灰土擠密樁地基加固技術(shù)應(yīng)用實(shí)例分析

孫詠華

1 工程概況

擬建的西安經(jīng)發(fā)城建開發(fā)有限公司涇渭工業(yè)園涇渭時(shí)代廣場(chǎng)建筑工程:25層寫字樓、21層商務(wù)公寓建筑物，為甲類建筑;4層裙房建筑物，為丙類建筑。25層寫字樓、21層商務(wù)公寓地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí);4層裙房地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)。

地質(zhì)勘測(cè)計(jì)算分析出各層土的工程特性，具體如下:②層黃土狀土:a1－2=0.48 MPa－1，屬中偏高壓縮性，且 a1－2=0.13 MPa－1～0.92 MPa－1，a1－2偏差大，故②層應(yīng)按高壓縮性土考慮;δs2.0=0.001～0.137，具濕陷性;③層礫砂:N=36擊 ～50擊，密實(shí)狀態(tài);④層粉質(zhì)粘土:a1－2=0.29 MPa－1，屬中壓縮性;⑤層粉質(zhì)粘土:a1－2=0.26 MPa－1，屬中壓縮性;⑥層中砂:N=50 擊，密實(shí)狀態(tài);⑦層粉質(zhì)粘土:a1－2=0.22 MPa－1，屬中壓縮性。建筑場(chǎng)地屬自重濕陷性黃土場(chǎng)地。

根據(jù) GB 50025-2004 規(guī)范第 5.1.1 條、第 6.1.1 條及第 6.1.5條規(guī)定，對(duì)Ⅱ級(jí)自重濕陷性黃土地基上的4層裙房丙類建筑物，地基處理厚度不應(yīng)小于2.5 m，且下部未處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量不應(yīng)大于200 mm。根據(jù)場(chǎng)地巖土工程條件，4層裙房適宜采用擠密法處理地基。

采用灰土擠密樁，等邊三角布樁，處理深度宜進(jìn)入③層頂部一定深度，基底下處理厚度可為5.80 m～6.30 m。要求擠密樁平均擠密系數(shù)不小于0.93，樁體壓實(shí)系數(shù)不小于0.97時(shí)，處理后的復(fù)合地基承載力特征值大于180 kPa。

2 施工過程

2.1 做好施工前的準(zhǔn)備工作

1)施工前需要審核施工設(shè)計(jì)圖紙，查看工程地質(zhì)情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)工程土體含水率為25%或者小于13%、飽和度大于66%的時(shí)候，施工單位應(yīng)該及時(shí)的通知設(shè)計(jì)單位，設(shè)計(jì)單位需要確定事實(shí)屬實(shí)再進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。

2)在施工之前，必須做好土方、成孔、夯填和擠密效果工藝的試驗(yàn)工作，以便于確定相關(guān)的施工技術(shù)參數(shù)，要求試樁，且數(shù)量要大于3根。

3)做好施工雜志設(shè)計(jì)方案的編制公司制，并對(duì)施工人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底。

2.2 施工現(xiàn)場(chǎng)清理及放樣工作

1)在施工之前，需要清除場(chǎng)地內(nèi)的所有雜草雜物。做好平整場(chǎng)地工作，并對(duì)場(chǎng)地內(nèi)相關(guān)的管線以及其他地下構(gòu)造物進(jìn)行標(biāo)示。場(chǎng)地內(nèi)松軟土壤需要進(jìn)行機(jī)械壓實(shí)作業(yè)，必須保證場(chǎng)地的平整，便于機(jī)械化施工的開展。清理好場(chǎng)地后，需要確定場(chǎng)地地基土的含水量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其含水量低于13%的時(shí)候，需要對(duì)基地土進(jìn)行加濕處理，加濕處理需要在地基處理之前的4 d～5 d內(nèi)完成，采取有效措施，確保水通過土體的毛細(xì)孔進(jìn)入到各土層中。

2)做好測(cè)量放線工作，首先是需要定出建筑的控制軸線以及打樁位置標(biāo)示。依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)各個(gè)樁號(hào)進(jìn)行編號(hào)，方便樁基工作的開展。

3)鉆孔機(jī)械需要有進(jìn)尺標(biāo)記，只有這樣才能有效控制好鉆孔的深度。

2.3 成孔

1)施工準(zhǔn)備工作就緒后，樁機(jī)就位，將沉管尖對(duì)準(zhǔn)樁位，調(diào)平擴(kuò)樁機(jī)架，使樁管保持垂直，用線錘吊線檢查樁管垂直度，確保垂直度偏差不大于1.5%。灰土擠密樁成孔采用沉管法，成孔采用隔排跳打方式，施工順序?yàn)橄韧馀?、后里排，同排?nèi)應(yīng)間隔1孔～2孔跳打。

2)沉管。采用沉樁機(jī)將與樁孔同直徑的鋼管打入土中拔管成孔，樁管頂設(shè)樁帽，下端作成60°角度錐形活動(dòng)樁尖，施工前，在樁架或鋼管上標(biāo)出控制深度標(biāo)記，以便施工中進(jìn)行鋼管深度觀測(cè)?；彝翑D密樁施工時(shí)應(yīng)控制拔管速度，在拔管前宜停頓10 s左右。成孔后，清底夯實(shí)、夯平，夯實(shí)次數(shù)不小于8擊，成孔后進(jìn)行孔中心位移、垂直度、孔徑、孔深檢查，合格后進(jìn)行下道工序施工或用蓋板蓋住孔口以防止雜物落入。

