濕陷性黃土地區(qū)高層建筑地基處理方法探討

潘富娟+高峰+孫豆豆

摘 要： 高層建筑體系是由上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三部分組成的統(tǒng)一體，在荷載作用下，它們是互相影響、共同作用的。針對(duì)濕陷性黃土場(chǎng)地的巖土工程條件和高層建筑的特性，選取灰土擠密樁（DDC法）復(fù)合地基處理方法進(jìn)行濕陷性黃土地區(qū)高層建筑地基處理，該技術(shù)的應(yīng)用可有效提升工程質(zhì)量，推動(dòng)建筑工程更快更好發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 濕陷性黃土；高層建筑；地基處理

灰土擠密樁是通過(guò)振動(dòng)沉樁機(jī)將帶有通氣樁的鋼制管沉入到土中設(shè)計(jì)的深度，下沉樁管對(duì)周圍黃土產(chǎn)生較大的橫向擠壓力，樁管將地基中同體積的黃土擠向周圍的土層，這樣有效減少土間孔隙，增加土間密度，使?jié)裣菪缘玫较岣邩堕g土的承載力。當(dāng)灰土樁的樁體材料石灰與土之間發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)時(shí)，能夠使一定強(qiáng)度的樁體得以凝結(jié)，樁體與擠密土所組成的復(fù)合地基，從而使地基土的承載力得到了有效的提高，并且滿足施工設(shè)計(jì)的要求。

一、濕陷性黃土的特征

1、濕陷性。當(dāng)黃土受到自然地表水的侵蝕時(shí)，黃土中的易溶鹽類溶解，會(huì)破壞顆粒間的膠合作用力，從而導(dǎo)致土粒懸浮于水中。當(dāng)再次沉積時(shí)，土粒碰到已沉積的土粒，因兩者之間的相互引力大于其重力，土粒會(huì)在最初的位置上停留，不再出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，從而形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，這為水的進(jìn)一步侵蝕提供了條件，空隙間通過(guò)連通和擴(kuò)展，會(huì)導(dǎo)致大孔隙和陷穴的出現(xiàn)。經(jīng)過(guò)外荷載作用，會(huì)破壞土體結(jié)構(gòu)，這樣會(huì)造成大量、劇烈變形現(xiàn)象的發(fā)生，大大降低了土體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，從而產(chǎn)生濕陷性。

2、直立性。濕陷性黃土在天然含水量的狀態(tài)下具有強(qiáng)度高和壓縮性小的特征，可以將垂直邊支撐起，天然陡壁多呈近90°的邊坡。因此，濕陷性黃土具有直立性的特征。

3、膨縮性。當(dāng)濕陷性黃土遇到水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，而干燥后會(huì)產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，通過(guò)多次反復(fù)作用，會(huì)導(dǎo)致裂紋的形成，然后剝落，這樣會(huì)對(duì)地基的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重地影響。

4、崩解性。當(dāng)濕陷性黃土浸入水中時(shí)，會(huì)很快產(chǎn)生崩解現(xiàn)象，這對(duì)地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

5、難壓實(shí)。當(dāng)濕陷性黃土的最大干密度和最佳含水量較高時(shí)，就會(huì)難以滿足碾壓密實(shí)要求的條件。

6、受含水量影響較大。濕陷性黃土受含水量的影響較敏感。當(dāng)含水量較小時(shí)，易于產(chǎn)生揚(yáng)塵現(xiàn)象。當(dāng)含水量大于最佳含水量時(shí)，易于產(chǎn)生翻漿現(xiàn)象，而適宜壓實(shí)的含水量為最佳含水量的+0.5～-2%。

二、濕陷性黃土地區(qū)高層建筑地基處理施工準(zhǔn)備

1、材料準(zhǔn)備

對(duì)于灰土材料的選擇，石灰的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合施工的要求，并且要采用集中購(gòu)進(jìn)和集中消解的方法，從而確保施工進(jìn)度。如果存放時(shí)間較長(zhǎng)，必須對(duì)其進(jìn)行覆蓋，這樣以來(lái)可以起到防潮的作用，在使用前應(yīng)對(duì)鈣、鎂的含量進(jìn)行測(cè)定，不得使用不符合施工要求的材料。對(duì)于土源來(lái)說(shuō)，取土場(chǎng)必須具備足夠含水量適中的老黃土，翻松自然土的塑性指數(shù)應(yīng)在14左右，不得使用有機(jī)質(zhì)含量大于10%的有機(jī)土。

2、機(jī)械準(zhǔn)備

施工機(jī)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(cè)，確保施工過(guò)程中施工機(jī)械能夠正常運(yùn)作，特別是施工中應(yīng)用到的沖擊成孔機(jī)械等，在確保各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備配件齊全的前提下，應(yīng)做好調(diào)試與維護(hù)作業(yè)，避免機(jī)械運(yùn)作中出現(xiàn)任何意外，造成工期延長(zhǎng)與降低工作效率。

