房建工程灰土擠密樁地基處理施工要點(diǎn)分析

張彥峰++齊恩明

摘 要：建筑工程對(duì)地基承載力具有較高要求，在天然地基承載力無(wú)法滿足施工需求時(shí)，必須采取科學(xué)有效的措施予以處理。本文結(jié)合具體工程案例，分析了濕陷性黃土地區(qū)房建工程地基處理工程中灰土擠密樁的作用機(jī)理、施工、檢測(cè)，表明在加固濕陷性黃土地基工程施工中灰土擠密樁具有可行性，地基處理后具有較高承載力、穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：房建工程；灰土擠密樁；地基處理

中圖分類號(hào)：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）18-0084-02

1 工程案例分析

某高層建筑，地上16層，地下1層，58.2m為其高度，12000㎡為建筑總面積。選取現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，7m為柱距，箱型基礎(chǔ)，-6.2m為底板埋設(shè)深度。本工程所在地具有較為平坦的地勢(shì)，地基土層有典型二元結(jié)構(gòu)，上部為沖洪積成因的黃土狀粉質(zhì)黏土、粉土，同時(shí)自然地面下11m范圍內(nèi)地基土具有較低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，濕陷性顯著，下部卵石層埋設(shè)深度為22.5到23m之間，且厚度在6m以上。施工場(chǎng)地具有較為穩(wěn)定均勻的土層分布情況，20m為地下水穩(wěn)定水位?；A(chǔ)下主要持力層為黃土狀粉質(zhì)粘土及粉土，呈濕、稍濕、可握狀態(tài)。且具有中等濕陷性，為輕微非自重濕陷性黃土，承載力特征值為150kpa，與建筑結(jié)構(gòu)要求不符，為此必須做好地基處理工作。

2 設(shè)計(jì)計(jì)算

根據(jù)工程建設(shè)實(shí)際情況，可選取三種方案施工，如卵石層為樁端持力層的大直徑鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)+灌注樁基礎(chǔ)、箱基+灰土樁人工復(fù)合地基，基于經(jīng)濟(jì)性原則，對(duì)比分析以上方案，最終選取箱基+灰土樁人工復(fù)合地基方案施工。

箱形基礎(chǔ)下地基承載力設(shè)計(jì)值在300kpa以內(nèi)，選取灰土擠密法進(jìn)行地基整片處理，規(guī)定復(fù)合地基處理后，其承載力特征值必須滿足220kpa。設(shè)計(jì)樁徑為40cm，90cm為樁距，則樁距系數(shù)=樁距/設(shè)計(jì)樁徑=2.25。布樁根據(jù)等邊三角形設(shè)置，排距等于三角形高，即78cm，0.179為灰土樁面積置換率。根據(jù)面積加權(quán)平均法預(yù)計(jì)復(fù)合地基承載力特征值為230kpa。

在綜合考慮濕陷性土層、下臥層強(qiáng)度、施工機(jī)械條件等因素的前提下，確定7.4m為樁長(zhǎng)，與基礎(chǔ)外緣相比，處理平面范圍應(yīng)多出3m左右。于最外圍二排樁而言，其具備防水帷幕功能，可在20～40cm間控制排距，且適當(dāng)增加樁長(zhǎng)，直至8.5m。0.5m為預(yù)留表面擾動(dòng)層厚度，完成灰土樁施工作業(yè)后，即可將擾動(dòng)層挖除，隨后將灰土墊層設(shè)置到灰土樁復(fù)合地基上，厚度為50cm。選取體積比3：7灰土作為樁孔填料，且在0.95以上控制夯填灰土壓實(shí)系數(shù)。

3 施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

選取消解后的石灰作為灰土樁石灰材料，不得選取生石灰，避免遇水消解出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象。選取無(wú)雜質(zhì)黃土作為拌和土料，應(yīng)當(dāng)天使用完拌和后灰土材料，如放置時(shí)間較長(zhǎng)則會(huì)出現(xiàn)硬結(jié)現(xiàn)象，不僅會(huì)浪費(fèi)施工材料，還會(huì)加大施工難度。施工前，應(yīng)做好工程測(cè)量放線工作，確定各項(xiàng)施工參數(shù)，確定最佳含水量及最大干密度。

