灰土地基（精选九篇）
灰土地基 篇1
灰土在发生化学反应之后, 增加了强度和抗水性, 经过时间的增长, 灰土也越来越硬, 土壤之间的间隙也越来越小, 相互之间的粘性增加。根据物理性质, 灰土是由土壤和石灰所组成的, 而粘性土拌制的灰土强度更高, 强度的增长有范围限制, 超出范围石灰会发生析水现象, 塑性明显增加, 强度就会下降。根据理论和实践相结合, 得出了最佳石灰和土的体积比为3∶7, 这就是我们最常用的灰土, 俗称为三七灰土。三七灰土地基不但施工工艺简单、造价低廉, 成型后具有一定的强度、水稳性和抗渗性, 而且经济、实用, 正因为诸多优点集于一身, 所以被建筑行业广泛的应用。
山西省地处黄土高原, 土资源丰富, 黄土颗粒细, 土质松软, 含有丰富的矿物质养分。根据资料记载黄土是第四纪的一种特殊的陆相疏松堆积物, 一般为黄色、黄褐色, 颗粒以粉粒为主。其中颗粒小于0.25 mm的, 粉粒平均含量达50%以上, 砂粒一般小于20%, 粘粒含量的变化较大, 为5%~35%, 一般为15%~25%。黄土的平均比重为2.67 g/cm3, 干容重为1.12 g/cm3~1.79 g/cm3, 天然含水量较低, 一般为10%~25%。黄土的塑限为16%~20%, 液限为26%~34%。根据种种数据显示, 黄土一般具有湿陷性。这就为灰土地基在我省的应用提供了环境条件。
1 灰土的工作原理
1) 粘性土和生石灰相结合, 配制出密实度高的灰土, 经过压实、养护, 强度逐渐增高, 最后形成一个有机的整体。2) 石灰与土壤发生化学反应后, 能与土壤产生粘性效应, 增强灰土的强度、抗渗性。
2 灰土适用的范围
灰土主要用于一般工业与民用建筑基础的基坑、基槽、管沟的施工, 也多用于室内地坪、室外散水、垫层、防渗层、结构的辅助防渗层的施工, 灰土还可与桩共同作用, 形成人造的复合地基。
3 灰土的材料要求
灰土就是由石灰和粘性土共同作用产生粘性, 要使粘结更好的发挥作用, 就要按照如下措施来要求:1) 施工的过程中采用新鲜的石灰块灰, 技术指标要符合国标要求, 使用前3 d~4 d用清水将生石灰块洒水并充分熟化成粉末, 并过孔径为6 mm~10 mm的筛子, 熟化后的石灰要保持一定的湿度, 但不得含有过多的水分, 也不能过湿成团, 不得产生扬尘, 不得夹有未熟化的生石灰或其他杂质, 施工当中要尽量缩短石灰的存放时间。2) 粘土采用基坑挖出的土, 塑性指标大于7~17的土最好, 因为易于粉碎均匀, 便于碾压成型, 土的有机物质含量要小于8%。土中不得含有树根杂草等物质, 采用人工清理。不得使用耕植土。使用前要过16 mm~20 mm的筛子。含水率按试验室试验数据来控制。严禁采用冻土、膨胀土和盐渍土等活动性较强的土料。3) 冬期施工中往往会存在冻土, 如果不及时清除, 与石灰结合后, 会演变成松软地基, 最终影响灰土的质量。4) 采用饮用水, 不含油质、杂质, 干净的水。
4 施工方法要求
如何做好灰土的施工, 以2012年施工的某商铺为例, 谈谈灰土地基的施工。
4.1 工程概况
本工程建筑面积8 735.4 m2, 为地下1层、地上2层框架结构, 基础为柱下独立基础、条形基础。本建筑结构的安全等级为二级。本建筑物地基基础设计等级为丙级。本建筑物抗震设防类别为丙类。本建筑物地下防水等级为二级。基础持力层为 (3) 层粉土。本场地内的地下水类型为潜水, 稳定水位埋深介于21.0 m~22.8 m之间, 标高介于1 092.80 m~1 095.15 m之间。水位季节性变化幅度1.0 m左右, 勘察期间为平水期。本场地不存在液化土层, 故不考虑场地液化。本场地类别为Ⅱ类, 场地土类型属中硬场地土。屋面防水等级为Ⅱ级, 耐火等级为一级, 抗震设防烈度7度, 室内环境污染等级分类为Ⅰ类。采用3∶7灰土分层回填机械压实, 压实系数不小于0.97。
施工机械:蛙式打夯机、30铲车、筛子的孔径分别为6 mm~10 mm和16 mm~20 mm两种、标准斗、靠尺、耙子、平头铁锹、胶皮管、小线和木折尺、5 m卷尺等。
4.2 灰土的施工过程
基底清理→灰土拌和→分层铺摊→分层夯 (压) →分层检测→修整找平。
1) 水平标高的控制:基坑边设置控制桩, 基坑底每隔3 m钉入木桩, 拉通线控制每层的虚铺厚度。基坑侧壁钉入木桩, 控制每层完成面的标高, 特别是最后两层的完成面标高。2) 灰土施工前先将基坑底松土清理干净, 如有积水、淤泥, 应晾干;局部有软弱土层或孔洞, 应及时挖除后用灰土分层回填夯实。派专人清理基坑内的塑料袋、木屑纸片、草皮、树叶等垃圾, 派专人清除虚土、淤泥, 保证基坑内满足施工要求。距基坑边1.5 m设置排水沟, 防止水进入基坑内, 造成基坑被水浸泡, 影响施工质量和施工进度。3) 土采用粘性土, 石灰采用块灰, 质量必须符合图纸和规范要求;土和石灰必须过筛, 粒径要符合图纸和规范要求。4) 拌制灰土时, 要控制含水率, 如果水分过多, 人工将灰土翻拌并晒干, 如果水分过少, 人工适当洒水, 湿润到满足含水率要求, 拌制好的灰土必须随拌随用。根据以往的经验, 施工现场检验灰土的方法为:双手将拌制好的灰土紧握成团, 再用两根手指轻捏即碎为适宜。如果水分过大或过少时, 要立即翻拌晾干或者洒水润湿。5) 灰土拌合:灰土的配合比按图纸要求, 体积比为3∶7。土和石灰必须过16 mm~20 mm和6 mm~10 mm的筛子, 配合比必须符合图纸要求。人工翻拌灰土, 严格按配合比拌制, 翻拌四次, 拌好后的灰土颜色要达到均匀一致。灰土拌和后要立即摊铺和压实, 不得过久存放。6) 铲车运土:灰土拌和均匀后, 由铲车运至摊铺位置, 控制好虚铺厚度, 人工进行摊铺。7) 分层铺灰土:每层的灰土摊铺厚度为200 mm, 每层摊铺后均应用木耙找平, 与基坑底上的木桩和基坑侧壁的木桩对应检查。最后两步根据基坑边的标准木桩和基坑侧壁的木桩来严格控制标高, 满足设计要求。8) 夯打密实:采用人工打夯, 夯打的遍数为四遍。人工打夯应一夯压半夯, 夯夯相接, 行行相接, 纵横交叉。9) 每层施工完毕后, 用环刀取样检测每层干密度, 每50 m2~100 m2抽查一处, 取样时将表面土层用铁锹铲除, 取样部位在每层表面下2/3厚度处, 如发现有未夯实之处, 也应在此处取样, 压实系数经试验室检测合格监理验收后, 方可进行下一步的施工。通过一个冬、雨季, 再根据沉降观测的数据, 来监测有没有不均匀沉降和沉降异常的现象。10) 找平与验收:灰土最上一层完成后, 根据基坑边控制桩和基坑侧壁木桩, 拉通线用水准仪检查标高和平整度, 超高处用铁锹铲平;低洼处应及时补填夯实。11) 灰土要当日铺填夯实, 进入基坑内的灰土不得隔日夯打。夯实后的灰土3 d内不得被水浸泡, 还要及时进行基础与基坑的回填, 如不能及时回填, 在灰土表面要进行临时覆盖, 避免日晒、雨淋。基坑边设置排水措施, 防止水流入基坑内。
5 灰土的成品保护
1) 施工前派专人在定位桩、轴线桩四周浇筑混凝土, 进行保护。2) 根据甲方提供的地下管线资料和图纸中已施工完的基础以下部分进行保护。3) 派专人在基坑四周, 按方案中的规定架设照明设施, 用来满足夜间施工的需要, 防止回填时过厚, 防止拌和时配合比错误。4) 灰土施工期间, 派专人收听天气预报并密切关注天气情况, 发现有降雨时, 及时对已完的灰土和没拌和好的灰土进行覆盖, 防止造成不必要的损失。
6 应注意的质量问题
1) 灰土每铺完一层并夯实后, 必须取土样送试验室进行压实系数的检测, 合格后方可进行下一步的回填。2) 如果在前期没有将石灰充分的熟化, 那么将会给后期的施工带来极大的隐患, 石灰块因为遇到水在后期逐渐膨胀, 会崩裂其上部已完成的工作面。所以在前期要严格控制石灰的颗粒大小。3) 派专人检查灰土完成面的平整度, 尤其是最后两步, 随打夯随测标高, 只有保证了平整度才能保证上部垫层的质量。
7 灰土的局限性和不足
1) 经过理论的研究和长期实践经验的有效结合, 得出了总结性的结论:灰土只能用于地下水位以上, 不受地下水侵蚀的部位, 而且还不得日晒、雨淋、水泡。2) 灰土分段施工时, 不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接槎。上下两层灰土的接槎距离不得小于500 mm, 接槎处要作成直槎, 并增加压实遍数充分夯实。3) 灰土拌制好后, 必须在当天铺完、当天夯实。当天拌制好的灰土, 不得放到第二天铺设和夯实。
8 灰土地基质量控制标准
灰土地基质量检验标准见表1。
9 结语
很多人认为灰土的施工很简单, 其实不然, 实际操作当中需要注意的细节很多, 不仅繁琐的操作过程比较复杂, 内部结构也相当复杂, 越是这样越要深入细致的了解, 这样才能严格按操作程序施工, 才能具有针对性, 效果也就更显著, 才能保证工程质量。
参考文献
[1]GB 51004—2015, 建筑地基基础工程施工规范[S].
