1、概述
土、灰土或石灰、粉煤灰混合物(簡稱二灰)擠密樁是利用沉管 、沖擊、爆破等方法將鋼管打入土中側向擠密成孔,然后在孔中分層填土、灰土或二灰土,夯實而成的樁,它與周邊土共同組成復合地基,承受上部荷載。
土和灰土擠密樁的主要特點:
(1)土和灰土擠密樁成樁時為橫向擠密,同樣可以達到所要求處理后的干密度指標,消除地基土的濕陷性,提高承載力,降低壓縮性;
(2)與換土墊層相比,不需大量開挖回填;處理深度較大,可達12-15m;成樁材料可就地取材,降低工程造價,二灰樁可利用工業(yè)廢料粉煤灰,變廢為寶;
(3)機具簡單,施工方便,工效高。
適用條件:灰土擠密樁法和土擠密樁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?商幚淼鼗纳疃葹3~15m。以消除地基土濕陷性為主要目的時,宜選用土擠密樁法;以提高地基土承載力或增強其水穩(wěn)性為主要目的時,宜選用灰土擠密樁法。當地基土的含水量大于24%、飽和度大于65%時,不宜選用灰土擠密樁法或土擠密樁法。
2、設計計算
采用灰土擠密樁或土擠密樁處理后形成的復合地基的承載力特征值,應通過現場單樁或多樁復合地基載荷試驗確定。初步設計當無試驗資料時,可按當地經驗確定,但對灰土擠密樁復合地基的承載力特征值,不宜大于處理前的2.0倍,并不宜大于250kPa;對土擠密樁復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。
土擠密樁法和灰土擠密樁法一般采用等邊三角形排列樁孔,其設計計算一般包括下述幾方面:
(1)樁孔直徑
宜為300~600mm,并可根據所選用的成孔設備或成孔方法確定。
(2)樁孔間距
樁孔間距可為樁孔直徑的2.0~2.5 倍,也可按下式估算:
樁間土的擠密系數應按下式計算:
(3)布樁范圍
灰土擠密樁和土擠密樁處理地基的面積,應大于基礎或建筑物底層平面的面積,以保證地基的穩(wěn)定性。具體規(guī)定為:
當采用局部處理時,超出基礎底面的寬度:對非自重濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,每邊不應小于基底寬度的0.25倍,并不應小于0.50m;對自重濕陷性黃土地基,每邊不應小于基底寬度的0.75倍,并不應小于1.00m。
當采用整片處理時,超出建筑物外墻基礎底面邊緣的寬度,每邊不宜小于處理土層厚度的1/2,并不應小于2m。
(4)樁長設計
考慮到5m以內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備條件限制,故處理深度一般為5~15m。
(5)樁孔填料
土樁填料多選用與樁間土性質相近的就近挖運的黃土類土;彝翗短盍隙嗖捎孟遗c土的體積配合比2:8或3:7。
樁體的夯實質量宜用平均壓實系數 控制。當樁孔內用灰土或素土分層回填、分層夯實時,填料的平均壓實系數不應小于0.97,其中壓實系數最小值不應小于0.94。
(6)墊層
樁頂標高以上需設置300~600mm厚的2:8灰土或水泥土墊層,壓實系數不應小于0.95。
作用:
1)使樁頂和樁間土找平;
2)改善應力擴散,調整樁土應力比,并對減小樁身應力集中也有良好作用。
3、施工
施工主要包括樁孔成孔和樁孔夯填。成孔方法有沉管(錘擊、振動)法、沖擊法和爆擴法等。成孔施工時地基土宜接近最優(yōu)含水量,當含水量低于12%時,宜加水增濕至最優(yōu)含水量。
夯填施工前應進行夯填工藝試驗,確定合理的分次填料量和夯擊次數。
施工工藝流程
施工注意事項:
1、施工前,樁頂設計標高以上需預留覆蓋土層,其厚度宜符合下列要求:
(1)沉管(錘擊、振動)成孔,宜不小于1.0m;
(2)沖擊成孔,宜不小于1.50m。
2、成孔的施工順序,當整片處理時,宜從里(或中間)向外間隔1~2孔進行,對大型工程,可采用分段施工;當局部處理時,宜從外向里間隔1~2孔進行。
4、質量檢驗
施工質量檢驗:成樁后,應及時抽樣檢驗灰土擠密樁或土擠密樁處理地基的質量。主要檢查施工記錄、檢測全部處理深度內樁體和樁間土的干密度,并將其換算為平均壓實系數和平均擠密系數。抽樣檢驗的數量,對一般工程不應少于樁總數的1%,對重要工程不應少于樁總數的1.5%。
竣工驗收:灰土擠密樁或土擠密樁地基竣工驗收時,承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗。檢驗數量不應少于樁總數的0.5%,且每項單體工程不應少于3點。
當復合地基載荷試驗的壓力-沉降曲線上極限荷載能確定,而其值不小于對應比例界限的2倍時,可取比例界限作為復合地基承載力特征值;當其值小于對應比例界限的2倍時,可取極限荷載的一半。
當按相對變形值確定復合地基承載力特征值時,對土擠密樁復合地基,可取s/b(或s/d)等于0.012所對應的壓力;對灰土擠密樁復合地基,可取s/b(或s/d)等于0.008所對應的壓力。