浅谈灰土桩复合地基

陈佳

【摘要】灰土挤密桩复合地基是软土地基处理技术的一种，在湿陷性黄土地基处理中应用广泛。介绍了灰土桩复合地基的概念、原理。简要回顾灰土桩复合地基的发展历程，指出其与其他地基处理的优势，并对灰土桩复合地基的未来发展提出几点建议。

【关键词】灰土挤密桩；复合地基；湿陷性黄土

前言

我国黄土分布广、厚度大、底层全。湿陷性黄土在西北、华北和东北地区广泛分布，包括青海、甘肃、宁夏、西藏的部分地区。湿陷性黄土地基具有湿陷变形量大、变形速率快、变形不均匀等特征，因此容易造成建筑物的开裂、倾斜甚至破坏。随着我国对西部地区开发力度的加强，湿限性黄土地区工程建设速度近年来有了很大提高。灰土挤密桩法在这些地区的应用无疑可获得显著的技术经济效益。

灰土挤密桩是指利用打入钢套管或振动沉管或炸药爆扩成孔后以素土和石灰按照一定的配合比制成灰土，经特殊的夯实机具予以挤密夯实成桩。灰土挤密桩与桩间土一起组成人工复合地基，从而提高地基承载力，增强其水稳性，减少沉降量。

挤密法最早是由前苏联阿别列夫教授于1934年首创至今已有80余年历史。我国在50年代中期曾在兰州等地使用过，但受当时设备限制未能推广。60年代中期，西安地区为解决人工填土深层处理问题，在土桩挤密法的基础上试验成功了具有中国特色的灰土挤密桩法。在70年代初对湿陷性黄土地基和杂填土地基开展了较为系统的研究并逐渐推广开来。紧接着华北和东北地区先后开展试验研究和推广应用，获得了丰厚的科研资料和实践经验。陕西省在1985年率先编制了《灰土桩和土桩挤密地基施工设计及验收规程》（DBJ24-2-85），在省内颁布试行。2002年灰土挤密桩法被列入国家行业标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）。近年来，国内众多学者对灰土挤密桩的研究主要集中在灰土的性状、桩周挤密区应力分析和桩土应力比上。

二、灰土挤密桩复合地基的工程特性介绍

2.1 灰土强度的影响因素

现今灰土的设计参数的选取仍然依赖于经验。灰土强度主要取决于灰土干密度、灰土比、含水率、含灰率等。干密度的大小往往和灰土强度大小成正比。灰土比一般选取1：9、2：8、3：7的比例来配取。不同比例的灰土比的最佳含水率不同，需由试验确定。

2.2 灰土桩在挤密地基中的作用

2.2.1 分担荷载，降低土中应力。灰土桩具有一定的胶凝强度，其变形模量超过桩间土的10倍左右，桩体承担着近一半荷载。基地下一定深度范围内，灰土桩具有分担荷载和明显降低土中应力作用，使持力层内地基土的压缩变形和湿陷变形量显著降低或消失。

2.2.2 桩对土的侧向约束作用。灰土桩体具有一定的抗弯和抗剪强度，对桩间土有侧向约束作用，能够阻止土的侧向位移并使其强度增大，因而桩的侧限作用很明显的。

2.2.3提高地基的承载力和变形量。在桩顶段，桩分担荷载的作用很明显，1.5d深度以下桩身应力逐層降低，而土中应力相应增加，直到6d深度以下，桩土应力基本均匀，但这是土中应力已向外围扩散而逐渐减小。下层灰土桩分担荷载的作用虽然不明显，但它仍具有提高地基承载力和变形模量的显著效果。大量时间经验证明，灰土桩挤密地基的承载力为天然地基的1.5-2.5倍。

三、与其他几种地基处理方法比较，灰土挤密法的特征：

3.1灰土桩挤密法是横向挤密，但可同样达到所要求加密处理后的最大干密度的指标；

3.2与土垫层相比，避免了开挖回填，因而节约了开挖和回填土方的工作量及时间。比换填法缩短工期约一半；

3.3由于不受开挖和回填的限制，一般处理深度可达12-15m；

3.4由于填入桩孔的材料是就地取材，因而常比其他处理湿陷性黄土和人工填土的造价低，尤其利用粉煤灰可变废为宝，取得良好的社会效益和经济效益。

四、对灰土挤密桩复合地基发展的几点建议

1、各种单一的复合地基技术都有自己的针对性或优势。多种地基处理技术的复合产生的效果优于单一技术，地基处理复合技术将是地基处理技术未来发展的方向。

2、当今地基处理技术还远远跟不上工程应用的需求。各地的应用仍然根据经验进行设计和施工，缺乏理论依据。另外灰土挤密桩复合地基的理论还有待完善，比如桩周负摩擦力的计算与分布规律、含灰量对灰土桩工程性能的影响等。

3、建议对检测技术和设备进行创新以提供更准确的数据推动地基处理技术的发展。

参考文献：

[1] 龚晓楠 复合地基理论与工程应用 [M].中国建筑工业出版社，2002

[2]陈向勇，范青娟 灰土挤密桩处理湿性黄土地基实践[J]陕西建筑2003，29（8）：57-58.

[3]张建立 复合地基在湿陷性黄土桥基中的应用研究[D]西安：长安大学，2001.