[2]GB 50202—2002, 建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].
灰土地基 篇2
范围
本工艺标准适用于一般工业与民用建筑的基坑、基槽、室内地评、管沟、室外台阶和散水等灰土地基（垫层）
施工准备
2.1 材料及主要机具：
2.1.1 土：宜优先采用基槽中挖出的土，但不得含有有机杂物，使用前应先过筛，其粒径不大于15mm。含水量应符合规定。
2.1.2 石灰：应用块灰或生石灰粉；使用前应充分熟化过筛，不得含有粒径大于5mm的生石灰块，也不得含有过多的水分。
2.1.3 主要机具有：一般应备有木夯、蛙式或柴油打夯机、手推车、筛子（孔径6～10mm和16～20mm两种）、标准斗、靠尺、耙子、平头铁锹、胶皮管、小线和木折尺等。
2.2 作业条件：
2.2.1 基坑（槽）在铺灰土前必须先行钎探验槽，并按设计和勘探部门的要求处理完地基，办完隐检手续。
2.2.2 基础外侧打灰土，必须对基础，地下室墙和地下防水层、保护层进行检查，发现损坏时应及时修补处理，办完隐检手续。现浇的混凝土基础墙、地梁等均应达到规定的强度，不得碰坏损伤混凝土。
2.2.3 当地下水位高于基坑（槽）底时，施工前应采取排水或降低地下水位的措施，使地下水位经常保持在施工面以下0.5m左右，在3d内不得受水浸泡。
2.2.4 施工前应根据工程特点、设计压实系数，土料种类、施工条件等，合理确定土料含水量控制范围。铺灰土的厚度和夯打遍数等参数。重要的灰土填方其参数应通过压实试验来确定。
2.2.5 房心灰土和管沟灰土，应先完成上下水管道的安装或管沟墙间加固等措施后，再进行。并且将管沟、槽内、地坪上的积水或杂物、垃圾等有机物清除干净。
2.2.6 施工前，应作好水平高程的标志。如在基坑（槽）或管沟的边坡上每隔3m钉上灰土上平的木撅，在室内和散水的边墙上弹上水平线或在地坪上钉好标高控制的标准木桩。
操作工艺
3.1 工艺流程：
检验土料和石灰粉的质量并过筛→灰土拌合→槽底清理→分层铺灰土→夯打密实→找平验收
3.2 首先检查土料种类和质量以及石灰材料的质量是否符合标准的要求；然后分别过筛。如果是块灰闷制的熟石灰，要用6～10mm的筛子过筛，是生石灰粉可直接使用；土料要用16～20mm筛子过筛，均应确保粒径的要求。
3.3 灰土拌合：灰土的配合比应用体积比，除设计有特殊要求外，一般为2∶8或3∶7。基础垫层灰土必须过标准斗，严格控制配合比。拌合时必须均匀一致，至少翻拌两次，拌合好的灰土颜色应一致。
3.4 灰土施工时，应适当控制含水量。工地检验方法是：用手将灰土紧握成团，两指轻捏即碎为宜。如土料水分过大或不足时，应晾干或洒水润湿。
3.5 基坑（槽）底或基土表面应清理干净。特别是槽边掉下的虚土，风吹入的树叶、木屑纸片、塑料袋等垃圾杂物。
3.6 分层铺灰土：每层的灰土铺摊厚度，可根据不同的施工方法，按表2-l选用。
灰土最大虚铺厚度 表2-1
项次
夯具的种类
重量(kg)
虚铺厚度(mm)
备 注
木 夯
40～80
200～250
人力打夯，落高400～500mm，一夯压半夯
轻型夯实工具
?200～250
蛙式打夯机、柴油打夯机
压路机
机重6～10t
200～300
双 轮
各层铺摊后均应用木耙找平，与坑（槽）边壁上的木撅或地坪上的标准木桩对应检查。
3.7 夯打密实：夯打（压）的遍数应根据设计要求的干土质量密度或现场试验确定，一般不少于三遍。人工打夯应一夯压半夯，夯夯相接，行行相接，纵横交叉。
3.8 灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接槎，上下两层灰土的接槎距离不得小于500mm。
3.9 灰土回填每层夯（压）实后，应根据规范规定进行环刀取样，测出灰土的质量密度，达到设计要求时，才能进行上一层灰土的铺摊。
用贯入度仪检查灰土质量时，应先进行现场试验以确定贯入度的具体要求。环刀取土的压实系数用dy鉴定，一般为0.93～0.95；也可按照表2-2的规定执行。
灰土质量密度标准 表2-2
项次
土料种类
灰土最小质量密度(g/cm3)
1 2 3
轻亚粘土 亚 粘 土 粘 土
1.55 1.50 1.45
3.10 找平与验收：灰土最上一层完成后，应拉线或用靠尺检查标高和平整度，超高处用铁锹铲平；低洼处应及时补打灰土。
3.11 雨、冬期施工：
3.11.1 基坑（槽）或管沟灰土回填应连续进行，尽快完成。施工中应防止地面水流入槽坑内，以免边坡塌方或基上遭到破坏。
3.11.2 雨天施工时，应采取防雨或排水措施。刚打完毕或尚未夯实的灰土，如遭雨淋浸泡，则应将积水及松软灰土除去，并重新补填新灰土夯实，受浸湿的灰土应在晾干后，再夯打密实。
3.11.3 冬期打灰土的土料，不得含有冻土块，要做到随筛、随拌、随打、随盖，认真执行留、接搓和分层夯实的规定。在土壤松散时可允许洒盐水。气温在-10℃以下时，不宜施工。并且要有冬施方案。
质量标准
4.1 保证项目：
4.1.l 基底的土质必须符合设计要求。
4.1.2 灰土的干土质量密度或贯入度必须符合设计要求和施工规范的规定。
4.2 基本项目
4.2.1 配料正确，拌合均匀，分层虚铺厚度符合规定，夯压密实，表面无松散、起皮。
4.2.2 留槎和接槎。分层留接槎的位置、方法正确，接槎密实、平整。
4.3 允许偏差项目，见表2-3。
灰土地基允许偏差 表2-3
项次
项 目
允许偏差(mm)
检 验 方 法
1 2
顶面标高 表面平整度
±15 15
用水平仪或拉线和尺量检查 用2m靠尺和楔形塞尺量检查
成品保护
5.1 施工时应注意妥善保护定位桩、轴线桩，防止碰撞位移，并应经常复测。
5.2 对基础、基础墙或地下防水层、保护层以及从基础墙伸出的各种管线，均应妥善保护，防止回填灰土时碰撞或损坏。
5.3 夜间施工时，应合理安排施工顺序，要配备有足够的照明设施，防止铺填超厚或配合比错误。
5.4 灰土地基打完后，应及时进行基础的施工和地坪面层的施工，否则应临时遮盖，防止日洒雨淋。
应注意的质量问题
6.1 未按要求测定干土的质量密度：灰土回填施工时，切记每层灰土夯实后都得测定干土的质量密度，符合要求后，才能铺摊上层的灰土。并且在试验报告中，注明土料种类、配合比、试验日期、层数（步数）、结论、试验人员签字等。密实度末达到设计要求的部位，均应有处理方法和复验结果。
6.2 留、接槎不符合规定：灰土施工时严格执行留接槎的规定。当灰土基础标高不同时，应作成阶梯形，上下层的灰土接槎距离不得小于500mm。接槎的槎子应垂直切齐。
6.3 生石灰块熟化不良：没有认真过筛，颗粒过大，造成颗粒遇水熟化体积膨胀，会将上层垫层、基础拱裂。夯必认真对待熟石灰的过筛要求。
6.4 灰土配合比不准确：土料和熟石灰没有认真过标准斗，或将石灰粉花洒在土的表面，拌合也不均匀，均会造成灰土地基软硬不一致，干土质量密度也相差过大。应认真做好计量工作。
6.5 房心灰土表面平整偏差过大，致使地面混凝土垫层过厚或过薄，造成地面开裂、空鼓。认真检查灰土表面的标高及平整度。
