煤矸石擠密樁處理軟土地基施工技術研究

張立波

內蒙古北方時代設計研究院股份有限公司 內蒙古 赤峰 024005

軟土地基是施工中最為常見的問題之一，軟土地基的處理問題會直接導致地基承載力不足、基礎沉降等問題，直接影響著建（構）筑物的使用壽命本文以高鐵寧城站站前廣場地下停車場項目地基處理工程為例，探討軟土地及對建（構）筑物的影響，并對煤矸石擠密樁施工技術要點進行深入分析。

一、軟土地基對建（構）筑物的影響分析

軟土地基對建（構）筑物的影響分析如下：

(一) 沉降問題

軟土地基的建（構）筑物的沉降量過大，這是軟土地基上建（構）筑物最常見的癥害。沉降量在十幾到幾十公分不等，最大能夠超過100公分。這種沉降一般出現在基底軟土較厚且較均勻的土層上。受到較大的荷載作用，地基土緩慢被壓縮。

(二) 不均勻沉降問題

軟土地基的建（構）筑物產生不均勻沉降，最終導致建（構）筑物開裂破壞。由于土質不均勻、上部結構荷載差異大、建（構）筑物外形復雜、地下水影響等原因造成。從而影響建（構）筑物的使用性能和使用壽命。

(三) 建（構）筑物傾斜問題

由于荷載不均勻，周邊附加壓力影響等，使地基土向一邊擠出，造成建（構）筑物傾斜過大。

(四) 軟土流塑和破壞問題

當軟土地基荷載過大，加載過快時，由于軟土地基強度很低，建（構）筑物的荷載超過了地基土的承載能力，就會發生軟土流塑和破壞。

二、煤矸石擠密樁的加固原理

煤矸石擠密樁，首先拌合按一定配合比的煤矸石、碎石、砂子、水泥等的混合料，采用柱錘沖擴機將柱錘提升至一定高度，然后柱錘通過自由落體下落沖擊成孔，成孔完成后，向孔內一邊填加拌合好的混合料，一邊采用柱錘夯實混合料，柱錘的沖擊力傳遞至混合料后，橫向向周圍土體施加壓力，最終形成形成大直徑的密實樁體，同時將樁間土進行加固，形成復合地基對軟土地基起到加固的作用。通過煤矸石擠密樁技術，能夠有效減少土體孔隙、提升密實度，防止土層水壓升高、提升地基的承載力。

三、煤矸石擠密樁的施工使用條件

煤矸石擠密樁主要用來加固砂土、粉土和軟土地基，大大提升地基的承載能力的同時，降低建（構）筑物的基礎沉降量。主要適用于持力層為孔隙較大的粉土、稍密粉細砂層、濕陷性黃土等地層。

四、煤矸石擠密樁施工工藝

(一)工程概況

高鐵寧城站站前廣場地下停車場項目地基處理工程，總建筑面積14000平方米（地下一層），擬建物結構形式擬采用框架結構，基礎形式為獨立基礎。

地勘資料顯示地下水位埋深范圍為現狀地面以下5.10m～6.90m（高程為535.8～536.9米），歷史最高水位為現狀地面下2.1米（高程為538.8米）。

承載基礎的土層淤泥質土層、細砂層、中砂層，地基承載力無法滿足設計要求，采用煤矸石擠密樁進行地基處理，經過擠密樁處理后復合地基承載力不小于200KPa。

(二)處理方案

針對該工程區域內地質情況，采用樁徑為550mm，樁長為4.8-6.1m，樁間距設置為1.5-1.8m，按等邊三角形布置。

(三)施工工藝

1施工順序

基槽放線→基槽開挖→放樁位點→擠密樁→保護土開挖及破樁頭→碎石褥墊層

2基槽放線

根據現場坐標控制點，施放開外下口線和上口線；下口線由最外排擠密樁外邊線外移0.5m，放坡的坡度按地勘報告給定的相應土層的放坡系數1:1進行放坡。

3基槽開挖

開挖前該區域已經場地平整，第一次開槽至樁頂標高以上0.6米處，待擠密樁施工完畢后，第二次開槽至設計樁頂標高處。集水坑位置處進行二次開挖和二次破除樁頭。

4放樁位點

根據控制點放設出擠密樁的邊角樁，然后根據樁中心距拉尺放設所有樁位。

5擠密樁施工

⑴成孔施工：

采用步履式落錘載體樁機沖擊成孔，在已定好的樁位點上撒白灰作好標識。在鉆機架上準確畫出每米的深度標示線，在鉆頭落地的情況下準確標示出“零”起點的位置。調整鉆機水平并固定，機長檢查將鉆頭錐尖對準樁位中心點；鉆機就位后，使鉆桿垂直對準樁位中心，通過調整夯機支腿的液壓系統，保證夯機作業面水平，確保樁垂直度容許偏差不大于1%，樁位偏差不大于1/2樁徑。現場控制采用在鉆架上掛垂球的方法測量該孔的垂直度，采用鋼尺測量樁徑和孔深，采用全站儀核驗樁位偏差。

⑵拌料和運送：

在攪拌過程中應隨時抽查土料均勻程度和含水程度，必須隨拌隨用，不允許停留過長時間。如遇到惡劣天氣，應根據現場情況停止拌料，確保對工程質量無影響后方可開工，各種灰料應合理堆放。

⑶回填夯實

沖擊成孔到設計深度后，分層回填混合料并用柱錘夯實，逐層以量斗定量向樁孔內下料，采用電動卷揚機提升式夯實機分層夯實。回填夯實采用連續施工，每個樁孔一次性分層回填夯實，不得間隔停頓或隔日施工以免降低樁的承載力。

6清除保護土和破除柱錘沖擴成孔擠密樁樁頭

煤矸石擠密樁施工完畢后，即可進行清除保護土和破除樁頭的工作。

7鋪設碎石墊層

對基坑應先驗槽，清除松土，然后鋪設碎石，采用壓路機碾壓密實。

(四)做好施工質量控制和檢驗

施工嚴格按施工標準落實，對材料、施工技術、施工流程、設備做好檢查工作，杜絕不合規的施工，確保施工質量符合設計要求。施工完畢后，采用動力觸探試驗、面波、靜荷載等綜合檢測方式進行檢測，檢測時間一般為施工完畢28天后為宜。