王麗卿 何風(fēng)璟

1 工程概況

太原市萬柏林采煤沉陷區(qū)綜合治理項目位于太原萬柏林區(qū)新九院小區(qū)，西鄰西銘村，東、南兩面緊靠西山煤電總公司宿舍，九院外環(huán)路貫穿其中。場地設(shè)計規(guī)劃為西高東低，建筑物錯落布置，擬建磚混結(jié)構(gòu)住宅小區(qū)。

2 工程地質(zhì)

1)地區(qū)地質(zhì)概況。根據(jù)GB 50025-2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范附錄A“中國濕陷性黃土工程地質(zhì)分區(qū)略圖”，太原地區(qū)屬于山西—冀北地區(qū)之汾河流域區(qū)，其特點是低階地，多屬于非自重濕陷性黃土，高階地有自重濕陷性黃土賦存，濕陷性黃土厚度一般為5.0 m～10.0 m。區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)條件與太原盆地的形成歷史、地質(zhì)構(gòu)造、地震概況密切相關(guān)。擬建場地位于西銘村和西山煤電總公司宿舍附近，場區(qū)內(nèi)地形為西南高東北低，呈階梯狀。地面標(biāo)高在900.42～917.89之間。地貌單元屬太原盆地汾河西岸山前沖、洪積傾斜平原，表層為第四紀(jì)黃土廣泛覆蓋。

3)地基土的腐蝕性評價。依照GB 50021-2001巖土工程勘察規(guī)范附錄G的規(guī)定，太原地區(qū)干燥度指數(shù)大于1.5，屬干旱區(qū)，綜合判定環(huán)境類別為Ⅰ類。在基底下土層中取土進(jìn)行的易溶鹽化學(xué)分析，場地地基土對混凝土及鋼筋無腐蝕性。

4)地基土的濕陷性評價。從勘察單位試驗結(jié)果看，濕陷性土層厚度在天然地面下12.0 m左右，即第①，②層為場地主要濕陷性土層，第③層土上部有輕微濕陷。第①，②層土濕陷系數(shù)在0.020～0.070之間，濕陷性輕微～中等，個別層位濕陷系數(shù)一般大于0.070，屬于濕陷性強(qiáng)烈。地基濕陷等級一般為Ⅱ級～Ⅲ級。根據(jù)地質(zhì)勘測資料可知:原地層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)不能滿足對基礎(chǔ)的要求，應(yīng)進(jìn)行工程地基處理。

3 工程施工

3.1 施工方案

本工程因土層中夾有兩層鈣質(zhì)結(jié)核，采用沉管法施工難以沉管，故采用柱錘沖擊成孔的施工工藝進(jìn)行整片處理地基，處理厚度根據(jù)建筑物地段計算剩余濕陷量不小于200 mm的深度確定，處理寬度應(yīng)按每邊擴(kuò)出基礎(chǔ)邊緣0.5倍處理厚度來控制。按照梅花形布樁，樁距約為1200 mm，樁徑400 mm，樁頂整片鋪設(shè)灰土墊層，厚度1000 mm。處理后復(fù)合地基承載力特征值不小于180 kPa。施工由外向內(nèi)進(jìn)行隔行、隔孔跳打。擠密成孔和夯填素土的順序均按照先里后外，隔行隔排，同一排間隔1孔～2孔跳打，即從整片擠密地基的中間向外邊線成孔。成孔結(jié)束后，及時檢查樁孔的直徑、深度和垂直度以及樁孔內(nèi)有無縮頸、回淤等現(xiàn)象。

3.2 施工方法

1)場地平整。施工前，首先對場地用推土機(jī)進(jìn)行清理整平，保證清理厚度，使施工基礎(chǔ)面高程達(dá)到設(shè)計要求。并對施工范圍內(nèi)的坑穴進(jìn)行回填處理，使之達(dá)到設(shè)計要求。2)測量放線。繪出施工樁位平面布置圖，用全站儀放出每個單元工程軸線，做好軸線控制點，按樁間距及排距等邊三角形布置樁位，呈梅花形，樁位點用白灰眼確定，測量樁位點高程。3)擠密成孔。將樁機(jī)平穩(wěn)就位后，使樁管正對孔心，啟動固定在打樁機(jī)架滑道上的導(dǎo)桿式柴油打樁錘，錘擊沉管，沉管是帶有特制樁尖的無縫鋼管。開始時輕擊慢沉，待樁管穩(wěn)定后再按正常速度沉管，達(dá)到設(shè)計孔深后徐徐拔出沉管即成樁孔。4)樁孔夯填。土料存放至施工現(xiàn)場50 m內(nèi)，不得含有雜土、磚瓦、石塊等，土塊粒徑不大于15 mm，土料質(zhì)量根據(jù)擊實實驗的最大干密度和最優(yōu)含水量控制。將備好的土料用專用料車運至孔口邊，安排專人用鐵鍬將填料均勻填入，每一鍬料夯擊2次，完成一根樁體回填夯實。施工中，記錄每一樁孔的填料量和夯實時間。5)表層處理。全部成樁結(jié)束后，按設(shè)計要求對沉管施工成孔的樁頂以下0.25 m土層厚度用推土機(jī)清除松動層，剩余0.25 m作為回填的第一層進(jìn)行碾壓。經(jīng)檢測達(dá)到設(shè)計規(guī)定壓實度標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行上層鋪料。

