灰土擠密樁在濕陷性黃土建筑地基處理的應(yīng)用及質(zhì)量控制

摘 要：本文主要結(jié)合了灰土擠密樁在濕陷性黃土地基處理中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，對(duì)灰土擠密樁的設(shè)計(jì)和施工擠密效果進(jìn)行了黃土地基承載力的具體分析，從而驗(yàn)證了灰土擠密樁在處理濕陷性黃土地基時(shí)的可靠性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：灰土擠密樁；濕陷性黃土；地基處理；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）10-0103-02

引言

近些年來，在實(shí)際建設(shè)工程中，很多地基處理技術(shù)和手段都進(jìn)行了創(chuàng)新應(yīng)用，其中最突出的就是灰土樁的復(fù)合地基運(yùn)用，它顯示出了很明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。而在灰土樁的復(fù)合地基的施工方法中，灰土擠密樁法在處理一些軟弱地基的時(shí)候有其獨(dú)特的優(yōu)勢，它的主要優(yōu)點(diǎn)有：施工速度比較快，造價(jià)相對(duì)低廉，所使用的施工設(shè)備也相對(duì)簡單，使用的技術(shù)比較可靠，也可以使地基的承載能力進(jìn)一步增強(qiáng)。所以，灰土擠密樁法收到了更好的社會(huì)效益，它也逐漸成為了地基處理方法中最為實(shí)用和有效的辦法。

從事工程建設(shè)的人都知道，在濕陷性黃土中運(yùn)用灰土樁，不僅能夠減小它的濕陷性，還能夠通過與擠密土的融合構(gòu)建成新的復(fù)合基地。這種辦法的應(yīng)用可以在很大程度上增強(qiáng)地基的強(qiáng)度，減小變形，提高其質(zhì)量，從而加強(qiáng)改善不利的施工特征。本文就通過簡單結(jié)合實(shí)驗(yàn)，簡單闡述擠密樁在對(duì)濕陷性黃土地基施工的過程中所要采取的對(duì)策，從而確保合理樁距，希望可以為同類的工程提供一些參考。

1 工程概況

某地新建一座醫(yī)院的總工程建筑面積為12000m2，共分為了11層的住院樓（高度為35m）和3層的手術(shù)樓2方面，這棟建筑主要屬于鋼筋混凝土構(gòu)架，它的2個(gè)組成部分也不盡相同，高層部分采用的是片筏，而在低層處則運(yùn)用了柱下獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它埋深分別是自然地坪之下為-3.5m和-2.5m。

在大樓北部大概10m的地方有一個(gè)現(xiàn)有3層的住院樓，東北方向則相鄰著院內(nèi)的馬路。因此，我們根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）（以下簡稱《黃土規(guī)范》）可以將這個(gè)建筑定為乙類建筑。

整個(gè)施工場地的地質(zhì)條件是沖積、堆積物，由上往下分別是：

1.1 濕陷性的黃土

這層黃土由表土層以下一直到層底深度為5m的地方，都是具有很高的壓縮性的，同時(shí)具有強(qiáng)濕陷性，它的結(jié)構(gòu)比較疏松，強(qiáng)度也相對(duì)較低。

1.2 濕陷性的黃土

一直到層底深度為12m的地方，這一層屬于可塑狀態(tài)的黃土，壓縮性相對(duì)較高。

1.3 二級(jí)濕陷性黃土

但是其中卻包含著許多的姜石，它一直到深度15m以上的地方都屬于可塑性狀態(tài)，并具有一定程度的壓縮性能。

1.4 粘土層

一直到終孔深度的30m左右，這一層的強(qiáng)度是比較低的。

各土層的物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如表1。整個(gè)場地為Ⅱ級(jí)自重濕陷性黃土場地，場地土類型為中軟場地土，場地類別為Ⅲ類，濕陷性土層厚度為16m，自然地坪下18.6m為地下水穩(wěn)定水位。

2 處理地基的對(duì)策

這種對(duì)策一定要完善合理，科學(xué)時(shí)效，對(duì)此，建筑施工方一定要加強(qiáng)對(duì)其所處的濕陷性黃土類別進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際情況予以加強(qiáng)，在此基礎(chǔ)上，還要完善經(jīng)濟(jì)分析的對(duì)策和方法，從而決定最后的項(xiàng)目施設(shè)和地基處理對(duì)策。

