宿舍樓工程灰土擠密樁地基處理施工要點(diǎn)探討

田春明

(山西旅游職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030031)

宿舍樓工程屬于居住建筑，如地基周邊地質(zhì)環(huán)境較差，必須進(jìn)行地基加固處理，從而確保最終工程建設(shè)符合要求。建筑工程施工需要以質(zhì)量為基礎(chǔ)，而地基施工作為工程安全性和穩(wěn)定性的重要組成部分，必須保證地基緊密，如存在問題將會對工程建設(shè)效益產(chǎn)生重大影響。

1 工程灰土擠密樁地基處理施工概述

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)水平的提高，建筑行業(yè)隨之快速發(fā)展，但我國土地資源的貧乏問題成為現(xiàn)代城市化建設(shè)的阻礙，為了更好的利用現(xiàn)有土地資源，解決我國土地貧乏的問題，地上、地下工程建設(shè)成為我國建筑行業(yè)的發(fā)展方向，尤其是在我國黃土高原地區(qū)，相關(guān)建筑工程的施工質(zhì)量要求更加嚴(yán)格。灰土擠密樁法的施工選用石灰進(jìn)行回填，不僅可以增強(qiáng)地基的承載能力，且可以有效減少樁體周圍土層縫隙，減少沉降，提高平整度，形成更為密實(shí)的結(jié)構(gòu)，保證建設(shè)區(qū)域地基的承載能力(如圖1)?；彝翑D密樁施工地基處理的整體效果較好，有效結(jié)合能夠改善地質(zhì)條件，提高地基的承載能力，為此在現(xiàn)代高層建筑和超深地下工程的復(fù)合地基中，需要合理采用灰土擠密樁技術(shù)的地基加固技術(shù)，以達(dá)到加強(qiáng)地基承載能力的目的，保證建筑的施工質(zhì)量，進(jìn)而保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全[1]。

圖1 工程灰土擠密樁地基處理

2 宿舍樓工程灰土擠密樁地基適用性分析

2.1 宿舍樓工程概況

山西旅游職業(yè)學(xué)院新建學(xué)生宿舍樓位于學(xué)院內(nèi)東南角，場地地勢起伏較大，總建筑面積9 628.18m2，標(biāo)準(zhǔn)層層高為3.6m，結(jié)構(gòu)類型為剪力墻結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度等級≥3.5MPa，學(xué)生宿舍樓有效樁長15m，樁間土成孔后的平均擠密系數(shù)為0.93，宿舍復(fù)合地基承載力特征值fspk≥200kPa，樁體材料為3∶7灰土。

2.2 灰土擠密樁地基適用性

2.2.1 復(fù)合地基施工特征

在對自然地基進(jìn)行處理時(shí)，利用灰土擠密樁技術(shù)，將鋼套管打入自然地基形成孔洞，增加自然地基土壤之間的水平力作用，提高地基的承載能力。在進(jìn)行地基的回填土料操作時(shí)，采取分層夯填的方法進(jìn)一步形成樁體，使其與樁間土和墊層形成復(fù)合地基，達(dá)到地基加固的目的。地基灰土擠密樁技術(shù)施工操作較為簡單、整體施工工期短，灰土擠密樁復(fù)合地基的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，回填擠密樁復(fù)合地基的加固方式避免地基出現(xiàn)沉降。通過灰土擠密樁建設(shè)，工期可縮短50%以上，且材料選擇具有較為突出的優(yōu)勢，其機(jī)具應(yīng)用、施工過程較為簡單，灰土擠密樁復(fù)合地基提升了承載力，具有良好的工程質(zhì)量效益[2]。

