灰土樁強(qiáng)夯法地基處理設(shè)計(jì)方案分析

任 強(qiáng)

(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030009)

灰土強(qiáng)夯法是地基處理建設(shè)當(dāng)中非常重要的方法，具有加固地基的效果的作用。在傳統(tǒng)的地基加固方法面對濕陷性黃土與飽和度較高的黏土，無法有效的對其加固，但將灰土樁與傳統(tǒng)的地基強(qiáng)夯法相結(jié)合，可以妥善的解決此類問題，確保工程整體的穩(wěn)固性與安全性[1]。鑒于此，本文將詳細(xì)地分析灰土樁強(qiáng)夯法地基處理設(shè)計(jì)方案。

1 灰土樁強(qiáng)夯法地基處理示范案例

在某工業(yè)區(qū)內(nèi)需要擬建一處工廠，其中廠區(qū)的建設(shè)由機(jī)加工車間、維修車間、檢測車間、污水處理池、水循環(huán)池等區(qū)域。在工廠各個(gè)功能區(qū)的建設(shè)面積要求上，水循環(huán)池的基礎(chǔ)埋深為-3 m，面積需要到360.19 m2；車間的基礎(chǔ)埋深為-1.81 m，整體面積需要達(dá)到7 589.9 m2；污水處理池的基礎(chǔ)埋深為-5.01 m，面積需要到達(dá)604.9 m2。

2 灰土樁強(qiáng)夯法地基處理分析

地基方案的選擇，具體要取決于現(xiàn)場的實(shí)際情況，考察地層的分布，并根據(jù)建筑的設(shè)計(jì)要求、施工技術(shù)、造價(jià)成本等綜合因素，設(shè)定合理的方案。施工人員在地基的處理過程中，需要對地基的處理方式與方案進(jìn)行分析、對比，主要對地基處理方案與腐蝕性進(jìn)行詳細(xì)的分析，進(jìn)而選擇灰土樁強(qiáng)夯法處理地基。

2.1 分析地基處理方案

在分析地基處理方案的過程中，通過現(xiàn)場工程的勘查報(bào)告了解到在污水處理池?cái)M建場地上約有7.8 m2的人工填土，填土的土質(zhì)結(jié)構(gòu)不佳，較為松散且力學(xué)性質(zhì)不高，土層結(jié)構(gòu)也較為厚重。為此在污水處理池地基的處理過程中，首要重點(diǎn)是增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性，僅依靠強(qiáng)夯法雖然能夠起到一定的地基加固作用，但整體成本較高，夯實(shí)土層的厚度局限為5 m之內(nèi)，性價(jià)比不高，無法滿足施工的要求。此外，回填土堆積時(shí)間較短，含水量達(dá)6.9%左右，強(qiáng)夯法無法滿足其防水與承載力要求。

2.2 分析腐蝕性

在腐蝕性的分析上，通過現(xiàn)場的實(shí)地勘察報(bào)告可以得知，在部分廠區(qū)的地基回填中，使用了含有亞硫酸鹽的漬土，導(dǎo)致土體具有一定的腐蝕性。在地基建設(shè)完畢后，腐蝕性土體會(huì)導(dǎo)致灰土樁被不斷地腐蝕。在此種情況，水、消石灰、亞硝酸鹽之間的化學(xué)反應(yīng)，生成新的化學(xué)物，降低腐蝕性漬土的影響，促使灰土樁滿足施工設(shè)計(jì)需求[2]。在此示范案例中，選用灰土樁強(qiáng)夯法地基處理方法具有以下幾方面的原因：

1)回填土的水分含量。

回填土的水分含量較低，水量的不充足導(dǎo)致相關(guān)化學(xué)反應(yīng)不足。通常情況下，3∶7配比的灰土樁已經(jīng)能夠滿足地基設(shè)計(jì)的承載需求。但施工人員在施工的過程中，要綜合考慮到回填土中含有一定量的水分，即使化學(xué)反應(yīng)微弱仍然會(huì)影響灰土樁的強(qiáng)度，因此要對配比進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，避免化學(xué)反應(yīng)帶來的地基腐蝕與損壞。

2)擬建設(shè)廠區(qū)的氣候。

擬建設(shè)廠區(qū)的氣候具有降水小、蒸發(fā)量大、氣候干燥的特征。在此種氣候條件下，利用灰土樁強(qiáng)夯法處理過的回填土相對密度大，土質(zhì)夯實(shí)度高且含水量小，以至于相關(guān)化學(xué)反應(yīng)小，對于灰土樁的影響程度有限。

3)灰土樁強(qiáng)夯法技術(shù)。

在針對擬建廠區(qū)的地基進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)在灰土樁的頂部放置灰土墊層，能夠起到一定的隔離作用，將空氣中的水分與其隔離，降低化學(xué)反應(yīng)效果。

通過以上分析可以得知，根據(jù)擬建廠區(qū)的土質(zhì)結(jié)構(gòu)、氣候條件、水分含量、施工技術(shù)，亞硫酸鹽的漬土對于灰土樁的影響十分有限。因此施工人員在對擬建設(shè)廠區(qū)進(jìn)行地基處理的過程中，可以采用灰土樁強(qiáng)夯法，增強(qiáng)地基的整體穩(wěn)固性。

