灰土桩在填土地基中及应用

1、灰土桩在填土地基中的应用（转）摘要：本文叙述了宝鸡老城区在填土地基中的运用，并介绍了灰土桩加固地基的原理，计算理论和施工方法。关键词：灰土桩；填土地基；施工方法。宝鸡老城区普通堆填47m厚的填土，而且是建筑物的直接持力层。填土地层承载力一般在80100KPa之间，但均匀性差，强度差异大，又有湿陷性，不经处理不适宜作为天然地基。填土地基一般可分为三种：(1)含水量适中的填土地基(含水量40%)，土层较湿的填土地基；(3)地下水面以下饱和的填土地基。针对宝鸡地层的特点，找到一种较为安全可靠经济适用的加固措施，通过十几年近四十幢多层楼地基加固处理的工程实践，我们认为上述三种填土地基均可以采用灰土桩加

2、固，但具体措施各不相同。一、灰土桩加固地基原理1、含水量小于40%的填土地基用灰土桩加固地基原理这是一种比较常用的地基加固措施，它主要是利用消解后的熟石灰与粘性土作为灰土桩料，其化学反应式为：Ca(OH)2+CO2CaC03,Ca(OH)2+SiO2)CaSiO3灰土体积比为37，将三七灰土拌和均匀经过筛分后石灰粒径不大于5mm，土粒径不大于15mm，方可使用。大量工程实践证明，保证加固效果最主要一条是控制三七灰土含水量。过干、过湿都不好。我们现场掌握原则，手握能成团，轻轻一捏即散为原则。2、含水量大于40%的填土地基用灰土桩加固地基原理对于这种地基，传统的加固措施：一般用生石灰桩，这种桩对于

3、降低土层中的含水量具有明显效果，但对于提高地基承载力效果并不好。采用机械夯实的直径300mm的灰土桩，这既能降低土层含水量，又能提高地基承载力。其程序是灰土桩料按照前述方法拌和均匀，达到最优含水量时即进行夯实，也就是首先保证夯实效果，尔后未熟化的生石灰吸收水分，使土层中的含水量降低，增大土层土粒间的凝结效果，同时生石灰在吸水过程中放出热量，使土层含水量进一步蒸发，能使桩周围形成一种硬壳，达到加固地基的目的。3、地下水位以下填土地基用灰土桩加固地基原理按一般规范要求，水位线以下用灰土桩加固地基一般不适用，我们根据挖掘的古代灰土地基在水位线以下其强度仍然很高，确认灰土只要在凝固之前不被水浸泡，待凝

4、固后在经水浸泡灰土强度不会降低，具体做法如下：采用井点降水办法，直到土中的含水量能够保证灰土桩夯击密实时，再进行灰土桩施工，待灰土桩全部施工完毕后，继续抽水15天左右，使灰土桩凝固后，停止抽水。其原理是：由于灰土中的Ca(OH)2与土中的CO2作用生成碳酸钙，Ca(OH)2与土中的SiO32-作用形成偏硅酸钙，再遇水时碳酸钙和偏硅酸钙等很难分解，这样桩本身强度不会降低，同时经过处理后的地基大大降低了水的流速，即具有一定的水稳性，对保持其强度有利。二、灰土桩设计灰土桩半年龄的无侧限抗压强度一般在5001000KPa之间。在宝鸡地区一般采用300mm桩径，桩距800mm，排距700mm，桩长一般3

5、-5m，桩尖入老土层0.5m，至基础外边沿增加一排桩，检测以现场载荷实验为准，也可按照以下公式进行复核。1、复合地基容许承载力计算灰土桩容许抗压强度确定单桩承载力NN=R3：7xAR3：73：7灰土容许抗压强度，取500KPa.A灰土桩底面积按N+WM3xuxfxL+RxA对地基强度复核W灰土桩自重；u灰土桩周长；f桩与土间的容许磨擦力；I沿桩长度内土层的厚度；R沿桩长度内的容许承载力；M3不均匀系数，取0.65。复合地基强度计算R1=(AoRo+N)/(Ao+A)Ao每根桩控制的桩间面积：Ro处理后桩间土的强度。三、灰土桩施工施工工艺采用洛阳铲人工陶孔，专用偏心轮自动落锤夯实机夯实，锤重大于

