黃土濕陷性評價與灰土擠密樁法地基處理應(yīng)用

王　爽

(陜西陜焦化工有限公司，陜西 渭南　711712)

0　引言

目前，黃土濕陷性評價被較多學者關(guān)注，大部分學者在參與評價的過程中，都爭取縮小評價差異，以便為地基處理乃至后續(xù)再次加固處理提供有力依據(jù)，該評價的準確性直接影響工程造價以及后續(xù)化工廠生產(chǎn)使用經(jīng)濟效益。分析灰土擠密樁法在地基處理中的應(yīng)用，能為地基處理工作提供實踐指導，同時，還能起到加固方法改進的作用。由此可見，該論題具有一定現(xiàn)實意義，具體探究如下。

1　黃土濕陷性評價

所謂黃土濕陷性，指的是土質(zhì)自身具有的一種特殊地質(zhì)性質(zhì)，受上部荷載、自重以及水分浸透影響，極易導致土體結(jié)構(gòu)在短時間迅速破壞，隨后突然發(fā)生大幅度沉降，這一過程即黃土濕陷性。對其進行濕陷性評價時，應(yīng)注意相關(guān)事項以及評價結(jié)果影響因素，具體介紹如下。

1.1　注意事項

實際評價的過程中，應(yīng)參照土工試驗方法標準等相關(guān)規(guī)范，準確計算土體密度、含水量、液塑限、壓縮系數(shù)、剪切試驗、固結(jié)試驗等數(shù)值，同時，全面了解項目特點，制定、優(yōu)選地基處理計劃。此外，具體分析工況條件，總結(jié)黃土濕陷性評價標準，并適時調(diào)整相應(yīng)參數(shù)值，以此縮小評判誤差。

1.2　影響因素

影響因素分為內(nèi)外兩部分，其中，內(nèi)部影響因素有礦物成分、微結(jié)構(gòu)表征以及化學成分；外部影響因素有外部載荷、水分浸透等。依據(jù)影響因素進行指標選取，影響顯著的指標有干密度、孔隙比、含水量、塑性指數(shù)，指標排列順序即對黃土濕陷性影響順序，影響由大到小。

2　濕陷性黃土地基處理方法

下文針對濕陷性黃土地基處理方法具體介紹，總結(jié)不同處理方法的優(yōu)點和不足，以便施工工程根據(jù)施工實際以及施工需要進行方法選擇，進而使所選地基處理方法的應(yīng)用優(yōu)勢能夠及時彰顯。

2.1　夯實法

這種方法即借助夯錘強有力沖擊來進行土體夯實，它細分為兩種方法，第一種方法即重錘夯實法，夯錘重量1.4 t～3 t，落距2.1 m～4.8 m，這種方法在組織水分滲透、增加干密度等方面發(fā)揮了重要作用，適于地下水位0.8 m以上、稍濕的濕陷性黃土的地基加固處理，重錘表面夯實的加固深度一般為1.2 m～2.0 m，該方法在大面積淺層地基處理中有整體性效果；第二種方法即強夯法，夯錘重量8.5 t～20.5 t，強夯法能夠改善濕陷性，能夠迫使孔隙壓縮，強夯法是我國目前最為常用和最經(jīng)濟的深層地基處理方法之一。

2.2　換填灰土法

該方法通過挖去軟土層、鋪墊灰土分層來消除濕陷量，同時，還能增強對上部荷載的地基承載力，有效避免地基變形。其應(yīng)用條件為：地下水位之上，地基厚度在1.1 m～2.9 m之間，方法應(yīng)用期間，務(wù)必做好防水工作，以免防水工作不到位出現(xiàn)土層下沉現(xiàn)象。

2.3　樁基礎(chǔ)

基礎(chǔ)樁由鋼筋及混凝土制成，這種制作材料具有良好的地基承載效果，由于受力原理存在差異，進而樁類型不相一致，常見樁類型主要有兩種，第一種即端承樁，第二種即摩擦樁。這兩種方法適用于不同種類土壤，允許較大外力施重，并且工藝相對成熟，但存在施工進程緩慢這一不足。

2.4　擠密樁法

所謂擠密樁法，指的是根據(jù)設(shè)計要求進行成孔操作，之后在樁孔內(nèi)分層進行振搗操作，填料可選擇灰土、砂石或水泥粉煤灰碎石混合料，直到符合應(yīng)用要求。在此期間，充分利用樁間土的承載力共同作用形成復(fù)合地基。該方法實際應(yīng)用的過程中，應(yīng)關(guān)注地下水含量，根據(jù)水位合理確定處理深度，一般來講，處理深度為6 m～21 m。擠密樁法對場地、土壤等應(yīng)用要求較低。

2.5　注漿法

所謂注漿法，指的是向地基孔隙注入水泥漿液，以此填充、滲透和擠密優(yōu)化土壤性質(zhì)。具體操作：利用鉆機進行打孔，借助高壓泵引導漿液噴出，并使其良好的混合于土壤，驅(qū)走土顆粒間的水分和氣體，并填充其位置，硬化后將土體膠結(jié)成一個整體，形成一個強度大、壓縮性低、抗?jié)B性高的新的土體結(jié)構(gòu)，完成地基加固任務(wù)。

