灰土地基范文

灰土地基范文（精选9篇）

灰土地基 第1篇

关键词：灰土挤密桩,地基,浸水,软化

灰土挤密桩在消除黄土的湿陷性、提高地基承载力方面具有悠久的历史, 且有造价低、施工工期短、工艺简单等优点, 因此, 在一般轻型工业建筑地基处理中被广泛应用。在《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB50025-2004) 中, 对使用灰土挤密桩法的地基自然条件作了明确规定:灰土挤密桩适用于处理地下水位以上, 含水量小于24%、饱和度小于65%的湿陷性黄土。但对复合地基使用后在桩长范围内浸水饱和条件下受力及变形的变化没有具体规定和说明。就灰土挤密桩复合地基在使用过程中, 桩长范围内浸水饱和后产生沉降的问题进行分析探讨。

1 概述

靖煤集团公司机械制修厂位于厚层黄土地区, 经岩土工程勘察评价为非自重Ⅱ级湿陷场地, 地下水位埋深大于60m, 厂区岩土工程特征如下。

L1-黄土:褐黄色, 稍湿, 硬塑～可塑, 大孔隙发育, 土质松软不均匀, 粉粒含量稍高, 平均层厚约5.0m。

L2-黄土:黄褐色, 稍湿, 硬塑～可塑, 土质均匀, 针状孔隙发育, 含多层钙质结核, 平均层厚约6.0m。

L3-黄土:褐黄色, 稍湿～湿, 硬塑, 大孔隙发育, 土质较均匀, 局部有少量钙制结核分布, 平均层厚约6.0m。

L4-黄土:褐黄色, 稍湿～湿, 硬塑, 土质较均匀, 孔隙发育中等。

根据勘察成果, 机加工车间地基采用了2∶8灰土挤密桩复合地基, 桩间距900mm, 桩长9.0m, 基础外放4.0m, 各土层处理前后主要物理力学性质指标见表1。

注:12.60∕15.75=挤密前指标∕挤密后指标。

从表1中可以看出, 地基处理效果良好, 满足设计及建筑物的使用功能。

2 问题的出现

该机加工车间运行两年后, 发现西、南、北面的墙角均发生裂缝, 针对此情况进行了沉降观测, 1995～2000年的沉降观测结果见表2。

3 问题调查

2000年9月在墙体侧面布探井3个, 深度8m, 调查发现灰土桩状体完整, 灰土比基本均匀, 桩体十分坚硬, 但桩间土完全饱和, 坍塌后为流塑状。含水率为28%～33%, 饱和度为100%。经测量, 桩间距、桩长基本符合设计值。显然, 沉降产生的原因与设计及施工质量无关, 而与外界因素——水的长期浸润有关。

注:该建筑物地基于2001年采用旋喷桩进行了加固处理。

该建筑周围的环境条件是:西、南两面墙体外侧3m处均有砖砌排水沟道, 长期有水;北面墙体外有3个砖砌水池, 均存在渗漏现象。

4 灰土挤密桩地基的工程性能分析

灰土挤密桩是用于消除黄土的湿陷性, 从而形成一种复合地基, 提高地基承载力。其地基承载力是桩体和桩间土共同作用的结果, 二者相互依托。当其一条件发生变化时, 必然会导致地基承载力的变化。

根据《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB50025-2004) , 进行单桩竖向承载力静载荷浸水试验, 要求浸水试坑平面尺寸5m×5m, 深500mm, 也就是说, 是从试桩的顶部浸水, 按天然地基土垂直渗透系数10-4cm/s计算, 72h浸水深度仅为2.6m, 远未达到桩长范围内桩间土的深度, 也就是说, 未能反映桩间土完全饱和时的受力状况。一般情况下, 建筑物地基受到水长期浸入的可能性较小, 因此, 也无明显的沉降问题。即使有轻度沉降, 大部分都归咎于施工问题, 未能引起人们的重视。

就此提到的机加工车间的沉降问题, 就是灰土挤密桩复合地基桩间土完全饱和时承载力及变形发生变化的事例。

5 结语

土或灰土挤密桩在黄土地区消除湿陷性、提高地基承载力方面是行之有效的地基处理方法, 但设计人员需考虑后期浸水条件变化的影响因素, 试验浸水宜采用试坑表面和深部同时浸水法进行。水工建筑物在实际使用当中的渗漏是不可避免的, 因此, 当选用灰土挤密桩复合地基且无良好持力层, 按剩余湿陷量控制桩长时, 宜做桩长范围内及下卧层的浸水饱和试验来确定其承载力及变形情况。

参考文献

[1]GB50025-2004, 湿陷性黄土地区建筑规范[S].中国建筑工业出版社, 2004.

灰土地基 第2篇

摘要：近年来,灰土挤密桩在处理软弱地基方面,因其施工速度快,造价低廉,施工设备简单,技术可靠,大量使用工业废料,社会效益好和承载能力提高较快等特点,已日益成为经济有效的地基处理方法之一。

关键词：湿陷性黄土灰土挤密桩，地基

在我国,湿陷性黄土广泛分布于华北、西北等地区,由于该类土具有较大的孔隙率和较小的干密度,受水浸湿后在自重压力或基底附加压力作用下会产生湿陷变形,对建筑物的危害相当大。近年来,灰土挤密桩在处理软弱地基方面,因其施工速度快,造价低廉,施工设备简单,技术可靠,大量使用工业废料,社会效益好和承载能力提高较快等特点,已日益成为经济有效的地基处理方法之一。而对于湿陷性黄土来说,除了消除其湿陷性外,灰土桩还与挤密土一起构成复合地基,提高地基强度,减小地基变形,改善黄土地基的工程特性。

灰土桩的材料主要是白灰和土,取材方便，适应范围广，可用于深层加密处理地基。常见的碾压或夯实方法,对土体沿竖向压实加密,一般适用于1m~3m浅层地基的处理。论文检测。灰土挤密桩法则是对土体横向挤密,并向桩孔内填2∶8或3∶7灰土,地基一般无需开挖大量土方,适用于处理厚度较大的自重或非自重湿陷性黄土地基。民用建筑一般在6层以上宜采用灰土挤密桩法处理地基，尤其是对于施工场地狭窄、土方堆放困难的工程,灰土挤密桩法具有更大的优势。

1灰土桩的加固效果分析

成桩后龄期达两年的灰土桩直径比设计值增大1.5cm左右，这主要是由于在冲击成桩过程中，桩孔周围的土体提供的侧向应力不能抵抗冲击荷载作用下灰土料发生侧向变形而产生侧向挤压和桩体后期吸水膨胀引起的。灰土桩的侧向膨胀量小于石灰桩的侧向膨胀量，这是由于石灰桩中的生石灰遇水发生膨胀:而灰土桩中的生石早已基本熟化，膨胀量可以忽咯不计。灰土桩与桩周土紧密地胶结在一起，在灰土桩周围形成一层坚硬致密的胶结层。石灰颗粒均匀的分布在灰土桩中的黄土颗粒中，部分石灰颗粒己与周围的土颗粒发生反应而生成坚硬的碳酸钙等胶结物质，并且与周围的土赖粒紧密地胶结成一体。

2灰土桩桩周土的挤密效果分析

人工成孔挤挤密灰土桩由于成孔方便、使用机械简单、噪音小等特点而比较经济，在工程中应用越来越广泛。灰土桩对桩周土的挤密效果不明显，离灰土桩不同距离处其干密度差距不大，灰土的压缩性改善不太明显，桩间土的压缩系数要比天然土的小，压缩模量比天然土的大。桩间土的湿陷系数均小于0.015，灰土桩周围的桩间土的湿陷性都己完全消除，另外，桩间土的抗剪性比较大，具有良好的抗剪性。距离桩越近，桩间土的硬化现象越明显，相同周围压力下桩间土的抗剪强度越高。这是由于离桩越近，黄土被灰土桩挤密效果越好，经过挤密后土的原始结构被破坏，大孔隙缩小，土体变密，湿陷性消除，在剪切过程中发生剪缩，挤密强度增加，从而使地基承载力提高。

3灰土挤密桩设计

3.1施工工艺流程

开挖基坑→基底平整→定桩位放线→桩机就位→振动套管至略深于设计标高→(经试验桩施工、确定施工参数)提升内管露出投料口→经计量拌和后一次投料→下内管至灰土顶面→提套管使灰土推入土中→振动锤压实→达到设计强度→素土压顶。

3.2桩孔直径

桩孔直径主要取决于施工机械的能力和地基土层的原始密实度。桩径过小,桩数增多,增加了打桩和回填工作量;桩径过大,桩间土挤密效果差,均匀性也差,不能完全消除黄土地基的`湿陷性,同时要求成孔机械的能量也太大,振动过程对周围建筑物的影响也大。总之,选择桩径应对以上因素进行综合考虑,当前一般选用300~600mm的桩径。兖州一6层居民楼工程选用桩径600mm。论文检测。

