灰土擠密樁工法

蒲城盛世中華項目總占地235畝，共計四十棟樓，分三期開發，一期占地35畝，由12棟純多層組成致力打造人文生態美宅。該項目地基處理工程采用SDDC旋挖引孔沖擊成樁技術，具體有我公司蒲城項目部專業承包。

灰土擠密樁工法

一、灰土擠密樁的性質

灰土擠密樁能夠廣泛應用于黃土地區的原因為其具有如下性質：

1)灰土擠密樁為橫向擠密結構樁，可消除黃土地區地基土的 濕陷性,提高地基的承載能力，降低土的壓縮性。

2)相對于換土墊層，無需大量的回填，避免大規模的土方開挖和土方回填，縮短 工期、節省資源。

3)處理深度較大，一般可達到6m~ 22m左 右。

4)灰土擠密樁多使用石灰、素土等較為廉價的材料，可就地 取材，因而造價相對低廉，對環境污染較小。

5)無需復雜施工設備，施工機械較為簡單、施工方便、效率高。

二、灰土擠密樁的工作機理

濕陷性黃土屬于特殊土質，土質較為均勻，但土體結構疏松， 孔隙比較大，干密度較小，含水率大,因浸水后土體結構發生破壞 而產生附加變形。試驗研究表明，當黃土土體的干密度和其壓實 度達到一定峰值時，黃土的濕陷性可以基本或完全消除。為治理 黃土的濕陷性，灰土擠密樁充分利用上述機理，通過擠壓成孔使 樁間土體得以壓密，從而減小孔隙比和含水率，增加黃土土體的 干密度，形成承載力較高的人工復合地基。其加固具體原理 如下：

1) 土的側向壓密:灰土擠密樁成功過程中，孔位原土體被成 孔設備強制壓密，同時使灰土粧周圍土體亦得以擠密，從而提高 黃土土體的強度,避免或減小其濕陷性。通常擠密樁的影響半徑 為1.5d~2.(d為樁的直徑），試驗研究表明，相鄰擠密樁的樁 間土體具有疊加擠密現象，即樁間土的中點壓實度,擠密，合理的粧間距離應為2d～3d(d為樁孔直徑）。土體的擠密效果與含水量有關，當含水量位于含水量附近時,土體呈 塑性狀態，擠密效果較好;當含水量偏低時，即小于塑限值，土體 屬于固態或半固態，擠密影響區域變小，擠密效率偏低；當含水量 較大時,即大于液限值，土體呈流動狀態，擠壓會引起超孔隙水壓 力，擠壓力基本由孔隙水承擔，土體有效擠壓效率較低，且成孔過 程中因土的粘滯性，拔管時會出現縮頸現象。

2)灰土的作用:灰土擠密樁由石灰和土以2: 8或3: 7體積比 拌合后，將孔內土體經機械壓實擠密形成，這種混合材料具有氣 硬性和水硬性，在空氣或遇水條件下會形成凝結膠體，土的固化 作用會隨齡期的增長而增強。

3 )樁體的作用:灰土擠密樁的變形模量約為樁間土變形模量 的2倍~ 10倍，上部荷載會傳遞到擠密樁，使樁體產生應力集中， 從而降低了基礎底面持力層的應力，消除了持力層的壓縮變形和 濕陷變形。另外，灰土樁對樁側土有側向約束作用，限制土的水 平方向位移，使得樁間土的物理性質發生改變，即土的干密度變 大、孔隙率變小，使得承載力提高,消除了土的濕陷性。

三、設計要求

使用灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基后，其地基承載力特征 值應在現場進行單樁或多樁荷載試驗確定。若地基承載力特征 值在設計初期不確定時，可借鑒臨近工程的相關土體物理參數， 經分析后用于設計計算。但使用灰土擠密樁處理后的地基承載 力特征值，宜不大于處理前地基承載力特征值的2. 0倍，且不宜 大于 250 kPa。

灰土擠密樁一般采用等邊三角形排列樁孔，其設計計算一般 包括以下幾方面：

1)    樁孔直徑。宜為300 mm ~ 450 mm,可由成孔設備或成孔

方法確定。

2)    樁孔間距。樁間距宜為樁孔直徑的2.0倍~2. 5倍，或按 如下公式估算：

其中，P d1為成孔擠密深度內樁間土的平均干密度

3)    灰土擠密樁范圍內，土和擠密樁加固面積要大于建筑物基 礎的面積，從而保證地基的整體穩定性。

4)    對于樁長設計，應該考慮到采用較為簡便的方法來處理 5 m以內土層加固，一般情況下，加固15 m以上的土層受到成孔 設備條件限制，因此處理深度一般為5 m ~ 15 m。

5)    對于樁孔內部的填料,灰土擠密樁可選用與樁間土性質相 近的黃土或者就近挖運的黃土類土,樁填料可使用體積配合比為 2: 8或3:7的消石灰與土混合土。

四、灰土擠密樁施工及驗收方法

施工主要包括樁孔成孔和樁孔夯填。成孔方法有沉管法（錘擊或振動方法）、沖擊法及爆擴法等。成孔施工時地基土宜接近含水量,若含水量低于12%時，應摻水使土體能含水量達到 的含水量?？變韧馏w應在施工前期夯實，選擇合理場地進行有代表性的夯填技術試驗，以確定最佳夯擊次數和最佳填料厚度及最佳含水量。進行夯填試驗時，樁間土的干密度、孔隙率等物理參數由現場原位試驗獲取。

成樁結束后，應對灰土擠密樁處理后地基的質量進行抽樣檢驗。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%。抽樣檢驗的主要內容有:施工記錄的檢查和樁間土的干密度檢測?；彝翑D密樁地基加固質量竣工驗收時，采用復合地基載荷試驗檢驗加固或處理的地基承載力，檢驗數量最少應為總樁數的0.5% ,且每項單體工程不應少于3點。

五、結語

灰土擠密樁具有以土治土、深層加密、就地取材、原位處理及費用較低等特點，在濕陷性嚴重的黃土地區，使用灰土擠密樁進行濕陷性黃土地基的加固處理，能夠有效消除土的濕陷性，大幅度地提高地基承載力,加快施工速度，減少工期，造價低廉。目前該技術已經很成熟，是處理黃土地區濕陷性問題的有效的方法，可在濕陷性等黃土地區廣泛應用。但使用灰土擠密樁時，應綜合考慮工程地質、水文地質情況、土的含水量及干密度等多方面因素，保證施工安全有效進行。