灰土桩在唐城仓储项目中的应用体会

文/赵桉 西安市干道市政建设开发有限责任公司 陕西西安 710077

湿陷性黄土在一定的压力作用下，遇到水极容易发生变形和沉陷。其湿陷性会建筑物造成不同程度的伤害，导致建筑物开裂、发生沉降、甚至是倾斜等。在处理湿陷性黄土地基的时候，通常使用比例为2：8或者是3：7灰土桩进行处理，形成复合地基，来提高黄土地基的强度，改善湿陷性。

1、灰土桩的加固机理

一是灰土桩成孔挤密作用。灰土桩在成孔时侧面会受到一定的挤压作用，使得桩间土的密度逐渐增大，从而降低了黄土的湿陷性。同时，灰土桩与桩间土共同并且均匀受力，经过一系列的物理变化形成强度较大的复合地基。二是灰土桩通常采用灰土比例为2：8或者是3：7混合土，这样形成的桩体和桩间土具有较高的气硬性和水硬性。土体中的钠离子与熟石灰中的钙离子发生交换作用，使得原来土体变成钙土，土分子之间的引力增强，土体抗剪性增强。三是灰土桩周围多余的氢氧化钙分子吸收了桩间土中的水分，其他饱和氢氧化钙分子自行结晶，形成了稳定的结晶网格，提高了桩间土的强度。接下来笔者就以西安市唐城仓储项目为例，向读者详细的阐述灰土桩在湿陷性黄土地基的应用。

2、工程实例

2.1 工程概况

唐城仓储项目位于我国的西安市，地处于湿陷性黄土地基中，整个项目总面积为34000㎡，前楼和后楼分别是是高度为4层楼的商业区，上部13层作为酒店项目。前后楼有沉降缝作为界限。根据建筑类型以及湿陷性黄土地基的特点，结合当地施工条件以及材料情况等我们决定采用比例为2：8和3：7的灰土挤密桩（DDC）进行地基处理。

2.2 施工工艺

唐城仓储项目的施工场地较为狭小，开挖后东西侧的道路宽度在1m左右，最多可以支撑行走，由于该项目抵触繁华地段，为了便于施工我们决定将坑基的坡道留作内坡道，计划在施工后期进行边退边打。具体的施工工艺顺序为：测量桩位→成孔→检查成孔深度→对孔底进行夯实→分层下料→逐层夯实→封顶。

2.3 桩长、桩距的确定

唐城仓储项目一方面要消除黄土的湿陷性，同时要提高地基的整体承载能力，从而提升整个地基的强度与密实度。根据《黄土规范》中规定：在自重湿陷性的黄土地基中，要消除黄土湿陷量的处理厚度不低于整个地基湿陷厚度的三分之二，同时要保证剩余未经过处理的湿陷层的湿陷量小于20cm。在设计时如果桩径过小，那么成桩数量便会增加，这样会大量增加工程量，但是如果桩径较大，桩间土挤密系数达不到要求，黄土湿陷性降低效果不佳。该项目的坑基面积达到了8000㎡以上，经过勘察确定该项目的桩长：前楼DDC 桩长度为12m，成孔直径为400mm（成孔时采用重量为柴油沉桩锤进行垂直夯击，挤密成孔的方式），成桩之后孔径达到550mm，使用比例为3：7的灰土进行成桩，成桩数量为2800根；后楼DDC桩长度为5.5m，孔直径为400mm，成桩之后孔径达到550mm，使用比例为2：8的灰土进行成桩，成桩数量为7500根。前楼和后楼的桩顶标高一致，同时要在DDC桩顶铺设一层厚度为600mm比例为2：8的灰土垫层。以上的桩间距维持在1-1.5m，灰土桩的排布呈等边三角形排布，如图1所示。

图1

2.4 地基承载力的计算

灰土DDC桩处理地基的承载力时要对桩与桩间土的密实度进行综合考量，如果是桩的强度大大超过桩间土的强度时，此时的地基强度较大，可以保证桩与桩间土的变形保持一致，那么此时的桩土抗压性能较高。为了保证桩间土能够最大化发挥其性能，则需要在刚性地基基础之铺设较厚的灰土垫层，保证能够均匀的向下传递压力，这样便可以保证DDC桩不被破坏同时桩与桩间土能够共同作用，形成一体，约束侧向作用，形成强度较高的复合地基。

复合地基承载力的计算公式为：

其中ƒa为修正后DDC复合地基的承载力特征值

ƒspk为DDC桩复合地基承载力特征值

ãm为复合地基底面以上土平均重量， 地下水位以下取浮重度

D为地基深度。

2.5 灰土桩夯实

DDC桩体的材料主要是由消石灰和过筛土两种材料组成，消石灰中不能含有任何未经过熟化的生石灰，含水量较低，消石灰与土的配比为：前楼施工3：7，后楼施工2：8。夯土机到位之后要保证平稳，准确对准桩孔，保证能够准确落入孔底。要保持桩孔清洁干净，在进行填料施工前必须要要将夯实孔底直到可以发出清脆声音为止。在填料时尤其要注意的不能随意填料，禁止将料直接倾倒入孔中，要逐层填夯。成孔和回填应该从外向里，间隔回填。

2.6 质量控制

由于该项目的地基面积较大，为了能够保证施工正常进行并且能够保证施工进度，在施工之前我带领施工团队不断的对项目基础数据进行推演，不断进行工艺试验，最终确定施工的控制参数，确保地基承载力能够符合施工设计的要求。同时，为了确保施工质量，在施工过程中我要求要严格规范操作规范，控制好回填时间，严禁使用过时失效的熟石灰。安排专业人员对成孔的回填和夯实情况进检测，在成桩过程中时刻关注着地面升降以及桩顶上升高度，如果桩顶上升过大的话，很容易导致端桩的情况发生。

总结：

根据西安唐城仓储项目的地质条件，我们决定采用灰土DDC桩来形成复合地基，在前楼使用灰土比例为3：7的混料，在后楼使用灰土比例为2：8的混料进行成桩。本工程较大工期较短，经过90天的施工，该项目地基地基承载力提高了2倍之多，完全达到了建筑设计要求。