3.3桩距估算

桩距设计的目的是为了使桩间土挤密后达到一定的密实度,从而消除黄土湿陷性满足承载力要求。如果桩距设计偏小,易造成缩颈,成孔困难等施工问题,使桩间土发生拱起,应力释放,还会提高工程造价。若桩距设计偏大,则对桩间土的挤密效果不明显,达不到规范的要求,使工程中存在隐患,甚至使整个工程失败。目前国内灰土挤密桩的桩距一般为1.75~3.00d(d为桩径),现行规范为

式中s为桩距;d为桩孔直径;ρd为地基挤密前各层土平均干密度,g/cm3;λc为地基土挤密系数;ρdmax为桩间土的最大干密度,g/cm3,由击实试验确定;η0为形状系数,等边三角形布桩时为0・952,正方形布桩时为0・886。桩距不同,灰土挤密桩的挤密效果也不同。设计时应充分考虑环境与施工等因素,估计桩距,并对其进行试验,以取得最佳桩距,得到最好的挤密效果。论文检测。

3.4桩孔深度

桩孔深度应根据工程结构物对地基的要求、地基的湿陷类型、湿陷等级、湿陷性黄土层厚度及打桩机械的条件综合考虑决定。对非自重湿陷性黄土地基,其处治厚度应为基础下土的湿陷起始压力小于附加压力和上覆土的饱和自重压力之和的所有黄土层,或为附加压力等于土自重压力25%的深度处,桩长从基础算起一般不宜小于3m。当处治深度过小时,采用土桩挤密是不经济的,桩孔深度目前施工可达12~15m。

4灰土挤密桩施工注意事项

在挤密桩施工中由于机械振动危及周围建筑物的现象是很有限的,对一般砖混结构几乎没有影响,但对部分旧土坯建筑和简易房屋有时会出现掉皮或墙体开裂现象,影响的因素不单纯与距离有关。另外在挤密成孔施工时应防止漏孔或错孔,在成孔后及时进行其施工质量检查,认真做好记录,当沉管成孔和拔管有困难时,在桩尖与桩管连接处可加设宽5cm,厚1.2cm左右环箍,能减轻沉管和拔管的困难。第三还要严格灰土的配合比,配合比应符合设计要求,成熟的石灰粉、土都应过筛,灰土应拌和均匀至颜色一致后,及时回填夯实,不宜隔日使用。最后桩孔填料的夯实,一定要认真负责,施工时可通过夯填试验,确定合理的分次填料数量和夯击次数,确保夯填质量。

参考文献

[1]余莉娜,张淑珍.湿陷性黄土地基处理方案的优选与应用[J].陕西建筑,,12

[2]李刚.灰土挤密桩在湿陷性黄土地基中的应用[J].路基工程,,1

[3]邹忠.灰土挤密桩法在处理湿陷性黄土地基中的应用[J].山西建筑,2010,4

灰土地基 第3篇

关键词：灰土桩；湿陷性；地基处理

中图分类号：TU472.3 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）27－0095－03

大同市金海花园高层住宅楼位于典型的大同盆地西北部山前倾斜平原区，地势平坦。地层主要以第四系上更新统冲洪积为主。土质属Ⅰ－Ⅱ级非自重湿陷性黄土，承载力较差。为消除地基土的湿陷性，提高地基承载力，该工程地基处理加固采用灰土挤密桩。

1 灰土挤密桩的设计

1.1 定义及设计原理

灰土挤密桩是由素土、熟石灰按一定比例拌合，沉管挤土成孔，灰土分层夯填，与桩间土和垫层一起形成复合地基。即利用打桩机或振动器将钢套管打入地基土层并随之拔出，在土中形成桩孔，然后在桩孔中分层填入石灰土夯实而成灰土桩。它与夯实、碾压等竖向加密方法不同，属横向加密土层。施工中当套管打入地层时，管周地基土受到了较大的水平向挤压作用，使管周一定范围内的地基土的工程物理性质得到改善，其密实度增加、压缩性降低、湿陷性全部或部分消除。

1.1.1 承载力

湿陷性黄土地基经过土桩挤密之后，其工程物理性质发生了明显地变化，土桩与桩间挤密土由于工程物理性质相近，两者能较好的共同作用——合理分担荷载，即共同组成了所谓的复合地基，一般称为（灰）土桩挤密地基。

（灰）土桩挤密地基的容许承载力，根据P–S曲线上的拐点确定的比例界限所对应的荷载值或相对沉降量s/b＝0.015－0.020所对应的荷载值，综合分析来确定（b为承压板宽度）。

1.1.2 桩孔直径

桩孔直径主要取决于施工机械的能力和地基土层的原始密实度。选择的桩径过小，桩数增加，这样就增加了打桩和回填的工作量；桩径过大，桩间土挤密效果不好，不能完全消除黄土地基的湿陷性，土的均匀性也差，同时要求成孔机械的能量也太大，振动过程对周围建筑物的影响大。总之，选择桩径应对以上因素进行综合考虑。

1.1.3 桩孔深度

挤密孔深度主要取决于湿陷性黄土层的厚度、性质以及成孔机械的性能。最小不得小于4～6 m，因为深度过小使用土桩挤密不经济。

对于非自重湿陷土黄土地基，其处理厚度应为主要持力层的厚度。即基础下土的湿陷起始压力小于附加压力和上覆土层的饱和自重压力之和的全部黄土层，或附加压力等于自重压力25%的深度处。

1.1.4 处理宽度

挤密（灰）土桩地基的效果也与处理宽度有关，当处理宽度不足时仍可能使基础明显下沉。根据现场浸水试验，挤密（灰）土桩的处理宽度采用以下数值较为安全：在非自重湿陷土黄土地区，挤密地基每边超出地基边缘的尺寸不小于0.3 m，对于土桩挤密来说则不得小于0.5 m。

1.1.5 桩孔的平面布置

布孔的基本原则是尽量减少未得到挤密的空白面积。因此，桩孔应尽量按等边三角形排列，这样可使桩间上得到均匀挤密。但有时为了适应基础几何形状的需要或需要减少桩数，也可以按正方形、梅花形布置。

1.1.6 桩距

挤密（灰）土桩地基的效果与桩距的大小关系极大。桩距大了桩间土的挤密效果不好，湿陷性消除不了，承载力也提高的不多；桩距太小桩数增加太多显得不经济，同时成孔时地面隆起，桩管打不下去，给施工造成极大的困难。因此，必须合理地选择桩距。选择桩距应以桩间挤密土能达到设计的密实度为准。要消除桩间土层的湿陷性，桩间土的最小干容重不得小于15 KN/m³。

1.2 设计参数

根据以上设计原理确定的设计参数为：桩长6.0 m，桩径0.5 m，桩距1.2 m，平面呈正方形布置，灰土配合比为体积比2∶8。处理长度51 m，宽度15.5 m，灰土桩共计24×8＝192根，总长1 926 m。桩体设计自然状态下无侧限抗压强度为：R28≥0.5 MPa，复合地基承载力为200 MPa（复合地基承载力标准值为2.0倍的天然地基承载力标准值），湿陷性完全消除。

2 灰土挤密桩的施工

2.1 施工准备

（1）进行图纸复核，编制施工方案，并对作业人员进行培训和技术交底。

（2）对施工现场进行平整，形成横坡，做好排水沟，保证排水畅通。

（3）根据工期要求，组织机械设备及人员进场，并配备测量及检测设备。

（4）平整好堆料场，选定取土场和石灰供应商，对选定的石灰和土进行原材料和土工试验，确定石灰土的最大干密度、最佳含水量等技术参数。

（5）做好施工场地的“三通一平”工作。

2.2 灰土挤密桩的施工

（1）备料，将土和石灰运至拌和场，如用生石灰，在拌和前7 d进行消解。

（2）每天施工前测定土和石灰的含水量，确保拌和后石灰土的含水接近最佳含水量。

（3）成孔施工。场地平整后，根据设计桩位图定出孔位；沉管机就位后，使沉管尖对准桩位，调平扩桩机架，使桩管保持垂直，用线锤吊线检查桩管垂直度。在成孔过程中，如土质较硬且均匀，可一次性成孔达到设计深度，如中间夹有软弱层，柴油机点火装置可能熄灭，需要人工辅助点火，反复几次才能达到设计深度；对地基含水量较大的地方，桩管拔出后，会出现缩孔现象，以致桩孔深度或孔径不够。对孔深不够的孔，可采取超深成孔的方式确保孔深；对孔径不够的孔，可采用洛阳铲进行扩孔，扩孔后及时夯填石灰土。

