铝厂采用土桩及灰土桩挤密法处理湿陷性黄土地基的试验及应用

工程概况

铝厂地处黄河东岸阶地及坳谷区，场地属湿陷性黄土沉积层。如何消除黄土地基的湿陷性。是建筑地基处理的主要问题。铝厂生活区新建的住字楼、公用建筑及部分工业厂房广泛采用了土桩及灰土桩挤密法处理地基、取得了良好的技术经济效益，暴计处理而积近10 万m2²。事前在生活区两处场地分别进行了土桩及灰土桩的系统试验。取得了详实的设计、施工技术参数及处理效果的资料。然后才广泛应用于工程建设中。

工程地质条件

土桩挤密地基试验场地位于铝厂霞光居住区，地貌为黄河 Ⅱ级阶地，地形平坦，湿陷性黄土层厚约12m，计算分级湿陷量为35.1cm，属 Ⅱ级自重湿陷性场地。自地表耕土层下有 2.3m厚的细砂层，其下为黄土状土层，各层土的主要物理、力学性质指标见表8-1。

灰土桩挤密地基试验区位于铝厂的清澜居住区，场地为 Ⅱ～Ⅱ级非自重湿陷性黄土坳谷地段。地层上部为高压缩性的新近堆积黄土，湿陷性土层厚约 7.0m。各层土的主要物理、力学性质指标见表8-2。

二、施工工艺参数试验

施工工艺参数试验包括成孔与夯填施工两项。成孔施工采用1.8t 柴油沉桩机，锤击沉管法成孔，桩孔直径 0.4m，孔深 9.4m。为了解地面下 2.3m 厚的细砂层能否挤压成孔，经试验成孔后，发现砂层内仅有局部轻微塌孔，证明该细砂层可以挤压成孔。为进一步摸清相邻桩孔施工对成孔质量的影响，在第一个已成桩孔的1.05m（2.63d）处施工第2个桩孔，当沉人2.0m 时，桩管严重倾斜，第一个桩孔严重坍塌，在砂层处两孔相通。为此采用间隔成孔施工，再未出现振塌情况，证明间隔沉管成孔的桩孔质量是可以保证的。

设计与施工

通过系统地现场试验，证明在山西铝厂建设工程中可以广泛应用土桩及灰土桩法处理地基，同时试验也为工程应用提供了切实可行的设计与施工技术参数。

根据场地的工程地质条件、建筑结构类型和施工装备情况，土桩或灰土桩的桩径采用d=0.30~0.45m，桩距按2.5d设计，桩长6～10m，桩孔穿触全部湿陷性十层，以保证地基的湿陷量能全部消除。应用的工程项目包括住宅楼、公用建筑及部分工业厂房。

施工采用柴油沉桩机沉管法成孔，间隔成孔挤密施工。桩孔，夯填采用偏心轮夹杆式夯实机，人工定量填料，机械夯实。土料用就近挖取的黄土，灰土桩采用体积比 2∶8灰土。通过系统的试验和大量的工程应用，积累了较丰富的土桩及灰土桩实践经验。

质量检验

为了检验大面积工程应用的效果与质量，对已处理地基进行了两次开剖取样试验，岗试桩间挤密土及桩身填料的干密度 1356 点次，平均干密度均可达到设计要求，其中桩间土挤密的合格率为99.4%，桩身夯填质置的合格率为93.9%，其结果与现场试验相符。对已建成的建筑物进行沉降观测，沉降量一般为30～60mm，远低于容许值。在极个别工程中，由于地基浸水产生了不均匀下沉，墙体出现细微裂缝，其原因可能与桩孔夯填质最有关。个别房屋墙体出现的细微裂缝。尚未影响到建筑物的结构安全和正常使用。从整体效果看，山西铝厂大量应用土桩及灰土桩法处理湿陷性黄土地基，是相当成功的工程经验。

技术经济效果

综合分析技术和经济效果，土桩及灰土桩法是一种较理想的湿陷性黄土地基处理方法。对处理深度不超过 15m 的自重或非自重湿陷性黄土场地，基础底面压力不超过 200kPa（土桩）或 250kPa（灰土桩），以及存在高压缩性的新近堆积黄土或薄的细砂土层，均可采用土桩或灰土桩法。处理后地基土的湿陷性消除。承载力提高 1.4～2.0倍。与换土热层法比较。

挖填土方量减少 80%，工期可缩短近一半，且较少受气候的影响，技术效果也更显著。与桩基方案对比，费用可大幅度降低，并可节约大量的水泥和钢材。

总之，在山西铝厂近八年的建设过程中，大量应用土桩及灰土桩法处理黄土地基，通过试验确定出合理的设计、施工技术参数，成绩突出，效果显著，同时也积累了宝责的土桩及灰土桩工程实践经验，值得推广。