房建工程灰土挤密桩地基处理施工要点分析

张彦峰++齐恩明

摘 要：建筑工程对地基承载力具有较高要求，在天然地基承载力无法满足施工需求时，必须采取科学有效的措施予以处理。本文结合具体工程案例，分析了湿陷性黄土地区房建工程地基处理工程中灰土挤密桩的作用机理、施工、检测，表明在加固湿陷性黄土地基工程施工中灰土挤密桩具有可行性，地基处理后具有较高承载力、稳定性。

关键词：房建工程；灰土挤密桩；地基处理

中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）18-0084-02

1 工程案例分析

某高层建筑，地上16层，地下1层，58.2m为其高度，12000㎡为建筑总面积。选取现浇钢筋混凝土剪力墙结构，7m为柱距，箱型基础，-6.2m为底板埋设深度。本工程所在地具有较为平坦的地势，地基土层有典型二元结构，上部为冲洪积成因的黄土状粉质黏土、粉土，同时自然地面下11m范围内地基土具有较低结构强度，湿陷性显著，下部卵石层埋设深度为22.5到23m之间，且厚度在6m以上。施工场地具有较为稳定均匀的土层分布情况，20m为地下水稳定水位。基础下主要持力层为黄土状粉质粘土及粉土，呈湿、稍湿、可握状态。且具有中等湿陷性，为轻微非自重湿陷性黄土，承载力特征值为150kpa，与建筑结构要求不符，为此必须做好地基处理工作。

2 设计计算

根据工程建设实际情况，可选取三种方案施工，如卵石层为桩端持力层的大直径钻孔灌注桩基础、箱形基础+灌注桩基础、箱基+灰土桩人工复合地基，基于经济性原则，对比分析以上方案，最终选取箱基+灰土桩人工复合地基方案施工。

箱形基础下地基承载力设计值在300kpa以内，选取灰土挤密法进行地基整片处理，规定复合地基处理后，其承载力特征值必须满足220kpa。设计桩径为40cm，90cm为桩距，则桩距系数=桩距/设计桩径=2.25。布桩根据等边三角形设置，排距等于三角形高，即78cm，0.179为灰土桩面积置换率。根据面积加权平均法预计复合地基承载力特征值为230kpa。

在综合考虑湿陷性土层、下卧层强度、施工机械条件等因素的前提下，确定7.4m为桩长，与基础外缘相比，处理平面范围应多出3m左右。于最外围二排桩而言，其具备防水帷幕功能，可在20～40cm间控制排距，且适当增加桩长，直至8.5m。0.5m为预留表面扰动层厚度，完成灰土桩施工作业后，即可将扰动层挖除，随后将灰土垫层设置到灰土桩复合地基上，厚度为50cm。选取体积比3：7灰土作为桩孔填料，且在0.95以上控制夯填灰土压实系数。

3 施工工艺

3.1 施工准备

选取消解后的石灰作為灰土桩石灰材料，不得选取生石灰，避免遇水消解出现膨胀现象。选取无杂质黄土作为拌和土料，应当天使用完拌和后灰土材料，如放置时间较长则会出现硬结现象，不仅会浪费施工材料，还会加大施工难度。施工前，应做好工程测量放线工作，确定各项施工参数，确定最佳含水量及最大干密度。

3.2 成孔

选取锤击沉管法挤密成桩，通过波兰15t履带吊车带动25t导杆式柴油沉桩锤，16m为桩架高度，采用直径377mm无缝钢管制作桩管，桩头位置加箍到直径440m，8.5m为长度，桩尖可活动，拔管可透气。选取夹杆式偏心轮夯实机夯填桩孔，28m为夯锤直径，0.11t为锤重，80cm为落距，夯击次数为45击/min。根据施工设计要求，要求成孔时桩位偏差控制在5cm以内，桩孔垂直度偏差则需控制在2%以内，要求间隔五孔做一次成孔施工记录。选取隔排跳打方式进行成孔施工，按照“外—内”顺序整体施工，要求先进行最外围两排加长桩施工，再施工内部桩。如存有严重缩径问题或桩孔垂直度偏差过大，选取复打法施工。因复打缩孔现象在施工后期较为严重，需选取人工削孔法进行施工，并增强夯击能。

3.3 填料控制

过筛处理回填土及石灰，5mm、20mm为筛网直径，均匀拌和填料，且在最佳含水量内控制含水量，0.95为夯填灰土压实系数。

3.4 夯机就位

安装调试夯机之后，需及时进场就位，确保夯锤和桩孔位于相同轴线上。

3.5 夯填施工

根据施工规定，选取夹杆式夯实机施工，260kg为锤重，夯机就位后，保证夯锤能够向孔底自由落入，防止孔口直接碰触孔壁。桩孔夯填是施工的主要工序，要求由专人负责土料加湿、灰土拌和及桩孔夯填，并做好监督、检查工作，各个桩孔需记录好其回填、夯实数据。

4 质量检验

（1）桩身灰土质量检验。施工时可将桩身灰土原状试样及时取出，对其干密度进行测试，并将压实系数准确计算出来，相比施工桩数，桩孔取样数为其2%。由此得出，90%试样干密度超过每立方米1.45t，压实系数在0.96以上，与施工设计要求相符。同时，还需进行桩身灰土无侧限抗压强度试验，结果如表1所示。桩身灰土无侧抗压强度范围为500～1330kpa，860kpa为平均值。

（2）桩间土挤密效果检验。将三个探井合理布设到地基处理范围内，8m为其开挖深度，原状桩间土取样间距为1m，并做好土工常规试验。桩间土挤密前后主要物理力学性质指标变化情况如表2所示。

由此可见，灰土桩挤密加固地基土施工后，可有效提升干密度，可多出9.3%～14.7%，挤密黄土状粉质粘土及粉土层土后，其干密度可满足每立方厘米1.56g，土孔隙可降低19.0%到27.2%，压缩系数可降低9.6%到66.1%，基本消除地基土湿陷性。可有效改善基底下黄土状粉质粘土及粉土层物理力学性能，挤密效果满足设计要求。

（3）复合地基载荷试验。为有效提升灰土桩复合地基承载力，需在施工现场进行三组单桩复合地基载荷试验，0.702m2压板面积。三组试验结果如下：第1组破坏荷载440kpa，承载力特征值220kpa；第2组比例荷载260kpa，承载力特征值260kpa；第3组极限荷载460kpa，承载力特征值230kpa。分析得出，三组试验结果极差在平均值30%以内，为此，可选取236.7kpa灰土桩复合地基承载力特征值。

5 结语

综上所述，在城市化进程不断加快的今天，随着建筑功能需求的不断增多，地基处理方法也越来越多。将灰土挤密桩合理应用到房建工程地基处理施工中，可有效提升地基稳定性，提高工程施工整体质量。

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