冉利紅 王志清

摘 要： 伴隨城市化進程的不斷加快，建筑業(yè)規(guī)模迅速擴大，且其形式、體型也愈加復雜化，逐步趨向于綜合性發(fā)展。在建筑工程施工中，濕陷性黃土地基是主要施工難題，直接影響著工程的穩(wěn)定性和施工進度。為此，應采取有效措施消除黃土地基的濕陷性，提高地基強度。本文以某建筑工程為例，重點分析了建筑濕陷性黃土地基處理中灰土擠密樁的應用，以供參考。

關鍵詞： 濕陷性黃土;高層建筑;灰土擠密樁

一、工程概況

本文以某建筑工程為例，該工程為高層住宅樓，地下一層作為停車場，總建筑面積為8856.33㎡。在施工以前，設計人員通過實地勘察，得知該區(qū)域?qū)儆跐裣菪渣S土地基，地基的抗變形和強度性能無法滿足建筑物的實際需求。通過科學論證后，設計出灰土擠密樁復合地基處理方案，設計樁長4.5m，樁中心距1200mm，邊緣超出2m作為每邊處理寬度，按照正方形布置灰土擠密樁，預計需要布置4900根左右。通過調(diào)查分析得知地層為以下結(jié)構：第一層含有次生姜石、磚末植物根須及雜色土柱等，屬于黃土狀粉質(zhì)粘土，空隙較大且分布眾多針孔，厚度在大于0.5m且小于3.5m范圍內(nèi);第二層含有鐵錳質(zhì)斑，屬于黃土狀粉質(zhì)粘土，具有較高的韌性和干強度，具有較少的針孔，厚度在大于1.2m且小于3.6m范圍內(nèi);第三層含有鐵錳質(zhì)斑，屬于含姜石粉質(zhì)粘土，承載力特征值為270Kpa，厚度在大于4m且小于7.5m范圍內(nèi)。復合地基承載力在處理以后必須超過220kpa，壓實系數(shù)超過0.97。

二、灰土擠密樁作用機理

1934年前蘇聯(lián)阿別列夫教授首次提出濕陷性黃土地基土樁擠密法，可選取沉管、爆炸及沖擊等方式獲取樁孔，目前該項技術仍被廣泛用于軟基處理工程中，其主要優(yōu)勢為施工便捷、速度快、成本低、設備簡單、效率高等。該技術的作用機理如下：

1、土的側(cè)向擠密作用。擠壓成孔過程中，樁孔位置土體將產(chǎn)生側(cè)向擠壓現(xiàn)象，提高樁附近相應區(qū)域內(nèi)土層密實度。其中樁間距、土的天然含水量及干密度等為影響土擠密效果的主要因素。

2、灰土性質(zhì)作用。石灰、土為灰土樁的主要構成材料，按照一定比例均勻拌和，且通過樁孔夯實密實可獲取灰土擠密樁。其不僅能夠提升地基承載力，還能將黃土濕陷性消除，是降低地基沉降量的有效施工方式。

3、樁體作用。相比樁間土變形模量，樁體變形模量較大，能夠?qū)秃系鼗鶋嚎s變形模量有效提升，能夠消除持力層內(nèi)出現(xiàn)的大量壓縮變形及濕陷變形因素。

三、濕陷性黃土地基處理施工準備

1、平整施工場地。施工人員在進行灰土擠密樁施工前，需要按照施工圖紙徹底清理和平整施工場地地面及基坑內(nèi)部，將各項安全防護措施認真做好。

2、測量和定位樁位。樁位的定位和測量可以通過鋼釬來完成，在土層中將鋼釬打入10—15m左右拔出，隨后灌注石灰粉進行定位，并將樁號標注好，從而有效測量樁位，測量偏差需要控制在5mm以內(nèi)。

3、準備施工樁料。生石灰消解3—5天以后，對其進行過篩，熟石灰粉粒的粒徑不得超過5mm，石灰質(zhì)量在Ⅱ級以上，氧化鈣和氧化鎂總含量控制在75%以上，將單一的黃土及普通粘性土作為素土料進行嚴格篩選并投入使用。

4、設計灰土配合比。按照8：2的比例控制石灰和土的體積，通過夯實檢測能夠看出，灰土最佳含水量為19.9%，最大干密度為每立方1.55g，壓實系數(shù)為0.96。

