濕陷性黃土地區(qū)高層建筑地基處理方法探討

喬全越 于歡

摘 要： 灰土擠密樁通過擠密作用，不僅使?jié)裣菪渣S土達到了最大干密度指標，還使黃土路基的濕陷性得到了有效的消除，提高了地基的承載能力和水穩(wěn)性，確保了整個工程的質(zhì)量。同時，灰土擠密樁施工無需開挖回填，能夠縮短施工工期，并且填孔材料能夠就地取材，施工成本較低。因此，灰土擠密樁在我國濕陷性黃土路基處理中得到了廣泛的應用，并取得了良好的成效。為此，本文在充分了解濕陷性黃土特征的基礎上，對結(jié)合具體工程情況，對灰土擠密樁的加固原理及濕陷性黃土地區(qū)高層建筑地基處理要點進行了分析與探討。

關鍵詞： 濕陷性黃土；高層建筑；灰土擠密樁

一、濕陷性黃土的特征

1、濕陷性。當黃土受到自然地表水的侵蝕時，黃土中的易溶鹽類溶解，會破壞顆粒間的膠合作用力，從而導致土粒懸浮于水中。當再次沉積時，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)，這為水的進一步侵蝕提供了條件，空隙間通過連通和擴展，會導致大孔隙和陷穴的出現(xiàn)。經(jīng)過外荷載作用，會破壞土體結(jié)構(gòu)，這樣會造成大量、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。當濕陷性黃土遇到水時，會產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，而干燥后會產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，通過多次反復作用，會導致裂紋的形成，然后剝落，這樣會對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴重地影響。

4、崩解性。當濕陷性黃土浸入水中時，會很快產(chǎn)生崩解現(xiàn)象，這對路基的強度和穩(wěn)定性會產(chǎn)生較大的影響。

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

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

二、灰土擠密樁的加固原理

灰土擠密樁最早產(chǎn)生于前蘇聯(lián)，主要用于黃土地基濕陷性消除方面，到20世紀中期才得到了逐步推廣及大量使用。灰土擠密樁是指在地基土上通過沖擊進行擠土成孔，隨后將灰土夯填到孔內(nèi)以此成樁。成孔過程中，樁孔位置的土將由側(cè)邊不斷擠出，進而能夠擠密樁附近的土。灰土擠密樁能夠充分混合各類比例的熟石灰和土，且利用多種方法向孔內(nèi)夯入灰土。其加固原理為，其一利用成孔與夯實地基土被擠壓成孔，促使樁孔中的土體由側(cè)面擠出，此時壓縮、擾動與重塑為樁附近土體的主要狀態(tài)，如土體擠密到相應程度，即可消除其濕陷性；其二作為一種氣硬性膠凝物質(zhì)，石灰是最常用的一種建筑材料。當充分混合熟石灰和土后，就會出現(xiàn)一系列物理化學反應，進而有硅酸鈣等水化物等生成，待其凝結(jié)后即可形成具備較高強度的樁體，當樁體與土體（擠密后）相互結(jié)合，即可形成復合地基。

三、濕陷性黃土地區(qū)高層建筑地基處理要點分析

某工程地基處理選取鉆孔夯密樁，該場地具有較為平坦的地勢。因河流沖擊與山谷洪流作用，在地貌上該廠區(qū)可看做是山澗河谷地貌。由上到下場地地層可分為：填土層—黃土狀粉土—卵石層。該場地具有14.4到24.5m厚的濕陷性黃土層，其自重陷量計算為11.3到109.58cm，總濕陷量范圍為31.96至281.70cm，屬于自重濕陷性黃土場地，III至IV為其濕陷等級。

1、施工準備

施工前期，需對挖方施工位置進行土方開挖施工，需向灰土樁設計頂標高位置進行開挖，且通過平地機進行整平施工，隨后做好灑水碾壓工作。施工前期按照設計圖紙、水準基點及施工控制點等進行放線，先在允許范圍內(nèi)控制誤差，且設置好控制樁。按照具體施工情況，樁位由全站儀進行測放，且做好相應的標注，及進行白石灰撒布。施工階段常常會出現(xiàn)土體擠壓等問題，這就要求在施工樁前必須復核樁位的準確性，且對所有軸線控制點進行復核。在對現(xiàn)場場地標高進行準確測量后，需根據(jù)圖紙要求，對其他有關位置的標高進行準確計算。

2、布點

樁位平面布置選取正三角形（尺寸為80x80cm），縱軸以路線走向為主、橫軸為路基橫斷面，根據(jù)設計樁數(shù)、詳細編號等在計算機CAD內(nèi)進行樁位布設圖的繪制，且在實地內(nèi)放樣布點。

