淺析利用灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基

　　關(guān)鍵詞：濕陷性黃土灰土擠密樁，地基

 

　　在我國(guó),濕陷性黃土廣泛分布于華北、西北等地區(qū),由于該類土具有較大的孔隙率和較小的干密度,受水浸濕后在自重壓力或基底附加壓力作用下會(huì)產(chǎn)生濕陷變形,對(duì)建筑物的危害相當(dāng)大。近年來,灰土擠密樁在處理軟弱地基方面,因其施工速度快,造價(jià)低廉,施工設(shè)備簡(jiǎn)單,技術(shù)可靠,大量使用工業(yè)廢料,社會(huì)效益好和承載能力提高較快等特點(diǎn),已日益成為經(jīng)濟(jì)有效的地基處理方法之一。而對(duì)于濕陷性黃土來說,除了消除其濕陷性外,灰土樁還與擠密土一起構(gòu)成復(fù)合地基,提高地基強(qiáng)度,減小地基變形,改善黃土地基的工程特性。

 

　　灰土樁的材料主要是白灰和土,取材方便，適應(yīng)范圍廣，可用于深層加密處理地基。常見的碾壓或夯實(shí)方法,對(duì)土體沿豎向壓實(shí)加密,一般適用于1 m~3 m淺層地基的處理。論文檢測(cè)�；彝翑D密樁法則是對(duì)土體橫向擠密,并向樁孔內(nèi)填2∶8或3∶7灰土,地基一般無需開挖大量土方,適用于處理厚度較大的自重或非自重濕陷性黃土地基。民用建筑一般在6層以上宜采用灰土擠密樁法處理地基，尤其是對(duì)于施工場(chǎng)地狹窄、土方堆放困難的工程,灰土擠密樁法具有更大的優(yōu)勢(shì)。

　　成樁后齡期達(dá)兩年的灰土樁直徑比設(shè)計(jì)值增大1.5cm左右，這主要是由于在沖擊成樁過程中，樁孔周圍的土體提供的側(cè)向應(yīng)力不能抵抗沖擊荷載作用下灰土料發(fā)生側(cè)向變形而產(chǎn)生側(cè)向擠壓和樁體后期吸水膨脹引起的�；彝翗兜膫�(cè)向膨脹量小于石灰樁的側(cè)向膨脹量，這是由于石灰樁中的生石灰遇水發(fā)生膨脹:而灰土樁中的生石早已基本熟化，膨脹量可以忽咯不計(jì)。灰土樁與樁周土緊密地膠結(jié)在一起，在灰土樁周圍形成一層堅(jiān)硬致密的膠結(jié)層。石灰顆粒均勻的分布在灰土樁中的黃土顆粒中，部分石灰顆粒己與周圍的土顆粒發(fā)生反應(yīng)而生成堅(jiān)硬的碳酸鈣等膠結(jié)物質(zhì)，并且與周圍的土賴粒緊密地膠結(jié)成一體。

 

　　人工成孔擠擠密灰土樁由于成孔方便、使用機(jī)械簡(jiǎn)單、噪音小等特點(diǎn)而比較經(jīng)濟(jì)，在工程中應(yīng)用越來越廣泛。灰土樁對(duì)樁周土的擠密效果不明顯，離灰土樁不同距離處其干密度差距不大，灰土的壓縮性改善不太明顯，樁間土的壓縮系數(shù)要比天然土的小，壓縮模量比天然土的大。樁間土的濕陷系數(shù)均小于0.015，灰土樁周圍的樁間土的濕陷性都己完全消除，另外，樁間土的抗剪性比較大，具有良好的抗剪性。距離樁越近，樁間土的硬化現(xiàn)象越明顯，相同周圍壓力下樁間土的抗剪強(qiáng)度越高。這是由于離樁越近，黃土被灰土樁擠密效果越好，經(jīng)過擠密后土的原始結(jié)構(gòu)被破壞，大孔隙縮小，土體變密，濕陷性消除，在剪切過程中發(fā)生剪縮，擠密強(qiáng)度增加，從而使地基承載力提高。

 

　　3.1 施工工藝流程

　　開挖基坑→基底平整→定樁位放線→樁機(jī)就位→振動(dòng)套管至略深于設(shè)計(jì)標(biāo)高→(經(jīng)試驗(yàn)樁施工、確定施工參數(shù))提升內(nèi)管露出投料口→經(jīng)計(jì)量拌和后一次投料→下內(nèi)管至灰土頂面→提套管使灰土推入土中→振動(dòng)錘壓實(shí)→達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度→素土壓頂。

