谈灰土挤密桩处治湿陷性黄土地基施工

牛 国 江

(山西运城路桥有限责任公司，山西 运城 044000)

0 引言

在我国的华北、西北等地区会有湿陷性黄土，因为湿陷性黄土有孔隙率较大和干密度较小的特点，水对这种土地的影响严重，在水分大的情况下自身重量会变得特别大，这样很容易发生湿陷变形，土地沉降，发生这样的情况对地上的建筑物有着毁灭性的打击。近些年来，灰土挤密桩在处理松软型土地时，会被当做一种经济有效处理地基的方式，原因是其在施工时工期短，施工成本低，施工时需要的设备少而且简单操作，成品的地基可靠，施工中会使用大量的工业废料，能使工业废料二次利用。灰土桩除了能够消除湿陷性黄土的湿陷性以外，还能够让灰土桩和挤密土构建成复合型地基，以此来提高地基能够承受建筑传来的力，提升地基的强度，降低地基的变形等工程特点。

制作灰土桩的材料主要有土与白灰，取材容易，造价低，适用的范围广泛，能够在深层加密地基中使用。灰土桩施工一般以反复碾压或者使用机器对土地夯实的方法，给土地夯实加密，这种方式在处理1 m～3 m时使用。另一种方法是灰土挤密桩法挤密土地，这种方法一般是向桩孔中添加2∶8或者是3∶7的灰土，这样做可以在制作地基时不用挖出大量的土方，这种方法适合厚度自重大或者非自重湿性黄土地。民用建筑一般在中高层或者高层建筑中使用灰土挤密桩法制作地基，特别是那些施工现场小，施工场地无法堆放的那些工程，这样灰土挤密桩法有着更大的优势。

1 灰土桩的加固效果

桩成型后使用两年的灰土桩比设计时增加了1.5 cm左右，增大的原因主要是在冲击成桩时，桩的孔洞附近土地不能够抵挡冲击力作用下发生变形而产生挤压和土壤大量吸水后体积变大。灰土桩的膨胀量小于石灰桩的膨胀量，原因是石灰桩中的主要材料在吸收到水后会发生膨胀，而灰土桩中的主要材料在吸收到水之前已经基本都熟化了，所以它的膨胀量能够忽略不计。灰土桩和桩周围的土壤能够紧密的结合到一起，在桩的周围形成胶结层。灰土桩中的石灰颗粒能够有效的在土壤中起到作用，一部分石灰颗粒和周围土壤发生化学反应形成碳酸钙等胶结物质，把桩与土壤紧密的连接到一起，增加了地基的强度。

2 灰土桩桩周土的挤密效果

人工制作的桩孔挤密灰土桩因为制作孔容易，使用的机械简便，产生的噪声小等一些特点，而且使用灰土桩也比较经济实惠，所以在很多地基制作中得到广泛的使用。灰土桩对于桩周围的土壤挤密的效果不是特别大，距离灰土桩各个距离处的土壤干密程度的差别不是很大，灰土的压缩性改良也不是特别大，桩与桩之间土的压缩系数要比原始土的压缩系数小很多，压缩模量要比天然的土壤大。桩与桩之间的土壤抗剪强度比较大，有着非常好的抗剪性。桩与桩之间的土壤有着非常明显的硬化现象，相比于天然土壤，桩与桩之间的土壤抗剪强度更大。这是因为距离灰土桩越近，天然土壤被灰土桩挤密效果越好，经过挤密以后天然土壤的原始结构被灰土桩给破坏，孔隙比变得更小，土壤密度变大，土壤原有的湿陷性被消除，在剪切的过程中发生了剪缩，挤密的强度得到加大，使得地基的承载力得到了显著的提升。

