管法成孔、冲击法成孔、爆扩法成孔等多种方法，沉管法有振动沉管法和锤击沉管法，本文介绍锤击沉管法土挤密桩处理湿陷性黄土的施工方法。
1、工艺原理土挤密桩锤击沉管法是利用履带式吊车吊起打桩机机架及下部为尖锥形的桩管，通过履带式吊车移动将桩管对准桩孔中心线，机架落地定位，利用桩管上部安装的导杆式柴油打桩锤锤击桩管成孔，成孔后拔出桩管，人工向孔内分层回填符合要求的素土，夹杆式夯实机分层夯实，桩孔回填完成后形成桩体。
通过成孔过程中桩孔周围土体的侧向强制挤密改善地基土的物理力学性质，达到消除地基土湿陷性的目的。
2、工程实例：2.1工程概况南水北调中线温博段ⅲ标渠坡土岩性主要为黄土状重粉质壤土、粉质粘土和粉细砂，渠底板主要位于粉质粘土、黄土状重粉质壤土和重粉质壤土中。
表层黄土状土一般具轻微～中等湿陷性，多属非自重湿陷性黄土，场地地基湿陷等级一般为 i级（轻微）。
为了消除表层湿陷性黄土湿陷性，采用土挤密桩进行地基处理。
主要设计指标：①桩间土挤密系数≥0.88；②桩体土压实系数≥0.97；③地基处理深度3.6m；④成孔直径≥400㎜；⑤桩孔布置：采用等边三角形布置，桩中心距1.0m；⑥处理范围：超出渠道外坡脚线3.0m。
湿陷性黄土地基的处理方法(灰土挤密桩法等)
湿陷性黄土地基的处理方法湿陷性黄土地基处理的方法很多，在不同的地区，根据不同的地基土质和不同的结构物，地基处理应选用不同的处理方法。
在勘察阶段，经过现场取样，以试验数据进行分析，判定属于自重湿陷性黄土还是非自重湿陷性黄土1，以及湿陷性黄土层的厚度、湿陷等级、类别后，通过经济分析比较，综合考虑工艺环境、工期等诸多方面的因素。
最后选择一个最合适的地基处理方法，经过优化设计后，确保满足处理后的地基具有足够的承载力和变形条件的要求。
所采用的有垫层法、强夯法、灰土桩挤密法、深层搅拌桩法、振冲碎石桩法等。
本文根据近几年在公路建设中所见所闻，浅述一些自己的看法和建议与同行共同讨论。
3.1灰土和素土垫层法3.1.1将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深度，然后以灰土或素土分层回填夯实。
垫层厚度一般为1.0～3.0m。
它消除了垫层范围内的湿陷性，减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷，可以使地基的自重湿陷表现不出来。
这种方法施工简易，效果显着，是一种常用的地基浅层处理或部分湿陷性处理方法，经这种方法处理的灰土垫层的地基承载力可达到300KPa(素土垫层可达200KPa)且有良好的均匀性。
3.1.2施工中应注意的问题：(1)地基土的含水量，对于含水量较大，或曾局部基坑进水者，要采取相应的措施(如凉晒等)，严格控制灰土(或素土)的最佳含水量，对接近最佳含水量时，宁小勿大，偏大时土体强度则显着下降，变形明显增大。
(2)垫层处理的宽度要达到规范要求，使碾压设备能充分碾压到位，还使形成的垫层压实度产生差异。
(3)严把质量关，施工中碾压分层的厚度不宜大于30cm，并逐层检测压实度，达到设计规范要求。
3.2强夯法3.2.1强夯法亦称动力固结法，通过重锤的自由落下，对土体进行强力夯实，以提高其强度，降低其压缩性，该法设备简单，原理直观，适用广泛，特别是对非饱和土加固效果显着。
这种方法加固地基速度快，效果好，投资省，是当前最经济简便的地基加固方法之一。
灰土挤密桩法在处理湿陷性黄土地基中的应用
（ 图 １。 见 ）
４ 沉 井的倾 斜控 制措施
沉 井 在 施 工 当 中极 其 容 易 出现 倾 斜 ， 因而 在 施 工 时 需 采 用 因 沉 井 下 沉 时作 用在 刃 脚 四 周 的水 、 压 力 ， 需 要 考 虑 沉 井 自重 地制宜 的下沉方式 ， 土 还 尤其 应注 意初沉 阶段 的控 制 ， 这是沉井 下沉 在刃脚踏面和斜面上产 生的垂直反力 和水 平推力 ， 同时对刃脚上 位 置 正 确 与否 及 倾 斜控 制 的关 键 ， 控 制 下 沉 速 度 慢 一 些 。 当 遇 应
５ 结语
沉 井 是 修 建 深 基 础 的 主 要 基 础 类 型 ， 工 业 生 产 线 中经 常 采 在
用 。本工程生产线 中的深坑在地下水位较 高 、 场地 土质存 在淤泥 质黏土 的情况下 ， 采用沉井这种 基础形式最为合 理。综合 考虑 多
方面因素 ， 为本工程 生产线 中的深坑 设计 出合适 的沉井壁 厚、 刃
２ 沉井刃脚的设计 。在进行 沉井刃脚 设计 时不仅需 要考 虑 ）
部井壁上 留有 连接底板 的企 口凹槽 ， 也需对 凹槽处 的截 面进行竖 难 下 沉 土 层 时 ， 宜采 用 在 沉 井 的外 壁 随 下 沉 随填 砂 的方 法 ， 以减 向挠曲受力验算 。通过 对刃脚 竖 向向外挠 曲受力 的计算 以及刃 少下沉 的摩阻力和 以后 的清 淤工作 ， 也有 利于均 匀下沉 ， 同时在
