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浅谈湿陷性黄土区域素土挤密法地基处理的运用案例

2025-09-07 57 上传者：管理员

摘要：湿陷性黄土在一定压力下受水浸湿后，土结构会迅速被破坏，导致结构产生较大下沉，土层强度也会迅速降低，会对结构安全产生较大安全隐患。素土挤密法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基，在沙坡头区兴仁镇湿陷性黄土层较厚的区域使用效果较好。

关键词：
地基处理方法
天然地基
湿陷性
素土挤密桩
黄土
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素土挤密桩指利用横向挤压成孔设备成孔,使桩间土得以挤密,用素土填入桩孔内分层夯实形成素土桩,并与桩间土组成复合地基的地基处理方法｡其施工工艺简单易行,处理成效显著｡沙坡头区兴仁镇区域地层主要以砂壤土及壤土层为主,沙坡头区2022年兴仁镇西里村现代高效节水农业项目分别在西里村及惠家沟村建设两座过滤器厂房,所选场地属于Ⅳ自重湿陷性场地｡过滤器厂房地基处理采用素土挤密桩进行处理｡本文针对该项目西里及惠家沟两处泵房地基处理措施,浅谈素土挤密桩在工程中的运用｡

1、工程概述

沙坡头区2022年兴仁镇西里村现代高效节水农业项目实施节灌面积1.54万亩,种植作物为玉米,灌溉方式采用滴灌,水源为香山兴仁片区生态修复及灌区供水工程配水,划分为西里和惠家沟2个片区｡工程新建首部过滤厂房2座,总建筑面积770.23m2,所选场地属于Ⅳ自重湿陷性场地,湿陷深度15~16m｡

2、工程地质

根据探井揭露[3],在场区勘察深度范围内,整个场地地层自上而下可分为两个主地层单元:砂壤土(Q41eol)-粉砂(Q41eol)-壤土(Q41eol),现将各地层分述如下:

①砂壤土(Q41eol):场地内连续分布,褐黄色,干-稍湿,松散-中密,中压缩性土,可见较多细小孔隙,具湿陷性,局部夹粉土薄层,层厚11.2~14.0m｡

①-1粉砂(Q41eol):场地内连续分布,黄褐色,干-稍湿,松散-中密,中压缩性土,具湿陷性,层厚1.5~2.8m｡

②壤土(Q41eol):场地内连续分布,黄褐色,稍湿,中密~密实,中压缩性土,上部具轻微湿陷,下部土层不具湿陷性｡

地质评价结论:经过岩土勘察,场地内素填土､砂壤土均有湿陷,厂房基础底面以下的湿陷厚度较大,湿陷厚度15~16.5m之间,湿陷等级Ⅲ~Ⅳ级非自重湿陷,湿陷深度>5m,需采用挤密处理或预浸处理｡

3、挤密桩设计

挤密法根据成孔工艺｡分为挤土成孔挤密法和预钻孔夯扩挤密法,本工程选择挤土成孔挤密法｡

3.1工艺流程

场地平整→定桩位放线→桩机就位→锤击成孔略深于设计标高→分层夯填→桩身抽样检验｡

3.2挤密桩布置

依据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2018),该首部过滤厂房建筑物类别为丙类,地基湿陷等级为IV级,根据丙类建筑消除地基部分湿限量的最小处理厚度要求,处理厚度≥5.0m,且下部未处理湿限性黄土层的剩余湿限量不应大于300mm｡通过计算,西里首部过滤厂房最终确定挤密桩深度为8m,惠家沟蓄水池片区最终确定挤密桩深度为9m,采用挤土成孔挤密法整片处理｡

(1)挤密孔的孔位,宜按正三角形布置｡详见图1｡孔心距按照下式[1]计算

(2)挤密填孔后,3个孔之间的最小挤密系数

通过计算,挤密桩孔径为0.4m,孔间距为1m,正三角形布置,西里首部过滤厂房布设总桩数1078个,惠家沟蓄水池片区首部过滤厂房布设总桩数512个｡挤密范围每边应超出基础边缘不小于2.0m[2]｡房心土采用素土回填,压实系数均不小于0.97｡

4、挤密桩施工组织设计

4.1施工要求

(1)回填土料要求:土料中有机质含量不得超过5%,土粒粒径不应大于15mm｡(2)土料含水量要求:土料含水量应接近最优含水率,偏差控制在3%之内｡(3)桩孔垂直度要求:偏差不大于1.5%｡(4)成孔顺序要求:施工时顺序采用先外后里,隔排隔行隔孔,隔一打一的方式,成孔后立即分层回填夯实｡(5)依据湿陷性黄土地区建筑标准(GB50025-2018)相关规定桩体内压实系数不低于0.97,桩间土压实系数不小于0.93,桩间土和桩体土的湿陷系数小于0.015｡