3、其他準(zhǔn)備

施工前應(yīng)進(jìn)行地基土與樁孔填料擊實(shí)試驗(yàn)，選用地基原土樣進(jìn)行輕型擊實(shí)試驗(yàn)，這樣可以獲得土的最佳含水量與最大干容量，重型擊實(shí)試驗(yàn)應(yīng)遵循灰土體積配合比2：8進(jìn)行，并獲得灰土材料的最佳含水量與最大干容重。

三、濕陷性黃土地區(qū)高層建筑地基處理施工工藝

1、試樁

在施工前，應(yīng)先進(jìn)行成孔、夯填工藝和擠密效果等試驗(yàn)，然后對(duì)分層填料的厚度和相應(yīng)的夯擊次數(shù)、一次成樁的長(zhǎng)度和振動(dòng)錘功率等進(jìn)行確定。只有確定試樁各參數(shù)后，才可以進(jìn)行規(guī)模施工。主要試驗(yàn)內(nèi)容：樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、符合地基荷載試驗(yàn)以及單樁承載力試驗(yàn)。如果一次試驗(yàn)不成功，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行改裝或更換，并對(duì)施工方法進(jìn)行改變，設(shè)置兩次或多次試樁，直到全部試樁達(dá)到施工的要求。

2、場(chǎng)地平整

在施工前，施工人員要對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理和平整，這樣以來(lái)便于大噸位樁機(jī)的移機(jī)，確保樁的垂直度，同時(shí)要采用防護(hù)措施確保施工的安全。

3、機(jī)械安裝

施工前，應(yīng)組織經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員對(duì)到達(dá)場(chǎng)地的設(shè)備進(jìn)行安裝，必須確保樁管的垂直，當(dāng)發(fā)現(xiàn)損件時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行維修和更換，從而確保施工順利地進(jìn)行。

4、定位測(cè)量

施工前，施工人員應(yīng)按照施工圖紙對(duì)軸線進(jìn)行定位，只有監(jiān)理驗(yàn)線合格后，才可以進(jìn)行樁位放樣，軸線測(cè)量的精度和樁位放樣必須符合施工的要求。

5、垂直度的校正

當(dāng)樁機(jī)就位后，應(yīng)對(duì)樁管的垂直度進(jìn)行校正，確保樁尖和樁中心在同一直線上，從而確保樁身施工的垂直度。

6、沉管成孔

（1）待樁機(jī)就位平穩(wěn)后，不得有移動(dòng)、傾斜現(xiàn)象的發(fā)生，則樁管與樁孔相對(duì)應(yīng)。

（2）在施工開(kāi)始時(shí)，應(yīng)輕擊慢沉。當(dāng)樁管方向穩(wěn)定后，按照正常的速度進(jìn)行沉管。

（3）當(dāng)樁管沉到設(shè)計(jì)深度后，要及時(shí)將樁管拔出，不得在土中擱置太久。如果拔管較難，可以先使用水浸潤(rùn)樁管周圍的土層，然后旋轉(zhuǎn)樁管拔出。

（4）當(dāng)成孔后，要及時(shí)對(duì)樁孔質(zhì)量進(jìn)行檢查，對(duì)孔徑和深度進(jìn)行觀測(cè)，看偏差是否超過(guò)容許值，輕微縮頸可削擴(kuò)至能滿足填夯施工。

7、填夯施工

在填夯施工前，應(yīng)先進(jìn)行填夯試驗(yàn)，對(duì)填料數(shù)量和夯擊次數(shù)進(jìn)行確定，按照夯實(shí)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，確保其達(dá)到施工的指標(biāo)。當(dāng)擠密成孔檢查合格后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回填夯實(shí)，應(yīng)先底夯，確保有效地進(jìn)行深度的處理，一般底夯要8次以上，直到聽(tīng)到清脆錘聲為止。然后進(jìn)行填料夯實(shí)，根據(jù)試樁所取得的參數(shù)，確定每次分層填料的厚度、夯錘的高度、夯擊的錘數(shù)，直到每層聽(tīng)到清脆錘聲，方可進(jìn)行上一層填料夯實(shí)。

8、質(zhì)量檢測(cè)

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

（2）對(duì)于復(fù)合地基承載力的檢驗(yàn)數(shù)量不得低于總樁數(shù)的0.3%，不少于3點(diǎn)，而單樁承載力的檢驗(yàn)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(shí)間進(jìn)行質(zhì)量的檢驗(yàn)。當(dāng)空隙水壓力消散且間隔時(shí)間不少于28天后，方可進(jìn)行飽和粘性土地基的檢測(cè)，而粉土、砂土和雜填土地基不得少于7天。

（4）對(duì)于樁體現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)，其主要內(nèi)容有：樁徑、樁距、樁長(zhǎng)和樁體土，可以采用鋼卷尺對(duì)樁距、樁徑進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，可以采用鉆孔取芯方法對(duì)樁長(zhǎng)、樁體土進(jìn)行檢測(cè)，采用人工探井取原狀土樣法對(duì)樁間土進(jìn)行檢測(cè)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，很多企業(yè)都在對(duì)自身施工技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，從而提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。作為濕陷性黃土地基施工的重要技術(shù)之一灰土擠密法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、施工便捷、適用范圍廣、節(jié)省材料、施工工期短等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于高層建筑地基處理施工中。該技術(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(dòng)了工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?！?/p>

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