浅谈三七灰土处理湿陷性黄土地基
浅谈三七灰土处理湿陷性黄土地基【摘要】本文从三七灰土的定义、作用机理出发，介绍了三七灰土在实际工程中的应用，并论述了三七灰土施工的工艺方法。
标签三七灰土；湿陷性黄土；灰土挤密桩引言天然黄土在自重压力和附加压力的作用下，受水浸泡后，内部结构迅速破坏，发生显著的湿陷变形称为湿陷性黄土。
若这种黄土作为结构物的地基，湿陷变形会对结构物带来不同程度的危害：沉降、坼裂、倾斜、严重影响其安全和使用年限。
湿陷性黄土占我国黄土面积的6O%以上，而且多出现在地表上层，很多实际工程的地基处理大多是通过换填三七灰土或在基础下方设置三七灰土垫层来削除其湿陷性。
因此，三七灰土在处理湿陷性黄土地基中就显得极为重要。
1 三七灰土的特点1.1 三七灰土的定义三七灰土是指生石灰与粘土的体积比，其中石灰粉为熟化石灰粉，生石灰必须在使用前两星期加水充分溶解，石灰充分消解是指石灰经消解后保留在2.5mm 筛孔上的颗粒不得超过4O%。
经消解后的石灰按消解先后分别存放，生产时先消解的石灰先使用。
进入拌和机的熟石灰，不得含有未消解颗粒。
熟石灰中的活性氧化钙含量不低于4O%，当活性氧化钙的含量为305～40%时应进行实验分析，适当增加石灰含量。
当活性氧化钙的含量低于30%时，不得采用。
灰土地基凝固后非常坚硬，跟岩石一般。
从岩石到黄土是岩石不断搬运风化形成的，而三七灰土正好相反，是从黄土到岩石的形成过程。
因此时间越长，灰土的强度越高。
工程中正是利用了三七灰土的这一特点。
1.2 三七灰土的作用机理①含水量小于4O%的填土地基用三七灰土加固地基原理：这是一种比较常有的地基加固措施，它主要是利用消解后的是石灰与粘性土作为灰土料，其化学反应式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2OCa（OH）2+SiO2=CaSi03+H2O灰土体积比为3:7，将三七灰土拌和均匀经过筛分后石灰粒径不大于5mm，土粒径不大于15mm，方可使用。
大量工程实践证明，保证加固效果最主要一条是控制三七灰土含量。
灰土挤密桩及在处理湿陷性黄土地基中的应用
在现场应 配置一定 数量 的抢 险器 材 ， 如编 织袋 、 草包 以及装
［ ］ 赵志缙 ， ２ 赵
帆． 深基坑 工程技 术 的进 步 与展 望 ［］ 建 筑技 Ｊ．
术 ，０ ３３ （ ） ８—３ ２ ０ ，４ ２ ：８９ ．
好 土的编织 袋 ； 支撑 、 泵 、 钢 水 电焊 机 、 压力 注 浆机 或 喷射 机 ； 水 ［ ］ 魏 琅 ． ３ 高层 建筑 深基坑 边坡 支护 的主要 问题 与对 策 （］ Ｊ． 泥 、 、 料 ， 手 架 、 管 及 扣 件 、 凝 剂 。 当 基 坑 发 生 局 部 失 稳 砂 石 脚 钢 速 工程地质学报 ，９ ４ ２ ２ ：４８ ． １９ ， （ ）８ —８ 时， 应迅速组织力 量 ， 采用 不透水填料 填实基坑失稳 缺 口， 稳住基 ［ ］ 孙 静 ， ４ 张 华． 地下管道 漏水 引发基 坑 失稳机 理探 讨 ［］ Ｊ． 坑 边坡 、 堵住地下水 内涌 ， 最后在坑外重新设 置支护设施 。 三峡大学学报（ 自然科 学版 ）２ ０ （ ）５ ４５ ９ ，０ ７ ７ ：０ —０ ． 基坑水平位 移超过设计要求报警 值时 ， 采取 在墙 （ 桩 ） 可 排 后 ［ ］ 覃 志 浩 ． 某 基 坑 的坍 塌 原 因、 理 及 应 急 救 援 体 系的 建 立 ５ 论 处 挖 出部分坡顶 土体卸载 ， 用灌 浆加 固墙 后土 体 ， 采 回填装 好 土 的 ［］ 中 国高 新技 术 企 业 ，０ ９ ４ ：７ —７ ． Ｊ． ２ ０ （ ） １ １１２ 编 织 袋 反 压 墙 角 ， 置 斜 支 撑 等 临 时 支 护 结 构 。 同 时 查 明 原 因 ， ［ ］ 王 广冰， 设 ６ 张远 芳 ， 苏福 全． 深基坑 支护 工程 事故 原 因综合分
第３ ６卷 第 １ ７期 ２ ０ １０ 年 ６ 月
谈灰土挤密桩在湿陷性黄土地基中的应用
ｌ Ｏ ） 桩身混凝 土灌 注方式 ： 如果 没有地 下水或渗 水量过 大时 ， 了单桩 的承载力 ， 因此桩基 的桩 数桩长 可以大大 减少 。造 价工期 采用串简或导管 泵送 。清理 干净之 后 ， 经监 理 验收 后进 行灌 注 。 可 以大 幅度 降低。 由于人工 成孔 给设计 人员 如 实掌握 地质 情况 极大地 降低了桩基检 测时承 载力达 不到设计 灌注混凝土 时当混凝 土的落距高度超 过 ３ ｍ时 ， 应用 串筒 进行 下 提供 了可靠的资料 ， 料， 串筒 末端离孔底高度不大 于 ２ ｍ。当地下水渗水量过 大时 ， 应 要求 而增 加费用的风险 ， 为工 程的顺 利开展奠定 了基础 。 采用截水 、 降水等措施 ， 确保桩孔 中没 有集水 ， 或采 用导管 水下灌 ５ 结语 注 。灌注时应采 用插入 式振 捣器 将混凝 土 振捣 密实 。确保 混凝 人工成孔 支盘灌注桩在本工程 的应用 中 ， 各项 指标均 满足设 土浇筑 的质量 。混 凝 土 浇筑 到 桩顶 时 ， 应 按规 范 要求 进 行 超 灌 计 和规 范要求 ， 说 明在地基处 理 中该技 术是切 实可行 的 。不仅 能