6.6 雨、冬期不宜做灰土工程，适当考虑修改设计。否则应编好分项雨季、冬期施工方案；施工时严格执行施工方案中的技术措施，防止造成灰土水泡、冻胀等质量返工事故。
质量记录
本工艺标准应具备以下质量记录；
7.1 施工区域内建筑场地的工程地质勘察报告。
7.2 地基钎探记录。
7.3 地基隐蔽验收记录。
灰土地基 篇3
关键词：灰土挤密桩 湿陷性黄土 地基 应用
灰土挤密桩是用石灰和土根据工程需要按（3:7体积比）比例拌和，并在桩孔内夯实加密后形成的桩。灰土挤密桩有以下特点：灰土挤密桩成桩时为横向挤密，能达到所要求加密处理后的最大干密度要求，可以消除地基的湿陷性，提高承载力，降低压缩性；处理深度可达15m，可就地取材、降低工程造价；机具简单、施工方便、功效高。
1 依托工程情况
宁夏回族自治区东毛高速公路A7合同段路线布设于隆德县愈河北岸台地上，沿线都为黄土层，以“戴帽黄土”的形式分布于黄土台地及局部山体上部，多为灰黄色原生黄土，厚度大，胶结压实作用差，具垂直节理，以中等-强湿陷性为主，湿陷层厚度达5-10m，为消除地基的湿陷性、提高地基承载力、降低土的压缩性，设计采用灰土挤密桩对地基进行处理。
灰土桩成孔后桩径为40cm，灰土桩桩体压实度为90%（重型击实标准）。采用加杆锤进行夯实回填；一般路基桩长4m，特殊段落桩长6m，击实标准最大干密度为1.68；最佳含水量18%；灰土比例3:7。根据变更后的设计要求，灰土桩桩间距为80cm，按正三角形布设（三角形各边为80cm）;检测湿陷系数（<0.0015)和桩顶30cm内桩间土的压实度（重型击实标准93%）。
2 工艺流程
灰土挤密桩主要施工工艺流程为：①生石灰消解；②灰土桩成孔；③灰土拌和；④灰土桩夯实回填⑤桩体及桩间土质量检测。
3 击实标准试验情况
3.1 从原状土反复试验可以总结出以下两点，①本标段属较为严重的湿陷性黄土路段，原状土湿陷系数均大于0.015,其中灰土挤密桩及强夯处理段落湿陷系数较大，平均为0.066，冲击碾压段落湿陷系数较小，平均0.021；②原状土的压实度平均只有68.63%。
3.2 桩体试验：分别布设了加杆锤(锤重140kg)，重锤（锤重1.5T）夯实区域，加杆锤分6、8、10、12、14、16、18、20次夯击次数（每层虚填10cm），重锤分3、4、5、6、7、8、9、次夯击次（每层虚填80cm）。夯击完成后对每个桩体取样。试验结果为：
3.2.1 夹杆锤夯实桩体压实度：根据试验加杆锤分6、8、10、12、14、
16、18、20夯击次数分别检测的平均压实度为：93.58%、92.90%、90.58%、90.25%、100.48%、94.33%、94.80%、98.43%（为轻击实标准）。从以上数据分析，①夹杆锤正常夯击次数无法达到97%的压实度，且压实度与夯击次数无规律可寻；②14击、20击达到97%的压实度为个例，有可能是施工过程中灰土中有未消解的小颗粒石子造成试验数据偏差；③超过8击，压实度在93%左右不再增涨。
3.2.2 重锤夯实桩体压实度：根据试验重锤分3、4、5、6、7、8、9夯击次数分别检测的平均压实度为：94.18%、97.0%、97.42%、100.43%、100.93%、101.58%、101.55%。
从以上数据分析，①1.5T重锤夯实随着锤击数的增多，压实度在增大；②正常4-5锤情况下压实度可达到97%；③超过5锤，压实度基本不再增长，趋于平稳，同时超过5锤，实际施工不可行。
3.2.3 重锤夯实扩孔情况：为了避免成孔过程中振动挤压造成相邻孔缩孔或坍孔，设计灰土挤密桩间隔施工，分4遍施工完成，根据我项目部现场实测，设计40cm的孔径1、2、3、4遍重锤夯实后平均桩径分别60cm、55cm、50cm、45cm。总的平均值为52.5cm。
4 确定施工参数
4.1 沉桩成孔采用履带式灰土打桩机锤重2.5T，管径为40cm，成孔深度4m、6m、10m；夯填分别用加杆式夯实机，锤重140kg。
4.2 加杆夯实机回填厚度以10cm为控制分别设置夯击次数，厚度是以灰土的自然方计算。
4.3 灰土的最佳含水量为18，最大干密度为1.68；桩体控制压实度不小于90（重型击实标准）；湿陷系数小于0.015；石灰中CaO+MgO含量不低于55%。
5 施工方案
5.1 在施工前先将此段挖方范围内土方挖至灰土桩设计顶标高，并用平地机整平并洒水碾压。
5.2 根据设计文件定出路基边桩、路堤坡脚桩、中桩、四分之一断面桩的具体位置（每10米为一个断面，每断面测五点），并在距路中心一定的距离，易于保护位置处设置路线控制桩。
5.3 施工前，项目部对沿线原状土进行了取样，并进行了各种试验。每段分层（30-100cm、100-300cm、300-500cm）取原状土进行试验检测，检测原状土的天然含水量、塑性指数、土的比重、击实标准。
5.4 布点，设计要求以80cm×80cm正三角形进行桩位平面布置，以路线走向为纵轴、路基横断面方向为横轴在计算机CAD中按设计桩数详细编号绘制桩位布置图，并在实地进行放样布点。
5.5 生石灰消解：灰土桩所用的石灰为熟石灰，由于本项目所用石灰量较大，如果按原来传统的人工石灰消解的方法，存在占用场地大、消解工效低、对周边污染大的特点，为此项目部采购了专用的石灰粉碎消解机除尘一体消解机。
5.6 灰土拌和：灰土拌和是按灰与土的体积比为3:7，在最佳含水量标准下拌和而成（一般范围在15%-18%内，按经验总结出“手握成团，落地成花”的检定方法）。拌和灰土用土方采用挖方段深挖的接近最佳含水量的土方，拌和机采用专用的移动式灰土拌和机拌和。
5.7 成孔，采用沉管成孔，是将锤头重2.5T的履带式灰土打桩机将带有桩尖的桩管打入土层至设计深度，然后拔出桩管即成孔，沉管法所成桩孔较规则，挤密效果和施工工艺都较容易掌握，但成孔深度受桩架高度限制。孔径40cm，灰土桩成孔顺序为先外排后里排，同排内间隔1-2孔进行，以免因振动挤压造成相邻孔缩孔或塌孔。
5.8 夯实，灰土桩桩体回填前，各作业队根据配备的夯实机具形式、锤重进行压实度的试验，确定虚填厚度、夯击次数。不以施工过程中的夯击次数作为合格依据，最终以检测的压实度为合格依据。
5.8.1 夯实机具控制，夯实机具包括自动回填夹杆锤夯实机、人工回填夹杆锤夯实机。无论那种夯实机，都必须保证机具工作性能良好，夯锤有足够的提升高度，且每次夯击都能保证竖直、自由落体状态。
5.8.2 夯实厚度及夯实遍数控制，夯实厚度严格按虚填10cm所需的夯击次数计算，实际施工过程中人工回填用铁锹，每次回填量为虚填5cm，夯击次数按试验数据的一半控制。自动回填根据试验确定灰土的流量，一但流量确定后，必须将自动回填机的出料口焊死，避免施工过程中的人为调整灰土流量。
5.9 检测，为了避免检测时对已处理的路基形成二次破坏，项目
部专门租用了专业的地质钻探机进行灰土桩桩体及桩间土进行取样。取样按照不同的深度，用专门的取样器取出直径10cm，长20cm的
芯样。后送试验室用环刀法进行压实的检测及桩间土的湿陷系数检测。
6 質量控制措施
为了加强本标段灰土挤密桩施工过程控制，保证灰土挤密桩的施工质量，项目部采取了一系列控制施工质量的措施。
