灰土挤密桩法和土挤密桩法

灰土挤密桩法和土挤密桩法

6.3.1 基本概念

灰土挤密桩或土挤密桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填素土或灰土成桩。成桩时，通过成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内的土被挤向周围，使桩间土得以挤密，然后将备好的素土(黏性土)或灰土分层填入桩孔内，并分层捣实至设计标高。用素土分层夯实的桩体，称为土挤密桩；用灰土分层夯实的桩体，称为灰土挤密桩。二者分别与挤密的桩间土组成复合地基，共同承受基础的上部荷载。

6.3.2 适用范围

灰土挤密桩法或土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。处理深度宜为5-15m。灰土挤密桩或土挤密桩，在消除土的湿陷性和减小渗透性方面，其效果基本相同或差别不明显，但土挤密桩地基的承载力和水稳性不及灰土挤密桩，选用上述方法时，应根据工程要求和处理地基的目的确定。当以提高地基的承载力或增强其水稳性为主要目的时，宜选用灰土挤密桩法；当以消除地基的湿陷性为主要目的时，宜选用土挤密桩法。

【例题15】为消除湿陷性黄土地基的湿陷性，宜选用的地基处理方法为（）。

A、夯实水泥土桩法；

B、砂石桩法；

C、振冲法；

D、土挤密桩法；答案：D

大量的试验研究资料和工程实践表明，土或灰土挤密桩用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基，不论是消除土的湿陷性还是提高承载力都是有效的。但当土的含水量大于24％及其饱和度超过65％时，在成孔及拔管过程中，桩孔及其周围容易缩颈和隆起，挤密效果差，故上述方法不适用于处理地下水位以下及处于毛细饱和带的土层。因此，当地基土的含水量大于24％、饱和度超过65％时，由于无法挤密成孔，故不宜选用上述方法。

因灰土挤密桩法或土挤密桩法具有就地取材、以土治土、原位处理、深层加密和费用较低的特点，在我国西北及华北等黄土地区已广泛应用。

6.3.4 加固机理

灰土挤密桩或土挤密桩加固地基是一种人工复合地基，属于深层加密处理地基的一种方法，主要作用是提高地基承载力，降低地基压缩性。对湿陷性黄土则有部分或全部消除湿陷性的作用。灰土挤密桩或土挤密桩在成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，从而使桩周土得以加密。

6.3.5 设计

1 桩的布置

灰土挤密桩或土挤密桩处理地基的面积，应大于基础或建筑物底层平面的面积。并应符合下列规定。

(1)采用局部处理超出基础底面的宽度时，对非自重湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，每边不应小于基底宽度的0.25倍，并不应小于0.50m；对自重湿陷性黄土地基，每边不应小于基底宽度的0.75倍，并不应小于1.00m。

(2)当采用整片处理时，超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度，每边不宜小于处理土层厚度的1／2，并不应小于2m。

2 处理深度

灰土挤密桩或土挤密桩处理地基的深度，应根据建筑场地的土质情况、工程要求和成孔及夯实设备等综合因素确定。对湿陷性黄土地基，应符合现行的国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》的有关规定。

3桩径

桩孔直径宜为300～450mm，并可根据所选用的成孔设备或成孔方法确定。为使桩间土均匀挤密，桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离s，可为桩孔直径的2.0～2.5倍，也可按下式估算：

6承载力

灰土挤密桩或土挤密桩复合地基的承载力特征值，应通过现场单桩或多桩复合地基载荷试验确定。初步设计当无试验资料时，也可按当地经验确定，但对土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的1.4倍，并不宜大于180 kPa；对灰土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的2.0倍，并不宜大于250kPa。

7变形

灰土挤密桩或土挤密桩复合地基的变形计算，应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007)有关规定，其中复合土层的压缩模量，可采用载荷试验的变形模量代替。土或灰土挤密桩复合地基的变形包括桩和桩间土及其下卧未处理土层的变形。前者通过挤密后，桩间土的物理力学性质明显改善，即土的干密度增大、压缩性降低、承载力提高、湿陷性消除，故桩和桩间土(复合土层)的变形可不计算，但应计算下卧未处理土层的变形，若下卧未处理土层为中、低压缩性非湿陷性土层，其压缩变形、湿陷变形也可不计算。8其他设计要求

（1）桩孔填料

桩孔内的填料，应根据工程要求或处理地基的目的确定，桩体的夯实质量宜用平均压实系数控制。当桩孔内用素土或灰土分层回填、分层夯实时，桩体的平均压实系数值均不应小0.96。消石灰与土的体积配合比，宜为2：8或3：7。

【例题16】对于土或灰土挤桩，其桩体的夯实质量宜用（）控制。

A、平均压实系数；

B、压实系数；

C、平均挤密系数；

D、挤密系数；答案：A （2）灰土垫层

桩顶标高以上应设置300～500mm厚的2：8灰土垫层，其压实系数不应小于0.95。

6.3.5 施工

灰土挤密桩或土挤密桩的施工方法是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填素土或灰土成桩。工艺较为简单，但确定施工工艺、选择成孔方法、施工顺序、向孔内夯填填料时应注意以下要求。

1成孔工艺

现在成孔方法有沉管(锤击、振动)或冲击成孔等方法，但都有一定的局限性，在城乡建设和居民较集中的地区往往限制使用，如锤击沉管成孔，通常允许在新建场地使用，故选用上述方法时，应综合考虑设计要求、成孔设备或成孔方法、现场土质和对周围环境的影响等因素，选用沉管(振动、锤击)或冲击、爆扩等方法成孔。

施工灰土挤密桩或土挤密桩，在成孔或拔管过程中，对桩孔(或桩顶)上部土层有一定的松动作用，因此施工前应根据选用的成孔设备和施工方法在场地预留一定厚度的松动土层，待成孔和桩孔回填夯实结束后将其挖除或按设计规定进行处理。应预留松动土层的厚度，对沉管(锤击、振动)成孔，宜为0.5-0.7 m，对冲击成孔，宜为1.2-1.5m。

2被加固地基土含水量

拟处理地基土的含水量对成孔施工与桩间土的挤密至关重要。工程实践表明，当天然土的含水量小于12％时，土呈坚硬状态，成孔挤密很困难，且设备容易损坏；当天然土的含水