2.4 灰土的回填與夯實(shí)

1)灰土的拌制與運(yùn)輸。灰土需要廠拌來完成，灰土的各種用料都需要嚴(yán)格計(jì)量準(zhǔn)確，配合比滿足設(shè)計(jì)要求，確保灰土混合料的外觀顏色均勻?；彝涟柚坪笮枰⒓从眠\(yùn)輸車運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，灰土是根據(jù)成孔回填的要求隨時(shí)進(jìn)行拌制的，灰土拌成后6 h內(nèi)就需要進(jìn)行回填夯實(shí)，過夜的灰土不得使用，被雨淋濕過后的灰土是不能施工的，同時(shí)，下雨期間也不能進(jìn)行灰土的拌制。

2)做好灰土的回填夯實(shí)工作。成孔之后需要立即進(jìn)行灰土的回填夯實(shí)，在此之前需要先夯實(shí)下孔的底部?；彝恋幕靥钍欠謱舆M(jìn)行的，我們采用計(jì)量?jī)x器定量的向孔內(nèi)下料，保證每次回填的厚度為250 mm～300 mm，并采用電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)提升式夯實(shí)機(jī)對(duì)每層的灰土進(jìn)行夯實(shí)處理。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 材料的質(zhì)量控制

1)土料質(zhì)量控制。必須選用純凈的黃土，不得使用耕植土。在使用之前需要進(jìn)行過篩處理，保證土體的顆粒小于15 mm，有機(jī)物的含量小于5%;確保黃土的含水量應(yīng)接近最佳含水量，含水率的波動(dòng)范圍在±3%之間。

2)石灰的質(zhì)量控制:按照國(guó)家Ⅲ級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，活性的CaO加MgO的總含量要求大于70%，石灰的貯存時(shí)間不能超過3個(gè)月，使用前24 h澆水消解并過篩，顆粒的直徑不能小于5 mm，生石灰的粉和塊之比應(yīng)小于3∶7。

3)灰土是采用消石灰和純凈黃土，按照3∶7的體積比，在最佳含水率的環(huán)境下配置而成的。配置拌和都是采用集中廠拌方式。在每天施工之前，需要核對(duì)土體的含水率，盡量保證灰土的含水率接近最佳含水率。拌制的灰土擠密樁的壓縮模量Ep要求在30 MPa～50 MPa區(qū)間范圍內(nèi)。

3.2 施工過程的質(zhì)量控制

1)施工過程中，需要嚴(yán)格控制好施工工藝，一定要保證灰土在初凝之前就完成好拌制及回填工序。不能使用已經(jīng)過時(shí)或者過夜的灰土進(jìn)行回填，對(duì)于已經(jīng)施工完成的孔應(yīng)該立即進(jìn)行回填夯實(shí)，不能長(zhǎng)時(shí)間的出現(xiàn)空孔現(xiàn)象。

2)整個(gè)施工過程，都需要設(shè)置專人對(duì)成孔、灰土回填以及灰土夯實(shí)進(jìn)行監(jiān)督，如果發(fā)現(xiàn)地基土與地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告不一致，需要立刻要求停止施工，并向上級(jí)部門反映情況，設(shè)計(jì)單位確認(rèn)后，進(jìn)行了設(shè)計(jì)變更后方可繼續(xù)進(jìn)行施工。夯實(shí)過程中，需要記錄夯實(shí)錘擊的次數(shù)以及振動(dòng)沉入時(shí)間，施工過程中出現(xiàn)的問題等等。

3)在成樁過程中，需要及時(shí)的觀察地面的升降、樁頂上升，如果發(fā)現(xiàn)樁頂上升較大，則有可能出現(xiàn)了斷樁現(xiàn)象，需要對(duì)施工工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4)在冬季和雨季施工時(shí)，需要采取防雨和防凍的相關(guān)措施，防止灰土受到外界環(huán)境的影響。

5)灰土擠密樁屬于隱蔽工程，完成施工后需要監(jiān)理單位簽字認(rèn)可后方可進(jìn)行下一道的工序。

4 結(jié)語

根據(jù)地質(zhì)條件的不同，樁長(zhǎng)從4.8 m～7.3 m不等，施工完成后采用單樁靜載試驗(yàn)檢測(cè)地基承載力，普遍達(dá)到了185 kPa以上，樁間土的濕陷系數(shù)為0.001～0.003之間，遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)要求的0.015;樁間土采用環(huán)刀法取樣測(cè)定擠密系數(shù)，共計(jì)989組樣，測(cè)出的擠密系數(shù)最低為89.6%，最高為99.4%，平均為96%，大于設(shè)計(jì)要求的平均93%。

通過工程實(shí)例可以看出，灰土擠密樁對(duì)于消除土的濕陷性和減小滲透性方面效果較為明顯，因其具有就地取材、以土治土、原位處理、深層加密和費(fèi)用較低等特點(diǎn)，在我國(guó)西北及華北等黃土地區(qū)具有廣泛的應(yīng)用前景。

［1］ GB 50025-2004，濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范［S］.

［2］ JGJ 79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］ GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［4］ 楊秋生.灰土擠密樁在濕陷性黃土地基中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2010，36(14):119-120.