灰土桩强夯法地基处理设计方案分析

任 强

(山西机械化建设集团有限公司，山西 太原 030009)

灰土强夯法是地基处理建设当中非常重要的方法，具有加固地基的效果的作用。在传统的地基加固方法面对湿陷性黄土与饱和度较高的黏土，无法有效的对其加固，但将灰土桩与传统的地基强夯法相结合，可以妥善的解决此类问题，确保工程整体的稳固性与安全性[1]。鉴于此，本文将详细地分析灰土桩强夯法地基处理设计方案。

1 灰土桩强夯法地基处理示范案例

在某工业区内需要拟建一处工厂，其中厂区的建设由机加工车间、维修车间、检测车间、污水处理池、水循环池等区域。在工厂各个功能区的建设面积要求上，水循环池的基础埋深为-3 m，面积需要到360.19 m2；车间的基础埋深为-1.81 m，整体面积需要达到7 589.9 m2；污水处理池的基础埋深为-5.01 m，面积需要到达604.9 m2。

2 灰土桩强夯法地基处理分析

地基方案的选择，具体要取决于现场的实际情况，考察地层的分布，并根据建筑的设计要求、施工技术、造价成本等综合因素，设定合理的方案。施工人员在地基的处理过程中，需要对地基的处理方式与方案进行分析、对比，主要对地基处理方案与腐蚀性进行详细的分析，进而选择灰土桩强夯法处理地基。

2.1 分析地基处理方案

在分析地基处理方案的过程中，通过现场工程的勘查报告了解到在污水处理池拟建场地上约有7.8 m2的人工填土，填土的土质结构不佳，较为松散且力学性质不高，土层结构也较为厚重。为此在污水处理池地基的处理过程中，首要重点是增强地基的稳定性，仅依靠强夯法虽然能够起到一定的地基加固作用，但整体成本较高，夯实土层的厚度局限为5 m之内，性价比不高，无法满足施工的要求。此外，回填土堆积时间较短，含水量达6.9%左右，强夯法无法满足其防水与承载力要求。

2.2 分析腐蚀性

在腐蚀性的分析上，通过现场的实地勘察报告可以得知，在部分厂区的地基回填中，使用了含有亚硫酸盐的渍土，导致土体具有一定的腐蚀性。在地基建设完毕后，腐蚀性土体会导致灰土桩被不断地腐蚀。在此种情况，水、消石灰、亚硝酸盐之间的化学反应，生成新的化学物，降低腐蚀性渍土的影响，促使灰土桩满足施工设计需求[2]。在此示范案例中，选用灰土桩强夯法地基处理方法具有以下几方面的原因：

1)回填土的水分含量。

回填土的水分含量较低，水量的不充足导致相关化学反应不足。通常情况下，3∶7配比的灰土桩已经能够满足地基设计的承载需求。但施工人员在施工的过程中，要综合考虑到回填土中含有一定量的水分，即使化学反应微弱仍然会影响灰土桩的强度，因此要对配比进行适当的调整，避免化学反应带来的地基腐蚀与损坏。

2)拟建设厂区的气候。

拟建设厂区的气候具有降水小、蒸发量大、气候干燥的特征。在此种气候条件下，利用灰土桩强夯法处理过的回填土相对密度大，土质夯实度高且含水量小，以至于相关化学反应小，对于灰土桩的影响程度有限。

3)灰土桩强夯法技术。

在针对拟建厂区的地基进行处理时，会在灰土桩的顶部放置灰土垫层，能够起到一定的隔离作用，将空气中的水分与其隔离，降低化学反应效果。

通过以上分析可以得知，根据拟建厂区的土质结构、气候条件、水分含量、施工技术，亚硫酸盐的渍土对于灰土桩的影响十分有限。因此施工人员在对拟建设厂区进行地基处理的过程中，可以采用灰土桩强夯法，增强地基的整体稳固性。

