灰土挤密桩在李仪祉纪念馆地基处理中的应用

宁建辉

（陕西省泾惠渠管理局 陕西 三原 713800）

1 工程简介

李仪祉纪念馆是为纪念我国近代水利先驱李仪祉先生、展示三秦水利文化、促进文物保护及水文化研究交流而修建的一座综合性水利纪念馆。建设李仪祉纪念馆是弘扬仪祉精神，打造陕西水利文化品牌的迫切需求，也是贯彻省委、省政府建设华夏历史文化基地的重要举措。

纪念馆依托位于泾阳县王桥镇社树村的原仪祉墓园，通过修整、新建展馆及配套设施，形成了以馆为主、以园为辅、园林路相配套的总体布局。展馆建筑面积2127 m2，框剪结构，三层设计，两侧新建两个广场。纪念馆规划设计突出水文化特色，内部展示内容包括以郑国渠文化为代表的古代水利、以李仪祉水文化为代表的近现代水利、当代水利发展成就以及水利科技四个方面。该项目还对陵园墓冢区进行绿化整修，并完善部分管理设施。

2 建筑物类型和岩土工程勘察等级

李仪祉纪念馆工程位于泾惠渠总干渠北岸，场地地貌单元属泾河左岸二级阶地。根据设计单位提供的《建筑物地基岩土工程勘察任务书》及拟建建筑物平面布置图可知：拟建建筑物主要有纪念馆、管理设施和贵宾接待室，其中，纪念馆为3层框剪结构，基础埋深为2.5 m，相应于荷载效应标准组合时基底压力PK为150 k P a。勘察的主要目的是评价场地稳定性、建筑适宜性；查明黄土湿陷性质、确定场地实现类型和地基湿陷等级；查明地下水埋藏条件和对工程建设的影响；评价水环境、土对建筑材料的腐蚀性；判定建筑场地类别，评价场地地震效应；评价地基稳定性，提供地基承载力等参数；提出地基处理措施建议；提供基坑开挖和支护的建议方案和岩土参数；提供不良地质现象防治措施建议和岩土参数。

按照勘察要求规范、规程要求，共布置勘探点14个，其中钻孔9个，探井5个。勘探点间距20.0 m～25.0 m。钻孔最大深度为25.0 m，探井最大深度为15.0 m。场地地形开阔平坦，勘探点坑口高程498.74 m～500.15 m，地面最大高差1.41 m。场地地层在25.0 m深度范围内主要由耕植土、人工填土、黄土状壤土、细砂、卵石地层构成。场地无不良地质作用的影响，地基基土稳定性好，适宜于工业与民用建设。勘察场地属自重湿陷性黄土，等级为二级，土层承载力特征值为150 k P a；地震动峰值加速度为0.15 g，地震动反应谱特征周期为0.40 s。设计地震分组属第一组，相应的地震基本设防烈度为Ⅶ度。场地地下水最大埋深30.0 m，属潜水类型，对混凝土结构及结构中的钢筋均无腐蚀性。场地标准冻结深度为0.45 m。

地基基础处理建议首选挤密桩法。

3 地基设计方案及施工工艺要求

3.1 地基设计方案

李仪祉纪念馆工程地基基础设计采用2∶8灰土挤密桩基础。灰土桩长9.3 m，成孔直径 400 m m，桩中心距为 900 m m，桩排距780 m m，设计桩数4635根。桩顶部满铺50 c m厚的3∶7灰土垫层。