6.1 灰土桩桩体回填前，各作业队根据配备的夯实机具形式、锤重进行压实度的试验，确定虚填厚度、夯击次数。试验由各工区负责人负责、试验室配合采集数据，此数据只作为各施工队内部控制压实度的依据，项目部不以施工过程中的夯击次数作为合格依据，项目最终以检测的压实度为合格依据。
6.2 人工回填时，装载机将灰土堆放在孔口的距离必须大于1m，这样可以保证人工从铲灰土到填入孔内有一定的时间差（通过距离保证时间差），同时可避免人工一次性将大量灰土直接推入孔内。
6.3 在夯实过程中操作人员必须随时观察夯实机的运转情况（夯实机就位是否平稳、夯锤是否在孔中心、夯锤提升高度是否正常、夯锤是否处于自由落体状态、且每次夯击是否夯实、自动回机灰土流量是否正常），保证夯实效果。
作者简介：何金学，男，1974年出生，宁夏吴忠市人，工程师，1998年参加工作，在宁夏路桥路面工程公司一直从事路桥施工、试验检测方面工作研究。
灰土桩复合地基在地基处理中的应用 篇4
灰土桩复合地基用于处理新近堆积黄土、湿陷性黄土、人工填土及非饱和软土地基, 既可提高地基承载力, 减少建筑物沉降, 又可消除黄土湿陷性, 具有施工工艺简单、速度快、造价低等特点。在西北、华北已广泛应用。本文通过灰土桩在某地基处理工程中的应用, 总结了一些在设计与施工方面的经验。
1 作用机理
在荷载作用下, 由于灰土桩强度高于周围土体, 地基中应力逐渐集中到桩上, 从而使周围地基土承受的应力相应减小, 此时桩身应力主要集中于距桩顶2 m～4 m范围内, 充分发挥其分担荷载作用。试验表明, 桩顶最大应力可达到0.4倍～0.9倍灰土无侧限抗压强度。另外, 灰土桩在成桩过程中对桩间土具有一定的挤密作用, 从而改善地基土结构, 提高桩间土强度。同时硬化后的灰土对桩间土还起到侧向约束作用, 阻止其侧向位移, 从而减少地基沉降量。
2 灰土桩在地基处理中的应用
2.1 概况
某综合楼位于中心繁华地带, 共7层, 高37 m, 大空间框架结构, 基础埋深4 m。拟建场地地层为黄河冲洪积层, 在埋深200 m范围内共5层:①为松散的素填土, 厚2.0 m;②为中高压缩性粉土, 承载力标准值fk=128 kPa, 厚5.4 m;②1为中压缩性粉土, fk=160 kPa, 厚5.4 m;③为中高压缩性粉土, fk=105 kPa, 厚2.7 m;③1层为中压缩性粉土, fk=150 kPa, 厚2.4 m;④为中压缩性粉土, fk=180 kPa, 厚4.5 m;⑤为中压缩性粉土, fk=130 kPa。场地地下水埋深13.0 m, 其中②, ③属场地东半区, ②1, ③1属场地西半区。
②, ②1作为基础持力层, 强度不能满足设计要求, 并且②, ②1, ③, ③1强度差异较大, 为消除场地东西部强度上的差异, 提高地基承载力, 需进行地基处理。
2.2 设计与施工
综合分析场地地层特征及周围环境, 进行多种地基处理方案对比, 最终采用灰土桩进行处理。设计桩径D=300 mm, 有效桩长6.0 m。梅花形布桩, 桩中心距为:东半区0.7 m, 西半区0.9 m。平面处理范围超出基础边缘2.5 m, 超出部分桩中心距0.6 m。桩内夯填3∶7灰土, 要求处理后灰土干重度不小于15.5 kN/m3。灰土桩复合地基承载力标准值不小于180 kPa。灰土桩施工完后桩顶0.6 m厚3∶7灰土垫层。
施工工艺:采用洛阳铲成孔, 桩孔回填采用夹杆式偏心轮夯实机, 锤重110 kg, 落距0.8 m, 连续夯击, 每分钟夯击次数为50击左右。
土料就地挖取, 石灰为生石灰消解3 d～4 d后过筛的熟石灰, 质量不低于三级, 灰土含水率应接近最佳含水率。
由于灰土桩复合地基在上述街区应用较少, 无成熟的施工设计经验, 故施工前做了室内击实试验, 求得3∶7灰土的最佳含水率wop=19.0%。同时在场地内进行了4组试桩, 确定施工参数, 最后确定施工回填速度为1锹 (虚铺7 cm～9 cm) 7击。
2.3 效果检测
依据有关规程、规范对灰土桩桩身质量、桩间土挤密效果及复合地基承载力进行检测。
1) 在桩身灰土干重度检验施工过程中, 我院及时随机抽检取样, 现场测试桩身干重度, 结果表明:96%的试样干重度在15 kN/m3以上, 80%的试样干重度在15.5 kN/m3以上, 基本满足设计要求。
2) 桩间土挤密效果检验在地基土处理范围内共采取11组原状桩间土样, 其中挤密前5组, 再挤密后6组, 现场测试其干重度, 结果见表1。
由表1可知, 桩间土在挤密后含水率略有降低, 干重度仅提高3.5%, 表明桩间土的挤密效果不明显, 灰土桩主要以置换作用为主。
3) 复合地基载荷试验。
为确定复合地基承载力标准值, 共进行了三组单桩复合地基垂直静载荷试验, 采用慢速维持荷载法, 三组试桩均未达到破坏状态, 最大加荷值已大于设计值的2倍, 除第二组外其余两组无明显比例极限。依据JGJ 79-91建筑地基处理技术规范, 确定各组单桩复合地基承载力基本值:f01>180 kPa;f02>200 kPa;f03>180 kPa, 表明复合地基承载标准值fsp, k≥180 kPa, 满足设计要求。
2.4 几点认识
1) 成桩工艺的影响。
据桩检测结果:该工程成桩工艺 (洛阳铲成孔, 偏心轮夯实机夯实) 灰土桩对桩间土无明显的挤密作用, 此时灰土桩是通过置换作用来提高地基承载力的。载荷试验表明其承载力标准值仅提高1.4倍～1.6倍, 同一般灰土挤密桩复合地基1.54倍～2.50倍相比, 该结果明显偏低。以上检测结果表明灰土桩工艺将直接影响灰土桩对桩间土的挤密效果, 是复合地基承载力标准值的重要影响因素。
2) 施工经验。
施工时由外向内, 由东向西, 隔排式成孔, 打一孔, 填一孔。灰土配比时, 灰土配比由专人负责, 小堆拌和, 既保证了施工的连续性, 又弥补了漏打的现象, 同时保证了灰土配比均匀, 此时施工效果最佳。另外在夯实机夯击灰土上部时, 特别在埋深0.5 m以上, 即使夯击数达到要求击数7击时, 孔底仍难以夯实, 分析其原因认为是夯实机本身缺陷所致, 主要由于导杆过长, 在空中左右摆动, 难以夯准孔位。目前在处理这一问题时一般采取的措施是:在进行施工场地场平时, 场平标高以上预留一定厚度土层, 待施工完毕后再进行开挖。据本工程经验, 预留土层厚度至少为0.5 m。
3结语
1) 某综合楼采用灰土桩加固处理地基, 设计经济合理, 效果良好, 本工程采用的施工工艺简单, 速度快, 造价低, 地基处理是成功的。
2) 采用本工程施工工艺, 灰土桩对桩间土无明显挤密作用, 其承载力标准值仅提高1.4倍～1.6倍, 相对较小, 说明灰土桩成桩工艺是影响复合地基承载力标准值的重要因素。
3) 采用该工程成桩工艺时, 经验公式是灰土桩设计的主要依据, 据此可确定经济合理的设计方案。
4) 在进行灰土桩场地场平时, 场平标高以上至少预留0.5 m厚土层, 以确保施工质量。
参考文献
[1]地基处理手册编写委员会.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1988.
