灰土擠密樁在濕陷性黃土基礎(chǔ)中的應(yīng)用

周 強(qiáng)

（山西省漳河水利工程建設(shè)管理局，山西 長治 046000）

灰土擠密樁在濕陷性黃土基礎(chǔ)中的應(yīng)用

周 強(qiáng)

（山西省漳河水利工程建設(shè)管理局，山西 長治 046000）

根據(jù)基礎(chǔ)及主體工程要求，考慮天然地基本身的問題，科學(xué)選擇地基處理方式。以辛安泉供水改擴(kuò)建工程某泵站為例，從工藝流程、施工過程要點把控、施工中可能出現(xiàn)的問題及解決方案、質(zhì)量檢驗等方面，探討灰土擠密樁在處理濕陷性黃土地基中的應(yīng)用。

灰土擠密樁；濕陷性黃；地基處理

濕陷性黃土自然狀態(tài)下孔隙較發(fā)育，強(qiáng)度較高，壓縮性較小。遇水后，土體構(gòu)造會迅速崩解，發(fā)生較大的沉陷，強(qiáng)度急劇降低，對建筑物產(chǎn)生較大的影響，必須進(jìn)行處理。擠密樁成孔過程，會形成擠密的樁間土體和夯填的樁體共同構(gòu)成復(fù)合地基，具有就地取材、效果顯著、節(jié)約成本、節(jié)約工期、工藝成熟等優(yōu)點；可以使自然土體的濕陷性達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以下，提升地基承載力，使地下水位以上的天然土體含水率小于25%。

1 工程概況

辛安泉供水改擴(kuò)建工程某泵站開挖地基為濕陷性黃土，設(shè)計采用3∶7灰土擠密樁進(jìn)行處理。樁距、樁徑分別為1 m、0.4 m，樁長根據(jù)地質(zhì)勘探資料濕陷深度布置9.0 m、7.3 m和9.3 m三種規(guī)格。設(shè)計樁體平均壓實度大于0.97，最小不應(yīng)小于0.94；樁間土平均擠密系數(shù)大于0.93。樁體全部施工完畢，各項檢驗合格后，建基面以下0.5 m樁頭和樁間土全部挖除，鋪設(shè)0.5 m厚3∶7灰土墊層，壓實度為0.97。

2 施工控制要點

工程灰土擠密樁施工，選用D400重錘夯擴(kuò)樁機(jī)，夯錘重量為3.5 t，成孔一個，檢驗一個，夯填一個。成片施工之前，進(jìn)行生產(chǎn)性試驗，總結(jié)施工參數(shù)，指導(dǎo)整個泵站基礎(chǔ)處理施工。

具體工藝流程為基坑開挖、設(shè)備組裝、樁孔定位放線、樁機(jī)就位、成孔、成孔質(zhì)量檢查、夯填灰土、質(zhì)量檢測?；彝翑D密樁工藝流程雖然相對簡單，但為了達(dá)到理想的地基處理效果，每一個過程必須嚴(yán)格按照相應(yīng)工序進(jìn)行，認(rèn)真控制各工序施工質(zhì)量。

2.1 生產(chǎn)性試驗

為總結(jié)科學(xué)合理的施工作業(yè)參數(shù)，保證施工質(zhì)量，成片施工前，必須按照設(shè)計選定部位，進(jìn)行生產(chǎn)性試驗。通過試驗確定出適宜的填料厚度，夯錘在一定自由落距下相應(yīng)的夯擊遍數(shù)，土料最優(yōu)含水率及干密度，最佳的機(jī)械配套及施工組織等施工參數(shù)，指導(dǎo)整個泵站地基處理施工作業(yè)。

選定兩組共14根灰土樁，作為生產(chǎn)性試驗樁。通過現(xiàn)場試驗得出，達(dá)到設(shè)計樁體和樁間土壓實及擠密要求，滿足設(shè)計地基承載力的前提下，3.5 t夯錘在3.0 m高度下落夯擊時，鋪填厚度70 cm夯擊3遍和鋪填厚度40 cm夯擊2遍為最優(yōu)夯擊參數(shù)，填料最優(yōu)含水率為20%，施工采用一臺重錘夯擴(kuò)樁機(jī)進(jìn)行。

2.2 施工場地及材料準(zhǔn)備

施工前檢測基坑土體自然含水率，若含水率大于24%，應(yīng)及時通知設(shè)計單位，確認(rèn)灰土擠密樁處理方法是否具有適用性。當(dāng)?shù)鼗恋暮实陀?2%時，應(yīng)在施工4～6 d前對處理范圍內(nèi)的土層進(jìn)行加水增濕處理[1]，加水量參照規(guī)范計算確定。