去（ 一定 深度 ） 。所 ， 在施工之后 的灰土挤密 桩地基具 有 良好 的
并且使用 土 和 白灰 作为 主要 的施工 材料 ， 也 可 以进行 灰土桩 主要是通 过一 定的配合 比进行 土和 石灰 的拌合 ， 并且 基础效果 ， 就地取材 的处理 ， 从 而具备 明显的经济效果 。 在桩孔 内进 行夯 实 处理 加 密之 后从 而 形成 的桩 ， 在 化学 性 能 方 进行检查验 收。 荷相 同的情况下 ， 可 比普 通直 孔桩缩 短桩 长 ， 减 小桩径 或减 少桩
灰土挤密桩处理湿陷性黄土工法
湿陷性黄土地基CFG 桩+灰土挤密桩处理施工工法1. 前言2. 工法特点3.适用范围4.工艺原理5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图原地面处理桩位测量放样设备就位灰土挤密桩成孔桩体分层夯填①桩位偏差、②桩孔垂直度、③桩孔直径、④桩孔深度挤密桩成桩质量检验CFG 桩孔位放样合格①三七灰土检测、②分层夯填厚度、③压实度合格 CFG 桩钻孔①孔位复核，②桩机就位，钻杆垂直度检查。
合格原材料进场原材检验退场否图5.1施工工艺流程5.2 操作要点5.2.8 CFG 桩孔位放样6. 材料与设备6.1工程材料6.2机具设备提管灌注混凝土合格拌和 CFG 桩基检测复合地基承载力检测7.1质量控制标准7.2质量保证措施8.8.1严格遵循高速铁路路基施工安全规定，落实方案评审、人员培训取证、机械进场验收等工作。
8.2对进场的施工人员必须进行安全教育，过程中要加强监控，并设专职安全员对现场进行盯控管理。
8.3 已成孔未关注的孔位及时覆盖，对施工现场进行围挡，做好警示标识，非施工人员禁止入内。
8.4提前做好现场施工用电的线路布设，“做到一机一闸一漏报”，并配置专业的施工用电人员进行操作。
9.1减小施工中的噪声和振动，不扰民。
9.2施工期间保持工地清洁，施工废弃物及时清理；施工垃圾集中处理。
9.3针对本工程地处环境，大风时节较多，对存放、搅拌的场地建立施工专用棚，在施工棚内进行原料存放和搅拌，防止扬尘影响环境。
通过对灰土挤密桩和CFG桩的复合施工的研究，可以发现较常见的混凝土桩基相比，具有施工速度快，质量易控制，造价低的特点，经济效益明显。
10.1工期效益复合地基处理与普通混凝土成桩对比，速度更快，可调高1/3～2/3速度，具体见下表：。
湿陷性黄土地区灰土挤密桩+CFG桩的施工技术
712019·7摘要：结合工程实例，从湿陷性黄土的特征以及灰土挤密桩+CFG桩施工工艺方面，总结了采用该工艺时应注意的技术要点，为以后类似工程提供宝贵经验。
关键词：湿陷性；灰土挤密桩+CFG桩；施工引言湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土，具有大孔和垂直节理，在天然湿度下，其压缩性较低，强度较高，但遇水浸湿时，土的强度显著降低。
湿陷性黄土在附加压力或附加压力与土的自重压力下引起的湿陷变形，是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形，对建筑物危害性很大。
本文结合工程实例，对采用灰土挤密桩+水泥粉煤灰碎石桩（简称CFG桩）进行地基处理的施工技术进行总结。
一、工程简况和地质条件长治市某拟建保障性住宅，采用钢筋混凝土剪力墙结构，基础采用筏形基础，地下2层，地上11层，建筑面积为4819.93㎡，建筑总高度34.80m。
基础尺寸为23.9m×14.4m，基础埋深5.4m。
拟建场地地形开阔平坦，场地地面相对标高978.60～978.95m，地貌单元为长治盆地南部山前冲、洪冲平原，地下水稳定水位埋深12.10～13.50m，地下水类型属于孔隙型潜水。
场地为非自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅰ级（轻微）。
地层分布自上而下依次为：①素填土（Q 42ml ）：以粉土为主，局部为粉质黏土，含零星碎石、砖屑及煤屑，具湿陷性。
②湿陷性粉土（Q 41al+pl ）：含零星钙质结核，局部为粉质黏土，具湿陷性。
③粉质黏土：可见褐色锰质斑点，局部为粉土。
④粉土（Q 3al+pl ）：见褐色锰质斑点及小钙质结核。
该层土质较均匀，局部为粉质黏土。
