談灰土擠密樁處治濕陷性黃土地基施工

牛 國(guó) 江

(山西運(yùn)城路橋有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000)

0 引言

在我國(guó)的華北、西北等地區(qū)會(huì)有濕陷性黃土，因?yàn)闈裣菪渣S土有孔隙率較大和干密度較小的特點(diǎn)，水對(duì)這種土地的影響嚴(yán)重，在水分大的情況下自身重量會(huì)變得特別大，這樣很容易發(fā)生濕陷變形，土地沉降，發(fā)生這樣的情況對(duì)地上的建筑物有著毀滅性的打擊。近些年來(lái)，灰土擠密樁在處理松軟型土地時(shí)，會(huì)被當(dāng)做一種經(jīng)濟(jì)有效處理地基的方式，原因是其在施工時(shí)工期短，施工成本低，施工時(shí)需要的設(shè)備少而且簡(jiǎn)單操作，成品的地基可靠，施工中會(huì)使用大量的工業(yè)廢料，能使工業(yè)廢料二次利用。灰土樁除了能夠消除濕陷性黃土的濕陷性以外，還能夠讓灰土樁和擠密土構(gòu)建成復(fù)合型地基，以此來(lái)提高地基能夠承受建筑傳來(lái)的力，提升地基的強(qiáng)度，降低地基的變形等工程特點(diǎn)。

制作灰土樁的材料主要有土與白灰，取材容易，造價(jià)低，適用的范圍廣泛，能夠在深層加密地基中使用?；彝翗妒┕ひ话阋苑磸?fù)碾壓或者使用機(jī)器對(duì)土地夯實(shí)的方法，給土地夯實(shí)加密，這種方式在處理1 m～3 m時(shí)使用。另一種方法是灰土擠密樁法擠密土地，這種方法一般是向樁孔中添加2∶8或者是3∶7的灰土，這樣做可以在制作地基時(shí)不用挖出大量的土方，這種方法適合厚度自重大或者非自重濕性黃土地。民用建筑一般在中高層或者高層建筑中使用灰土擠密樁法制作地基，特別是那些施工現(xiàn)場(chǎng)小，施工場(chǎng)地?zé)o法堆放的那些工程，這樣灰土擠密樁法有著更大的優(yōu)勢(shì)。

1 灰土樁的加固效果

樁成型后使用兩年的灰土樁比設(shè)計(jì)時(shí)增加了1.5 cm左右，增大的原因主要是在沖擊成樁時(shí)，樁的孔洞附近土地不能夠抵擋沖擊力作用下發(fā)生變形而產(chǎn)生擠壓和土壤大量吸水后體積變大。灰土樁的膨脹量小于石灰樁的膨脹量，原因是石灰樁中的主要材料在吸收到水后會(huì)發(fā)生膨脹，而灰土樁中的主要材料在吸收到水之前已經(jīng)基本都熟化了，所以它的膨脹量能夠忽略不計(jì)?；彝翗逗蜆吨車耐寥滥軌蚓o密的結(jié)合到一起，在樁的周圍形成膠結(jié)層?；彝翗吨械氖翌w粒能夠有效的在土壤中起到作用，一部分石灰顆粒和周圍土壤發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成碳酸鈣等膠結(jié)物質(zhì)，把樁與土壤緊密的連接到一起，增加了地基的強(qiáng)度。

2 灰土樁樁周土的擠密效果

人工制作的樁孔擠密灰土樁因?yàn)橹谱骺兹菀?，使用的機(jī)械簡(jiǎn)便，產(chǎn)生的噪聲小等一些特點(diǎn)，而且使用灰土樁也比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，所以在很多地基制作中得到廣泛的使用。灰土樁對(duì)于樁周圍的土壤擠密的效果不是特別大，距離灰土樁各個(gè)距離處的土壤干密程度的差別不是很大，灰土的壓縮性改良也不是特別大，樁與樁之間土的壓縮系數(shù)要比原始土的壓縮系數(shù)小很多，壓縮模量要比天然的土壤大。樁與樁之間的土壤抗剪強(qiáng)度比較大，有著非常好的抗剪性。樁與樁之間的土壤有著非常明顯的硬化現(xiàn)象，相比于天然土壤，樁與樁之間的土壤抗剪強(qiáng)度更大。這是因?yàn)榫嚯x灰土樁越近，天然土壤被灰土樁擠密效果越好，經(jīng)過(guò)擠密以后天然土壤的原始結(jié)構(gòu)被灰土樁給破壞，孔隙比變得更小，土壤密度變大，土壤原有的濕陷性被消除，在剪切的過(guò)程中發(fā)生了剪縮，擠密的強(qiáng)度得到加大，使得地基的承載力得到了顯著的提升。

3 灰土擠密樁設(shè)計(jì)

3.1 施工工藝流程

開(kāi)始挖掘基坑→平整基坑底部→根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙把樁位確定，放線→打樁機(jī)入場(chǎng)，就位→把振動(dòng)套放置到略深于設(shè)計(jì)標(biāo)高處→提高內(nèi)管，露出投料口→經(jīng)過(guò)計(jì)算把料攪拌均勻然后一次性將料投放進(jìn)去→把內(nèi)管下入至灰土頂面→把套管提起讓灰土進(jìn)入土中→使用振動(dòng)錘把土地夯實(shí)→夯實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度→使用素土壓頂。

