灰土擠密樁在建筑濕陷性黃土地基處理中的應(yīng)用

丁旭東+吳國輝

摘 要：作為濕陷性黃土地基有效處理的重要措施，灰土樁復(fù)合地基具有簡便、經(jīng)濟等特點，在工程建設(shè)施工中應(yīng)用極為廣泛。與工程實踐需求相比，現(xiàn)階段灰土樁復(fù)合地基理論研究等方面力度嚴(yán)重不足，為此，本文主要對灰土擠密樁的概況及建筑濕陷性黃土地基處理中灰土擠密樁的施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：灰土擠密樁；濕陷性黃土地基；概況

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市建設(shè)力度越來越大，進(jìn)而推動了建筑行業(yè)的快速發(fā)展。濕陷性黃土地基作為建筑工程的常見地基類型，在該區(qū)域施工工程建設(shè)難度大，且對地基承載力的要求較高，為了消除或降低濕陷性黃土地基在施工后因過大荷載導(dǎo)致不均勻沉降問題，就必須加強地基承載力處理，而灰土擠密樁這種復(fù)合地基具有易于施工，處理土層效果好，取材經(jīng)濟等優(yōu)點故常用來處理濕陷性黃土。

1 灰土擠密樁的概況

擠密樁作為軟基處理中的重要方式，一般情況下，廣泛應(yīng)用于濕陷性黃土地區(qū)，其操作原理為：選用沖擊或振動的方式，向原地基內(nèi)打入圓柱形鋼質(zhì)樁，隨后拔出，確保樁孔形成，并進(jìn)行回填與夯實施工，通常選用的回填材料包括：素土、灰土、石灰土、水泥土等，確保樁體直徑增大，與原地基共同形成復(fù)合地基。

灰土擠密樁法是在基礎(chǔ)底面形成若干個樁孔，隨后填入灰土與分層夯實，進(jìn)而對地基的承載力或水穩(wěn)性進(jìn)行有效提升?；彝翗稇?yīng)遵循一定體積進(jìn)行石灰與土的拌和，在樁孔內(nèi)夯實加密并以此成樁，在化學(xué)性能方面這種材料具有良好的氣硬性和水硬性，因灰內(nèi)帶正電荷鈣離子與帶負(fù)電荷粘土顆粒相互吸附，逐漸產(chǎn)生膠體凝聚作用，同時不斷增長灰土齡期，進(jìn)而達(dá)到提升土體固化及土體強度增強的作用。從力學(xué)性能方面看，灰土樁主要起到擠密地基的作用，在地基承載力提升的同時，還可以將其濕陷性消除，進(jìn)而減少沉降量。

2 案例分析

某工程地基處理選取鉆孔夯密樁，該場地具有較為平坦的地勢。因河流沖擊與山谷洪流作用，在地貌上該廠區(qū)可看做是山澗河谷地貌。由上到下場地地層可分為：填土層—黃土狀粉土—卵石層。該場地具有14.4到24.5m厚的濕陷性黃土層，其自重陷量計算為11.3到109.58cm，總濕陷量范圍為31.96至281.70cm，屬于自重濕陷性黃土場地，III至IV為其濕陷等級。

鉆孔夯密樁作為此工程成樁工藝取土成孔的主要方式，40cm為樁孔直徑，選取1.5到2t蛋形夯對孔內(nèi)填料進(jìn)行一層一層夯實。

1、設(shè)計要求夯填素土的位置，采取正三角形布設(shè)樁孔，40cm為鉆孔直徑，可按照1m及1.1m樁間距分別進(jìn)行試驗，分4遍進(jìn)行成孔擠密施工，成孔后需一層一層地進(jìn)行夯實，0.95以上為樁身素土夯填壓實系數(shù)，0.93以上為樁間土平均壓實系數(shù)，0.88為最小擠密系數(shù)。需消除黃土濕陷性，保證樁與樁之間的距離符合施工規(guī)定，隨后實施壓板試驗，并對素土樁復(fù)合地基承載力加以準(zhǔn)確確定。

2、設(shè)計要求夯填灰土的位置，其同上進(jìn)行試驗，要求處理后夯擴樁樁身壓實系數(shù)控制在0.97以上，待完全消除黃土濕陷性后，可進(jìn)行樁與樁之間的距離，且做好壓板試驗，進(jìn)而對灰土樁復(fù)合地基承載力加以確定。

3、在黃土層濕陷性消除及處理后，即可施行滲透試驗，以此進(jìn)行滲透系數(shù)的確定，達(dá)到良好防水功效。

3 建筑濕陷性黃土地基處理中灰土擠密樁的施工技術(shù)應(yīng)用

1、施工準(zhǔn)備

（1）遵循灰土樁施工對各種施工材料的質(zhì)量要求，及依據(jù)樁體數(shù)量、樁體長度與配合比等條件對施工選用的石灰、粉煤灰與粘性土等材料的數(shù)量及質(zhì)量進(jìn)行確定，施工企業(yè)應(yīng)選用專人在材料進(jìn)入施工現(xiàn)場后，及時檢查與審核材料數(shù)量、質(zhì)檢報告等，避免質(zhì)量不達(dá)標(biāo)材料進(jìn)入施工現(xiàn)場，每批材料應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行抽樣檢測，確保符合施工要求后，才能進(jìn)行施工。

