[科普中国]-夯实水泥土桩

夯实水泥土桩是用人工或机械成孔，选用相对单一的土质材料，与水泥按一定配比，在孔外充分拌和均匀制成水泥土，分层向孔内回填并强力夯实，制成均匀的水泥土桩。

概述桩、桩间土和褥垫层一起形成复合地基。夯实水泥土桩作为中等粘结强度桩，不仅适用于地下水位以上淤泥质土、素填土、粉土、粉质粘土等地基加固，对地下水位以下情况，在进行降水处理后，采取夯实水泥土桩进行地基加固，也是行之有效的一种方法。夯实水泥土桩通过两方面作用使地基强度提高，一是成桩夯实过程中挤密桩间土，使桩周土强度有一定程度提高，二是水泥土本身夯实成桩，且水泥与土混合后可产生离子交换等一系列物理化学反应，使桩体本身有较高强度，具水硬性。处理后的复合地基强度和抗变形能力有明显提高。

技术特点1、夯实桩成孔桩机具简便多样。其成孔可采用人工掏土或机械成孔。机械成孔可采用螺旋钻孔机钻孔、机械洛阳铲成孔、夯扩机或挤土机具成孔，机具简单。夯实机机具具有简便、轻巧、灵活特点，且多采用人工夯锤、夹板式夯实机，吊锤式夯实机，采用机械进行夯实，施工质量便于控制，施工速度快。

2、成桩材料来源广、成本低。夯实桩不使用钢筋、碎石、砂等材料，其主要材料为土，辅助材料为水泥。基础开凿土和成孔钻出来的土即可使用。水泥使用量为土的1/8-1/4.故该项工艺成本低廉，且形成的中等粘结强度的刚性桩体，其单方成本为混凝土桩的1/5-1/2，具有很高的性价比。

3、有利于环保、无污染。该项工艺避免了常规桩基础施工的噪音，以及污染排放对环境的污染。施工中无噪音、无污染排放，施工完毕后不产生废弃物和建筑垃圾。

4、水泥土桩具有较好抗冻性，成桩后冻结对桩体不产生较大的强度降低。

5、适用土层广泛。该项工艺可应用于多种松散、软弱地基的工程处理，应用该技术对地基进行加固和改良，可大幅度提高地基承载力并且减少地基变形，被广泛应用于工业与民用建筑、公路交通工程的地基处理。

6、质量容易控制。现场成孔成桩多采用机械操作，易于掌握和控制，此外，拌和料现场拌和，可按设计要求监理和监督。

7、承载力高、变形量小。经夯实桩处理的工程，承载力均有大幅度提高，一般可提高50%-100%；变形量有明显的减少，地基的不均匀沉降很小。1

适用范围夯实桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。处理深度不宜超过10m。当采用洛阳铲成孔工艺时，深度不宜超过6m。

当有地下水时，适用于渗透系数小于10-5cm/s的粘性土以及桩端以上0.5~1.0m范围内有水的地质条件。对含水量特别高的地基土，不宜采用夯实桩处理。

夯实桩施工可选择人工成孔和机械成孔，机械成孔可采用机械洛阳铲成孔、长螺旋钻机成孔、夯扩机或挤土机成孔。1

受力特性夯实桩形成中等粘结强度桩，属于半刚性桩复合地基。应设置褥垫层，通过褥垫层调整作用，保证复合地基中桩土共同承担荷载。

夯实桩复合地基主要是通过桩体置换作用来提高地基承载力。当天然地基承载力小于60kPa时，可考虑夯填施工对柱间土挤密作用。

（1）夯实桩受力特点

夯实桩具有一定的强度，在垂直荷载作用下，桩身不会因侧向约束不足发生膨胀破坏，桩顶荷载可以传入较深的土层中，从而充分发挥桩侧阻力作用。但由于桩身强度不大，桩身仍可发生较大的压缩变形。

由于桩身的可压缩性，桩的承载力发挥要经历桩身逐段压密，侧阻力逐渐发挥，最后才是桩端承载力开始发挥的过程。

（2）桩土应力比

随着荷载的增加，桩土应力比增加，曲线呈上凸形，至桩身屈服破坏时，桩土应力比达到峰值，可以认为桩体达到极限荷载。在桩身屈服后，桩土应力比随着荷载的增加而降低，并渐趋于较稳定的数值。说明在水泥土桩复合地基中，水泥土桩体的破坏将引起整个复合地基的破坏。1

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学