灰土挤密桩在湿陷性黄土基础中的应用

周 强

（山西省漳河水利工程建设管理局，山西 长治 046000）

灰土挤密桩在湿陷性黄土基础中的应用

周 强

（山西省漳河水利工程建设管理局，山西 长治 046000）

根据基础及主体工程要求，考虑天然地基本身的问题，科学选择地基处理方式。以辛安泉供水改扩建工程某泵站为例，从工艺流程、施工过程要点把控、施工中可能出现的问题及解决方案、质量检验等方面，探讨灰土挤密桩在处理湿陷性黄土地基中的应用。

灰土挤密桩；湿陷性黄；地基处理

湿陷性黄土自然状态下孔隙较发育，强度较高，压缩性较小。遇水后，土体构造会迅速崩解，发生较大的沉陷，强度急剧降低，对建筑物产生较大的影响，必须进行处理。挤密桩成孔过程，会形成挤密的桩间土体和夯填的桩体共同构成复合地基，具有就地取材、效果显著、节约成本、节约工期、工艺成熟等优点；可以使自然土体的湿陷性达到设计标准以下，提升地基承载力，使地下水位以上的天然土体含水率小于25%。

1 工程概况

辛安泉供水改扩建工程某泵站开挖地基为湿陷性黄土，设计采用3∶7灰土挤密桩进行处理。桩距、桩径分别为1 m、0.4 m，桩长根据地质勘探资料湿陷深度布置9.0 m、7.3 m和9.3 m三种规格。设计桩体平均压实度大于0.97，最小不应小于0.94；桩间土平均挤密系数大于0.93。桩体全部施工完毕，各项检验合格后，建基面以下0.5 m桩头和桩间土全部挖除，铺设0.5 m厚3∶7灰土垫层，压实度为0.97。

2 施工控制要点

工程灰土挤密桩施工，选用D400重锤夯扩桩机，夯锤重量为3.5 t，成孔一个，检验一个，夯填一个。成片施工之前，进行生产性试验，总结施工参数，指导整个泵站基础处理施工。

具体工艺流程为基坑开挖、设备组装、桩孔定位放线、桩机就位、成孔、成孔质量检查、夯填灰土、质量检测。灰土挤密桩工艺流程虽然相对简单，但为了达到理想的地基处理效果，每一个过程必须严格按照相应工序进行，认真控制各工序施工质量。

2.1 生产性试验

为总结科学合理的施工作业参数，保证施工质量，成片施工前，必须按照设计选定部位，进行生产性试验。通过试验确定出适宜的填料厚度，夯锤在一定自由落距下相应的夯击遍数，土料最优含水率及干密度，最佳的机械配套及施工组织等施工参数，指导整个泵站地基处理施工作业。

选定两组共14根灰土桩，作为生产性试验桩。通过现场试验得出，达到设计桩体和桩间土压实及挤密要求，满足设计地基承载力的前提下，3.5 t夯锤在3.0 m高度下落夯击时，铺填厚度70 cm夯击3遍和铺填厚度40 cm夯击2遍为最优夯击参数，填料最优含水率为20%，施工采用一台重锤夯扩桩机进行。

2.2 施工场地及材料准备

施工前检测基坑土体自然含水率，若含水率大于24%，应及时通知设计单位，确认灰土挤密桩处理方法是否具有适用性。当地基土的含水率低于12%时，应在施工4～6 d前对处理范围内的土层进行加水增湿处理[1]，加水量参照规范计算确定。

施工用灰土应提前做击实实验，确定其最大干密度和最优含水率，实际施工中回填料含水率应控制在最优含水率±2%范围内。灰土拌合严格按照3∶7配比均匀拌合，拌合后颜色需一致。拌合使用素土采用就地挖出的纯净黄土并过筛，过筛后最大粒径小于15 mm，有机质含量小于5%；拌合使用石灰，选用新鲜熟化完全，粒径小于5 mm石灰粉。每次灰土拌合时均应检测土料含水量，若过高应进行晾晒，含水量偏低应均匀喷洒加水，每次拌合的灰土量保证一个班组施工用量即可，尽可能做到随拌随用，严禁隔天使用。

2.3 成孔

成孔顺序是测量放点、桩机就位、成孔、质量检验。

根据设计桩位布置图，准确放样定位每个桩位点，并逐一编号，做好记录，防止桩位错乱、遗漏或者重复成桩。桩机就位必须平稳，不能晃动，桩锤应垂直向下，桩尖与桩孔中心点必须重合，就位后桩锤由于自重会插入土中约0.5 m深，此时应检测桩锤的垂直度，若不满足要求，应重新调整桩机至垂度满足要求为止。

成孔顺序必须逐排由外向内、先深后浅，同排间隔施工。成孔深度、孔径及孔距严格按照设计和规范要求控制，成孔过程应均匀打入桩锤，成孔完成后及时拔出桩锤，拔锤过程应平稳匀速，若拔出困难时可轻轻旋转或加水润湿。

