摘要：灰土挤密桩越来越广泛的被应用于湿陷性黄土地基中，其可以有效提高地基土的承载力和水稳性，本文着重对灰土挤密桩在湿陷性黄土地基处理中的应用进行探析。
关键词：湿陷性黄土地基；灰土挤密桩；应用
灰土挤密桩通过成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内的土被挤向周围，使桩间土得以挤密，然后将备好的灰土（按一定比例）分层填入桩孔内，并分层捣实至设计标高。经过大量的试验研究资料和工程实践表明，灰土挤密桩用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基，不论是消除土的湿陷性，还是提高地基的承载力都是有效的。
一、工程概况
本文以某城市地铁一号线综合楼工程为研究实例，该工程地下为1层，地上为3层，一二层为设备及办公用房、三层为住宿用房。耐火等级地上为二级，地下为一级。地下一层和地上三层设两个防火分区、两部疏散楼梯以及自动喷淋系统。本工程建筑面积为：4383.45m2，其中地上建筑面积为：3557.08m2，地下建筑面积为：826.37m2。结构安全等级：二级；结构设计使用年限：50年；地基基础设计等级：丙级；抗震等级：二层及以下采用一级，二层以上采用二级；地下室防水等级为二级。
该建筑工程地下水埋深度在10.2至13.8m质检，地下水高程在394.48至395.95米之间，属潜水类型，场地为Ⅰ级非自重（轻微）湿陷性黄土场地。根据岩土的时代成因，地层岩性和工程性能，场地内的地质情况由上至下依次排序为：
1-1站场填土：本土层厚2.7-3.3m，层底标高406.32-409.36m。
1-2素填土：黄褐色，主要由粘性土组成，土质不均，层底标高405.52m。
2-1-1黄土状土：黄褐色，土质不均匀，具少量虫孔和大孔隙，可塑状态。
2-1-2黄土状土：黄褐、褐黄色，土质均匀，大孔结构，具少量虫孔和大孔隙，可塑状态。
2-6粗砂：灰黄色，主要矿物成分为长石、石英，颗粒均匀，中密状态。
2-9卵石土：灰黄色，主要由花岗岩、石英岩碎块组成，一般粒径为30-50mm，饱和，中密状态。土层厚度约11米。
二、地基处理设计
该建筑工程的灰土挤密桩的桩径应为380mm，桩间距应为900mm，采取正三角的分布方式，其有效桩长应为10m，地基承载值应满足地基设计要求，大于200kPa，对黄土地基的湿陷性进行有效的处理，使得其湿陷性完全消除，桩体压实值应大于0.97，灰土体积比例应为2：8，总用使用的灰土挤密桩数有2020根。
三、地基处理施工
3.1施工前的准备工作
（1）场地的平整。在灰土挤密桩施工之前，施工人员必须按照施工设计图纸，对施工场地地面及基坑内部进行有效的平整和清理，并做好各项施工安全防护措施。（2）桩位的测量与定位。利用钢钎来进行桩位的定位和测量，将钢钎打入土层15至20米后拔出，在用石灰粉进行灌注定位，并标注好桩号，对桩位进行有效的测量，注意其测量偏差应小于5mm。（3）桩料的准备。对生石灰进行3至4天的消解后，对其进行过筛，熟石灰粉粒的粒径应在5mm一下，石灰质量在Ⅱ级以上，活性氧化钙、氧化镁总含量应大于85%，素土料应为单一的黄土及普通粘性土。，并通过严格的过筛。（4）灰土配合比设计。土和石灰体积比例为2：8，通过夯实检测结果表明，灰土最佳含水量为20.8%，ρdmax为1.55g/cm3，压实系数值λc大于等于0.96。（4）成桩检测。在进行施工前，需对灰土挤密桩进行抽样检测，并对其桩成孔进行确认，获取相应的填土数量、高度计夯实系数。
3.2成桩施工技术
