水泥土挤密桩处理湿陷性黄土地基研究

刘永波（上海市地矿建设有限责任公司，上海 200435）

针对湿陷性黄土地基施工作业条件，很多施工单位和技术人员在选择和应用桩基础施工工艺和技术资源的过程中，很容易忽略部分地质条件存在的差异，对地下岩土层的部分结构并未进行深入调研，因此也会引发较多施工安全问题和质量通病问题。根据水泥土挤密桩施工工艺的具体操作流程，现场施工技术人员和管理人员也需要及时配置科学合理的质量检测措施。

1 地质特征分析

在各项基础设施建设工程项目中，不同的地质条件和特征能够直接影响到地基基础结构的稳定性和安全性，也能够对各类桩基础施工技术工艺流程的阶段性施工成果产生连续性的影响[1]。水泥土挤密桩基础结构能够适用于较多土壤地质条件参数，但是也会受限于施工区域内的气候天气条件和机械设备运转状态等外部因素。湿陷性黄土地质条件相对比较特殊，会集成较多不良地质特征的变化因素，对施工区域内的岩土层结构稳定性以及地下将排水设施的施工建设效果产生不良影响。湿陷性黄土区域的湿陷系数一般集中在 0.015～0.135 区间范围之内。湿陷性黄土地基结构的不稳定性，主要源于不均匀性沉降以及塌陷等独特地质特征上，并且能够间接影响到水泥挤密桩的实际加固作业效果，对施工质量检测结果的精确性产生负面影响[2]。

2 水泥土挤密桩的加固原理

在各项基础设施建设工程项目领域内，水泥土挤密桩是有效加固地基基础结构的关键施工技术工艺之一，也能够对不同地基结构层次进行间接加固，并逐步形成新型复合地基，为上层建筑提供更加精准和牢靠的压力承载平面[3]。但是在构造基础地基结构的过程中，需要对水泥土挤密桩的内部结构特性进行客观评测，才能够确定不同平面上的压力密度是否均匀，并需要对水泥土挤密桩基础的承载力范围进行客观评估，才能够有效推进施工质量检测工作的顺利实施。在不同地质环境和自然条件下，应用水泥土挤密桩施工技术方案，就要对具体加固方向进行严格界定，才能够避免出现上部建筑受力不平衡的状态。尤其针对湿陷性以及软土地基施工作业环境而言，选用水泥土挤密桩加固技术方案，还需要动态协调指定高强度水泥施工材料等专业技术资源，并对各类机械设备和施工技术人员的进场质量检验环节进行重点监督[4]。把土和水泥搅拌凝固形成强度，高强度的水泥在碳化时，更能加强桩体的强度，由于其自身所具有的模量较大，在所有的桩都成形后，可以将桩身周围土的性质发生变化，提高密度，从而获得一种新型的复合地基，消除湿陷性黄土的沉降性，并增加了承载能力。

3 水泥土挤密桩的施工工艺

3.1 施工机具和设备

在湿陷性黄土地基结构中，水泥土挤密桩的施工工艺流程需要涵盖较多操作工序，因此需要精准配备各类施工机具和设备，并在集中采购和运输到现场之后进行全面的质量检验，并定期联系供货商寻求技术支持。施工单位需要集中采购以下机械设备，柴油锤打桩机、发电机、卷扬机提升式夯实机、全站仪水准仪、集料拌合站等等[5]。在集中准备各项机械设备的过程中，施工单位和现场监理人员需要共同清点施工材料和机械设备是否精准匹配，才能够进一步界定不同地基基础结构的衔接平面承载力范围，对水泥土挤密桩施工工艺的操作流程和注意事项进行详细记录和统计分析。在集中配置大中型机械设备和机具的过程中，施工单位和监理单位需要进行全面的质量检查和安全检查，并在测量放样以及地质勘察等相关工作流程中，精准采集施工作业现场中的湿陷性黄土地基地质条件参数，并对后续施工技术方案的具体执行顺序进行严格监管。