⑤粉质黏土（Q 3al+pl ）：见褐色锰质斑点及零星的钙质结核，含铁锈条纹，局部为粉土。
⑤1细砂（Q 3al+pl ）：砂子成分为长石、石英，磨圆差，分选较差，砾石成分为灰岩、砂岩，局部夹中砂、粗砂、砾砂，夹薄层粉土。
二、地基处理设计要求根据现场土质情况，因二层土为Ⅰ级非自重湿陷性，本工程采用灰土挤密桩法处理地基，桩径为400mm，有效桩长不小于4.5m，桩距为1000mm，梅花形布桩，桩内填料为2：8灰土，压实系数不小于0.97。
灰土挤密桩在湿陷性黄土地基加固中的应用
黄土在我国分布广泛，其中西北地区最为集中，是全世界最大规模的黄土区域之一。
湿陷性黄土结构疏松、孔隙发育，受水浸湿后在附加应力或自重应力的作用下，土体结构会迅速破坏瓦解，并产生显著的湿陷下沉、开裂或凹陷变形。
大量的工程案例表明，建造于黄土地基的建（构）筑物若地基处理不佳，极有可能在使用期间由于地下水位变化、漏水或大雨等原因发生湿陷，引起不均匀沉降，从而导致建（构）筑物倾斜、结构开裂破坏。
因此，在湿陷性黄土地区开展工程项目建设时，需根据建筑物的重要程度、对沉降限制要求以及地基受水浸湿可能性的大小、后果的严重与否，对地基因地制宜采取一定技术措施进行处理加固，消除湿陷性，提高承载力，从而保证建筑物或构筑物的安全使用。
灰土挤密桩技术作为湿陷性黄土地基处理的最常见加固方法之一，具有施工简单、成本低、土方开挖量少、施工效率高、处理深度大、可有效消除湿陷性、加固效果显著的优点，得到广泛应用[1]。
1技术原理、特点及适用范围1.1技术原理挤密桩相关理论与技术最早于1934年由苏联教授阿别列夫提出，20世纪50年代在我国西北黄土地区地基处理工程中开始应用。
目前，我国地基处理工程应用较多且常见的挤密桩有灰土挤密桩与水泥土挤密桩两种，其中灰土挤密桩是通过振动、锤击在地基上成孔，将钢套管桩管打入地基，利用成孔过程中钢套管桩管产生的挤压力，将桩孔内原有土挤向四周，侧向挤密成孔，并使桩间土挤密，然后在桩孔中分层回填2:8或3:7灰土，并分层夯填至设计标高（进一步扩孔）而成的桩体。
灰土挤密桩为柔性桩，其与桩间土共同作用构成复合地基，从而起到提高地基承载力、减少沉降量作用。
灰土挤密桩加固湿陷性黄土复合地基结构示意图如图1所示，其地基加固机理主要来自于以下几个方面：①侧向挤密作用。
挤密桩在冲击成孔及回填夯实过程中，由于侧向挤压作用，桩孔及周围的土体被强制挤压变密，使得桩周附近土层密实度提高[2]，承载力变强；②灰土化学作用。
灰土中所含Ca(OH)2与土中的SiO 2和Al 2O 3发生化学反应，生成强度更高、耐水性更好的化学产物，固化土体，并随灰土龄期增长，土体固化作用会持续提高，使土体强度逐渐增加；③置换作用。
湿陷性黄土地基的处理方法
湿陷性黄土地基的处理方法地基处理是项目建设中的关键组成部分，特别是湿陷性黄土地基的处理是特别关键的。
黄土区域常常出现水土流失、地基湿陷、水库边坡、路堑和黄土源边滑坡和崩塌等灾害性地质活动，对工农业建设和人民生活经常导致严重危害，因此使用合理的处理办法解决黄土的失陷性对项目具备关键的意义。
标签：湿陷性黄土；黄土地基处理方法1、湿陷性黄土地基的处理办法1.1灰土挤密法1.1.1处理方法灰土挤密桩是运用打入钢套管，或振动沉管或爆扩等办法，在土中成桩孔，之后在孔中分层填入素土域灰土拼夯实而成。
在成孔与夯实经过中，原处于桩孔位置的土所有挤入四周土层中，让距桩周必然间距内的天然土获得挤密，这样来根除桩间土的湿陷性并提升承载力。
在加固深度以下，将大大减少附加应力，灰土挤密桩对地基的加固处理结果，不但和桩距相关，还和所解决的厚度与宽度相关。
当解决宽度小时，也许让基础形成相对大的下沉，更甚是让稳定性丧失，依据《湿陷性黄土区域建筑标准））（GBJ25-90）需求，当为部分解决时，黄土在非自重湿陷性的场地，解决宽度两端要超过基础宽度的0.25倍，并不要小于0.5米；在自重湿陷性黄土场地，如果需要完全根除加固后地基土的湿陷性，则要超过两边各0.75倍基础宽度的解决宽度，而且不小于1米。
1.1.2局限性存在必然局限性的灰土挤密法，在小于等于65%的饱和度，而且在地下水位以上的状况下，湿陷性黄土地基加固处理，这种地基在5米到7米之间的厚度需求。
这种办法对含水量需求非常高，假如含水量非常高或者含水量非常低，经过实践证明都达不到设计的需求。
挤密法对土的含水量需求相对高，通常要求略低于最优含水量，含水量太高或太低，都达不到设计要求的挤密效果。
由于湿陷性黄土具备吸水性强与容易达到饱和状态的特点，这样导致施工经过中很难控制含水量的问题，假如对表层黄土实施洒水时，由于土质干燥，易饱和的上层土质，下层土质由于接受小到水处于干燥状态。
所以，在含水量相对低的土质中，不能使用这办法。
湿陷性黄土地基处理方案
1.概观湿陷性黄土地基的处理主要取决于湿陷性黄土的特殊性质。
