机械成孔灰土挤密桩施工质量控制

张修超

摘要：灰土挤密桩使桩周土体密度增大，降低土体原始孔隙比，使土体压密固结，提高地基土的承载力，因其隐蔽于地下且在整个建筑中的重要作用，施工中应严格控制施工质量，确保建筑整体的安全性。

关键词：灰土挤密桩地基处理中的应用质量控制

0 引言

灰土挤密桩施工设备简单，工程造价低，相当于一般灌注桩、预制桩基础造价的50％左右。可以弥补其它桩断桩、离析等桩身质量问题，被广泛应用于我国华北、豫西等地区湿陷性黄土的地基处理。

该类型桩的质量受到成桩工艺、机械设备、施工队伍素质等影响，施工质量控制的难度较大，特别是用于高耸建筑物湿陷性地基的处理，因其隐蔽于地下，一旦出现质量问题，将严重影响工程安全，且不易补救。由此可见，灰土桩加固湿陷性地基的施工质量控制显得尤为重要。本文章，结合豫西某地区某电厂70m高冷却塔工程的施工监理，谈谈灰土挤密桩的施工质量控制：

1 工程概况

1.1 该工程位于洛阳市吉利区洛阳石化总厂厂区内，本场地属非自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅱ级(中等)，上部4层均具湿陷性，最大湿陷性黄土分布深度12.1m。该地基土非饱和的欠压密土，具有较大的孔隙率和较小的干密度，在自重力和附加力作用下受水浸湿后结构迅速破坏而发生显著下沉。

1.2 灰土挤密桩桩端位于4层黄土状粉土夹粉质粘土，属中压缩性土层，厚度7.50 ～7.90m，埋深为11.40～12.90m。

1.3 该工程设计桩径为400mm，有效桩长为10.0m，采用正三角形布桩，其设计要求如下：①桩身土料采用就地挖出的粘性土，现场过筛颗粒不应大于15mm，并对土料中的有机杂质和耕植土进行清除。②桩身石灰采用Ⅲ级以上的新鲜块灰，适用前1-2天消解并采用孔径小于5mm的筛子还筛，将未熟化的生石灰块清除掉，以保证其颗粒≤5mm。③桩身所用材料的灰土体积比为3：7。④复合地基承载力要求达到设计值F≥230kpa。⑤施工操作质量检验严格执行《湿陷性黄土地区建筑规范》。⑥施工顺序为隔排隔行，间隔1～2孔跳打，成孔后立即回填。

2 灰土挤密桩的主要施工质量问题及原因分析

2.1 单桩或复合地基承载力低于设计要求。主要表现为：灰土挤密桩的质量低劣，桩的灰掺量不足，桩的均匀性、整体性差，桩身夹有树根、有机杂物等。灰和土没有拌合均匀，呈隔层状，桩长不够等。造成以上问题的原因如下：①没有做工艺试桩，施工参数或灰土不符合设计要求。如：一次填入灰土量过大、夯实次数、夯机提升高度不够、落锤高度、锤击数未按规定施工。②未按规定工艺进行施工，把重复拌合的工艺省去，或在拌合过程中对桩体材料未进行过筛，拌合次数不够，灰和土没有充分融合等。

2.2 桩孔垂直度差，桩体挤密效果差，造成原因如下：①桩机安装不平整稳固、桩锤重心与桩孔中点不在同一垂线上，未遵守成孔挤密的顺序， 即先外排后里排，同排内间隔1～2孔，施工中震动挤压造成缩孔或塌孔，影响垂直度。②地基土的含水量未达到最佳含水量，桩孔回填料与计量不相符，夯锤重量不符合要求，夯击次数不够影响桩体机密效果。