现场质检员及时对所成桩孔孔深、孔径、垂直度、位移进行检测，垂直度应在±1%范围内，孔中心距偏差应在桩距的±5%以内。检验合格后，按统一编号记录并尽快夯填。

2.4 成桩

成桩施工顺序是夯实孔底、灰土拌合、灰土下料、逐层夯击、形成桩体。

成孔完成检验合格后及时夯填，在向桩孔内下料前先夯实孔底，然后再匀速以试验确定的下料量和速度向桩孔下料，按试验确定的夯击遍数和夯锤落距进行逐层夯击，保证每层压实系数都达到0.97。现场记录员如实记录，夯填过程桩体每层夯击数、灰土填入量、提锤高度、灰土含水率等，以备后续验收和处理施工问题查阅。

2.5 质量检验

桩孔成孔后，应及时对孔深、孔径和桩孔垂直度进行检验，所有桩孔均需要检验，检验合格后及时进行夯填灰土施工。灰土挤密桩地基处理完成14～28 d后，应进行灰土挤密桩的单桩复合地基载荷试验，检测处理后的复合地基承载力是否满足设计要求[2]；同时在有效桩长范围内，挖探井取样进行土工试验，检测桩间挤密土湿陷性消除情况。桩体夯实质量和桩间土挤密质量检验，使用洛阳铲或者开挖探井的方法取样。随机抽查一定数量的桩体进行检测，其中桩体压实系数检验中，随机抽样数量应超过桩总数的1%，桩间土挤密系数检测探井数不少于总桩数的0.3%。

2.6 灰土垫层施工

灰土挤密桩施工完毕验收合格后，将桩顶50 cm厚度范围内的桩体和桩间土全部挖除，分层铺填3∶7灰土至设计建基面高程，振动碾压不到的边角处用蛙式振动夯压实。注意压实过程应考虑上部基础和结构构造的布置位置，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接槎，上下两层灰土的接槎距离不得小于500 mm。

3 出现问题及解决方案

3.1 成孔困难、塌孔

施工过程中地基含水率较低时地基较硬，如不处理，可能会导致成孔困难或者成孔后发生塌孔。为避免上述问题发生，应提前4～6 d对地基土层进行加水增湿处理。若成孔过程中成孔缓慢困难，桩锤出现回弹现象，可能是黄土层中存在砂或者角砾夹层，此时要特别注意桩锤垂直度的变化，减小桩锤的落距，缓慢成孔，成孔后认真查验桩孔质量，避免因成孔质量不合格影响桩体质量。

3.2 成孔速度突然加快

施工过程中，成孔速度突然加快，一般是地层含水量过高，或者其中存在软弱层、孔洞、虚填层。出现上述情况，可以匀速缓慢地拔出桩锤，在桩孔内填入厚度大于软弱层厚度0.5 m左右的砂质土料或者生石灰，再进行成孔挤密，经过多次循环，一直到成孔速度正常为止。

3.3 出现缩孔及渗水等现象

局部施工区域含水量过高时，会发生缩孔或出现孔内渗水现象。若孔内渗水严重，应考虑进行二次成孔，第一次成孔后，将积水抽干，填入生石灰或含水量较低的砂土，然后再进行第二次成孔，二次成孔完成并验孔合格后，尽快使用含水率偏低的3∶7灰土料进行夯填。若出现缩孔现象时缩孔附近不要再成孔，待采用类似于孔内渗水的处理方法处理完成后，再进行后续桩孔施工。

3.4 桩体断裂，压实系数达不到要求

根据规范要求，桩体检验只抽检一定的比例，不能做到对每根都进行检测，然而地基处理作为隐避工程，为避免出现桩体断裂、压实不均匀及压实系数达不到设计要求等问题的发生，施工质量过程控制绝不能含糊。监理要严格要求并监督施工方，依照试验确定的配合比、铺填厚度、夯击遍数及夯锤落距进行施工，严禁随意加快下料速度而不改变夯击参数。施工过程中做好记录，记录选择具有一定业务素质和责任心较强的人员进行，记录必须真实准确，不得任意涂改。若施工完成，抽检发现个别桩体不合格，应加大抽检频率，若加大抽检时全部合格，则对原不合格的桩体重新处理验收合格即可，若加大抽检中仍有部分桩体质量不合格，应及时通知参建各方商定解决方案。

4 结语

运用灰土挤密桩对湿陷性黄土进行地基处理，因为桩间土的变形模量较桩体小很多，故灰土桩体面积虽然占地基面积仅为20%，但承担荷载却占到总荷载的50%，大大减小了基础土体持力层中的应力，使持力层抗变形能力大大增强，对基础及上部结构稳定性影响大大降低。此外，处理后形成复合地基，使得地基承载力也得到极大提高。为保证湿陷性黄土地基处理取得良好成效，施工过程必须注意各工序的衔接、各施工要点的把控和施工过程质量控制，提前预判可能出现的问题并制定详细解决方案，进一步提高地基承载力。

［1］中国建筑科学研究院.JGJ 79-2012建筑地基处理技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2013：57-61.

［2］李海青，刘俊芳.复合地基承载力测试的试验研究[J].内蒙古公路与运输，2010（1）:26-27.

TU472.3+2

C

1004-7042（2017）09-0042-02

周强（1988-），男，2010年毕业于太原理工大学农业水利工程专业，助理工程师。

2017-07-20；

2017-08-24