宿舍楼工程灰土挤密桩地基处理施工要点探讨

2022-08-17田春明

居业 2022年7期

田春明

(山西旅游职业学院，山西太原 030031)

宿舍楼工程属于居住建筑，如地基周边地质环境较差，必须进行地基加固处理，从而确保最终工程建设符合要求。建筑工程施工需要以质量为基础，而地基施工作为工程安全性和稳定性的重要组成部分，必须保证地基紧密，如存在问题将会对工程建设效益产生重大影响。

1 工程灰土挤密桩地基处理施工概述

随着我国社会经济水平的提高，建筑行业随之快速发展，但我国土地资源的贫乏问题成为现代城市化建设的阻碍，为了更好的利用现有土地资源，解决我国土地贫乏的问题，地上、地下工程建设成为我国建筑行业的发展方向，尤其是在我国黄土高原地区，相关建筑工程的施工质量要求更加严格。灰土挤密桩法的施工选用石灰进行回填，不仅可以增强地基的承载能力，且可以有效减少桩体周围土层缝隙，减少沉降，提高平整度，形成更为密实的结构，保证建设区域地基的承载能力(如图1)。灰土挤密桩施工地基处理的整体效果较好，有效结合能够改善地质条件，提高地基的承载能力，为此在现代高层建筑和超深地下工程的复合地基中，需要合理采用灰土挤密桩技术的地基加固技术，以达到加强地基承载能力的目的，保证建筑的施工质量，进而保证人们的生命财产安全[1]。

图1 工程灰土挤密桩地基处理

2 宿舍楼工程灰土挤密桩地基适用性分析

2.1 宿舍楼工程概况

山西旅游职业学院新建学生宿舍楼位于学院内东南角，场地地势起伏较大，总建筑面积9 628.18m2，标准层层高为3.6m，结构类型为剪力墙结构，强度等级≥3.5MPa，学生宿舍楼有效桩长15m，桩间土成孔后的平均挤密系数为0.93，宿舍复合地基承载力特征值fspk≥200kPa，桩体材料为3∶7灰土。

2.2 灰土挤密桩地基适用性

2.2.1 复合地基施工特征

在对自然地基进行处理时，利用灰土挤密桩技术，将钢套管打入自然地基形成孔洞，增加自然地基土壤之间的水平力作用，提高地基的承载能力。在进行地基的回填土料操作时，采取分层夯填的方法进一步形成桩体，使其与桩间土和垫层形成复合地基，达到地基加固的目的。地基灰土挤密桩技术施工操作较为简单、整体施工工期短，灰土挤密桩复合地基的应用愈发广泛，回填挤密桩复合地基的加固方式避免地基出现沉降。通过灰土挤密桩建设，工期可缩短50%以上，且材料选择具有较为突出的优势，其机具应用、施工过程较为简单，灰土挤密桩复合地基提升了承载力，具有良好的工程质量效益[2]。

2.2.2 复合地基施工适用性

在对自然地基在进行加固处理时，需要进行灰土夯实，通过使桩孔四周的土壤受到侧向挤压力作用，增强地基的承载能力，以满足现代高层建筑的需求。通过大量地基利用灰土挤密桩技术，相邻桩孔的交界处其挤密效果相互叠加，中心的密实度达到最高，桩间土密实度也会随着相邻桩间的距离减小而逐渐增大，可以进一步提高桩间土的密实度，进而达到提高地基的承载能力，满足宿舍建筑、超深地下工程对于地基承载能力的需求。上述工程在灰土挤密桩复合地基施工过程中(如图2所示)，最小挤密系数是重要指标，在挤密桩复合地基密实性检测等手段的控制下，使复合地基承载力满足要求，把控挤密夯实结果，挤密系数符合地基加固处理标准，确保实际建设指标和加固质量符合标准。