6、150kg，落距0.8，桩孔内根据不同的工程地质条件填夯上述三种情况下的不同的3：7灰土，灰土按有关规范要求严格过筛、拌和，控制最优含水量。即现场控制采用手握成团，轻轻一捏即散为原则，一人持锨均匀填料，3m桩长，每小时施工6根左右。四、效果补充本技术施工方便、工期短、造价低，可在密集的建筑群内作业，对于老城区改造有十分广阔的前景，地基承载力一般在原有基础最少提高到1.5倍，但原土层承载力超过180KPa时处理效果不明显，灰土桩施工中如遇到土和水中含有过量强酸，则不宜采用灰土桩，另外水位线以下灰土桩凝固时间尚需进一步探讨。灰土挤宻桩作业指导书默认分类 2009-02-24 10:30:37 阅读

7、395 评论2 字号：大中小订阅 灰土挤密桩施工作业指导书（试行）一、施工前的准备工作1.1 材料要求 土料：可采用素黄土及塑性指数大于4的粉土，有机质含量小于5%，不得使用耕植土；土料应过筛，土块粒径不应大于15mm。 石灰：选用新鲜的块灰，使用前7d消解并过筛，不得夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，其颗粒径不应大于5mm，石灰质量不应低于III级标准，活性Ca+MgO的含量不少于50% 。 对选定的石灰和土进行原材料和土工试验，确定石灰土的最大干密度、最佳含水量等技术参数。灰土桩的石灰剂量12%（重量比），配制时确保充分拌合及颜色均匀一致，灰土的夯实最佳含水量宜控制在21%26%之间，边拌

8、合边加水，确保灰土的含水量为最优含水量。 1.2 主要机具设备 成孔设备 沉管机 夯实设备偏心轮夹杆式夯实机及梨形锤。1.3 作业准备1.3.1施工场地地面上所有障碍物和地下管线、电缆、旧基础等均全部拆除，场地表面平整。沉管振动对邻近结构物有影响时，需采取有效保护措施。1.3.2施工场地进行平整，对桩机运行的松软场地进行预压处理，场地形成横坡，做好临时排水沟，保证排水畅通。1.3.3轴线控制桩及水准点桩已经设置并编号。经复核，桩孔位置已经放线并钉标桩定位或撒石灰。 已进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验，确定有关施工工艺参数（分层填料厚度、夯击次数和夯实后的干密度、打桩次序），并对试桩进行了测试，

9、承载力及挤密效果等符合设计要求。1.4作业人员施工机具应由专人负责使用和维护，大、中型机械特殊机具需执证上岗，操作者须经培训后，方可操作。主要作业人员已经过安全培训，并接受了施工技术交底。二、灰土挤密桩施工 2.1设计技术要求灰土挤密桩桩长为6米，桩径40 cm，桩间距1.0米，桩孔按等边三角形布置，灰土桩石灰剂量12%（重量比），桩顶设置50 cm 8%的灰土垫层，要求桩体压实度不小于93%（重型压实标准），灰土垫层压实度不小于96%（重型压实标准）。2.2操作工艺2.2.1成孔施工沉管机就位后，使沉管尖对准桩位，调平扩桩机架，使桩管保持垂直，用线锤吊线检查桩管垂直度。在成孔过程中，如土质较

10、硬且均匀，可一次性成孔达到设计深度，如中间夹有软弱层，反复几次才能达到设计深度。对含水量较大的地基，桩管拔出后，会出现缩孔现象，造成桩孔深度或孔径不够。对深度不够的孔，可采取超深成孔的方式确保孔深。对孔径不够的孔，可采用洛阳铲扩孔，扩孔后及时夯填石灰土。2.2.2灰土拌和首先对土和消解后的石灰分别过筛，灰土桩石灰剂量为12%（重量比）与土进行配料搅和，在拌料场拌和3遍运至孔位旁，夯填前再拌和一次，拌合好的灰土要及时夯填，不得隔日使用。每天施工前测定土和石灰的含水量，确保拌和后灰土的含水量接近最佳含水量。2.2.3夯填灰土夯填前测量成孔深度、孔径、垂直度是否符合要求（相关标准见），并作好记录。先

11、对孔底夯击34锤，再按照填夯试验确定的工艺参数连续施工，分层夯实至设计标高。2.2.4灰土挤密桩施工完成后应挖除桩顶松动层后开始施工灰土垫层。2.3试验桩2.3.1要求灰土桩在大面积施工前，要进行试桩施工，以确定施工技术参数。试桩段落由各标段在原设计水泥搅拌桩段落范围内自行确定，施工过程中要求监理人员全程旁站，灰土拌合、成孔、孔间距及回填灰土都严格按照要求进行施工。要求在挤密前、后分别做出下表所列土工试验数据。 灰土桩挤密前、后土工试验成果表取土深度(cm)挤密前地基土挤密后桩间土湿容重(g/cm3)干容重(g/cm3)孔隙比e压缩系数湿容重(g/cm3)干容重(g/cm3)孔隙比e压缩系数1