2.2.2 復(fù)合地基施工適用性

在對自然地基在進(jìn)行加固處理時(shí)，需要進(jìn)行灰土夯實(shí)，通過使樁孔四周的土壤受到側(cè)向擠壓力作用，增強(qiáng)地基的承載能力，以滿足現(xiàn)代高層建筑的需求。通過大量地基利用灰土擠密樁技術(shù)，相鄰樁孔的交界處其擠密效果相互疊加，中心的密實(shí)度達(dá)到最高，樁間土密實(shí)度也會隨著相鄰樁間的距離減小而逐漸增大，可以進(jìn)一步提高樁間土的密實(shí)度，進(jìn)而達(dá)到提高地基的承載能力，滿足宿舍建筑、超深地下工程對于地基承載能力的需求。上述工程在灰土擠密樁復(fù)合地基施工過程中(如圖2所示)，最小擠密系數(shù)是重要指標(biāo)，在擠密樁復(fù)合地基密實(shí)性檢測等手段的控制下，使復(fù)合地基承載力滿足要求，把控?cái)D密夯實(shí)結(jié)果，擠密系數(shù)符合地基加固處理標(biāo)準(zhǔn)，確保實(shí)際建設(shè)指標(biāo)和加固質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 復(fù)合地基施工

3 宿舍樓工程灰土擠密樁地基處理施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

灰土擠密樁地基處理需要按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，對各項(xiàng)可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行優(yōu)化和完善，從而滿足工程建設(shè)需求。

3.1 成孔和鉆孔質(zhì)量控制

在對地基處理利用灰土擠密樁技術(shù)時(shí)，需要增強(qiáng)灰土之間的連接，逐漸生成不溶于水的結(jié)晶化合物，進(jìn)而達(dá)到提高灰土強(qiáng)度的目的。地基灰土因?yàn)殚L時(shí)間與空氣接觸，與空氣中的水和二氧化碳發(fā)生碳化作用，進(jìn)一步增高灰土強(qiáng)度，增強(qiáng)地基的承載能力。成孔是灰土擠密樁施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，上述工程根據(jù)宿舍樓實(shí)際地質(zhì)條件，由操作人員檢驗(yàn)設(shè)備使用性能，鉆機(jī)安裝應(yīng)保證水平、穩(wěn)定，出現(xiàn)傾斜程度過大的問題及時(shí)糾偏，提升樁體擠密的穩(wěn)定程度，保證成樁的穩(wěn)定性。

3.2 嚴(yán)格控制含水量

灰土擠密樁技術(shù)多數(shù)應(yīng)用于高層建筑、超深地下工程中，在對地基進(jìn)行加固處理時(shí)，采用灰土擠密樁技術(shù)，提高地基承載能力，以此避免地基出現(xiàn)不均勻沉降，保證建筑的質(zhì)量安全。在地基土層的含水量大于24%時(shí)，可能會出現(xiàn)隆起等現(xiàn)象，影響地基的承載能力，在對地下水和含水量地基進(jìn)行處理時(shí)，利用灰土擠密樁技術(shù)對地基進(jìn)行處理的效果最佳，進(jìn)而保證地基的承載能力。為提高施工機(jī)械化程度，根據(jù)工程招投標(biāo)合同的要求，采取套管成孔的施工方式，經(jīng)審核批準(zhǔn)后進(jìn)行施工建設(shè)，如宿舍樓地下水位過高，可采用酒精燃燒法抽查其實(shí)際含水量，以此達(dá)到最佳的擠密效果，避免出現(xiàn)孔洞坍塌現(xiàn)象，滿足建筑工程的施工要求。

3.3 控制樁孔質(zhì)量

樁孔周圍的地基土受到較大水平向擠壓作用，通過原位深層擠壓成孔，填入一定比例的灰土振實(shí)，使樁周一定范圍內(nèi)土層的工程物理性質(zhì)得到改善，濕陷性全部或部分消除?；彝翗杜c樁間土形成了非濕陷性承載力較高的人工復(fù)合地基，項(xiàng)目部從拿到施工圖紙開始，每個環(huán)節(jié)都有專人負(fù)責(zé)，最終實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)?；彝翑D密樁施工過程中，應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施，避免樁體局部直徑縮小，同時(shí)需要合理控制樁間距，增加施工間距進(jìn)行復(fù)打，確保樁身夯擊密實(shí)。