图2 复合地基施工

3 宿舍楼工程灰土挤密桩地基处理施工质量控制要点

灰土挤密桩地基处理需要按照规定标准进行质量验收，对各项可能发生的风险问题进行优化和完善，从而满足工程建设需求。

3.1 成孔和钻孔质量控制

在对地基处理利用灰土挤密桩技术时，需要增强灰土之间的连接，逐渐生成不溶于水的结晶化合物，进而达到提高灰土强度的目的。地基灰土因为长时间与空气接触，与空气中的水和二氧化碳发生碳化作用，进一步增高灰土强度，增强地基的承载能力。成孔是灰土挤密桩施工的重点环节，上述工程根据宿舍楼实际地质条件，由操作人员检验设备使用性能，钻机安装应保证水平、稳定，出现倾斜程度过大的问题及时纠偏，提升桩体挤密的稳定程度，保证成桩的稳定性。

3.2 严格控制含水量

灰土挤密桩技术多数应用于高层建筑、超深地下工程中，在对地基进行加固处理时，采用灰土挤密桩技术，提高地基承载能力，以此避免地基出现不均匀沉降，保证建筑的质量安全。在地基土层的含水量大于24%时，可能会出现隆起等现象，影响地基的承载能力，在对地下水和含水量地基进行处理时，利用灰土挤密桩技术对地基进行处理的效果最佳，进而保证地基的承载能力。为提高施工机械化程度，根据工程招投标合同的要求，采取套管成孔的施工方式，经审核批准后进行施工建设，如宿舍楼地下水位过高，可采用酒精燃烧法抽查其实际含水量，以此达到最佳的挤密效果，避免出现孔洞坍塌现象，满足建筑工程的施工要求。

3.3 控制桩孔质量

桩孔周围的地基土受到较大水平向挤压作用，通过原位深层挤压成孔，填入一定比例的灰土振实，使桩周一定范围内土层的工程物理性质得到改善，湿陷性全部或部分消除。灰土桩与桩间土形成了非湿陷性承载力较高的人工复合地基，项目部从拿到施工图纸开始，每个环节都有专人负责，最终实现工程质量创优目标。灰土挤密桩施工过程中，应采取相应的处理措施，避免桩体局部直径缩小，同时需要合理控制桩间距，增加施工间距进行复打，确保桩身夯击密实。

4 宿舍楼工程灰土挤密桩地基设计要求

在利用灰土挤密桩技术进行地基加固处理时，应先对施工场地进行处理，保证施工环境的平整度，使各桩身的基础位置起到控制作用，达到对桩孔定位的目的。在进行打桩施工时，其顺序则依据打桩时贯入度的大小而定，为了避免相邻桩孔的振动下会发生桩孔缩径现象，需要对其采取隔桩的方式进行打桩，再对其间隔的桩孔进行同样操作，进而保证桩孔位置的精确性，提高灰土挤密桩的施工质量。上述工程土桩总桩数3 985根，素土桩总桩数1 571根，采用沉管挤密成孔工艺，保护桩长0.5m，有效桩长15.0m，建筑物基础下采用灰土挤密桩，石灰应使用生石灰消解3d～4d过筛的熟石灰粉[3]。建筑物基础外围采用素土挤密桩处理，挤密系数≥0.93，且设计中要求保证水量及最大干密度，具体如表1所示。

表1 挤密桩地基设计要求

5 宿舍楼工程灰土挤密桩地基处理施工策略

5.1 土质类型判断

根据本工程的岩土工程勘察报告，局部区域地势低洼，基础设计底标高高于或接近场地自然标高，在揭露的地层范围内，需要做好土质分析工作，根据GB 50025-2004湿陷性黄土建筑规范，采用灰土挤密桩进行地基处理以消除部分湿陷量。在公寓宿舍楼灰土挤密桩复合地基施工过程中，土质类型判断十分重要，其作为后续各类参数获取的基础，如土体结构以松散的形态存在，则需要根据压缩试验进行判定，依据场地取土钻孔处取得原状土样，在实际执行中需要测出各个土层在其上覆土的饱和度，保证实测或计算自重湿陷量>70mm，和自重压力下的自重湿陷系数值，从而保证最终灰土挤密桩施工能够达到最佳效果。

