灰土樁強(qiáng)夯法地基處理設(shè)計(jì)方案研究

趙溫生

摘要： 本文在對(duì)建筑工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行分析了解的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑工程地基進(jìn)行施工處置，最后經(jīng)過綜合分析，采用灰土樁強(qiáng)夯法來對(duì)此建筑進(jìn)行地基處理，并且根據(jù)實(shí)際情況，研究出地基處理的設(shè)計(jì)方案和流程，以供參考。

Abstract： Based on the analysis and understanding of the geological structure of the construction project， this paper carries out the construction and disposal of the foundation of the construction project. Finally， after a comprehensive analysis， the method is adopted for the foundation treatment of the building with the method of the lime soil pile dynamic compaction. According to the actual situation， the design scheme and process of foundation treatment are studied for reference.

關(guān)鍵詞： 灰土樁強(qiáng)夯法；地基處理；設(shè)計(jì)方案

Key words： dynamic compaction of lime-soil pile；foundation treatment；design scheme

中圖分類號(hào)：TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）20-0281-02

0 引言

在當(dāng)前的建筑地基施工中強(qiáng)夯地基法是一種常見的施工方法，該方法具有良好的地基加固效果，然而對(duì)于特殊地基來說，比如一些飽和黏土和濕陷性黃土的地基等，需在該施工技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的改建，不僅要強(qiáng)夯地基加固，也要結(jié)合灰土樁提升地基處理質(zhì)量，從而確保建筑工程的安全性。

1 工程案例

本次的研究對(duì)象選為一個(gè)工業(yè)廠區(qū)的在建工程，其計(jì)劃是建設(shè)污水處理池、循環(huán)水池、檢測(cè)車間、機(jī)加工車間、維修車間等廠區(qū)。其中污水處理池基礎(chǔ)設(shè)計(jì)埋深為-5.0m，其占地面積為605.8m2；工業(yè)廠區(qū)的循環(huán)水池基礎(chǔ)設(shè)計(jì)埋深為-3.0m，其占地面積為360.2m2；工業(yè)廠區(qū)車間基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的埋深是-1.8m，結(jié)構(gòu)形式呈排架結(jié)構(gòu)，其整體占地面積約為7589.88m2。

2 地基處理方案分析比選

在綜合掌握建筑工程的地層分布情況報(bào)告和實(shí)際勘探的設(shè)計(jì)施工方案的基礎(chǔ)上，且確保技術(shù)上可行與經(jīng)濟(jì)上合理的條件下，綜合對(duì)比分析其地基處理施工方案和地基處理施工方式，最終確定在地基施工處理時(shí)采取灰土樁強(qiáng)夯法，通過對(duì)設(shè)計(jì)方案的分析和對(duì)比，得出如下結(jié)論：

2.1 地基處理方案分析

在實(shí)際勘察中我們發(fā)現(xiàn)，污水處理工程計(jì)劃建造區(qū)域存在一個(gè)八米左右的人工堆積素填土，且其特點(diǎn)表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)稀松，土堆的總體力學(xué)性質(zhì)較差。由于待處理的土層較厚，通過強(qiáng)夯法處理的造價(jià)偏高，另外強(qiáng)夯法僅可用于土層厚度小于等于5m的土層，所以，此方法無法滿足施工要求。綜上所述，勘探報(bào)告中提到的置換強(qiáng)夯法不可行[1]。且由于人工堆積的素填土沉積時(shí)間較短，其土質(zhì)稀松，濕度為7%左右，無法滿足設(shè)計(jì)承載力的要求和基本防水要求，因此強(qiáng)夯法來夯壓地基不可行。

