挤密桩预处理在湿陷性黄土地区高层建筑的应用

呼建斌

(西北综合勘察设计研究院，陕西西安 710003)

挤密桩预处理在湿陷性黄土地区高层建筑的应用

呼建斌

(西北综合勘察设计研究院，陕西西安 710003)

结合具体工程实例，对素土挤密桩预挤密处理后灌注桩基础在大厚度湿陷性黄土地区高层建筑中的应用进行了探讨，从检测内容、检测结果等方面作了具体论述，达到了消除地基湿陷性的目的，提高了单桩承载力。

地基处理，素土挤密桩法，湿陷性黄土，检测

1 概述

某工程位于陕西省西安市南三环与长安南路十字西南角，拟建建筑物1号楼地上31层，地下1层，基础埋深6．5 m，剪力墙结构。本工程±0．000 m相当于绝对标高为439．900 m。

2 岩土工程条件

2．1 地形地貌

据勘察报告，拟建场地地形东南高西北低，勘探点地面标高介于435．19 m～440．45 m之间。地貌单元属黄土梁洼。

2．2 地层

在勘探深度范围内，拟建场地地基土由上至下分15个工程地质层。地基土②黄土、③黄土、④古土壤、⑤-1黄土具轻微～中等～强烈湿陷性，并具自重湿陷性。湿陷性黄土一般分布深度为11．50 m ～18．00 m，自重湿陷性黄土分布深度为 11．50 m ～18．00 m。各主要湿陷性黄土层的物理力学性质详见表1。

表1 各主要黄土层物理力学性质指标

拟建场地属自重湿陷性黄土场地。当拟建建筑物基础埋深为－6．5 m考虑时，综合考虑，湿陷性黄土地基的湿陷等级为Ⅱ(中等)级。

2．3 水文地质条件

依据勘察报告，拟建场地地下水属于潜水类型，主要由大气降水、地下径流补给，以自然蒸发和地下径流排泄为主。在勘察期间，地下水稳定水位埋深为17．20 m～19．70 m，相应标高为417．18 m ～419．94 m。

根据区域水文地质资料得知，本场地水位年变化幅度约为1．0 m ～2．0 m。

3 地基处理及基础选型

依据勘察报告，结合拟建物上部荷载，权衡了多种地基处理和基础方案，综合考虑，采用素土挤密桩预挤密处理后灌注桩基础方案，以消除湿陷性黄土层，并减少桩长，节约工程造价。

3．1 素土挤密桩法

对拟建1号楼地基预先采用素土挤密桩进行地基处理。设计素土挤密桩采用螺旋钻成孔工艺，柱锤夯填成桩，桩身直径为550 mm，桩心距为900 mm，呈等边三角形满堂布置，桩身材料为素土，设计有效桩长为11．0 m。设计要求采用素土挤密桩的主要目的为消除场地土层湿陷性，并要求桩间土平均挤密系数均大于0．93，素土挤密桩桩身素土平均压实系数均不小于0．97。

3．2 钢筋混凝土灌注桩基础

按勘察报告，根据土的物理性质参数(指标)与承载力参数之间经验关系，初步确定单桩竖向极限承载力标准值时，有关的各层地基土桩的极限侧阻力qsik和端阻力qpk标准值见表2。

表2 桩的极限侧阻力标准值qsik和极限端阻力标准值qpk

为初步设计桩基，按JGJ 94-2008建筑桩基技术规范，对桩长35 m、桩径600 mm的灌注桩单桩竖向极限承载力标准值进行了估算，其结果经归纳汇总列于表3，表4中。

表3 单桩竖向极限承载力标准值估算成果表

表4 素土挤密桩预挤密处理后单桩竖向极限承载力标准值估算成果表

从单桩竖向极限承载力标准值估算结果知，经素土挤密桩预挤密处理后单桩竖向极限承载力标准值有较大幅度的提高。

经综述分析，1号楼基础采用钢筋混凝土灌注桩基础，采用旋挖成孔工艺，水下灌注混凝土成桩。桩径600 mm，有效桩长35 m，桩身强度等级C40。设计要求钢筋混凝土灌注桩单桩竖向抗压极限承载力5 500 kN。

4 地基处理检测手段及检测结果

4．1 检测手段

对素土挤密桩，根据设计要求及相关规范、规程，本次检测工作采用的检测手段为：开挖探井：开挖深度为桩长11．0 m，采取桩身素土环刀试样(每井剖3根桩)，桩间土环刀试样，桩间土不扰动试样(三桩形心处)，用于测求桩身素土压实系数、桩间土挤密系数及桩间土湿陷性消除情况等是否满足设计要求。

对钢筋混凝土灌注桩，根据设计要求及相关规范、规程，本次检测工作采用的检测手段为：单桩静载荷试验，用于基桩竖向抗压极限承载力测试;桩孔质量检测，用于成孔质量检测;低应变检测，用于基桩桩身完整性检测。

4．2 检测结果

对素土挤密桩，根据对拟建场地开挖的探井试验结果判定该场地桩间土湿陷性已基本消除;根据对拟建场地开挖探井的桩间土平均挤密系数均大于0．93，满足设计要求;根据对素土挤密桩桩身素土平均压实系数均不小于0．97，满足设计要求。

对钢筋混凝土灌注桩，根据桩孔质量测试结果，拟建的1号楼桩孔质量抽检结果满足规范及设计要求;根据静载荷试验结果，拟建的1号楼钢筋混凝土灌注桩单桩竖向抗压极限承载力值判定为：Quk=5 500 kN，满足设计要求;根据低应变测试抽检结果，拟建的1号楼钢筋混凝土灌注桩抽检基桩桩身均为完整桩或基本完整桩，满足设计要求。

5 结语

1)利用素土挤密桩预挤密处理后灌注桩基础在大厚度湿陷性黄土地区上高层建筑是可行的，达到了消除地基湿陷性的目的，提高单桩承载力，并可减少桩长，节约工程造价。2)对素土挤密地基和桩基应按有关规定进行人工地基检测工作。

［1］1#楼岩土工程勘察报告［R］．西安：西北综合勘察设计研究院，2009．

［2］1#楼素土挤密桩试验报告书［R］．西安：西北综合勘察设计研究院，2010．

［3］1#楼钢筋混凝土灌注桩试验报告书［R］．西安：西北综合勘察设计研究院，2010．

［4］工程地质手册编委会．工程地质手册［M］．第4版．北京：中国建筑工业出版社，2007．

The application of compaction pile pretreatment in high-rise buildings of collapsible loess area

HU Jian-bin

(Northwest Comprehensive Survey and Design Institute，Xi’an 710003，China)

Combining with specific project example，the paper discussed the application of usually soil compaction pile pre-compaction treatment post cast-in-place foundation in the high-rise buildings of big thickness collapsible loess area，discussed in detail from testing content，testing results and other aspects，gained the objective to eliminate foundation collapsibility，improved the bearing capacity of single pile．

foundation treatment，usually soil compaction pile，collapsible loess，detection

TU753．3

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.122

1009-6825(2013)10-0054-02

2013-01-08

呼建斌(1965-)，男，高级工程师