灰土桩强夯法地基处理设计方案研究

赵温生

摘要： 本文在对建筑工程地质结构情况进行分析了解的基础上，对建筑工程地基进行施工处置，最后经过综合分析，采用灰土桩强夯法来对此建筑进行地基处理，并且根据实际情况，研究出地基处理的设计方案和流程，以供参考。

Abstract： Based on the analysis and understanding of the geological structure of the construction project， this paper carries out the construction and disposal of the foundation of the construction project. Finally， after a comprehensive analysis， the method is adopted for the foundation treatment of the building with the method of the lime soil pile dynamic compaction. According to the actual situation， the design scheme and process of foundation treatment are studied for reference.

关键词： 灰土桩强夯法；地基处理；设计方案

Key words： dynamic compaction of lime-soil pile；foundation treatment；design scheme

中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）20-0281-02

0 引言

在当前的建筑地基施工中强夯地基法是一种常见的施工方法，该方法具有良好的地基加固效果，然而对于特殊地基来说，比如一些饱和黏土和湿陷性黄土的地基等，需在该施工技术的基础上进行必要的改建，不仅要强夯地基加固，也要结合灰土桩提升地基处理质量，从而确保建筑工程的安全性。

1 工程案例

本次的研究对象选为一个工业厂区的在建工程，其计划是建设污水处理池、循环水池、检测车间、机加工车间、维修车间等厂区。其中污水处理池基础设计埋深为-5.0m，其占地面积为605.8m2；工业厂区的循环水池基础设计埋深为-3.0m，其占地面积为360.2m2；工业厂区车间基础设计的埋深是-1.8m，结构形式呈排架结构，其整体占地面积约为7589.88m2。

2 地基处理方案分析比选

在综合掌握建筑工程的地层分布情况报告和实际勘探的设计施工方案的基础上，且确保技术上可行与经济上合理的条件下，综合对比分析其地基处理施工方案和地基处理施工方式，最终确定在地基施工处理时采取灰土桩强夯法，通过对设计方案的分析和对比，得出如下结论：

2.1 地基处理方案分析

在实际勘察中我们发现，污水处理工程计划建造区域存在一个八米左右的人工堆积素填土，且其特点表现为结构稀松，土堆的总体力学性质较差。由于待处理的土层较厚，通过强夯法处理的造价偏高，另外强夯法仅可用于土层厚度小于等于5m的土层，所以，此方法无法满足施工要求。综上所述，勘探报告中提到的置换强夯法不可行[1]。且由于人工堆积的素填土沉积时间较短，其土质稀松，湿度为7%左右，无法满足设计承载力的要求和基本防水要求，因此强夯法来夯压地基不可行。

2.2 腐蚀性分析

通过勘探报告得知，本工程所在地的土壤呈酸性，土壤的种类为中等亚硫酸盐渍土，其表现出一定的酸性和腐蚀性，对灰土桩具有腐蚀作用，而消石灰为碱性，通过水可与酸中和——与亚硝酸盐发生化学反应，可有效减轻灰土桩被腐蚀的程度，符合桩体强度使用需求和设计标准，其原因如下：①由于回填土中的水分不大，所以化学反应的速度和强度也较低，通过设计承载力需求可知，3∶7配合比的灰土桩已经可以满足使用需要，但由于此过程仍存在缓慢的化学反应，所以将灰土配合比进行小幅度的微调，来确保即便存在化学反应，也仍可符合设计需求。②由于该地区湿度较小，降水量较小并且水分挥发量较大，在此种情况下，经过强夯法进行处理过的回填土的密度会变大，故水分渗入量较低，同时其化学反应的速度强度也一样较弱，所以，该化学反应对灰土桩产生的影响很小。③在处理地基时，会在已有的灰土桩上再铺盖一层特定厚度的灰土垫层，如此可以将上层的水分隔离，从而使降低下层发生化学反应的条件。基于如上的综合分析得知，在此区域的土质条件下，灰土桩受盐渍土影响不大，地基处理方案可以选择此方法进行地基处理。

2.3 地基设计方案的选定

通过如上的综合对比分析，本工程的地基处理可通过灰土桩强夯法进行施工处理，此方法可在节约成本的同时又能保证整体的施工处理效果，土体可在施工现场就地取材，只需再另行购买石灰即可；施工现场中，各部分基础掩埋深度不一，就埋深较浅的基础，经过强夯后在其上铺设3：7的灰土垫层，如此可在符合设计需求的前提下增强基底的土层承载力；通过灰土桩强夯法来对地基进行处理可提升桩间土的应力承载值和密度，通常，经过处理后的应力承载值为处理之前的1.5至2倍[2]。