湿陷性黄土地基的变形包括压缩性和湿陷性。
当基底压力不超过地基土的容许承载力时，地基的压缩变形很小，大多在其上部结构的容许变形值之内，不会影响建筑物的安全和正常使用。
湿陷变形是地基被水浸泡后产生的附加变形，常发生在局部，具有突发性，且不均匀，对建筑物破坏大，危害严重。
因此，无论湿陷性黄土地区建筑物的地基承载力是否达到允许承载力，都要进行地基处理。
前者以消除湿陷性为目的，后者以提高承载力为目的，同时要消除黄土的湿陷性。
湿陷性黄土在我国分布广泛，不同地区的黄土差异很大。
因此，地基处理应区别对待，结合以下特点:1)湿陷性黄土的区域性差异，如湿陷性和湿陷敏感性、承载力、压缩性和不均匀程度等。
2)建筑物的使用特性，如用水量、地基浸水的可能性等；3)建筑物对限制不均匀沉降的重要性及其使用的严格性，以及结构对不均匀沉降的适应性；4)材料和施工条件，以及当地施工经验。
湿陷性黄土的地基处理措施是通过机械手段加固地基的湿陷性黄土，或者通过改变另一种材料来改变其物理性质，从而达到消除湿陷性、降低压缩性、提高承载力的目的，其中大部分主要集中在第一个目的，即消除湿陷性。
湿陷性黄土的地基处理，可以从处理的深度和范围来区分:1)浅层处理，即可以消除建筑地基的部分湿陷量；2)深层地基处理，即消除建筑地基的全部湿陷量。
该方法包括使用桩基或深基础穿透所有湿陷性黄土层。
湿陷性黄土地区有三种设计措施:地基处理措施、防水措施和结构措施。
常用的地基处理方法有垫层法、重锤夯实法、强夯法、土(或灰土)桩夯实法和深孔夯实法等。
，可完全或部分消除地基的湿陷性，或采用桩基础或深基础穿透湿陷性黄土层，使建筑物的地基位于密实的非湿润土层上，从而保证建筑物的安全和正常使用。
防水措施是用来防止大气降水、生产生活用水和地基浸水，包括场地排水、地面防水、排水沟和管道排水、防水等。
这是湿陷性黄土地区建筑设计中不可缺少的措施。
灰土挤密桩法在湿陷性黄土地基处理中的应用
灰 土挤 密桩 法在 处理 湿 陷性 黄 土地基 中的应 用 ， 并对其 地 层适 用条件 和 施 工 中容 易 出现 的 问题提 出 了一 些看法 ， 以后 湿 陷性 黄 土地基 处理提 供 一 些借鉴和 启 示 。 为
关键 词 ： 土挤 密桩 ； 陷性 黄 土 ； 灰 湿 复合地 基 ； 载荷 试验 中图分 类号 ： Ｕ４ ３ １ 文献 标识 码 ： 文章编 号 ：Ｏ ４ ５ １ （Ｏ ８ Ｏ一 Ｏ ３ ～ Ｏ Ｔ ７． Ｂ １０— ７ ６２ ０ ）９ ０Ｏ ３
一
６５ ７ ｍｍ， ４．５ 湿陷土层 深度为 ６ ０ ￣１ ． ５ ． ０ ３ ２ ｍ。
钻孔灌注桩 ： １ ３ 楼 根试桩加荷至 ５Ｏ ｋ 未至极 变负摩阻力的性质 ， ５０ Ｎ（ 而且 可增 加桩侧摩 阻力， 增加单桩 限） 时其沉 降仅 ５２ｍｍ、． ７ ．２ ７０ｍｍ、．５ ７ １ｍｍ， 组工程桩 承载力 ， ９ 再进行钻孔灌注的施工， 不但可缩减桩长 ， 减少 高应变检 测结果 极 限承 载 力为 ５９ ～ ８６ ｋ 平 均 桩 的施 工难 度 ， ５ ７ ３ ６ Ｎ， 而且可 减少 工程 投 资 。 ６ ８ｋ ２ 楼 ３ ８６ Ｎ； 根试桩加荷至 ５０ ｋ 未至极 限） ０ ０ Ｎ（ 时其 沉 降仅 ４ １ｍｍ、． ０ ．５ ５ ７ｍｍ、． Ｑ ５ ７ｍｍ， 工程 桩 高 应 变 ９组 检 测结 果极 限 承载 力 为 ５７ ～ ７９ ｋ 平 均 ５９ｋ ４０ ２ ６Ｎ， ７１ Ｎ。 均大 于单桩 极 限承 载力 ５０ ｋ 的设计 要 求 。６根试 桩 ００ Ｎ 的 Ｑ—Ｓ曲线 均 未 出现 明显 的陡 降 现象 ， ６组试 桩 均 因 未加载至破坏 ， １ ２ 楼单桩竖向极限承载力分别大 故 、
１ 概述
湿陷性黄土是一种特殊 的第 四纪大陆松散堆积物， 主要分布于中亚到我国的西北 、 北和东北一带 ， 华 其特 征主要有 ：１颜色呈淡黄色、 （） 褐黄色 ；２ 天然状态下 ， （） 有 肉眼可见 到 的大 孔 隙 ， 隙 比一 般 大 于 １并 常 有 因 孔 ， 生物作用形成的管状孔隙， 垂直节理发育；３ 以粉粒为 （） 主， 富含碳酸钙 ， 透水性强 ；４ 干燥状态下具有较高的 （） 强度和具有较低的压缩性， 浸水后土体结构破坏 ， 发生 显著沉降变形（ 湿陷性 ） 。 灰土挤密桩法是用沉管 、 冲击 、 爆扩等方法在地基 中成孔 ， 然后向孔中填夯灰土成桩 ， 使地基产生侧 向挤 密作用， 一方面原地基得 到挤密， 强度提 高 ； 另一 方面 “ 被看做为一种竖向加筋增强体 ， 桩” 与被挤密的地基组 成 复合地 基 。湿陷性 黄 土 地 基 处 理 的 目的要 防止 水 浸
灰土挤密桩复合地基在湿陷性黄土地区的应用