3.2 材料要求

土料：采用新鲜粘性土，土内有机质含量不得超过5%，土料必须过筛，要求粒径不超过15 m m。

白灰：采用新鲜白灰，消解1天～2天后过筛，其粒径不得大于5 m m，且不得含有未熟化的生石灰及其他杂质，也不得含有过多的水分。

严格按照设计配合比要求进行拌和，拌和均匀，随拌随用，严禁隔夜使用，灰土固结。

3.3 定位放线

施工前，根据设计基础平面布置图及桩位图，通过坐标控制点，准确定出每个施工桩桩位点，并做好标识。经检验无误后，再进行施工，并做好记录。

具体操作如下：由于坑内桩位数量较大，为方便施工操作控制成孔、成孔量统计、资料收集整理，综合现场情况，桩号采用分区域，以排为单位编列，即：

由西向东依次1、2、3……N，顺序确定编号；

每排上得桩均由北向南编号依次1、2、3……N。

并及时报甲方、监理审核复验，然后进行下道工序施工。

3.4 灰土挤密桩施工技术要求

按照设计图纸要求，灰土挤密桩总根数4635根，成孔直径400 m m，回填时夯机用汽车式重锤，锤重不小于1.5 t，提锤高度为5 m，夯填前，先重锤空夯3次，桩体分层回填，夯实。逐层以斗车定量向孔内下料，每次不大于0.12 m3（高度800 m m～1000 m m）,依次填至桩顶。首先提锤高度2 m，轻击2次，然后提锤高度5 m，锤击7次（桩顶部夯击对提锤高度，可增加夯击次数，以增加3次为宜）。设计图纸要求：桩体压实系数不小于0.97，桩间土挤密系数不小于0.93，成孔后直径不小于550 m m。灰土拌和采用拌和机拌和，回填桩孔时应由专人按照规定数量填料。

3.5 主要施工工艺及顺序

放线—定桩孔位点—成孔—成桩—0.5 m厚3∶7灰土垫层。

隔排隔行，间隔2孔跳打，成孔后立即回填，以防邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或震动坍塌。当夯击处理时宜由内向外进行，局部处理宜由外向内进行。

3.5.1 施工顺序

遵循设计、规范要求，采取隔行隔桩跳打，顺序如图，总得施工顺序原则是：从里向外，隔行隔桩跳打，分四个层次进行施工。

图1 隔行隔桩跳打示意图

3.5.2 成孔施工

成孔分为四遍完成，在填完第一遍孔后再进行下批成孔施工，操作要点如下：

（1）钻机对准孔位中心，入孔后，正常冲击取土，一般不宜多用高冲程，以免引起塌孔。

（2）操作人员必须准确控制松绳长度，既要小松、轻松，又要免打空锤。

（3）经常检查钢丝绳磨损情况，卡扣松紧程度、转向装置是否灵活，以免突然掉铲。

（4）钢丝绳上应有长度标记，随时观察和掌握桩孔深度。

（5）每班成孔量需对应图纸桩号，即时填报施工记录，做好资料统计整理。

3.5.3 填料夯实

夯填机就位后保持平稳，夯锤对中桩孔，并能自由落入孔底，同时校验孔深、孔的倾斜度是否符合设计要求。

孔内填料时，由专人按照规定数量填入，避免盲目乱填，每次填入量控制在1000 m m以内，然后夯击，交替进行，即：夯填孔底→填料→夯实→填料……→封顶→夯实。

为确保设计桩顶部位的桩头质量，每孔需超填夯实不小于50 c m。

为保证桩孔的填、夯施工质量，对实际填料数量、填入次数、填料的质量、含水量、夯击次数、提升高度都做好详细的记录，对完工的桩号、排号、桩数逐个与施工图对照检查，发现问题立即返工、补打补填。

3.5.4 质量保证措施

灰土挤密桩为隐蔽工程，只有按照全面管理的办法对施工全过程、所有工序进行管理，通过编制施工工序管理表，做到每一道工序进行自检、并经监理工程师验收合格后才能进入下道工序施工，才能保证工程质量。开工前对施工班组进行技术交底，提高施工人员的质量意识。并制定质量管理制度，实行奖罚措施，确保各工序质量。

施工过程质量控制：成孔、填料及夯实施工均按设计和规定的参数进行。

检测用深层环刀取样法，在工程桩施工过程中，每施工100根取样数量不少于2根，利用体积为100 c m3的环刀取样。取样部位为最后一层回填夯实后的下半部分（约虚桩顶下1.2 m左右），测定其干密度，根据击实试验所得的最大干密度来计算出压实系数，确保压实系数不小于0.93，保证有90%以上的土样复合设计要求。当天施工不足100根时，至少取2根进行试验。

4 结论

根据设计要求，灰土挤密桩施工完成需要检测内容包括：评价桩间土的湿陷性，桩身灰土的压实系数，桩间土挤密系数及符合地基的极限承载力。

工程桩施工结束后，委托陕西新星工程检测有限公司对纪念馆2∶8灰土挤密桩进行检测，结论如下：

（1）静荷载试验12组，均达到200 k P a的设计要求。

（2）湿陷性满足设计要求。

（3）桩身挤密系数介于0.95～1.0之间，平均0.97，满足设计要求。

（4）桩间土挤密系数在0.90～0.97，平均0.93，满足设计要求。陕西水利