[2]顾晓鲁.地基与基础[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.
灰土挤密桩加固地基施工方案设计 篇5
一、工程概况
丹拉国道主干线西宁过境公路西段6–1标K20+103~K22+100段, 位于青海省西宁市西北边缘的北川河东侧Ⅰ、Ⅱ级河谷阶地以及湟水河北岸Ⅱ、Ⅲ级低山台地。该公路处在两种地貌 (阶地地貌和黄土塬梁地貌) 单元上, 阶地地貌占该路线总长的53%, 黄土塬梁地貌占该路线总长的47%。该公路段灰土挤密桩共计200981延米, 共计5处, 其灰土桩桩长根据具体工程路段的工程地质情况确定:桩径0.5m, 高路堤>4m时, 桩长6.0m;低路堤≤4m时, 桩长3.0m, 平面呈梅花形布置, 桩间距1.2m, 桩径0.5m, 桩顶设50cm厚灰土垫层, 灰土桩及灰土垫层均采用2∶8灰土, 处理范围为路基坡脚外侧2.0m以内区域。
1. 工程勘察资料显示, 场地土层特点自上而下分为4层。
(1) 第1层为新近堆积湿陷性黄土层 (Q42al+pl) 。该土层呈黄褐色, 成分以粉土为主, 次为粉质黏土, 含少量砂粒、云母碎片, 表层植物根系发育, 虫孔、孔隙较发育, 干强度低, 韧性低, 岩芯呈散状, 稍湿, 稍密, 为Ⅲ级自重湿陷性黄土。
(2) 第2层为湿陷性黄土层 (Q41al+pl) 。该土层呈黄褐色, 成分以粉土为主, 次为粉质黏土, 含少量砂粒、云母碎片, 表层植物根系发育, 虫孔、孔隙较发育, 干强度低, 韧性低, 岩芯呈散状, 稍湿, 稍密, 属中压缩性土, 具湿陷性。
(3) 第3层为非湿陷性黄土 (Q41al+pl) 。该土层呈褐黄色, 成分以粉土为主, 含少量砂粒、云母碎片, 偶见钙质粉末, 虫孔、孔隙不发育, 干强度低, 韧性低, 稍湿, 稍密–中密。
(4) 第4层为饱和黄土 (Q41al+pl) 。该土层呈褐黄色, 主要成分为粉粒, 次为黏粒, 含少量砂粒, 干强度低, 韧性低, 湿, 软塑。
2. 材料准备。
根据环保要求, 该工程石灰选用袋装生石灰, 石灰质量高于Ⅱ级;土料选用黏性土及塑性指数大于4的粉土, 不得含有松软杂质或耕植土等, 其颗粒粒径≤15 mm。灰土严格按配合比配制, 采用灰土拌和机拌制, 灰土拌制达到均匀一致为止。对素土和灰土要适当控制含水率, 现场以手握成团、两手轻捏即散为准。
3. 试验准备。
通过试验对原设计参数进行检验和修正以确定最佳含水量、压实系数。经试验确定最佳含水量为21.5%, 灰与土的体积配合比为2∶8, 灰土垫层的压实系数不小于0.97。
4. 成桩试验。
正式施工前, 在现场进行不少于7根的试桩试验, 结果表明, 灰土挤密桩复合地基承载力特征值均大于200kPa。灰土压实系数平均值不小于0.97, 消除了桩间土的湿陷性, 满足了设计要求。
二、施工工艺流程
1.准备。
对原地面进行整平处理, 按设计要求用木桩布点, 复测点位纵、横间距。
2. 定位。
首先, 利用全站仪施放轴线, 保证其偏差在规定范围内。然后, 采用DS3型水准仪按闭合水准路线, 将标高控制点引测至基坑内。通过钢尺配合连线, 逐个测放出全部桩位点, 并在桩位点用Φ12mm钢筋头作出标记。最后, 放出全部桩位点用仪器重新复核, 防止偏差过大。并经校核无误后, 在桩位上撒上白灰做标记。在施工一段时间后, 对未施工的桩位需进行复检。
3. 采用沉管成孔, 柴油打桩机打桩。
桩机就位时必须平稳, 不能发生移动或倾斜, 桩管应对正桩孔, 桩孔垂直度偏差不宜大于1.5%, 桩孔中心点的偏差不宜超过桩距设计值的5%。在打桩机就位后, 调整导架垂直度, 对中桩位。
4. 穿靴。
成孔施工时, 地基土宜接近最佳含水量。并将打桩机端部采用靴头套在空心管端部, 使其在下沉过程中阻止泥沙进入套管。
5. 沉入提升。
松卷扬机, 将套管激振至设计深度后关机, 桩孔中心偏差不超过桩距设计值的5%, 垂直度偏差不大于1.5%。启动卷扬机, 提升沉管至设计桩长后进行打桩机移位。
6. 填料施工。
向孔内填料前, 孔底须夯实, 填料经检测合格后用灰土填筑, 在最佳含水量状态下分层夯实, 其压实系数不小于0.97。成孔和回填夯实间隔进行, 基础底面以上预留0.7~1m厚的土层, 待施工结束后, 将其表面挤松的土挖除或分层夯实。
三、施工质量保证措施
1.灰土挤密桩处理地基的宽度应大于基础宽度。局部处理时, 对非自重湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基, 每一个边超出基础的宽度不小于0.25b (b为基础短边宽度) , 并不小于0.5 m;对自重湿陷性黄土地基不应小于0.75b, 并不小于1.0 m;Ⅲ, Ⅳ自重湿陷性黄土场地采用整片处理, 每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度不宜小于处理土层厚度的1/2, 并不小于2 m。
2.隔排隔行每隔1~2孔跳打, 成孔后立即回填, 以防止邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或振动坍塌。在整片处理时由内向外进行, 局部处理由外向内进行。
3.成孔和回填灰土夯实施工时应做到以下几点。
(1) 成孔施工时地基土接近最佳含水量。
(2) 桩孔中心的偏差不小于1.5%。
(3) 桩孔垂直度的偏差不小于1.5%。
(4) 夯锤重不小于100kg。采用的锤型应有利于将边缘土夯实 (如梨形锤和枣核形锤等) , 不宜采用平头夯锤, 落距一般应大于2 m。
4.桩孔的直径和深度。施工时, 桩孔的直径误差为设计值±70mm, 桩孔的深度要合适。
5.向孔内填料前, 孔底应夯实, 然后用灰土在最佳含水量状态下分层夯实, 其压实系数不小于0.97, 填料的质量应符合要求。
6.施工时, 成孔和回填夯实间隔进行, 在大、中桥工程处采取分段施工。
7.基础底面以上预留71.0m厚的土层。施工结束后, 将其表层挤松的土挖除或分层夯压密实。
8.施工过程中, 由专人监测成孔及回填夯实质量并记录。发现地基土质与勘探资料不符并影响成孔及回填夯实时, 应立即停止施工, 查清情况并采取有效措施处理后继续施工, 并详细记录锤击次数和振动沉入时间、出现的问题和处理方法。
9.处理区段地基土的含水量要接近经试验确定的最佳含水量21.5%。高于21.5%时, 则要晾干;低于21.5%时, 要对处理范围内的土层进行增湿。增湿要在地基处理前4~6 d完成, 需增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔均匀地渗入处理范围的土层中。
10.施工时要控制拔管速度, 在拔管前停顿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, 防止杂物落入。
11.施工中一旦缩孔, 要及时处理。目前, 较为常用的缩孔处理方法就是在填料前用洛阳铲进行扩孔处理。
12.灰土拌制根据回填要求随拌随用, 已拌成灰土不能超过24h或隔夜使用, 被雨水淋湿、浸泡的灰土要作废处理, 下雨期间不能进行灰土拌制。
13.该工程施工中采用人工填料, 在填料前认真按操作规程施工, 按照设计的配合比严格称量, 并将填料搅拌均匀, 干湿度要适宜, 并指定专人按规定数量均匀填入, 不得盲目乱填, 更不能用送料车直接倒料入孔。每次向孔内填充的填料的厚度、数量、落锤高度、夯击次数等, 要按试验规定的技术参数施工, 做到前后一致, 每一桩孔的实际填料数、夯实时间均应控制并记录。每一个桩孔回填用料应与计算用量基本相符。
14.雨季冬季施工时, 应采取防雨、防冻措施, 防止土料和灰土受雨淋湿或冻结。