Ｒａ ｉ ｎ ｆ ａ ｌ ｌ ｉ ｎ ｉｌ ｆ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ｏ ｆ ｒ ｏ ｃ ｋ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｉ ｌ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ★
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［ １ ］ 刘 震 连 后 减 中 ， 灾 刘 对 洪 策 江 经 ， 济 朱 怀 学 分 芳 析 ． 汶 ［ Ｊ 川 ］ 地 震 次 生 灾 害 危 险 性 评 价 及 水土保持研究 ， ２ ０ １ ０ ， １ ７ （ １ ） ：
１ ９ ９ ５ ．
含水率 ， ％ 干密度 ｐ
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图１ ｌ 三因 素与 和Ｃ 的关系 图 ［ ４ ］ 龚晓南． 土塑性 力 学［ Ｍ］ ． 第２ 版． 杭州： 浙 江大 学 出版社 ， １ ） 土的抗剪强度 随其含水量 的增加 而减小 ， 其 中 Ｇ值 的减小 １ ９ ９ ９ ． 幅度大于 值的减小 幅度 。 ２ ） 土的抗剪 强度 随其 干密 度 的增 加 ［ ５ ］ 杨光华． 土的本构模 型 的数 学理论及 其应 用 ［ Ｄ ］ ． 北京 ： 清 而增大 ， 其 中 ｃ值的增长幅度大于 值 的增长 幅度 。３ ） 土的抗剪 华 大学博士 学位论文 ， １ ９ ９ ８ ． 强度随其最大粒径 的变 化很 敏感 ， Ｃ， 值 的变化无 同步性 。 ［ ６ ］ 索科洛 夫斯基． 松 散介 质静 力 学［ Ｍ］ ． 徐 志英 ， 译． 北京 ： 地 就含水量 、 干密 度 、 最大粒径 而言 ， 三者对土 体抗剪 强度 的影 质 出版社 ， ２ ０ ０ ５ ．
灰土挤密桩在湿陷性黄土地基处理中的应用
０ｍ ｎ 桩孔按等边三角形布置。灰 土挤密桩打至 ０ 残积黑垆土 、 冲洪积黄土状 土 、 卵石 等。按 其地 质时代成 因类 型 、 桩中心距 为 １ ０ ｌ ， 桩 １ Ｉ 处 埋藏条件 、 岩性特征和 物理性质 等 ， 基土 划分为 五个工程 地质 卵石 层 上 ， 长 在 ８ｍ～９Ｉ 之 间 。整 片 处 理 地 基 ， 理 的 范 围 分 地 别超 出外墙基础底面外缘 ２ ４ｍ～２ ６ｍｓ桩孔 内的填料为 ２： ． ． ８ 层 。岩土工程勘察报告指出： ②层黑垆土（ 层底埋深 １６ｍ～３２Ｉ） ． ． １， Ｉ 桩体 内的平均压实系数 Ａ ．６ ≥０ ９ 。 ③层和④层黄土状 土（ 层底 埋深 分别 为 ５ ０Ｉ－６ ６Ｉ， ．０ｍ～ ． １ ． １７ １ 灰土 ， Ｉ Ｉ ２ 基坑开挖至 一１ ８ｍ 后 ， 场地进行 普探 。对 于坑 内的杂 ） ． 对 １ ． 均具湿陷性 ， ２ ８ｍ） 湿陷土层分布最 大深度为 １ ． １ 设场 １ ２Ｉ。建 Ｉ
１ ，钻 的 沉 度 Ｋ ／ ．则 渣 下 速 ： ＾ ６
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一
质量 ０ ５ ． ％～１０ ． ％的 Ｎ ２Ｏ３ 以提高泥浆 的胶体 性和 Ｑ 值。２ ａＣ ， ） 在钻孔灌注桩 的施工 中， 用卷扬 机提 升的钻锥 ， 上升速 度 在泥浆的配制中 ， 严格控 制泥浆 的 比重 ， 其 应 以防泥浆 的 比重影 响 般为 ４ ｒ／ ＞４ ｓ ８ｃ ｓ ７ｃ 。但是 ， ｎ ｍ／ 钻锥上 升速度不 等于泥浆 上升 泥浆的 Ｑ值 。３ 冲击频率不能太小 ， ） 当冲击频率过小 时， 被搅 动
关 键词 ： 土 挤 密桩 ， 陷 性 黄 土 ， 基 处 理 灰 湿 地 中 图分 类号 ： Ｕ７ ３ ３ Ｔ ５ ． 文 献标 识 码 ： Ａ
灰土挤密桩消除黄土湿陷性施工技术
灰土挤密桩消除黄土湿陷性施工技术作者：高尚稳段先猛李作文来源：《硅谷》2008年第15期[摘要]结合工程实例，阐述灰土挤密桩消除黄土湿陷性原理，从填料选取、机械设备、施工工艺等方面介绍了地基处理的施工过程，并对其处理结果作了质量检测，结果显示各项指标均满足设计要求，处理效果良好。
[关键词]湿陷性地基处理灰土挤密桩中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0810070－01一、前言河口分输压气站是兰银输气管道工程中的首站，也是最大的场站，其自上而下共分为3个工程地质层：①素土层，②湿陷性黄土，③非湿陷性黄土。
因湿陷性黄土具有湿陷性和高压缩性，属于非饱和的欠压密土，具有较大的孔隙率和较小的干密度。
在自重压力和附加压力作用下，受水浸湿后结构迅速破坏而发生显著下沉，对工程造成较大的危害，为了消除黄土中的湿陷性，选择了切实可行、经济合理的灰土挤密桩施工方法。