四、濕陷性黃土地基處理工藝

1、布點

樁位平面布置選取正三角形（尺寸為80x80cm），縱軸以路線走向為主、橫軸為路基橫斷面，根據(jù)設計樁數(shù)、詳細編號等在計算機CAD內(nèi)進行樁位布設圖的繪制，且在實地內(nèi)放樣布點。

2、消解生石灰

熟石灰為灰土樁所需的石灰材料，因該工程需大量石灰材料，如以傳統(tǒng)人工方式消解石灰，則存在諸多缺點，如較大占地面積、較低消解施工效率及極大污染等，為此應選取專用石灰粉碎消解機進行施工。

3、成孔

沉管成孔為灰土擠密樁施工成孔的主要方式，要求利用履帶式灰土打樁機（2.5t錘頭重量）把樁管向土層內(nèi)打入，其深度應與設計深度相符，隨后將樁管拔出，隨即成孔。該方式成孔形狀極為規(guī)整，極易掌握其擠密效果與施工工藝，其缺點為因樁架高度問題成孔深度極易受限。在成孔施工中，其順序為由外側(cè)到里面，一排需間隔1到2個孔進行施工，防止由于振動擠壓等問題，導致相近孔出現(xiàn)坍塌等現(xiàn)象。

4、夯實

回填灰土樁樁體施工前期，要求按照夯實機配置情況等進行壓實度試驗，以此對虛填厚度、夯擊次數(shù)等加以準確確定。要求將檢測后的壓實度作為夯實施工的重要依據(jù)。

（1）控制夯實機具。自動回填夾桿錘夯實機、人工回填夾桿錘夯實機為夯實機具的主要類型。在本次施工中，應確保其具有良好工作性能，且夯錘提升高度滿足設計規(guī)定，要求夯擊施工落體狀態(tài)具有豎直、自由等特點。

（2）控制夯實厚度及夯實遍數(shù)。根據(jù)10cm虛填應用的夯擊次數(shù)進行夯實厚度的準確確定，具體施工環(huán)節(jié)回填施工以人工位置，虛填5cm為各次回填量，根據(jù)試驗得出的結(jié)構進行夯擊次數(shù)的有效控制。且按照試驗進行自動回填灰土流量的確定，此時應焊牢自動回填機的出料口，防止因人為問題對灰土流量造成影響。

5、路基含水量控制

一是如果地基含水量在12%以下，而且土質(zhì)堅硬具有較大的擠密難度，嚴重影響到樁錘施工和沉樁速度，施工人員需要及時進行地基增濕，將適量的水引入地基中，使其含水量接近最佳值，從而使樁孔施工難度有效降低;二是如果地基含水量在24%以上，飽和度超過60%，縮頸現(xiàn)象可能出現(xiàn)在樁孔中，造成隆超問題出現(xiàn)在樁孔四周土體中，土體擠密度與設計要求不相符，加快了樁的沉降。這時如果樁孔出現(xiàn)較輕的縮頸現(xiàn)象，可以使用洛陽鏟削擴樁頸，使樁頸與設計要求相符。如果樁孔出現(xiàn)較大的孔縮現(xiàn)象，則需要將適量的砂土、碎磚渣或者生石灰填入樁孔內(nèi)部，等其穩(wěn)定后重新進行成孔作業(yè);三是如果地基含水量在12%—24%范圍內(nèi)，則屬于最佳含水量，一般情況下很少出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，具有良好的擠密效果，不需要采取措施進行處理。

6、工程質(zhì)量檢測

完成灰土擠密樁施工以后，需要嚴格檢測成樁質(zhì)量和地基承載力，確保其符合設計要求。在工程質(zhì)量檢測過程中，不僅要認真檢測負荷地基承載力和樁體壓實系數(shù)，而且要深入分析樁間土擠密效果樁間土的濕陷性，同時確保樁頂灰土墊層壓實系數(shù)能夠滿足設計要求。本次工程共打灰土擠密樁4900根，灰土立方在13254m3左右，相比其他地基處理技術，灰土擠密樁處理技術不僅節(jié)約大量費用，而且具有較快的施工工期，且施工相對簡單，具有良好效果。

五、結(jié)束語

綜上所述，近年來，隨著地基處理技術的不斷發(fā)展，灰土擠密樁因其特有優(yōu)勢被廣泛應用于濕陷性黃土地基中，其具有較低的施工成本、較高的承載力以及較好的施工效果等特點，不但能夠使地基的強度大幅提升，而且使地基的特性有效改善，同時所用機械設備相對簡單，進一步促進了建筑工程施工的順利開展，提升了工程整體質(zhì)量和穩(wěn)定性。

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