濕陷性黃土地基處理中灰土擠密樁加固技術(shù)的應用

文/劉雙 中國建筑第二工程局有限公司核電建設分公司 廣東深圳 518034

1、灰土擠密樁加固技術(shù)的工藝原理

處于非飽和狀態(tài)下的濕陷性黃土，其因孔隙偏大及密實性較低等特點，會在作用力下產(chǎn)生較強的浸水性。經(jīng)過長期實踐發(fā)現(xiàn)：若濕陷性黃土的壓實系數(shù)與干密度處于特定臨界標準時，則其濕陷性便可由此消除。灰土擠密樁加固技術(shù)，即是通過此種原理，利用深層擠壓成孔方式，將地基樁間土進行壓實，并與分層夯實比例為2:8 的灰土，來構(gòu)成全新具有非濕陷性的地基承載土質(zhì)。

2、濕陷性黃土地基處理中灰土擠密樁加固技術(shù)的實踐應用

2.1 灰土擠密樁施工工藝流程

灰土擠密樁的施工工藝涵蓋多種程序步驟，如施工前的準備工作、布樁、按比例配制灰土、成孔、回填、夯實以及檢測與驗收等。其工序如下圖1所示。

圖1 灰土擠密樁施工工藝

2.2 灰土擠密樁施工技術(shù)要點

在濕陷性黃土施工區(qū)域應用灰土擠密樁地基加固技術(shù)，會涉及到以下注意事項：

其一，在實施該項地基加固技術(shù)前，要對施工現(xiàn)場進行清理與平整，將雜草與腐殖土等處理干凈，并設置及調(diào)試好臨時的排水系統(tǒng)。在對機械設備進行前期檢查的同時，也要開始實施采集素土，將其與配比后的灰土進行擊實試驗，分析并求解出施工區(qū)域濕陷性黃土的最大干密度與含水量。

其二，布樁前要繪制出明確的樁位圖，并確保放樣偏差的樁間距≤5%。而在進行填料的拌制過程中，既要確保填料配比符合試驗標準，還應確保拌和顏色具有一致性。其中，具有黏性的土質(zhì)為填料主料部分，土質(zhì)粒徑應≤15mm，且有機物≤5%；為確保石灰活性，氧化鈣離子與氧化鎂離子的含量應≥60%，且石灰粉粒徑要≤5mm。拌和中，最佳含水量應嚴格控制在±3%左右，以此確保復合型地基的承載力與穩(wěn)定性。

其三，在成孔施工中，要注意打樁機的型號與夯擊頻率。通常情況下，施工中應依照樁位圖實施成孔作業(yè)，并在施工后進行及時的檢查，避免出現(xiàn)漏孔現(xiàn)象。在進行成孔檢查過程中，應分批次進行操作與檢查，對孔深、孔徑、孔間距等數(shù)據(jù)做到細致查驗，并確保孔徑偏差≤50mm，且傾斜度≤1.5%倍孔深。待檢驗合格后方可進行灰土的回填工作。在這一過程中，這種濕陷性黃土地基的天然含水量與干密度，是對成孔擠密造成影響的關(guān)鍵性因素。為確保灰土擠密效果呈現(xiàn)出最佳狀態(tài)，則應嚴格控制好地基土質(zhì)的含水量，使其含水量達到最優(yōu)效果，且土質(zhì)應呈現(xiàn)出較強的可塑性，此時的成孔效果與質(zhì)量為最佳。在此基礎上，采用灰土擠密樁技術(shù)實施成孔作業(yè)時，通常將孔徑大小設置成300 ～600mm 之間，并輔以比例為3：7 或2：8 的灰土作為填充樁孔的填料。同時，采用具有等邊對稱效果的三角形布樁，也會更加利于樁間土的擠密性。

其四，在灰土擠密成樁環(huán)節(jié)中，若灰土樁的長度＞10 倍樁徑，則頂面在豎向荷載的作用力下，其樁身會出現(xiàn)不同程度的變形現(xiàn)象。經(jīng)試驗檢測，結(jié)合實際施工經(jīng)驗，若樁身變形程度大致為樁頂豎向荷載作用力的40%～90%之間，則樁底便不會發(fā)生沉降現(xiàn)象。而若樁身處于受壓變形形態(tài)下，且樁頂變形程度占據(jù)總變量程度范圍在60%～85%之間，則樁頂至下的1.0 ～1.5d區(qū)域內(nèi)，樁身會呈現(xiàn)出拉裂的豎向變形或斜向的剪切性變形，該變形歸屬于脆性破壞。此時，雖然樁頂部分存在不同程度的壓裂，但其仍具備部分灰土塊體得到摩擦與咬合強度標準，使其仍能夠與樁間擠密復合型土質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同作用力。若該濕陷性黃土區(qū)域建造乙類建筑，則所能夠避免濕陷性的最小處理厚度應≥非自重濕陷性黃土土質(zhì)壓縮厚度的70%。

其五，從長期施工角度考慮，采用灰土擠密樁地基加固技術(shù)時，處理深度應在5～15m之間。而若濕陷性黃土土質(zhì)含水量＞25%時，且其飽和度超出0.65，則會因樁孔回漿縮頸成形困難，而無法通過配制灰土的方式進行地基的加固。反之，若土質(zhì)的含水量過低（通常為12%～14%之間），則該類土質(zhì)便會因硬度過高，也難以實施成孔作業(yè)。

結(jié)語：

我國地多域廣，而各地區(qū)的水文、地質(zhì)等又存有一定的差異性，因而在開展建筑項目施建的過程之中難免會遭遇濕陷性黃土等不良地質(zhì)。此類土質(zhì)的結(jié)構(gòu)性能欠佳，存在一定的濕陷性。如若未經(jīng)妥善處治而直接在其之上修筑建筑地基，則極易致使所筑建筑發(fā)生沉降超標或變形開裂等質(zhì)量缺陷。為此，須嚴格依循《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》等相應規(guī)范、標準，并結(jié)合既往施建項目經(jīng)驗所得，采取灰土擠密樁加固等方式來對所涉區(qū)域予以相應的加固補強，以確保地基承荷性能等參數(shù)達標。而在開展灰土擠密樁的施工實踐時，須緊密結(jié)合項目所在區(qū)域的地質(zhì)實況等予以全面、科學考量，經(jīng)仔細計算、校核，并經(jīng)試樁、質(zhì)檢，最終確定適宜本項目的施作參數(shù)用以指導后續(xù)的作業(yè)施工。并且，于后續(xù)的施作全程須緊抓施建質(zhì)量不放松。通過科學設計、嚴格施作，以保濕陷性黃土的不利特性得以有效改善，進而促使建筑施建質(zhì)量得以有效確保。