3.2 施工准备工作

施工准备工作阶段内所需要完成的工作任务相对比较琐碎，但是能够直接影响到相关施工工艺和技术方案的具体执行顺序，并对不良地质条件的改善过程产生一定影响。由于湿陷性黄土地基基础结构的稳定性严重不足，并且非常容易出现塌陷和不均匀沉降等问题。在全面勘察各项不良地质条件因素的过程中，需要对黄土状粉土、黄土状粉质粘土、粉质粘土的具体分布情况全面勘测，才能够进一步确定不同垂直面和水平面上施工技术，工艺流程的具体操作目标。在进行施工前准备工作的过程中，施工单位和监理单位需要充分运用更加科学合理的设计图纸，并对施工作业现场中的相关施工区域进行隔离防护，避免影响到周边土壤地质条件的稳定性以及可持续性。施工单位和监理单位需要严格监督全站仪测量放线操作过程的稳定性和系统一致性，并对水泥土挤密桩的加固原理进行创新解读，才能够进一步界定后续材料和机械设备的运输道路和照明线路等等。除此之外，施工单位和现场监理工作还需要对实验室内的配比实验结果进行严格审核，并对水泥土的抗压强度指数进行精准测定，进一步优化含水量和压力密度等数据参数的动态平衡状态。在经过完整的实验室操作流程之后，施工单位的技术人员和管理人员需要得出更加精准的水泥掺量指标和最佳含水量指标。在施工准备工作阶段内，施工单位和监理单位需要进行模拟施工作业实验，并对成桩工艺以及成桩紧密效果进行重点评估和量化统计分析。

3.3 成桩工艺

根据湿陷性黄土地基特殊的地质条件参数，因此选用的成桩工艺存在较大差异，需要精准控制不同孔位之间的平面距离，才能够实现更加精准的地基加固施工作业效果。成桩施工之前对钢管与桩架做好相对应的标记，用于施工中能够有效判断钢管的深度。首先用打桩机械将钢管打入土体内，达到设计深度后将钢管抽出形成桩孔；成孔后做好相应的检查工作，对孔深和位置以及垂直水平进行检查。满足设计要求后，将孔口进行覆盖，以防进入其它杂质。与其他灌注桩地基施工技术工艺有所不同的是，水泥土挤密桩施工工艺更加看重水泥土压力密度参数的稳定性，并且需要对成桩成孔质量进行严格检测，才能够及时应对不良地质条件参数所带来的安全风险因素和质量通病问题。在进行打桩作业的过程中，施工单位的技术人员需要严格管控成孔顺序，并严格排查是否存在孔位变形以及塌孔等细节质量问题，从而直接影响到桩基础结构的稳定性和安全可靠性。成桩技术工艺的操作流程，与施工区域内湿陷性黄土地基地质条件的变化趋势直接相关，并且能够间接影响到周边无关区域的自然地质条件可持续性和安全性。在进行成桩施工作业的过程中，需要尽量避免选用单一的现场质量评测手段，以免出现不可抗力因素和地质灾害等安全风险问题。在确保成孔位置和通道完整性的基础之上，施工技术人员和管理人员还需要及时排查成孔过程是否掺杂较多杂质，以免影响到后续回填施工工序的连贯性和安全性。

3.4 填料拌制

根据湿陷性黄土地基结构的独特地质条件因素，需要在指定的工艺流程之中充分发挥填料的独特力学特性，并对各类水泥土物质的内部挤压状态进行客观评测，才能够形成更加独特以及稳定的复合地基结构。单桩以及多桩复合地基承载力以及沉降系数普遍呈现非线性下降趋势，因此需要在填料拌制和回填夯实等相关操作流程中严格检验成桩工艺的稳定性和系统一致性，避免出现不可抗力因素以及外部地质灾害问题。水泥土挤密桩的施工材料主要涵盖水、水泥以及素土，但是需要根据室内实验的具体配合比设计结果，选定水泥材料的具体掺量和含水量数据参数，并对施工作业现场的操作环境进行严格管控。此外，要确保拌和后混合料的含水率达到或接近设计要求的最佳含水率，拌合料的实际含水率与设计要求最佳含水率的偏差控制在 ±2% 以内。根据水泥土挤密桩施工技术工艺的实际应用范围以及操作深度，现场施工技术人员和管理人员需要对搅拌后的水泥土进行快速回填，并对混合料的初凝时间和终凝时间进行严格测定和计量评估。根据各类填料的拌制和混合作业效率，现场施工技术人员和质量管理人员需要重点监督水泥土挤密桩内部结构的完整性和连贯性，并对桩身强度以及重力密度等数据参数进行抽样检查，才能够进一步确定后续施工处理措施的应用顺序。

