地基处理灰土挤密桩现场施工方法

郑州市江山路拓宽改造项目道路、雨污水工程地质处理（灰土挤密桩）处理方案

一、情况说明

江山路扩宽改造工程K13+870-K14+100段为原黄河河道支流。方向为（南北）经现场开挖探坑勘察主机动车道中东中西25米范围内，地下1.5米以下为胶泥土层厚度为（20-50cm）淤泥层厚度为（3m-4m），现提出处理方案。

路基基底均设置灰土挤密桩进行处理,灰土挤密桩桩顶标高控制为道路路基

顶标高，桩深控制为6米。灰土挤密桩桩径0.4m，桩间距为1.2m，呈等边三角形布臵，处理范围为两侧道路红线范围中东西18米布设，每行25根共165行（4125根）本段K13+025处原污水坑以片石处理不必做灰土桩处理需减少225根。实际灰土桩为3900根，总长度为23400米。

灰土挤密桩试用范围：

1、试用与地下水位以上湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基。可处理地基深度为5-15m

2、地基含水率大于24%，饱和度大于65%时。不宜用灰土挤密桩法。

桩体材料的作用：

（1）灰土桩是用石灰和土按一定体积比例（2∶8或3∶7）拌和，并在桩孔内夯实加密后形成的桩，这种材料在化学性能上具有气硬性和水硬性，由于石灰内带正电荷钙离子与带负电荷粘土颗粒相互吸附，形成胶体凝聚，并随灰土龄期增长，土体固化作用提高，使土体逐渐增加强度。在力学性能上，它可达到挤密地基效果，提高地基承载力，消除湿陷性，沉降均匀和沉降量减小。

（2）桩体作用在灰土桩挤密地基中，由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量（灰土的变形模量为E0=29～36MPa，相当于夯实素土的2～10倍），荷载向

桩上产生应力集中，从而降低了基础底面以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和湿陷变形的不利因素。此外，由于灰土桩对桩间土能起侧向约束作用，限制土的侧向移动，桩间土只产生竖向压密，使压力与沉降始终呈线性关系。

工艺参数的确定：

灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基，一定要根据现场的地质条件和工程的使用要求，正确选用施工参数，才能达到经济有效的目的。

灰土挤密桩参数包括：承载力、桩孔直径、桩孔深度、处理宽度、桩孔的平面布置、桩距、填料等。

填料和压实系数：

桩孔内的填料，应根据工程要求或地基处理的目的确定。并应用压实系数λc控制夯实质量。

当用灰土回填穷实时：λc≥0.97，灰与土的体积配合比宜为2∶8或3∶7。承载力和变形模量的确定：

载荷试验法。对重大工程，一般应通过载荷试验确定其承载力，如挤密桩目的是为了消除地基湿陷性，则还应进行浸水试验。在自重湿陷性黄土地基上，浸水范围的直径或边长不应小于湿陷性黄土层的厚度。灰土挤密桩地基，不应大于处理前的2倍，并不应大于250kPa。三灰具有明显的水硬性，而水养试块强度更高，且随龄期的增长而提高。龄期30天的单桩容许抗压强度可选用900～1600kPa，比灰土桩强度增高1/4左右。

本专项方案为明确地基处理范围内灰土挤密桩施工作业的工艺流程、操作要点、相应的工艺标准及检测方法，规范灰土挤密桩的施工作业，保证地基处理的质量。

二、施工技术要求

（1）地基土的含水量不得大于24%，饱和度不得大于65%。当孔内有渗水或积水时，应及时将水排出地表；当地基土含水量低于12%时，应对土层进行增湿到最优含水量。

（2）灰土挤密桩施工从外向里间隔1～2孔进行。填料前孔底应夯实，并应抽样检查桩孔的直径、深度、垂直度。

（3）桩孔中心的偏差不应超过桩距设计值的5%，垂直度偏差不应大于1.5%。

（4）抽样检查数量不得少于钻孔数的1.5%，且每项单体工程不应小于3点，不合格的必须补桩。

三、施工方法及要求

3.1施工准备

（１）施工前选定具有代表性段落进行工艺试验，确定有关施工技术参数，并对试桩检测复合地基承载力等，对含水率较大的（如大于塑限含水率）应特别关注缩孔的问题，因缩孔影响桩长和桩径时，应及时与设计单位协商予以解决。试桩数量应符合设计要求且不得少于2个施工单元（如按三角形布臵每个施工单元7根桩）。

（２）复核地基土的含水率、饱和度，当地基土的含水率小于12％或大于24％、饱和度大于65％时，及时通知设计单位予以确认，由设计单位确定是否变更设计。

（３）施工前清除地表耕植土。平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。

（４）测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。

（５）确定灰土挤密桩的桩顶标高和原地面标高。

（６）桩位放样：按照设计图纸进行测放桩位，桩位用钢钎打入20cm深后灌入白灰，或直接用钢尺拉出点位后用白灰点出桩位。

（７）成孔机械表面应有明显的进尺标记，以此来控制成孔深度。

（８）施工顺序：隔排隔行，间隔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。当整片处理时宜由内向外进行，局部处理宜由外向内进行。

（９）桩体使用的石灰块径不得大于5mm，加石量不得大于5%。水泥不得受潮、结块，应符合设计要求，并按相关规定进行检验。

（１０）进行填料的轻型击实试验，确定施工用的相关参数，如最佳干密度、最佳含水量（注意实际施工时的最佳含水量低于轻型击实试验做出的最佳含水量）、配合比等。

3.2施工工艺与流程

灰土挤密桩采用振动沉管法成孔，内击锤夯击回填夯实成桩。处理区段地基土的含水量宜接近最佳含水量，当土的含水率低于12％时，宜对处理范围内的土层进行增湿。增湿处理应在地基处理前4～6d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。

施工工序如下：

桩管就位沉管挤土拔管成孔桩孔夯填

（1）桩机就位：机械按布臵好的桩位就位，沉管上刻划刻度线，桩机保持垂直，用吊锤或经纬仪检查垂直度，垂直度偏差不大于1.5%。

（2）成孔工艺：锤击成孔按隔排跳打或根据成孔情况采用隔桩法进行，采用沉桩机将与桩孔同直径钢管打入土中拔管成孔。开始成孔阶段要轻击慢沉，打入设计深度后，立即关闭油门，桩管停滞1min后开始缓慢均速地拔锤。成孔后清底夯实、夯平，夯实次数不小于8击，若孔底含水量较大时应先填筑10～20cm混合料后再进行底夯，已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。夯锤不宜在土中搁臵时间过长，以免摩阻力增大后提拔困难。