四、质量验收
1.灰土挤密桩地基属隐蔽工程, 施工中必须加强检验。
2.对于一般工程, 主要检验桩间土的干密度、承载力和施工记录。
3.对于大、中桥工程, 除监测上述内容外, 还应进行荷载试验或其他原位测试。也可在地基处理的全部深度内取土样测定桩间土的压缩性和湿陷性。
4.在孔之间形心点附近、成孔挤密深度内, 每1 m取土样测定干密度, 并进行湿陷性试验和压缩试验, 计算干密度与其最大干密度的比值、湿陷系数和压缩模量等参数。
5.抽样检验的数量不应小于桩孔总数量的2%。不合格处应采取加桩或其他补救措施。
五、结论
灰土挤密桩在铁路地基加固中的应用 篇6
南坪派机车折返段机车整备待班线是大准铁路点岱沟至南坪工业广场专用线的内燃及电力机车整备待班的场地, 场地设4股道线路, 其中J2为机车行车线 (有效长347m) , J3为内燃机车整备待班线 (有效长346m) , J4和J5为电力机车整备待班线 (有效长322m) , 场地内设70m×1.1m×1.1m机车检查坑4座, 27m×1.1m×1.1m机车检查坑2座。
该场地于2012年路基出现不同程度的病害, 2013年3月份以来病害有加剧趋势, 具体病害表现为J3、J4、J5线路检查坑周围的顺线路向154m范围内出现地基不均匀下沉, 检查坑开裂变形, 轨道下错, 致使线路几何尺寸无法维持, 对机车的整备作业造成严重影响。
2 病害特征
根据现场调查情况, 该处病害场地4股道线路 (J2-J5) 周围地基土体发生不均匀沉降, J3, J4, J5机车整备待班线西侧1座27m×1.1m×1.1m机车检查坑和2座70m×1.1m×1.1m机车检查坑病害最为严重。J3, J4线路西侧检查坑位置处不均匀下沉导致线路及检查坑变形尤为突出。调查后发现J3、J4机车整备待班线西侧均存在线路高低不平、地基不均匀沉降、检查坑不均匀下沉等现象。J3西侧检查坑外侧地表出现沿检查坑纵长方向贯通裂缝, 且为新裂缝, 检查坑轨垫板部分预埋螺栓混凝土鼓胀破损脱落, 螺栓外露, 靠轨距杆保持线路间距。检查坑内排水设施堵塞, 检查坑侧壁混凝土开裂变形, 伸缩缝处出现不均匀下沉;J3东侧地基病害程度相对较轻, 局部亦存在不同程度的不均匀下沉现象, 检查坑轻微开裂, 病害程度有增大趋势。
J4检查坑目前虽暂时可以停靠机车, 但J3与J4西侧检查坑之间地基土体下沉严重, J4西侧检查坑内由于地基不均匀下沉, 导致线路垂直方向几何尺寸无法保证, 目前靠橡胶垫板和木垫板保持, 最大垫板厚度4cm~5cm。同时检查坑内侧壁混凝土开裂, 轨枕垫板预埋螺栓位置处混凝土开裂等病害。其东侧地基与J3大体相同, 存在地基局部不均匀沉降和检查坑轻微开裂、变形现象。
2.1 病害原因
通过现场踏勘调查、经过讨论、分析认为, 病害发生原因主要有:
1) 回填地基时施工碾压的遍数、填料摊铺的厚度、填料的含水量等未完全按规范要求进行, 导致回填土施工质量欠佳, 使填土处于欠固结状态, 在附加荷载作用下产生固结变形, 且当填土受地表水入侵时, 发生湿陷变形;
2) 检查坑内及两侧均布设有排水排污管道, 由于局部管道破裂、阻塞, 渗漏水侵入下部粉土层, 导致粉土层地基承载力下降, 最终导致检查坑周围路基出现局部不均匀下沉病害。
2.2 加固工程措施
本着技术切实可行, 施工过程不影响列车通行和一次根治、不留后患的原则, 采用灰土挤密桩加垫层方法治理该场地地基病害。地基加固深度为8m, 灰土挤密桩施工完成后将其上700mm厚桩头土体进行挖除, 设置灰土垫层, 灰土垫层厚700mm。
1) 挤密桩设计
(1) 相关参数
①灰土挤密桩桩位布置方式采用梅花形布置, 桩间距为0.8m, 排间距为0.69m;
②灰土挤密桩桩长为8.0m, 孔内填料为3:7灰土, 检查坑部位桩长可根据实际情况而定, 成孔孔径150mm, 3:7灰土夯填后孔径不小于300mm;
③灰土挤密桩平面布置范围见“灰土挤密桩桩位平面布置图”。
(2) 桩孔夯填完成后, 桩间土挤密系数不得小于0.90, 桩体的平均压实系数不得小于0.96。
2) 垫层设计
(1) 垫层厚度为700mm;
(2) 垫层用料为3:7灰土。
(3) 垫层施工后的平均压实系数不得小于0.95。
3) 灰土挤密桩施工工艺
人员就位→测量放线→现场机械成孔→3:7灰土配置土回填、夯实→夯实度复查→平整场地。
3 施工技术特点
1) 挤密桩施工的主要工序为:施工准备、挤密桩成孔、桩孔夯填、挖除桩头、垫层施工等项。各工序应规范运作, 并应相互搭接与配合, 其间还需进行相关的质量检测并作好记录。J3-J5线路检查坑地基加固时宜根据机车运营情况分线路、分段施工;
2) 成孔应按成孔设备、现场土质和周围环境等情况, 选用适合的成孔方法;
3) 桩顶设计标高以上的预留覆盖土层厚度为0.7m;
4) 灰土挤密桩桩的目的只在通过生石灰的水化反应降低基床填料中过多的含水量, 进而改善路基填料的性质。当石灰桩施工完成后, 用含水量适当的粘性土封口, 封口材料必须夯实, 封口高程应高于原地面, 防止地面水在灰土桩植入期间渗入桩顶, 从而造成桩身强度降低;
5) 成孔和孔内回填夯实应符合下列要求:
(1) 成孔和孔内回填夯实的施工顺序, 应从外向里间隔2~3孔进行;
(2) 回填3:7灰土前, 孔底必须夯实, 夯填深度不小于70cm, 并抽样检查桩孔的直径、深度和垂直度;
(3) 保证桩孔竖直, 其垂直度偏差不宜大于1.5%;
(4) 保证桩孔中心点的偏差不超过桩距设计值的5%;
(5) 在对灰土进行拌合前应过筛, 粒径不应超过15mm;
(6) 经检验合格后, 必须按要求向孔内分层夯填筛好的3:7灰土, 并分层夯填至设计标高;
(7) 填料事前应通过击实试验求得其最大干密度和最优含水量, 并在施工中填料含水量控制在最优含水量Wop±3%的范围内;
(8) 在灰土挤密过程中, 观测地面及轨道变形情况, 发现异常应立即停夯, 确保行车安全。
6) 施工过程中, 必须有专业监理对成孔及回填夯实的质量进行旁站式监理。如果发现地基土质与设计资料不符, 应立即拦停施工, 待查明原因或者采取有效加固措施处理后, 方可施工;
7) 雨季和冬季进行灰土挤密桩施工, 必须采取防雨或防冻措施, 避免灰土和土料被雨水淋湿或冻结。
4 结论
灰土挤密桩适用于处理地下水位以下的粘性土、粉粘土、松散粉细砂、淤泥、淤泥质土、饱和黄土或杂填土等地基及基础土体的加固。它的原理为把成孔桩管打入土中, 再拔出桩管, 形成桩孔, 成孔后将3:7灰土逐批倒入桩孔中然后夯实, 使灰土密实并和桩孔周边土质在夯实过程中形成结合较为致密的整体, 从而达到共同受力的效果, 起到地基得到加固。通过对本工程实例的分析, 我们可以知道灰土挤密桩在铁路地基加固中是切实可行的。通过与其它地基加固方法进行对比相比, 灰土挤密桩法能够充分发挥了桩间土的承载力, 既避免了大范围开挖换填对地上建、构筑物的影响, 又有效的对松软地基进行了加固。灰土挤密桩法的工程造价仅为其他桩基的1/3-1/2, 并且还具有施工速度快、工期短, 质量易控制等优点。正是因为灰土挤密桩法具有以上特点, 目前已成为普遍采用的地基处理技术。
参考文献
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灰土地基 篇7
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。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:而灰土桩中的生石灰早已基本熟化, 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300~600 mm的桩径。