（2）施工機械設(shè)備應(yīng)在施工前期進(jìn)行全方面的徹底質(zhì)量檢測，確保施工過程中施工機械能夠正常運作，特別是施工中應(yīng)用到的沖擊成孔機械等，在確保各項機械設(shè)備配件齊全的前提下，應(yīng)做好調(diào)試與維護作業(yè)，避免機械運作中出現(xiàn)任何意外，造成工期延長與降低工作效率。

（3）施工前應(yīng)進(jìn)行地基土與樁孔填料擊實試驗，選用地基原土樣進(jìn)行輕型擊實試驗，這樣可以獲得土的最佳含水量與最大干容量，重型擊實試驗應(yīng)遵循灰土體積配合比3：7進(jìn)行，并獲得灰土材料的最佳含水量與最大干容重。

2、布點

樁位平面布置選取正三角形（尺寸為80x80cm），縱軸以路線走向為主、橫軸為路基橫斷面，根據(jù)設(shè)計樁數(shù)、詳細(xì)編號等在計算機CAD內(nèi)進(jìn)行樁位布設(shè)圖的繪制，且在實地內(nèi)放樣布點。

3、消解生石灰

熟石灰為灰土樁所需的石灰材料，因該工程需大量石灰材料，如以傳統(tǒng)人工方式消解石灰，則存在諸多缺點，如較大占地面積、較低消解施工效率及極大污染等，為此應(yīng)選取專用石灰粉碎消解機進(jìn)行施工。

4、拌和灰土

拌和灰土，要求按照3：7進(jìn)行灰與土的拌和，拌和時要求其具有最佳含水量，通常在15%到18%范圍。

5、成孔

沉管成孔為灰土擠密樁施工成孔的主要方式，要求利用履帶式灰土打樁機（2.5t錘頭重量）把樁管向土層內(nèi)打入，其深度應(yīng)與設(shè)計深度相符，隨后將樁管拔出，隨即成孔。該方式成孔形狀極為規(guī)整，極易掌握其擠密效果與施工工藝，其缺點為因樁架高度問題成孔深度極易受限。在成孔施工中，其順序為由外側(cè)到里面，一排需間隔1到2個孔進(jìn)行施工，防止由于振動擠壓等問題，導(dǎo)致相近孔出現(xiàn)坍塌等現(xiàn)象。

6、夯實

回填灰土樁樁體施工前期，要求按照夯實機配置情況等進(jìn)行壓實度試驗，以此對虛填厚度、夯擊次數(shù)等加以準(zhǔn)確確定。要求將檢測后的壓實度作為夯實施工的重要依據(jù)。

（1）控制夯實機具。自動回填夾桿錘夯實機、人工回填夾桿錘夯實機為夯實機具的主要類型。在本次施工中，應(yīng)確保其具有良好工作性能，且夯錘提升高度滿足設(shè)計規(guī)定，要求夯擊施工落體狀態(tài)具有豎直、自由等特點。

（2）控制夯實厚度及夯實遍數(shù)。根據(jù)10cm虛填應(yīng)用的夯擊次數(shù)進(jìn)行夯實厚度的準(zhǔn)確確定，具體施工環(huán)節(jié)回填施工以人工位置，虛填5cm為各次回填量，根據(jù)試驗得出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行夯擊次數(shù)的有效控制。且按照試驗進(jìn)行自動回填灰土流量的確定，此時應(yīng)焊牢自動回填機的出料口，防止因人為問題對灰土流量造成影響。

7、質(zhì)量檢測

（1）在施工前，應(yīng)對樁尖土進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)灌入的試驗，對各土層強度增長情況進(jìn)行比較，從而對土層的承載力進(jìn)行判定。

（2）對于復(fù)合地基承載力的檢驗數(shù)量不得低于總樁數(shù)的0.3%，不少于3點，而單樁承載力的檢驗數(shù)量不得低于總樁數(shù)的2%。

（3）在施工后，應(yīng)間隔一定的時間進(jìn)行質(zhì)量的檢驗。當(dāng)空隙水壓力消散且間隔時間不少于28天后，方可進(jìn)行飽和粘性土地基的檢測，而粉土、砂土和雜填土地基不得少于7天。

（4）對于樁體現(xiàn)場的檢測，其主要內(nèi)容有：樁徑、樁距、樁長和樁體土，可以采用鋼卷尺對樁距、樁徑進(jìn)行現(xiàn)場測量，可以采用鉆孔取芯方法對樁長、樁體土進(jìn)行檢測，采用人工探井取原狀土樣法對樁間土進(jìn)行檢測。

4 結(jié)束語

綜上所述，近年來，我國建筑行業(yè)得到快速發(fā)展，建筑市場競爭極為激烈，很多企業(yè)都在對自身施工技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，從而提高其市場競爭力。在濕陷性黃土地基施工中，灰土擠密樁技術(shù)的廣泛應(yīng)用，全面提高了工程建設(shè)的整體質(zhì)量，推動了工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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