2.3 設(shè)計(jì)方案選定優(yōu)勢

在擬建廠區(qū)利用灰土樁強(qiáng)夯法進(jìn)行施工處理具有以下幾點(diǎn)處理優(yōu)勢：

1)地基的整體處理效果佳，成本低且性價(jià)比高。施工人員在施工的過程中只需要采購石灰即可，可以在施工現(xiàn)場采取土體。

2)滿足基地的土層強(qiáng)度要求，雖然擬建廠區(qū)域不同功能地區(qū)的基礎(chǔ)埋深有所差異，但在埋深淺的區(qū)域，施工人員可以在夯實(shí)土體的基礎(chǔ)之上，按照3∶7的比例鋪設(shè)一定厚度的灰土墊，起到加固基地的作用。此外，利用強(qiáng)夯法處理過的地基穩(wěn)定性與強(qiáng)度明顯增加，其承載負(fù)荷能力通常是未處理前的1.5倍～2倍。

3 擬建廠區(qū)地基處理設(shè)計(jì)

根據(jù)擬建廠區(qū)域的施工需求以及相關(guān)區(qū)域特征，施工人員在施工的過程中可以將整體建設(shè)區(qū)域作為一個(gè)建筑平面，整體開挖基坑，并確保其深度達(dá)到2.2 m。由于廠區(qū)的各個(gè)功能區(qū)對于埋深都有一定的要求，可以根據(jù)其具體的埋深要求進(jìn)行相應(yīng)的處理。根據(jù)示范案例可以看到，水循環(huán)池及車間對于基礎(chǔ)埋深的要求不高，可在強(qiáng)夯處理結(jié)束之后鋪設(shè)灰土墊(比例：3∶7)，并使用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行分層碾壓，使其達(dá)到相應(yīng)的厚度。在污水處理池區(qū)域的地基施工過程中，施工人員要根據(jù)其埋深要求，在整體開挖基坑深度的基礎(chǔ)之上，再增加2 m，并將強(qiáng)夯法與灰土樁相結(jié)合處理地基。

3.1 強(qiáng)夯處理

在針對擬建廠區(qū)地基進(jìn)行強(qiáng)夯處理時(shí)，需要設(shè)計(jì)強(qiáng)夯參數(shù)，施工人員可以通過試夯法來獲取相應(yīng)的參數(shù)。根據(jù)相關(guān)的建設(shè)要求，施工人員可以每6 m的距離間隔出設(shè)置夯點(diǎn)，確定夯能為2 000 kN·m。在夯點(diǎn)的布置上，應(yīng)該采用矩形方式進(jìn)行布置。試夯時(shí)，前兩遍采用的方式是點(diǎn)夯，第一遍需要滿夯，具體的點(diǎn)夯次數(shù)要取決于最后夯沉的力量，當(dāng)其小于5 cm即可。施工人員在夯基土體的過程中需要將其交錯(cuò)進(jìn)行。施工人員在確定強(qiáng)夯參數(shù)的過程中，也可以借助已有的施工經(jīng)驗(yàn)，參照同類型的場地的強(qiáng)夯處理方式來設(shè)計(jì)強(qiáng)夯參數(shù)。但總體來說，施工人員在設(shè)計(jì)強(qiáng)夯參數(shù)時(shí)，只能高于相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 灰土樁與灰土墊處理

根據(jù)擬建廠區(qū)的具體要求，選定灰土樁強(qiáng)夯法處理地基，可以利用鉆孔方式加持樁體的穩(wěn)定性與強(qiáng)度，根據(jù)示范案例中擬建廠的具體要求，施工人員可以設(shè)計(jì)孔徑600 mm。此外在灰土樁樁長的選擇上，可以根據(jù)擬建廠區(qū)地質(zhì)報(bào)告中的具體詳情確定樁長，采用矩形方式且相隔1.55 m的方式布設(shè)樁體。施工人員在確定好后灰土樁的樁體長度、樁間距、鉆孔要求之后，可以做好相應(yīng)的灰土墊處理。施工人員可以將水與生石灰進(jìn)行配比(比例：3∶7)，在將其攪拌混合后放入灰土樁的孔洞中[3]。施工人員可以采用錘擊法幫助其成樁，需要使用8 kN～15 kN的重錘，通過自由落錘的方式進(jìn)行錘擊(起吊高度要大于2 m)，確保其厚度小于50 cm。

3.3 處理工程量

根據(jù)示范案例中的擬建設(shè)廠區(qū)的地基處理需求，整體的強(qiáng)夯面積可以達(dá)到8 900 m2，并設(shè)計(jì)樁體的孔徑為600 mm，利用矩形方式布設(shè)樁體，樁體整體的外擴(kuò)布設(shè)中，每條邊外擴(kuò)一排。在水循環(huán)池與車間的地基處理過程中，由于其基礎(chǔ)埋深要求淺，施工人員需要回填與碾壓3 950 m2的土地；在污水沉淀池的地基處理中，由于基礎(chǔ)埋深要求深，需要回填與碾壓350 m2的土體；在污水處理池的地基處理中，共計(jì)需要使用322根樁體，確保其長度為4.6 m。

4 結(jié)語

根據(jù)文中所給的示范案例可以看到，在分析灰土樁強(qiáng)夯法地基處理設(shè)計(jì)方案的過程中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)的施工要求，選定具體的施工方案，施工人員需要詳細(xì)的分析建筑工程的建筑需求，了解地質(zhì)結(jié)構(gòu)，最終選用灰土樁強(qiáng)夯法處理地基。施工人員在處理地基的過程中，需要遵循國家的相關(guān)施工要求進(jìn)行荷載試驗(yàn)，以確定樁間距與強(qiáng)夯地基的具體參數(shù)，進(jìn)而增強(qiáng)地基穩(wěn)固性，滿足建筑的建設(shè)需求。