水泥土擠密樁處理濕陷性黃土地基研究

劉永波（上海市地礦建設有限責任公司，上海 200435）

針對濕陷性黃土地基施工作業條件，很多施工單位和技術人員在選擇和應用樁基礎施工工藝和技術資源的過程中，很容易忽略部分地質條件存在的差異，對地下巖土層的部分結構并未進行深入調研，因此也會引發較多施工安全問題和質量通病問題。根據水泥土擠密樁施工工藝的具體操作流程，現場施工技術人員和管理人員也需要及時配置科學合理的質量檢測措施。

1 地質特征分析

在各項基礎設施建設工程項目中，不同的地質條件和特征能夠直接影響到地基基礎結構的穩定性和安全性，也能夠對各類樁基礎施工技術工藝流程的階段性施工成果產生連續性的影響[1]。水泥土擠密樁基礎結構能夠適用于較多土壤地質條件參數，但是也會受限于施工區域內的氣候天氣條件和機械設備運轉狀態等外部因素。濕陷性黃土地質條件相對比較特殊，會集成較多不良地質特征的變化因素，對施工區域內的巖土層結構穩定性以及地下將排水設施的施工建設效果產生不良影響。濕陷性黃土區域的濕陷系數一般集中在 0.015～0.135 區間范圍之內。濕陷性黃土地基結構的不穩定性，主要源于不均勻性沉降以及塌陷等獨特地質特征上，并且能夠間接影響到水泥擠密樁的實際加固作業效果，對施工質量檢測結果的精確性產生負面影響[2]。

2 水泥土擠密樁的加固原理

在各項基礎設施建設工程項目領域內，水泥土擠密樁是有效加固地基基礎結構的關鍵施工技術工藝之一，也能夠對不同地基結構層次進行間接加固，并逐步形成新型復合地基，為上層建筑提供更加精準和牢靠的壓力承載平面[3]。但是在構造基礎地基結構的過程中，需要對水泥土擠密樁的內部結構特性進行客觀評測，才能夠確定不同平面上的壓力密度是否均勻，并需要對水泥土擠密樁基礎的承載力范圍進行客觀評估，才能夠有效推進施工質量檢測工作的順利實施。在不同地質環境和自然條件下，應用水泥土擠密樁施工技術方案，就要對具體加固方向進行嚴格界定，才能夠避免出現上部建筑受力不平衡的狀態。尤其針對濕陷性以及軟土地基施工作業環境而言，選用水泥土擠密樁加固技術方案，還需要動態協調指定高強度水泥施工材料等專業技術資源，并對各類機械設備和施工技術人員的進場質量檢驗環節進行重點監督[4]。把土和水泥攪拌凝固形成強度，高強度的水泥在碳化時，更能加強樁體的強度，由于其自身所具有的模量較大，在所有的樁都成形后，可以將樁身周圍土的性質發生變化，提高密度，從而獲得一種新型的復合地基，消除濕陷性黃土的沉降性，并增加了承載能力。

3 水泥土擠密樁的施工工藝

3.1 施工機具和設備

在濕陷性黃土地基結構中，水泥土擠密樁的施工工藝流程需要涵蓋較多操作工序，因此需要精準配備各類施工機具和設備，并在集中采購和運輸到現場之后進行全面的質量檢驗，并定期聯系供貨商尋求技術支持。施工單位需要集中采購以下機械設備，柴油錘打樁機、發電機、卷揚機提升式夯實機、全站儀水準儀、集料拌合站等等[5]。在集中準備各項機械設備的過程中，施工單位和現場監理人員需要共同清點施工材料和機械設備是否精準匹配，才能夠進一步界定不同地基基礎結構的銜接平面承載力范圍，對水泥土擠密樁施工工藝的操作流程和注意事項進行詳細記錄和統計分析。在集中配置大中型機械設備和機具的過程中，施工單位和監理單位需要進行全面的質量檢查和安全檢查，并在測量放樣以及地質勘察等相關工作流程中，精準采集施工作業現場中的濕陷性黃土地基地質條件參數，并對后續施工技術方案的具體執行順序進行嚴格監管。

