灰土擠密樁復合地基在工程中的應用

肖 建

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030013)

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灰土擠密樁復合地基在工程中的應用

肖 建

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030013)

簡述了灰土擠密樁復合地基的特點與適用性，從土體要求、成孔、夯填等環節，闡述了灰土擠密樁復合地基施工的技術要點，并提出了灰土擠密樁復合地基檢驗的方法，有利于提高地基工程的安全性。

灰土擠密樁，復合地基，濕陷性，承載力

1 灰土擠密樁復合地基概述

灰土擠密樁復合地基是由夯填形成的灰土樁和被擠密的樁間土形成的復合地基。灰土樁錘擊成孔和夯實填料時，對樁孔位置的土體強制向四周側向擠壓，使樁孔范圍1.5倍～2倍樁徑的土體密實度提高，使灰土樁和樁間土共同工作。一般可處理地基的深度為3 m～15 m，樁徑300 mm～600 mm為宜，樁距取樁徑的2倍～3倍為宜。處理后復合地基承載力特征值不宜大于天然地基承載力特征值的2倍，且不宜大于250 kPa。主要適用于地下水以上的填土、粉土、粉質粘土、濕陷性黃土和非濕陷性黃土、粘土可以進行擠密處理的地基。該地基處理方法在濕陷性黃土地區應用較多，在消除地基土的濕陷性的同時提高地基承載力。

2 灰土擠密樁復合地基施工

2.1 土體要求

灰土擠密樁復合地基的核心工作是對樁間土的擠密，擠密程度的好壞和樁影響周圍土體的含水量、干密度有直接關系。當土體的含水量接近最佳含水量時，樁間土的擠密效果是最佳的。當土體含水量較低，土體表現為松散堅硬狀態，影響對土體的擠密效果，同時擠密影響范圍會大大變小，當處理范圍的土體含水量小于12%，擠密效果很差時，應提前進行注水處理，提高地基土的含水量。當含水量過高時，難以保證成孔質量且對地基土體擠密困難，往往土體受擾動后強度反而會降低，達不到地基處理的效果。當土體含水量大于24%和飽和度大于65%時，需通過試驗確定能否采用灰土擠密樁進行地基處理。地基土體的干密度和擠密后影響范圍成正比，土體的天然干密度越大，則處理后擠密影響范圍就越大；反之，則有效擠密影響范圍越小。

2.2 成孔施工

灰土擠密樁成孔常用錘擊沉管法，成孔前先進行場地平整，將處理平面范圍的土體挖除，預留不小于0.5 mm的土層。用錘擊沉樁機將與樁孔同直徑鋼管打入土中拔管成孔。成孔的施工順序：整片處理地基時，宜從里向外(或從中間向兩邊)間隔1孔～2孔進行；局部處理地基時，宜從外向里間隔1孔～2孔進行；對面積較大的工程，宜采取分段成孔，防止因振動、擠壓造成相鄰樁孔縮孔、坍孔，降低成孔質量。成孔質量要求：樁孔直徑偏差不大于設計要求樁徑的5%，樁孔深度偏差±500 mm，樁孔實測垂直度偏差不大于±1%，樁孔中心點的偏差不宜大于樁距設計值的5%。 成孔施工中常見問題及處理措施如下：

成孔困難：施工中出現地面大面積縮孔、場地隆起等現象。主要原因是：設計和施工前未對場地《巖土工程勘察報告》提供的地基土體物理力學指標及地質結構情況進行詳細分析研究，對擬建場地的原土含水量大、飽和度高現象或場地中存在軟弱層現象未采取合理措施。

處理措施：成孔后經檢測如發現樁孔縮頸比較嚴重時，在已成孔內填入較干的砂土、生石灰塊，等待一段時間后再將樁管重新沉入土中成孔。若成孔中發現孔底存在飽和軟弱土層時，經原勘查設計單位認可后采取加大樁距和其他加強措施，以防由于錘擊振動而造成已成好孔的樁孔內出現擠塞現象。

2.3 夯填施工

向孔內填料前，檢查樁孔深度、孔徑、孔壁垂直度是否滿足設計圖紙及規范規定要求，應先夯擊孔底3錘～4錘。夯打時，如樁孔底出現滲水、涌水、積水現象，必須將孔內水排出，如排出困難時，經原設計單位同意可將該部位水下部分改為混凝土樁或碎石樁，但水上部分仍采用灰土樁。

樁孔填料按設計要求體積比灰土，土質宜選用粉質粘土，土中的有機質含量不大于5%，土的粒徑不大于15 mm，不得含有凍土和膨脹土，石灰選用新鮮的消石灰或生石灰粉，粒徑不大于5 mm，石灰中CaO，MgO含量不得小于60%。采用機械夯實，夯錘重不宜小于100 kg，夯錘直徑接近樁孔直徑，避免夯錘直徑太小，只能夯實中間部位。夯錘宜采用棗核或梨形，不宜采用平底夯錘，可保證將樁孔周圍邊緣土夯實。樁孔必須回填夯實，每次回填厚度以250 mm為宜。夯實時一般落錘高度不宜小于2 m，每層夯實次數不少于10錘。施打時，控制量斗向孔內下料數量，保證夯實厚度不超標。當采用偏心輪夾桿式連續夯實機，將灰土用布料機隨夯擊不斷下料，施工前試驗下料速度和夯擊次數是否相匹配，保持均勻地向樁孔下料、夯實。夯填時控制樁頂標高，樁頂應高出設計標高不小于0.5 cm，嚴禁出現低于設計標高，挖土時將高出部分鏟除。

