试析灰土桩的加固机理和施工技术

韩永飞

(山西机械化建设集团有限公司，山西太原 030009)

0 引言

随着我国社会经济快速发展，建筑工程项目发展建设规模逐步扩大。灰土桩在工程项目建设中应用主要是为了对湿陷性黄土施工等问题进行控制。在施工现状来看，灰土桩合理施工应用能保障地基强度有效提升，灰土桩能在建筑地基项目、地下通道等项目中合理应用。通过灰土桩应用能全面提升项目施工质量，当前在具体应用中要强化灰土桩技术应用。

1 灰土桩的加固机理

1.1 挤密作用

灰土桩挤压成孔过程中，桩孔原有位置的土体将会被挤压到侧向，促使桩体周边范围土层基本密度能有效提升。比如在某工地施工现场中，合理应用环刀法对单个桩孔外侧土挤密效果进行桩孔外侧土挤密效果试验，从试验成果中能看出ρd接近或超过其最大干密度ρdmax。孔壁附近土的干密度从相邻桩间挤密试验中能看出，在不同孔洞挤密位置区域能保障挤密成效全面提升，桩间土中心位置密实度能有效提升，桩间土密度会逐步变得均匀，桩间距离会逐步靠近，提升叠加效果。在试验中可以看出，土含水率和干密度对挤密效果会产生较大影响。当土层含水率能达到最佳含水率时，土层能变为塑性状态，实际挤密效果较好。如果土层含水量较低，但是土层仍旧保持坚硬形态，挤密区变小。含水量较大将会在挤压作用影响下导致超空隙水压力，土体不能有效挤密，孔壁四周土体强度将会受到较大干扰，成桩困难性较大［1］。

1.2 灰土性质作用

灰土桩主要是将土与石灰依照相应的比例进行拌合，然后在桩孔中进行夯实，经过加密之后能成桩。此类材料在应用过程中在化学性能方面水硬性与气硬性较好，主要是因为石灰中正电荷钙离子和负电荷黏土颗粒之间能相互吸附，促使离子之间发生有效交换。对土的基本带电状态进行改变，在交换过程中能确保土层颗粒快速靠近，相互结合，提升土质基本抗剪性能。将生石灰全面消化需要释放较多热量，促使灰土混合物温度发生变化，将会对土质产生相应的膨胀挤密作用力。石灰全面消化之后与二氧化碳等结合之后能产生MgCO3与CaCO3，保障土粒连接性能有效提升，强化地基基本承载能力，对沉陷性问题进行控制，有效控制降低沉降量，提升加固成效［2］。

1.3 桩体作用

灰土桩挤密地基施工过程中，从施工现状来看，灰土桩变形模量要高于桩间土变形模量。在某地区项目施工建设中对施工现场进行检测，灰土变形模量控制在60.5 MPa，夯实素土变形量控制在30 MPa。从荷载试验各项成果中能看出，在总荷载一半中压板面积占20%的灰土能起到有效荷载承担作用。桩体总荷载一半之上都是由灰土桩进行承担，能有效降低基础底部内部基本应力，对持力层变形与沉陷影响要素进行分析，促使沉降问题能得到有效控制，降低沉降量，提升沉降均匀性［3］。

2 灰土桩施工技术要点

在灰土桩施工活动开展之前，要组织技术人员在施工现场进行成孔操作，做好夯实与挤密施工试验，对各项设计要求进行分析，合理测定控制桩心土干容重等，如果不能满足施工要求，需要协调施工技术人员对桩距进行合理控制，然后对桩体夯击次数与添加填料厚度进行调节。在桩施工过程中要挖设好施工基坑，然后预留厚度为20 mm～30 mm的土层，对桩孔基本位置进行编号，在桩体成孔方法选取过程中要结合施工机具具体应用情况选取相应的爆破法、冲击法等。桩孔设置完成之后，需要对预设孔位基本位置、垂直度、基本桩径等进行分析，施工质量要满足规范化施工要求，施工检验结束之后要及时做好施工回填操作，避免外部环境雨水大量冲蚀［4］。