河口分输压气站灰土挤密桩桩直径400㎜，桩长分别为10m、12m、15m，桩间距为0.9m 或1.0m，桩身上部1/2采用2：8灰土，下部1/2采用素土，桩顶500㎜厚的褥垫层采用2：8灰土。
经过灰土挤密桩处理，桩体和桩间土组成了复合地基，不仅可以消除地基中黄土的湿陷性，同时也能提高地基的承载力，改善地基的水稳性，达到了预期效果。
二、消除黄土湿陷性原理灰土挤密桩消除黄土湿陷性共分两步：（一）利用带立架的履带式打桩机，柴油锤锤击沉管，将带有通气桩尖的钢制桩管沉入土中，深度达到设计要求后，缓慢拔出桩管，在土中形成桩孔。
在成孔时，桩孔部位的土被动侧向挤压，从而使桩间土得到加密。
（二）桩体是由石灰和土拌和成2:8灰土，逐层回填夯实而成。
桩体内大部分带有负电荷的土颗粒与灰土中的钙离子Ca+发生交换吸附，能在土颗粒表面凝结成团块，从而改善土力学性能。
随着土颗粒表面或邻近氧化钙微粒与水接触，氧化钙颗粒溶解，和水中胶质二氧化硅发生反应，生成硅酸钙水化物，使土颗粒缠绕在一起，产生胶结强度，这就是灰土加固、提高强度的主要原因。
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灰土挤密桩法处理湿陷性黄土的机理
1 影响灰土挤密桩挤密效果的施工参数灰土挤密桩加固作用理主要是与复合地基原理相关,这是由灰土挤密桩的性质等因素决定的。
根据上述原理及理论,我们可以分析得出:灰土桩的置换率、灰土桩的强度和灰土桩的长度是决定灰土挤密桩挤密效果的三个重要因素。
总结前人的研究成果,并结合相关的理论研究实际,我们可以得到处理后的桩间土的承载力特征值按下式估算:其中,fspk为复合地基的承载力特征值;fpk为桩体的承载力特征值;fsk为桩间土的承载力特征值;m为桩土面积置换率,m=d2/d2e。
灰土桩的布置方法一般按正三角形布置。
按正三角形布置时,de=1. 05s。
桩体的直径一般情况下是一个固定的值,这个值与设备的相关情况发生联系,因此,处理后的复合地基的承载力特征值fspk就只与桩体的承载力特征值fpk和桩间距s有关,桩体的承载力特征值fpk和桩间距s是控制施工质量的关键性指标。
1)桩体的承载力特征值fpk。
桩体的相关材料的组成、比例以及压实度对桩体的承载力特征值fpk产生直接的影响。
一般情况下,针对桩体的相关材料中要包含黄土和消石灰,按照相关规定和要求所确定的灰土比一般为2∶8。
消石灰的参数要求为按JC/T 481-92标准应为钙质消石灰粉的合格品,即有效氧化钙和氧化镁(CaO +MgO)含量不小于60%,含水率不大于0. 2%~4%, 0. 9 mm筛筛余不大于0. 5%,0. 125 mm筛筛余不大于15%。
黄土应纯净,土料应过筛,筛孔孔径不大于20 mm,含水量按击实试验确定的最优含水量±2%。
确定桩体材料中的灰土比、消石灰质量、黄土质
量等相关指标和因素以后,对于桩体承载力特征值fpk产生影响最大的因素就变成了桩体的压实系数。
影响桩体的承载力特征值fpk的主要因素为桩体的压实系数。
按GB 50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范的相关要求,桩体的压实系数不得小于0. 97。
但由于现场施工设备的施工能力不同,达到桩体的压实系数需要的回填灰土厚度不同。
设备动力强,可一次回填的厚度大;动力差,则一次回填的灰土厚度小。
因此,最终决定桩体的承载力特征值fpk的具体施工参数为回填灰土厚度。
2)桩间距s。
灰土桩的桩间距s大小决定了桩土面积置换率,间距越大,面积置换率越低,复合地基中由桩体承担的承载力越少,因此复合地基的承载力特征值越小。
为了消除黄土湿陷性,可以通过调节灰土桩的桩间距,因为这个间距最终决定了灰土桩的挤密效果。
在进行挤压成孔操作时,是将桩孔原有的土强制向内挤出,挤压桩附近的土层,排除土中多余空气,加大土的密实程度,从而有效的提高土的承载能力。
土体挤密范围,是从桩孔边向四周减弱,孔壁边土干密度可接近或超过最大干密度,也就是说压实系数可以接近或超过1. 0,其挤密影响半径通常为1. 5d~2d(d为挤密桩直径),渐次向外,干密度逐渐减小,直至土的天然干密度,试验证明沉管对土体挤密效果可以相互叠加,桩距愈小,挤密效果愈显著。
3)桩长。
桩长设计的目的就是为了有效及时的消除地基湿陷性、提高地基承载力和减少沉降,从而有效地提升整个工程的质量。
灰土桩的桩长应穿透湿陷性黄土。
在我国某些地区,诸如我国西北地区有大厚度黄土的情况下,这种情况就对桩提出了更高的要求,桩长不能穿透全部厚度的湿陷性黄
土,灰土桩的桩长按灰土桩的单桩承载力用计算摩擦桩的方法计算。