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。
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1.2 cm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, 2009, 12[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, 2009, 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, 2010, 1[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, 2010, 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[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 篇8
随着经济的迅猛发展, 基本建设的规模迅速扩大, 越来越多的工程需要对天然地基进行人工处理, 以保证结构的安全和正常使用。对于西北地区的湿陷性黄土地基, 因其特有的土体结构特点和工程性能给工程建设带来一定的难度, 1972年起我国在土桩挤密法的基础上, 试验成功了具有中国特色的灰土挤密桩法[1,2,3]。和复合地基的工程实践相较, 复合地基的理论研究较为滞后, 进行复合地基的理论研究, 有利于加深其工作机理的认识, 进而促进地基处理技术的发展, 因此, 对灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基进一步研究探讨, 具有一定的实际意义。本文通过静载荷试验、桩间土干密度试验、桩间土压缩与湿陷性试验, 对采用灰土挤密桩复合地基处理过的调蓄水池的地基质量进行检测和评价, 对黄土地区挤密桩法处理地基效果进行评价分析。
1 试验场地概述
陕西岐山某地基处理拟采用灰土挤密桩法, 桩孔径400mm, 桩间距1m, 等边三角形布设, 桩体采用3:7灰土回填, 压实系数不得小于0.97。设计要求地基处理后复合地基承载力特征值≥140k Pa, 桩间土平均挤密系数不小于0.9, 压缩模量, 湿陷系数。
根据勘探揭露, 拟建场地的地层自上而下为:
(1) 黄土状粉质粘土Q41 (dl+pl) :呈灰黄色、淡灰色、褐黄色, 大孔发育、虫孔发育, 见大量白色菌丝状钙质网膜, 中压缩性, 湿陷, 层厚2.5~6.2m。地基土承载力特征值。
(2) 黄土状粉质粘土:呈灰黄色、淡灰色, 大孔减退, 针孔发育, 见白色网状钙质薄膜, 偶见姜石, 姜石粒径一般2~6cm, 湿陷, 中压缩性, 层厚2.7~4.1m。地基土承载力特征值。
③黄土状粉质粘土Q31eol:呈灰黄色、淡灰色, 土质均一, 针孔发育, 见大量白色丝状钙质网膜, 上部湿陷, 下部不湿陷, 勘探揭露层厚1.7~9.9m。地基土承载力特征值fak=150k Pa。
勘察期间未见地下水, 根据区域水文地质资料, 场地内地下水位位于自然地平下25m深处以下。拟建场地位于渭河南岸三级阶地, 无不良地质现象, 适宜建筑。
拟建场地为自重湿陷性黄土场地, 地基湿陷等级为Ⅱ (中等) 。
2 试验检测内容
静载荷试验8点;开挖探井4孔, 井深6m, 每口探井延井深每1m取桩间土样和桩体土样各3件进行土工试验, 检测桩间土挤密系数、桩间土湿陷系数及压缩模量。该复合地基共取土样180件, 测定密度150个, 压缩及湿陷试验24组。
3 试验结果及分析
3.1 静荷载试验结果及分析
静载荷试验采用慢速维持荷载法, 所用千斤顶和百分表试验前均经过鉴定, 精度符合要求。试验分八级加荷, 每级35k Pa, 最大加载量为280k Pa, 为设计要求值的2倍。每级加载后, 按间隔10、10、10、15、15min, 以后每隔30min测读1次沉降量, 当在连续两个小时内每小时的沉降量<0.10mm时, 加下一级荷载。每级加载时间不得少于2.5h。[4]若出现以下情况之一停止加荷: (1) 承压板周围的土明显地侧向挤出; (2) 沉降S急骤增大, 荷载~沉降 (P~S) 曲线出现陡降段; (3) 在某一级荷载下, 24h内沉降速率不能达到稳定; (4) 沉降量与承压板直径之比≥0.06。试验结果P~S曲线见图1。
由试验数据及P~S曲线可知, 各试验点的曲线光滑且均未出现陡降段, 在最大加载量P=280k Pa时, 8个检测点的沉降量介于13.27mm~15.49mm, 各试验点的曲线均呈缓变型未出现陡降段, 且沉降量都较小, 在设计荷载p=140k Pa时, 8个试验点的累计沉降量分别为5.22mm、5.35mm、4.43mm、4.94mm、6.41mm、5.43mm、4.80mm、5.06mm, 其最大相对变形值S/d=6.41/1050≈0.006<0.008, 故可按相对变形值S/d=0.008所对应的荷载取其承载力, 并根据规范“按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半”的规定, 可判定该调蓄水池灰土挤密桩复合地基承载力特征值fak=140k Pa, 满足设计要求。
3.2 桩间灰土干密度试验结果及分析
填土类别为3:7灰土, 最大干密度为1.48, 最优含水率为24.0%;密度试验采用环刀法, 试验共取4孔探井, 每个探井每米深度取土样2个, 为方便说明问题数据处理后取平均值。试验结果见表1。
试验数据表明:4口探井中, 各检测单元桩间土挤密系数介于0.89~1.02之间, 平均挤密系数~0.95≥0.90, 满足设计要求。
3.3 桩间土压缩与湿陷性结果及分析
试验数据 (表2) 表明:4孔探井共取湿陷性试验土样24件, 根据压缩与湿陷性试验结果可知, 24件土样的湿陷系数δs均小于0.015, 说明场地经处理后湿陷性已消除;压缩模量Es0.1-0.2介于10.0~15.5MPa, 平均值Es0.1-0.2为12.8 MPa>10.0 MPa, 满足设计要求。
4 结论与讨论
(1) 根据静载荷试验结果, 判定该灰土挤密桩复合地基承载力特征值, 满足设计要求;
(2) 根据桩间土干密度试验结果, 判定该灰土挤密桩复合地基各检测单元桩间土平均挤密系数, 满足设计要求;
(3) 根据桩间土湿陷性试验结果, 判定该地基经灰土挤密桩处理后桩间土湿陷性已消除, 满足规范要求;
(4) 根据桩间土压缩试验结果, 判定该地基经灰土挤密桩处理后桩间土压缩模量, 满足规范要求。
首先, 在工程进行前需要进行试桩, 试桩是为了给大范围的沉桩作业提供第一手的首次施工参数资料, 包括有效桩长、入岩深度、沉渣、灌入度、桩焊接、承载力。
本工程在试桩过程中, 界限含水率、比重试验、桩体土密度及含水率试验等各项指标均达到规范要求, 因此可进行工程桩布置。
其次, 布置工程桩, 该工程桩采用灰土挤密桩, 其地基经过灰土挤密桩法处理后, 室内外试验均达到要求, 不用再建造深基础和设置桩基, 防止了各类倒塌、下沉、倾斜等恶性事故的发生, 确保了上部基础和建筑结构的使用安全和耐久性, 可保证工程正常施工和运行。
摘要：西北地区的湿陷性黄土地基, 因其特有的土体结构特点和工程性能给工程建设带来一定的难度, 灰土挤密桩法是处理湿陷性黄土地基的有效手段, 文章对采用灰土挤密桩复合地基处理过的地基质量进行检测和评价, 对黄土地区挤密桩法处理地基的效果进行分析, 给后续同类工程以借鉴参考。
关键词：黄土,湿陷性地基,试验,分析
参考文献
[1]龚晓楠.地基处理手册[M]中国建筑工业出版社, 2008, 6:165-169.