（4）灰土拌和。首先对土和消解后的石灰分别过筛，然后按灰土体积比2∶8进行配料拌和，在拌料场拌和3遍，运至孔位旁夯填前再拌和一次。

（5）夯填石灰土。夯填采用锤击夹杆夯实机，锤径28 cm，落距50～60 cm，锤重180 kg，每分钟夯击次数为42～45次。

夯填前测量成孔深度、孔径，作好记录。

夯填前先对孔底夯击4～5锤，每填入3 cm厚夯击不少于3锤，听到第三锤声音清脆，回弹明显，站在孔位旁有回音感觉，夯填连续进行，回填每米填料为0.186 m³左右，直到填满夯实为止。

2.3 质量技术保证措施

（1）每天施工前要对填料的含水量进行严格控制，含水量过大或过小都会影响夯填密实效果。

（2）夯机就位后要保持平稳，沉管垂直，夯锤对中桩孔，确保夯锤能自由落入孔底。

（3）施工场地一定要排水畅通，否则一旦下雨，基底含水量增大，更易引起缩孔，雨水进入桩体内，也影响桩体质量。

（4）成孔采用隔跳打的方式，如先打1排和3排，再在中间打第2排，有利于增加挤密效果。

（5）成孔后要及时回填，以免缩孔和雨水进入孔内。

（6）填筑施工前进行填夯试验，以确定每次合理的填料数量和夯填次数。

（7）人工填料时要按交底要求均匀投料，灰土要拌和均匀。旁站质检人员作好施工记录。

3 主要施工机械、设备、人员

3.1 机械设备

见表1。

另需测量仪器、土工试验设备、钻孔取样设备、静载试验设备等。

3.2 主要施工人员

4 灰土挤密桩的质量检测

灰土挤密桩的质量检测工作主要分为现场桩体检测、三桩复合地基静载试验、室内灰土试样抗压强度试验、桩体的压实系数试验及桩间土湿陷性、压缩性试验。

检测桩体数量为灰土桩总数的2%，桩间土检测频率为1‰。

4.1 桩体和桩间土现场检测

桩体现场检测内容主要包括桩径、桩距、桩长、桩体土、桩间土描述。其中，桩距、桩径检测方法采用钢卷尺现场量测，桩长、桩体土芯样描述通过钻孔取芯方法进行检测，桩间土采用人工探井取原状土样进行检测。

桩体检测根数为20根，其中检测压实系数的桩为10根，均为优良桩；检测抗压强度的桩为10根，均合格。有关检测结果见表3、表4。

4.2 复合地基静载荷试验检测

载荷试验为三桩复合地基载荷试验。检测三桩复合地基承载力，试验采用慢速维持荷载法进行，根据现场条件，采用钢梁上配置重物的形式（堆重法）提供试验所需反力，通过油压千斤顶分级施加荷载。

静载试验3组，平均值320 KPa，满足设计要求。见表5。

4.3 室内试验

室内试验主要分干密度试验和抗压强度试验。干密度试验目的是求灰土的压实系数；对桩间土原状样进行土工常规试验、湿陷性试验及固结试验；抗压强度试验主要检测桩基土样的抗压强度。

桩间土取样20组，其干密度、孔隙比、压缩系数及湿陷性系数较挤密前有显著改善，各项指标均达设计要求，挤密效果明显，合格率100%。见表6。

5 结束语

灰土挤密桩在金海花园地基处理加固中的应用，成功地解决了消除黄土湿陷性、提高地基承载力的目的。由于该方法处理湿陷性黄土厚土层时，不需大量开挖和（回）换填、所用施参考文献

1 崔勇.灰土桩在处理湿陷性黄土地基中的应用与分析［J］.科技情报开发于应用，2003（2）：145～145

2 叶书麟.地基处理实例应用手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1998

3 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002）

The Application of Lime－soil Compaction

Pile in the Waterish Loess Foundation Treatment

Wan Taoying

Abstracts: In this paper, the principle of the application of lime–soil compaction pile in the loess treatment, as well as the construction method, quality control and detecting techniques are introduced and provided as a reference to the latter relevant projects.

灰土换填地基的施工及质量控制 第4篇

在日常的地基土处理施工中, 常见到杂填土、软弱地基土、湿陷性黄土、膨胀土等特殊土, 这些都不能作为建筑物的地基, 常需作地基处理, 常用的地基处理方法有预压法、换填法、振冲法、砂石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法等, 而在山西地区, 湿陷性黄土分布范围较广, 换填法较为常用。灰土换填法是将浅基础下面的杂填土、软弱土或湿陷性黄土等特殊土挖去, 然后换填以白灰和粘土以一定比例拌合的灰土, 经分层回填分层压实后形成的人工地基。下面是灰土换填法的主要施工程序、施工方法及质量控制要点。

1 基坑 (槽) 开挖及验槽

基坑开挖前, 应先复核建设单位建筑物坐标及高程点, 然后以此为依据按照图纸要求测量放线将开挖的基坑部分撒白灰线, 然后用机械或人工开挖基坑。对于大型基坑一般均以挖掘机开挖。机械开挖基坑时, 在挖到设计标高上30 cm左右时停止用机械挖, 改用人工挖土, 以防机械扰动原土。基坑挖到设计标高后即进行平整然后按设计要求进行钎探, 钎探记录要真实可靠, 钎探完成后即可组织建设单位、勘察单位、设计单位、监理单位、施工单位及工程质量监督机构等单位相关人员进行验槽, 经各方人员察看无异常后即可对钎探孔用白灰拌砂灌实, 然后对原土进行压实, 压实系数必须达到设计要求。经用环刀法取样试验结果合格后即可进入下一步灰土材料的选用及拌合。

2 材料的选用

灰土中的土料, 可选用基坑中挖出的原土, 也可由外运至, 但所用土必须是粘性土且有机质含量不能太大, 土的粒径不得超过5 mm, 否则须作过筛处理。灰土中的白灰在使用时需对活性氧化钙含量进行测量。因为活性氧化钙含量的高低将直接影响灰土地基后期强度的高低。如果以灰土中活性氧化钙含量81.7%的灰土强度为100%计, 当氧化钙含量降为74.6%, 相对强度就降到74%, 当氧化钙含量降为69.5%时, 相对强度就降到60%。白灰应选用熟石灰, 且不得夹有未熟化的生石灰块。如施工现场进的是生石灰块, 则应在使用前7 d~10 d进行消解, 且消解的石灰应保持一定湿度, 以免产生扬尘, 但也不能过湿以致成团。

3 灰土的含水率控制

灰土的含水率不能太大, 也不能太小, 太大或太小都不容易被压实, 因此存在一个最优含水率。最优含水率一般由试验室通过击实试验来确定。也有的施工队伍通过实践经验来确定, 即用手将土握成团, 用两手指轻捏即碎可认为含水率适中。如含水率较大, 应经过晾晒, 如含水率不足, 应进行洒水湿润, 确保达到最优含水率。

4 灰土的配比控制及拌合

灰土中白灰和粘土的比例一般由设计单位依据地基承受承载力的大小来确定, 常见的灰土比例有2∶8和3∶7。灰土的拌合常用机械拌制, 这样拌出的灰土比较均匀, 颜色一致。现在有些施工队常用装载机拌合, 这样拌制的灰土均匀度难以保证, 且灰土的比例也不够精准。拌合好的灰土在最优含水率状态下应及时摊铺。

5 灰土的摊铺及压实

灰土摊铺时一般采用机械摊铺, 虚铺厚度由施工现场试验确定。采用压路机碾压的灰土虚铺厚度一般不超过30 cm, 采用打夯机夯实的不超过25 cm。原土经压实后, 应测量原土标高是否达到设计要求, 校正后依据灰土虚铺厚度在原土层上标定第一层灰土虚铺标高线, 然后以所定标高线为基准摊铺灰土。灰土铺设完成后应及时碾压或夯实, 碾压或夯实遍数及压实程度由设计单位所确定的压实系数确定, 一般民用建筑的灰土地基压实系数不小于0.97。压路机碾压不少于4遍, 在有条件情况下可优先使用振动压路机, 先静压, 然后再振动碾压1遍~2遍。

6 灰土压实质量的检验

灰土压实后, 应及时用环刀取样, 取样时由施工技术人员通知监理工程师, 在监理工程师见证下取样。取样点在上下两层灰土应错开布置, 在地基的中间、边缘、四角等部位均应设检验点。取样位置布在每层的中间及离边缘150 mm~300 mm处, 并应在每层表面下2/3厚度处, 对于整片灰土地基每50 m2~100 m2面积取一点, 且每层不少于3点, 每分层检验点的间隔距离不小于4 m。每层取样后及时送试验室做试验, 试验结果应有90%符合设计要求, 其余10%的干密度最小值与设计值之差不得大于0.08 g/cm3, 且应分散不得集中, 试验结果达不到上述要求的不得铺设下一层。

