灰土挤密桩在湿陷性黄土建筑地基处理的应用及质量控制
摘 要：本文主要结合了灰土挤密桩在湿陷性黄土地基处理中的一个应用实例，对灰土挤密桩的设计和施工挤密效果进行了黄土地基承载力的具体分析，从而验证了灰土挤密桩在处理湿陷性黄土地基时的可靠性和实用性。
关键词：灰土挤密桩；湿陷性黄土；地基处理；质量控制
引言
近些年来，在实际建设工程中，很多地基处理技术和手段都进行了创新应用，其中最突出的就是灰土桩的复合地基运用，它显示出了很明显的经济优势。而在灰土桩的复合地基的施工方法中，灰土挤密桩法在处理一些软弱地基的时候有其独特的优势，它的主要优点有：施工速度比较快，造价相对低廉，所使用的施工设备也相对简单，使用的技术比较可靠，也可以使地基的承载能力进一步增强。所以，灰土挤密桩法收到了更好的社会效益，它也逐渐成为了地基处理方法中最为实用和有效的办法。
从事工程建设的人都知道，在湿陷性黄土中运用灰土桩，不仅能够减小它的湿陷性，还能够通过与挤密土的融合构建成新的复合基地。这种办法的应用可以在很大程度上增强地基的强度，减小变形，提高其质量，从而加强改善不利的施工特征。本文就通过简单结合实验，简单阐述挤密桩在对湿陷性黄土地基施工的过程中所要采取的对策，从而确保合理桩距，希望可以为同类的工程提供一些参考。
1 工程概况
某地新建一座医院的总工程建筑面积为12000m2，共分为了11层的住院楼（高度为35m）和3层的手术楼2方面，这栋建筑主要属于钢筋混凝土构架，它的2个组成部分也不尽相同，高层部分采用的是片筏，而在低层处则运用了柱下独立基础结构，它埋深分别是自然地坪之下为-3.5m和-2.5m。
在大楼北部大概10m的地方有一个现有3层的住院楼，东北方向则相邻着院内的马路。因此，我们根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）（以下简称《黄土规范》）可以将这个建筑定为乙类建筑。
整个施工场地的地质条件是冲积、堆积物，由上往下分别是：
1.1 湿陷性的黄土
这层黄土由表土层以下一直到层底深度为5m的地方，都是具有很高的压缩性的，同时具有强湿陷性，它的结构比较疏松，强度也相对较低。
1.2 湿陷性的黄土
一直到层底深度为12m的地方，这一层属于可塑状态的黄土，压缩性相对较高。
1.3 二级湿陷性黄土
但是其中却包含着许多的姜石，它一直到深度15m以上的地方都属于可塑性状态，并具有一定程度的压缩性能。
1.4 粘土层
一直到终孔深度的30m左右，这一层的强度是比较低的。
各土层的物理、力学性质指标如表1。整个场地为Ⅱ级自重湿陷性黄土场地，场地土类型为中软场地土，场地类别为Ⅲ类，湿陷性土层厚度为16m，自然地坪下18.6m为地下水稳定水位。
2 处理地基的对策
这种对策一定要完善合理，科学时效，对此，建筑施工方一定要加强对其所处的湿陷性黄土类别进行分析，并结合实际情况予以加强，在此基础上，还要完善经济分析的对策和方法，从而决定最后的项目施设和地基处理对策。
另外，在对灰土挤密桩进行处理地基时，还要保证桩距之间的合理性，其形成的复合地基要有比较结实的灰土垫层，保证其上部的负荷量的传达。只有这样其应力才会扩散的更快，从而在进行深度加固后，减小它所能承受的附加压力。
3 对于设计中的灰土挤密桩
3.1 桩长与桩距的测定
这个工程施工过程涉及到的内容就相对比较复杂，它不仅要求消除或减少地基的湿陷性，还有求能够提高地基的承载力，从而保证工程的顺利进行，提高施工场地建设的钢度和密实程度，只要达到了这样的标准，就可以在很大程度上改变场地的特性，也便于施工人员对其进行综合考量，确定灰土桩的桩距和实际距离。我们根据实际的先关规定可以知道，对于一些二类建筑物来说，进行自重湿陷性黄土场地的建设，能够消除地基部分的不足，从而实现厚度目标，使其不小于所处湿陷性土层厚度的2/3且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不宜大于150mm。这个工程基底之下的湿陷性的土层厚度是12m左右，因此它的灰土桩的长度基本要达到8m左右，剩余的湿陷性黄土层的厚度就是4m，它的剩余湿陷量可以采用下面的公式来进行计算：
可见，如果灰土层受到极限的负荷力，它的桩顶面预应力就会发生变化，使
其超过其所能承受的最大负荷量，达到破坏的程度，使其遭受严重的损坏。此外，很多人员也知道灰土桩的破坏大多发生在其1～1.5m处，所以在施工过程中一定要对此处加强预防和管理，尽量避开在此处进行作业。有时，虽然遭受了强力的破坏，但是其下端的桩身保存的还比较完整，即便如此，也要对其加强预防，不能割裂裂块之间咬合力和摩擦力的关系。
