灰土挤密桩法在湿陷性黄土地基处理中的应用分析.pdf

灰土挤密桩法在湿陷性黄土地基处理中的应用分析牛瑞祥(兰州新区水务管理投资集团有限公司甘肃 兰州)收稿日期:作者简介:牛瑞祥()男甘肃会宁人本科工程师主要从事工程管理工作摘 要:为探讨灰土挤密桩法在湿陷性黄土地基处理中的应用采用工程实例结合理论实践的方法立足湿陷性黄土的特点分析了灰土挤密桩法在处理湿陷性黄土地基中的优势并提出具体的应用要点 分析结果表明湿陷性黄土具有湿陷性、直立性、膨缩性、易崩解性等特点难以满足工程项目施工建设的要求需要对其进行科学有效的处理灰土挤密桩法具有处理深度大、原材料价格低等优势可显著提升湿陷性黄土的承载力和稳定性从而保障工程项目的建设质量关键词:灰土挤密桩法湿陷性黄土地基处理沉桩中图分类号:文献标志码:文章编号:():/引 言灰土挤密桩是采用振荡式打桩器将带有通风桩的圆筒打进土壤的预应力以此为依据对周围的黄土产生较大的横向压力使同等容积的土样被压缩到周围土壤中从而达到减少土孔的目的增大了土壤的密度消除了土壤的湿陷性改善了桩间土的承载能力 在灰土桩的桩身材料中通过与土的物理、化学作用可以将桩身的强度固化而桩与挤密土共同构成的复合地基既能有效地提高地基的承载力又能达到设计的要求 工程概述某工程项目地基地质条件为湿陷性黄土处理面积约为 要求湿陷性黄土的处理深度不低于 处理深度范围内存在粉质黏土、粉土等不良地质场地自重湿陷约为 属于典型的自重湿陷黄土长度总湿陷量约为 湿陷性黄土等级为级 采用灰土挤密桩法对其进行处理设计灰土挤密桩桩径为 桩距为 有效桩长 由 灰土回填夯实成桩要求平均挤密系数不低于 压实系数不低于 以消除黄土的湿陷性保障工程项目建设质量 湿陷性黄土的特点)湿陷性:由于受自然地表水流的侵蚀使其溶于土壤中的盐成分发生溶蚀颗粒之间的粘附作用发生断裂使其在水中漂浮 在第二次沉积时由于土壤颗粒与已沉淀的土壤颗粒接触由于二者间的引力比自身的重力要大因此颗粒就会滞留在原来的位置不再发生沉降形成蜂窝状的构造这就为地下水的进一步冲刷创造了条件 在受外力的作用下会对土体的结构造成严重的破坏造成大量、剧烈的变形使结构的强度大为下降从而引起湿陷性)直立性:在自然水分条件下湿陷性黄土的强度高压缩率低能支撑垂直边天然岩体多为 左右的坡度天然的湿润土在天然状态下是垂直的)膨胀性:黄土遇潮后会产生胀大现象在干透后会产生收缩 重复使用就会出现裂缝继而脱落从而严重地影响地基的稳定性)崩解性:湿陷性黄土一旦浸泡在水中就会迅速发生崩解从而严重地影响到地基的强度和稳定性 灰土挤密桩法的优势)粉土挤密桩是一种侧向挤压式结构桩它可以有效地克服黄土地区的湿陷性从而改善其承载力减小其压缩性能)与换土垫层相比不需要进行大量的回填也不需要进行大范围的土方挖掘和回填从而缩短了施工周期节约了资源)处理深度大通常可达 )挤密型灰土桩中使用的材料比较便宜如石灰、素土等可以在当地直接使用因此成本较低且对环境影响不大)施工不需要太多的设备施工机械比较简单施工方便效率高 灰土挤密桩法在湿陷性黄土地基处理中的应用要点 做好施工前的准备工作在灰土挤密桩正式前需要按照地质水文勘察报告选择合适的机械设备以提升施工效率本工程在施工中采用了 型走管式振动沉管桩机 油滴状夯锤机 台 卷扬机 台 应用灰土挤密桩法的施工场地要平整为大吨位装机移动和调整机位提供便利条件也要保证灰土挤密桩的垂直度符合要求施工现场的最大坡度不能超过 