灰土挤密桩复合地基在工程中的应用

肖 建

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030013)



灰土挤密桩复合地基在工程中的应用

肖 建

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030013)

简述了灰土挤密桩复合地基的特点与适用性，从土体要求、成孔、夯填等环节，阐述了灰土挤密桩复合地基施工的技术要点，并提出了灰土挤密桩复合地基检验的方法，有利于提高地基工程的安全性。

灰土挤密桩，复合地基，湿陷性，承载力

1 灰土挤密桩复合地基概述

灰土挤密桩复合地基是由夯填形成的灰土桩和被挤密的桩间土形成的复合地基。灰土桩锤击成孔和夯实填料时，对桩孔位置的土体强制向四周侧向挤压，使桩孔范围1.5倍～2倍桩径的土体密实度提高，使灰土桩和桩间土共同工作。一般可处理地基的深度为3 m～15 m，桩径300 mm～600 mm为宜，桩距取桩径的2倍～3倍为宜。处理后复合地基承载力特征值不宜大于天然地基承载力特征值的2倍，且不宜大于250 kPa。主要适用于地下水以上的填土、粉土、粉质粘土、湿陷性黄土和非湿陷性黄土、粘土可以进行挤密处理的地基。该地基处理方法在湿陷性黄土地区应用较多，在消除地基土的湿陷性的同时提高地基承载力。

2 灰土挤密桩复合地基施工

2.1 土体要求

灰土挤密桩复合地基的核心工作是对桩间土的挤密，挤密程度的好坏和桩影响周围土体的含水量、干密度有直接关系。当土体的含水量接近最佳含水量时，桩间土的挤密效果是最佳的。当土体含水量较低，土体表现为松散坚硬状态，影响对土体的挤密效果，同时挤密影响范围会大大变小，当处理范围的土体含水量小于12%，挤密效果很差时，应提前进行注水处理，提高地基土的含水量。当含水量过高时，难以保证成孔质量且对地基土体挤密困难，往往土体受扰动后强度反而会降低，达不到地基处理的效果。当土体含水量大于24%和饱和度大于65%时，需通过试验确定能否采用灰土挤密桩进行地基处理。地基土体的干密度和挤密后影响范围成正比，土体的天然干密度越大，则处理后挤密影响范围就越大；反之，则有效挤密影响范围越小。

2.2 成孔施工

灰土挤密桩成孔常用锤击沉管法，成孔前先进行场地平整，将处理平面范围的土体挖除，预留不小于0.5 mm的土层。用锤击沉桩机将与桩孔同直径钢管打入土中拔管成孔。成孔的施工顺序：整片处理地基时，宜从里向外(或从中间向两边)间隔1孔～2孔进行；局部处理地基时，宜从外向里间隔1孔～2孔进行；对面积较大的工程，宜采取分段成孔，防止因振动、挤压造成相邻桩孔缩孔、坍孔，降低成孔质量。成孔质量要求：桩孔直径偏差不大于设计要求桩径的5%，桩孔深度偏差±500 mm，桩孔实测垂直度偏差不大于±1%，桩孔中心点的偏差不宜大于桩距设计值的5%。 成孔施工中常见问题及处理措施如下：

成孔困难：施工中出现地面大面积缩孔、场地隆起等现象。主要原因是：设计和施工前未对场地《岩土工程勘察报告》提供的地基土体物理力学指标及地质结构情况进行详细分析研究，对拟建场地的原土含水量大、饱和度高现象或场地中存在软弱层现象未采取合理措施。

处理措施：成孔后经检测如发现桩孔缩颈比较严重时，在已成孔内填入较干的砂土、生石灰块，等待一段时间后再将桩管重新沉入土中成孔。若成孔中发现孔底存在饱和软弱土层时，经原勘查设计单位认可后采取加大桩距和其他加强措施，以防由于锤击振动而造成已成好孔的桩孔内出现挤塞现象。

2.3 夯填施工

向孔内填料前，检查桩孔深度、孔径、孔壁垂直度是否满足设计图纸及规范规定要求，应先夯击孔底3锤～4锤。夯打时，如桩孔底出现渗水、涌水、积水现象，必须将孔内水排出，如排出困难时，经原设计单位同意可将该部位水下部分改为混凝土桩或碎石桩，但水上部分仍采用灰土桩。

桩孔填料按设计要求体积比灰土，土质宜选用粉质粘土，土中的有机质含量不大于5%，土的粒径不大于15 mm，不得含有冻土和膨胀土，石灰选用新鲜的消石灰或生石灰粉，粒径不大于5 mm，石灰中CaO，MgO含量不得小于60%。采用机械夯实，夯锤重不宜小于100 kg，夯锤直径接近桩孔直径，避免夯锤直径太小，只能夯实中间部位。夯锤宜采用枣核或梨形，不宜采用平底夯锤，可保证将桩孔周围边缘土夯实。桩孔必须回填夯实，每次回填厚度以250 mm为宜。夯实时一般落锤高度不宜小于2 m，每层夯实次数不少于10锤。施打时，控制量斗向孔内下料数量，保证夯实厚度不超标。当采用偏心轮夹杆式连续夯实机，将灰土用布料机随夯击不断下料，施工前试验下料速度和夯击次数是否相匹配，保持均匀地向桩孔下料、夯实。夯填时控制桩顶标高，桩顶应高出设计标高不小于0.5 cm，严禁出现低于设计标高，挖土时将高出部分铲除。