3、消解生石灰

熟石灰為灰土樁所需的石灰材料，因該工程需大量石灰材料，如以傳統(tǒng)人工方式消解石灰，則存在諸多缺點，如較大占地面積、較低消解施工效率及極大污染等，為此應選取專用石灰粉碎消解機進行施工。

4、拌和灰土

拌和灰土，要求按照3：7進行灰與土的拌和，拌和時要求其具有最佳含水量，通常在15%到18%范圍。

5、成孔

沉管成孔為灰土擠密樁施工成孔的主要方式，要求利用履帶式灰土打樁機（2.5t錘頭重量）把樁管向土層內(nèi)打入，其深度應與設計深度相符，隨后將樁管拔出，隨即成孔。該方式成孔形狀極為規(guī)整，極易掌握其擠密效果與施工工藝，其缺點為因樁架高度問題成孔深度極易受限。在成孔施工中，其順序為由外側(cè)到里面，一排需間隔1到2個孔進行施工，防止由于振動擠壓等問題，導致相近孔出現(xiàn)坍塌等現(xiàn)象。

6、夯實

回填灰土樁樁體施工前期，要求按照夯實機配置情況等進行壓實度試驗，以此對虛填厚度、夯擊次數(shù)等加以準確確定。要求將檢測后的壓實度作為夯實施工的重要依據(jù)。

（1）控制夯實機具。自動回填夾桿錘夯實機、人工回填夾桿錘夯實機為夯實機具的主要類型。在本次施工中，應確保其具有良好工作性能，且夯錘提升高度滿足設計規(guī)定，要求夯擊施工落體狀態(tài)具有豎直、自由等特點。

（2）控制夯實厚度及夯實遍數(shù)。根據(jù)10cm虛填應用的夯擊次數(shù)進行夯實厚度的準確確定，具體施工環(huán)節(jié)回填施工以人工位置，虛填5cm為各次回填量，根據(jù)試驗得出的結(jié)構(gòu)進行夯擊次數(shù)的有效控制。且按照試驗進行自動回填灰土流量的確定，此時應焊牢自動回填機的出料口，防止因人為問題對灰土流量造成影響。

7、灰土擠密樁施工質(zhì)量的檢測

（1）在施工前，應對樁尖土進行標準灌入的試驗，對各土層強度增長情況進行比較，從而對土層的承載力進行判定。

（2）對于復合地基承載力的檢驗數(shù)量不得低于總樁數(shù)的0.3%，不少于3點，而單樁承載力的檢驗數(shù)量不得低于總樁數(shù)的2%。

（3）在施工后，應間隔一定的時間進行質(zhì)量的檢驗。當空隙水壓力消散且間隔時間不少于28天后，方可進行飽和粘性土地基的檢測，而粉土、砂土和雜填土地基不得少于7天。

（4）對于樁體現(xiàn)場的檢測，其主要內(nèi)容有：樁徑、樁距、樁長和樁體土，可以采用鋼卷尺對樁距、樁徑進行現(xiàn)場測量，可以采用鉆孔取芯方法對樁長、樁體土進行檢測，采用人工探井取原狀土樣法對樁間土進行檢測。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市建設力度越來越大，進而推動了建筑行業(yè)的快速發(fā)展。濕陷性黃土地基作為建筑工程的常見地基類型，在該區(qū)域施工工程建設難度大，且對地基承載力的要求較高，為了消除或降低濕陷性黃土地基在施工后因過大荷載導致不均勻沉降問題，就必須加強地基承載力處理，而灰土擠密樁這種復合地基具有易于施工，處理土層效果好，取材經(jīng)濟等優(yōu)點故常用來處理濕陷性黃土。

參考文獻

[1]龔貴林.換填法與灰土擠密樁法處理濕陷性黃土地基試驗研究[D]. 蘭州交通大學 2015.

[2]郭小云，王敏，閆嘉慶，相興華，白曉紅. 灰土擠密樁法和強夯法處理濕陷性黃土地基的效果對比[J]. 施工技術. 2012（19）.

[3]邵生俊，楊春鳴，馬秀婷，陸斯. 黃土的獨立物性指標及其與濕陷性參數(shù)的相關性分析[J]. 巖土力學. 2013（S2）.

[4]何斌，姜軍周.灰土擠密樁及在處理濕陷性黃土地基中的應用[J]. 山西建筑. 2010（17）.

[5]張峰.灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基的工程實例及分析[J]. 甘肅科技. 2011（23）.