机械设备运输到施工现场后由厂家技术人员辅助经验丰富的技术人员组装必须严格控制好灰土挤密桩管的垂直度对容易发生损坏和破坏的零部件进行维修更换以保障后续施工的连续性 根据设计图进行测量和标高并对每个压实的准确部位进行定位 就案例工程而言属于独立基础基础底面为 处理宽度为 按照设计要求桩孔可按照正方形布置间距为 具体的灰土挤密桩桩位布置如图 所示图 灰土挤密桩桩位布置图(单位:)建设的深度应视建设项目的地基要求、湿陷性类型、湿陷性等级、湿陷性土层的厚度和桩身的施工条件等因素来确定 对于非自重湿陷性黄土其处理厚度应当是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当附加压力与土体自身重量的 相等时则桩长度通常不能低于 在处理深度太小的情况下采用灰土挤密桩是不经济的目前已有的钻孔深度为 灰土挤密桩直径、间距、深度的选择在应用灰土挤密桩施时桩的孔径大小与施工设备的承载能力以及基础土层的初始密实程度有关 桩径较小桩数较多造成了桩身、回填量的增大 桩径大压实效果差均匀度低不能彻底消除黄土的湿陷而且需要大量的成孔机械而且振动对周边建筑的影响也很大 总之桩径的选取要综合考虑目前常用的桩直径为 本工程工程采用了 的桩径桩距的设计是为了在挤密后达到一定的密实度消除黄土的湿陷性满足承载力的需要 若桩间距不够大容易发生缩颈等施工问题引起桩间土体的拱起从而释放应力增加工程成本 如果桩间距过大对桩间土层的挤密性影响不大不能满足规范的要求造成施工安全隐患严重时会导致整个项目的失败 由于桩距的差异压实效果也存在差异在设计时要综合考虑工程和环境因素确定桩间距并进行试验以获得最优桩间距达到最优挤压效果桩身的钻孔深度要根据工程建筑物的地基要求、湿陷性类型、湿陷性等级、湿陷性黄土的厚度和桩身的施工条件等因素来确定 对于非自重湿陷性黄土其处理厚度应当是:在基坑中当土体的初始湿陷力比外加压力和上覆土体的饱和自重压之和时或当附加压力与土体自身重量的 相等时则桩长度通常不能低于 在处理深度较小的情况下采用土桩挤密方法是不经济的目前已有的钻孔深度为 拌和灰料按照设计的需要所需的灰土是 的灰土(体积比)所用的生石灰要通过筛分灰粉的粒度不宜超过 生石灰中不可掺入未熟化的生石灰块和过火石灰并且不能含过量的水分以深挖时挖掘的土壤为主但不能含有机物在使用之前要先过滤粒度不能超过 把灰土混合在一起要控制好含水量(现场检查时要以把灰土攥在手里轻轻一揉就碎为宜)要现配现用若含水量过高则夯击密实度不能保证且很难吸收地基中的水分而且硬化后出现的气孔导致后期强度不高 若含水量过小由于没有黏性只是一种疏松的粉末因此必须选用合适的水分(按实地打桩测试水分含量约为)振动沉管启动振动锤沉管振动到预定深度后边振动边下料拔管 如有需要可进行适当的倒置以确保桩身直径不低于 常用的夯击有两种一种是偏心轮夹杆式连续夯实机另一种是卷扬机提升式夯实机偏心轮夹杆式连续夯实机:使用两个对称的直径为 左右的圆盘圆盘上设有一个凹槽在圆盘旋转时两个圆盘夹持夯锤的垂直棒向上提起当圆盘转到凹槽时圆盘不能再夹住夯锤夯锤自由下落并将填料压实而用来充填桩孔的夯锤为铸钢底部为倒抛物线锥或圆锥锤重为 最大直径要比桩孔直径小 此种振动沉管最大的优势是结构简单在施工现场行走方便 缺点也很明显需要依靠摩擦力来提升夯锤存在一定的局限性卷扬机起重式夯实机:可安装在起重车上向上行走起重不低于夯锤的 