3　灰土擠密樁法在地基加固中的應(yīng)用

3.1　灰土擠密樁法地基加固原理

該方法在成孔期間橫向擠密樁間土，夯填樁孔時樁體土及樁間土均受擠密作用，這一方法在濕陷性黃土地基處理中有良好的應(yīng)用效果，能夠大大增強地基承載力，確保濕陷性消除目標及時實現(xiàn)。

3.2　灰土擠密樁法地基加固應(yīng)用

3.2.1擠密效果及加固效果

常用加固處理方法主要有兩種，第一種即人工成孔，第二種即利用機械設(shè)備成孔，兩種方法相對比，后者優(yōu)越于前者，后者擠密范圍相對較大，并且濕陷性處理效果良好。擠密操作進行的過程中，如果水分過多，則樁孔回淤的幾率相對較大，進而擠密效果達不到預(yù)期，反之，水分含量較少或者接近要求的水分含量，最終擠密效果良好。

加固效果：灰土樁接觸于樁周土，膠結(jié)層緊密度良好，并且石灰顆粒能夠均勻分布，這類顆粒結(jié)合于土顆粒，二者反應(yīng)形成的碳酸鈣物質(zhì)能夠優(yōu)化膠結(jié)效果?；彝翗对邳S土地基性能調(diào)整方面有積極作用。

3.2.2載荷傳遞規(guī)律

受豎向載荷作用，灰土樁會發(fā)生壓縮變形，樁頂在1.0 d～1.5 d時間段內(nèi)的變形占全部樁身壓縮變形量的60%～85%，樁身壓縮變形層的深度為6d左右，樁身在一定深度內(nèi)產(chǎn)生壓縮變形及側(cè)向膨脹，其值上大下小，在6d～10d深度以下樁身所承受的載荷力大大減少，樁身應(yīng)力趨近于0。

3.2.3殘余濕陷性影響復(fù)合地基承載力

濕陷性除了發(fā)生于黃土地基外，還常見于復(fù)合地基，對其進行濕陷性和承載力的關(guān)系分析，了解殘余濕陷性對地基承載力產(chǎn)生的影響，能為地基加固處理提供依據(jù)。當樁心距為2.5d時，個別樁間存在浸水濕陷的幾率較高；當樁心距為2.25d時，樁間存在浸水濕陷的幾率較低，這意味著承載力以及濕陷性均能滿足施工要求；當樁心距為3.0d時，樁間存在浸水濕陷的幾率較高，并且濕陷性范圍較大，此時土體浸水濕陷會較大削弱承載力，承載力及濕陷性均不能滿足施工需要，因此，施工工程應(yīng)將樁心距控制在3.0d之內(nèi)。

3.2.4加固措施

加固操作開始之前，應(yīng)合理確定地基承載力特征值，即應(yīng)用地基容許承載力公式對其估損，據(jù)此確定基礎(chǔ)尺寸、承載力特征值、埋深參數(shù)，最后針對得到的數(shù)值檢驗分析，必要時進行數(shù)值修正。實際加固處理流程為：準備充足的拌合料，針對參與拌合的各項材料進行試驗分析，據(jù)此確定含水量和干密度；接下來進行試樁、成孔操作，妥善排列樁間間距；按照夯填成樁程序進行地基處理，首先清理底部樁孔，然后進行灰土攪拌，接下來針對樁孔做回填處理和夯實處理，最后順利成樁，在此期間，應(yīng)準備夯填機以及輔助設(shè)備，合理控制每次填料后的夯擊次數(shù)，并對夯填操作具體記錄，所記錄的內(nèi)容包括回填夯擊次數(shù)、孔錘擊次數(shù)、灰土量等；質(zhì)量控制方面，嚴格校對樁位擺放的合理性，合理控制樁孔誤差，以及放線誤差，細致檢查成孔深度、垂直度，嚴格校驗樁孔質(zhì)量；針對地基處理工作進行質(zhì)量檢驗時，首先進行濕陷性分析，然后依次進行密實度、地基承載力試驗，對比各項試驗結(jié)果與設(shè)計要求，據(jù)此檢驗加固處理措施的應(yīng)用效果。

4　結(jié)語

在評價黃土濕陷性的基礎(chǔ)上，應(yīng)用灰土擠密樁進行地基沉降處理，這一方法不僅能夠有效消除濕陷性，還能節(jié)省成本，具有良好的經(jīng)濟效果。掌握灰土擠密樁法的應(yīng)用技巧，能夠做好黃土濕陷性地基處理工作，這對施工效率提高、施工質(zhì)量優(yōu)化有重要作用。此外，相關(guān)學者應(yīng)主動學習西方國家的黃土濕陷性評價方法，探究灰土擠密樁法有效應(yīng)用途徑，這對建筑物質(zhì)量全面保障有重要作用，同時，灰土擠密樁法的應(yīng)用范圍會不斷擴大。