施工用灰土應(yīng)提前做擊實實驗，確定其最大干密度和最優(yōu)含水率，實際施工中回填料含水率應(yīng)控制在最優(yōu)含水率±2%范圍內(nèi)。灰土拌合嚴(yán)格按照3∶7配比均勻拌合，拌合后顏色需一致。拌合使用素土采用就地挖出的純凈黃土并過篩，過篩后最大粒徑小于15 mm，有機(jī)質(zhì)含量小于5%；拌合使用石灰，選用新鮮熟化完全，粒徑小于5 mm石灰粉。每次灰土拌合時均應(yīng)檢測土料含水量，若過高應(yīng)進(jìn)行晾曬，含水量偏低應(yīng)均勻噴灑加水，每次拌合的灰土量保證一個班組施工用量即可，盡可能做到隨拌隨用，嚴(yán)禁隔天使用。

2.3 成孔

成孔順序是測量放點、樁機(jī)就位、成孔、質(zhì)量檢驗。

根據(jù)設(shè)計樁位布置圖，準(zhǔn)確放樣定位每個樁位點，并逐一編號，做好記錄，防止樁位錯亂、遺漏或者重復(fù)成樁。樁機(jī)就位必須平穩(wěn)，不能晃動，樁錘應(yīng)垂直向下，樁尖與樁孔中心點必須重合，就位后樁錘由于自重會插入土中約0.5 m深，此時應(yīng)檢測樁錘的垂直度，若不滿足要求，應(yīng)重新調(diào)整樁機(jī)至垂度滿足要求為止。

成孔順序必須逐排由外向內(nèi)、先深后淺，同排間隔施工。成孔深度、孔徑及孔距嚴(yán)格按照設(shè)計和規(guī)范要求控制，成孔過程應(yīng)均勻打入樁錘，成孔完成后及時拔出樁錘，拔錘過程應(yīng)平穩(wěn)勻速，若拔出困難時可輕輕旋轉(zhuǎn)或加水潤濕。

現(xiàn)場質(zhì)檢員及時對所成樁孔孔深、孔徑、垂直度、位移進(jìn)行檢測，垂直度應(yīng)在±1%范圍內(nèi)，孔中心距偏差應(yīng)在樁距的±5%以內(nèi)。檢驗合格后，按統(tǒng)一編號記錄并盡快夯填。

2.4 成樁

成樁施工順序是夯實孔底、灰土拌合、灰土下料、逐層夯擊、形成樁體。

成孔完成檢驗合格后及時夯填，在向樁孔內(nèi)下料前先夯實孔底，然后再勻速以試驗確定的下料量和速度向樁孔下料，按試驗確定的夯擊遍數(shù)和夯錘落距進(jìn)行逐層夯擊，保證每層壓實系數(shù)都達(dá)到0.97。現(xiàn)場記錄員如實記錄，夯填過程樁體每層夯擊數(shù)、灰土填入量、提錘高度、灰土含水率等，以備后續(xù)驗收和處理施工問題查閱。

2.5 質(zhì)量檢驗

樁孔成孔后，應(yīng)及時對孔深、孔徑和樁孔垂直度進(jìn)行檢驗，所有樁孔均需要檢驗，檢驗合格后及時進(jìn)行夯填灰土施工?；彝翑D密樁地基處理完成14～28 d后，應(yīng)進(jìn)行灰土擠密樁的單樁復(fù)合地基載荷試驗，檢測處理后的復(fù)合地基承載力是否滿足設(shè)計要求[2]；同時在有效樁長范圍內(nèi)，挖探井取樣進(jìn)行土工試驗，檢測樁間擠密土濕陷性消除情況。樁體夯實質(zhì)量和樁間土擠密質(zhì)量檢驗，使用洛陽鏟或者開挖探井的方法取樣。隨機(jī)抽查一定數(shù)量的樁體進(jìn)行檢測，其中樁體壓實系數(shù)檢驗中，隨機(jī)抽樣數(shù)量應(yīng)超過樁總數(shù)的1%，樁間土擠密系數(shù)檢測探井?dāng)?shù)不少于總樁數(shù)的0.3%。

2.6 灰土墊層施工

灰土擠密樁施工完畢驗收合格后，將樁頂50 cm厚度范圍內(nèi)的樁體和樁間土全部挖除，分層鋪填3∶7灰土至設(shè)計建基面高程，振動碾壓不到的邊角處用蛙式振動夯壓實。注意壓實過程應(yīng)考慮上部基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造的布置位置，不得在墻角、柱基及承重窗間墻下接槎，上下兩層灰土的接槎距離不得小于500 mm。

