任务二 挤密桩复合地基施工
一、灰土和土挤密桩
灰土挤密桩是利用锤击将钢管打入土中,侧向挤密土体形成桩孔,将管拔出后,在桩孔中分层回填2：8或3：7灰土并夯实而成,与桩间土共同组成复合地基以承受上部荷载。适用于处理地下水位以上、天然含水量12%～25%、厚度5～15m的素填土、杂填土、湿陷性黄土以及含水率较大的软弱地基等。
土桩挤密地基由桩间挤密土和分层填夯的素土桩组成,土桩桩体和桩间土均为被机械挤密的重塑土,两者均属同类土料。因此,两者的物理力学指标无明显差异。因而,土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。
(一)挤密桩的设计
1.桩的布置
灰土挤密桩或素土挤密桩处理地基的面积,应大于基础或建筑物底层平面的面积。并应符合下列规定:
(1)采用局部处理超出基础底面的宽度时,对非自重湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,每边不应小于基底宽度的0.25倍,并不应小于0.50m;对自重湿陷性黄土地基,每边不应小于基底宽度的0.75倍,并不应小于1.00m。
(2)当采用整片处理时,超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度,每边不宜小于处理土层厚度的1/2,并不应小于2m。
2.处理深度
灰土挤密桩或土挤密桩处理地基的深度,应根据建筑场地的土质情况、工程要求和成孔及夯实设备等综合因素确定。对湿陷性黄土地基,应符合现行的国家标准GB50025—2004《湿陷性黄土地区建筑规范》的有关规定。
3.桩径
桩孔直径宜为300～500mm,并可根据所选用的成孔设备或成孔方法确定。为使桩间土均匀挤密,桩孔宜按等边三角形布置,桩孔之间的中心距离s,可为桩孔直径的2.0～2.5倍。
(二)成孔和回填夯实
成孔和孔内回填夯实,应符合下列要求:
(1)成孔和孔内的回填夯实的施工顺序,对整片处理,宜从里(或中间)向外间隔1～2孔进行,对大型大程,可采取分段工;对局部处理,宜从外向里间隔1～2孔进行。
(2)向孔内填料前,孔底应夯实,并应抽样检查桩孔的直径、深度和垂直度。
(3)桩孔的垂直度偏差不应大于1.5%。
(4)桩孔中心点的偏差不应超过桩距设计值的5%。
(5)经检验合格后,按设计要求,向孔内分层填入筛好的素土、灰土或其他填料,并应分层夯实至设计标高。
此外铺设灰土垫层前,应将桩顶标高以上的松动土层挖除或夯(压)密实。
(三)施工问题处理方法
(1)夯打时桩孔内有渗水、涌水、积水现象可将孔内水排出地表,或将水下部分改为混凝土桩或碎石桩,水上部分仍为土(或灰土)桩。
(2)沉管成孔过程中遇障碍物时可采取以下措施处理:
1)用洛阳铲探查并挖除障碍物,也可在其上面或四周适当增加桩数,以弥补局部处理深度的不足,或从结构上采取适当措施进行弥补。
2)对未填实的墓穴、坑洞、地道等面积不大,挖除不便时,可将桩打穿通过,并在此范围内增加桩数,或从结构上采取适当措施进行弥补。
(3)夯打时造成缩径、堵塞、挤密成孔困难、孔壁坍塌等情况,可采取以下措施处理:
1)当含水量过大缩径比较严重时,可向孔内填干砂、生石灰块、碎砖渣、干水泥、粉煤灰;如含水量过小,可预先浸水,使之达到或接近最优含水量。
2)遵守成孔顺序,由外向里间隔进行(硬土由里向外)。
3)施工中宜打一孔,填一孔,或隔几个桩位跳打夯实。
4)合理控制桩的有效挤密范围。
(四)质量检验
成桩后,应及时抽样检验灰土挤密桩或素土挤密桩处理地基的质量。对一般工程,主要应检查施工记录、检测全部处理深度内桩体和桩间土的干密度,并将其分别换算为平均压实系数和平均挤密系数。对重要工程,除检测上述内容外,还应测定全部处理深度内桩间土的压缩性和湿陷性。
抽样检验的数量,对一般工程不应少于桩总数的1%;对重要工程不应少于桩总数的1.5%。
夯实质量的检验方法有下列几种:
(1)轻便触探检验法。先通过试验夯填,求得“检定锤击数”,施工检验时以实际锤击数不小于检定锤击数为合格。
(2)环刀取样检验法。先用洛阳铲在桩孔中心挖孔或通过开剖桩身,从基底算起沿深度方向每隔1.0～1.5m用带长把的小环刀分层取出原状夯实土样,测定其干密度。
(3)载荷试验法。对重要的大型工程应进行现场载荷试验和浸水载荷试验,直接测试承载力和湿陷情况。
上述前两项检验法,其中对灰土桩应在桩孔夯实后48h内进行,二灰桩应在36h内进行,否则将由于灰土或二灰的胶凝强度的影响而无法进行检验。
对一般工程,主要应检查桩和桩间土的干密度和承载力;对重要或大型工程,除应检测上述内容外,尚应进行载荷试验或其他原位测试。也可在地基处理的全部深度内取样测定桩间土的压缩性和湿陷性。
二、其他挤密桩
1.砂石桩
砂桩和砂石桩统称砂石桩,是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后,再将砂或砂卵石(或砾石、碎石)挤压入土孔中,形成大直径的由砂或砂卵(碎)石所构成的密实桩体。适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土等地基,起到挤密周围土层、增加地基承载力的作用。
2.水泥粉煤灰碎石桩
水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩,是近年发展起来的处理软弱地基的一种新方法。它是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和后制成的具有一定强度的桩体。