灰土擠密樁在建筑濕陷性黃土地基處理中的應用

丁旭東+吳國輝

摘 要：作為濕陷性黃土地基有效處理的重要措施，灰土樁復合地基具有簡便、經濟等特點，在工程建設施工中應用極為廣泛。與工程實踐需求相比，現階段灰土樁復合地基理論研究等方面力度嚴重不足，為此，本文主要對灰土擠密樁的概況及建筑濕陷性黃土地基處理中灰土擠密樁的施工技術應用進行了分析與探討。

關鍵詞：灰土擠密樁；濕陷性黃土地基；概況

隨著社會經濟的快速發展，城市建設力度越來越大，進而推動了建筑行業的快速發展。濕陷性黃土地基作為建筑工程的常見地基類型，在該區域施工工程建設難度大，且對地基承載力的要求較高，為了消除或降低濕陷性黃土地基在施工后因過大荷載導致不均勻沉降問題，就必須加強地基承載力處理，而灰土擠密樁這種復合地基具有易于施工，處理土層效果好，取材經濟等優點故常用來處理濕陷性黃土。

1 灰土擠密樁的概況

擠密樁作為軟基處理中的重要方式，一般情況下，廣泛應用于濕陷性黃土地區，其操作原理為：選用沖擊或振動的方式，向原地基內打入圓柱形鋼質樁，隨后拔出，確保樁孔形成，并進行回填與夯實施工，通常選用的回填材料包括：素土、灰土、石灰土、水泥土等，確保樁體直徑增大，與原地基共同形成復合地基。

灰土擠密樁法是在基礎底面形成若干個樁孔，隨后填入灰土與分層夯實，進而對地基的承載力或水穩性進行有效提升。灰土樁應遵循一定體積進行石灰與土的拌和，在樁孔內夯實加密并以此成樁，在化學性能方面這種材料具有良好的氣硬性和水硬性，因灰內帶正電荷鈣離子與帶負電荷粘土顆粒相互吸附，逐漸產生膠體凝聚作用，同時不斷增長灰土齡期，進而達到提升土體固化及土體強度增強的作用。從力學性能方面看，灰土樁主要起到擠密地基的作用，在地基承載力提升的同時，還可以將其濕陷性消除，進而減少沉降量。

2 案例分析

某工程地基處理選取鉆孔夯密樁，該場地具有較為平坦的地勢。因河流沖擊與山谷洪流作用，在地貌上該廠區可看做是山澗河谷地貌。由上到下場地地層可分為：填土層—黃土狀粉土—卵石層。該場地具有14.4到24.5m厚的濕陷性黃土層，其自重陷量計算為11.3到109.58cm，總濕陷量范圍為31.96至281.70cm，屬于自重濕陷性黃土場地，III至IV為其濕陷等級。

鉆孔夯密樁作為此工程成樁工藝取土成孔的主要方式，40cm為樁孔直徑，選取1.5到2t蛋形夯對孔內填料進行一層一層夯實。

1、設計要求夯填素土的位置，采取正三角形布設樁孔，40cm為鉆孔直徑，可按照1m及1.1m樁間距分別進行試驗，分4遍進行成孔擠密施工，成孔后需一層一層地進行夯實，0.95以上為樁身素土夯填壓實系數，0.93以上為樁間土平均壓實系數，0.88為最小擠密系數。需消除黃土濕陷性，保證樁與樁之間的距離符合施工規定，隨后實施壓板試驗，并對素土樁復合地基承載力加以準確確定。

2、設計要求夯填灰土的位置，其同上進行試驗，要求處理后夯擴樁樁身壓實系數控制在0.97以上，待完全消除黃土濕陷性后，可進行樁與樁之間的距離，且做好壓板試驗，進而對灰土樁復合地基承載力加以確定。

3、在黃土層濕陷性消除及處理后，即可施行滲透試驗，以此進行滲透系數的確定，達到良好防水功效。

3 建筑濕陷性黃土地基處理中灰土擠密樁的施工技術應用

1、施工準備

（1）遵循灰土樁施工對各種施工材料的質量要求，及依據樁體數量、樁體長度與配合比等條件對施工選用的石灰、粉煤灰與粘性土等材料的數量及質量進行確定，施工企業應選用專人在材料進入施工現場后，及時檢查與審核材料數量、質檢報告等，避免質量不達標材料進入施工現場，每批材料應嚴格遵循相關技術指標進行抽樣檢測，確保符合施工要求后，才能進行施工。

（2）施工機械設備應在施工前期進行全方面的徹底質量檢測，確保施工過程中施工機械能夠正常運作，特別是施工中應用到的沖擊成孔機械等，在確保各項機械設備配件齊全的前提下，應做好調試與維護作業，避免機械運作中出現任何意外，造成工期延長與降低工作效率。

（3）施工前應進行地基土與樁孔填料擊實試驗，選用地基原土樣進行輕型擊實試驗，這樣可以獲得土的最佳含水量與最大干容量，重型擊實試驗應遵循灰土體積配合比3：7進行，并獲得灰土材料的最佳含水量與最大干容重。

2、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，根據設計樁數、詳細編號等在計算機CAD內進行樁位布設圖的繪制，且在實地內放樣布點。

3、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。

4、拌和灰土

拌和灰土，要求按照3：7進行灰與土的拌和，拌和時要求其具有最佳含水量，通常在15%到18%范圍。

5、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，導致相近孔出現坍塌等現象。

6、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。

（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定，要求夯擊施工落體狀態具有豎直、自由等特點。

（2）控制夯實厚度及夯實遍數。根據10cm虛填應用的夯擊次數進行夯實厚度的準確確定，具體施工環節回填施工以人工位置，虛填5cm為各次回填量，根據試驗得出的結構進行夯擊次數的有效控制。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。

7、質量檢測

（1）在施工前，應對樁尖土進行標準灌入的試驗，對各土層強度增長情況進行比較，從而對土層的承載力進行判定。

（2）對于復合地基承載力的檢驗數量不得低于總樁數的0.3%，不少于3點，而單樁承載力的檢驗數量不得低于總樁數的2%。

（3）在施工后，應間隔一定的時間進行質量的檢驗。當空隙水壓力消散且間隔時間不少于28天后，方可進行飽和粘性土地基的檢測，而粉土、砂土和雜填土地基不得少于7天。

（4）對于樁體現場的檢測，其主要內容有：樁徑、樁距、樁長和樁體土，可以采用鋼卷尺對樁距、樁徑進行現場測量，可以采用鉆孔取芯方法對樁長、樁體土進行檢測，采用人工探井取原狀土樣法對樁間土進行檢測。

4 結束語

綜上所述，近年來，我國建筑行業得到快速發展，建筑市場競爭極為激烈，很多企業都在對自身施工技術進行不斷優化，從而提高其市場競爭力。在濕陷性黃土地基施工中，灰土擠密樁技術的廣泛應用，全面提高了工程建設的整體質量，推動了工程行業的可持續發展。

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