[2]杨进良.土力学[M]中国水利水电出版社, 2000, 5:306-307.
[3]郭小云, 等.灰土挤密桩法和强夯法处理湿陷性黄土地基的效果对比[J].施工技术, 2012 (19) :68-69.
灰土地基 篇9
土桩主要适用于消除地基土的湿陷性;灰土桩主要用于提高地基承载力, 并消除地基土的湿陷性。灰土桩法除用石灰和土制备成灰土挤密桩外, 近年来, 发展了用石灰、粉煤灰和土制备成二灰土挤密桩, 及建筑垃圾 (颗粒尺寸较大时需粉碎) , 掺入少量水泥或石, 制备成渣土挤密桩。
土桩和灰土桩挤密法具有原位处理、深层挤密和以土治土等特点, 用于处理深厚湿陷性黄土、素填土和杂填土地基时, 具有较好的经济效益和社会效益, 在我国西北和华北等地区得到广泛应用。
1 工程概况
兰州市某住宅楼是一栋地面上8层, 地下1层的框架结构住宅, 长51.6m, 宽10.3m, 高21m, 建筑面积为3720.4m2。主体为钢筋混凝土框架结构, 采用片伐基础, 抗震设防烈度:8度。设计基底压力为180k N/m2。
2 地基情况
建筑场地位于兰州黄河南岸, 场区属黄河二级阶地, 场地表层普遍分布有0.8~1m厚的杂填土, 下层为厚2~3m的洪、冲积黄土状粉土层, 再往下为黄土状轻亚黏土层, 层厚度约达14m。其中地表向下10m以上土层为中高压缩性土, 为湿陷性土层, 地表向下10m以下土层, 沉积时间较长, 结构性较好, 不具有湿陷性。卵石层在自然地面下18m以下, 以变质岩为主, 亚圆形, 含细砂30%左右, 厚约3.5~4m。地下水位埋深14m。
各层土的物理力学性质指标见表1。
黄土最大自重湿陷量31.6cm, 最大自重湿陷系数0.045。
根据勘察分析判定该场地属自重Ⅲ级湿陷性黄土, 局部为Ⅱ级湿陷性黄土。高~中压缩性土。不能满足设计要求。因而消除地基土的湿陷性应是地基处理的首要目的, 而提高地基土的承载力以满足建筑物的需要, 也是地基处理的另一个主要目的。
3 地基处理方案
兰州地区除黄河沿岸一级阶地卵石层较浅, 不需处理外, 绝大部分场地均为自重湿陷性黄土, 必须进行地基处理。根据不同的黄土层厚度、湿陷等级和建筑物类别, 常用的地基处理方法有垫层法、夯实法、挤密法、桩基础、预浸水法和单液硅化法。
本工程根据上面的地质条件, 经分析比较后确定采用灰土桩挤密法 (灰土桩复合地基) 对上部地基土进行处理, 以消除湿陷性并提高地基土承载力、降低其压缩性。对上部湿陷性土层进行整片处理, 上面再覆盖0.5m厚的灰土垫层, 在灰土垫层上再做基础, 灰土桩挤密处理深度为6m, 处理平面范围由基础外缘外扩3m。填料用2∶8灰土。
4 挤密桩的设计
4.1 桩孔间距的确定
根据《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB50025-2004) 的规定原则, 挤密桩宜按正三角形布桩, 其孔心距可按下式计算:
式中:S———孔心距 (m) ;
D———挤密填料孔直径 (m) ;
d———预钻孔直径 (m) ;
ρd0———地基挤密前压缩层范围内各层土的平均干密度 (g/cm3) ;
ρdmax———击实实验确定的最大干密度 (g/cm3) ;
成孔后, 3个孔之间土的最小挤密系数, 甲、乙类建筑不宜小于0.88;丙类建筑不宜小于0.84。
ηcmin———土的最小挤密系数;
ρd0———成孔后三孔中心点处的干密度 (g/cm3)
本工程按施工机具条件及兰州地区常用做法, 选用桩孔直径d=0.4m。根据击实实验, 桩间土的最大干密度为16k N/m3, 按压实系数0.93计算, S=1.000m, 布桩平面形式为正三角形。
4.2 复合地基承载力估算
式中:fsp, k———复合地基承载力标准值 (k Pa) ;
fp, k———灰土桩承载力标准值 (k Pa) ;
fs, k———桩间天然地基土承载力标准值 (k Pa) ;
m———面积置换率;
β———桩间土承载力折减系数;
最后确定采用桩长6.2~6.7m, 桩间距为1m, 布桩平面为等边三角形。桩孔填料为2∶8灰土。
根据试桩试验, 本工程以上各参数分别取值如下:
最终计算出fsp, k=184.4k Pa, 满足设计180 k Pa的要求。
在复合桩基设计施工前, 必须对施工场地进行小范围的试桩, 以取得可靠的数据, 同上面的计算结果进行比较分析, 这样才能用于设计与大面积的施工, 做到经济合理、安全可靠。
5 施工方法
灰土桩施工前, 先将基坑开挖到接近设计标高处。灰土桩采用沉管法成孔挤密, 成孔机械为1.8t的柴油沉桩锤, 由W1001履带起重机带动。桩孔夯填2∶8灰土, 人工控制填料, 电动夯实机连续夯击。
施工及建设单位对成孔和夯填施工进行了严格的监督和检验, 除对桩位、桩孔、桩身垂直度和桩身灰土的压实系数等逐项检查外, 还对每根桩孔的回填量和夯击次数作了记录, 对发现的问题及时研究处理, 确保灰土施工的质量达到设计要求。
灰土桩施工结束后, 挖去设计桩顶以上的预留土层, 其上再分层碾压做500mm厚的3∶7灰土垫层。
6 质量检验
灰土桩复合地基竣工半个月后, 开始对地基加固效果进行检测, 对桩间土采用了取原状土样土工试验、标准惯入试验N63.6、轻探N10对土进行了检测。
通过检测, 各项指标均达到要求, 桩体和桩间土的承载力达到设计要求, 经过两年的沉降观测, 沉降量在规范允许的范围内, 使用效果良好。
7 结束语
采用灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基, 是非常适合的, 既消除了湿陷性, 又提高了地基土的承载力, 减小了沉降。填料可以就地取材, 价格便宜, 施工简单, 进度快, 技术效果和经济效果都很显著, 是湿陷性黄土地区地基加固的有效方法。但其也有不足之处, 灰土挤密法受深度和天然含水量的影响和约束。桩若过长, 成桩困难。地层含水量过大, 有缩孔现象, 过小, 地基土强度过大, 桩管难以挤入土中, 设计时要特别注意。
摘要：对湿陷性黄土地区采用灰土挤密桩的方法进行了论述;对灰土挤密桩挤密湿陷性黄土进行了计算分析。
关键词：湿陷性,黄土,挤密桩
参考文献
