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(cè)向擠密成孔,然后在孔中分層填土、灰土或二灰土,夯實(shí)而成的樁,它與周邊土共同組成復(fù)合地基,承受上部荷載。
土和灰土擠密樁的主要特點(diǎn):
(1)土和灰土擠密樁成樁時為橫向擠密,同樣可以達(dá)到所要求處理后的干密度指標(biāo),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(dá)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(jī)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(qiáng)其水穩(wěn)性為主要目的時,宜選用灰土擠密樁法。當(dāng)?shù)鼗恋暮看笥?4%、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(shè)計(jì)計(jì)算
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,可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定,但對灰土擠密樁復(fù)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(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。
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(shè)計(jì)計(jì)算一般包括下述幾方面:
(1)樁孔直徑
宜為300~600mm,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2.0~2.5 倍,也可按下式估算:
樁間土的擠密系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:
(3)布樁范圍
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,以保證地基的穩(wěn)定性。具體規(guī)定為:
當(dāng)采用局部處理時,超出基礎(chǔ)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(yīng)小于基底寬度的0.25倍,并不應(yīng)小于0.50m;對自重濕陷性黃土地基,每邊不應(yīng)小于基底寬度的0.75倍,并不應(yīng)小于1.00m。
當(dāng)采用整片處理時,超出建筑物外墻基礎(chǔ)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(yīng)小于2m。
(4)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5~15m。
(5)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,填料的平均壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.97,其中壓實(shí)系數(shù)最小值不應(yīng)小于0.94。
(6)墊層
樁頂標(biāo)高以上需設(shè)置300~600mm厚的2:8灰土或水泥土墊層,壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.95。
作用:
1)使樁頂和樁間土找平;
2)改善應(yīng)力擴(kuò)散,調(diào)整樁土應(yīng)力比,并對減小樁身應(yīng)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(kuò)法等。成孔施工時地基土宜接近最優(yōu)含水量,當(dāng)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(yīng)進(jìn)行夯填工藝試驗(yàn),確定合理的分次填料量和夯擊次數(shù)。
施工工藝流程
施工注意事項(xiàng):
1、施工前,樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上需預(yù)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(dāng)整片處理時,宜從里(或中間)向外間隔1~2孔進(jìn)行,對大型工程,可采用分段施工;當(dāng)局部處理時,宜從外向里間隔1~2孔進(jìn)行。
4、質(zhì)量檢驗(yàn)
施工質(zhì)量檢驗(yàn):成樁后,應(yīng)及時抽樣檢驗(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,并將其換算為平均壓實(shí)系數(shù)和平均擠密系數(shù)。抽樣檢驗(yàn)的數(shù)量,對一般工程不應(yīng)少于樁總數(shù)的1%,對重要工程不應(yīng)少于樁總數(shù)的1.5%。
竣工驗(yàn)收:灰土擠密樁或土擠密樁地基竣工驗(yàn)收時,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)。
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,而其值不小于對應(yīng)比例界限的2倍時,可取比例界限作為復(fù)合地基承載力特征值;當(dāng)其值小于對應(yīng)比例界限的2倍時,可取極限荷載的一半。
當(dāng)按相對變形值確定復(fù)合地基承載力特征值時,對土擠密樁復(fù)合地基,可取s/b(或s/d)等于0.012所對應(yīng)的壓力;對灰土擠密樁復(fù)合地基,可取s/b(或s/d)等于0.008所對應(yīng)的壓力。