7 灰土的分段施工

当建筑物占地面积较大, 灰土不能一次铺完或一次铺完需用很长时间影响灰土碾压质量时, 就要采取分段施工的方法。分段施工时, 应避免在墙角、柱下及重要的窗间墙下设置施工缝, 施工缝应设置成垂直面, 不应做成斜面。上下两层灰土的施工缝应错开500 mm以上, 施工缝处的灰土应充分夯实。当灰土地基高度不同时应做成踏步形, 踏步宽度不小于500 mm。为防止踏步边缘夯不密实, 建议铺土时比设计台阶多铺300 mm~500 mm, 夯密实后将多余的灰土拆去至设计踏步的宽度及高度。

8 灰土的冬雨期施工

灰土冬季施工时, 粘土不得采用冻土或夹杂有冻土块的土, 灰土拌成后要采取防冻措施防止受冻。已完工的灰土地基由于气温低来不及在其上做基础时应在其上覆土或采取其他防冻措施。在夏季施工时, 既要做好防晒处理, 又要有防雨淋措施。首先要在基坑周围做一道土堰以防雨水流入基坑内, 同时要准备好塑料薄膜, 当雨来临时将薄膜遮在灰土上, 并且做好排水措施。刚压完的灰土遭受雨淋浸泡时, 则应将积水及软弱土清除后并填补新的灰土夯实。对于未压实的灰土遭受雨淋时, 则应翻松晾晒后再压实。

9 灰土地基的承载力检验

灰土地基压实完成后, 经一段时间养护 (养护周期可由设计单位确定) 后, 即可请有资质的工程质量检测机构作承载力检测, 地基土承载力检测常用的是地基土载荷试验, 每个单体工程的载荷试验不少于3点, 对于1 000 m2以上的灰土地基工程每100 m2至少应有一点, 3 000 m2以上的工程每300 m2至少应有一点。灰土地基的承载力试验结果必须达到设计要求的承载力, 然后方可进行下一步的基础施工阶段。值的一提的是一些施工单位在灰土地基完工后请检测单位做一下标准贯入试验, 误以为可以代替载荷试验测试地基的承载力, 这是不可取的。

1 0 结语

灰土地基的好与差将直接影响到建筑主体结构的安全性, 必须引起重视, 因此在施工过程中必须按照施工规范及质量验收规范要求, 对每项检验项目认真的检测, 使得每道工序严格规范地完成, 以确保灰土地基的承载力能够达到设计要求。

摘要：介绍了灰土换填地基的适用范围, 阐述了灰土换填地基的施工过程, 并总结了灰土换填地基的施工质量控制要点及检验方法, 以确保灰土换填地基的工程质量, 从而保障地基承载力能够达到设计要求。

关键词：施工缝,含水率,压实系数,活性氧化钙

参考文献

[1]DBJ 04—279—2009, 建筑工程质量检测管理规程[S].

土和灰土挤密桩处理软土地基研究 第5篇

土挤密桩复合地基和灰土挤密桩复合地基适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。可处理地基的深度为5~15 m, 当以消除地基土的湿陷性为主要目的时, 宜选用土挤密桩复合地基。当以提高地基土的承载力或增强其水稳性为主要目的时, 宜选用灰土挤密桩复合地基。当地基土的含水量大于24%与饱和度大于65%时, 不宜选用灰土挤密桩复合地基或土挤密桩复合地基[1]。

对重要工程或在缺乏经验的地区施工前, 应按设计要求在现场进行试验。如土性基本相同试验可在一处进行, 如土性差异明显应在不同地段分别进行试验。

1 施工准备

施工前应具备下列资料: (1) 建筑场地岩土工程勘察资料; (2) 建筑物基础设计图及夯实水泥土桩设计图应在设计图上进行桩位编号; (3) 建筑场地和邻近区域内的地上、地下管线及影响施工的障碍物等的调查资料[2]。

现场取土检验确定原位土的土质及含水量是否适宜于土或灰土挤密桩。施工前应在现场进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验以确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度等要求。根据设计要求及现场施工条件编制施工方案, 对工人进行施工技术交底。

2 材料准备

因地制宜选择夯填用土料, 土料中有机质含量不得超过5%, 不得含有冻土或膨胀土。使用前应过筛其粒径不得大于15 mm, 用作灰土的消石灰应过筛粒径不宜大于5 mm并不得夹有未熟化的生石灰块和含有过多的水分[3]。成孔机具:振动或锤击沉管灌注桩机, 冲击钻机;夯填机具:夯实机。

3 作业条件

回填土和消石灰要满足要求, 开挖基槽时应在桩顶设计标高以上预留覆盖土层, 其厚度宜符合下列要求: (1) 沉管 (振动、锤击) 成孔宜为0.50~0.70 m; (2) 冲击成孔宜为1.20~1.50 m[4]; (3) 成孔时地基土宜接近最优 (或塑限) 含水量, 当土的含水量低于12%时, 宜对拟处理范围内的土层进行增湿, 增湿土的含水量可按公式 (1) 估算:

式中Q—计算加水量, m3;

V—拟加固土的总体积, m3;

Pd—地基处理前土的平均干密度, t/m3;

Wop—土的最优含水量, %, 通过室内击实试验求得;

W—地基处理前土的平均含水量, %;

k—损耗系数, 可取1.05~1.10。

应于地基处理前4~6 d, 将用于增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔均匀地浸入拟处理范围内的土层中[5]。

4 施工工艺

土和灰土挤密桩复合地基的施工工艺流程为成孔、拌和灰土、夯前检查、夯填土或灰土、质量检验、铺垫层。

4.1 成孔

1) 按设计要求现有成孔设备、现场土质和周围环境等情况, 选用沉管 (振动、锤击) 或冲击等方法。

2) 成孔施工应符合下列要求: (1) 平整场地准确定出桩孔位置并编号; (2) 成孔的施工顺序, 当整片处理时宜从里 (或中间) 向外间隔1~2孔进行, 对大型工程可采用分段施工;当局部处理时宜从外向里间隔1~2孔进行。桩孔中心点的偏差不宜超过桩距设计值的5%。桩孔垂直度偏差不应大于1.5%。桩孔直径不得小于设计桩径, 桩孔深度不应小于设计深度; (3) 逐孔作好施工记录。

4.2 拌和灰土 (仅用于灰土挤密桩)

1) 按设计要求的比例配制拌和料, 消石灰与土的体积配合比宜为2∶8或3∶7。

2) 消石灰和土应拌和均匀颜色一致。拌好后及时夯填不得隔日夯打, 应控制混合料含水量[6]。工地检验方法是用手将灰土紧握成团, 两指轻捏即碎为宜如土料水分过多或不足时应晾干或洒水润湿。

4.3 夯前检查

1) 用卷尺等工具量测桩位、桩孔, 检查桩位、桩径、桩长、垂直度是否满足要求。

2) 灰土应检查拌和料的比例、含水量、均匀度是否满足要求。

3) 经确认各项指标满足要求方可进行夯填。

4.4 夯填土或灰土

1) 向孔内填料前, 孔底必须夯实。

2) 夯填宜选用机械夯实。如采用连续夯填, 填料速度应与夯击频率匹配每次填料量应保持一致如采用分段夯填, 夯锤的落距和每段的填料厚度应根据现场试验确定, 桩体内的平均压实系数不应小于0.96。

3) 桩孔夯填的施工顺序应与成孔顺序一致, 回填高度应至设计标高。

4) 施工过程中应有专人监督成孔及回填夯实的质量并作好施工记录。如发现地基土质与勘察资料不符时应及时报告有关方面采取有效处理措施。

5) 雨期或冬期施工时, 应采取防雨、防冻措施, 防止土料和水泥受雨水淋湿或冻结。

4.5 铺垫层

1) 铺设灰土垫层前, 应按设计要求将桩顶标高以上的预留松动土层挖除或夯 (压) 密实。

2) 桩顶标高以上应按设计要求设置300~500 mm厚的2∶8灰土垫层, 其压实系数不应小于0.95。

5 质量标准

土和灰土挤密桩复合地基应满足设计要求的地基承载力。土和灰土挤密桩复合地基的质量检验标准应符合表1的规定。

6 施工试验和成品保护

夯填施工前应按要求及时取土样化验有机质含量。每天完成的土和灰土挤密桩应按比例用环刀取桩体和桩间土样, 作干密度试验。

安全生产、现场文明施工要求满足以下几点: (1) 钻孔进度要与夯填进度协调, 钻好的孔要及时回填以防塌孔或被水灌孔; (2) 钻好的孔应注意保护并及时盖好以防人员、土料或杂物掉入孔内; (3) 夯实机移动、定位、接杆或卸杆过程中应注意安全严防安全事故发生。

