西安市某汽车客运中心灰土挤密桩质量检测.doc

西安市××汽车客运中心灰土挤密桩质量检测　　【摘要】灰土挤密桩的成功经验，为黄土地区高层建筑地基处理提供了一种既经济又可靠的方法　　【关键词】灰土挤密桩；含灰比；复合地基　　【Abstract】　The successful application of lime-soil compaction pile provides an economical and reliable method for ground treatment of high-storey building in loess area.　　【Key　words】　lime-soil compaction pile; lime content ratio; composite foundation0　引　言　　西安市××汽车客运中心位于东郊长乐中路西段北侧主楼占地30 m×58 m，高68 m，15～18层，框架－剪力墙结构，箱形基础建筑物总荷重约280 000 kN，基础底面积1 060 m2，基底压力为280 kPa　　勘察工作于1992年7月展开，由我院承担经反复分析论证，建议采用 灰土挤密桩处理地基，为设计采纳。

1993年元月地基处理开始，我院承担施工监 理及质量检测投入使用五年多来，地基沉降情况良好17个观测点平均沉降量近100 mm差异沉降小于10 mm　　通过工程实践，对湿陷性黄土地区高层建筑采用灰土挤密桩处理地基，积累了技术资料，提供成功实例较采用砼桩基节约投资约100万元，工程周期提前约半年　　1　岩土工程条件评价1.1　场地的岩土工程地质条件　　场地地貌单元属渭河Ⅲ级阶地　　勘探深度范围内的地层划分见图1　　图1　工程地质剖面图　　场地地下水稳定水位埋深18.4～18.7 m，属潜水　　各土层的承载力标准值及压缩模量Es值见表1表1　地基土承载力及压缩模量表土层编号力学指标②③④1④2⑤⑥⑦⑧⑨fk／kPa140150180200140175180240250Es/MPa3．05．510．015．05．013．015．035．020．0　　场地属非自重湿陷性黄土，地基湿陷等级属Ⅰ级　　1.2　地基方案　　拟建建筑物属黄土规范中规定的甲类建筑物，按照《湿陷性黄土地区建筑规范》(GBJ25—90)第4.1.2条规定：地基处理必须消除全部湿陷量或穿透全部湿陷性土层　　据本场地条件，基坑开挖至6.0 m后，再利用灰土挤密桩处理至④2层顶面，有效桩长8.0 m，即可消除地基的全部湿陷量。

　　从本场地地基条件来看，大气降水渗入后，受古土壤④层相对隔水和局部浸水的影响，地面下约10.0 m深度处土的含水量较高，平均值约25%，局部达27%(见图2)，影响成孔时的挤密效果，但厚度不大，采用干砂、生灰块、碎砖填料复打，即可解决问题 图2　含水量与深度关系图2　施工监理阶段岩土工程问题2.1　灰土桩身干重度　　目前灰土质量评价的指标用干重度来评价，一般要求2∶8灰土为15.5 kN/m3，3∶7灰土为15.0 kN/m3，灰土干重度达到要求就表明灰土质量达到要求，而实际情况不完全如此根据已有资料和经验，含灰比对灰土的干重度影响很大，在同样的夯击能作用下，含灰比小时，灰土干重度大；含灰比大时，灰土干重度小而过去含灰比完全靠现场人为控制，无法事后检查　　为消除上述可能存在的质量隐患，我们用新的灰土质量评价指标，即用石灰剂量测定评价含灰量是否达到设计要求此种方法测定含灰量精度可达0.5%，含灰量不达标就不能施工，然后再进行干重度评价这样避免了可能存在的不合格灰土质量问题，保证了灰土中灰份的活性2.2　灰土桩在相同的桩距系数下穿越三层黄土层时问题的解决　　根据设计图纸，灰土挤密桩穿越三层黄土层即黄土③、古土壤④1、④2层。