3.2 施工準備工作

施工準備工作階段內所需要完成的工作任務相對比較瑣碎，但是能夠直接影響到相關施工工藝和技術方案的具體執行順序，并對不良地質條件的改善過程產生一定影響。由于濕陷性黃土地基基礎結構的穩定性嚴重不足，并且非常容易出現塌陷和不均勻沉降等問題。在全面勘察各項不良地質條件因素的過程中，需要對黃土狀粉土、黃土狀粉質粘土、粉質粘土的具體分布情況全面勘測，才能夠進一步確定不同垂直面和水平面上施工技術，工藝流程的具體操作目標。在進行施工前準備工作的過程中，施工單位和監理單位需要充分運用更加科學合理的設計圖紙，并對施工作業現場中的相關施工區域進行隔離防護，避免影響到周邊土壤地質條件的穩定性以及可持續性。施工單位和監理單位需要嚴格監督全站儀測量放線操作過程的穩定性和系統一致性，并對水泥土擠密樁的加固原理進行創新解讀，才能夠進一步界定后續材料和機械設備的運輸道路和照明線路等等。除此之外，施工單位和現場監理工作還需要對實驗室內的配比實驗結果進行嚴格審核，并對水泥土的抗壓強度指數進行精準測定，進一步優化含水量和壓力密度等數據參數的動態平衡狀態。在經過完整的實驗室操作流程之后，施工單位的技術人員和管理人員需要得出更加精準的水泥摻量指標和最佳含水量指標。在施工準備工作階段內，施工單位和監理單位需要進行模擬施工作業實驗，并對成樁工藝以及成樁緊密效果進行重點評估和量化統計分析。

3.3 成樁工藝

根據濕陷性黃土地基特殊的地質條件參數，因此選用的成樁工藝存在較大差異，需要精準控制不同孔位之間的平面距離，才能夠實現更加精準的地基加固施工作業效果。成樁施工之前對鋼管與樁架做好相對應的標記，用于施工中能夠有效判斷鋼管的深度。首先用打樁機械將鋼管打入土體內，達到設計深度后將鋼管抽出形成樁孔；成孔后做好相應的檢查工作，對孔深和位置以及垂直水平進行檢查。滿足設計要求后，將孔口進行覆蓋，以防進入其它雜質。與其他灌注樁地基施工技術工藝有所不同的是，水泥土擠密樁施工工藝更加看重水泥土壓力密度參數的穩定性，并且需要對成樁成孔質量進行嚴格檢測，才能夠及時應對不良地質條件參數所帶來的安全風險因素和質量通病問題。在進行打樁作業的過程中，施工單位的技術人員需要嚴格管控成孔順序，并嚴格排查是否存在孔位變形以及塌孔等細節質量問題，從而直接影響到樁基礎結構的穩定性和安全可靠性。成樁技術工藝的操作流程，與施工區域內濕陷性黃土地基地質條件的變化趨勢直接相關，并且能夠間接影響到周邊無關區域的自然地質條件可持續性和安全性。在進行成樁施工作業的過程中，需要盡量避免選用單一的現場質量評測手段，以免出現不可抗力因素和地質災害等安全風險問題。在確保成孔位置和通道完整性的基礎之上，施工技術人員和管理人員還需要及時排查成孔過程是否摻雜較多雜質，以免影響到后續回填施工工序的連貫性和安全性。

3.4 填料拌制

根據濕陷性黃土地基結構的獨特地質條件因素，需要在指定的工藝流程之中充分發揮填料的獨特力學特性，并對各類水泥土物質的內部擠壓狀態進行客觀評測，才能夠形成更加獨特以及穩定的復合地基結構。單樁以及多樁復合地基承載力以及沉降系數普遍呈現非線性下降趨勢，因此需要在填料拌制和回填夯實等相關操作流程中嚴格檢驗成樁工藝的穩定性和系統一致性，避免出現不可抗力因素以及外部地質災害問題。水泥土擠密樁的施工材料主要涵蓋水、水泥以及素土，但是需要根據室內實驗的具體配合比設計結果，選定水泥材料的具體摻量和含水量數據參數，并對施工作業現場的操作環境進行嚴格管控。此外，要確保拌和后混合料的含水率達到或接近設計要求的最佳含水率，拌合料的實際含水率與設計要求最佳含水率的偏差控制在 ±2% 以內。根據水泥土擠密樁施工技術工藝的實際應用范圍以及操作深度，現場施工技術人員和管理人員需要對攪拌后的水泥土進行快速回填，并對混合料的初凝時間和終凝時間進行嚴格測定和計量評估。根據各類填料的拌制和混合作業效率，現場施工技術人員和質量管理人員需要重點監督水泥土擠密樁內部結構的完整性和連貫性，并對樁身強度以及重力密度等數據參數進行抽樣檢查，才能夠進一步確定后續施工處理措施的應用順序。