成品保护要求满足以下几点: (1) 已完成的土和灰土挤密桩不得用机械碾压; (2) 土和灰土挤密桩检验合格后应立即进行下道工序施工以防雨水或施工用水浸入。

7 工程质量验收

施工前应对土及灰土的质量、桩孔放样位置等做检查。施工中应检查孔深、孔径、夯击次数、填料的含水量等[7], 成桩后应及时抽样检验土或灰土挤密桩处理地基的质量。对一般工程主要应检查施工记录、检测全部处理深度内桩体和桩间土的干密度, 并将其分别换算为平均压实系数和平均挤密系数。对重要工程, 除检测上述内容外, 还应测定全部处理深度内桩间土的压缩性和湿陷性。抽样检验的数量, 对一般工程不应少于总桩数的1%;对重要工程不应少于总桩数的1.5%。施工结束后, 应对桩体质量及复合地基承载力做检验。土和灰土挤密桩地基竣工验收时, 承载力检验应采用复合地基载荷试验。检验数量不应少于总桩数的0.5%, 且每个单体工程不应少于3点。

8 结语

1) 填料含水量偏低或偏高施工时, 应控制填料的含水量, 如含水量偏低或偏高, 应洒水润湿或晾干。灰土拌料不均匀是灰土挤密桩常见的质量通病。治理方法如下:

(1) 尽量采用强制式混凝土拌和机拌料。

(2) 如采用人工拌料, 至少应拌3遍, 且拌料场地宜离开填料孔适当距离, 拌好后用小推车或其他运输工具运至填料孔边。

2) 填料不均匀时候夯填易发生填料过快过慢或时多时少的现象, 这样极易造成桩体强度不均匀。夯击不密实的原因及治理措施如下:

(1) 一次填料过多。应控制填料量保持均匀。

(2) 夯击能量不够。应检查夯锤重量和落距是否满足要求。

(3) 夯杆偏斜。应调整夯实机使夯杆与孔壁平行保持锤头垂直下落严防锤头擦壁。

漏成孔或钻好的孔漏填是施工中的质量通病之一。应安排专人在成孔时和在夯填时逐桩做施工记录并作全程监督, 这是防止各种通病的最好方法。

参考文献

[1]严家伋.道路建筑材料[M].北京:人民交通出版社, 1996.

[2]牛志荣.路基处理技术及工程应用[M].北京:中国建材工业出版社, 2004.

[3]韩宝明, 李学伟.高速铁路概论[M].北京:北京交通大学出版社, 2008.

[4]叶书麟.路基处理与托换技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.

[5]JGJ79-2002建筑地基处理技术规范[S].

[6]GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

灰土地基 第6篇

1 灰土桩的加固机理

1.1 挤密作用

灰土桩施工是由振动钢管下沉而成孔, 这种成孔方式使桩间土产生挤压和排土作用, 其挤密效果与土质、上覆压力及地下水状况等有密切关联。一般地基土的渗透性愈大, 打桩挤密效果愈好;挤密效果地下水位以上比地下水位以下好。

1.2 置换作用

在灰土桩复合地基中, 由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量, 在灰土桩与天然土的共同作用下, 刚度较大的灰土桩体受到较大的应力, 从而降低了基础底面下一定深度内土中的应力, 消除了持力层内产生大量压缩变形的不利因素。有关载荷试验测试结果表明, 只占载荷板面积20%的灰土桩承担了总荷载的50%, 而面积占80%的桩间土只承担了其余一半。

1.3 化学作用

灰土桩桩体为用石灰与土按一定体积比 (2∶8或3∶7 ) 均匀拌和的材料, 土中掺入石灰后产生离子交换和凝硬等化学反应, 强度显著加强。在力学性能上, 可达到挤密地基效果, 提高地基承载力。

2 灰土桩的设计要求

在设计中先确定出桩孔深度, 再根据施工设备及施工工艺拟定桩径, 然后依据挤密效果确定出桩距。在此基础上验算桩身材料强度, 从而初步确定出平面布置, 再经过反复试算, 最终定出灰土桩平面布局。

2.1 桩体材料

桩体材料为消石灰和过筛土两种。消石灰中不得含有未熟化的生石灰块, 也不应含有过多的水分。灰与土的体积配合比, 通常采用2∶8即可。当须加固的地基土较软弱时, 也可用3∶7灰土施工。总之, 灰与土的比例可随土质情况和所需的地基强度而定。

2.2 桩孔深度

桩孔深度应按处理软弱土层的厚度及成孔设备的性能等进行考虑。最小不得小于4～6m, 因为深度过小使用灰土桩不经济。

2.3 桩径选择

桩径主要取决于施工机械的能力和地基土层的原始密实度。常用桩径为30～60cm。桩径小布桩则多, 这就增加了打桩和回填的工作量;反之桩径大布桩可相应减少, 但桩间土挤密效果不好, 土的均匀性差, 同时要求成孔机械的能量也太大, 振动过程对周围建筑物的影响大。

实际上, 设计桩径与成桩直径是有差别的。成桩过程中, 由于重锤对灰土填料巨大的往复击实作用, 也由于桩周土在侧压作用下趋向密实的特性, 实际生成的桩径较设计值大, 从现场挖出的柱状桩体可清楚地证明这一点。

2.4 确定桩距

桩距尺寸应由现场实验确定。无试验资料时, 也可将干土重作为挤密土的控制指标。桩距一般宜控制在1.20～1.80m之间。桩距过密, 桩的作用 (竖向承载与侧向挤密效果) 不能充分发挥造成浪费;桩距过大, 则桩间土挤密效果差, 承载能力也提高不多。因此, 桩距应在几经试算后方能确定。

2.5 布桩方式

常用的布桩方式有两种:一是按三角形布桩, 二是将桩布置成正方形, 在实际施工中, 也有按梅花形布桩的, 梅花形布桩, 实质上是沿45°斜线布置的方形桩, 所以与正方形布桩并无本质上的差别, 如图1所示。

布桩的基本原则是尽量减少未得到挤密的空白面积。为了使桩间土挤密均匀, 桩孔布置尽量采用等边三角形布置。布桩设计一般要从3个方面加以考虑:一是地基土的特性, 可参考地质报告中相关的内容;二是桩径的大小, 通常由施工条件而定;三是布桩方式, 可视具体情况任选一种。

2.6 桩数计算

按三角形和正方形布置的桩, 其桩数按下式计算:

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式中:F——须处理地基的总面积 (m2) ;

β——布桩系数;

n——挤密系数;

d——桩径, mm。

2.7 地基处理范围

地基须处理的深度H, 取决于地基土的特性和所需的承载力大小。当基础宽度按复合地基强度算得为B0时, 地基的处理宽度B以及自基础底面算起的处理深H, 一般取B=H=1.5～2.0B0, 即每边超出基础边缘0.25～0.5B0值, 以保证基底压力扩散处地基应具有足够的支承强度。

2.8 复合地基承载力计算

灰土桩复合地基承载力确定按下式:

fspk=mfpk+ (1-m) fak

式中:fspk——灰土桩复合地基承载力特征值, kPa;

fpk——灰土桩桩身抗压强度比例界限值, 一般取300～500kPa, 当土体含水量>20%且较软弱时取低值;

fak——桩间土承载力特征值, kPa;

m——面积置换率, 桩面积可按照1.1～1.2倍成孔直径计算, 土体较软弱时取高值。

3 灰土桩的施工

3.1 施工顺序

灰土桩在加固范围内施工时, 先外排后内排;先周边后中间;单排桩应先施工两端后施工中间, 并按每间隔1～2孔的施工顺序进行, 不允许由一边向另一边平行推移。

若对既有建筑物进行地基加固, 其施工顺序应由外及里的进行;若邻近建筑物紧贴水源边, 可以先施工部分“隔断桩”将邻近建筑与水源及施工区隔开;对很软的粘性土地基, 应先按较大间距打石灰桩, 过四个星期后再按设计间距补桩。

3.2 灰土拌和

首先对土和消解后的石灰分别过筛, 然后按灰土体积比进行配料拌和, 在拌料场拌和数遍, 运至孔位旁夯填前再拌和一次。

3.3 桩管直径的选择

原则上应根据设计桩径确定, 一般设计桩径为桩管直径的1.3～1.5倍。当桩管直径较大时, 由于反插后拔管力较大, 要注意是否会造成拔管困难。

3.4 成孔

灰土桩成孔可选用沉管法, 即使用振动打桩机将带有特制桩尖的钢管打入土层中, 达到设计深度后, 缓慢拔出桩管即成桩孔。沉管法成孔的孔壁光滑规整, 挤密效果和施工技术都比较容易控制和掌握, 成孔最大深度由于不受桩架高度的限制, 同一套设备既可成孔, 又可填夯。

