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灰土擠密樁施工的化學(xué)作用
擠密樁分為灰土擠密樁施工和水泥土擠密樁兩種。灰土擠密樁施工樁體材料為石灰與土按一定體積比(“二八”或“三七”灰土)均勻拌和的材料,生石灰吸水生成氫氧化鈣的過程中,吸收周圍土體的水分而膨脹,對周圍土體產(chǎn)生進一步的擠密作用;并且由于放熱作用使土體中部分水分蒸發(fā),加速土體的固結(jié)過程;同時生成的因飽和沉淀形成膠體,經(jīng)過再結(jié)晶后構(gòu)成合成體與土體間緊密膠結(jié)而產(chǎn)生較高強度,因而提高了復(fù)合地基承載力。
水泥土擠密樁樁體材料為水泥12%~15%摻入土中拌和均勻,通過夯入水泥土,水泥的水解、水化反應(yīng)生成的氫氧化鈣、含水硅酸鈣能迅速溶于水中,使水泥顆粒表面重新暴露出來再與水發(fā)生反應(yīng),周圍水溶液逐漸達到飽和,水分子繼續(xù)深入顆粒內(nèi)部但生成物已不能溶解,只能以細(xì)分散的膠體析出,懸浮于溶液中形成膠體,從而提高地基承載力。
灰土擠密樁施工的施工要點
(1)施工前應(yīng)在現(xiàn)場進行成孔、夯填工藝和擠密效果試驗,以確定分層填料厚度、夯擊次數(shù)和夯實后干密度等要求。
(2)樁施工一般采取先將基坑挖好,預(yù)留20~30cm土層,然后在坑內(nèi)施工灰土樁。樁的成孔方法可根據(jù)現(xiàn)場機具條件選用沉管(振動、錘擊)法、爆擴法、沖擊法或洛陽鏟成孔法等。
(3)樁施工順序應(yīng)先外排后里排,同排內(nèi)應(yīng)間隔1~2孔進行;對大型工程可采取分段施工,以免因振動擠壓造成相鄰孔縮孔或坍孔。成孔后應(yīng)清底夯實、夯平,夯實次數(shù)不少于8擊,并立即夯填灰土。
灰土擠密樁施工的樁長和加固范圍
灰土擠密樁施工的長度和加固范圍應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況、工程要求、成孔設(shè)備、地基承載力和變形允許值等因素確定。對非自重濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,加固范圍每邊超出基礎(chǔ)的寬度不應(yīng)小于0. 256,且不應(yīng)小于0.5m;對自重濕陷性黃土地基不應(yīng)小于0. 756,且不小于1.0m。樁頂標(biāo)高以上還應(yīng)設(shè)置300~600mm厚的2:8灰土墊層,其壓實系數(shù)不應(yīng)小于0.95。
灰土擠密樁施工處理地基的承載力特征值,應(yīng)通過現(xiàn)場單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗確定,初步設(shè)計當(dāng)無試驗資料時,可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定,但對灰土擠密樁施工地基,承載力特征值取值不應(yīng)大于處理前的1.4倍,也不應(yīng)大于180kPa;對灰土擠密樁施工地基,不應(yīng)大于處理前的2倍,并不宜大于250kPa。
灰土擠密樁施工的了解認(rèn)識
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。試驗研究表明,當(dāng)黃土土體的干密度和其壓實度達到一定峰值時,黃土的濕陷性可以基本或完全消除。
為治理黃土的濕陷性,灰土擠密樁施工充分利用上述機理,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。