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利用灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基論文
摘要：近年來,灰土擠密樁在處理軟弱地基方面,因其施工速度快,造價低廉,施工設(shè)備簡單,技術(shù)可靠,大量使用工業(yè)廢料,社會效益好和承載能力提高較快等特點,已日益成為經(jīng)濟有效的地基處理方法之一。
關(guān)鍵詞：濕陷性黃土灰土擠密樁，地基
在我國,濕陷性黃土廣泛分布于華北、西北等地區(qū),由于該類土具有較大的孔隙率和較小的干密度,受水浸濕后在自重壓力或基底附加壓力作用下會產(chǎn)生濕陷變形,對建筑物的危害相當(dāng)大。近年來,灰土擠密樁在處理軟弱地基方面,因其施工速度快,造價低廉,施工設(shè)備簡單,技術(shù)可靠,大量使用工業(yè)廢料,社會效益好和承載能力提高較快等特點,已日益成為經(jīng)濟有效的地基處理方法之一。而對于濕陷性黃土來說,除了消除其濕陷性外,灰土樁還與擠密土一起構(gòu)成復(fù)合地基,提高地基強度,減小地基變形,改善黃土地基的工程特性。
灰土樁的材料主要是白灰和土,取材方便，適應(yīng)范圍廣，可用于深層加密處理地基。常見的碾壓或夯實方法,對土體沿豎向壓實加密,一般適用于1m~3m淺層地基的處理。論文檢測�；彝翑D密樁法則是對土體橫向擠密,并向樁孔內(nèi)填2∶8或3∶7灰土,地基一般無需開挖大量土方,適用于處理厚度較大的自重或非自重濕陷性黃土地基。民用建筑一般在6層以上宜采用灰土擠密樁法處理地基，尤其是對于施工場地狹窄、土方堆放困難的工程,灰土擠密樁法具有更大的優(yōu)勢。
1灰土樁的加固效果分析
成樁后齡期達兩年的灰土樁直徑比設(shè)計值增大1.5cm左右，這主要是由于在沖擊成樁過程中，樁孔周圍的土體提供的側(cè)向應(yīng)力不能抵抗沖擊荷載作用下灰土料發(fā)生側(cè)向變形而產(chǎn)生側(cè)向擠壓和樁體后期吸水膨脹引起的。灰土樁的側(cè)向膨脹量小于石灰樁的側(cè)向膨脹量，這是由于石灰樁中的生石灰遇水發(fā)生膨脹:而灰土樁中的生石早已基本熟化，膨脹量可以忽咯不計。灰土樁與樁周土緊密地膠結(jié)在一起，在灰土樁周圍形成一層堅硬致密的膠結(jié)層。石灰顆粒均勻的分布在灰土樁中的黃土顆粒中，部分石灰顆粒己與周圍的土顆粒發(fā)生反應(yīng)而生成堅硬的碳酸鈣等膠結(jié)物質(zhì)，并且與周圍的土賴粒緊密地膠結(jié)成一體。
2灰土樁樁周土的擠密效果分析
人工成孔擠擠密灰土樁由于成孔方便、使用機械簡單、噪音小等特點而比較經(jīng)濟，在工程中應(yīng)用越來越廣泛�；彝翗秾吨芡恋臄D密效果不明顯，離灰土樁不同距離處其干密度差距不大，灰土的壓縮性改善不太明顯，樁間土的壓縮系數(shù)要比天然土的小，壓縮模量比天然土的大。樁間土的濕陷系數(shù)均小于0.015，灰土樁周圍的樁間土的濕陷性都己完全消除，另外，樁間土的抗剪性比較大，具有良好的抗剪性。距離樁越近，樁間土的硬化現(xiàn)象越明顯，相同周圍壓力下樁間土的抗剪強度越高。這是由于離樁越近，黃土被灰土樁擠密效果越好，經(jīng)過擠密后土的原始結(jié)構(gòu)被破壞，大孔隙縮小，土體變密，濕陷性消除，在剪切過程中發(fā)生剪縮，擠密強度增加，從而使地基承載力提高。
3灰土擠密樁設(shè)計
3.1施工工藝流程