4 灰土桩的质量检测

4.1 桩身质量的保证和检验

首先要控制灰土比;然后静探测定桩身阻力, 并建立ps与Es的关系;再进行挖桩检验与桩身取样试验, 这是最为直观的检验方法, 采用该方法检验时, 试块的尺寸一般为15cm×15cm×15cm, 每项工程取样数量不宜少于6个。此外, 载荷试验是比较可靠的检验桩身质量的方法, 如再配合桩间土小面积载荷试验, 可推算复合地基的承载力和变形模量。

4.2 桩间土现场检测

桩间土采用静力触探、十字板剪切和钻孔取样方法进行检验, 一般可获得较满意的结果。也可进行室内试验, 包括抗剪强度指标 (c、φ) 测定、含水量的测定, 通过加固前后这些指标的变化确定加固后桩周土的承载力。

4.3 复合地基静载荷试验检测

载荷试验为三桩复合地基载荷试验。检测三桩复合地基承载力, 试验采用慢速维持荷载法进行。根据现场条件, 采用钢梁上配置重物的形式 (堆重法) 提供试验所需反力, 通过油压千斤顶分级施加荷载。

4.4 室内试验

室内试验主要分为干密度试验和抗压强度试验。干密度试验目的是得到灰土的压实系数;对桩间土原状土样进行土工常规试验、固结试验;抗压强度试验主要检测桩基土样的抗压强度。

5 设计实例

5.1 工程概况

湖南省某住宅区为7栋六层砖混结构, 总建筑面积2000m2, 根据地质资料, 该住宅楼场地上部有4m左右厚的杂填土, 其组成物质杂乱 (大部分为工业垃圾和生后垃圾) , 分布极不均匀, 结构松散, 且杂填土强度低、压缩性高、均匀性差, 一般还具有浸水湿陷性, 其承载力不能满足设计要求, 因此必须进行地基处理, 通过经济、技术对比后决定采用灰土桩处理地基。

5.2 地质条件

根据岩土工程勘察报告的描述, 该场地上部土层为4m左右厚的杂填土, 向下为粉质粘土、粘土层和砾石层, 地下水位较深, 可不考虑。

土层结构如下:第Ⅰ层杂填土承载力很低, ps值为0.3MPa, 厚4.3m;第Ⅱ层粉质粘土ps值为0.8MPa左右, fk=100kPa, Es=4MPa, 厚约1.8m;第Ⅲ层粘土, 厚约2.5m, ps值1.5MPa, fk=120kPa, Es=7.5MPa;第Ⅳ层, 砾石石层, 厚度6m以上。

5.3 石灰桩设计

由于第一层杂填土由生活垃圾和工业垃圾所填, 含水量大, 承载力很低, 因此先进行石灰桩施工, 为了安全, 采取了加大置换率, 满堂加固的措施。设计桩径350mm, 桩距700mm, 三角形布置, 复合地基承载力特征值150kPa, 桩长7m, 桩底坐落于第Ⅲ层粘土顶面, 经验算桩底下卧层满足承载力要求。为了降低造价, 基础采用钢筋混凝土条基, 基础浅埋, 基底标高1.6m。

置换率:

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天然地基承载力特征值fsk=70kPa

桩间土承载力:

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复合地基承载力:fspk=m′fpk+ (1-m′) fak=0.33×300+ (1-0.33) ×96.6=163.7kPa>140kPa满足设计要求。

5.4 效果

通过取样试验, 结果表明, 桩周边10cm左右厚度圆环区内土的强度提高至原来的1.5倍, 桩间土强度提高16%。试验结果与设计计算值基本相符。

6 结论

灰土桩处理软弱地基, 在实际工程处理中, 具有施工简单、快捷、质量易控制的特点。同时使用灰土桩法还有经济效益高、用时周期短、处理效果好的优点, 它属于经济与技术效果结合的很好的一种地基处理方法。

参考文献

[1]侍倩.地基处理技术[M].武汉:武汉大学出版社, 2011.

[2]龙高荣.灰土桩处理地基的设计[J].北京建筑工程学院学报, 1995, 11 (4) :60-68.

[3]石健, 李依秋, 胡春龙, 等.湿陷性黄土地基处理中的灰土桩法应用[J].北方交通, 2008 (6) :143-144.

[4]张世明.挖孔灰土桩复合地基在处理浅层软弱地基中的应用[J].资源环境与工程, 2009 (23) :174-177.

[5]刘可, 赵国志, 李春满, 等.灰土挤密桩在阜朝高速公路路基工程湿陷性黄土地基处理中的应用[J].北方交通, 2008 (5) :136-138.

灰土地基 第7篇

1 黄土湿陷性分类标准

我国一直按假定湿陷量进行湿陷程度的评定,假定湿陷量,是按室内试验测定的固定压力下的湿陷系数计算得来的[3]。根据GB 50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范规定,黄土的湿陷性应按室内压缩试验,在一定压力下测定的湿陷系数值δs判定,并应符合下列规定[4]:

1)当湿陷系数δs<0.015时,应定为非湿陷性黄土;2)当湿陷系数δs≥0.015时,应定为湿陷性黄土。

湿陷系数δs值应按下式计算:

$\delta {}_s=\frac{h{}_p-h{}_{p^{\prime }}}{h{}_0}$。

其中,hp为保持天然的湿度和结构的试样,加压至一定压力时,下沉稳定后的高度,mm;hp′为上述加压稳定后的土样,在浸水(饱和)作用下,下沉稳定后的高度,mm;h0为试样的原始高度,mm。

湿陷性黄土的湿陷程度,可根据湿陷系数δs值的大小分为以下三种[4]:

1)当0.015≤δs≤0.03时,湿陷性轻微;2)当0.03<δs≤0.07时,湿陷性中等;3)当δs>0.07时,湿陷性强烈。

2 灰土挤密桩法的特点及适用范围

灰土挤密桩在使用中有以下特点:主固化料为消石灰,桩体材料可多样、可就地取材,可用多种工艺施工,如:沉管、冲击、爆扩、人工挖孔和人工夯实等多种方法;设备简单,便于推广,施工速度快,造价低廉,可大量使用工业废料;桩体强度可达到0.5 MPa～4 MPa,复合地基承载力可达到250 kPa,桩间土经挤密后可大幅度提高承载力。

灰土挤密桩适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基,施工时,先按设计方案在基础平面位置布置桩孔并成孔,然后将备好的素土(粉质黏土或粉土)或灰土在最优含水量下分层填入桩孔内,并分层夯(捣)实至设计标高止。通过成孔或桩体夯实过程中的横向挤压作用,使桩间土得以挤密,从而形成复合地基。值得注意的是,不得用粗颗粒的砂、石或其他透水性材料填入桩孔内。但除人工挖孔、人工夯实的施工工艺外,大多数工艺都存在一定的振动和噪声,因而使用上受到某些限制。

3 灰土挤密桩法作用机理

灰土挤密桩人工复合地基适合于处理地下水位以上、深度在5 m～15 m(<5 m则不经济)、含水量在14%～23%的湿陷性黄土地基[1]。此种方法利用锤击打入或振动沉管的方法在土中形成桩孔,然后在桩孔中分层填入素土或灰土等填充料,在成孔和夯实填料的过程中,原来处于桩孔部位的土全部被挤入周围土体,通过这一挤密过程,从而彻底改变土层的湿陷性质并提高其承载力。其主要作用机理分三部分:

1)打桩挤压成孔时,土被横向压缩,使桩周土孔隙比减小,土中气在三项比例中的比例减少,增加了土的密实度,降低了土的压缩性,从而改善了土的物理力学性能,提高承载力。挤密影响半径通常为1.5倍～2倍桩径,离桩愈近挤密效果愈好,而且挤密效果可以相互叠加,桩距愈小,挤密效果愈显著。2)桩与其周围被挤密后的土体共同形成了复合地基,一起承受上部荷载。在挤密桩长度范围内土体的湿陷性完全被消除。一般来说,挤密桩可以按等边三角形布置,这样可以达到均匀的挤密效果。3)土体中的水与灰土挤密桩中的石灰发生水化反应生成Ca(OH)2,可以使土体中的自由水减少;降低含水量,同时在形成Ca(OH)2的过程中放出大量的热,使未被吸收的水部分汽化,因此土体中孔隙水压力降低,土体加密,有效土压力增大,地基固结,承载力提高。

4影响灰土挤密桩法效果的参数

根据复合地基理论,处理后的桩间土的承载力特征值按下式估算:

其中,fspk为复合地基的承载力特征值;fpk为桩体的承载力特征值;fsk为桩间土的承载力特征值;m为桩土面积置换率,m=d2/de2。

d2/de2。灰土桩的布置按正三角形布置时,de=1.05s。桩体直径d因设备不同而异,但在同一工程中一般相同。因此,处治后的复合地基的承载力特征值fspk就只与桩体的承载力特征值fpk和桩间距s有关,桩体的承载力特征值fpk和桩间距s是控制施工质量的关键性指标。

