濕陷性黃土地區(qū)高層建筑地基處理方法探討

喬全越 于歡

摘 要： 灰土擠密樁通過擠密作用，不僅使?jié)裣菪渣S土達(dá)到了最大干密度指標(biāo)，還使黃土路基的濕陷性得到了有效的消除，提高了地基的承載能力和水穩(wěn)性，確保了整個工程的質(zhì)量。同時，灰土擠密樁施工無需開挖回填，能夠縮短施工工期，并且填孔材料能夠就地取材，施工成本較低。因此，灰土擠密樁在我國濕陷性黃土路基處理中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的成效。為此，本文在充分了解濕陷性黃土特征的基礎(chǔ)上，對結(jié)合具體工程情況，對灰土擠密樁的加固原理及濕陷性黃土地區(qū)高層建筑地基處理要點進行了分析與探討。

關(guān)鍵詞： 濕陷性黃土；高層建筑；灰土擠密樁

一、濕陷性黃土的特征

1、濕陷性。當(dāng)黃土受到自然地表水的侵蝕時，黃土中的易溶鹽類溶解，會破壞顆粒間的膠合作用力，從而導(dǎo)致土粒懸浮于水中。當(dāng)再次沉積時，土粒碰到已沉積的土粒，因兩者之間的相互引力大于其重力，土粒會在最初的位置上停留，不再出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，從而形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，這為水的進一步侵蝕提供了條件，空隙間通過連通和擴展，會導(dǎo)致大孔隙和陷穴的出現(xiàn)。經(jīng)過外荷載作用，會破壞土體結(jié)構(gòu)，這樣會造成大量、劇烈變形現(xiàn)象的發(fā)生，大大降低了土體結(jié)構(gòu)的強度，從而產(chǎn)生濕陷性。

2、直立性。濕陷性黃土在天然含水量的狀態(tài)下具有強度高和壓縮性小的特征，可以將垂直邊支撐起，天然陡壁多呈近90°的邊坡。因此，濕陷性黃土具有直立性的特征。

3、膨縮性。當(dāng)濕陷性黃土遇到水時，會產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，而干燥后會產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，通過多次反復(fù)作用，會導(dǎo)致裂紋的形成，然后剝落，這樣會對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重地影響。

4、崩解性。當(dāng)濕陷性黃土浸入水中時，會很快產(chǎn)生崩解現(xiàn)象，這對路基的強度和穩(wěn)定性會產(chǎn)生較大的影響。

5、難壓實。當(dāng)濕陷性黃土的最大干密度和最佳含水量較高時，就會難以滿足碾壓密實要求的條件。

6、受含水量影響較大。濕陷性黃土受含水量的影響較敏感。當(dāng)含水量較小時，易于產(chǎn)生揚塵現(xiàn)象。當(dāng)含水量大于最佳含水量時，易于產(chǎn)生翻漿現(xiàn)象，而適宜壓實的含水量為最佳含水量的+0.5～-2%。

二、灰土擠密樁的加固原理

灰土擠密樁最早產(chǎn)生于前蘇聯(lián)，主要用于黃土地基濕陷性消除方面，到20世紀(jì)中期才得到了逐步推廣及大量使用。灰土擠密樁是指在地基土上通過沖擊進行擠土成孔，隨后將灰土夯填到孔內(nèi)以此成樁。成孔過程中，樁孔位置的土將由側(cè)邊不斷擠出，進而能夠擠密樁附近的土。灰土擠密樁能夠充分混合各類比例的熟石灰和土，且利用多種方法向孔內(nèi)夯入灰土。其加固原理為，其一利用成孔與夯實地基土被擠壓成孔，促使樁孔中的土體由側(cè)面擠出，此時壓縮、擾動與重塑為樁附近土體的主要狀態(tài)，如土體擠密到相應(yīng)程度，即可消除其濕陷性；其二作為一種氣硬性膠凝物質(zhì)，石灰是最常用的一種建筑材料。當(dāng)充分混合熟石灰和土后，就會出現(xiàn)一系列物理化學(xué)反應(yīng)，進而有硅酸鈣等水化物等生成，待其凝結(jié)后即可形成具備較高強度的樁體，當(dāng)樁體與土體（擠密后）相互結(jié)合，即可形成復(fù)合地基。

三、濕陷性黃土地區(qū)高層建筑地基處理要點分析

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(qū)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。

1、施工準(zhǔn)備

施工前期，需對挖方施工位置進行土方開挖施工，需向灰土樁設(shè)計頂標(biāo)高位置進行開挖，且通過平地機進行整平施工，隨后做好灑水碾壓工作。施工前期按照設(shè)計圖紙、水準(zhǔn)基點及施工控制點等進行放線，先在允許范圍內(nèi)控制誤差，且設(shè)置好控制樁。按照具體施工情況，樁位由全站儀進行測放，且做好相應(yīng)的標(biāo)注，及進行白石灰撒布。施工階段常常會出現(xiàn)土體擠壓等問題，這就要求在施工樁前必須復(fù)核樁位的準(zhǔn)確性，且對所有軸線控制點進行復(fù)核。在對現(xiàn)場場地標(biāo)高進行準(zhǔn)確測量后，需根據(jù)圖紙要求，對其他有關(guān)位置的標(biāo)高進行準(zhǔn)確計算。

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(jù)設(shè)計樁數(shù)、詳細(xì)編號等在計算機CAD內(nèi)進行樁位布設(shè)圖的繪制，且在實地內(nèi)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(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(yīng)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(nèi)打入，其深度應(yīng)與設(shè)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(dǎo)致相近孔出現(xiàn)坍塌等現(xiàn)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(shù)等加以準(zhǔn)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(yīng)確保其具有良好工作性能，且夯錘提升高度滿足設(shè)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(yīng)用的夯擊次數(shù)進行夯實厚度的準(zhǔn)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(gòu)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(yīng)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、灰土擠密樁施工質(zhì)量的檢測

（1）在施工前，應(yīng)對樁尖土進行標(biāo)準(zhǔn)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(fù)合地基承載力的檢驗數(shù)量不得低于總樁數(shù)的0.3%，不少于3點，而單樁承載力的檢驗數(shù)量不得低于總樁數(shù)的2%。

（3）在施工后，應(yīng)間隔一定的時間進行質(zhì)量的檢驗。當(dāng)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(xiàn)場的檢測，其主要內(nèi)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(xiàn)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。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市建設(shè)力度越來越大，進而推動了建筑行業(yè)的快速發(fā)展。濕陷性黃土地基作為建筑工程的常見地基類型，在該區(qū)域施工工程建設(shè)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(dǎo)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(fù)合地基具有易于施工，處理土層效果好，取材經(jīng)濟等優(yōu)點故常用來處理濕陷性黃土。

參考文獻

[1]龔貴林.換填法與灰土擠密樁法處理濕陷性黃土地基試驗研究[D]. 蘭州交通大學(xué) 2015.

[2]郭小云，王敏，閆嘉慶，相興華，白曉紅. 灰土擠密樁法和強夯法處理濕陷性黃土地基的效果對比[J]. 施工技術(shù). 2012（19）.

[3]邵生俊，楊春鳴，馬秀婷，陸斯. 黃土的獨立物性指標(biāo)及其與濕陷性參數(shù)的相關(guān)性分析[J]. 巖土力學(xué). 2013（S2）.

[4]何斌，姜軍周.灰土擠密樁及在處理濕陷性黃土地基中的應(yīng)用[J]. 山西建筑. 2010（17）.

[5]張峰.灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基的工程實例及分析[J]. 甘肅科技. 2011（23）.