桩距系数均采用2.0，即桩间距0.8 m施工开始后发现缩孔现象很严重，当桩管沉入8 m后拔管，实测孔深只有6 m一般情况下，单根桩不缩孔，在相邻桩施工后，下部即发生缩孔现象场地东部尤其严重根据上述现象和缩孔发生的部位，发现含水量最大部位并不缩孔，原因可能是桩间距过小为了解决这一问题我们重新研究了勘察资料，结果发现③、④1、④2层土密实度差别较大③层γd＝13.07 kN/m3④1层γd＝14.66 kN/m3，④2层γd＝15.84 kN/m3(见图3)，且④1层底部及④2层钙质结核相对富集打孔时，桩身对周围土产生一个挤压力，当土质松散时，成孔的挤压力使四周土体加密但是当孔距较小、桩间土较密时，土中仍存在一个较大的剩余侧向挤压应力因此，当桩孔周围已打桩时，随桩管上拔，土中剩余挤压应力迅速释放，使土体产生横向回弹而发生缩径找到问题的症结后，我们建议进行冲孔、隔孔减桩等多种试验，最后摸索出用活瓣桩尖2次冲孔灌砂石的方法，不仅解决了缩孔问题，而且有利于挤密时古土壤层中产生的超孔隙水压力的排放，较好地解决了上述问题3　灰土挤密桩施工质量的检测　　检测工作随工程进度分批分期进行，工作量布置按设计、监理、施工三方制订的大纲进行，主要检测灰土桩身质量、桩间土的挤密效果、复合地基承载力及变形性能三个方面。

图3　干重度与深度关系图3.1　灰土桩桩身质量　　(1)桩身含灰比　　本次检验在桩身中取样做含灰比试验64件试验结果表明，含灰量达到或超过要求(20%)的为79%，在未达到要求的21%中，有43%达到上述标准的90%以上，有43%达到上述标准的80%以上因此可以说本次施工桩身含灰量基本满足2：8灰土要求　　(2)桩身干重度　　本次检验开剖桩身28个，取得干重度数据173个，平均值为13.15 kN/m3(标准差为0.791)该平均值相当于压实度88%的数值压实度偏低的原因是工艺本身 带来的，因为标准击实试验能量达60t*m/m3，而实际施工的能量都远小于该值3.2　桩间土的挤密效果　　本次检验在桩间土上取样做物理力学性质试验并在桩间土上进行了原位测试，和挤密前对比结果见表2　　从表2可以看出挤密后各层土的重度增大，孔隙比、压缩性减小，模量增大④层有一定程度的提高，但没有③层明显表2　挤密前后土物理力学性质指标对比表　资料来源值别w/%Sr/%ewL/%IPILa1-2/(MPa-1)ES1-2/MPaδs③挤密前勘察报告平均值23.416.1413.07591.08632.312.90.300.2311.790.023挤密后探井平均值23.118.7915.24780.78532.713.10.250.1116.480.000变化率%　+16.4+16.6+32.2-27.7　　-0.2-52.0+39.8　钻孔平均值22.419.3915.85850.71032.212.80.230.1313.340.000变化率%　+20.1+21.3+44.0-34.6　　-8.-43.5+13.1　④1挤密前勘察报告平均值21.017.7414.66670.85530.211.80.220.1316.190.020挤密后探井平均值20.919.6716.28850.72131.712.50.130.0918.010.000变化率%　+10.9+11.1+26.8-26.3　　-63.6-8.0-18.4　钻孔平均值19.719.9416.65850.63031.112.30.080.1213.20.001变化率%　+12.4+13.6+26.8-26.3　　-63.6-8.0-18.4　④2挤密前勘察报告平均值20.217.7015.84650.84829.411.40.190.2016.310.011挤密后钻孔平均值19.419.4016.26800.67030.311.90.080.1215.280.003变化率%　+9.6+2.6+23.0-20.0　　-57.9-40.0-6.3　3.3　复合地基承载力　　本次检验作了二组载荷试验，每组有一个桩间土载荷，一个桩身载荷，一个复合地基载荷。

一组选在挤密效果较好的部位，一组选在挤密效果较差的部位从试验结果看，按s/b＝0.008取值，两组复合地基承载力、变形模量差别较大，分别为401.9 kPa、271.8 kPa和35.9 MPa与24.4 MPa从而也说明，当含水量较大时，同样的夯击能条件下，挤密效果要差一些，但仍然可达到250 kPa以上，完全能满足上部荷载对地基的要求　　虽然挤密后复合地基的变形模量有较大差别，但考虑到载荷试验的影响深度较小，而底部差别较小，且上面还有1.2 m厚的灰土垫层，这样经调整后的差别不会很大，可以满足建筑物对变形的要求沉降观测结果验证了这一预估。