3.2 成孔

選取錘擊沉管法擠密成樁，通過(guò)波蘭15t履帶吊車帶動(dòng)25t導(dǎo)桿式柴油沉樁錘，16m為樁架高度，采用直徑377mm無(wú)縫鋼管制作樁管，樁頭位置加箍到直徑440m，8.5m為長(zhǎng)度，樁尖可活動(dòng)，拔管可透氣。選取夾桿式偏心輪夯實(shí)機(jī)夯填樁孔，28m為夯錘直徑，0.11t為錘重，80cm為落距，夯擊次數(shù)為45擊/min。根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求，要求成孔時(shí)樁位偏差控制在5cm以內(nèi)，樁孔垂直度偏差則需控制在2%以內(nèi)，要求間隔五孔做一次成孔施工記錄。選取隔排跳打方式進(jìn)行成孔施工，按照“外—內(nèi)”順序整體施工，要求先進(jìn)行最外圍兩排加長(zhǎng)樁施工，再施工內(nèi)部樁。如存有嚴(yán)重縮徑問(wèn)題或樁孔垂直度偏差過(guò)大，選取復(fù)打法施工。因復(fù)打縮孔現(xiàn)象在施工后期較為嚴(yán)重，需選取人工削孔法進(jìn)行施工，并增強(qiáng)夯擊能。

3.3 填料控制

過(guò)篩處理回填土及石灰，5mm、20mm為篩網(wǎng)直徑，均勻拌和填料，且在最佳含水量?jī)?nèi)控制含水量，0.95為夯填灰土壓實(shí)系數(shù)。

3.4 夯機(jī)就位

安裝調(diào)試夯機(jī)之后，需及時(shí)進(jìn)場(chǎng)就位，確保夯錘和樁孔位于相同軸線上。

3.5 夯填施工

根據(jù)施工規(guī)定，選取夾桿式夯實(shí)機(jī)施工，260kg為錘重，夯機(jī)就位后，保證夯錘能夠向孔底自由落入，防止孔口直接碰觸孔壁。樁孔夯填是施工的主要工序，要求由專人負(fù)責(zé)土料加濕、灰土拌和及樁孔夯填，并做好監(jiān)督、檢查工作，各個(gè)樁孔需記錄好其回填、夯實(shí)數(shù)據(jù)。

4 質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）樁身灰土質(zhì)量檢驗(yàn)。施工時(shí)可將樁身灰土原狀試樣及時(shí)取出，對(duì)其干密度進(jìn)行測(cè)試，并將壓實(shí)系數(shù)準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)，相比施工樁數(shù)，樁孔取樣數(shù)為其2%。由此得出，90%試樣干密度超過(guò)每立方米1.45t，壓實(shí)系數(shù)在0.96以上，與施工設(shè)計(jì)要求相符。同時(shí)，還需進(jìn)行樁身灰土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。樁身灰土無(wú)側(cè)抗壓強(qiáng)度范圍為500～1330kpa，860kpa為平均值。

（2）樁間土擠密效果檢驗(yàn)。將三個(gè)探井合理布設(shè)到地基處理范圍內(nèi)，8m為其開(kāi)挖深度，原狀樁間土取樣間距為1m，并做好土工常規(guī)試驗(yàn)。樁間土擠密前后主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)變化情況如表2所示。

由此可見(jiàn)，灰土樁擠密加固地基土施工后，可有效提升干密度，可多出9.3%～14.7%，擠密黃土狀粉質(zhì)粘土及粉土層土后，其干密度可滿足每立方厘米1.56g，土孔隙可降低19.0%到27.2%，壓縮系數(shù)可降低9.6%到66.1%，基本消除地基土濕陷性?？捎行Ц纳苹紫曼S土狀粉質(zhì)粘土及粉土層物理力學(xué)性能，擠密效果滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。為有效提升灰土樁復(fù)合地基承載力，需在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行三組單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)，0.702m2壓板面積。三組試驗(yàn)結(jié)果如下：第1組破壞荷載440kpa，承載力特征值220kpa；第2組比例荷載260kpa，承載力特征值260kpa；第3組極限荷載460kpa，承載力特征值230kpa。分析得出，三組試驗(yàn)結(jié)果極差在平均值30%以內(nèi)，為此，可選取236.7kpa灰土樁復(fù)合地基承載力特征值。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在城市化進(jìn)程不斷加快的今天，隨著建筑功能需求的不斷增多，地基處理方法也越來(lái)越多。將灰土擠密樁合理應(yīng)用到房建工程地基處理施工中，可有效提升地基穩(wěn)定性，提高工程施工整體質(zhì)量。

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