（1）桩机的设置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆桩机设置要准确、稳定，桩管位置和桩孔中心位置相对应，注意保证桩架的牢固性，避免其在成桩施工出现位移或者倾斜现象。（2）含水量的控制。在成桩施工过程中，地基土含水量应小于22%，与地基最佳含水量相接近。如果地基土含水量小于12%，那么必须通过人工浸水的方法。使其达到最佳含水量。（3）施工原则。在进行成桩施工时，应遵循从里到外，隔行跳打等原则，以提高桩的挤密效果，防止塌孔现象的产生。（4）桩孔施工。利用柱锤对地基到桩底的标高进行冲扩，并在其周围编写醒目的尺度标志。（5）桩孔质检。当桩孔施工完成后，施工人员必须对其孔径、深度等进行有效耳朵检查，并保证其满足工程设计要求。若在检查过程中发现桩孔存在塌陷、缩颈等问题，必须做好想写的记录，并采取有效的处理措施，以保证灰土挤密桩的质量。一般情况下，桩孔直径应大于400mm，深度应大于桩长。
3.3灰土填充与夯实
（1）设备的选择。灰土夯机应选用操作简便、行动方面的四轮车，锤重重量应为1000kg，锤底应为圆锥形，有利于夯实桩的过程中，对其周围进行挤压。（2）夯机设置。夯机设置要准确、稳定，夯锤位置与桩孔位置相对应，以保证夯锤能够准确打落到桩孔底部。（3）桩孔清理。在进行桩孔填料前，需对桩孔内部进行清理，并对桩孔底进行夯击，次数为3至5次。（4）桩孔填料。按照桩孔填夯的检测结果，明确桩孔填料的数量及其夯击次数，成桩长度应为0.5至0.6米，填料为0.10m3，夯击次数为6至8次，然后再将搅拌好的灰土填入桩孔内。（5）素土封顶。当桩孔填料满足设计标高后，在其上方压上一层素土，对其进行封顶，然后再进行后续施工。
四、施工中应该注意的问题
（1）当地基土含水量小于12%时，其土质较为坚硬，挤密难度较大，导致桩锤施工、沉桩速度都造成很大的影响，甚至对施工设备造成破坏。这时，施工人员应通过加水增湿的方式，使得地基土含水量与最佳含水量相接近，降低桩孔施工难度。（2）当地基土含水量大于等于24%，饱和度大于60%时，桩孔可能会出现缩颈现象，导致桩孔四周土体出现隆超问题，土体挤密度也不能满足设计要求，沉桩有所加快。这时，若桩孔缩颈程度较轻，则应用洛阳铲对桩颈进行削扩，使桩颈满足设计要求，并及时进行填夯。若桩孔缩颈程度较大，则应在桩孔内部填入适量的砂土、碎砖渣或者生石灰，等其稳定后，在进行重新成孔施工。（3）当地基土含水量在12%至24%时，若桩孔能顺利施工，不会产生缩颈现象，挤密效果良好，则不用采取任何处理措施。
五、质量检测及效果评估
当灰土挤密桩施工完成后，应对其基地土力进行试验，对其成桩质量和设计要求承载力进行严格的检测。检测内容主要包括负荷地基承载力、桩体压实系数、桩间土挤密效果、桩间土的湿陷性以及桩顶灰土垫层的压实系数等。该工程本工程灰土地基承载力检测由西安市地下铁道有限责任公司委托陕西省建筑工程质量检测中心进行。综合楼复合地基静载试验承载力检测共计6台，其检测结果如下：
（1）复合地基承载力。该综合楼工程的灰土挤密桩复合地基承载力特征值检测结果为fspk=150kPa，满足设计要求。
（2）桩体压实系数。该工程的桩体全深度平均压实系数λc检测结果介于0.97-0.98之间，满足设计要求。
（3）桩间土挤密效果。该工程桩体全深度平均挤密系数检测为ηc=0.94，综合评价满足ηc≥0.93的设计要求。
（4）桩间土的湿陷性。该工程所取55件土样中湿陷系数检测为δs均<0.015，表明本区域地基土经处理湿陷性已消除。
（5）桩顶灰土垫层的压实系数：该工程桩顶灰土垫层3：7灰土压实系数λc介于0.97-1.00之间，分层平均值λc=0.99，满足设计要求。
结语
灰土挤密桩的应用有效消除了黄土湿陷性，提高了地基承载力，环保作用明显，而且处理地基较深时回填材料价格低廉，是经济与技术效果都较好的一种地基处理方法。
参考文献：
[1]邓德义.灰土挤密桩在湿陷性黄土地基处理中的应用[J].铁道建筑，2011，8（10）：90-92.
[2]何金学.灰土挤密桩在湿陷性黄土地基中的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012，7（02）：87-88.
论文作者:郝帅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/23
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