根据上述分析结果,再结合我们多年来在实际施工中总结的部分经验,发现在阜新—朝阳等类似的高速公路选择桩间距s为1. 1 m和1. 5 m,填土厚度分别为0. 5 m, 0. 8 m, 1. 1 m, 1. 4 m,1. 7 m, 2. 0 m, 2. 3 m和2. 6 m进行试验。
试验分两个场地进行,其中K301+602~K301+622场地采用沉管成孔桩机成孔,夯锤强夯挤密压实;K398+460~K398+480场地采用沉管成孔桩机成孔,回填后用沉管成孔桩机挤密压实。
2 灰土挤密桩的施工方案设计2.1 灰土挤密桩的施工方案设计成孔桩的直径应为0. 4 m左右,其形状要布置成正三角形;而对于灰土桩的桩间距应该控制在1. 1 m和1. 50 m各一组。
桩体材料为消石灰和土,体积配合比2∶8。
桩体材料压实度要不小于0. 97,桩间土压实度要不小于0. 93。
桩体材料分层回填并进行击实,夯击次数和分层厚度根据现场试验确定。
回填桩孔用的夯锤,宜采用倒置抛物线型锥体或尖锥型,锤重不宜小于100 kg。
夯锤最大直径应比桩孔直径小10 cm~16 cm。
2.2 灰土挤密桩的施工设备1)成孔设备:沉管成孔桩机。
2)拌和设备:常规拌和设备。
3)夯击设备:有两种,K301+602~K301+622场地采用夯锤强夯挤密压实,回填桩孔用的夯锤,宜采用倒置抛物线型锥体或尖锥型,锤重不宜小于100 kg。
夯锤最大直径应比桩孔直径小10 cm~16 cm;K398+460~K398+480场地采用沉管成孔桩机成孔挤密压实。
2.3 灰土挤密桩的施工工艺流程1)施工前的准备工作,对相关地形进行三维定位测量,并对施工场地进行平整。
2)对桩位进行放样,同时固定桩机的相对位置。
3)成孔:沉管成孔。
4)夯实孔底。
5)回填夯实:将相关的回填材料事先准备好,按照次序依次填入孔内。
同时要根据锤的相关信息合理确定挤密时间。
6)成孔和回填夯实的施工顺序应按照由外向里的顺序依次进行,同时要注意同排的间隔大概为1孔~2孔为宜。
2.4 灰土挤密桩的试验检测2.4.1 试桩前取土及试验试桩前应对试桩区的黄土性质进行勘察和试验。
1)在试桩区布设至少两个人工探井,深度大于预期加固深度2 m~3 m,每间隔0. 5 m取一原状土样,进行土的常规试验和湿陷性试验,求得土的含水量、干湿密度、孔隙比、塑液限及湿陷系数、自重湿陷系数和起始湿陷压力。
2)在试夯区布设至少两个位置,进行连续动力触探(标准贯入),深度大于预期加固深度2 m~3 m。
3)场地土的击实试验:求得土的最佳含水量,最大干密度。
4)桩体材料石灰质量检测:要求Ⅲ级以上的球磨生石灰粉。
5)桩体材料的击实试验:按设计配合比制料,求得灰土的最佳含水量,最大干密度。
2.4.2 施工中检测1)施工中检测要持续检查石灰土的拌和质量; 2)施工中检测要持续检查桩孔深度、桩孔直径; 3)施工中检测要持续检查夯锤的相关情况,主要包括夯锤的夯击次数、落距、每次夯击回填灰土层顶高程、夯沉量等相关的信息。
2.4.3 施工后检测1)试桩施工结束4周后,在桩间土布设至少两个人工探井,深度大于加固深度2 m~3 m,每间隔0. 5 m取一原状土样,对桩间土进行含水量、干湿密度、孔隙比、塑液限等土的常规试验,对桩间土还要进行湿陷系数、自重湿陷系数和起始湿陷压力等湿陷性试验。
2)在试夯区布设至少两个位置,进行连续动力触探(标准贯入),深度大于加固深度2 m~3 m。
3)试桩施工结束4周后,选择不小于3个
桩体,进行取样,对桩间土进行含水量、干湿密度、孔隙比、塑液限等土的试验。
4)试桩施工结束4周后,选择不小于3个桩体,进行桩体强度静载荷试验。
3 灰土挤密桩法处治黄土湿陷性的基本结论1)采用灰土挤密桩可以有效消除黄土湿陷性,但消除的效果与采用的设备和设计的桩间距有关。
以阜新—朝阳高速公路为例:当采用的场地灰土挤密桩现场试验设备为K301+602~K301+622时,投料的合理厚度是1. 1 m左右,可以有效消除桩体内黄土湿陷性的灰土挤密桩间距是1.1m。
当采用的场地灰土挤密桩现场试验设备为K398 +460 ~K398+480时,投料的合理厚度是2. 0 m左右,可以有效消除桩体内黄土湿陷性的灰土挤密桩间距是2.
0 m。
按灰土比2∶8桩间距1.3 m条件下施工,桩体材料的压实度达到95.19%~99.45%,桩间土的压实度达到93.58%~95.19%,满足了规范要求。
根据施工后桩间土的干密度值为1. 75 g/cm3~1. 78 g/cm3,桩间土密实度大于0. 87且满足规范规定的密实度要求的结果,可以直接判定消除了黄土的湿陷性。
2)从对湿陷性黄土连续动力触探的对比试验结果来分析:在灰土挤密操作时,连续动力触探10 cm的击数一般为5击~8击;当灰土挤密操作后,连续动力触探10 cm的击数一般为6击~10击;若实际操作过程中,遇到砂层,则这时连续动力触探击数会突然变大,一般连续动力触探击数将达到10击~17击。