4 施工過程應(yīng)注意的問題

1)實驗問題。為檢驗地基處理后力學(xué)性能 的變化，為基礎(chǔ)設(shè)計提供依據(jù)，應(yīng)根據(jù)場地地基情況確定地基處理后，在開工前先在臨近場地或建筑物場地做出試樁復(fù)合地基，待試驗取得數(shù)據(jù)后，再設(shè)計基礎(chǔ)。試樁復(fù)合地基達(dá)不到設(shè)計要求，尚應(yīng)修改處理方案。2)成孔問題。施工土擠密樁，在成孔或拔管過程中，對樁孔(或樁頂)上部土層有一定的松動作用，因此施工前應(yīng)根據(jù)選用的成孔設(shè)備和施工方法在場地預(yù)留一定厚度的松動土層，待成孔和樁孔回填夯實結(jié)束后將其挖除或按設(shè)計規(guī)定進(jìn)行處理。應(yīng)預(yù)留松動土層的厚度，對沖擊成孔，宜為1.2 m～1.5 m。成孔時，地基土的含水率一般應(yīng)掌握在12%～23%，低于12%成孔較困難，且對生石灰塊水解提供水分不足;當(dāng)大于23%時，易頸縮，或成樁后樁心軟化，因此，低于最優(yōu)含水率的土需加水增濕，大于最優(yōu)含水率的土，需采取晾曬干措施。3)擠密問題。擠密樁復(fù)合地基關(guān)鍵在于擠密。合理的填料配合比及認(rèn)真的夯實，是確保施工質(zhì)量的前提。常用的填料配合比有多種，如灰砂樁為生石灰塊∶中砂=7∶3(體積比)，灰砂碎石樁為生石灰塊∶中砂∶碎石20 mm ～40 mm=5∶2∶3 或 6∶1.5∶2.5，也可適量加入粉煤灰，可提高樁的強(qiáng)度。4)局部遇枯井、坑、溝等處理問題?；娱_挖后，或經(jīng)釬探后發(fā)現(xiàn)建筑物地基下有被雜土或雜填土或素土填充的枯井、洼坑、溝漕等，必須及時處理。除對埋深較淺的可用填土的方法處理外，一般可用擠密樁進(jìn)行處理，根據(jù)所處理局部地基情況，以樁底抵承好土為宜，并用樁距調(diào)整，樁距可疏可密，以達(dá)到所需地基強(qiáng)度。處理時應(yīng)注意要使處理后的局部地基與建筑物場地大面積地基承載力基本一致。5)質(zhì)量檢驗問題。擠密樁復(fù)合地基屬隱蔽工程，施工中必須加強(qiáng)檢驗。檢驗內(nèi)容包括成孔的深度、直徑、垂直度，孔內(nèi)填料的夯實質(zhì)量，樁體竣工后，尚應(yīng)檢驗樁間土的干密度，樁體填料的干密度、地基承載力等，檢驗方法包括挖開取樣試驗、觸探試驗、載荷試驗等。

5 利用素土擠密樁的實體評價

通過復(fù)合地基靜載荷試驗，繪制荷載P和相應(yīng)校正后的沉降S的荷載—沉降P—S曲線和沉降—時間S—lgt曲線檢測復(fù)合地基承載力特征值達(dá)到180 kPa;通過探井取樣法檢測樁體平均壓實系數(shù)均大于0.96;通過探井取樣法檢測樁間土擠密及消除濕陷性效果表明濕陷性系數(shù)δs均小于0.015，完全消除濕陷性。

6 結(jié)語

采用素土擠密樁法處理采煤沉陷區(qū)濕陷性黃土既消除了被處理土的濕陷性，又提高了地基承載力，防止基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大幅度沉降、干裂、傾斜，保證了工程的安全性。

[1]GB 50025-2004，濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].

[2]GB 50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范[S].

[3]GB 50011-2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].