晁向陽 張玉波

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450001）

灰土擠密樁作為處理濕陷性黃土地基的一種常用施工方法，已在高速公路、鐵路、大型廠區(qū)建設中被廣泛應用，灰土擠密樁成樁為橫向擠密，對于消除地基土的濕陷性、提高地基承載力、降低土體壓縮性效果顯著，可有效提高抵抗?jié)裣莸哪芰?，減小工后沉降。在施工中可就地取材，降低工程造價，施工簡單、見效快。現(xiàn)就灰土擠密樁在南水北調(diào)中線渠道工程某段濕陷性黃土渠基加固處理中的應用實例作簡要介紹。

1 工程概述

南水北調(diào)中線滎陽境內(nèi)某段渠道工程，渠基巖性主要由第四系黃土狀中、重粉質(zhì)壤土等組成，本渠段黃土狀土多屬非自重濕陷性黃土，個別地點具自重濕陷性，場地濕陷類型為非自重濕陷性黃土場地，地基濕陷等級多為I級（輕微）。全新統(tǒng)沖積成因（alQ4）的黃土狀土多為中等濕陷性，濕陷深度一般2～4m；上更新統(tǒng)沖洪積成因（alplQ3）的黃土狀土多為輕微～中等濕陷性，局部具強濕陷性，濕陷深度一般3～8m，局部可達10m。濕陷起始壓力一般10～200kPa。根據(jù)設計要求，需對此濕陷性地基渠段進行擠密樁加固處理，工程量約13萬m。擠密樁處理地層為濕陷黃土，設計有效加固深度一般為8m，要求消除地基的全部濕陷量，處理后的基礎設計荷載為200kpa。

2 工藝原理及特點

灰土擠密樁是采用沖擊成孔，孔內(nèi)回填、夯實三七灰土對濕陷性軟土進行擠密，灰土樁體由石灰和土拌和夯填而成，石灰和土的拌合物通過凝硬反應，以及石灰的碳化與結(jié)晶等物理化學反應形成具有高強度和大模量的灰土樁，相鄰樁體成孔擠密后，對樁體周圍土體充分擾動，使土體原有結(jié)構(gòu)變得緊密，干密度增大，樁體及樁間土均得到有效加固，從而形成人工復合地基，達到改善土質(zhì)、降低土體原始孔隙比和壓縮性、消除濕陷性對地基的影響、提高地基承載力的目的。其優(yōu)點是原位處理、深層擠密、就地取材、以土治土，具有施工簡單、成本低、工效高、見效快等特點。

3 主要設計要求

⑴ 擠密樁施工分2序進行，成孔時隔排隔孔進行，2序孔位于1序孔之間，完成一序孔后再實施二序孔施工。

⑵ 擠密樁單樁樁徑400mm，等邊三角形布置，樁中心間距700mm。

⑶ 有效加固深度為8m，樁體回填灰土夯實系數(shù)不宜小于0.97，樁間土的最小擠密系數(shù)不小于0.88，基礎設計荷載為200Kpa。

4 施工工藝

4.1 施工工藝流程

工藝流程：生石灰消解→沖擊成孔→灰土拌和→灰土拌合料回填夯實→樁體及樁間土質(zhì)量檢測。

4.2 擠密樁施工參數(shù)

根據(jù)工程區(qū)地質(zhì)條件，通過生產(chǎn)性試驗取得出灰土擠密樁施工參數(shù)：

（1）三七灰土使用STJ-185A穩(wěn)定土拌和機拌制；

（2）采用沉管法隔排隔孔成孔、夯實，成孔設備為DD30A柴油打樁機。樁體回填料采用偏心輪夾桿式夯實機夯實，夯錘底面為倒置尖錐形，錘重為200kg，錘徑為300mm，夯擊頻率30次/min；

（3）填料夯實前，孔底預夯8～10擊，之后每回填7鍬灰土(0.005m3)，夯擊6次，循環(huán)至孔口處。

4.3 施工方法

4.3.1 準備工作

（1）材料

石灰采用Ⅲ級以上生石灰，石灰在使用前7-10天充分消解，每噸石灰用水量約500～800kg。石灰中CaO、MgO含量不低于50%。土料采用一般粘性土，不得含有有機雜質(zhì)。土料的含水量按最優(yōu)含水量的±3%進行控制，若含水率不能滿足要求，采取加水補充含水率、晾曬降低含水率等方法使其滿足要求。