另外，在對(duì)灰土擠密樁進(jìn)行處理地基時(shí)，還要保證樁距之間的合理性，其形成的復(fù)合地基要有比較結(jié)實(shí)的灰土墊層，保證其上部的負(fù)荷量的傳達(dá)。只有這樣其應(yīng)力才會(huì)擴(kuò)散的更快，從而在進(jìn)行深度加固后，減小它所能承受的附加壓力。

3 對(duì)于設(shè)計(jì)中的灰土擠密樁

3.1 樁長與樁距的測定

這個(gè)工程施工過程涉及到的內(nèi)容就相對(duì)比較復(fù)雜，它不僅要求消除或減少地基的濕陷性，還有求能夠提高地基的承載力，從而保證工程的順利進(jìn)行，提高施工場地建設(shè)的鋼度和密實(shí)程度，只要達(dá)到了這樣的標(biāo)準(zhǔn)，就可以在很大程度上改變場地的特性，也便于施工人員對(duì)其進(jìn)行綜合考量，確定灰土樁的樁距和實(shí)際距離。我們根據(jù)實(shí)際的先關(guān)規(guī)定可以知道，對(duì)于一些二類建筑物來說，進(jìn)行自重濕陷性黃土場地的建設(shè)，能夠消除地基部分的不足，從而實(shí)現(xiàn)厚度目標(biāo)，使其不小于所處濕陷性土層厚度的2/3且下部未處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量不宜大于150mm。這個(gè)工程基底之下的濕陷性的土層厚度是12m左右，因此它的灰土樁的長度基本要達(dá)到8m左右，剩余的濕陷性黃土層的厚度就是4m，它的剩余濕陷量可以采用下面的公式來進(jìn)行計(jì)算：

可見，如果灰土層受到極限的負(fù)荷力，它的樁頂面預(yù)應(yīng)力就會(huì)發(fā)生變化，使其超過其所能承受的最大負(fù)荷量，達(dá)到破壞的程度，使其遭受嚴(yán)重的損壞。此外，很多人員也知道灰土樁的破壞大多發(fā)生在其1～1.5m處，所以在施工過程中一定要對(duì)此處加強(qiáng)預(yù)防和管理，盡量避開在此處進(jìn)行作業(yè)。有時(shí)，雖然遭受了強(qiáng)力的破壞，但是其下端的樁身保存的還比較完整，即便如此，也要對(duì)其加強(qiáng)預(yù)防，不能割裂裂塊之間咬合力和摩擦力的關(guān)系。

從上述內(nèi)容中我們可以直觀清晰的看到問題的所在，所以說，想要保證兩個(gè)樁柱之間的有效距離，保證它的穩(wěn)定性，就一定要提高其承受力和附加壓力，不僅僅要保證樁的強(qiáng)度，還要在樁柱之間形成一個(gè)嚴(yán)密的構(gòu)造，從而提高它的密實(shí)度，并確保兩者之間的合理距離。也只有這樣才會(huì)避免工程施工中的失誤，提高工程的質(zhì)量。

按照圓孔擴(kuò)張?jiān)恚彝翑D密樁在沉孔時(shí)，它沿著樁孔周圍土體的應(yīng)力的實(shí)際變化和圓柱形的孔在擴(kuò)張時(shí)所產(chǎn)生的實(shí)際應(yīng)力變化是非常相似的，而在孔壁的附近，土的干密度（ρd）往往是接近或超過它的最大干密度（ρdmax），壓實(shí)的系數(shù)λc一般是大于1，而一般情況下，依次向外土的干密度也會(huì)逐漸減小，一直到接近原始的干密度（ρd）為止，此時(shí)就會(huì)形成一個(gè)由樁土可塑性材質(zhì)構(gòu)成的彈性可變區(qū)域，并在這個(gè)區(qū)間內(nèi)形成一個(gè)樁柱的有效分界面，它能夠形成一個(gè)良好的保護(hù)效果，是其土地在受到強(qiáng)力擠壓時(shí)也不會(huì)發(fā)生變形。在這樣的保護(hù)下，就能夠消除黃土的濕陷性，并在此基礎(chǔ)上提高軟土地基的承受力，使其壓實(shí)系數(shù)達(dá)到規(guī)定的范圍，接近于1?；彝恋臄D密樁可以采用正三角形的狀態(tài)來進(jìn)行重新規(guī)劃，孔徑的直徑一般要將近30cm左右，還要求樁間土的平均壓實(shí)系數(shù)λc不小于0.93的，這樣根據(jù)原土的一些性質(zhì)，地基在擠密之前的各土層平均干密度（ρd）的值是1.45g/cm3，所以最大干密度可以用下面的公式來確定：

