[科普中国]-碎石挤密桩

碎石（砂）桩挤密法是指碎石桩法和砂桩合称为粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入土孔中，形成大直径的碎石或砂所构成的密实桩体。

简介随着时间的推移，各种不同的施工工艺相应产生；如沉管、锤击、振挤、干振、振动气冲、袋装碎石、强夯置换法等。它们虽施工不同于振冲法，但同样可形成密实的碎石桩或砂桩。目前在国内外广泛应用碎石桩、砂桩、渣土桩等复合地基都是散体桩复合地基。碎石桩按制桩工艺可为振冲（湿）碎石和干法碎石桩。采用振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩。采用无水冲工艺（如干振、振挤、锤击等）制成的桩为砂石桩。

发展历史振动水冲法是1937年由德国凯勒公司设计制造出的具有现代振冲器雏形的机具，用来挤密砂石地基获得成功。20世纪60年代初，振冲法开始用来加固粘性土地基，由于用料是碎石，故称为碎石桩。

我国应用振冲法始于1977年，20多年来，我国在坝基、道路、桥梁、工业与民用建筑地基处理中，振冲法均已得到了广泛的应用。但因振冲碎石桩有泥水污染环境，在城市和已有建筑物地段的应用受到限制，且有软化土的作用。于是从20世纪80年代开始，各种不同的施工工艺相应产生，如锤击法、振挤法、干振法、沉管法、振动气冲法、袋装碎石法、强夯碎石桩置换法等。虽然这些方法的施工不同于振动水冲法，但是，都可以形成密实的碎石桩，所以碎石桩的内涵扩大了。从制桩工艺和桩体材料方面也进行了改进，如在碎石桩中添加适量的水泥和粉煤灰，称为水泥粉煤灰碎石桩，即CFG桩。各种干法碎石桩施工技术蓬勃发展，与湿法碎石桩并存，是碎石桩技术发展的特色之一。

加固机理在地基土中形成桩孔时，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，相邻桩孔间的土体的密实度增大，成孔后，向桩孔内填料（灰土或素土）， 然后分层夯实，形成密实而强度较高的桩体， 并且孔壁土体通过被夯材料径向扩张而被进一步的挤密，同时桩间土和桩体土两者紧密胶结在一起，保证复合地基承受荷载后，桩、土的位移能协调发展。土挤密桩地基也可视为厚度较大的素土垫层。

置换作用挤密桩是成孔过程中横向加密土层，施工成孔套管打入黄土层时，桩管周围地基土受水平挤压作用，从而管周围一定范围内的土在水平各个方向产生位移，减小孔隙率，增加密实度， 部分或全部消除湿陷性。在挤密桩成桩后，由于桩的变形模量远大于桩间土的变形模量，在挤密桩与地基土的共同作用下，刚度较大的桩体受到较大的附加应力，消除了持力层内大量的压缩变形和湿陷变形的不利因素。

化学作用挤密桩分为灰土挤密桩和水泥土挤密桩两种。灰土挤密桩桩体材料为石灰与土按一定体积比 ( “二八 ”或 “三七 ”灰土 ) 均匀拌和的材料， 生石灰吸水生成氢氧化钙的过程中 ，吸收周围土体的水分而膨胀 ，对周围土体产生进一步的挤密作用；并且由于放热作用使土体中部分水分蒸发，加速土体的固结过程；同时生成的因饱和沉淀形成胶体，经过再结晶后构成合成体与土体间紧密胶结而产生较高强度，因而提高了复合地基承载力。水泥土挤密桩桩体材料为水泥12% ～ 15%掺入土中拌和均匀，通过夯入水泥土，水泥的水解、水化反应生成的氢氧化钙、含水硅酸钙能迅速溶于水中，使水泥颗粒表面重新暴露出来再与水发生反应，周围水溶液逐渐达到饱和，水分子继续深入颗粒内部但生成物已不能溶解，只能以细分散的胶体析出，悬浮于溶液中形成胶体，从而提高地基承载力 。

桩网土共同作用挤密桩复合地基通过 “桩 - 网 - 土 ”三者的共同作用，褥垫层中的网具有荷载分担作用，桩起竖向增强作用，桩间土承受的荷载应力相对减小，使桩土应力分布更为协调，有利于工后沉降的控制。1

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学