3.5 水泥土擠密樁施工質量檢測

根據濕陷性黃土地基施工作業環境的穩定性和安全可靠性，需要對水泥土擠密樁進行嚴格以及科學合理的施工質量檢測，才能夠確定復合型樁基礎結構符合預期施工建造需求，并能大幅度改良和優化完善各項施工技術條件，對施工現場環境進行合理的生態性保護。水泥土擠密樁的施工質量檢測工作需要涵蓋樁身強度、重力密度、樁身質量、樁深樁徑以及樁位等相關技術參數指標，并需要進一步確定復合型以及單一性樁基礎結構的原始承載力范圍以及加固后的承載力范圍是否存在明顯的差異。在進行試樁施工作業的過程中，需要對各項力學結構特性進行詳細記錄和統計分析，并需要精準管控各項技術參數和經濟參數符合設計圖紙中相關規定和要求，并將剩余的水泥土施工材料和機具設備進行集中處理。在眾多水泥土擠密樁施工質量檢測類目之中，只有樁深樁徑需要低于設計值，樁位數據的正負誤差在 5 cm 之內即可。在檢驗樁身強度以及重力密度等數據參數的過程中，現場施工技術人員和質量管理人員需要采取鉆孔取樣的方式進行全面檢驗，并確保成孔成樁狀態的穩定性即可。在綜合判別樁身質量的過程中，施工技術人員和管理人員需要對水泥土拌合過程中的水泥和干土比例進行詳細測定，才能夠進一步確定水泥土擠密樁的加固效果是否穩定。

4 水泥土擠密樁的質量控制要點

根據濕陷性黃土地基結構的不穩定性因素，現場施工技術人員和質量管理人員需要重點排查水泥土擠密樁施工技術工藝應用過程中是否存在較多外部影響因素，才能夠動態協調各項施工技術參數以及質量檢驗方法，并對各項質量評估結果進行詳細記錄和統計分析。在進行水泥土擠密樁施工作業的過程中，水泥混合料的每次回填厚度不能超出 20 cm，重錘夯擊次數以及落槌能量普遍呈正比，并且水泥摻量和拌合量的配合比設計參數完全依賴于濕陷性黃土地基結構的不穩定性因素，因此需要額外檢驗樁身的完整性和密實度參數，才能夠進一步確定后續施工清掃工作的主要實施位置和操作項目。成孔檢查工序結束且成孔質量檢查合格后，開始回填拌合料成樁作業。要根據成孔實際速度對自動回填夾桿錘數量進行統籌安排，確保成孔速度、回填速度及混合料準備量三者在附帶時間條件下達到動態平衡。除此之外，很多施工質量控制措施都能夠精準適配不同類別的施工技術方案和施工圖紙規定要求，才能精準界定各項技術參數的可靠性和真實性。尤其在處理水泥土擠密樁樁頭的過程中，需要對夯實操作次數進行嚴格審核，并確保其重力密度數據參數指標的一致性和準確性。

5 水泥土擠密樁的主要施工效果

根據基礎設施建設工程項目的各項施工內容，需要對水泥土擠密樁的主要施工效果進行集中展示，才能夠進一步確定后續施工工序的銜接標準以及技術評估結果精確性。濕陷性黃土地基經過水泥土擠密樁施工處理后，大大提升了地基承載能力，可以達到設計要求，完全適應濕陷性黃土地基。樁間土的沉降問題得到解決。除此之外，水泥土擠密樁施工工藝也能夠應用在其他施工作業環境之中，并對單樁以及復合型地基基礎結構的穩定性產生一定積極影響。根據水泥土擠密樁的主要施工效果，施工單位的專業技術人員和現場管理人員也能夠快速回顧此項施工工藝流程中是否存在細節問題和不穩定的安全隱患因素等等。按照上述施工技術開展實施，使水泥土擠密樁施工可以在規定的時間內完成，使地基的承載力符合要求。采用此方法進行水泥土擠密樁施工，不僅不會耽誤工期，還可以使各項指標符合設計要求，確保最終的工程質量。

6 結 語

水泥土擠密樁對黃土地基的承載力改善具有十分顯著的作用，隨著樁數的增加，復合地基承載力特征值和群樁效應均隨之增加；不同深度處的濕陷變形速率曲線規律具有明顯的一致性，土體濕陷變形呈現時間早、速度快、變形量大的特點；在浸水試驗試坑豎向方向和橫向方向的變形分析表明水泥土擠密樁對黃土地層的濕陷變形能夠起到良好的控制作用。