4.2施工技术准备

项目技术负责人,技术人员认真预检图纸,参加施工图会签,澄清有关技术问题,熟悉相关专业施工规范､质量评定标准｡为了解施工场地实际高程,素土挤密桩施工前要进行场地高程测量｡测量精度:10m×10m网格;各作业区分别测量｡

4.3施工工艺[4]

场地平整→定桩位放线→桩机就位→锤击成孔略深于设计标高→分层夯填→桩身抽样检验｡

施工工艺流程如图2所示｡

图1素土挤密桩设计

图2施工工艺流程

(1)场地平整:对场地进行平整,满足正常施工要求｡

(2)定桩位放线:先进行交桩(坐标控制点),再进行布置平面导线控制网,最后进行复测｡

(3)打桩机就位:施工顺序宜按间隔法进行,如图3所示,施工顺序为:①-②-③-④｡

图3成孔施工顺序

(4)成孔到设计要求:根据现场情况考察,成孔过程中,必须要做好防止可能会出现塌孔现象､缩孔｡因此,在成孔过程中必须掌握各层土质情况｡

(5)成孔质量检查:成桩过程中,应进行成孔质量检查,包括孔径､孔斜､孔深等,成孔质量为全数检查｡成孔完毕后,必须用木板或脚手板遮挡孔口,防止土块､杂物､人员坠落,严禁用草袋､塑料布虚掩,在桩孔四周设置硬围护,悬挂警示牌并安排专人巡查｡

(6)素土拌合:桩孔内的素土填料应拌合均匀｡土料宜选用粉质粘土,土料中的有机质含量不应超过5%,且不得含有冻土,渣土垃圾粒径不应大于5mm｡孔内填料应分层回填夯实,填料的平均压实系数不小于0.97,其中压实系数最小值不应低于0.93｡

4.4质量控制

每个单体建筑物控制点采取有效措施保护,素土挤密桩布点用直径16mm的钢筋打入地面30cm后灌入石素粉,确保点位准确,不易损坏｡

(1)原材料质量控制:土料使用就地挖出的壤土､粉质黏土,土料中有机质含量不得超过5%,土料中不得含有渣土､杂土､冻土和垃圾,土粒粒径不应大于15mm｡不得使用塑性指数大于17的黏和小于4的沙土｡

(2)成孔质量控制:宜从中间向外间隔(1~2)孔依次进行,成孔结束后,对孔深､孔径､孔斜等进行全数检查｡

(3)回填料质量控制:混合料的含水量应满足最优含水量要求,允许偏差应为±2%,混合料应拌合均匀,混合料配合比符合设计要求｡

4.5质量检测验收

依据规范要求,桩身检测数量不小于总桩数的0.6%,且每单体工程不少于6根,桩身压实系数要分层检测｡承载力检测采用单桩或多桩复核地基静载荷试验,检测数量不应少于总桩数的0.5%,且每单体建筑不应少于3点｡

5、挤密桩施工中常见问题及处理

5.1桩孔出现缩孔或塌孔处理措施

依据规范相关规定及要求,桩孔回填土的含水量达到或接近最优含水量时,挤密效果最好,含水量过大或者过低都会出现缩孔或塌孔情况｡根据实际情况如果含水量大于22%时,不宜选用挤密法｡对含水量小于10%的填料土,需要采取增湿措施,以提高挤密法的处理效果[1]｡西里和惠家沟2处厂址地基土现状含水率在12.7%左右,实施过程中未出现缩孔或塌孔情况｡

5.2桩孔回填夯击不密实处理措施

桩孔回填土制备好之后,需要现场试验测定达到压实度对应的干密度,随填随夯,对回填好的孔及时检测,如果达不到压实度要求要对锤击数进行调整,适当增加击数｡

6、几点体会和建议

(1)素土挤密桩的设计参数比较明确,因此在挤密桩正式施工前,进行工艺试桩是不能少的保证质量的措施｡

(2)素土挤密桩的施工质量具有隐蔽性,要注重监督分层填实厚度,夯击次数,夯实后的干密度以及桩心距,桩径大小等关键工序｡

参考文献:

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.湿陷性黄土地区建筑标准:GB50025-2018[S].北京:中国建筑工业出版社,2019.

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

[3]沙坡头区2022年兴仁镇西里村现代高效节水农业项目初步设计报告[R].

[4]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,2010,36(12):76-77.

文章来源:何学忠.浅谈湿陷性黄土区域素土挤密法地基处理的运用案例[J].科学技术创新,2025,(17):191-194.