2.3 设计方案选定优势

在拟建厂区利用灰土桩强夯法进行施工处理具有以下几点处理优势：

1)地基的整体处理效果佳，成本低且性价比高。施工人员在施工的过程中只需要采购石灰即可，可以在施工现场采取土体。

2)满足基地的土层强度要求，虽然拟建厂区域不同功能地区的基础埋深有所差异，但在埋深浅的区域，施工人员可以在夯实土体的基础之上，按照3∶7的比例铺设一定厚度的灰土垫，起到加固基地的作用。此外，利用强夯法处理过的地基稳定性与强度明显增加，其承载负荷能力通常是未处理前的1.5倍～2倍。

3 拟建厂区地基处理设计

根据拟建厂区域的施工需求以及相关区域特征，施工人员在施工的过程中可以将整体建设区域作为一个建筑平面，整体开挖基坑，并确保其深度达到2.2 m。由于厂区的各个功能区对于埋深都有一定的要求，可以根据其具体的埋深要求进行相应的处理。根据示范案例可以看到，水循环池及车间对于基础埋深的要求不高，可在强夯处理结束之后铺设灰土垫(比例：3∶7)，并使用相关设备进行分层碾压，使其达到相应的厚度。在污水处理池区域的地基施工过程中，施工人员要根据其埋深要求，在整体开挖基坑深度的基础之上，再增加2 m，并将强夯法与灰土桩相结合处理地基。

3.1 强夯处理

在针对拟建厂区地基进行强夯处理时，需要设计强夯参数，施工人员可以通过试夯法来获取相应的参数。根据相关的建设要求，施工人员可以每6 m的距离间隔出设置夯点，确定夯能为2 000 kN·m。在夯点的布置上，应该采用矩形方式进行布置。试夯时，前两遍采用的方式是点夯，第一遍需要满夯，具体的点夯次数要取决于最后夯沉的力量，当其小于5 cm即可。施工人员在夯基土体的过程中需要将其交错进行。施工人员在确定强夯参数的过程中，也可以借助已有的施工经验，参照同类型的场地的强夯处理方式来设计强夯参数。但总体来说，施工人员在设计强夯参数时，只能高于相关的标准要求。

3.2 灰土桩与灰土垫处理

根据拟建厂区的具体要求，选定灰土桩强夯法处理地基，可以利用钻孔方式加持桩体的稳定性与强度，根据示范案例中拟建厂的具体要求，施工人员可以设计孔径600 mm。此外在灰土桩桩长的选择上，可以根据拟建厂区地质报告中的具体详情确定桩长，采用矩形方式且相隔1.55 m的方式布设桩体。施工人员在确定好后灰土桩的桩体长度、桩间距、钻孔要求之后，可以做好相应的灰土垫处理。施工人员可以将水与生石灰进行配比(比例：3∶7)，在将其搅拌混合后放入灰土桩的孔洞中[3]。施工人员可以采用锤击法帮助其成桩，需要使用8 kN～15 kN的重锤，通过自由落锤的方式进行锤击(起吊高度要大于2 m)，确保其厚度小于50 cm。

3.3 处理工程量

根据示范案例中的拟建设厂区的地基处理需求，整体的强夯面积可以达到8 900 m2，并设计桩体的孔径为600 mm，利用矩形方式布设桩体，桩体整体的外扩布设中，每条边外扩一排。在水循环池与车间的地基处理过程中，由于其基础埋深要求浅，施工人员需要回填与碾压3 950 m2的土地；在污水沉淀池的地基处理中，由于基础埋深要求深，需要回填与碾压350 m2的土体；在污水处理池的地基处理中，共计需要使用322根桩体，确保其长度为4.6 m。

4 结语

根据文中所给的示范案例可以看到，在分析灰土桩强夯法地基处理设计方案的过程中，需要严格按照相关的施工要求，选定具体的施工方案，施工人员需要详细的分析建筑工程的建筑需求，了解地质结构，最终选用灰土桩强夯法处理地基。施工人员在处理地基的过程中，需要遵循国家的相关施工要求进行荷载试验，以确定桩间距与强夯地基的具体参数，进而增强地基稳固性，满足建筑的建设需求。