　　3.2 樁孔直徑

　　樁孔直徑主要取決于施工機(jī)械的能力和地基土層的原始密實(shí)度。樁徑過小,樁數(shù)增多,增加了打樁和回填工作量;樁徑過大,樁間土擠密效果差,均勻性也差,不能完全消除黃土地基的濕陷性,同時(shí)要求成孔機(jī)械的能量也太大,振動(dòng)過程對(duì)周圍建筑物的影響也大。總之,選擇樁徑應(yīng)對(duì)以上因素進(jìn)行綜合考慮,當(dāng)前一般選用300~600 mm的樁徑。兗州一6層居民樓工程選用樁徑600 mm。論文檢測(cè)。

　　3.3 樁距估算

　　樁距設(shè)計(jì)的目的是為了使樁間土擠密后達(dá)到一定的密實(shí)度,從而消除黃土濕陷性滿足承載力要求。如果樁距設(shè)計(jì)偏小,易造成縮頸,成孔困難等施工問題,使樁間土發(fā)生拱起,應(yīng)力釋放,還會(huì)提高工程造價(jià)。若樁距設(shè)計(jì)偏大,則對(duì)樁間土的擠密效果不明顯,達(dá)不到規(guī)范的要求,使工程中存在隱患,甚至使整個(gè)工程失敗。目前國(guó)內(nèi)灰土擠密樁的樁距一般為1.75~3.00d (d為樁徑),現(xiàn)行規(guī)范為

　　式中　s為樁距;d為樁孔直徑;ρd為地基擠密前各層土平均干密度, g/cm3;λc為地基土擠密系數(shù);ρdmax為樁間土的最大干密度, g/cm3,由擊實(shí)試驗(yàn)確定;η0為形狀系數(shù),等邊三角形布樁時(shí)為0·952,正方形布樁時(shí)為0·886。樁距不同,灰土擠密樁的擠密效果也不同。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮環(huán)境與施工等因素,估計(jì)樁距,并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn),以取得最佳樁距,得到最好的擠密效果。論文檢測(cè)。

　　3.4 樁孔深度

　　樁孔深度應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)物對(duì)地基的要求、地基的濕陷類型、濕陷等級(jí)、濕陷性黃土層厚度及打樁機(jī)械的條件綜合考慮決定。對(duì)非自重濕陷性黃土地基,其處治厚度應(yīng)為基礎(chǔ)下土的濕陷起始?jí)毫π∮诟郊訅毫�和上覆土的飽和自重壓力之和的所有黃土層,或?yàn)楦郊訅毫Φ扔谕磷灾貕毫?5%的深度處,樁長(zhǎng)從基礎(chǔ)算起一般不宜小于3 m。當(dāng)處治深度過小時(shí),采用土樁擠密是不經(jīng)濟(jì)的,樁孔深度目前施工可達(dá)12~15 m。

 

　　在擠密樁施工中由于機(jī)械振動(dòng)危及周圍建筑物的現(xiàn)象是很有限的,對(duì)一般磚混結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響,但對(duì)部分舊土坯建筑和簡(jiǎn)易房屋有時(shí)會(huì)出現(xiàn)掉皮或墻體開裂現(xiàn)象,影響的因素不單純與距離有關(guān)。另外在擠密成孔施工時(shí)應(yīng)防止漏孔或錯(cuò)孔,在成孔后及時(shí)進(jìn)行其施工質(zhì)量檢查,認(rèn)真做好記錄,當(dāng)沉管成孔和拔管有困難時(shí),在樁尖與樁管連接處可加設(shè)寬5 cm,厚1.2 cm左右環(huán)箍,能減輕沉管和拔管的困難。第三還要嚴(yán)格灰土的配合比,配合比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,成熟的石灰粉、土都應(yīng)過篩,灰土應(yīng)拌和均勻至顏色一致后,及時(shí)回填夯實(shí),不宜隔日使用。最后樁孔填料的夯實(shí),一定要認(rèn)真負(fù)責(zé),施工時(shí)可通過夯填試驗(yàn),確定合理的分次填料數(shù)量和夯擊次數(shù),確保夯填質(zhì)量。

 

[1]余莉娜,張淑珍.濕陷性黃土地基處理方案的優(yōu)選與應(yīng)用[J].陜西建筑,2009,12

[2]李剛.灰土擠密樁在濕陷性黃土地基中的應(yīng)用[J].路基工程,2010,1

[3]鄒忠.灰土擠密樁法在處理濕陷性黃土地基中的應(yīng)用[J].山西建筑,2010,4

[4]王雪浪,朱彥鵬.灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基理論分析及試驗(yàn)[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào),2010,4