从上述内容中我们可以直观清晰的看到问题的所在，所以说，想要保证两个桩柱之间的有效距离，保证它的稳定性，就一定要提高其承受力和附加压力，不仅仅要保证桩的强度，还要在桩柱之间形成一个严密的构造，从而提高它的密实度，并确保两者之间的合理距离。也只有这样才会避免工程施工中的失误，提高工程的质量。
按照圆孔扩张原理，灰土挤密桩在沉孔时，它沿着桩孔周围土体的应力的实际变化和圆柱形的孔在扩张时所产生的实际应力变化是非常相似的，而在孔壁的附近，土的干密度（ρd）往往是接近或超过它的最大干密度（ρdmax），压实的系数λc一般是大于1，而一般情况下，依次向外土的干密度也会逐渐减小，一直到接近原始的干密度（ρd）为止，此时就会形成一个由桩土可塑性材质构成的弹性可变区域，并在这个区间内形成一个桩柱的有效分界面，它能够形成一个良好的保护效果，是其土地在受到强力挤压时也不会发生变形。在这样的保护下，就能够消除黄土的湿陷性，并在此基础上提高软土地基的承受力，使其压实系数达到规定的范围，接近于1。灰土的挤密桩可以采用正三角形的状态来进行重新规划，孔径的直径一般要将近30cm左右，还要求桩间土的平均压实系数λc不小于0.93的，这样根据原土的一些性质，地基在挤密之前的各土层平均干密度（ρd）的值是1.45g/cm3，所以最大干密度可以用下面的公式来确定：式中：ρd是原状土的最大干密度；是一个经验系数，一般黄土状的粉土可以取为0. 97；ρw是水的密度，一般取值为lg/cm3；dg代表的是土粒的相对密度，取值为2.7；而wop则是最优含水量的值，经测定可以定为1.90。
把测得准确数值输入到上面的公式当中，进行计算之后可以直观的看到结果ρdmax，其所形成的正三角形布置桩孔的间距S为84.4cm。所以说，如果在桩之间土的压实系数能够达到0.93，它的桩距就应该是小于或等于84.4cm。那么，根据所计算出来的桩距来做参考，我们分别取2d，2.5d和3d这样3种桩距来进行了试桩试验，则每一种的桩距一共打了19根桩，从而构成了正六边形的图案（如图1所示）。
4 测算下卧层的数据
在对下卧层顶面的承载力进行测算时，应该满足公式的具体规范和设计数值，应该满足下面公式要求：
式中：Pz是下卧层顶面之上的附加压力的值，单位为kPa；Pcz则是下卧层的顶面土和桩的自重压力值，单位也是kPa；fz是下卧层的顶面处经过深度的修正之后的实际地基承载力的设计值。
fz经过重新修正后的数值高达400kPa左右，Pcz而其数值大约为160左右，这时如果不去考虑其扩散程度，传到它下卧层顶面的压力就会随之上升，这时差值就会变大
从实际上看，挤密桩附加压力的扩散速度是相当快的，长时间以这样的速度进行传达，就会使得下卧层的顶面压力减小，在根据测算出的准确数据结合公式对湿陷性黄土地区进行计算。如若建筑地的黄土土层厚度大，但是其可承受的压力却比较小，那么就可以加强对其的处理，使得它能够满足国家规定的黄土规范的具体要求，这个时候其顶面强度大多可以满足需求。
通过综合测试灰土桩及其桩柱之间的土处理，可以得出一个结果，即整个场地与处理前的效果相比更加坚硬，灰土桩的密实程度也有所提高，据准确数据显示，其密度大概会上升1%，孔隙则会随之减小1/5。除了上述改变，土体的密度和压缩性也有了明显的差异，处理层桩之间的地基承载数值将会高达190kPa，这样其桩体的承载力也会进一步提高，从而满足复合地基的承载需求。
5 结语
总之，利用新型的灰土挤密桩来处理湿陷性黄土的地基，能够有效的消除桩柱之间由于黄土湿陷性而造成的不良影响。由于不同桩柱的距离而导致的灰土挤密桩问题，设计施工者在进行设计的过程中也要严格查明其周围的环境，并做好详尽周密的计划，尽可能准确的判定出桩距的数值范围，然后得出准确的数据进行测算，其确定数值。这样提高地基承载力，达到最终效果。
参考文献
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[3] GB50025-2004 湿陷性黄土地区建筑规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2004.
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