2.2 腐蝕性分析

通過勘探報(bào)告得知，本工程所在地的土壤呈酸性，土壤的種類為中等亞硫酸鹽漬土，其表現(xiàn)出一定的酸性和腐蝕性，對(duì)灰土樁具有腐蝕作用，而消石灰為堿性，通過水可與酸中和——與亞硝酸鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可有效減輕灰土樁被腐蝕的程度，符合樁體強(qiáng)度使用需求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其原因如下：①由于回填土中的水分不大，所以化學(xué)反應(yīng)的速度和強(qiáng)度也較低，通過設(shè)計(jì)承載力需求可知，3∶7配合比的灰土樁已經(jīng)可以滿足使用需要，但由于此過程仍存在緩慢的化學(xué)反應(yīng)，所以將灰土配合比進(jìn)行小幅度的微調(diào)，來確保即便存在化學(xué)反應(yīng)，也仍可符合設(shè)計(jì)需求。②由于該地區(qū)濕度較小，降水量較小并且水分揮發(fā)量較大，在此種情況下，經(jīng)過強(qiáng)夯法進(jìn)行處理過的回填土的密度會(huì)變大，故水分滲入量較低，同時(shí)其化學(xué)反應(yīng)的速度強(qiáng)度也一樣較弱，所以，該化學(xué)反應(yīng)對(duì)灰土樁產(chǎn)生的影響很小。③在處理地基時(shí)，會(huì)在已有的灰土樁上再鋪蓋一層特定厚度的灰土墊層，如此可以將上層的水分隔離，從而使降低下層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的條件?；谌缟系木C合分析得知，在此區(qū)域的土質(zhì)條件下，灰土樁受鹽漬土影響不大，地基處理方案可以選擇此方法進(jìn)行地基處理。

2.3 地基設(shè)計(jì)方案的選定

通過如上的綜合對(duì)比分析，本工程的地基處理可通過灰土樁強(qiáng)夯法進(jìn)行施工處理，此方法可在節(jié)約成本的同時(shí)又能保證整體的施工處理效果，土體可在施工現(xiàn)場(chǎng)就地取材，只需再另行購(gòu)買石灰即可；施工現(xiàn)場(chǎng)中，各部分基礎(chǔ)掩埋深度不一，就埋深較淺的基礎(chǔ)，經(jīng)過強(qiáng)夯后在其上鋪設(shè)3：7的灰土墊層，如此可在符合設(shè)計(jì)需求的前提下增強(qiáng)基底的土層承載力；通過灰土樁強(qiáng)夯法來對(duì)地基進(jìn)行處理可提升樁間土的應(yīng)力承載值和密度，通常，經(jīng)過處理后的應(yīng)力承載值為處理之前的1.5至2倍[2]。

3 地基處理設(shè)計(jì)

通過了解建筑工程計(jì)劃建造的區(qū)域與施工需求，可以把整個(gè)建筑區(qū)域做為一個(gè)整體的塊進(jìn)行挖掘，挖掘深度2m。針對(duì)掩埋深度不一的基礎(chǔ)，通過異樣的方法進(jìn)行施工處理，工業(yè)廠區(qū)車間與循環(huán)水池的基礎(chǔ)掩埋深度較淺，通過強(qiáng)夯法處理后，鋪墊3：7的灰土墊層，然后再分層碾壓，直到達(dá)到設(shè)計(jì)需求的高度。針對(duì)于基礎(chǔ)深的工業(yè)廠區(qū)建筑而言，可以通過灰土樁強(qiáng)夯法來對(duì)地基進(jìn)行施工處理，在地基通過強(qiáng)夯法處理后，再進(jìn)行灰土樁施工，然后在其上鋪墊一層一定尺寸的灰土墊層。因?yàn)槲鬯幚沓氐幕A(chǔ)掩埋深度較深，在計(jì)劃挖深的程度上再向下挖深2m，從而再進(jìn)行強(qiáng)夯處理，待完工后，將地基向下挖掘到設(shè)計(jì)標(biāo)高下40cm，然后鋪設(shè)3：7的灰土墊層，再進(jìn)行分層碾壓，直到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.1 強(qiáng)夯處理設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)強(qiáng)夯參數(shù)時(shí)，可通過試夯法來實(shí)現(xiàn)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求，將夯能設(shè)定在2000kN·m，并且，兩個(gè)夯點(diǎn)之間設(shè)定的距離為6m，夯點(diǎn)的布置方式呈正矩形排列布置，在進(jìn)行試夯時(shí)，前兩遍采用點(diǎn)夯的方法，第三遍采用滿夯的方法，在統(tǒng)計(jì)點(diǎn)夯次數(shù)時(shí)，要將最后兩次的夯沉量不大于5cm為有效統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，兩次夯擊需要通過交錯(cuò)的方式進(jìn)行，在檢測(cè)滿夯次數(shù)時(shí)要在第二次試夯之后的7天內(nèi)完成所有檢測(cè)，也可以在深度不小于4m下完成抽樣、完成檢測(cè)，如果抽樣的數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)要求則視為合格。另外，在設(shè)定強(qiáng)夯數(shù)值時(shí)，可先考察附近相同類型的工程場(chǎng)地賦值情況，然后再根據(jù)已用數(shù)值調(diào)教自用數(shù)值，但是，調(diào)教后的數(shù)值必須符合設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)需求。

