灰土擠密樁在李儀祉紀念館地基處理中的應用

寧建輝

（陜西省涇惠渠管理局 陜西 三原 713800）

1 工程簡介

李儀祉紀念館是為紀念我國近代水利先驅(qū)李儀祉先生、展示三秦水利文化、促進文物保護及水文化研究交流而修建的一座綜合性水利紀念館。建設(shè)李儀祉紀念館是弘揚儀祉精神，打造陜西水利文化品牌的迫切需求，也是貫徹省委、省政府建設(shè)華夏歷史文化基地的重要舉措。

紀念館依托位于涇陽縣王橋鎮(zhèn)社樹村的原儀祉墓園，通過修整、新建展館及配套設(shè)施，形成了以館為主、以園為輔、園林路相配套的總體布局。展館建筑面積2127 m2，框剪結(jié)構(gòu)，三層設(shè)計，兩側(cè)新建兩個廣場。紀念館規(guī)劃設(shè)計突出水文化特色，內(nèi)部展示內(nèi)容包括以鄭國渠文化為代表的古代水利、以李儀祉水文化為代表的近現(xiàn)代水利、當代水利發(fā)展成就以及水利科技四個方面。該項目還對陵園墓冢區(qū)進行綠化整修，并完善部分管理設(shè)施。

2 建筑物類型和巖土工程勘察等級

李儀祉紀念館工程位于涇惠渠總干渠北岸，場地地貌單元屬涇河左岸二級階地。根據(jù)設(shè)計單位提供的《建筑物地基巖土工程勘察任務書》及擬建建筑物平面布置圖可知：擬建建筑物主要有紀念館、管理設(shè)施和貴賓接待室，其中，紀念館為3層框剪結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深為2.5 m，相應于荷載效應標準組合時基底壓力PK為150 k P a。勘察的主要目的是評價場地穩(wěn)定性、建筑適宜性；查明黃土濕陷性質(zhì)、確定場地實現(xiàn)類型和地基濕陷等級；查明地下水埋藏條件和對工程建設(shè)的影響；評價水環(huán)境、土對建筑材料的腐蝕性；判定建筑場地類別，評價場地地震效應；評價地基穩(wěn)定性，提供地基承載力等參數(shù)；提出地基處理措施建議；提供基坑開挖和支護的建議方案和巖土參數(shù)；提供不良地質(zhì)現(xiàn)象防治措施建議和巖土參數(shù)。

按照勘察要求規(guī)范、規(guī)程要求，共布置勘探點14個，其中鉆孔9個，探井5個。勘探點間距20.0 m～25.0 m。鉆孔最大深度為25.0 m，探井最大深度為15.0 m。場地地形開闊平坦，勘探點坑口高程498.74 m～500.15 m，地面最大高差1.41 m。場地地層在25.0 m深度范圍內(nèi)主要由耕植土、人工填土、黃土狀壤土、細砂、卵石地層構(gòu)成。場地無不良地質(zhì)作用的影響，地基基土穩(wěn)定性好，適宜于工業(yè)與民用建設(shè)。勘察場地屬自重濕陷性黃土，等級為二級，土層承載力特征值為150 k P a；地震動峰值加速度為0.15 g，地震動反應譜特征周期為0.40 s。設(shè)計地震分組屬第一組，相應的地震基本設(shè)防烈度為Ⅶ度。場地地下水最大埋深30.0 m，屬潛水類型，對混凝土結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無腐蝕性。場地標準凍結(jié)深度為0.45 m。

地基基礎(chǔ)處理建議首選擠密樁法。

3 地基設(shè)計方案及施工工藝要求

3.1 地基設(shè)計方案

李儀祉紀念館工程地基基礎(chǔ)設(shè)計采用2∶8灰土擠密樁基礎(chǔ)。灰土樁長9.3 m，成孔直徑 400 m m，樁中心距為 900 m m，樁排距780 m m，設(shè)計樁數(shù)4635根。樁頂部滿鋪50 c m厚的3∶7灰土墊層。

3.2 材料要求

土料：采用新鮮粘性土，土內(nèi)有機質(zhì)含量不得超過5%，土料必須過篩，要求粒徑不超過15 m m。

白灰：采用新鮮白灰，消解1天～2天后過篩，其粒徑不得大于5 m m，且不得含有未熟化的生石灰及其他雜質(zhì)，也不得含有過多的水分。

嚴格按照設(shè)計配合比要求進行拌和，拌和均勻，隨拌隨用，嚴禁隔夜使用，灰土固結(jié)。

3.3 定位放線

施工前，根據(jù)設(shè)計基礎(chǔ)平面布置圖及樁位圖，通過坐標控制點，準確定出每個施工樁樁位點，并做好標識。經(jīng)檢驗無誤后，再進行施工，并做好記錄。

具體操作如下：由于坑內(nèi)樁位數(shù)量較大，為方便施工操作控制成孔、成孔量統(tǒng)計、資料收集整理，綜合現(xiàn)場情況，樁號采用分區(qū)域，以排為單位編列，即：