3 施工前的质量控制

3.1 严格要求施工单位根据设计要求做工艺试桩，根据工艺试桩，掌握机械设备的状况，并经设计、业主、监理同意确定了如下的施工工艺和施工参数： ①根据灰土桩施工工艺《孔内深层强夯法》施工，即用机械洛阳铲捣土成孔，选用的灰土应过筛，粒径不大于15mm，有机质含量不大，用作灰土的熟石灰也应过筛，粒径不大于5mm，并不得夹有未熟化的生石灰块和含有过多的水分。采用3：7(石灰：土)进行搅拌，直到均匀。②桩孔内的填料逐层以量斗计量向孔内下料，逐层夯实，每次回填厚度350～400mm，落锤选用1.8T炮弹试重锤，落锤高度不小于2m，每层落锤次数8～12下。③孔底在填料前夯实3～4锤，捣孔直径400mm，成桩后桩体直径550 mm。④桩孔中心距为1m，孔位呈正三角形布置。⑤15m桩总成桩时间控制在35～45。

3.2 严格开工报告的审批手续，开工前应做好如下工作：①检查施工单位的场地平整情况，并对桩位标高及桩机定位情况进行复测，确保桩位偏差不超过160mm。②桩机就位后，检查桩机下地表土的情况，防止地表土过软，桩机失稳倾斜，确保桩身垂直度不超过1.5％。③检查填料的灰土比，夯填量，夯实次数，单桩夯填时间，施工工艺等技术参数，挂牌上机情况。

4施工中的质量控制

4.1由于灰土挤密桩在施工过程中要严格按施工工艺、施工参数施工，这对施工单位的工程技术人员、操作人员的技术水平、工作责任心有很高的要求。监理人员坚持24小时全过程跟踪监理。

4.2抓施工单位的自检、自控，抓每台桩机的交换班记录，每桩机设专职记录员详细记录每根桩的施工过程，不得弄虚作假，确保原始记录的真实，监理人员每台班每桩机随机记录每根桩的打桩记录。

4.3监理人员在施工过程中，重点控制关键工序的施工质量。①随时抽检灰土桩的成孔深度，填料的灰土体积比例，使灰土比为3：7。在夯填过程中要求分层夯填、计量送料，确保桩体的挤密性和桩身的密实性。②控制每根桩每层夯实的次数和时间，确保桩身的灰土掺量及桩身的整体性和均匀性。监理人员在监理过程中，可通过控制成桩时间、限定每台桩机每台班的产量使施工队保证成桩时间，最终保证成桩质量。

5施工后的质量控制

5.1对所有已完灰土桩的施工记录进行汇总分析，对质量有疑问的桩做为检查的重点。

5.2基坑开挖过程中，用机械开挖桩顶标高以上0.5m要求用人工开挖，以保护桩头质量不被破坏。

5.3通过对灰土挤密桩抽取6根桩进行复合地基静载荷试验，最大荷载量为450mpa，最大沉降量均未超过7.59mm，在整个试验过程中未见异常情况且极限荷载未出现，按相对值确定的承载力特征值大于最大加荷量的一半。经处理后灰土挤密桩均满足设计要求，地基承载力特征值frpa≥230kpa。

6 几点体会和建议

6.1 灰土挤密桩的设计人员虽然根据地质勘察报告，提出了设计要求和参数，但因施工地质条件可能与地质报告有出入，施工机械设备不尽相同，正式施工前，工艺试桩是必不可少的保证质量措施。

6.2 监理工程师参加施工技术交底，进行监理工作交底，以便了解施工单位对设计要求、施工工艺、施工参数理解和掌握的程度，沟通与施工队之间的关系，便于监理工作的开展，施工前监理工程师督促施工单位建立三级质保体系，有助于施工单位对工程质量的自检、自控。

6.3 灰土挤密桩的施工质量，由于具有隐蔽性，为此，监理工程师在坚持24小时跟踪旁站监理的同时，更要注重抓分层填实厚度，夯击次数，夯实后密度以及桩心距，桩径大小等关键工序。其中根据单桩成桩时间限定每台桩机的台班产量不失为一种好方法。

参考文献：

[1]GB50025——2004.《湿陷黄土地区建筑规范》.

[2]JGJ79——2002.《建筑地基处理技术规范》.

[3]麦海强.钻孔夯扩挤密复合桩地基处理技术.工业技术.2007(02).

[4]黄志仑等.钻孔夯扩挤密桩地基.军工勘察.1996(1).