濕陷性黃土地區(qū)水泥土褥墊層換填施工技術(shù)

王富民/WANG Fumin

（甘肅第三建設(shè)集團有限公司，甘肅 蘭州 730000）

在工程建設(shè)領(lǐng)域，解決地基所面臨的強度與穩(wěn)定性問題、壓縮及不均勻沉降以及黃土濕陷性等問題時，換填土墊層法是最普遍的手段之一。

本文通過實際工程項目，總結(jié)出濕陷性黃土地區(qū)水泥土褥墊層換填施工方法，通過采用水泥土，按用途選取適當(dāng)?shù)呐浜媳?，與土體充分?jǐn)嚢鑹簩?，組成連續(xù)、堅硬混合物，不僅可以有效提高地基強度和耐久性，而且減少地基變形，消除黃土濕陷性。

1 工程概況

蘭州新區(qū)某移民安置建設(shè)項目，總建筑面積235 380.6m2，其中地上建筑面積185 007.02m2，地下50 373.58m2。該場地主要為沖洪積地層，由雜填士、粉土（局部夾圓礫和卵石薄層或透鏡體）、卵石構(gòu)成。簡述如下：①雜填土，層厚0.4～1m。雜色，以建筑垃圾為主，均勻性一般以建筑垃圾為主，均勻性一般均勻性較差。②粉土，層厚13.9～15m。淺黃色，埋深在9.6～9.9m處夾圓礫和卵石透鏡體，稍濕～濕。③卵石，層面埋深14.9～15.4m，青灰色，稍密～中密，以中粗砂充填，圓度好。

2 工藝特點

1）保證樁與土的共同作用 與土體相比變形較小，在根底部設(shè)置褥墊層，樁體能夠向上刺入，褥墊層可以不斷補充進入到樁間土體，這樣保證了局部荷載通過褥墊層作用在樁間土上，實現(xiàn)了樁和土的共同作用。

2）有效調(diào)整樁與土應(yīng)力比 混凝土灌注樁體模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁間土體，通常情況下樁土應(yīng)力過大，但是在褥墊層作用下，能夠有效將樁土應(yīng)力比降低，這一特性是混凝土灌注樁具有較大靈活性。這種方法通過調(diào)節(jié)樁和土的應(yīng)力比，較好地發(fā)揮了樁和土的承載力，從而達(dá)到了降低工程造價的目的。

3）改善了根底地板的受力狀態(tài) 由于混凝土灌注樁屬于剛性樁，當(dāng)不設(shè)計褥墊層時，樁對根底的應(yīng)力集中較明顯。如果褥墊層厚度在30～60cm，樁對根底底板的應(yīng)力集中明顯減小，厚度超過30cm后，就可以將根底視為天然地基，這時可以不考慮沖切破壞。

4）調(diào)整地基變形 褥墊層厚度的調(diào)節(jié)可以影響樁土荷載的分布，據(jù)此原理，在混凝土灌注樁復(fù)合地基的應(yīng)用中，可以通過調(diào)節(jié)褥墊層的厚度來消除地基的不均勻性，使地基達(dá)到協(xié)調(diào)變形。

3 工藝原理及操作要點

基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土，在復(fù)合地基表面、基礎(chǔ)與樁、樁間土之間設(shè)置褥墊層，優(yōu)化復(fù)合地基樁土應(yīng)力比，合理利用樁間土的承載力，能充分發(fā)揮復(fù)合地基的承載特性。施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 施工工藝流程圖

3.1 施工準(zhǔn)備

提前將清槽路線規(guī)劃好，清理后的基槽嚴(yán)禁機械無序碾壓。開挖至基層土體20cm 處，不再采用斗齒，加焊鋼板于斗齒之上，避免槽底產(chǎn)生齒印。人工清底要平，高差不應(yīng)超過30mm。

依據(jù)線路中心線，每50m 對道路兩側(cè)及中線位置進行測量，使用白灰灑出褥墊層鋪墊范圍。結(jié)合測量規(guī)定，控制測量中產(chǎn)生的誤差。

3.2 土料選擇

1）選用粉質(zhì)黏土，不宜使用塊狀黏土，且不得含有松軟雜質(zhì)。

2）塑性指數(shù)：依據(jù)地基處理試驗，回填過程土體均勻性不一，土質(zhì)偏粉土情況下，水泥土容易產(chǎn)生裂紋及分層現(xiàn)象，碾壓后的土體表明應(yīng)光滑平整，要求滿足設(shè)計相關(guān)要求。

3）天然含水率：在室內(nèi)依據(jù)土體固有性質(zhì)，確定最優(yōu)含水量。

3.3 水泥土拌和

1）土料應(yīng)拌合均勻，并符合相關(guān)設(shè)計要求。根據(jù)我公司實驗室出具的擊實報告，水泥土的最優(yōu)含水率為15.7%。

2）換填土方量較大，需在短時間內(nèi)換填完成，采用預(yù)拌機攪拌水泥土，拌合過程中隨時檢查配合比、拌合料的均勻性，防止出現(xiàn)素土夾層現(xiàn)象，并要做好拌合起始及結(jié)束時間，拌合水泥含量不應(yīng)小于設(shè)計值。

3）拌合時需注意的問題：選用的涂料應(yīng)干凈無雜質(zhì)，拌合過程中控制好含水率。

3.4 換填碾壓

1）采用薄膜或彩條布覆蓋碾壓后的土層，檢查合格后方可進行上層土體的鋪填。

2）換填完成后，在水泥土表面均勻灑水，采用薄膜或彩條布進行覆蓋，依據(jù)天氣情況確定保溫保濕天數(shù)，保證養(yǎng)護期間水泥土表面濕潤的狀態(tài)。

3.5 施工檢測

1）碾壓完畢水泥土后進行壓實系數(shù)檢測。

2）依據(jù)灌砂法和環(huán)刀法數(shù)據(jù)，對現(xiàn)場水泥土壓實度進行檢測。檢測點集壓實系數(shù)不應(yīng)小于相關(guān)規(guī)范要求。

3.6 水泥土面層保護

施工完畢后，為保證挖掘機正常施工，應(yīng)在水泥土表面鋪設(shè)100mm 厚粉質(zhì)黏土，鋪設(shè)完畢后再進行旋挖成孔。

4 結(jié)語

與傳統(tǒng)三七灰土比較，水泥土優(yōu)勢有：①水泥土試件的濕陷性系數(shù)隨水泥的配比增長而明顯下降；②水泥顆粒細(xì)小均勻，且易攪拌均勻，強度高，可提高工程質(zhì)量，早期強度較高，有利于控制施工質(zhì)量和施工進度；③水泥是水硬性材料，水泥土的水穩(wěn)定性好，即使土層地下水較多，施工不受影響；④可以明顯減輕環(huán)境污染；⑤新施工方法每立方米大概節(jié)約11 元。

本文通過實際工程項目，總結(jié)出濕陷性黃土地區(qū)水泥土褥墊層換填施工方法，通過采用水泥土，按用途選取適當(dāng)?shù)呐浜媳?，與土體充分?jǐn)嚢鑹簩?，組成連續(xù)、堅硬混合物，不僅可以有效提高地基強度和耐久性，而且減少地基變形，消除黃土濕陷性。