12、002003004005006002.3.2夯击设备及技术参数偏心轮夹杆式夯实机，夯锤重100kg150kg,落距0.6m1m,夯击40次/min50次/min,同时严格控制填料速度，10cm20cm为一层，夯实到发出清脆回声为止，进行下一层填料。三质量检验及标准3.1 主控项目灰土挤密桩的桩数、排列尺寸、孔径、深度、填料质量及配合比，必须符合设计要求或施工规范的规定。3.2 一般项目施工前应对土及灰土的质量、桩孔放样位置等做检查。施工中应对桩孔直径、桩孔深度、夯击次数、填料的含水量等做检查。3.2.3施工结束后，应检查成桩的质量及复合地基承载力。3.2.4土和灰土挤密桩地基质量检验标准应符合

13、下表规定。灰土挤密桩工程质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩长mm50测桩管长度或垂球测孔深2地基承载力设计要求按规范方法3桩体及桩间土干密度设计要求现场取样检查4桩径mm-20用钢尺量一般项目1土料有机质含量5试验室焙烧法2石灰粒径mm5筛分法3桩位偏差 0.4d用钢尺量4垂直度1.5用经纬仪测桩管5桩径mm-20用钢尺量注：桩径允许偏差是指个别断面。3.3 特殊工艺关键控制点控制特殊工艺关键控制点控制序号关键控制点控 制 措 施1施工顺序分段施工2灰土拌制土料、石灰过筛、计量，拌制均匀3桩孔夯填石灰桩应打一孔填一孔，若土质较差，夯填速度较慢，宜采用间隔打法，

14、以免因振动、挤压，造成相邻桩孔出现颈缩或坍孔4管理施工中应加强管理，进行认真的技术交底和检查；桩孔要防止漏钻或漏填；灰土要计量拌匀；干湿要适度，厚度和落锤高度、锤击数要按规定，以免桩出现漏填灰、夹层、松散等情况，造成严重质量事故四、施工注意问题4.1 沉管桩成孔及注意事项（1）钻机要求准确平稳，在施工过程中机架不应发生位移或倾斜。（2）桩管上设置醒目牢固的尺度标志，沉管过程中注意桩管的垂直度和贯入速度，发现反常现象及时分析原因并进行处理。（3）桩管沉入设计深度后应及时拔出，不宜在土中搁置较长时间，以免摩阻力增大后拔管困难。（4）拔管成孔后，由专人检查桩孔的质量，观测孔径、深度是否符合要求，如发

15、现缩颈、回淤等情况，可用洛阳铲扩桩至设计值，如情况严重甚至无法成孔时在局部地段可采用桩管内灌入砂砾的方法成孔。4.2 夯击注意事项 夯击就位要保持平稳、沉管垂直，夯锤对准桩中心，确保夯锤能自由落入孔底。4.3 桩缩孔或塌孔，挤密效果差等现象 地基土的含水量在达到或接近最佳含水量时，挤密效果最好。当含水量过大时，必须采用套管成孔。成孔后如发现桩孔缩颈比较严重，可在孔内填入干散砂土、生石灰块或砖渣，稍停一段时间后再将桩管沉入土中，重新成孔。如含水量过小，应预先浸湿加固范围的土层，使之达到或接近最佳含水量。 必须遵守成孔挤密的顺序，采用隔排跳打的方式成孔，应打一孔，填一孔，应防止受水浸湿且必须当天回填夯实。为避免夯打造成缩颈堵塞，可隔几个桩位跳打夯实。4.4桩身回填夯击不密实，疏松、断裂 成孔深度应符合设计规定，桩孔填料前，应先夯击孔底3-4锤。根据试验测定的密实度要求，随填随夯，对持力层范围内（约5-10倍桩径的深度范围）的夯实质量应严格控制。若锤击数不够，可适当增加击数。 每个桩孔回填用料应与计算用量基本相符。 夯锤重不宜小于100kg，采用的锤型应有利于将边缘土夯实（如梨形锤和枣核形锤等），不宜采用平头夯锤。五、安全与环境管理5.1施工过程危害及控制措施施工过程危害及控制措施序号作业活动危