房建工程灰土擠密樁地基處理施工要點分析

張彥峰++齊恩明

摘 要：建筑工程對地基承載力具有較高要求，在天然地基承載力無法滿足施工需求時，必須采取科學有效的措施予以處理。本文結合具體工程案例，分析了濕陷性黃土地區房建工程地基處理工程中灰土擠密樁的作用機理、施工、檢測，表明在加固濕陷性黃土地基工程施工中灰土擠密樁具有可行性，地基處理后具有較高承載力、穩定性。

關鍵詞：房建工程；灰土擠密樁；地基處理

中圖分類號：TU753.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）18-0084-02

1 工程案例分析

某高層建筑，地上16層，地下1層，58.2m為其高度，12000㎡為建筑總面積。選取現澆鋼筋混凝土剪力墻結構，7m為柱距，箱型基礎，-6.2m為底板埋設深度。本工程所在地具有較為平坦的地勢，地基土層有典型二元結構，上部為沖洪積成因的黃土狀粉質黏土、粉土，同時自然地面下11m范圍內地基土具有較低結構強度，濕陷性顯著，下部卵石層埋設深度為22.5到23m之間，且厚度在6m以上。施工場地具有較為穩定均勻的土層分布情況，20m為地下水穩定水位。基礎下主要持力層為黃土狀粉質粘土及粉土，呈濕、稍濕、可握狀態。且具有中等濕陷性，為輕微非自重濕陷性黃土，承載力特征值為150kpa，與建筑結構要求不符，為此必須做好地基處理工作。

2 設計計算

根據工程建設實際情況，可選取三種方案施工，如卵石層為樁端持力層的大直徑鉆孔灌注樁基礎、箱形基礎+灌注樁基礎、箱基+灰土樁人工復合地基，基于經濟性原則，對比分析以上方案，最終選取箱基+灰土樁人工復合地基方案施工。

箱形基礎下地基承載力設計值在300kpa以內，選取灰土擠密法進行地基整片處理，規定復合地基處理后，其承載力特征值必須滿足220kpa。設計樁徑為40cm，90cm為樁距，則樁距系數=樁距/設計樁徑=2.25。布樁根據等邊三角形設置，排距等于三角形高，即78cm，0.179為灰土樁面積置換率。根據面積加權平均法預計復合地基承載力特征值為230kpa。

在綜合考慮濕陷性土層、下臥層強度、施工機械條件等因素的前提下，確定7.4m為樁長，與基礎外緣相比，處理平面范圍應多出3m左右。于最外圍二排樁而言，其具備防水帷幕功能，可在20～40cm間控制排距，且適當增加樁長，直至8.5m。0.5m為預留表面擾動層厚度，完成灰土樁施工作業后，即可將擾動層挖除，隨后將灰土墊層設置到灰土樁復合地基上，厚度為50cm。選取體積比3：7灰土作為樁孔填料，且在0.95以上控制夯填灰土壓實系數。

3 施工工藝

3.1 施工準備

選取消解后的石灰作為灰土樁石灰材料，不得選取生石灰，避免遇水消解出現膨脹現象。選取無雜質黃土作為拌和土料，應當天使用完拌和后灰土材料，如放置時間較長則會出現硬結現象，不僅會浪費施工材料，還會加大施工難度。施工前，應做好工程測量放線工作，確定各項施工參數，確定最佳含水量及最大干密度。

3.2 成孔

選取錘擊沉管法擠密成樁，通過波蘭15t履帶吊車帶動25t導桿式柴油沉樁錘，16m為樁架高度，采用直徑377mm無縫鋼管制作樁管，樁頭位置加箍到直徑440m，8.5m為長度，樁尖可活動，拔管可透氣。選取夾桿式偏心輪夯實機夯填樁孔，28m為夯錘直徑，0.11t為錘重，80cm為落距，夯擊次數為45擊/min。根據施工設計要求，要求成孔時樁位偏差控制在5cm以內，樁孔垂直度偏差則需控制在2%以內，要求間隔五孔做一次成孔施工記錄。選取隔排跳打方式進行成孔施工，按照“外—內”順序整體施工，要求先進行最外圍兩排加長樁施工，再施工內部樁。如存有嚴重縮徑問題或樁孔垂直度偏差過大，選取復打法施工。因復打縮孔現象在施工后期較為嚴重，需選取人工削孔法進行施工，并增強夯擊能。

3.3 填料控制

過篩處理回填土及石灰，5mm、20mm為篩網直徑，均勻拌和填料，且在最佳含水量內控制含水量，0.95為夯填灰土壓實系數。

3.4 夯機就位

安裝調試夯機之后，需及時進場就位，確保夯錘和樁孔位于相同軸線上。

3.5 夯填施工

根據施工規定，選取夾桿式夯實機施工，260kg為錘重，夯機就位后，保證夯錘能夠向孔底自由落入，防止孔口直接碰觸孔壁。樁孔夯填是施工的主要工序，要求由專人負責土料加濕、灰土拌和及樁孔夯填，并做好監督、檢查工作，各個樁孔需記錄好其回填、夯實數據。

4 質量檢驗

（1）樁身灰土質量檢驗。施工時可將樁身灰土原狀試樣及時取出，對其干密度進行測試，并將壓實系數準確計算出來，相比施工樁數，樁孔取樣數為其2%。由此得出，90%試樣干密度超過每立方米1.45t，壓實系數在0.96以上，與施工設計要求相符。同時，還需進行樁身灰土無側限抗壓強度試驗，結果如表1所示。樁身灰土無側抗壓強度范圍為500～1330kpa，860kpa為平均值。

（2）樁間土擠密效果檢驗。將三個探井合理布設到地基處理范圍內，8m為其開挖深度，原狀樁間土取樣間距為1m，并做好土工常規試驗。樁間土擠密前后主要物理力學性質指標變化情況如表2所示。

由此可見，灰土樁擠密加固地基土施工后，可有效提升干密度，可多出9.3%～14.7%，擠密黃土狀粉質粘土及粉土層土后，其干密度可滿足每立方厘米1.56g，土孔隙可降低19.0%到27.2%，壓縮系數可降低9.6%到66.1%，基本消除地基土濕陷性。可有效改善基底下黃土狀粉質粘土及粉土層物理力學性能，擠密效果滿足設計要求。

（3）復合地基載荷試驗。為有效提升灰土樁復合地基承載力，需在施工現場進行三組單樁復合地基載荷試驗，0.702m2壓板面積。三組試驗結果如下：第1組破壞荷載440kpa，承載力特征值220kpa；第2組比例荷載260kpa，承載力特征值260kpa；第3組極限荷載460kpa，承載力特征值230kpa。分析得出，三組試驗結果極差在平均值30%以內，為此，可選取236.7kpa灰土樁復合地基承載力特征值。

5 結語

綜上所述，在城市化進程不斷加快的今天，隨著建筑功能需求的不斷增多，地基處理方法也越來越多。將灰土擠密樁合理應用到房建工程地基處理施工中，可有效提升地基穩定性，提高工程施工整體質量。

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