灰土擠密樁的性質(zhì)
灰土擠密粧能夠廣泛應(yīng)用于黃土地區(qū)的原因?yàn)槠渚哂腥缦?性質(zhì):
1)灰土擠密樁為橫向擠密結(jié)構(gòu)樁,可消除黃土地區(qū)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(duì)于換土 墊層,無需大量的回填,避免大規(guī)模的土方開挖和土方回填,縮短 工期、節(jié)省資源。
3)處理深度較大,一般可達(dá)到10 m~ 15 m左 右。
4)灰土擠密樁多使用石灰、素土等較為廉價(jià)的材料,可就地 取材,因而造價(jià)相對(duì)低廉,對(duì)環(huán)境污染較小。
5)無需復(fù)雜施工設(shè) 備,施工機(jī)械較為簡(jiǎn)單、施工方便、效率高。
2:灰土擠密樁的工作機(jī)理
濕陷性黃土屬于特殊土質(zhì),土質(zhì)較為均勻,但土體結(jié)構(gòu)疏松, 孔隙比較大,干密度較小,含水率大,因浸水后土體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞 而產(chǎn)生附加變形。試驗(yàn)研究表明,當(dāng)黃土土體的干密度和其壓實(shí) 度達(dá)到一定峰值時(shí),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(jī)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(fù)合地基。其加固具體原理 如下:
1) 土的側(cè)向壓密:灰土擠密樁成功過程中,孔位原土體被成 孔設(shè)備強(qiáng)制壓密,同時(shí)使灰土粧周圍土體亦得以擠密,從而提高 黃土土體的強(qiáng)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(yàn)研究表明,相鄰擠密樁的樁 間土體具有疊加擠密現(xiàn)象,即樁間土的中點(diǎn)壓實(shí)度,擠密效果,合理的粧間距離應(yīng)為2d~3d(d為樁孔直徑)。土體的擠密效果與含水量有關(guān),當(dāng)含水量位于最優(yōu)含水量附近時(shí),土體呈 塑性狀態(tài),擠密效果較好;當(dāng)含水量偏低時(shí),即小于塑限值,土體 屬于固態(tài)或半固態(tài),擠密影響區(qū)域變小,擠密效率偏低;當(dāng)含水量 較大時(shí),即大于液限值,土體呈流動(dòng)狀態(tài),擠壓會(huì)引起超孔隙水壓 力,擠壓力基本由孔隙水承擔(dān),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(shí)會(huì)出現(xiàn)縮頸現(xiàn)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(nèi)土體經(jīng)機(jī)械壓實(shí)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(huì)形成凝結(jié)膠體,土的固化 作用會(huì)隨齡期的增長(zhǎng)而增強(qiáng)。
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(huì)傳遞到擠密樁,使樁體產(chǎn)生應(yīng)力集中, 從而降低了基礎(chǔ)底面持力層的應(yīng)力,消除了持力層的壓縮變形和 濕陷變形。另外,灰土樁對(duì)樁側(cè)土有側(cè)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(zhì)發(fā)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。