灰土夯填后壓實系數平均值不小于0.97，壓實系數最小值不小于0.93。灰土樁頂設300 mm～600 mm厚灰土褥墊層，壓實系數不小于0.95。

3 灰土擠密樁復合地基檢驗

3.1 灰土擠密樁施工前檢測

對現場的地基原土和石灰進行檢驗，確定是否符合灰土樁施工要求。規劃灰土樁試驗區，布設人工探井，在探井取原狀土樣，進行室內常規土工試驗和濕陷性試驗，獲取試驗區原土的各項試驗數據。

3.2 灰土擠密樁施工過程中檢測

對成孔后的樁孔垂直度、孔徑、孔深進行檢測，并形成樁孔檢驗書面記錄，經監理工程確認，在樁孔檢驗合格后方可夯填灰土。施工過程中按設計要求配合比對灰土的拌和質量進行檢查。夯實過程中對回填厚度、夯錘落距、夯擊后灰土樁頂高程、夯擊沉量進行檢測。

3.3 灰土擠密樁施工后檢測

1)樁身壓實系數檢測。

隨機挖探井取土樣進行檢測，檢驗數量不應少于灰土樁總數的1%，且不得少于9根。經檢測，要求樁長范圍內灰土的平均壓實系數符合設計要求，且不小于0.97。取樣后對探井用灰土分層夯填，壓實系數不小于0.94。如對樁身質量有懷疑時，一般還應對灰土填料的體積配比進行檢驗。

2)樁間土擠密系數檢測。

設探井檢驗灰土樁擠密影響范圍內樁間土的擠密程度，探井數量不少于灰土樁總數的0.3%，且不少于3處。灰土擠密樁樁間土平均擠密系數符合設計要求，且不小于0.93。如濕陷性黃土地區，滿足地基承載力的同時，還應滿足濕陷性消除要求，甲、乙類建筑樁間土最小擠密系數大于0.88，丙類及以下建筑樁間土最小擠密系數應大于0.84。

3)地基承載力檢測。

成樁后14 d～28 d進行地基承載力檢測，灰土擠密樁復合地基應采用平板載荷試驗測定地基承載力。地基承載力特征值取相對沉降量(總沉降量和承壓板寬度或直徑之比)為0.006～0.008對應的壓力，經檢測必須符合設計要求。

4)濕陷性檢測。

對需要消除濕陷性的重要工程，在現場進行浸水載荷試驗，通過試驗結果判斷是否消除濕陷性。

4 對濕陷性消除判定的看法

在濕陷性黃土地區，樁間土最小擠密系數除了滿足承載力和變形要求，還應滿足消除濕陷性要求。許多工程實例中，灰土擠密樁復合地基承載力易達到設計要求，而在濕陷性消除方面，經常會出現達不到要求的現象。 一般通過土樣試驗和樁間土的擠密系數確定濕陷性消除情況，通過土樣試驗，如果已經消除濕陷性的土樣超過試驗土樣總數的90%，即認為濕陷性消除；還有只要樁間土平均擠密系數達到規范要求，一般也認為濕陷性消除。這兩種判斷方法都存在一定的局限性。實際檢測中有時會出現以下兩種情況：

1)平均擠密系數滿足要求，但濕陷性未消除；

2)平均擠密系數不滿足要求，但濕陷性消除。

如果未消除濕陷性的土樣數量達到10%以上，且土樣集中在一個探井，這樣的檢測數據就不具有代表性，出現問題的原因可能有：第一，由于該部位土體自身物理性能不符合要求，造成擠密效果差；第二，由于施工中對樁身夯實不夠，或因為樁距不符合要求造成該部位擠密效果差。這樣并不能反映地基處理的真實情況。

只通過平均擠密系數值判定濕陷性是否消除，也會存在一定的片面性。因為擠密系數是通過現場土體擊實試驗得出最大干密數據計算而來。在實際施工中，通常只做一次擊實試驗。在施工場地大的情況下，同一場地不同部位的土體可能存在較大差異性，一次擊實試驗只能代表局部土體的指標數據。如出現濕陷性和擠密系數完全相反的情況，需進一步分析。分析做擊實試驗的土樣能不能代表整個場地的土體，擊實試驗數據是否可靠、準確。在確認平均擠密系數可靠的情況下，分析土體濕陷性時可用平均擠密系數，如果未消除濕陷性土樣的比例較大，應進行重新處理；如果未消除濕陷性土樣比例不大，補充擊實試驗數據，再確認平均擠密系數，進一步綜合分析判斷。總之，地基處理后濕陷性未消除時，應從剩余濕陷量、土樣分布情況、平均擠密系數、場地情況、成孔工藝、樁間距等方面給予綜合分析判斷，確保工程的安全。

5 結語

灰土擠密樁復合地基是在濕陷性地區一種常用的、比較經濟的地基處理方法，只有在施工前要對場地情況進行詳細了解，施工中加強質量控制，成樁后嚴格檢測環節，謹慎分析檢測數據，準確判斷檢測結果，才能通過地基處理達到提高承載力和消除濕陷的效果，保證工程的安全性。

[1] GB 50025—2004，濕陷性黃土地區建筑規范[S].

[2] GB/T 50783—2012，復合地基技術規范[S].

[3] JGJ 79—2012，建筑地基處理技術規范[S].

[4] GB 51004—2015，建筑地基基礎施工規范[S].

On application of lime-soil compaction pile in projects

Xiao Jian

(ShanxiErjianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

The paper indicates the features and adoptability of the lime-soil compaction pile, illustrates the technical point for the foundation construction from the soil requirement, pore-forming, and ramming, and points out the methods for the test of the lime-soil compaction pile foundation, so as to improve the safety of the foundation projects.

lime-soil compaction pile, composite foundation, collapsibility, loading capacity

1009-6825(2016)32-0082-02

2016-09-06

肖 建(1975- )，男，工程師

TU472.32

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