開挖基坑→基底平整→定樁位放線→樁機就位→振動套管至略深于設(shè)計標高→(經(jīng)試驗樁施工、確定施工參數(shù))提升內(nèi)管露出投料口→經(jīng)計量拌和后一次投料→下內(nèi)管至灰土頂面→提套管使灰土推入土中→振動錘壓實→達到設(shè)計強度→素土壓頂。
3.2樁孔直徑
樁孔直徑主要取決于施工機械的能力和地基土層的原始密實度。樁徑過小,樁數(shù)增多,增加了打樁和回填工作量;樁徑過大,樁間土擠密效果差,均勻性也差,不能完全消除黃土地基的濕陷性,同時要求成孔機械的能量也太大,振動過程對周圍建筑物的影響也大�？傊�,選擇樁徑應(yīng)對以上因素進行綜合考慮,當(dāng)前一般選用300~600mm的樁徑。兗州一6層居民樓工程選用樁徑600mm。論文檢測。
3.3樁距估算
樁距設(shè)計的目的是為了使樁間土擠密后達到一定的密實度,從而消除黃土濕陷性滿足承載力要求。如果樁距設(shè)計偏小,易造成縮頸,成孔困難等施工問題,使樁間土發(fā)生拱起,應(yīng)力釋放,還會提高工程造價。若樁距設(shè)計偏大,則對樁間土的擠密效果不明顯,達不到規(guī)范的要求,使工程中存在隱患,甚至使整個工程失敗。目前國內(nèi)灰土擠密樁的樁距一般為1.75~3.00d(d為樁徑),現(xiàn)行規(guī)范為
式中s為樁距;d為樁孔直徑;ρd為地基擠密前各層土平均干密度,g/cm3;λc為地基土擠密系數(shù);ρdmax為樁間土的最大干密度,g/cm3,由擊實試驗確定;η0為形狀系數(shù),等邊三角形布樁時為0·952,正方形布樁時為0·886。樁距不同,灰土擠密樁的擠密效果也不同。設(shè)計時應(yīng)充分考慮環(huán)境與施工等因素,估計樁距,并對其進行試驗,以取得最佳樁距,得到最好的擠密效果。論文檢測。
3.4樁孔深度
樁孔深度應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)物對地基的要求、地基的濕陷類型、濕陷等級、濕陷性黃土層厚度及打樁機械的條件綜合考慮決定。對非自重濕陷性黃土地基,其處治厚度應(yīng)為基礎(chǔ)下土的濕陷起始壓力小于附加壓力和上覆土的飽和自重壓力之和的所有黃土層,或為附加壓力等于土自重壓力25%的深度處,樁長從基礎(chǔ)算起一般不宜小于3m。當(dāng)處治深度過小時,采用土樁擠密是不經(jīng)濟的,樁孔深度目前施工可達12~15m。
4灰土擠密樁施工注意事項
在擠密樁施工中由于機械振動危及周圍建筑物的現(xiàn)象是很有限的,對一般磚混結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響,但對部分舊土坯建筑和簡易房屋有時會出現(xiàn)掉皮或墻體開裂現(xiàn)象,影響的因素不單純與距離有關(guān)。另外在擠密成孔施工時應(yīng)防止漏孔或錯孔,在成孔后及時進行其施工質(zhì)量檢查,認真做好記錄,當(dāng)沉管成孔和拔管有困難時,在樁尖與樁管連接處可加設(shè)寬5cm,厚1.2cm左右環(huán)箍,能減輕沉管和拔管的困難。第三還要嚴格灰土的配合比,配合比應(yīng)符合設(shè)計要求,成熟的石灰粉、土都應(yīng)過篩,灰土應(yīng)拌和均勻至顏色一致后,及時回填夯實,不宜隔日使用。最后樁孔填料的夯實,一定要認真負責(zé),施工時可通過夯填試驗,確定合理的分次填料數(shù)量和夯擊次數(shù),確保夯填質(zhì)量。
參考文獻
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