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1、题目：土与灰土挤密桩前言随着我国基本建设的发展，建设场地的工程地质情况逐渐向过去认为不宜利用的场地发展，另外，高层建筑、重型建筑和有特殊要求的建筑逐渐增多，对地基的要求也越来越高，需要进行地基处理的工程量不断增打大，技术难度也逐渐增加，而地基处理在总投资中所占的比例相对增加。因此地基处理在目前的建筑市场中被广泛运用。特别是灰土挤密桩，对于处理湿陷性黄土地基来说是一种简便、经济、有效的方法。全书共有六章，为了兼顾读者对灰土挤密桩复合地基的运用及理解，通过查阅书籍、网络资料，重点介绍了灰土挤密桩的基本概念、设计和具体施工方法及验收，供读者参考。限于本人水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请各位
2、老师批评指正。i目录摘要11. 灰土挤密桩的概述21.1 灰土挤密桩的基本概念21.2 施工机具设备、技术参数及材料要求21.2.1成孔设备21.2.2夯实机具21.2.3桩孔的填料31.3 特点及使用范围32. 土桩挤密地基的设计52.1 桩孔的基本尺寸与布置52.1.1桩径52.1.2处理深度52.1.3桩长62.1.4桩的布置62.1.5桩间土平均挤密系数62.1.6桩数72.1.7承载力72.1.8变形82.1.9其它设计要求82.2 容许承载力的确定92.2.1用荷载试验确定挤密地基土的承载力92.2.2参照当地同类工程的经验102.3桩距的确定112.4处理范围133. 灰土挤密地
3、基的施工153.1施工工艺及技术要求153.1.1施工准备153.1.2施工顺序163.1.3施工工艺163.2技术要求203.3施工中的其它问题203.3.1提高土中含水量的方法204. 质量检验与验收224.1质量检验问题224.2验收224.3检测项目234.3.1预检项目：234.3.2试验项目245. 工程实例255.1工程概况255.2三种地基处理方案的比较265.3技术要求及施工概况265.4质量检验275.5结语286. 结论与展望29参考文献30致谢31iii土与灰土挤密桩摘要随着社会的发展、建筑行业的突飞猛进，各类形式的建筑相应而生，但由于国家土地资源的紧缺，需对现有的土地
4、进行充分而又合理的利用，因此地基处理在目前的建筑市场中被广泛运用。特别是灰土挤密桩，对于处理湿陷性黄土地基来说是一种简便、经济、有效的方法,和重锤表层夯实法、强夯法、灰土垫层法等一样均属原位土体加密法,在工程中已经得到了广泛的应用。不同的是,它们在挤密地基时所产生的作用力的方向不同,灰土桩挤密地基时,产生的作用力是横向的,而垫层法、强夯法等产生的作用力是竖向的。灰土挤密桩是以土为主要材料,从而实现了以土治土的目的。近年来,中国许多学者在灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基方面做了大量的研究；国外,如美国、俄罗斯等在这方面的研究也比较活跃,有些试验规模也较大,但一直没有看到过系统的资料。本文对灰土桩复合
5、地基的工作性状作了进一步的探讨。首先概述了灰土挤密桩的基本概念、技术参数及特点,从而确定了适用范围；其次，介绍了灰土挤密桩的设计，分析了具体参数是如何确定的；再次，论述了灰土挤密桩的具体施工工艺及技术要求；最后着重以山西乡宁电厂挤密桩法为例,从灰土挤密桩与沉管灌注桩基础及置换法的造价、设计及技术要求、具体施工工艺、检测等方面剖析应注意的问题和可能达到的地基处理效果,同时对比分析三种挤密桩的造价、工期、地基处理效果等方面的区别,从中总结出用灰土挤密桩挤密处理湿陷性黄土地基,最终目的是达到消除湿陷性,提高地基承载力，保证结构安全与正常使用，以便在工程应用上得到推广。为此，对黄土地区地基处理设计和施
6、工具有借鉴意义。关键字：湿陷性黄土 地基处理 灰土挤密桩 复合地基 工程实例1. 灰土挤密桩的概述1.1 灰土挤密桩的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（2：8或3：7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。在成孔和夯实过程中，原处于桩孔部位的天然土得到了挤密，从而消除桩间土地湿陷性并提高承载力。土桩是一种柔性桩，它与钢筋混凝土刚性桩不同。
7、后者的单位桩承载力是桩周摩擦力与桩尖反力之和，一个基础下的地基承载力是各单桩承载力之和，一般不考虑桩尖土对荷载的分担作用。挤密后的桩间土也将分担很大一部分荷载，也即夯填后的素土（或灰土）桩身与桩间挤密土共同组成了所谓复合地基，一般称为土（或灰土）桩挤密地基，它的受力性能与刚性是截然不同的。挤密后的地基将类似垫层一样工作，上部荷载通过它往下传递时应力要扩散，而且比天然地基扩散得更快，在加加固深度以下，附加应力将大大减少。因此，它不象刚性桩那样，在桩尖处往往需要有一坚实的持力层。1.2 施工机具设备、技术参数及材料要求1.2.1成孔设备一般采用0.6t和1.2t柴油打桩机或自制锤击打桩机，亦可采用