灰土夯填后压实系数平均值不小于0.97，压实系数最小值不小于0.93。灰土桩顶设300 mm～600 mm厚灰土褥垫层，压实系数不小于0.95。

3 灰土挤密桩复合地基检验

3.1 灰土挤密桩施工前检测

对现场的地基原土和石灰进行检验，确定是否符合灰土桩施工要求。规划灰土桩试验区，布设人工探井，在探井取原状土样，进行室内常规土工试验和湿陷性试验，获取试验区原土的各项试验数据。

3.2 灰土挤密桩施工过程中检测

对成孔后的桩孔垂直度、孔径、孔深进行检测，并形成桩孔检验书面记录，经监理工程确认，在桩孔检验合格后方可夯填灰土。施工过程中按设计要求配合比对灰土的拌和质量进行检查。夯实过程中对回填厚度、夯锤落距、夯击后灰土桩顶高程、夯击沉量进行检测。

3.3 灰土挤密桩施工后检测

1)桩身压实系数检测。

随机挖探井取土样进行检测，检验数量不应少于灰土桩总数的1%，且不得少于9根。经检测，要求桩长范围内灰土的平均压实系数符合设计要求，且不小于0.97。取样后对探井用灰土分层夯填，压实系数不小于0.94。如对桩身质量有怀疑时，一般还应对灰土填料的体积配比进行检验。

2)桩间土挤密系数检测。

设探井检验灰土桩挤密影响范围内桩间土的挤密程度，探井数量不少于灰土桩总数的0.3%，且不少于3处。灰土挤密桩桩间土平均挤密系数符合设计要求，且不小于0.93。如湿陷性黄土地区，满足地基承载力的同时，还应满足湿陷性消除要求，甲、乙类建筑桩间土最小挤密系数大于0.88，丙类及以下建筑桩间土最小挤密系数应大于0.84。

3)地基承载力检测。

成桩后14 d～28 d进行地基承载力检测，灰土挤密桩复合地基应采用平板载荷试验测定地基承载力。地基承载力特征值取相对沉降量(总沉降量和承压板宽度或直径之比)为0.006～0.008对应的压力，经检测必须符合设计要求。

4)湿陷性检测。

对需要消除湿陷性的重要工程，在现场进行浸水载荷试验，通过试验结果判断是否消除湿陷性。

4 对湿陷性消除判定的看法

在湿陷性黄土地区，桩间土最小挤密系数除了满足承载力和变形要求，还应满足消除湿陷性要求。许多工程实例中，灰土挤密桩复合地基承载力易达到设计要求，而在湿陷性消除方面，经常会出现达不到要求的现象。 一般通过土样试验和桩间土的挤密系数确定湿陷性消除情况，通过土样试验，如果已经消除湿陷性的土样超过试验土样总数的90%，即认为湿陷性消除；还有只要桩间土平均挤密系数达到规范要求，一般也认为湿陷性消除。这两种判断方法都存在一定的局限性。实际检测中有时会出现以下两种情况：

1)平均挤密系数满足要求，但湿陷性未消除；

2)平均挤密系数不满足要求，但湿陷性消除。

如果未消除湿陷性的土样数量达到10%以上，且土样集中在一个探井，这样的检测数据就不具有代表性，出现问题的原因可能有：第一，由于该部位土体自身物理性能不符合要求，造成挤密效果差；第二，由于施工中对桩身夯实不够，或因为桩距不符合要求造成该部位挤密效果差。这样并不能反映地基处理的真实情况。

只通过平均挤密系数值判定湿陷性是否消除，也会存在一定的片面性。因为挤密系数是通过现场土体击实试验得出最大干密数据计算而来。在实际施工中，通常只做一次击实试验。在施工场地大的情况下，同一场地不同部位的土体可能存在较大差异性，一次击实试验只能代表局部土体的指标数据。如出现湿陷性和挤密系数完全相反的情况，需进一步分析。分析做击实试验的土样能不能代表整个场地的土体，击实试验数据是否可靠、准确。在确认平均挤密系数可靠的情况下，分析土体湿陷性时可用平均挤密系数，如果未消除湿陷性土样的比例较大，应进行重新处理；如果未消除湿陷性土样比例不大，补充击实试验数据，再确认平均挤密系数，进一步综合分析判断。总之，地基处理后湿陷性未消除时，应从剩余湿陷量、土样分布情况、平均挤密系数、场地情况、成孔工艺、桩间距等方面给予综合分析判断，确保工程的安全。

5 结语

灰土挤密桩复合地基是在湿陷性地区一种常用的、比较经济的地基处理方法，只有在施工前要对场地情况进行详细了解，施工中加强质量控制，成桩后严格检测环节，谨慎分析检测数据，准确判断检测结果，才能通过地基处理达到提高承载力和消除湿陷的效果，保证工程的安全性。

[1] GB 50025—2004，湿陷性黄土地区建筑规范[S].

[2] GB/T 50783—2012，复合地基技术规范[S].

[3] JGJ 79—2012，建筑地基处理技术规范[S].

[4] GB 51004—2015，建筑地基基础施工规范[S].

On application of lime-soil compaction pile in projects

Xiao Jian

(ShanxiErjianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

The paper indicates the features and adoptability of the lime-soil compaction pile, illustrates the technical point for the foundation construction from the soil requirement, pore-forming, and ramming, and points out the methods for the test of the lime-soil compaction pile foundation, so as to improve the safety of the foundation projects.

lime-soil compaction pile, composite foundation, collapsibility, loading capacity

1009-6825(2016)32-0082-02

2016-09-06

肖 建(1975- )，男，工程师

TU472.32

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