倍起重 落差 本机具有夯击力大、一次可装填更多的土打实效果好但手工作业费时费力上述两种振动沉管方式都有各自的优点和缺点在实际应用中需要结合现场条件选择合适的沉管方法 本工程湿陷性黄土处理面积比较大不同位置地质水文条件不同采用了二者相互结合的方法实现了优缺点的相互弥补保障了湿陷性黄土处理效果 压实和夯实当回填料灌入湿陷性黄土中以后停止继续振动套上平底桩管靴并启动加压卷扬机通过桩机自身重力进行加压 在一些特殊位置或者是比较重要的位置可开启振动锤进行振动压缩但要控制好压缩量不应小于 在夯实前需要进行夯填试验以确定最佳的填料数量和夯击次数严格按照设计要求和项目质量标准进行试验操作以保证湿陷性黄土处理效果 压实后经检验合格后及时进行充填顺序为先下夯确保有效处理深度一般在 锤以上直到听到清脆锤声才能进行填筑每次分层填料厚度、夯锤高度、夯锤锤数均按试桩获得的参数来决定 每一层都能听见清脆的敲击声然后在上面加一层填充剂 孔间土壤的平均挤密率达到设计指标由专业人员按照规定的数量进行填充不得随意随意填充不得将材料直接灌入孔洞夯填土的密实度达到设计要求桩身必须比设计桩顶高 在拔出桩管后桩机移动到下一桩位置再将三角支架支撑起来首先在钻孔中放入泥土再用填料将其分层压实 为了确保所需要的击实功分层的厚度应不超过 锤击次数应不少于 次落锤高度应不低于 夯的高度应该比设计桩顶的标高高 以上形成孔异常的原因和处理办法:桩底过高或桩管下沉较缓或桩进流因数较少这主要是因为土壤水分含量较少土壤质地较致密或者土壤中存在沙粒或砖渣故无法通过桩管贯入比较大桩锤不能突然发力或沉陷速度太快这与土壤疏松或桩管径较小有关 处理方法:如果土壤比较松软可以将桩管抽出用不粘的泥土进行沉管挤压如果桩管径太小可以考虑更换桩管 注意事项要严格地控制填料的含水率太高或太低都会影响夯填的密实度 夯具的位置要稳定沉管竖直夯锤要对准桩心保证夯锤能够顺利地落到孔底 工地必须要排水通畅否则一旦下雨地基含水量就会增加更容易产生缩孔雨水会渗入桩身对桩身的质量也有影响 孔洞采用隔排跳打法如先打一排、三排然后在中间打第二排有利于挤密 在成孔后要及时充填防止收缩和雨水渗入 在填筑前进行填夯实验以确定每一次的合理填充量及夯击次数 人造填筑物需要混合均匀的灰土加入均匀 旁站质量检验员做好施工纪录 压实成孔时要注意预防漏孔、错孔对钻孔后的施工质量进行严格的检验并作好详细的记录 灰土的配比要严格配合比例要与设计相适应石灰粉、土都要经过筛分灰土要搅拌均匀直到颜色完全一致才能立即进行填筑不能隔天施工 在进行桩孔填料的加固时必须要认真、负责在施工过程中可以根据打桩试验确定适当的灌浆数量和打桩次数以保证其质量 灰土挤密桩施工质量检测)在施工之前对桩尖土进行标准灌浆试验比较各个土层的强度状况以此判断土体的承载力)对混合地基的承载力进行检查其检查次数不得少于总桩数的 且不少于 个且每根桩承载力的检查数不得少于)在工程完成后每隔一段时间进行质量检查 在孔隙水压力消失后每隔 以上才能进行饱和黏质土壤基础的检验而粉土、砂土和杂填土的基础应在 内完成)桩基现场检验主要检验桩径、桩距、桩长、桩土等可以利用钢丝绳进行桩距和桩径的现场测定同时还可以利用钻孔取芯法对桩长和桩身土进行监测同时还可以对桩间土壤进行手工探井采样就案例工程而言施工完成后进行了室内试验对湿陷性黄土处理后的干密度和抗压强度进行试验 