4 宿舍樓工程灰土擠密樁地基設(shè)計(jì)要求

在利用灰土擠密樁技術(shù)進(jìn)行地基加固處理時(shí)，應(yīng)先對施工場地進(jìn)行處理，保證施工環(huán)境的平整度，使各樁身的基礎(chǔ)位置起到控制作用，達(dá)到對樁孔定位的目的。在進(jìn)行打樁施工時(shí)，其順序則依據(jù)打樁時(shí)貫入度的大小而定，為了避免相鄰樁孔的振動下會發(fā)生樁孔縮徑現(xiàn)象，需要對其采取隔樁的方式進(jìn)行打樁，再對其間隔的樁孔進(jìn)行同樣操作，進(jìn)而保證樁孔位置的精確性，提高灰土擠密樁的施工質(zhì)量。上述工程土樁總樁數(shù)3 985根，素土樁總樁數(shù)1 571根，采用沉管擠密成孔工藝，保護(hù)樁長0.5m，有效樁長15.0m，建筑物基礎(chǔ)下采用灰土擠密樁，石灰應(yīng)使用生石灰消解3d～4d過篩的熟石灰粉[3]。建筑物基礎(chǔ)外圍采用素土擠密樁處理，擠密系數(shù)≥0.93，且設(shè)計(jì)中要求保證水量及最大干密度，具體如表1所示。

表1 擠密樁地基設(shè)計(jì)要求

5 宿舍樓工程灰土擠密樁地基處理施工策略

5.1 土質(zhì)類型判斷

根據(jù)本工程的巖土工程勘察報(bào)告，局部區(qū)域地勢低洼，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)底標(biāo)高高于或接近場地自然標(biāo)高，在揭露的地層范圍內(nèi)，需要做好土質(zhì)分析工作，根據(jù)GB 50025-2004濕陷性黃土建筑規(guī)范，采用灰土擠密樁進(jìn)行地基處理以消除部分濕陷量。在公寓宿舍樓灰土擠密樁復(fù)合地基施工過程中，土質(zhì)類型判斷十分重要，其作為后續(xù)各類參數(shù)獲取的基礎(chǔ)，如土體結(jié)構(gòu)以松散的形態(tài)存在，則需要根據(jù)壓縮試驗(yàn)進(jìn)行判定，依據(jù)場地取土鉆孔處取得原狀土樣，在實(shí)際執(zhí)行中需要測出各個土層在其上覆土的飽和度，保證實(shí)測或計(jì)算自重濕陷量>70mm，和自重壓力下的自重濕陷系數(shù)值，從而保證最終灰土擠密樁施工能夠達(dá)到最佳效果。

5.2 施工材料準(zhǔn)備

在施工準(zhǔn)備中預(yù)先做好材料與設(shè)備相關(guān)工作，鉆機(jī)就位應(yīng)準(zhǔn)確穩(wěn)固，鉆進(jìn)或穿過軟硬土層時(shí)鉆桿應(yīng)保持鉛直，如發(fā)生移位或傾斜隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，灰土采用3∶7灰土，拌和過程中需要加水，堆放時(shí)間不宜超過24h，夯擊達(dá)到規(guī)定的次數(shù)后，方可進(jìn)行下次填料，每一根樁的填料數(shù)量、夯填時(shí)間應(yīng)進(jìn)行記錄?；彝翑D密樁其優(yōu)點(diǎn)是施工噪聲和振動影響較小，主要材料是土料和石灰，二者拌和之后產(chǎn)生膠泥反應(yīng)，要求確定所需材料的規(guī)格及數(shù)量，將有機(jī)質(zhì)含量控制在5%以內(nèi)，同時(shí)需要采用黏性土或粉土，并提前3～4d消解，要求最大粒徑≤5mm，該方法不易出現(xiàn)縮孔、回淤等情況，具有良好的水穩(wěn)性能。