3.2 灰土樁及灰土墊層處理設(shè)計(jì)

在通過灰土樁來對(duì)地基進(jìn)行處理時(shí)，可以通過鉆孔成孔的辦法來處理，通過了解現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)情況，孔徑的尺寸設(shè)定為600mm，進(jìn)入持力層的灰土樁長(zhǎng)度為50cm，通過地質(zhì)報(bào)告可以了解到圓礫層的深度，再根據(jù)不同的深度來對(duì)不同區(qū)域之間的灰土樁確認(rèn)長(zhǎng)度，灰土樁的布置方式呈正矩形，其灰土樁之間的間隔為1.6m。在確定了灰土樁的長(zhǎng)度和灰土樁之間的距離后，把水和消石灰以特定比例3∶7來復(fù)和攪拌，攪拌完成后再注入到樁洞內(nèi)，然后在通過錘擊的方法使其形成樁[3]。在動(dòng)工之前，要確保錘的重量8kN至15kN之間，錘的垂直起升要不小于2m，并通過自由落體的方式進(jìn)行夯壓，通過若干次夯壓之后，再將水和消石灰的復(fù)合物注入，其厚度不大于50cm，通過若干次夯壓注料后形成復(fù)合基礎(chǔ)，如此則強(qiáng)化了整體地基的負(fù)載力。

3.3 地基處理工程量

對(duì)本工業(yè)廠區(qū)的工程總體進(jìn)行強(qiáng)夯處理，強(qiáng)夯總面積為7783.73m2，其設(shè)計(jì)灰土樁孔徑為600mm，灰土樁的布置方式呈正矩形，每條邊朝外側(cè)擴(kuò)充1排灰土樁體。其工業(yè)廠區(qū)的污水處理池所需要的灰土樁數(shù)量為320顆，每個(gè)灰土樁的長(zhǎng)度為4.5m，總注入長(zhǎng)度為1440m。對(duì)于處理整個(gè)灰土墊層的工程量而言，需要對(duì)其強(qiáng)夯的夯入深度估值，工業(yè)廠區(qū)的污水沉淀池的基礎(chǔ)掩埋深度較深，所需的回填碾壓量為343m3，工業(yè)廠區(qū)的車間與循環(huán)水池的基礎(chǔ)掩埋深度較淺，合計(jì)回填碾壓量為3947.42m3。此工程合計(jì)需要回填碾壓量為4290.42m3。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過結(jié)合施工設(shè)計(jì)原則，經(jīng)過綜合分析此建筑工程的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況后，處理地基采用了灰土樁強(qiáng)夯法，在此過程中，要求嚴(yán)格依照國(guó)家所設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行施工處理，待完工后，再通過檢測(cè)強(qiáng)夯地基和樁間土的載荷值是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以此確保地基的總體質(zhì)量，保證承載力滿足設(shè)計(jì)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯樹勇.強(qiáng)夯結(jié)合灰土樁法地基處理設(shè)計(jì)探索[J].科技資訊，2012（20）：75-76.

[2]王聰敏.強(qiáng)夯結(jié)合灰土樁法地基處理設(shè)計(jì)探索[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2013（12）：186.

[3]辛瑞鈞.強(qiáng)夯結(jié)合灰土樁法地基處理設(shè)計(jì)探索[J].大科技，2015（12）：277.