探讨灰土挤密桩在大寨镇中心社区的应用

探讨灰土挤密桩在大寨镇中心社区的应用

李兴平

杨凌城乡投资建设开发有限公司李兴平陕西杨凌712100

摘要：本文以杨凌大寨镇中心社区湿陷性黄土地基处理工程为例，介绍了灰土挤密桩在工程中的应用，从挤密加固机理、设计、施工工艺及质量检测方法，指出灰土挤密桩是处理地基简便有而有效的好方法，能到达消除消除地基土湿陷性，提高地基土承载力的目的。

关键字：灰土挤密桩湿陷性黄土地基处理

0、引言

杨凌地处北蟒山边缘渭河北岸地堑，属渭河谷地新生代断陷地带，南侧依秦岭山脉，北侧横穿陕西中部渭北黄土塬。区内属典型河谷地貌类型，地表大面积覆盖黄土状黄土，地质条件差，不利于建筑修建，必须经过地基处理以达到设计要求。

大寨镇中心社区位于杨凌北侧，属渭河北岸Ⅱ级阶地后缘，场地黄土为Ⅲ级（严重）自重湿陷性，对工程危害非常大，为消除地基湿陷性、提高地基土承载力、降低土的湿陷性、保证地基工程质量，对该住宅小区桩基采取灰土挤密桩进行地基处理，挤密效果明显。

1、灰土挤密桩加固机理

灰土挤密桩利用沉管成孔和分层夯填灰土的横向作用力，在一定挤密功能作用下，土粒在薄膜水润滑作用下彼此滑动，小颗粒嵌入大颗粒中的空隙，颗粒互相靠近，空隙逐步减少，土体达到密实状态，使桩间土的干密度进一步增大，并形具有较好承载力的灰土挤密桩，与桩间土共同组成人工复合地基，并通过桩顶褥垫层灰土内土工格栅使土体内附加应力得以重新分布，使得桩-土-栅格相互作用，将土体由高压缩性变为低压缩性，以达到消除黄土湿陷性提高地基土承载力的目的。

2、灰土挤密桩法设计及施工

2.1桩径选择

在同等地基承载力要求下，桩径选择小，挤密效果虽然明显，但处理效果使桩数增多，并增加成孔和回填工作量；桩径选择过大，受夯实机具限制，则横向挤密作用对桩间土的挤密效果不强，达不到消除湿陷性的目的。

当挤密处理深度不超过12米时，不宜预钻孔，成孔直径宜为350MM-450MM；当挤密处理深度超过12米时，可预钻孔，其直径宜为250MM-350MM，成孔直径宜为500MM-600MM。

桩径大小受施工工期长短、工程量大小以及成孔设备的选择，结合我国目前市场机具设备水平限制，桩孔直径以300-600MM为宜。

结合大寨镇中心社区以及以上条件约束限制，桩径设计参数取400MM。

2.2桩距距计算和桩位布置

桩距的确定一般直接由设计院确定，目前我国主要依据有：

依据实验和工程实践确定桩距。按照等边三角形布置，一般取2D-3D（D为桩径），通常情况采用2.5D。

根据建筑分类要求，在施工现场选择有代表性的地段进行试验或试验性施工，从所得到试验结果选择合理的桩距设计参数。

为了达到更好的挤密效果，使桩间土的叠加应力更为显著，一般桩距采用正三角形布置。

2.3、灰土挤密桩施工工艺

2.3.1施工准备

a、施工材料收集

了解建筑场地岩土工程勘察资料，收集相关施工资料，查明地下管线走向及构筑物并予以标记，并据此编写施工组织设计或施工方案。

b、配合比试验

通过轻型击试验确定土的最大干密度、最优含水率（实际施工时的最优含水率低于轻型击实试验做出的最优含水率）以及配合比等，以此指导现场施工。

c、试验桩试验

施工前应在现场进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验，以确保满足地基承载力设计要求以及桩间土、桩身挤密系数和湿陷性满足要求，同时为施工现场分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度提供施工参数。

d、材料选择

土料：采用施工现场挖出的粘性土以及塑性指数大于4的粉土，土中有机质含量不得超过5%，土料应过筛，其颗粒不得大于15MM；灰料：应为III级以上新鲜的块灰，其颗粒不得大于5MM，含氧化镁、氧化钙愈高愈好，使用前1~2d消解并过筛，且石灰中不应含有未熟化的生石灰块粒和其他杂质，水分含量也不应过多。

e、夯实机具选用

国内常用夯实机夹杆锤和卷扬机提升式重锤两种，卷扬机提升式重锤在工程中应用比较普遍。夯锤用厚壁钢管制成，重量一般选用0.6t~2t。重锤最大部分的直径应较桩孔直径小100MM~150MM，以减少重锤下落时冲击能损失。重锤形状下端应为抛物线形锥体或尖锥形锥体，上段成圆柱体。

2.3.1施工工艺

a、沉管成孔

桩机就位，使沉管中心对准预先定位好的桩位中心，使得打桩机架体平整，保持沉管垂直于水平面，通常用吊锤测定沉管的垂直度，确保沉管不发生倾斜造成斜桩影响结构受力。

b、灰土夯填

1）清孔：填料前应检查成孔内有无杂物和积水，开始填料前要进行击打8-10次底夯，以保证在拔管时的虚土被夯击密实，然后开始按要求夯填灰土。

2）填料：根据试验桩所得试验数据，选用合理的填料数量和夯击次数，大寨镇中心社区填料控制高度为500MM，夯击次数为8-10次。施工中灰土拌和要严格控制最优含水率，确保施工现场灰土含水率满足最优含水率，并每日现场取样试验，及时掌握灰土含水率，以便准确指导现场施工。

3）预留松动土层

在夯实的过程中，重锤产生冲击波，冲击波由界面波、压缩波和剪切波组成，界面波和剪切波在地基表层干扰形成了扰动区，预留一定厚度的松动土层有利于保护有效桩长。

3、质量检测

a、桩孔夯填质量检测

1）桩孔夯填完成后，应采用小环刀深层取样方法随机抽样检测，在桩身内，宜每1米取一土样，抽样点位置距离桩孔孔心2/3孔半径处，且抽检孔抽检数量不得少于总孔数的2%，每台班不应少于1孔，桩身的灰土挤密系数不得小于0.97。

2）桩间土挤密系数检验

在任意三个桩身构成的桩间土挤密单元内，采用600直径挖探井，每1米为一层取样送实验室抽检，用环刀法检测土的干密度，并与击实试验报告提供的原状土室内试验进行对比分析，当桩间土挤密系数不小于0.93以及湿陷系数小于0.015时，表明湿陷性已消除。

3）单桩承载力

工程桩完毕30天左右，现场采用单线法静载试验，逐步加载稳定后，向试坑内浸水饱和，继续观测不少于10d，且连续5d内平均下沉量不大于1MM/d，试验终止，根据试验数据绘出p-s曲线。

4、结论与建议

本文以大寨镇中心社区湿陷性黄土地基处理工程分析研究，得出利用灰土挤密桩复合地基对于消除湿陷性黄土地基效果十分明显，且施工成本低，环境污染小，承载力满足要求，质量容易控制，是一项值得推广的地基处理工法。

建议在主体施工期间对各建筑物采取结构措施和严格防水措施，给排水管道亦应采取严格防水措施，建筑物使用期间加强防水管理和维护，防止水对灰土挤密桩的侵害。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准.GB50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2]刘俊杰.地基处理技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2009.

[3]杨位洸.地基及基础[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.

[4]施工手册编写组.施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.