其中干密度试验的主要目的是检测灰土的压实系数 而抗压强度试验的主要目的是确定桩基土样抗压强度 本工桩间土样共取 组具体的室内土工试验结果如表 所示表 室内土工试验结果表项目干密度/()孔隙比压缩系数/()湿陷系数灰土挤密前范围 平均值 灰土挤密后范围 平均值 通过试验土工试验结果表明经过灰土挤密桩法处理后的在湿陷性黄土地基的干密度、孔隙比、压缩系数、湿陷性系数等有了显著提升各项指标也都达到了本工程设计的要求挤密效果显著合格率更是达到 结束语结合实际案例分析了灰土挤密桩法在湿陷性黄土地基处理中的应用分析结果表明在案例工程中应用灰土挤密法有效解决了湿陷性黄土的不良状况提升了地基的承载力和强度 在进行湿陷性黄土地基处理中采用灰土挤密桩法无需开挖地基 对环境的影响是显而易见的 同时处理的基础深度可以达到 回填物成本低施工设备简单该工程具有施工简单、经济、技术效果好等优点有很高的推广价值:参 考 文 献:张果果闫宪周陈强.浅谈西北地区房建工程灰土挤密桩地基加固施工工艺.建筑安全():李成.灰土挤密桩技术在高速公路施工中的应用.工程机械与维修():秘荣明.灰土挤密桩法在湿陷性黄土地区路基施工中的应用.交通世界():徐昕王国靖.浅谈灰土挤密桩在湿陷性黄土地区高填方路基施工中的应用.中国设备工程():李良君.灰土挤密桩在湿陷性黄土地基处理中的应用.工程建设与设计():岳钰杰.灰土挤密桩法与砂石桩法于黄土填方地基处理中的应用研究.中国建材科技():(上接第 页)间 电镀园区末端废水治理效果有限应全过程有限控污全过程治理的标准是工艺全自动、设施全封闭、设备全架空、废水全分流、效益全提高、管理全加强 同时在进行电镀厂房建筑设计时应注意考虑新材料及新技术的应用本项目建筑设计考虑在外墙上使用符合住建部 项新技术中推荐的材料聚氨酯泡沫板 同时外墙材料就地取材利用当地农业生产过程中的残渣和部分工业废料组成 这种材料不仅在硬度和强度上达标而且绿色环保保温隔热性能也能通过国家部门检测 结 语随着国家越来越重视“双碳”及节能设计电镀厂房的建筑设计需考虑的因素会越来越多 建筑设计师在进行厂房设计时不仅要考虑功能流线而且要将工艺流线生产流线后期使用维护等均考虑进去 在党的二十大提倡建设数字中国的今天电镀厂房的设计及使用也要考虑与数字化进行结合降低园区的运维成本建造出更符合当代人使用的电镀厂房:参 考 文 献:新华社.中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 年远景目标纲要/.().:/./.刘似玉.电镀厂房建筑设计探讨.科技创新导报():.朱泽松.电镀厂房建筑设计研究.电镀与环保():.孙栋於杨侯韵等.当代工业厂房的设计策略研究.城市建筑():.易君芝.单层工业厂房屋面遮阳装置设计.工程建设():.张伟周震霄王晓楠等.环保型电镀厂房.电镀与精饰():.傅绍燕.电镀车间工艺设计手册.北京:化学工艺出版社.孟洵.工业厂房建筑立面设计.工程技术研究():.徐冬石勇.新形势下集中式电镀园区的设计和管理研究.电镀与精饰():.曾永河.工业厂区规划与工业厂房设计特征探讨.科技与创新():.中华人民共和国住房和城乡建设部.工业建筑节能设计统一标准:.北京:中国计划出版社.王璐.电镀园区着眼全过程控制 从生产线设计到末端进行深度治理.表面工程与再制造():.赵春梅于乃川姚颖悟.电镀厂房建筑设计探讨.电镀与精饰():.