灰土配合比：消石灰和土的體積比為3:7。

在某教學樓的施工過程中，采用框架結(jié)構(gòu)，平面為L型，總工程面積為2 600 m2，能夠抵抗6級地震。采用錨桿靜壓法提高工程地基承載力，使其完全滿足設計要求。各樁承載力為450 kN，極限最大承載力為600 kN。由于基礎中有一些孤立的石頭，在柱座下提前預留了一個壓縮樁孔，用螺紋鋼筋作為錨桿，設置方式如圖1所示。

根據(jù)土工試驗，三七灰土最大干密度為1.59g/cm3，最優(yōu)含水率為19.1%。

（2）場地整理

為方便樁機就位操作，先采用推土機將場地平整好，清理表層土集中堆放至指定渣場。按擠密樁地基處理布置圖進行放樣，用白石灰標出地基處理區(qū)域邊線。并在施工區(qū)域兩側(cè)做好排水措施。

（3）測定樁位

由測量人員根據(jù)樁位布置圖在實地上測放出準確樁位，并做好明顯的標識，可采用白灰眼標示。

（4）樁機就位

移動樁機，平穩(wěn)就位后，使其沉管（柱錘）錐尖正對樁孔中心點，沉管垂直。

4.3.2 成孔

擠密樁施工分2序進行，成孔時應隔排隔孔進行，完成一序孔后再實施二序孔施工。

4.3.3 填料夯實成樁

（1）灰土的拌合速度應與夯填進度一致，拌好的灰土應在當天用完，不能過夜。

（2）打樁機成孔后，夯實機要及時準確穩(wěn)定就位，夯錘正對樁孔中心，使夯錘能自由下落至孔底。

（3）回填夯實前應進行底夯處理，底夯時夯擊次數(shù)為8擊次以上，聽到清脆錘聲為止。

（4）回填灰土使用專用的運料車（0.12m3）運至孔口邊，安排專人用鐵锨分層填料，夯擊與填料交替進行，每10～20cm夯擊6次，18～25min內(nèi)完成一根樁體回填夯實。

（5）移至下個孔位，重復上述步驟，直至全部完成。

（6）成樁結(jié)束后，采用推土機清除樁頂以下松動層。

5 質(zhì)量檢查與控制要點

（1）成孔質(zhì)量檢查，包括成孔前對樁位、樁管垂直度的復查和成孔后對孔深、孔徑、樁孔垂直度等指標的檢查。

（2）回填料質(zhì)量檢查，包括原材料質(zhì)量是否符合要求，混合料摻拌是否均勻，含水量是否適宜，料徑是否達標等內(nèi)容。

（3）樁體夯填質(zhì)量檢查，包括夯填時對每次填料量、夯擊次數(shù)的檢查，夯填完成后對樁身及樁間土抽樣測定干密度，并將其分別換算為平均壓實系數(shù)和平均擠密系數(shù)，抽樣檢驗數(shù)量不少于樁總數(shù)的1.5%，同時還應測定全部處理深度內(nèi)樁間土的壓縮性和濕陷性。樁體全部完成后通過復合地基荷載試驗檢測地基承載力是否達到設計要求，檢驗數(shù)量不應少于樁總數(shù)的0.5%。

（4）正式施工前，對配備的夯實設備進行夯實試驗，確定虛填料的厚度和夯擊次數(shù)，并在施工過程中按照確定的施工參數(shù)嚴格控制。

（5）三七灰土拌和要嚴格控制土料的含水量和摻拌比例，保證測定干密度的有效性。

（6）夯擊過程中，操作人員隨時觀察夯機的運轉(zhuǎn)狀況，確保夯擊就位準確，夯錘提升高度

結(jié)語

該段渠基處理施工已于2011年10月份完成，從施工檢測結(jié)果來看，該渠段基礎采用灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基滿足地基承載力的要求，有效的消除了地基的濕陷性，為渠道后續(xù)工序作業(yè)奠定了基礎，且灰土擠密樁施工工藝簡單，工程造價相對較低，施工效率高，在濕陷性地基加固處理方面具有明顯競爭優(yōu)勢。

[1]JGJ 79-2002，建筑地基處理技術規(guī)范[S].

[2]《建筑施工手冊》[M].第四版.中國建筑工業(yè)出版社，2003.