5工程实例

北方某黄土湿陷性场地,设计桩间距为1 m,投料厚度为0.9 m,采用振动式沉管桩机和桩孔夯实机,夯实机锤重160 kg单点夯击次数为10击。

对该场地试验前、后取样,对物理指标进行统计,得到主要物理指标对比曲线如图1～图4所示。

合分析以上数据,得到以下结论:

1)采用桩间距1 m的灰土挤密桩,用160 kg夯锤单点夯击次数10击的方法强夯进行灰土挤密桩施工,可以有效的对地基土挤密压实,消除黄土的湿陷性,增加土的承载力,增大压缩模量,降低孔隙比,地基处理效果较好。2)湿陷性黄土连续动力触探10 cm的击数一般为4击～7击,通过桩间距1 m的灰土挤密桩处理后的湿陷性黄土连续动力触探10 cm的击数一般可增加2击～4击,因此,可以用试验前后的动力触探对比判定场地土的处理效果。

6结语

介绍了灰土挤密桩法的特点和适用范围,阐述了灰土挤密桩法的作用机理与影响处理效果的参数,并通过北方某场地的实际工程对灰土挤密桩法的处理效果进行了对比,可以看出在桩间距1.0 m情况下,可以有效消除黄土湿陷性,达到该场地对地基处理的要求。

参考文献

[1]牛志荣.地基处理技术及工程应用[M].北京:中国建材工业出版社,2004.

[2]冯连昌,郑晏武.中国湿陷性黄土[M].北京:中国铁道出版社,1982.

[3]高国瑞.我国黄土湿陷性质的形成研究[J].南京建筑工程学院学报,1994(2):20-24.

[4]GB 50025-2004,湿陷性黄土地区建筑规范[S].

灰土地基 第8篇

拟建的西安经发城建开发有限公司泾渭工业园泾渭时代广场建筑工程:25层写字楼、21层商务公寓建筑物,为甲类建筑;4层裙房建筑物,为丙类建筑。25层写字楼、21层商务公寓地基基础设计等级为乙级;4层裙房地基基础设计等级为丙级。

地质勘测计算分析出各层土的工程特性,具体如下:②层黄土状土:a1-2=0.48 MPa-1,属中偏高压缩性,且a1-2=0.13 MPa-1～0.92 MPa-1,a1-2偏差大,故②层应按高压缩性土考虑;δs 2 .0=0.001～0.137,具湿陷性;③层砾砂:N=36击～50击,密实状态;④层粉质粘土:a1-2=0.29 MPa-1,属中压缩性;⑤层粉质粘土:a1-2=0.26 MPa-1,属中压缩性;⑥层中砂:N=50击,密实状态;⑦层粉质粘土:a1-2=0.22 MPa-1,属中压缩性。建筑场地属自重湿陷性黄土场地。

根据GB 50025-2004规范第5.1.1条、第6.1.1条及第6.1.5条规定,对Ⅱ级自重湿陷性黄土地基上的4层裙房丙类建筑物,地基处理厚度不应小于2.5 m,且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于200 mm。根据场地岩土工程条件,4层裙房适宜采用挤密法处理地基。

采用灰土挤密桩,等边三角布桩,处理深度宜进入③层顶部一定深度,基底下处理厚度可为5.80 m～6.30 m。要求挤密桩平均挤密系数不小于0.93,桩体压实系数不小于0.97时,处理后的复合地基承载力特征值大于180 kPa。

2 施工过程

2.1 做好施工前的准备工作

1)施工前需要审核施工设计图纸,查看工程地质情况。当发现工程土体含水率为25%或者小于13%、饱和度大于66%的时候,施工单位应该及时的通知设计单位,设计单位需要确定事实属实再进行设计变更。

2)在施工之前,必须做好土方、成孔、夯填和挤密效果工艺的试验工作,以便于确定相关的施工技术参数,要求试桩,且数量要大于3根。

3)做好施工杂志设计方案的编制公司制,并对施工人员进行详细的技术交底。

2.2 施工现场清理及放样工作

1)在施工之前,需要清除场地内的所有杂草杂物。做好平整场地工作,并对场地内相关的管线以及其他地下构造物进行标示。场地内松软土壤需要进行机械压实作业,必须保证场地的平整,便于机械化施工的开展。清理好场地后,需要确定场地地基土的含水量,当发现其含水量低于13%的时候,需要对基地土进行加湿处理,加湿处理需要在地基处理之前的4 d～5 d内完成,采取有效措施,确保水通过土体的毛细孔进入到各土层中。

2)做好测量放线工作,首先是需要定出建筑的控制轴线以及打桩位置标示。依据设计图纸对各个桩号进行编号,方便桩基工作的开展。

3)钻孔机械需要有进尺标记,只有这样才能有效控制好钻孔的深度。

2.3 成孔

1)施工准备工作就绪后,桩机就位,将沉管尖对准桩位,调平扩桩机架,使桩管保持垂直,用线锤吊线检查桩管垂直度,确保垂直度偏差不大于1.5%。灰土挤密桩成孔采用沉管法,成孔采用隔排跳打方式,施工顺序为先外排、后里排,同排内应间隔1孔～2孔跳打。

2)沉管。采用沉桩机将与桩孔同直径的钢管打入土中拔管成孔,桩管顶设桩帽,下端作成60°角度锥形活动桩尖,施工前,在桩架或钢管上标出控制深度标记,以便施工中进行钢管深度观测。灰土挤密桩施工时应控制拔管速度,在拔管前宜停顿10 s左右。成孔后,清底夯实、夯平,夯实次数不小于8击,成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查,合格后进行下道工序施工或用盖板盖住孔口以防止杂物落入。

2.4 灰土的回填与夯实

1)灰土的拌制与运输。

灰土需要厂拌来完成,灰土的各种用料都需要严格计量准确,配合比满足设计要求,确保灰土混合料的外观颜色均匀。灰土拌制后需要立即用运输车运送到施工现场,灰土是根据成孔回填的要求随时进行拌制的,灰土拌成后6 h内就需要进行回填夯实,过夜的灰土不得使用,被雨淋湿过后的灰土是不能施工的,同时,下雨期间也不能进行灰土的拌制。

2)做好灰土的回填夯实工作。

成孔之后需要立即进行灰土的回填夯实,在此之前需要先夯实下孔的底部。灰土的回填是分层进行的,我们采用计量仪器定量的向孔内下料,保证每次回填的厚度为250 mm～300 mm,并采用电动卷扬机提升式夯实机对每层的灰土进行夯实处理。

3 质量控制措施

3.1 材料的质量控制

1)土料质量控制。必须选用纯净的黄土,不得使用耕植土。在使用之前需要进行过筛处理,保证土体的颗粒小于15 mm,有机物的含量小于5%;确保黄土的含水量应接近最佳含水量,含水率的波动范围在±3%之间。

2)石灰的质量控制:按照国家Ⅲ级以上标准来执行,活性的CaO加MgO的总含量要求大于70%,石灰的贮存时间不能超过3个月,使用前24 h浇水消解并过筛,颗粒的直径不能小于5 mm,生石灰的粉和块之比应小于3∶7。

3)灰土是采用消石灰和纯净黄土,按照3∶7的体积比,在最佳含水率的环境下配置而成的。配置拌和都是采用集中厂拌方式。在每天施工之前,需要核对土体的含水率,尽量保证灰土的含水率接近最佳含水率。拌制的灰土挤密桩的压缩模量Ep要求在30 MPa～50 MPa区间范围内。

3.2 施工过程的质量控制

1)施工过程中,需要严格控制好施工工艺,一定要保证灰土在初凝之前就完成好拌制及回填工序。不能使用已经过时或者过夜的灰土进行回填,对于已经施工完成的孔应该立即进行回填夯实,不能长时间的出现空孔现象。

2)整个施工过程,都需要设置专人对成孔、灰土回填以及灰土夯实进行监督,如果发现地基土与地质勘测报告不一致,需要立刻要求停止施工,并向上级部门反映情况,设计单位确认后,进行了设计变更后方可继续进行施工。夯实过程中,需要记录夯实锤击的次数以及振动沉入时间,施工过程中出现的问题等等。

3)在成桩过程中,需要及时的观察地面的升降、桩顶上升,如果发现桩顶上升较大,则有可能出现了断桩现象,需要对施工工艺进行适当的调整。

4)在冬季和雨季施工时,需要采取防雨和防冻的相关措施,防止灰土受到外界环境的影响。

5)灰土挤密桩属于隐蔽工程,完成施工后需要监理单位签字认可后方可进行下一道的工序。

4 结语

根据地质条件的不同,桩长从4.8 m～7.3 m不等,施工完成后采用单桩静载试验检测地基承载力,普遍达到了185 kPa以上,桩间土的湿陷系数为0.001～0.003之间,远小于设计要求的0.015;桩间土采用环刀法取样测定挤密系数,共计989组样,测出的挤密系数最低为89.6%,最高为99.4%,平均为96%,大于设计要求的平均93%。

通过工程实例可以看出,灰土挤密桩对于消除土的湿陷性和减小渗透性方面效果较为明显,因其具有就地取材、以土治土、原位处理、深层加密和费用较低等特点,在我国西北及华北等黄土地区具有广泛的应用前景。

摘要：以实际工程为例,介绍了灰土挤密桩地基加固技术的实践应用,并详细介绍了灰土挤密桩施工工艺及质量控制要点,可为相关专业技术人员提供指导。

关键词：灰土挤密桩,湿陷性黄土,施工工艺,施工质量

参考文献

[1]GB 50025-2004,湿陷性黄土地区建筑规范[S].

