深层挤密法与强夯法联合加固地基的应用

2012-08-15王秋利

科技视界 2012年27期

王秋利

（河北金泰建筑设计有限公司河北邯郸 056000）

1 工程概况

在河北西南部某县城，有一块平整好的土地用于居住小区建设，住宅楼多为六层砖混结构，三类建筑。经地质勘查，地基条件非常复杂，场地平整前为多冲沟丘陵地形，每座建筑下的地质条件各不相同。以其中一栋楼为例，楼座下面为冲沟，回填土为附近山土，无建筑垃圾，有机物含量很少，回填土厚度为13～16米，该层土含水率较低，具有不均匀性，湿陷性，自重压密性等特点，未经处理不能作为基础持力层使用。下层土较为坚硬，无软弱下卧层。

2 地基处理方案的选择

由于松软图层很厚，采用不同的地基处理方案，对建筑成本的影响很大。若将填土全部挖出，然后分层夯实，工程量很大，工期较长，地基处理成本严重影响建筑经济性。若采用灌注桩，负摩阻力将会导致桩长成倍增加，且应先处理地基的密实性，成本过大甚至会导致房产开发没有价值。经过各种方案进行比较，最终确定先采用深层挤密法提高地基土的密实度及承载力，然后采用强夯法进一步提高上层土的承载力，其经济性在合理范围。

3 地基处理方案原理及应用

3.1 挤密法分为成孔挤密法和夯实挤密法

由于本场地地基土质松软，因而采用用夯实挤密法。通过桩机夯锤夯打带有桩尖的钢管，将钢管逐步打入土中，桩管在下沉过程中，对四周土壤产生横向作用，使原有土粒结构破坏，土粒向四周挤压移动，从而将周围土壤的空隙变小，密实度增加。成孔后在孔中填入灰土、素土、砂、石等材料分层夯实成桩，进一步挤密周围土层。挤密桩与周围松散土层形成复合地基，从而减少土壤湿陷量，降低沉降量，提高承载力。

3.2 强夯法为动力固结法

利用提升设备将重锤提升一定高度使其自由下落，重锤的强大动能形成的动应力和冲击波作用于夯实土层，使软弱地基迅速固结，将地基土振实、夯密，降低压缩性，提高地基强度。强夯法适用于湿陷性黄土、低饱和土、回填土、粉土和粘性土等。重锤重量一般选用10～25吨，提升高度一般为10～25米，夯击能根据夯实厚度可选100～400吨米，有效处理深度可达6～8米。在实践应用中，随着提升设备能力不断增加，夯击能不断提高，有效处理深度随着提高。

3.3 挤密法和强夯法采用的施工设备简单易用，工艺方便，地基加固效果明显，强夯法适用范围更为广泛，工期较短，有良好的经济性

4 施工方案及质量控制

4.1 挤密桩方案及实施

1）设计方案

挤密桩处理后要求桩体压实系数不小于0.96,桩间土平均挤密系数不小于0.90，根据勘察报告提供的土质参数，经过计算和试桩确定方案如下：①采用冲击成孔,沉管直径400,孔深 17m；②成孔后，分次填入 3：7灰土，每段厚度 1.0m,分次采用重锤挤密；③布孔采用梅花形布置,孔间距1000；④建筑外墙轮廓外扩4.0m范围内采用灰土桩，灰土桩轮廓线再外扩4.0m范围内采用素土桩。

2)工艺过程

划出楼座边线及处理边线—测放桩位—夯击沉管打桩机就位—沉管至设计深度—拔管至地面—分层填入回填土料—1.5吨重锤夯击6击—拔锤至地面—重复上述6-8步骤—填土达到设计桩顶标高—用回填土封顶—桩机移位至下一桩位。

4.2 强夯方案及实施

1）设计方案

①单击夯击能2000KN.m，锤重16t,直径2.3m,静压力38.5Kpa,落距12.5m。②单点夯击次数按照夯击次数与夯沉量关系曲线确定，并同时满足最后两击平均夯沉量不大于5cm控制。或累计夯沉量不大于2.5m。单点夯击次数不小于9击。处理深度为5～6m。③布置形式采用矩形布置，夯点间距3.2m，隔行隔排夯击，完成一遍后，推平从新设点夯击，共三遍完成。④点夯完成后，推平进行满夯，夯击能1000KN.m，锤重16t，落距6.25m，单位面积不少于2击，锤印搭接20～30cm。⑤建筑外墙轮廓外扩4.0m为夯击范围。

2）工艺过程

划出楼座边线及处理边线—测放第一遍夯点—起重机就位，使夯锤对准夯点位置—起吊夯锤到预定高度后夯击—测量夯坑深度—满足要求后夯击下一个夯点—完成第一遍后推平—测放第二遍夯点—重复上述步骤夯击三遍—推平后进行满夯—推平压实。