第6章土(灰土)桩.ppt
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1、1,第6章 土(灰土)桩,利用成孔过程中的横向挤压作用,使桩间土被挤密,然后将素土或灰土分层填入桩孔内,并分层夯填密实至设计标高。填入材料为素土时,称为土挤密桩法;填入材料为灰土时,称为灰土挤密桩法。夯填密实的土桩或灰土桩,与挤密的桩间土形成复合地基。 采用土桩挤密法时,若桩体和桩间土的密实度相同,则形成均质地基。,2,1 发展: 灰土(土)挤密桩技术在国外30年代开始采用,我国50年代在甘肃兰州使用过,在70年代对处理湿陷性黄土和杂填土地基展开了较为系统的研究,并逐渐取得了广泛的应用;,3,2、优点: a 土(灰土)桩挤密法是横向挤密,但同样可以达到所要求处理后的最大干密度的指标; b 与土
2、垫层相比,无需开挖回填,节约了开挖和回填的工作量,比换填法缩短工期约一半。 c 由于不受开挖和回填的限制,一般处理深度可达1215m,最小深度一般要求大于5m; d 填料一般是就地取材,比其它处理湿陷性黄土和人工填土的方法造价为低,尤其利用粉煤灰可以变废为宝,去得好的效益;,4,3、适用条件 地下水位以上的的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基;处理深度515m; 以消除湿陷性为主要目的时,宜选用土挤密桩法;当主要为提高地基承载力和增强水稳定性时,宜选用灰土挤密桩; 当地基土的含水量大于24、饱和度大于65时,不宜选用灰土(土)挤密桩法; 当e=0.91.2时,挤密效果好;当e0.80时,一般土的
3、湿陷性已消除,无必要挤密地基,应慎重选用;,5,大量的试验资料和工程实践证明,灰土(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,不论使消除土的湿陷性还是提高承载力都是有效的。当土的含水量大于24及其饱和度大于65时,在成孔及拔管过程中,桩孔及其周围容易引起颈缩和隆起,挤密效果差,故该方法不适用与处理地下水位以下及毛细饱和带的土层。 基底下5m深度内的湿陷性黄土、素填土、杂填土,通常采用土(或灰土)垫层或强夯法等处理。大于15m的土层,由于成孔设备的限制,一般采用其它处理方法。 饱和度小于60的湿陷性黄土,其承载力较高,湿陷性较强,处理应以消除湿陷性为主。而素填土和杂填土的
4、湿陷性较小,但压缩性大,承载力低,应以提高承载力和减小压缩性为主。,6,灰土(土)挤密桩时一种比较成熟的地基处理方法,自20世纪60年代来,在陕西、甘肃等湿陷性黄土地区的工业与民用建筑中已广泛使用,积累了一定的经验,对一般工程,施工前在现场不进行成孔挤密试验,不致产生不良后果,并有利于加快地基处理的施工进度。但在缺乏建筑经验的地区和对不均匀沉降有严格要求的工程,施工前应按设计要求在现场进行试验,以检验地基处理方案和设计参数的合理性。,7,一、加固原理,挤 密,通过挤密作用提高桩间土的密实度。,挤密土,不同于重塑土,它形成了以桩孔为中心的环状竖向节理结构,仅是将原地基土呈环状水平向挤密,一定程度
5、地保存了地基土地原状结构,它保存了土的原始凝聚力和部分固化凝聚力,挤密土比同密度重塑土的力学性能要好。,8,一、加固原理,衡量桩间挤密土的密实度指标采用挤密系数hc,而不用压实系数c,以示区别。,1 挤 密,单孔周围的环形挤密影响有效半径一般为1.5d,离桩边越远,挤密效果越差。,9,土的侧向挤密作用 灰土(土)桩成孔时,土体被迫产生侧向挤密,挤密影响半径一般为1.52倍桩直径; 相邻桩孔挤密区交界处挤密效果叠加,增加挤密效果;桩间土中心部位密实度增大,且变得均匀,桩距越近,叠加效果越明显合理的桩孔中心距约23倍的d。,天然含水率对挤密效果影响很大,大于最优含水量时,不宜排水,挤密效果不好,小
6、于最优含水率时,有效挤密区太小,10,土体天然干密度对挤密的影响,干密度大则挤密范围大,干密度小,则有效挤密区变小,土质均匀则挤密范围大,土质不均匀则挤密范围小,11,2、灰土性质作用; 石灰与土按一定比率(2:8或3:7)拌和形成的桩体具有气硬性和水硬性,由于石灰内带正电Ca离子与带负电粘土颗粒相互吸附,形成胶体凝聚,并随灰土龄期增长,土体固化作用提高,土体强度逐渐增加。在力学性能上,可达到挤密地基效果,提高地基承载力,消除湿陷性,沉降均匀和沉降减小。,一、加固原理,12,3、桩体作用; 在灰土桩挤密地基中,灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量(灰土的变形模量E0=29-36MPa,相当于
7、夯实素土的210倍)降低了基础底面一下一定深度内的土中的应力,消除了持力层内产生较大压缩变形和湿陷性的不利因素,形成的桩体作用降低了原来地基土持力层的应力; 桩体对桩间土的侧向约束作用,改善桩间土体的变形形式,使压力与变形成线性关系;,一、加固原理,13,土桩挤密地基有桩间挤密土和分层夯填的素土桩组成,土桩桩体和桩间土均为被动挤密的重塑土,属同类土料。两者的物理力学指标无明显差异。因而,土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。,14,一、加固原理,4 提高地基土的隔水性,通过对地基土的挤密,提高地基土的隔水性。防水、隔水性能比同密度、同厚度、同宽度的垫层好。,对某些地基,为防止水的渗透、防止下卧
8、未处理土层浸水,需采取防水措施或对地基进行处理。,当地基土的渗透系数量级达到10-7cm/s时,即可确保建筑物在50年正常使用期间,下卧层的未处理土层不会自上向下浸水。,15,二、挤密法的适用范围,灰土挤密桩法和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,可处理地基的深度为515m。当以消除地基土的湿陷性为主要目的时,宜选用土挤密桩法。当以提高地基土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。当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜选用灰土挤密桩法或土挤密桩法。,建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)规定:,16,二、挤密法的适用范围,地下
9、水位以上;,处理土层厚度,目前一般为515m;在工艺、施工 设备改进的基础上,处理深度仍有增大的可能。,饱和度Sr65,含水量w24;,欠密实的湿陷性黄土、素填土、粉土、杂填土 和粉质黏土等;,含水量越小越好?,17,挤密法的处理深度一般与施工条件、施工方法、挤密方式、设备条件等因素有关。,在处理深度要求进一步增大的时候,设计是否应该多考虑几种地基基础方案。,施工条件现状,处理深度超过15m,机械比较庞大,施工速度缓慢、工效较差、施工费用相对较高;,二、挤密法的适用范围,处理深度小于5m的,可采用挤密法,但从合理性讲一般采用强夯、换填垫层法等更为简便。,处理深度大于15m的,从挤密机理讲仍可采
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