3 地基处理设计

通过了解建筑工程计划建造的区域与施工需求，可以把整个建筑区域做为一个整体的块进行挖掘，挖掘深度2m。针对掩埋深度不一的基礎，通过异样的方法进行施工处理，工业厂区车间与循环水池的基础掩埋深度较浅，通过强夯法处理后，铺垫3：7的灰土垫层，然后再分层碾压，直到达到设计需求的高度。针对于基础深的工业厂区建筑而言，可以通过灰土桩强夯法来对地基进行施工处理，在地基通过强夯法处理后，再进行灰土桩施工，然后在其上铺垫一层一定尺寸的灰土垫层。因为污水处理池的基础掩埋深度较深，在计划挖深的程度上再向下挖深2m，从而再进行强夯处理，待完工后，将地基向下挖掘到设计标高下40cm，然后铺设3：7的灰土垫层，再进行分层碾压，直到设计标高。

3.1 强夯处理设计

在设计强夯参数时，可通过试夯法来实现，根据现实需求，将夯能设定在2000kN·m，并且，两个夯点之间设定的距离为6m，夯点的布置方式呈正矩形排列布置，在进行试夯时，前两遍采用点夯的方法，第三遍采用满夯的方法，在统计点夯次数时，要将最后两次的夯沉量不大于5cm为有效统计数据，两次夯击需要通过交错的方式进行，在检测满夯次数时要在第二次试夯之后的7天内完成所有检测，也可以在深度不小于4m下完成抽样、完成检测，如果抽样的数据符合设计要求则视为合格。另外，在设定强夯数值时，可先考察附近相同类型的工程场地赋值情况，然后再根据已用数值调教自用数值，但是，调教后的数值必须符合设计规范标准需求。

3.2 灰土桩及灰土垫层处理设计

在通过灰土桩来对地基进行处理时，可以通过钻孔成孔的办法来处理，通过了解现场的现实情况，孔径的尺寸设定为600mm，进入持力层的灰土桩长度为50cm，通过地质报告可以了解到圆砾层的深度，再根据不同的深度来对不同区域之间的灰土桩确认长度，灰土桩的布置方式呈正矩形，其灰土桩之间的间隔为1.6m。在确定了灰土桩的长度和灰土桩之间的距离后，把水和消石灰以特定比例3∶7来复和搅拌，搅拌完成后再注入到桩洞内，然后在通过锤击的方法使其形成桩[3]。在动工之前，要确保锤的重量8kN至15kN之间，锤的垂直起升要不小于2m，并通过自由落体的方式进行夯压，通过若干次夯压之后，再将水和消石灰的复合物注入，其厚度不大于50cm，通过若干次夯压注料后形成复合基础，如此则强化了整体地基的负载力。

3.3 地基处理工程量

对本工业厂区的工程总体进行强夯处理，强夯总面积为7783.73m2，其设计灰土桩孔径为600mm，灰土桩的布置方式呈正矩形，每条边朝外侧扩充1排灰土桩体。其工业厂区的污水处理池所需要的灰土桩数量为320颗，每个灰土桩的长度为4.5m，总注入长度为1440m。对于处理整个灰土垫层的工程量而言，需要对其强夯的夯入深度估值，工业厂区的污水沉淀池的基础掩埋深度较深，所需的回填碾压量为343m3，工业厂区的车间与循环水池的基础掩埋深度较浅，合计回填碾压量为3947.42m3。此工程合计需要回填碾压量为4290.42m3。

4 结束语

通过结合施工设计原则，经过综合分析此建筑工程的地质结构情况后，处理地基采用了灰土桩强夯法，在此过程中，要求严格依照国家所设立的标准来进行施工处理，待完工后，再通过检测强夯地基和桩间土的载荷值是否达到设计要求，以此确保地基的总体质量，保证承载力满足设计需求。

参考文献：

[1]汤树勇.强夯结合灰土桩法地基处理设计探索[J].科技资讯，2012（20）：75-76.

[2]王聰敏.强夯结合灰土桩法地基处理设计探索[J].建筑工程技术与设计，2013（12）：186.

[3]辛瑞钧.强夯结合灰土桩法地基处理设计探索[J].大科技，2015（12）：277.