低含水率、钙质结合层自重失陷性黄土灰土挤密桩施工技术研究

低含水率、钙质结合层自重失陷性黄土灰土挤密桩施工技术研究

王拓新 WANG Tuoxin

西安工程大学，西安 710000

摘要：采用灰土挤密桩加固湿陷性黄土具有高效、快捷、经济等优势。

关键词：低含水率；钙质结合层；湿陷性黄土；灰土挤密桩；施工技术

0引言

我国中西部地区广泛存在范围较广的湿陷性黄土，因湿陷性黄土具有特殊的地质特性，若不能有效处理将带来诸多不良地质问题。

本文通过西安工程大学文体楼项目地基处理过程中出现的无法成孔情况进行了分析，较为经济、高效的解决了低含水率、钙质结合层自重湿陷性黄土中灰土挤密桩施工这一难题，为今后类似湿陷性黄土地基处理方法选取提供了参考。

1 工程概况

本工程位于西安工程大学临潼校区院内，西安工程大学文体楼为十四届全运会空手道比赛场馆，场馆于2019年1月开工建设，2020年8月竣工，设计为综合乙级场馆，建筑面积16492㎡，地上两层（局部地下一层），框架结构。

2失陷性黄土灰土挤密桩施工

2.1失陷性黄土灰土挤密桩要求

本工程地基处理采用灰土挤密桩法，桩体填料3:7灰土，静压沉管法，成孔直径560mm、成桩直径不得小于580mm，桩距1300mm、排距 1126mm，成等边三角形布置，灰土桩总数6814根。桩身灰土压实系数不宜小于0.97，挤密后桩间土的平均挤密系数不得小于0.93。

挤密桩施工前现场进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验，并按要求检测处理深度范围内复合地基的湿陷性是否完全消除，其试桩检测结果符合设计要求，待试桩检测结果设计院认可后方可正式施工工程桩；正式施工应完全按照试验桩的要求进行，待全部挤密桩施工完后应按照有关规范及规程进行复合地基检测，提供复合地基承载力特征值及其湿陷性的评价以供基础设计用；地基承载力特征值按240kPa取用。应严格遵守国家现行施工与验收规范，要求桩位偏差<50mm、垂直度<1.5%、桩径偏差<20mm、桩孔深度偏差<100mm。

2.2失陷性黄土灰土挤密桩现场施工情况

2017年3月信息产业部电子综合勘察研究院出具的岩土工程勘察报告（详勘）中，由于黄土状土①、黄土②、古土壤③和黄土④含水率较低，不易被挤密，且拟建场地属自重失陷性黄土场地，失陷性等级为Ⅳ级（很严重）。因此，素土或灰土挤密桩在进行设计时，宜选用较小的桩间距、较大的桩径或较大的锤重以增加单击夯击能等。

在灰土挤密桩工程桩施工过程中，施工单位反映部分工程桩施工难度大，挤密桩难以成孔，故需对基坑部分区域进行施工勘察。为查明地基地质情况，2019年7月西安工程大学委托信息产业部电子综合勘察研究院在基坑部分无法成孔区域布置钻孔6个，钻孔位置由施工单位现场指定，其中基坑西北角一个10m钻孔、基坑西侧两个及东侧三个14m钻孔。

本次勘察采用外业钻探和室内土工试验相结合的工作方法，布置钻孔6个，钻孔进尺80m，，室内常规试验、失陷性试验及自重失陷性试验均为28件。

在信息产业部电子综合勘察研究院出具的岩土工程勘察报告（施工勘察）建议：由于黄土状土①、黄土②、古土壤③和黄土④含水率较低，液性指数小于0，呈坚硬状态，不易被挤密，挤密桩成孔难度较大。建议对于无法成孔部位采用钻机引孔或召开专家论证会确定挤密桩施工工艺。

3失陷性黄土灰土挤密桩施工方法比选

3.1钻孔引孔法

采用螺旋引孔机械对静压机无法下沉施工区域进行螺旋钻孔后，静压机二次进行静压成孔，但施工效率较低，静压机及螺旋引孔机械需频繁移动，钙质结合层出现在同一孔内不同位置，呈现鸡窝状、不连续、不规则分布，有时需三次以上移动才可成孔，无法满足现场施工要求。。

3.2改善土壤含水率

因土壤含水率较低，故采用洛阳铲对无法成孔区域钻孔注水，提高土体含水率以便于静压机成孔。但因土体呈坚硬状，土壤渗透系数较小，不能有效改善土壤含水率，局部出现塌孔现象，施工质量无法保证。

3.3对钻头进行优化，对钻杆进行加强

施工单位采用传统860t静压机进行成孔，在成孔过程中出现钻杆压断等情况，在对钻杆钻头进一步优化并对钻杆进行加强后仍出现局部无法成孔情况。

3.4采用螺旋挤密静压机成孔

螺旋挤密静压机集静压与螺旋成孔为一体，在成孔过程中出现电机烧坏、钻头卡死等情况，无法满足现场施工要求。

3.5大吨位960t静压沉管成孔重锤夯实挤密桩法

采用960t大吨位静压机进行成孔，对钻头、钻杆均进行有效优化与调整，较为高效的完成剩余无法成孔区域成孔施工任务。

3.6新型环保柴油锤

因大吨位静压机无法在狭小区域成孔、成桩，故对此区域采用新型环保柴油锤施工，环保柴油锤利用冲击动高效地完成了此区域成孔任务。

4地基检测结果

2019年8月26日在陕西西域建设工程测试技术有限公司出具的地基检测报告中，检测结论：1.本工程单桩复合地基承载力特征值为240KPa，满足设计要求。2.本工程灰土挤密桩处理后，桩间土的失陷性已消除，桩间土平均挤密系数平均值为0.93，满足设计要求。3.桩体灰土压实系数平均值为0.97，满足设计要求。

5结束语

①因大吨位静压机体积庞大，采用大吨位960t静压沉管成孔重锤夯实挤密桩法适用于低含水率、钙质结合层中施工场地不受限时施工；

②新型环保柴油锤利用冲击动能，可以有效解决边桩施工狭窄区域。

参考文献：

[1]GB50025-2004，湿陷性黄土地区建筑规范[S].

[2]灰土挤密桩加固湿陷性黄土地基的研究[J] .