3.5 水泥土挤密桩施工质量检测

根据湿陷性黄土地基施工作业环境的稳定性和安全可靠性，需要对水泥土挤密桩进行严格以及科学合理的施工质量检测，才能够确定复合型桩基础结构符合预期施工建造需求，并能大幅度改良和优化完善各项施工技术条件，对施工现场环境进行合理的生态性保护。水泥土挤密桩的施工质量检测工作需要涵盖桩身强度、重力密度、桩身质量、桩深桩径以及桩位等相关技术参数指标，并需要进一步确定复合型以及单一性桩基础结构的原始承载力范围以及加固后的承载力范围是否存在明显的差异。在进行试桩施工作业的过程中，需要对各项力学结构特性进行详细记录和统计分析，并需要精准管控各项技术参数和经济参数符合设计图纸中相关规定和要求，并将剩余的水泥土施工材料和机具设备进行集中处理。在众多水泥土挤密桩施工质量检测类目之中，只有桩深桩径需要低于设计值，桩位数据的正负误差在 5 cm 之内即可。在检验桩身强度以及重力密度等数据参数的过程中，现场施工技术人员和质量管理人员需要采取钻孔取样的方式进行全面检验，并确保成孔成桩状态的稳定性即可。在综合判别桩身质量的过程中，施工技术人员和管理人员需要对水泥土拌合过程中的水泥和干土比例进行详细测定，才能够进一步确定水泥土挤密桩的加固效果是否稳定。

4 水泥土挤密桩的质量控制要点

根据湿陷性黄土地基结构的不稳定性因素，现场施工技术人员和质量管理人员需要重点排查水泥土挤密桩施工技术工艺应用过程中是否存在较多外部影响因素，才能够动态协调各项施工技术参数以及质量检验方法，并对各项质量评估结果进行详细记录和统计分析。在进行水泥土挤密桩施工作业的过程中，水泥混合料的每次回填厚度不能超出 20 cm，重锤夯击次数以及落槌能量普遍呈正比，并且水泥掺量和拌合量的配合比设计参数完全依赖于湿陷性黄土地基结构的不稳定性因素，因此需要额外检验桩身的完整性和密实度参数，才能够进一步确定后续施工清扫工作的主要实施位置和操作项目。成孔检查工序结束且成孔质量检查合格后，开始回填拌合料成桩作业。要根据成孔实际速度对自动回填夹杆锤数量进行统筹安排，确保成孔速度、回填速度及混合料准备量三者在附带时间条件下达到动态平衡。除此之外，很多施工质量控制措施都能够精准适配不同类别的施工技术方案和施工图纸规定要求，才能精准界定各项技术参数的可靠性和真实性。尤其在处理水泥土挤密桩桩头的过程中，需要对夯实操作次数进行严格审核，并确保其重力密度数据参数指标的一致性和准确性。

5 水泥土挤密桩的主要施工效果

根据基础设施建设工程项目的各项施工内容，需要对水泥土挤密桩的主要施工效果进行集中展示，才能够进一步确定后续施工工序的衔接标准以及技术评估结果精确性。湿陷性黄土地基经过水泥土挤密桩施工处理后，大大提升了地基承载能力，可以达到设计要求，完全适应湿陷性黄土地基。桩间土的沉降问题得到解决。除此之外，水泥土挤密桩施工工艺也能够应用在其他施工作业环境之中，并对单桩以及复合型地基基础结构的稳定性产生一定积极影响。根据水泥土挤密桩的主要施工效果，施工单位的专业技术人员和现场管理人员也能够快速回顾此项施工工艺流程中是否存在细节问题和不稳定的安全隐患因素等等。按照上述施工技术开展实施，使水泥土挤密桩施工可以在规定的时间内完成，使地基的承载力符合要求。采用此方法进行水泥土挤密桩施工，不仅不会耽误工期，还可以使各项指标符合设计要求，确保最终的工程质量。

6 结 语

水泥土挤密桩对黄土地基的承载力改善具有十分显著的作用，随着桩数的增加，复合地基承载力特征值和群桩效应均随之增加；不同深度处的湿陷变形速率曲线规律具有明显的一致性，土体湿陷变形呈现时间早、速度快、变形量大的特点；在浸水试验试坑竖向方向和横向方向的变形分析表明水泥土挤密桩对黄土地层的湿陷变形能够起到良好的控制作用。