由西向東依次1、2、3……N，順序確定編號；

每排上得樁均由北向南編號依次1、2、3……N。

并及時報甲方、監(jiān)理審核復驗，然后進行下道工序施工。

3.4 灰土擠密樁施工技術(shù)要求

按照設(shè)計圖紙要求，灰土擠密樁總根數(shù)4635根，成孔直徑400 m m，回填時夯機用汽車式重錘，錘重不小于1.5 t，提錘高度為5 m，夯填前，先重錘空夯3次，樁體分層回填，夯實。逐層以斗車定量向孔內(nèi)下料，每次不大于0.12 m3（高度800 m m～1000 m m）,依次填至樁頂。首先提錘高度2 m，輕擊2次，然后提錘高度5 m，錘擊7次（樁頂部夯擊對提錘高度，可增加夯擊次數(shù)，以增加3次為宜）。設(shè)計圖紙要求：樁體壓實系數(shù)不小于0.97，樁間土擠密系數(shù)不小于0.93，成孔后直徑不小于550 m m。灰土拌和采用拌和機拌和，回填樁孔時應由專人按照規(guī)定數(shù)量填料。

3.5 主要施工工藝及順序

放線—定樁孔位點—成孔—成樁—0.5 m厚3∶7灰土墊層。

隔排隔行，間隔2孔跳打，成孔后立即回填，以防鄰孔之間互相擠壓造成相鄰孔縮孔或震動坍塌。當夯擊處理時宜由內(nèi)向外進行，局部處理宜由外向內(nèi)進行。

3.5.1 施工順序

遵循設(shè)計、規(guī)范要求，采取隔行隔樁跳打，順序如圖，總得施工順序原則是：從里向外，隔行隔樁跳打，分四個層次進行施工。

圖1 隔行隔樁跳打示意圖

3.5.2 成孔施工

成孔分為四遍完成，在填完第一遍孔后再進行下批成孔施工，操作要點如下：

（1）鉆機對準孔位中心，入孔后，正常沖擊取土，一般不宜多用高沖程，以免引起塌孔。

（2）操作人員必須準確控制松繩長度，既要小松、輕松，又要免打空錘。

（3）經(jīng)常檢查鋼絲繩磨損情況，卡扣松緊程度、轉(zhuǎn)向裝置是否靈活，以免突然掉鏟。

（4）鋼絲繩上應有長度標記，隨時觀察和掌握樁孔深度。

（5）每班成孔量需對應圖紙樁號，即時填報施工記錄，做好資料統(tǒng)計整理。

3.5.3 填料夯實

夯填機就位后保持平穩(wěn)，夯錘對中樁孔，并能自由落入孔底，同時校驗孔深、孔的傾斜度是否符合設(shè)計要求。

孔內(nèi)填料時，由專人按照規(guī)定數(shù)量填入，避免盲目亂填，每次填入量控制在1000 m m以內(nèi)，然后夯擊，交替進行，即：夯填孔底→填料→夯實→填料……→封頂→夯實。

為確保設(shè)計樁頂部位的樁頭質(zhì)量，每孔需超填夯實不小于50 c m。

為保證樁孔的填、夯施工質(zhì)量，對實際填料數(shù)量、填入次數(shù)、填料的質(zhì)量、含水量、夯擊次數(shù)、提升高度都做好詳細的記錄，對完工的樁號、排號、樁數(shù)逐個與施工圖對照檢查，發(fā)現(xiàn)問題立即返工、補打補填。

3.5.4 質(zhì)量保證措施

灰土擠密樁為隱蔽工程，只有按照全面管理的辦法對施工全過程、所有工序進行管理，通過編制施工工序管理表，做到每一道工序進行自檢、并經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后才能進入下道工序施工，才能保證工程質(zhì)量。開工前對施工班組進行技術(shù)交底，提高施工人員的質(zhì)量意識。并制定質(zhì)量管理制度，實行獎罰措施，確保各工序質(zhì)量。

施工過程質(zhì)量控制：成孔、填料及夯實施工均按設(shè)計和規(guī)定的參數(shù)進行。

檢測用深層環(huán)刀取樣法，在工程樁施工過程中，每施工100根取樣數(shù)量不少于2根，利用體積為100 c m3的環(huán)刀取樣。取樣部位為最后一層回填夯實后的下半部分（約虛樁頂下1.2 m左右），測定其干密度，根據(jù)擊實試驗所得的最大干密度來計算出壓實系數(shù)，確保壓實系數(shù)不小于0.93，保證有90%以上的土樣復合設(shè)計要求。當天施工不足100根時，至少取2根進行試驗。

4 結(jié)論

根據(jù)設(shè)計要求，灰土擠密樁施工完成需要檢測內(nèi)容包括：評價樁間土的濕陷性，樁身灰土的壓實系數(shù)，樁間土擠密系數(shù)及符合地基的極限承載力。

工程樁施工結(jié)束后，委托陜西新星工程檢測有限公司對紀念館2∶8灰土擠密樁進行檢測，結(jié)論如下：

（1）靜荷載試驗12組，均達到200 k P a的設(shè)計要求。

（2）濕陷性滿足設(shè)計要求。

（3）樁身擠密系數(shù)介于0.95～1.0之間，平均0.97，滿足設(shè)計要求。

（4）樁間土擠密系數(shù)在0.90～0.97，平均0.93，滿足設(shè)計要求。陜西水利