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1、对粘性土的加固机理

对于粘性土地基（特别是饱和软土），由于土的粘粒含量多，粒间结合力很强，渗透性低，在振动力的作用下土中水不易排走，所以碎石桩的作用不是使地基挤密，而是置换。施工时通过振冲器借助其自重，水平振动力和高压水将粘性土变成泥浆水排出孔外形成略大于振冲器直径的孔，在成孔中灌入碎石料，并在振冲器的侧向力作用下，将碎石挤入周围孔中，形成具有一定密实度和直径大的桩体，它与原粘土构成复合地基而共同工作。由于碎石桩的刚度比桩周围粘性土的刚度大的多，而地基中应力按材料变形模量进行重新分布。因此，大部分荷载将由碎石桩承担，桩体应力和桩间粘性土应力之比值称为桩土应力比，一般为3～5，虽然没有提高粘性土的承载力但整个地基的承载力得以提高了。

碎石桩有时也用来提高土坡的抗滑能力。这时桩体的作用象一般阻滑桩那样是提高土体的抗剪强度，迫使滑动面向远离坡面，向深出转移。

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工艺原理

1、矸石土回填结构为杂色，松散、稍湿、成分以粉土和粉质粘土为主，含有大量的砂岩、砂质泥岩及泥岩碎块和少量植物根系，是造成沉降的主要原因。

水泥土挤密桩技术由于在施工过程中因冲击振动而对桩周围土体充分扰动，使大空隙的回填土原有结构受到破坏，且变得结构紧密，从而大大提高了抵抗湿陷和振陷的能力，减少了工后沉降。

2、在成桩过程中，桩间土也受到很大的侧向挤压力，同样被挤密加过，形成了强制挤密区以及挤密影响区，提高了桩周土体模量，减少地基整体压缩变形。

3、采用较重夯锤，孔内加固原材料单位面积受到高动能、强夯击，使地基受到很高的预压应力，桩体强度高、模量大。实践证明，处理后的地基浸水和加载都不会产生明显的压缩变形。

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工法不同夯扩桩是通在锤击沉管灌注桩机械设备与施工法的基础上加以改进，增加1根内夯管，按照一定的施工工艺，采用夯扩的方式将桩端混凝土形成扩大头，桩身混凝土在桩锤和内夯管的作用下密实成型的施工工艺，载体桩是通过柱锤或成拔管成孔，在桩端填料夯实形成载体，再浇注混凝土的施工工艺。

构造不同夯扩桩由混凝土桩身和扩大头构成，扩大头为桩底混凝土的扩大，为单一的混凝土材料，而载体桩由混凝土桩身和复合载体构成，复合载体是多种成分组成的复合体。

研究重点不同夯扩桩研究的重点为选择什么样的土层形成扩大头，以及采用什么样的工艺使桩端扩大头，而载体桩研究的重点为采取适当的能量、填以适当的填料实现土体的限度的密实，提高单桩承载力实现的造价。

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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；

水泥搅拌桩是指软基处理的一种有效形式，是一种将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。

粉喷桩又称加固土桩，是深层搅拌法加固地基方法的一种形式，是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法。