灰土挤密桩地基加固技术应用实例分析

孙咏华

1 工程概况

拟建的西安经发城建开发有限公司泾渭工业园泾渭时代广场建筑工程:25层写字楼、21层商务公寓建筑物，为甲类建筑;4层裙房建筑物，为丙类建筑。25层写字楼、21层商务公寓地基基础设计等级为乙级;4层裙房地基基础设计等级为丙级。

地质勘测计算分析出各层土的工程特性，具体如下:②层黄土状土:a1－2=0.48 MPa－1，属中偏高压缩性，且 a1－2=0.13 MPa－1～0.92 MPa－1，a1－2偏差大，故②层应按高压缩性土考虑;δs2.0=0.001～0.137，具湿陷性;③层砾砂:N=36击 ～50击，密实状态;④层粉质粘土:a1－2=0.29 MPa－1，属中压缩性;⑤层粉质粘土:a1－2=0.26 MPa－1，属中压缩性;⑥层中砂:N=50 击，密实状态;⑦层粉质粘土:a1－2=0.22 MPa－1，属中压缩性。建筑场地属自重湿陷性黄土场地。

根据 GB 50025-2004 规范第 5.1.1 条、第 6.1.1 条及第 6.1.5条规定，对Ⅱ级自重湿陷性黄土地基上的4层裙房丙类建筑物，地基处理厚度不应小于2.5 m，且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于200 mm。根据场地岩土工程条件，4层裙房适宜采用挤密法处理地基。

采用灰土挤密桩，等边三角布桩，处理深度宜进入③层顶部一定深度，基底下处理厚度可为5.80 m～6.30 m。要求挤密桩平均挤密系数不小于0.93，桩体压实系数不小于0.97时，处理后的复合地基承载力特征值大于180 kPa。

2 施工过程

2.1 做好施工前的准备工作

1)施工前需要审核施工设计图纸，查看工程地质情况。当发现工程土体含水率为25%或者小于13%、饱和度大于66%的时候，施工单位应该及时的通知设计单位，设计单位需要确定事实属实再进行设计变更。

2)在施工之前，必须做好土方、成孔、夯填和挤密效果工艺的试验工作，以便于确定相关的施工技术参数，要求试桩，且数量要大于3根。

3)做好施工杂志设计方案的编制公司制，并对施工人员进行详细的技术交底。

2.2 施工现场清理及放样工作

1)在施工之前，需要清除场地内的所有杂草杂物。做好平整场地工作，并对场地内相关的管线以及其他地下构造物进行标示。场地内松软土壤需要进行机械压实作业，必须保证场地的平整，便于机械化施工的开展。清理好场地后，需要确定场地地基土的含水量，当发现其含水量低于13%的时候，需要对基地土进行加湿处理，加湿处理需要在地基处理之前的4 d～5 d内完成，采取有效措施，确保水通过土体的毛细孔进入到各土层中。

2)做好测量放线工作，首先是需要定出建筑的控制轴线以及打桩位置标示。依据设计图纸对各个桩号进行编号，方便桩基工作的开展。

3)钻孔机械需要有进尺标记，只有这样才能有效控制好钻孔的深度。

2.3 成孔

1)施工准备工作就绪后，桩机就位，将沉管尖对准桩位，调平扩桩机架，使桩管保持垂直，用线锤吊线检查桩管垂直度，确保垂直度偏差不大于1.5%。灰土挤密桩成孔采用沉管法，成孔采用隔排跳打方式，施工顺序为先外排、后里排，同排内应间隔1孔～2孔跳打。

2)沉管。采用沉桩机将与桩孔同直径的钢管打入土中拔管成孔，桩管顶设桩帽，下端作成60°角度锥形活动桩尖，施工前，在桩架或钢管上标出控制深度标记，以便施工中进行钢管深度观测。灰土挤密桩施工时应控制拔管速度，在拔管前宜停顿10 s左右。成孔后，清底夯实、夯平，夯实次数不小于8击，成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，合格后进行下道工序施工或用盖板盖住孔口以防止杂物落入。

