灰土樁在唐城倉儲項目中的應用體會

文/趙桉 西安市干道市政建設開發有限責任公司 陜西西安 710077

濕陷性黃土在一定的壓力作用下，遇到水極容易發生變形和沉陷。其濕陷性會建筑物造成不同程度的傷害，導致建筑物開裂、發生沉降、甚至是傾斜等。在處理濕陷性黃土地基的時候，通常使用比例為2：8或者是3：7灰土樁進行處理，形成復合地基，來提高黃土地基的強度，改善濕陷性。

1、灰土樁的加固機理

一是灰土樁成孔擠密作用。灰土樁在成孔時側面會受到一定的擠壓作用，使得樁間土的密度逐漸增大，從而降低了黃土的濕陷性。同時，灰土樁與樁間土共同并且均勻受力，經過一系列的物理變化形成強度較大的復合地基。二是灰土樁通常采用灰土比例為2：8或者是3：7混合土，這樣形成的樁體和樁間土具有較高的氣硬性和水硬性。土體中的鈉離子與熟石灰中的鈣離子發生交換作用，使得原來土體變成鈣土，土分子之間的引力增強，土體抗剪性增強。三是灰土樁周圍多余的氫氧化鈣分子吸收了樁間土中的水分，其他飽和氫氧化鈣分子自行結晶，形成了穩定的結晶網格，提高了樁間土的強度。接下來筆者就以西安市唐城倉儲項目為例，向讀者詳細的闡述灰土樁在濕陷性黃土地基的應用。

2、工程實例

2.1 工程概況

唐城倉儲項目位于我國的西安市，地處于濕陷性黃土地基中，整個項目總面積為34000㎡，前樓和后樓分別是是高度為4層樓的商業區，上部13層作為酒店項目。前后樓有沉降縫作為界限。根據建筑類型以及濕陷性黃土地基的特點，結合當地施工條件以及材料情況等我們決定采用比例為2：8和3：7的灰土擠密樁（DDC）進行地基處理。

2.2 施工工藝

唐城倉儲項目的施工場地較為狹小，開挖后東西側的道路寬度在1m左右，最多可以支撐行走，由于該項目抵觸繁華地段，為了便于施工我們決定將坑基的坡道留作內坡道，計劃在施工后期進行邊退邊打。具體的施工工藝順序為：測量樁位→成孔→檢查成孔深度→對孔底進行夯實→分層下料→逐層夯實→封頂。

2.3 樁長、樁距的確定

唐城倉儲項目一方面要消除黃土的濕陷性，同時要提高地基的整體承載能力，從而提升整個地基的強度與密實度。根據《黃土規范》中規定：在自重濕陷性的黃土地基中，要消除黃土濕陷量的處理厚度不低于整個地基濕陷厚度的三分之二，同時要保證剩余未經過處理的濕陷層的濕陷量小于20cm。在設計時如果樁徑過小，那么成樁數量便會增加，這樣會大量增加工程量，但是如果樁徑較大，樁間土擠密系數達不到要求，黃土濕陷性降低效果不佳。該項目的坑基面積達到了8000㎡以上，經過勘察確定該項目的樁長：前樓DDC 樁長度為12m，成孔直徑為400mm（成孔時采用重量為柴油沉樁錘進行垂直夯擊，擠密成孔的方式），成樁之后孔徑達到550mm，使用比例為3：7的灰土進行成樁，成樁數量為2800根；后樓DDC樁長度為5.5m，孔直徑為400mm，成樁之后孔徑達到550mm，使用比例為2：8的灰土進行成樁，成樁數量為7500根。前樓和后樓的樁頂標高一致，同時要在DDC樁頂鋪設一層厚度為600mm比例為2：8的灰土墊層。以上的樁間距維持在1-1.5m，灰土樁的排布呈等邊三角形排布，如圖1所示。

圖1

2.4 地基承載力的計算

灰土DDC樁處理地基的承載力時要對樁與樁間土的密實度進行綜合考量，如果是樁的強度大大超過樁間土的強度時，此時的地基強度較大，可以保證樁與樁間土的變形保持一致，那么此時的樁土抗壓性能較高。為了保證樁間土能夠最大化發揮其性能，則需要在剛性地基基礎之鋪設較厚的灰土墊層，保證能夠均勻的向下傳遞壓力，這樣便可以保證DDC樁不被破壞同時樁與樁間土能夠共同作用，形成一體，約束側向作用，形成強度較高的復合地基。

復合地基承載力的計算公式為：

其中?a為修正后DDC復合地基的承載力特征值

?spk為DDC樁復合地基承載力特征值

?m為復合地基底面以上土平均重量， 地下水位以下取浮重度

D為地基深度。

2.5 灰土樁夯實

DDC樁體的材料主要是由消石灰和過篩土兩種材料組成，消石灰中不能含有任何未經過熟化的生石灰，含水量較低，消石灰與土的配比為：前樓施工3：7，后樓施工2：8。夯土機到位之后要保證平穩，準確對準樁孔，保證能夠準確落入孔底。要保持樁孔清潔干凈，在進行填料施工前必須要要將夯實孔底直到可以發出清脆聲音為止。在填料時尤其要注意的不能隨意填料，禁止將料直接傾倒入孔中，要逐層填夯。成孔和回填應該從外向里，間隔回填。

2.6 質量控制

由于該項目的地基面積較大，為了能夠保證施工正常進行并且能夠保證施工進度，在施工之前我帶領施工團隊不斷的對項目基礎數據進行推演，不斷進行工藝試驗，最終確定施工的控制參數，確保地基承載力能夠符合施工設計的要求。同時，為了確保施工質量，在施工過程中我要求要嚴格規范操作規范，控制好回填時間，嚴禁使用過時失效的熟石灰。安排專業人員對成孔的回填和夯實情況進檢測，在成樁過程中時刻關注著地面升降以及樁頂上升高度，如果樁頂上升過大的話，很容易導致端樁的情況發生。

總結：

根據西安唐城倉儲項目的地質條件，我們決定采用灰土DDC樁來形成復合地基，在前樓使用灰土比例為3：7的混料，在后樓使用灰土比例為2：8的混料進行成樁。本工程較大工期較短，經過90天的施工，該項目地基地基承載力提高了2倍之多，完全達到了建筑設計要求。