3.2 樁孔直徑

在選擇樁孔的直徑時(shí)，應(yīng)考慮使用的施工機(jī)械能力和地基土壤原始的密度。如果采用的樁徑過(guò)小，就必須使用更多的樁才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這樣就會(huì)增加打樁時(shí)和回填土?xí)r的工作量；如果使用的樁直徑過(guò)大，就會(huì)使樁與樁之間土壤的擠密效果不好，均勻程度也不好，不能達(dá)到完全能夠消除濕陷性，與此同時(shí)樁的直徑越大，成孔機(jī)械所需要的能量要求也會(huì)更大，在振動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)周圍的建筑物會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響。總之，在選擇使用什么型號(hào)的樁時(shí)應(yīng)該考慮以上的因素然后選擇一個(gè)最為合適的，現(xiàn)階段一般會(huì)選用0.3 cm～0.6 cm的樁徑。

3.3 樁距估算

樁距在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮樁與樁之間土壤擠密后是否能夠符合所需要的密實(shí)度來(lái)消除黃土濕陷性，能夠滿足承載力的要求。假如在設(shè)計(jì)樁距時(shí)，設(shè)計(jì)的偏小，容易造成縮頸，形成孔的施工難度大等問(wèn)題，造成樁與樁之間的土壤拱起，應(yīng)力被釋放，工程所需的成本也會(huì)提高。如果是樁距在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)的比較大，就會(huì)對(duì)樁與樁之間的土壤擠密效果產(chǎn)生影響，不能達(dá)到國(guó)家的規(guī)范要求，使工程存在隱患，無(wú)法交工，甚至是導(dǎo)致整個(gè)工程宣告失敗，推倒重做。

樁之間的距離不同，對(duì)灰土擠密樁的擠密效果有很大的影響。在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分的考慮清楚施工環(huán)境和在施工中會(huì)發(fā)生的情況等等因素，根據(jù)情況估計(jì)樁距，然后對(duì)得出的樁距進(jìn)行試驗(yàn)，在反復(fù)試驗(yàn)中得到最適合的樁距，得到最好的擠密效果。

3.4 樁孔深度

樁孔的設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)工程建筑物對(duì)地基的要求，綜合很多因素考慮以后得出結(jié)論。對(duì)于非自重濕陷性黃土地基，其處治厚度應(yīng)為基礎(chǔ)下土的濕陷小于附加壓力和上覆土飽和自重的總和，或者是附加壓力等于土的自重25%處，樁的長(zhǎng)度一般從基礎(chǔ)開(kāi)始算不宜小于3 m。如果處治的深度太小，這樣使用樁擠壓就是不經(jīng)濟(jì)的，以現(xiàn)在的施工能力，樁孔深度能夠達(dá)到12 m～15 m左右。

4 灰土擠壓樁施工注意事項(xiàng)

在擠壓樁的施工過(guò)程中，機(jī)械會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，但是這對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的建筑物產(chǎn)生的影響是非常小的，對(duì)一般的磚混結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的影響幾乎是沒(méi)有的，對(duì)一些老舊的土坯房和臨時(shí)搭建的房屋會(huì)產(chǎn)生一些墻皮脫落或者墻體開(kāi)裂的現(xiàn)象，影響不單單與距離有關(guān)。另外，在擠密成孔的施工過(guò)程中一定要注意漏孔和錯(cuò)孔等現(xiàn)象，在成孔以后要及時(shí)的檢查施工的質(zhì)量，做好施工記錄，如果遇到沉管成孔和拔孔困難的情況時(shí)，可在樁的尖部與樁管處設(shè)置寬5 cm，厚1.2 cm左右環(huán)箍，這樣能夠有效的減輕沉管和拔管中遇到的困難。還要嚴(yán)格注意灰土的配合比，配合比必須要符合設(shè)計(jì)要求，石灰粉，土都應(yīng)該篩選一遍，要及時(shí)的回填和夯實(shí)，不能等到第二天。最后需要給樁孔填料和進(jìn)行夯實(shí)，這個(gè)過(guò)程中一定要認(rèn)真和細(xì)心，在施工的過(guò)程中可以做夯填的試驗(yàn)，以此確定合理的填料數(shù)量和需要夯擊的次數(shù)，保證夯填的質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

灰土擠密樁地基因?yàn)槠涫┕ず?jiǎn)單，造價(jià)低，在濕陷性黃土地區(qū)廣泛的被使用。但是隨著我國(guó)的建筑規(guī)模在不斷地?cái)U(kuò)大，建筑地基所需要的承載力要求也越來(lái)越高，一些承載力和性能更好的地基也不斷地出現(xiàn)，灰土擠密樁的應(yīng)用范圍有所減小。但是濕陷性黃土地區(qū)的多層，中高層民間和工業(yè)建筑還是會(huì)采用這種施工工藝。