式中：ρd是原狀土的最大干密度；是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般黃土狀的粉土可以取為0. 97；ρw是水的密度，一般取值為lg/cm3；dg代表的是土粒的相對(duì)密度，取值為2.7；而wop則是最優(yōu)含水量的值，經(jīng)測定可以定為1.90。

把測得準(zhǔn)確數(shù)值輸入到上面的公式當(dāng)中，進(jìn)行計(jì)算之后可以直觀的看到結(jié)果ρdmax，其所形成的正三角形布置樁孔的間距S為84.4cm。所以說，如果在樁之間土的壓實(shí)系數(shù)能夠達(dá)到0.93，它的樁距就應(yīng)該是小于或等于84.4cm。那么，根據(jù)所計(jì)算出來的樁距來做參考，我們分別取2d，2.5d和3d這樣3種樁距來進(jìn)行了試樁試驗(yàn)，則每一種的樁距一共打了19根樁，從而構(gòu)成了正六邊形的圖案（如圖1所示）。

4 測算下臥層的數(shù)據(jù)

在對(duì)下臥層頂面的承載力進(jìn)行測算時(shí)，應(yīng)該滿足公式的具體規(guī)范和設(shè)計(jì)數(shù)值，應(yīng)該滿足下面公式要求：

式中：Pz是下臥層頂面之上的附加壓力的值，單位為kPa；Pcz則是下臥層的頂面土和樁的自重壓力值，單位也是kPa；fz是下臥層的頂面處經(jīng)過深度的修正之后的實(shí)際地基承載力的設(shè)計(jì)值。

fz經(jīng)過重新修正后的數(shù)值高達(dá)400kPa左右，Pcz而其數(shù)值大約為160左右，這時(shí)如果不去考慮其擴(kuò)散程度，傳到它下臥層頂面的壓力就會(huì)隨之上升，這時(shí)差值就會(huì)變大

從實(shí)際上看，擠密樁附加壓力的擴(kuò)散速度是相當(dāng)快的，長時(shí)間以這樣的速度進(jìn)行傳達(dá)，就會(huì)使得下臥層的頂面壓力減小，在根據(jù)測算出的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)結(jié)合公式對(duì)濕陷性黃土地區(qū)進(jìn)行計(jì)算。如若建筑地的黃土土層厚度大，但是其可承受的壓力卻比較小，那么就可以加強(qiáng)對(duì)其的處理，使得它能夠滿足國家規(guī)定的黃土規(guī)范的具體要求，這個(gè)時(shí)候其頂面強(qiáng)度大多可以滿足需求。

通過綜合測試灰土樁及其樁柱之間的土處理，可以得出一個(gè)結(jié)果，即整個(gè)場地與處理前的效果相比更加堅(jiān)硬，灰土樁的密實(shí)程度也有所提高，據(jù)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)顯示，其密度大概會(huì)上升1%，孔隙則會(huì)隨之減小1/5。除了上述改變，土體的密度和壓縮性也有了明顯的差異，處理層樁之間的地基承載數(shù)值將會(huì)高達(dá)190kPa，這樣其樁體的承載力也會(huì)進(jìn)一步提高，從而滿足復(fù)合地基的承載需求。

5 結(jié)語

總之，利用新型的灰土擠密樁來處理濕陷性黃土的地基，能夠有效的消除樁柱之間由于黃土濕陷性而造成的不良影響。由于不同樁柱的距離而導(dǎo)致的灰土擠密樁問題，設(shè)計(jì)施工者在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中也要嚴(yán)格查明其周圍的環(huán)境，并做好詳盡周密的計(jì)劃，盡可能準(zhǔn)確的判定出樁距的數(shù)值范圍，然后得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)進(jìn)行測算，其確定數(shù)值。這樣提高地基承載力，達(dá)到最終效果。

參考文獻(xiàn)

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