3 出現(xiàn)問題及解決方案

3.1 成孔困難、塌孔

施工過程中地基含水率較低時地基較硬，如不處理，可能會導(dǎo)致成孔困難或者成孔后發(fā)生塌孔。為避免上述問題發(fā)生，應(yīng)提前4～6 d對地基土層進(jìn)行加水增濕處理。若成孔過程中成孔緩慢困難，樁錘出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，可能是黃土層中存在砂或者角礫夾層，此時要特別注意樁錘垂直度的變化，減小樁錘的落距，緩慢成孔，成孔后認(rèn)真查驗樁孔質(zhì)量，避免因成孔質(zhì)量不合格影響樁體質(zhì)量。

3.2 成孔速度突然加快

施工過程中，成孔速度突然加快，一般是地層含水量過高，或者其中存在軟弱層、孔洞、虛填層。出現(xiàn)上述情況，可以勻速緩慢地拔出樁錘，在樁孔內(nèi)填入厚度大于軟弱層厚度0.5 m左右的砂質(zhì)土料或者生石灰，再進(jìn)行成孔擠密，經(jīng)過多次循環(huán)，一直到成孔速度正常為止。

3.3 出現(xiàn)縮孔及滲水等現(xiàn)象

局部施工區(qū)域含水量過高時，會發(fā)生縮孔或出現(xiàn)孔內(nèi)滲水現(xiàn)象。若孔內(nèi)滲水嚴(yán)重，應(yīng)考慮進(jìn)行二次成孔，第一次成孔后，將積水抽干，填入生石灰或含水量較低的砂土，然后再進(jìn)行第二次成孔，二次成孔完成并驗孔合格后，盡快使用含水率偏低的3∶7灰土料進(jìn)行夯填。若出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象時縮孔附近不要再成孔，待采用類似于孔內(nèi)滲水的處理方法處理完成后，再進(jìn)行后續(xù)樁孔施工。

3.4 樁體斷裂，壓實系數(shù)達(dá)不到要求

根據(jù)規(guī)范要求，樁體檢驗只抽檢一定的比例，不能做到對每根都進(jìn)行檢測，然而地基處理作為隱避工程，為避免出現(xiàn)樁體斷裂、壓實不均勻及壓實系數(shù)達(dá)不到設(shè)計要求等問題的發(fā)生，施工質(zhì)量過程控制絕不能含糊。監(jiān)理要嚴(yán)格要求并監(jiān)督施工方，依照試驗確定的配合比、鋪填厚度、夯擊遍數(shù)及夯錘落距進(jìn)行施工，嚴(yán)禁隨意加快下料速度而不改變夯擊參數(shù)。施工過程中做好記錄，記錄選擇具有一定業(yè)務(wù)素質(zhì)和責(zé)任心較強(qiáng)的人員進(jìn)行，記錄必須真實準(zhǔn)確，不得任意涂改。若施工完成，抽檢發(fā)現(xiàn)個別樁體不合格，應(yīng)加大抽檢頻率，若加大抽檢時全部合格，則對原不合格的樁體重新處理驗收合格即可，若加大抽檢中仍有部分樁體質(zhì)量不合格，應(yīng)及時通知參建各方商定解決方案。

4 結(jié)語

運(yùn)用灰土擠密樁對濕陷性黃土進(jìn)行地基處理，因為樁間土的變形模量較樁體小很多，故灰土樁體面積雖然占地基面積僅為20%，但承擔(dān)荷載卻占到總荷載的50%，大大減小了基礎(chǔ)土體持力層中的應(yīng)力，使持力層抗變形能力大大增強(qiáng)，對基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響大大降低。此外，處理后形成復(fù)合地基，使得地基承載力也得到極大提高。為保證濕陷性黃土地基處理取得良好成效，施工過程必須注意各工序的銜接、各施工要點的把控和施工過程質(zhì)量控制，提前預(yù)判可能出現(xiàn)的問題并制定詳細(xì)解決方案，進(jìn)一步提高地基承載力。

［1］中國建筑科學(xué)研究院.JGJ 79-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013：57-61.

［2］李海青，劉俊芳.復(fù)合地基承載力測試的試驗研究[J].內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2010（1）:26-27.

TU472.3+2

C

1004-7042（2017）09-0042-02

周強(qiáng)（1988-），男，2010年畢業(yè)于太原理工大學(xué)農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)，助理工程師。

2017-07-20；

2017-08-24