灰土挤密桩施工要点简析

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(山西省第二建筑工程公司，山西 太原 030013)

引言

灰土挤密桩是在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填灰土(2∶8灰土或3∶7灰土)成桩，其成孔方法有3种：沉管、冲击或爆破。在成孔时，通过对原土的横向挤压作用，使桩孔内的土向周围挤压，使得原土得以挤密，然后将搅拌好的灰土填入桩孔内，并分层夯实，直至设计标高。灰土分层夯实的桩体，称为灰土挤密桩。在灰土挤密桩的成孔和夯实过程中，处于桩孔部位的原土得到了挤密，消除了桩间土的湿陷性并提高了承载力。

1 工程概况

山西省高新农机维修检测技术服务站项目的拟建场地地形起伏较大，地基承载力不能满足上部结构的要求，因此需要进行地基处理，设计采用灰土挤密桩。

根据《高新农机维修检测技术服务站岩土工程勘察报告(详勘)》，场地土类别为湿陷性粉质黄土，本次勘察深度未发现地下水，地基土对混凝土结构及混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性。

依据JGJ79—2002《建筑地基处理技术规范》、GB50011—2010《建筑抗震设计规范》、GB50009—2001(2006)《建筑结构荷载规范》、GB50007—2002《建筑地基基础设计规范》、GB50010—2002《混凝土结构设计规范》、GB50025—2004《湿陷性黄土地区建筑规范》和《高新农机维修检测技术服务站岩土工程勘察报告(详勘)》，设计灰土桩的要求如下：

(1)桩身直径为400mm灰土挤密桩，桩孔内分层回填三七灰土，灰土压实系数≮0.97。

(2)桩顶标高以上设置500mm厚的二八灰土垫层，每边宽出桩基600mm，垫层压实系数≮0.97。

(3)垫层材料选用2∶8灰土，土料宜用粉质黏土，不宜采用块状黏土和砂质黏土，不得含有松软杂质，并应过筛，其颗粒须≮15mm；石灰采用新鲜的消石灰，粒径≮5mm。

(4)成孔和孔内回填夯实的施工顺序由里向外间隔1～2孔进行。

(5)向孔内填料前，孔底应夯实，并抽样检测孔的直径、深度和垂直度。

(6)桩孔的垂直度偏差宜≯1.5%，桩孔中心的偏差不宜超过桩距设计值的5%。

(7)筛好的灰土经检验合格后，按设计要求向孔内分层填入，分层夯实至设计标高。

(8)在施工过程中应设专人监督成孔及回填夯实的质量，并做好施工记录。如果发现地基土质与勘察资料不符，应立即停止施工，待查明情况或采取有效措施处理后，方可继续施工。

(9)雨季施工应采取防雨措施，防止灰土和土料被雨淋湿。

2 施工工艺

2.1 施工方法

2.1.1 备料

施工前，应在现场准备好土和生石灰，确保材料供应不影响施工进度。土料为天然土，要求塑性指数>9，没有垃圾等杂质；用水将生石灰闷透，使其全部消解成石灰粉，然后使用孔径5mm的筛子过筛后与土搅拌。提前将夯填土和石灰送试验室做原材料检测及击实试验，测得最大干密度和灰土的最优含水量。石灰与土料按3∶7的体积比拌和均匀，拌和后，用孔径为15mm的筛子过筛，过筛后的灰土方可在工程中使用。拌好的灰土要求颜色一致，并使其含水量控制在最优含水量的±3%范围内。现场可采用“手握成团，落地开花”的方法来检测含水量是否达到要求，备好的灰土料应做到不隔日使用，遇雨天用塑料布覆盖。

当填土含水量<12%时，应用水均匀增湿到试验得出的最优含水量。且每次拌和的灰土方量不能过多，要随用随搅拌。

为了保证施工质量及工期，本次施工采用机械装载机进行3∶7灰土的拌和及运料。

2.1.2 成孔

成孔前，对施工机械应进行检查，尤其要注意桩位偏差。在成孔过程中，根据土质松密程度，及时调整重锤的落距。要从整个场地布局，依次逐排由外向内进行成孔，以确保桩间土的挤密效果。

成孔施工顺序宜按间隔法进行，如图1所示。

图1 成孔施工顺序

2.1.3 夯填成桩

(1)施工顺序：①清底夯；②灰土拌和；③虚填；④夯击；⑤成桩。

(2)安装并调制好夯填机，填料前进行桩孔孔底夯实至少6击，直至夯声变脆。每次填料0.05m3，夯击6击。

(3)施工人员要认真填写成孔记录以及夯填记录，特别是成孔锤击次数、夯填夯击数和灰土填入量等数据。

2.2 质量控制要点

2.2.1 桩位放样

(1)严格执行GB50026—93《工程测量规范》，保证桩位放线误差<20mm。

(2)根据场地情况，桩位放样工作最好一次性完成。放样采用空心钢管打入地下200～300mm，然后灌入白灰的方法。

(3)放样结束后，经现场监理确认后方可施工。

2.2.2 成孔

(1)场地必须平整，高程误差<200mm。

(2)钻机就位后，锤中心应对准灰点，经随班技术人员确认后方可开锤。

(3)及时对桩孔进行检查及验收。一般检查的内容有：桩径、孔深、垂直度、有无缩径、塌孔、回淤等。如果发生塌孔或缩径现象，应采用灰土回填，然后再进行二次成孔。二次成孔可以进行数次，若经多次成孔无效时，应会同监理、设计、建设单位商讨采取其他的方法进行处理。