2.4 灰土的回填与夯实

1)灰土的拌制与运输。灰土需要厂拌来完成，灰土的各种用料都需要严格计量准确，配合比满足设计要求，确保灰土混合料的外观颜色均匀。灰土拌制后需要立即用运输车运送到施工现场，灰土是根据成孔回填的要求随时进行拌制的，灰土拌成后6 h内就需要进行回填夯实，过夜的灰土不得使用，被雨淋湿过后的灰土是不能施工的，同时，下雨期间也不能进行灰土的拌制。

2)做好灰土的回填夯实工作。成孔之后需要立即进行灰土的回填夯实，在此之前需要先夯实下孔的底部。灰土的回填是分层进行的，我们采用计量仪器定量的向孔内下料，保证每次回填的厚度为250 mm～300 mm，并采用电动卷扬机提升式夯实机对每层的灰土进行夯实处理。

3 质量控制措施

3.1 材料的质量控制

1)土料质量控制。必须选用纯净的黄土，不得使用耕植土。在使用之前需要进行过筛处理，保证土体的颗粒小于15 mm，有机物的含量小于5%;确保黄土的含水量应接近最佳含水量，含水率的波动范围在±3%之间。

2)石灰的质量控制:按照国家Ⅲ级以上标准来执行，活性的CaO加MgO的总含量要求大于70%，石灰的贮存时间不能超过3个月，使用前24 h浇水消解并过筛，颗粒的直径不能小于5 mm，生石灰的粉和块之比应小于3∶7。

3)灰土是采用消石灰和纯净黄土，按照3∶7的体积比，在最佳含水率的环境下配置而成的。配置拌和都是采用集中厂拌方式。在每天施工之前，需要核对土体的含水率，尽量保证灰土的含水率接近最佳含水率。拌制的灰土挤密桩的压缩模量Ep要求在30 MPa～50 MPa区间范围内。

3.2 施工过程的质量控制

1)施工过程中，需要严格控制好施工工艺，一定要保证灰土在初凝之前就完成好拌制及回填工序。不能使用已经过时或者过夜的灰土进行回填，对于已经施工完成的孔应该立即进行回填夯实，不能长时间的出现空孔现象。

2)整个施工过程，都需要设置专人对成孔、灰土回填以及灰土夯实进行监督，如果发现地基土与地质勘测报告不一致，需要立刻要求停止施工，并向上级部门反映情况，设计单位确认后，进行了设计变更后方可继续进行施工。夯实过程中，需要记录夯实锤击的次数以及振动沉入时间，施工过程中出现的问题等等。

3)在成桩过程中，需要及时的观察地面的升降、桩顶上升，如果发现桩顶上升较大，则有可能出现了断桩现象，需要对施工工艺进行适当的调整。

4)在冬季和雨季施工时，需要采取防雨和防冻的相关措施，防止灰土受到外界环境的影响。

5)灰土挤密桩属于隐蔽工程，完成施工后需要监理单位签字认可后方可进行下一道的工序。

4 结语

根据地质条件的不同，桩长从4.8 m～7.3 m不等，施工完成后采用单桩静载试验检测地基承载力，普遍达到了185 kPa以上，桩间土的湿陷系数为0.001～0.003之间，远小于设计要求的0.015;桩间土采用环刀法取样测定挤密系数，共计989组样，测出的挤密系数最低为89.6%，最高为99.4%，平均为96%，大于设计要求的平均93%。

通过工程实例可以看出，灰土挤密桩对于消除土的湿陷性和减小渗透性方面效果较为明显，因其具有就地取材、以土治土、原位处理、深层加密和费用较低等特点，在我国西北及华北等黄土地区具有广泛的应用前景。

［1］ GB 50025-2004，湿陷性黄土地区建筑规范［S］.

［2］ JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范［S］.

［3］ GB 50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范［S］.

［4］ 杨秋生.灰土挤密桩在湿陷性黄土地基中的应用［J］.山西建筑，2010，36(14):119-120.