淺談灰土樁復(fù)合地基

陳佳

【摘要】灰土擠密樁復(fù)合地基是軟土地基處理技術(shù)的一種，在濕陷性黃土地基處理中應(yīng)用廣泛。介紹了灰土樁復(fù)合地基的概念、原理。簡要回顧灰土樁復(fù)合地基的發(fā)展歷程，指出其與其他地基處理的優(yōu)勢，并對灰土樁復(fù)合地基的未來發(fā)展提出幾點(diǎn)建議。

【關(guān)鍵詞】灰土擠密樁；復(fù)合地基；濕陷性黃土

前言

我國黃土分布廣、厚度大、底層全。濕陷性黃土在西北、華北和東北地區(qū)廣泛分布，包括青海、甘肅、寧夏、西藏的部分地區(qū)。濕陷性黃土地基具有濕陷變形量大、變形速率快、變形不均勻等特征，因此容易造成建筑物的開裂、傾斜甚至破壞。隨著我國對西部地區(qū)開發(fā)力度的加強(qiáng)，濕限性黃土地區(qū)工程建設(shè)速度近年來有了很大提高。灰土擠密樁法在這些地區(qū)的應(yīng)用無疑可獲得顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

灰土擠密樁是指利用打入鋼套管或振動(dòng)沉管或炸藥爆擴(kuò)成孔后以素土和石灰按照一定的配合比制成灰土，經(jīng)特殊的夯實(shí)機(jī)具予以擠密夯實(shí)成樁。灰土擠密樁與樁間土一起組成人工復(fù)合地基，從而提高地基承載力，增強(qiáng)其水穩(wěn)性，減少沉降量。

擠密法最早是由前蘇聯(lián)阿別列夫教授于1934年首創(chuàng)至今已有80余年歷史。我國在50年代中期曾在蘭州等地使用過，但受當(dāng)時(shí)設(shè)備限制未能推廣。60年代中期，西安地區(qū)為解決人工填土深層處理問題，在土樁擠密法的基礎(chǔ)上試驗(yàn)成功了具有中國特色的灰土擠密樁法。在70年代初對濕陷性黃土地基和雜填土地基開展了較為系統(tǒng)的研究并逐漸推廣開來。緊接著華北和東北地區(qū)先后開展試驗(yàn)研究和推廣應(yīng)用，獲得了豐厚的科研資料和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。陜西省在1985年率先編制了《灰土樁和土樁擠密地基施工設(shè)計(jì)及驗(yàn)收規(guī)程》（DBJ24-2-85），在省內(nèi)頒布試行。2002年灰土擠密樁法被列入國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）。近年來，國內(nèi)眾多學(xué)者對灰土擠密樁的研究主要集中在灰土的性狀、樁周擠密區(qū)應(yīng)力分析和樁土應(yīng)力比上。

二、灰土擠密樁復(fù)合地基的工程特性介紹

2.1 灰土強(qiáng)度的影響因素

現(xiàn)今灰土的設(shè)計(jì)參數(shù)的選取仍然依賴于經(jīng)驗(yàn)?；彝翉?qiáng)度主要取決于灰土干密度、灰土比、含水率、含灰率等。干密度的大小往往和灰土強(qiáng)度大小成正比?；彝帘纫话氵x取1：9、2：8、3：7的比例來配取。不同比例的灰土比的最佳含水率不同，需由試驗(yàn)確定。

2.2 灰土樁在擠密地基中的作用

2.2.1 分擔(dān)荷載，降低土中應(yīng)力?；彝翗毒哂幸欢ǖ哪z凝強(qiáng)度，其變形模量超過樁間土的10倍左右，樁體承擔(dān)著近一半荷載。基地下一定深度范圍內(nèi)，灰土樁具有分擔(dān)荷載和明顯降低土中應(yīng)力作用，使持力層內(nèi)地基土的壓縮變形和濕陷變形量顯著降低或消失。

2.2.2 樁對土的側(cè)向約束作用?；彝翗扼w具有一定的抗彎和抗剪強(qiáng)度，對樁間土有側(cè)向約束作用，能夠阻止土的側(cè)向位移并使其強(qiáng)度增大，因而樁的側(cè)限作用很明顯的。

2.2.3提高地基的承載力和變形量。在樁頂段，樁分擔(dān)荷載的作用很明顯，1.5d深度以下樁身應(yīng)力逐層降低，而土中應(yīng)力相應(yīng)增加，直到6d深度以下，樁土應(yīng)力基本均勻，但這是土中應(yīng)力已向外圍擴(kuò)散而逐漸減小。下層灰土樁分擔(dān)荷載的作用雖然不明顯，但它仍具有提高地基承載力和變形模量的顯著效果。大量時(shí)間經(jīng)驗(yàn)證明，灰土樁擠密地基的承載力為天然地基的1.5-2.5倍。

三、與其他幾種地基處理方法比較，灰土擠密法的特征：

3.1灰土樁擠密法是橫向擠密，但可同樣達(dá)到所要求加密處理后的最大干密度的指標(biāo)；

3.2與土墊層相比，避免了開挖回填，因而節(jié)約了開挖和回填土方的工作量及時(shí)間。比換填法縮短工期約一半；

3.3由于不受開挖和回填的限制，一般處理深度可達(dá)12-15m；

3.4由于填入樁孔的材料是就地取材，因而常比其他處理濕陷性黃土和人工填土的造價(jià)低，尤其利用粉煤灰可變廢為寶，取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

四、對灰土擠密樁復(fù)合地基發(fā)展的幾點(diǎn)建議

1、各種單一的復(fù)合地基技術(shù)都有自己的針對性或優(yōu)勢。多種地基處理技術(shù)的復(fù)合產(chǎn)生的效果優(yōu)于單一技術(shù)，地基處理復(fù)合技術(shù)將是地基處理技術(shù)未來發(fā)展的方向。

2、當(dāng)今地基處理技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上工程應(yīng)用的需求。各地的應(yīng)用仍然根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，缺乏理論依據(jù)。另外灰土擠密樁復(fù)合地基的理論還有待完善，比如樁周負(fù)摩擦力的計(jì)算與分布規(guī)律、含灰量對灰土樁工程性能的影響等。

3、建議對檢測技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新以提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)推動(dòng)地基處理技術(shù)的發(fā)展。

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