2.2.3 夯填

(1)清理底夯。在灰土夯填之前，应先对桩孔底部进行夯实，夯击次数一般≮6击，直到听到清脆声为止。孔内的回落厚度应<300mm。

(2)要严格按试验所确定的参数进行夯填，下料速度与锤击次数要相匹配，确保压实系数≥0.97。

(3)灰土拌和要均匀，颜色一致，并严格控制含水量。

(4)夯锤落距要经常进行检查，确保落距在1 000～2 000mm之间，夯锤直径应比桩孔直径小60～120mm。

(5)施工技术人员应对夯填的每个孔进行含水量检查，含水量较高或较低的土不得使用。

(6)由专人负责填料，要做到填料均匀，避免回填速度过快而夯击次数不够。

(7)对检测不合格的灰土挤密桩要进行现场处理，用洛阳铲将桩土全部掏出或采用沉管二次成孔，并重新夯填，以确保每根灰土挤密桩的质量。

2.3 雨季施工

该工程的地基与基础工程施工处于雨季，为了确保工程质量，做好雨季施工保障措施非常关键。

(1)在基坑四周挖一道排水沟，严防基坑四周的雨水流入基坑。

(2)在下雨前，将基坑周边土用防水雨布覆盖，防止基坑塌方。同时，也能防止回填土含水量过大而引发翻浆等现象，为以后的施工创造有利条件。

(3)在基坑内做好积水坑，下雨时设置污水泵，及时将基坑内的积水排出。

(4)在成孔施工时，桩孔成一孔要填一孔、夯一孔，如遇下雨未能及时夯填，要将桩孔周围用土垒高，并在桩孔上方盖打雨板，以防雨水落入桩孔，给施工造成不便。

(5)现场所用材料、机械用雨布覆盖。

3 关键技术处理

该工程施工时正值雨季，在灰土挤密桩施工过程中，湿陷性粉质黄土土质经常造成缩颈、塌孔、回淤等现象。

3.1 缩颈

在施工过程中，当沉管提升时，桩孔有一段部位桩径会收缩。发生这种现象一般有两个原因：一是施工处于雨季或丰水期，土层的含水量比较高，在土体压力的作用下，当提起沉管时，地下水向桩口方向流动，造成桩孔在该处缩颈；二是施工时未遵守施工工艺要求。同排的桩要间隔1～2个桩孔进行施工，必要时可采取分段分别施工，成一孔、填一孔，回填一层、夯实一层。

缩颈现象有时发生得比较快，有时则比较缓慢。对于发展比较缓慢的桩孔，可以在沉管升起时，紧接着就进行灰土回填及夯实，比较容易处理。对于缩颈发生比较快的桩孔，如果采用夯机进行夯实，可能会将钢管锤卡在缩颈部位，导致无法升降夯实灰土，给施工造成一定的困难。这时可用简易的小型洛阳铲对缩颈处进行扩孔处理，使桩孔达到设计要求，再进行灰土回填及夯实。

3.2 塌孔

当沉管升起时，由于土质比较干燥或黏性比较差，会有一些土块掉入桩孔，致使桩孔的有效长度达不到设计要求，造成质量缺陷。发生这种现象时，需要进行二次成孔。在成孔时，由于沉管锤入土中的深度加深，回填灰土前应先对桩底进行多次夯实；或用直径与桩孔设计直径相同的洛阳铲，将塌入的土块取出，使桩孔达到设计要求。

3.3 回淤

由于桩孔底部土质含水多，会形成淤泥，当沉管提升时，沉管周围的淤泥会受压回流，使桩孔达不到有效长度。对于这种情况，宜先采用井点降水的方法，待土层含水量达到灰土挤密桩的夯实要求后，再进行施工。灰土挤密桩施工完成后应继续进行抽水，直到桩体凝固。如果施工中无法进行井点降水，则需要用与设计桩径相同的洛阳铲对桩孔进行二次成孔，将桩底回流的淤泥挖出，以保证桩孔的有效长度达到设计要求。

4 结语

挤密桩复合地基属隐蔽工程，在施工过程中必须加强监控，做好施工记录。主要内容包括：成孔的深度、直径、垂直度，孔内填料的夯实质量等。不合格的桩孔应按照施工工艺及时处理。桩体竣工后，还应检验桩间土的干密度、桩体填料的干密度、地基承载力。