夯击过程中要选取适用性较强的夯锤，夯锤基本重量保持在100 kg～300 kg范围内，夯锤最大部分直径要低于桩孔直径，这样便于施工过程中添加的填料能有效通过夯锤周边。桩孔在填料之前要及时清除孔底杂物，然后再进行夯击，对夯击次数要进行控制，然后依照施工分层回填基本厚度与夯击次数与范围进行回填并夯实。对填料含水率进行控制，如果含水率超出了最佳数值，需要进行晾晒，当自然条件相对恶劣时不能进行施工。不同桩孔填料实际应用量要进行合理记录，在施工过程中依照施工图纸进行对比施工。灰土体积比需要对施工基本要求进行分析，土质中不能含有较多杂质，然后进行合理筛选，将灰土充分拌合。如果孔洞底部存在较多饱和性较强的软弱土层，需要适度扩大成孔间距，避免因为振动导致桩孔发生堵塞。施工过程中要组织专业人员对成孔以及夯实施工质量进行控制，做好规范化的施工记录工作，发现施工区域地质情况与勘查资料不能相互对应，对成孔夯实成效产生较大影响时，需要及时停止施工，查找问题产生原因，采取有针对性的控制措施。

3 灰土桩施工质量控制

灰土桩施工中要对施工石灰质量进行控制，要能适应施工要求。如果施工活动设计并没有提出具体规定，石灰中活性O，Ca含量不能少于65%，夹石量不能高于5%。在施工阶段控制过程中，如果施工过程中要组织专业人员进行施工监管，对施工回填夯实质量进行控制。如果地基土和勘察报告不能有效对应，需要及时中断施工，要整合施工具体问题，相关人员要采取针对性控制措施进行施工，施工中要对施工具体现状进行合理控制。在成桩施工过程中要对施工区域地面变化与桩体升降情况进行分析，对沉桩施工技术措施进行合理控制。如果施工过程中自然降水较多，需要采取对应的防雨措施，避免对灰土质量产生负面影响。灰土桩施工属于隐蔽施工，施工过程中要组织管理人员对项目施工现场进行全面监管，确保施工质量满足要求之后再进行下一环节施工。为了保障灰土质量有效提升，施工环节中要合理控制灰土配合比，组织专业试验人员测量土层含水率等，保障土层含水率满足最佳要求。

4 CFG桩质量检验

在灰土桩施工活动开展之前，需要对灰土桩挤密基础底面进行有效清理，确保施工碾压标准满足规范化要求之后进行施工。施工活动全面结束以后对击实度进行检测，通过灌砂方法对填料密实度进行检测。孔洞中填料需要进行分层回填夯实，如果检测过程不合理需要采取锤击措施，确保其检测合格。不同位置段施工都需要及时对桩间土检测，控制桩间土压实度，如果施工不合格需要进行碾压。在桩身质量检测过程中要依照桩体数量3%进行钻芯取样，再对灰土拌合均匀度进行分析。施工过程中要结合施工现场具体情况选取相应的质量检测措施，对不同施工环节进行抽查监管与全面审核。定期召开施工质量会议，对桩体施工中质量问题进行处理，全面提升施工质量。

5 结语

灰土挤密桩是施工中常用的柔性桩复合地基，能在地下水位以上的人工填土地基以及沉陷黄土进行处理，全面提升施工地基基本承载性。施工过程中各项措施较为简便，施工建设周期较短，施工质量能得到有效控制，项目建设造价较低。所以当前可以对桩身进行夯实，使得挤密土桩土地基土强度与地基沉陷性有效控制。施工人员要依照施工规范化要求采取各项措施，保障项目建设活动全面开展，实现灰土桩施工技术全面发展。