[科普中國(guó)]-土擠密樁

土擠密樁(簡(jiǎn)稱士樁)是通過成孔過程中橫向擠壓作用，樁孔內(nèi)的土被擠向周圍，使樁間土得以擠密，然后將備好的灰土或素土(黏性土)分層填人樁孔內(nèi)，并分層搗實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。用灰士分層夯實(shí)的樁體，稱為灰土擠密樁；用素土分層夯實(shí)的樁體，稱為土擠密樁。二者分別與擠密的樁間土組成復(fù)合地基，共同承受基礎(chǔ)上部荷載。

特點(diǎn)土樁法具有原位處理，深層擠密，就地取材施工藝多樣、施工速度快和造價(jià)低廉的特點(diǎn)，多用于處理厚度較大的濕陷性黃土或填土地基，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。1

發(fā)展背景土擠密樁法由蘇聯(lián)阿別列夫教授于1934年發(fā)明，仍是俄羅斯和東歐國(guó)家深層處理濕陷性黃土地基的一種主要方法。我國(guó)自20世紀(jì)50年代中期開始，在西北黃土地區(qū)多次進(jìn)行土樁擠密地基的試驗(yàn)研究和應(yīng)用。20世紀(jì)60年代中期，西安地區(qū)為解決雜填土地基的深層處理問題，在土樁擠密法的基礎(chǔ)上試驗(yàn)成功了灰士樁擠密法，并自20世紀(jì)70年代初起逐步推廣應(yīng)用。甘肅、陜西、山西、河南等黃土地區(qū)都先后開展了土樁或灰土樁擠密法的試驗(yàn)研究和推廣應(yīng)用，獲得了豐富的科研資料和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。1

適用范圍灰土擠密扯法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的粉土、黏性土、素填土、雜填土和混陷性黃土等地基,可處理地基的厚度宜為3~15m。當(dāng)以消除地基土的濕陷性為主要目的時(shí)，可選用土擠密樁；當(dāng)以提高地基士的承載力或增強(qiáng)其水穩(wěn)性為主要目的時(shí)，宜選用灰土擠密樁；當(dāng)?shù)鼗恋暮看笥?4%、飽和度大于65%時(shí)，應(yīng)通過試驗(yàn)確定其適用性。對(duì)重要工程或在缺乏經(jīng)驗(yàn)地區(qū)，施工前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，在有代表性的地段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

加固機(jī)理1)擠密作用

灰士擠密樁和土擠密樁的擠密作用與砂樁類似。當(dāng)樁的含水量接近最優(yōu)含水量時(shí)，土呈塑性狀態(tài)，擠密效果最佳;當(dāng)含水量偏低，土呈堅(jiān)硬狀態(tài)時(shí)，有效擠密區(qū)變?。划?dāng)含水量過高時(shí)，由于擠密引起超孔隙水壓力，土體難以擠密,且孔壁附近土的強(qiáng)變因受擾動(dòng)而降低，拔管時(shí)容易出現(xiàn)縮頸等情況。土的天然干密度越大，有效擠密范圍越大，反之亦然。

2)灰土性質(zhì)作用

灰土樁是用石灰和土按一定體積比例(2:8或3:7)拌和，并在樁孔內(nèi)夯實(shí)加密后形成的樁，這種材料在化學(xué)性能上具有氣硬性和水硬性，由于石灰內(nèi)帶正電荷鈣離子與帶負(fù)電荷黏土顆粒相互吸附，形成膠體凝聚，并隨灰土齡期增長(zhǎng)，土體固化作用提高，使灰土逐漸增加強(qiáng)度。它可達(dá)到擠密地基效果，提高地基承載力，消除濕陷性，沉降均勻和沉降量減小。

3)樁體作用

在灰土樁擠密地基中，由于灰土樁的變形模量遠(yuǎn)大于樁間土的變形量。故灰土樁在復(fù)合地基中承擔(dān)了很大比例的荷載。載荷試驗(yàn)表明：只占?jí)喊迕娣e約20%的灰土樁承擔(dān)了總荷載的一半左右，而占?jí)喊迕娣e80%的樁間土僅承擔(dān)了其余一半。由于總荷載的一半由灰土桃承擔(dān)，從而降低了基礎(chǔ)底面下一定深度內(nèi)土中的應(yīng)力，消除了持力層內(nèi)產(chǎn)生大量壓縮變形和濕陷變形的不利因素。此外，由于灰土樁對(duì)樁間土能起側(cè)向約束作用，限制土的側(cè)向移動(dòng)，樁間土只進(jìn)行豎向壓密，使壓力與沉降始終呈線形關(guān)系。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

曹慧慧 - 副教授 - 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)