3 灰土挤密桩设计

3.1 施工工艺流程

开始挖掘基坑→平整基坑底部→根据设计图纸把桩位确定，放线→打桩机入场，就位→把振动套放置到略深于设计标高处→提高内管，露出投料口→经过计算把料搅拌均匀然后一次性将料投放进去→把内管下入至灰土顶面→把套管提起让灰土进入土中→使用振动锤把土地夯实→夯实达到设计强度→使用素土压顶。

3.2 桩孔直径

在选择桩孔的直径时，应考虑使用的施工机械能力和地基土壤原始的密度。如果采用的桩径过小，就必须使用更多的桩才能达到设计要求，这样就会增加打桩时和回填土时的工作量；如果使用的桩直径过大，就会使桩与桩之间土壤的挤密效果不好，均匀程度也不好，不能达到完全能够消除湿陷性，与此同时桩的直径越大，成孔机械所需要的能量要求也会更大，在振动的过程中，对周围的建筑物会产生一定程度的影响。总之，在选择使用什么型号的桩时应该考虑以上的因素然后选择一个最为合适的，现阶段一般会选用0.3 cm～0.6 cm的桩径。

3.3 桩距估算

桩距在设计时会考虑桩与桩之间土壤挤密后是否能够符合所需要的密实度来消除黄土湿陷性，能够满足承载力的要求。假如在设计桩距时，设计的偏小，容易造成缩颈，形成孔的施工难度大等问题，造成桩与桩之间的土壤拱起，应力被释放，工程所需的成本也会提高。如果是桩距在设计时设计的比较大，就会对桩与桩之间的土壤挤密效果产生影响，不能达到国家的规范要求，使工程存在隐患，无法交工，甚至是导致整个工程宣告失败，推倒重做。

桩之间的距离不同，对灰土挤密桩的挤密效果有很大的影响。在开始设计时，应该充分的考虑清楚施工环境和在施工中会发生的情况等等因素，根据情况估计桩距，然后对得出的桩距进行试验，在反复试验中得到最适合的桩距，得到最好的挤密效果。

3.4 桩孔深度

桩孔的设计应该根据工程建筑物对地基的要求，综合很多因素考虑以后得出结论。对于非自重湿陷性黄土地基，其处治厚度应为基础下土的湿陷小于附加压力和上覆土饱和自重的总和，或者是附加压力等于土的自重25%处，桩的长度一般从基础开始算不宜小于3 m。如果处治的深度太小，这样使用桩挤压就是不经济的，以现在的施工能力，桩孔深度能够达到12 m～15 m左右。

4 灰土挤压桩施工注意事项

在挤压桩的施工过程中，机械会产生机械振动，但是这对施工现场周围的建筑物产生的影响是非常小的，对一般的砖混结构和钢筋混凝土框架结构的影响几乎是没有的，对一些老旧的土坯房和临时搭建的房屋会产生一些墙皮脱落或者墙体开裂的现象，影响不单单与距离有关。另外，在挤密成孔的施工过程中一定要注意漏孔和错孔等现象，在成孔以后要及时的检查施工的质量，做好施工记录，如果遇到沉管成孔和拔孔困难的情况时，可在桩的尖部与桩管处设置宽5 cm，厚1.2 cm左右环箍，这样能够有效的减轻沉管和拔管中遇到的困难。还要严格注意灰土的配合比，配合比必须要符合设计要求，石灰粉，土都应该筛选一遍，要及时的回填和夯实，不能等到第二天。最后需要给桩孔填料和进行夯实，这个过程中一定要认真和细心，在施工的过程中可以做夯填的试验，以此确定合理的填料数量和需要夯击的次数，保证夯填的质量。

5 结语

灰土挤密桩地基因为其施工简单，造价低，在湿陷性黄土地区广泛的被使用。但是随着我国的建筑规模在不断地扩大，建筑地基所需要的承载力要求也越来越高，一些承载力和性能更好的地基也不断地出现，灰土挤密桩的应用范围有所减小。但是湿陷性黄土地区的多层，中高层民间和工业建筑还是会采用这种施工工艺。