8、冲击钻或洛阳铲成孔。1.2.2夯实机具常用夯实机具有偏心较夹杆式夯实机和卷扬机提升式夯实机两种，后者工程中应用较多。夯锤用铸钢制成，重量一般选用100-300kg，其竖向投影面积的静压力不小于20kpa。夯实锤最大部分的直径应较桩孔直径小100-150mm，以便填料顺利通过夯锤四周。夯锤形状下端应为抛物线形锥体或尖锥体，上端成弧形。1.2.3桩孔的填料桩孔内地填料应根据工程要求或处理地基的目的确定。土料、石灰质量要求和工艺要求、含水量控制等同灰土垫层，灰土垫层所用熟化石灰可采用粉煤灰或电石渣代替，一般有三七灰土和二八灰土。土：优先采用就地挖出的粘性土及塑性指数大于4的粉土，土内有机质含量不得超
9、过5%，使用前过筛，其粒径不大于15，含水量应符合规定。石灰：应用级以上新鲜的块灰，含氧化钙、氧化镁愈高愈好，使用前1-2d消解并过筛，不得含有粒径大于5的生石灰块及其他杂质，也不得含有过多的水分。夯实质量应用压实系数c控制，c不小于0.97。1.3 特点及使用范围灰土挤密桩与其他地基处理方法比较，有以下特点：灰土挤密桩成桩时为横向挤密，可同样达到所要求加密处理后的最大干密度，可消除地基土的湿陷性，提高承载力，降低压缩性；与换土垫层相比，不需要大量开挖回填，可节省土方开挖和回填土方工程量，工期可缩短56%以上；处理深度较大，可达12-15m；可就地取材，应用廉价材料达到“以土治土”，降低工程造
10、价；机具简单，施工方便，工效高。以西安地区为例，每夯填10m3填料，土桩挤密地基为12.28元，灰土桩挤密地基为19.35元，后者单价约高57.6%。故在应用时按工程需要予以区别。适用于加固地下水位以上，天然含水量12%-25%，厚度5-15m的新填土、夯填土、湿陷性黄土以及含水率较大的软弱地基。当地基土含水量大于23%及其饱和度大于0.65时，打管成孔质量不好，且易对邻近已回填的桩体造成破坏，拨管后容易缩颈，遇次情况不宜采用灰土挤密桩。灰土强度较高，桩身强度大于周围地基土，可以分担较大部分荷载，使其桩间土承受的应力减小，而到深度2-4m以下则与土桩地基相似，一般情况下，如为了消除地基湿陷性或
11、挤密地基承载力或水稳性，降低压缩性，宜选用灰土桩。在我国西北及华北等黄土地区已广泛应用。我国以往对土（或灰土）桩挤密地基的容许承载力考虑到其它一些因素，一般用的不高，多数是15t/m2，而试验表明，土桩挤密地基的承载力一般都超过20t/m2，灰土桩挤密地基则超过的更多一些，并没有充分应用。消除湿陷性的效果是靠挤密，它主要取决于施工工艺、桩径和桩距，而与填料的关系不大。灰土（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，降低其压缩性。对湿陷性黄土则有部分或全部消除湿陷性的作用。灰土（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
12、加密。2. 土桩挤密地基的设计2.1 桩孔的基本尺寸与布置2.1.1桩径根据工程量、挤密效果、施工设备、成孔方法及经济等情况而定，一般选用300-450mm 。但结合我国目前机具和设备条件，桩孔直径以300-600mm为宜，并应与所用的施工机械以及待处理土层的原始密度相适应。为使桩间土均匀挤密，桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的距离s ,可为桩孔直径的2.0-2.5倍，也可按下式估算： （2-1）式中：s为桩孔之间的中心距离（m）；d为桩孔直径（m）；dmax 为桩间土的最大干密度（t/m3）；d为地基处理前的土的平均干密度（t/m3）；c为桩间土经成孔挤密后的平均挤密系数，对重要工程不宜小于
13、0.93，对一般工程不宜小于0.90。2.1.2处理深度灰土（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。桩长以基础底面算起，一般不宜小于3m，当处理深度较小时，采用灰土（或土）挤密桩是不经济的，应改用其它方法，如灰土垫层或重锤夯实法等。2.1.3桩长根据土质情况、桩处理地基的深度、工程要求和成孔设备等因素确定，一般为5-15m。2.1.4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，
14、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12，并不应小于2m。 桩孔应尽量按等边三角形排列，这样可以使桩间土得到均匀挤密（见2-1图）。但这种方法设计有困难时，或为了适应基础尺寸，合理减少桩孔排数和孔数时，也可采用正方形、梅花形和等腰三角形等排列方式。桩的布置图2-12.1.5桩间土平均挤密系数桩间土平均挤密系数式按下式计算： （2-2）式中：为在成孔挤密深度内桩间土的平均干密
15、度（t/m3），且桩间土的平均挤密系数不小于0.92，平均试样数不少于6组。2.1.6桩数桩孔数量可按下式计算： （2-3）式中：n为桩孔数量；A为拟处理的地基面积（m2）；Ae为1根土或灰土挤密桩所承担的处理地基面积（m2），按式Ae=de2/4计算，其中，de为1根桩分担的处理地基面积的等效圆直径（m）,当桩孔按三角形布置时，de=1.05s,当桩孔按正方形布置时，de=1.13s。2.1.7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180kPa；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。对于地基承载力的计算，公式如下：f=fk+b(b-