5.2 施工材料准备

在施工准备中预先做好材料与设备相关工作，钻机就位应准确稳固，钻进或穿过软硬土层时钻杆应保持铅直，如发生移位或倾斜随时进行调整，灰土采用3∶7灰土，拌和过程中需要加水，堆放时间不宜超过24h，夯击达到规定的次数后，方可进行下次填料，每一根桩的填料数量、夯填时间应进行记录。灰土挤密桩其优点是施工噪声和振动影响较小，主要材料是土料和石灰，二者拌和之后产生胶泥反应，要求确定所需材料的规格及数量，将有机质含量控制在5%以内，同时需要采用黏性土或粉土，并提前3～4d消解，要求最大粒径≤5mm，该方法不易出现缩孔、回淤等情况，具有良好的水稳性能。

5.3 地基土方开挖

灰土挤密桩的成孔施工环节是地基加固处理的关键环节，地基处理中桩基成孔的方法主要包括沉管成孔、爆破成孔和冲击成孔3种成孔方式，沉管成孔技术多数采用柴油锤打桩机设备的锤击沉管方式，桩基成孔的爆破成孔方式，在进行爆破时产生的振动影响周边建筑，为此在采用爆破方法进行桩基成孔时，应对施工现场进行实际测量、验算，再对地基进行加固处理，利用定型冲击成孔机设备进行成孔施工，进一步提高地基土层的密实度，保证地基加固的质量。开挖前首先编制土方方案，工程地基处理为灰土挤密桩处理地基，根据土方开挖深度，采用2台反铲挖掘机进行开挖，测量人员全程跟踪挖掘机进行测量，开挖到设计基底标高以上0.3m，全部土方运抵指定南面存土处，开挖时以机械开挖为主，0.3m厚土方由人工开挖，从而防止漏挖和超挖，地基土方开挖如图3所示。

图3 地基土方开挖

5.4 施工桩位放样

上述工程结合勘察数据进行桩位放样，在此过程中需要全面清理施工现场的碎石、杂物，随后可以采用全站仪测量桩体位置，最后需要由专业技术人员复核验收，保证施工后最终误差控制在5cm以内。同时，为了能够进一步提高宿舍楼基层承载能力，通过撒入石灰定点提高挤密桩定位的准确性，以此为后期施工建设提供数据指导，保证工程的建设质量。

5.5 挤密桩成孔施工

按照规定要求检验挤密效果，注重分析试验阶段存在的问题，使沉管桩尖与桩位中心保持一致，充分掌握实际地质条件。同时，在灰土挤密桩施工中需要将成孔试验数量保持在3个以上，侧向挤密桩孔内部土体，避免正式施工中出现类似情况，随后校核桩管垂直度等参数，将其误差控制在1.5%以内[4]。

5.6 桩孔填夯

桩孔填夯是技术应用的重要组成部分，应按照规定标准检测成孔质量，随后确定最佳的夯击次数，将误差控制在条件允许范围之内，证夯实机安装的稳定性。同时，为了能够避免后期施工过程中出现缩孔现象，采用量斗向桩孔内定量下料，根据实际情况优化方案，将每层厚度控制在 300～400mm左右，防止风险问题。

5.7 密实性检测

密实性检测是地基承载的重要内容，根据JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范，对挤密桩复合地基进行静载荷试验，宿舍楼工程建设中，若想有效应用灰土挤密桩，必须要合理开展相关研究，施工完成后管理人员需要结合各类参数开展相关工作，以此针对不同桩深的施工区域进行取土检测，准确获得最大干密度的比值，也包括灰剂量、桩体密实度等内容，保证灰土垫层密实度>96%。