5.3 地基土方開挖

灰土擠密樁的成孔施工環(huán)節(jié)是地基加固處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，地基處理中樁基成孔的方法主要包括沉管成孔、爆破成孔和沖擊成孔3種成孔方式，沉管成孔技術(shù)多數(shù)采用柴油錘打樁機(jī)設(shè)備的錘擊沉管方式，樁基成孔的爆破成孔方式，在進(jìn)行爆破時(shí)產(chǎn)生的振動影響周邊建筑，為此在采用爆破方法進(jìn)行樁基成孔時(shí)，應(yīng)對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際測量、驗(yàn)算，再對地基進(jìn)行加固處理，利用定型沖擊成孔機(jī)設(shè)備進(jìn)行成孔施工，進(jìn)一步提高地基土層的密實(shí)度，保證地基加固的質(zhì)量。開挖前首先編制土方方案，工程地基處理為灰土擠密樁處理地基，根據(jù)土方開挖深度，采用2臺反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，測量人員全程跟蹤挖掘機(jī)進(jìn)行測量，開挖到設(shè)計(jì)基底標(biāo)高以上0.3m，全部土方運(yùn)抵指定南面存土處，開挖時(shí)以機(jī)械開挖為主，0.3m厚土方由人工開挖，從而防止漏挖和超挖，地基土方開挖如圖3所示。

圖3 地基土方開挖

5.4 施工樁位放樣

上述工程結(jié)合勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行樁位放樣，在此過程中需要全面清理施工現(xiàn)場的碎石、雜物，隨后可以采用全站儀測量樁體位置，最后需要由專業(yè)技術(shù)人員復(fù)核驗(yàn)收，保證施工后最終誤差控制在5cm以內(nèi)。同時(shí)，為了能夠進(jìn)一步提高宿舍樓基層承載能力，通過撒入石灰定點(diǎn)提高擠密樁定位的準(zhǔn)確性，以此為后期施工建設(shè)提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)，保證工程的建設(shè)質(zhì)量。

5.5 擠密樁成孔施工

按照規(guī)定要求檢驗(yàn)擠密效果，注重分析試驗(yàn)階段存在的問題，使沉管樁尖與樁位中心保持一致，充分掌握實(shí)際地質(zhì)條件。同時(shí)，在灰土擠密樁施工中需要將成孔試驗(yàn)數(shù)量保持在3個以上，側(cè)向擠密樁孔內(nèi)部土體，避免正式施工中出現(xiàn)類似情況，隨后校核樁管垂直度等參數(shù)，將其誤差控制在1.5%以內(nèi)[4]。

5.6 樁孔填夯

樁孔填夯是技術(shù)應(yīng)用的重要組成部分，應(yīng)按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)檢測成孔質(zhì)量，隨后確定最佳的夯擊次數(shù)，將誤差控制在條件允許范圍之內(nèi)，證夯實(shí)機(jī)安裝的穩(wěn)定性。同時(shí)，為了能夠避免后期施工過程中出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象，采用量斗向樁孔內(nèi)定量下料，根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化方案，將每層厚度控制在 300～400mm左右，防止風(fēng)險(xiǎn)問題。

5.7 密實(shí)性檢測

密實(shí)性檢測是地基承載的重要內(nèi)容，根據(jù)JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范，對擠密樁復(fù)合地基進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)，宿舍樓工程建設(shè)中，若想有效應(yīng)用灰土擠密樁，必須要合理開展相關(guān)研究，施工完成后管理人員需要結(jié)合各類參數(shù)開展相關(guān)工作，以此針對不同樁深的施工區(qū)域進(jìn)行取土檢測，準(zhǔn)確獲得最大干密度的比值，也包括灰劑量、樁體密實(shí)度等內(nèi)容，保證灰土墊層密實(shí)度>96%。

6 結(jié) 語

建筑工程需要進(jìn)一步分析實(shí)際建設(shè)過程中的各類情況，進(jìn)行全過程控制與管理，注重灰土擠密樁的各類影響因素，從而提高項(xiàng)目建設(shè)的綜合效益?；彝翑D密樁法能夠有效提高建筑質(zhì)量，實(shí)踐過程中應(yīng)明確其適用性，嚴(yán)格遵循相關(guān)流程，以此提升工程建設(shè)質(zhì)量。