[2]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范[S].

[3]GB 50202-2002,建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

灰土地基 第9篇

1 灰土挤密桩地基处理技术的基本概念

灰土挤密桩地基处理技术是一种人工复合地基处理技术, 是深层加密处理地基的一种方法, 其主要的功效是提高地基的承载能力, 加强地基强度与稳定性以及降低地基压缩性。尤其是对于湿陷性黄土结构作用很大, 由于在湿陷性黄土中成孔时, 桩孔附近的黄土被向周围挤压, 因此破坏了湿陷性黄土的结构, 在一定程度上起到了消除湿陷性的作用。这种技术的主要处理方法是通过炸药爆破或钉入钢套筒等方式在地基中成孔, 利用成孔时的挤压作用, 使地基中土的密度得到增强, 同时在已经成型的桩孔中填入灰土而后压实, 形成灰土桩, 这些灰土桩会与地基原本的基土形成复合型地基, 从而增强地基的承载能力与强度。灰土挤密桩地基处理技术在处理一些含水量比较大的软弱地基的时候, 处理深度可以达到15 m。软弱地基经过这种技术处理后, 持力层范围内的土就不容易变形, 承载力自然就可以提高1倍~2倍, 同时可以在一定程度上减小地基的湿陷性。这种地基处理技术施工简单, 可以省去大量的挖土工作, 同时由于填充的材料也大多来自工地周围, 因此比其他处理湿陷性黄土的地基处理技术的造价要低很多, 并且大大缩短了施工时间, 提高了施工效率。

2 灰土挤密桩地基处理技术的质量问题及其出现原因

2.1 桩孔塌陷或收缩

在灰土挤密桩地基处理技术的施工过程当中, 经常会出现桩孔塌陷或收缩的情况, 产生这种情况的主要原因有:1) 地基当中的含水量太小或太大, 含水量太小的话, 周围的土质就会比较坚硬, 挤密成孔后桩孔很容易就碎裂崩塌了;同时含水量太大的话, 土体就会呈现出一定的流动性, 桩孔极易收缩。2) 由于没有按照科学合理的灰土挤密桩地基处理技术进行施工成孔, 从而导致了孔桩塌陷或收缩。3) 在成孔的过程中是利用巨大的夯击力将周围的土体挤密, 因此如果没有及时对桩孔进行填充的话, 很容易在土体的压力下出现桩孔塌陷或收缩。4) 如果桩孔设计的过于紧密, 就有可能在对另一个桩孔进行处理时, 会对周围的桩孔产生振动与压力, 从而出现桩孔塌陷或收缩。

2.2 完工后的复合地基没有达到承载要求

在施工过程当中由于灰土挤密桩自身存在的问题、桩孔中填充入的灰土量不够、桩体中存在有异物或由于填充入的灰土没有搅拌均匀而出现隔层现象等, 导致了桩体整体的均衡性较差, 从而出现复合地基没有达到预期的承载力的现象。出现这种现象的主要原因为:1) 没有先进行试桩预处理, 导致了灰土与施工过程没有进行预先的校准, 因此会出现一次性填入过多灰土或者落锤高度不够等问题。2) 没有按照标准的工程施工流程进行工作, 在施工过程中擅自取消了一些施工流程或改变一些施工方法, 都会出现对材料处理不够的情况, 最终导致复合地基达不到承载要求。

2.3 桩孔的垂直度与挤密程度不够

桩孔的垂直度不够或挤密程度同样会导致复合地基的质量不合格, 出现承载力与强度不够的情况, 造成这种问题出现的原因有:1) 在进行桩机安装的过程中, 没有将桩机安装平稳, 桩机中桩锤的重心与桩孔的中心不在一条垂直线上;或者由于不按照标准施工工序进行施工, 由于不正常的振动或挤压导致了桩孔的坍塌与收缩。2) 桩孔中的含水量没有达到正常要求, 或者桩锤的重量不能够满足对夯击力的要求, 夯击次数过少等, 都会使桩孔的垂直度与挤密程度不够。

3 灰土挤密桩地基处理技术中质量问题的处理方法

3.1 在施工之前应该进行施工质量控制

在施工单位进行施工之前, 对施工质量的控制工作就应该开始了。首先就是按照要求进行试桩工作, 并且对相关的机械设备进行检查, 具体试桩方法与要求如下:1) 按照灰土挤密桩的施工要求, 在土体上开凿冲击孔, 使用的灰土的颗粒直径应该小于15 mm, 同时灰土中有机物的含量不应该大于5%。2) 桩孔填料灰土的夯实机应该使用偏心轮夹杆夯实机, 并且在进行灰土填充时, 每填充一次最少进行两次夯实。3) 在完成填充后, 必须要对桩孔中的灰土进行5次以上的夯实, 以确保整个桩孔的密度符合要求。4) 整体桩孔在进行初期布置时, 应该形成三角形, 同时桩孔之间中心距离不应该小于1 m。5) 整个试桩工作完成后, 要进行总结并找出问题, 为真正的施工做准备。其次, 在开工之前还要对施工现场与相关准备工作做出以下检查:1) 要对施工现场的整体平整程度做出检查, 保证施工现场的平整, 同时检查桩机的实际定位, 保证桩位的偏差小于160 mm。2) 在桩机进行安装之前, 要对桩基之下及周围的土体进行检查, 确保土体结实抗压, 以防止桩机在施工过程中倾斜。3) 对灰土的比例进行检查与确认。4) 对试桩情况进行核查, 并且在施工机器到位后再进行一组桩孔的试打, 对成孔的质量作出检查, 如果发现成孔的质量不合格, 则应该立即申请设计部门进行处理。

3.2 在施工过程中应该注重施工质量的控制

在施工队进行施工的过程当中, 也会出现一些问题, 因此在施工过程中也要注意以下几点:1) 由于灰土挤密桩地基处理技术对相关的施工工艺与参数有严格要求, 因此对于现场施工人员的操作水平与责任心都有着很高的要求, 现场工程质量监管人员必须要时刻对施工过程进行跟踪。2) 相关的施工管理人员一定要在每个桩机都设置专门的记录人员, 记录桩机的工作状况, 保证相关记录的真实性。3) 在施工过程中对于相关的施工工序一定要严格控制, 包括对桩孔的深度、灰土的比例等进行严格检查;在夯实填充时一定要分层填充夯实、有计划的送料, 从而保证桩体的挤密性;同时对桩体的夯实时间与次数严格控制, 以保证桩体中的灰土均匀, 从而保证施工质量。

3.3 在施工完成后要进行质量检测与总结

在整体工程都完成之后, 首先要对完成的灰土挤密桩进行记录与质量检查, 对存在问题的桩体要及时进行处理, 并对整体工程完成状况作出总结;同时在后续施工进行挖掘时, 一定要在桩顶标高0.5 m以上进行挖掘, 避免在挖掘过程中破坏桩头的质量。

4 结语

随着灰土挤密桩地基处理技术越来越广泛的应用, 对于灰土挤密桩地基处理技术的质量控制措施也就越来越受到关注。要确保施工安全顺利地进行, 就必须要在施工前与施工过程中实施相关的质量控制措施, 同时要在工程结束后进行相关的检验与总结, 从而进一步提高灰土挤密桩地基处理的质量与效率。

摘要：通过对灰土挤密桩地基处理技术原理的分析, 讨论了灰土挤密桩地基处理工程中存在的问题, 并对如何控制其质量进行了探讨, 提出了相应的解决措施, 以进一步提高房建工程灰土挤密桩地基处理的质量。

关键词：房建工程,灰土挤密桩地基处理,质量控制措施

参考文献

[1]晁向阳.灰土挤密桩在湿陷性黄土渠基处理中的应用[J].中国新技术新产品, 2012 (25) :78-79.

[2]李耀朴.湿陷性黄土地区地基灰土挤密桩施工原理与质量控制[J].中华民居 (下旬刊) , 2012 (25) :122-123.