湿陷性黄土地基处理中灰土挤密桩加固技术的应用

文/刘双 中国建筑第二工程局有限公司核电建设分公司 广东深圳 518034

1、灰土挤密桩加固技术的工艺原理

处于非饱和状态下的湿陷性黄土，其因孔隙偏大及密实性较低等特点，会在作用力下产生较强的浸水性。经过长期实践发现：若湿陷性黄土的压实系数与干密度处于特定临界标准时，则其湿陷性便可由此消除。灰土挤密桩加固技术，即是通过此种原理，利用深层挤压成孔方式，将地基桩间土进行压实，并与分层夯实比例为2:8 的灰土，来构成全新具有非湿陷性的地基承载土质。

2、湿陷性黄土地基处理中灰土挤密桩加固技术的实践应用

2.1 灰土挤密桩施工工艺流程

灰土挤密桩的施工工艺涵盖多种程序步骤，如施工前的准备工作、布桩、按比例配制灰土、成孔、回填、夯实以及检测与验收等。其工序如下图1所示。

图1 灰土挤密桩施工工艺

2.2 灰土挤密桩施工技术要点

在湿陷性黄土施工区域应用灰土挤密桩地基加固技术，会涉及到以下注意事项：

其一，在实施该项地基加固技术前，要对施工现场进行清理与平整，将杂草与腐殖土等处理干净，并设置及调试好临时的排水系统。在对机械设备进行前期检查的同时，也要开始实施采集素土，将其与配比后的灰土进行击实试验，分析并求解出施工区域湿陷性黄土的最大干密度与含水量。

其二，布桩前要绘制出明确的桩位图，并确保放样偏差的桩间距≤5%。而在进行填料的拌制过程中，既要确保填料配比符合试验标准，还应确保拌和颜色具有一致性。其中，具有黏性的土质为填料主料部分，土质粒径应≤15mm，且有机物≤5%；为确保石灰活性，氧化钙离子与氧化镁离子的含量应≥60%，且石灰粉粒径要≤5mm。拌和中，最佳含水量应严格控制在±3%左右，以此确保复合型地基的承载力与稳定性。

其三，在成孔施工中，要注意打桩机的型号与夯击频率。通常情况下，施工中应依照桩位图实施成孔作业，并在施工后进行及时的检查，避免出现漏孔现象。在进行成孔检查过程中，应分批次进行操作与检查，对孔深、孔径、孔间距等数据做到细致查验，并确保孔径偏差≤50mm，且倾斜度≤1.5%倍孔深。待检验合格后方可进行灰土的回填工作。在这一过程中，这种湿陷性黄土地基的天然含水量与干密度，是对成孔挤密造成影响的关键性因素。为确保灰土挤密效果呈现出最佳状态，则应严格控制好地基土质的含水量，使其含水量达到最优效果，且土质应呈现出较强的可塑性，此时的成孔效果与质量为最佳。在此基础上，采用灰土挤密桩技术实施成孔作业时，通常将孔径大小设置成300 ～600mm 之间，并辅以比例为3：7 或2：8 的灰土作为填充桩孔的填料。同时，采用具有等边对称效果的三角形布桩，也会更加利于桩间土的挤密性。

其四，在灰土挤密成桩环节中，若灰土桩的长度＞10 倍桩径，则顶面在竖向荷载的作用力下，其桩身会出现不同程度的变形现象。经试验检测，结合实际施工经验，若桩身变形程度大致为桩顶竖向荷载作用力的40%～90%之间，则桩底便不会发生沉降现象。而若桩身处于受压变形形态下，且桩顶变形程度占据总变量程度范围在60%～85%之间，则桩顶至下的1.0 ～1.5d区域内，桩身会呈现出拉裂的竖向变形或斜向的剪切性变形，该变形归属于脆性破坏。此时，虽然桩顶部分存在不同程度的压裂，但其仍具备部分灰土块体得到摩擦与咬合强度标准，使其仍能够与桩间挤密复合型土质产生协同作用力。若该湿陷性黄土区域建造乙类建筑，则所能够避免湿陷性的最小处理厚度应≥非自重湿陷性黄土土质压缩厚度的70%。

其五，从长期施工角度考虑，采用灰土挤密桩地基加固技术时，处理深度应在5～15m之间。而若湿陷性黄土土质含水量＞25%时，且其饱和度超出0.65，则会因桩孔回浆缩颈成形困难，而无法通过配制灰土的方式进行地基的加固。反之，若土质的含水量过低（通常为12%～14%之间），则该类土质便会因硬度过高，也难以实施成孔作业。

结语：

我国地多域广，而各地区的水文、地质等又存有一定的差异性，因而在开展建筑项目施建的过程之中难免会遭遇湿陷性黄土等不良地质。此类土质的结构性能欠佳，存在一定的湿陷性。如若未经妥善处治而直接在其之上修筑建筑地基，则极易致使所筑建筑发生沉降超标或变形开裂等质量缺陷。为此，须严格依循《湿陷性黄土地区建筑规范》等相应规范、标准，并结合既往施建项目经验所得，采取灰土挤密桩加固等方式来对所涉区域予以相应的加固补强，以确保地基承荷性能等参数达标。而在开展灰土挤密桩的施工实践时，须紧密结合项目所在区域的地质实况等予以全面、科学考量，经仔细计算、校核，并经试桩、质检，最终确定适宜本项目的施作参数用以指导后续的作业施工。并且，于后续的施作全程须紧抓施建质量不放松。通过科学设计、严格施作，以保湿陷性黄土的不利特性得以有效改善，进而促使建筑施建质量得以有效确保。