夯扩挤密水泥土桩用于高层建筑地基处理的尝试

夯扩挤密水泥土桩用于高层建筑地基处理的尝试

闫涛

黑龙江省建工集团有限责任公司150000

【摘要】高层建筑对于地基等基础系统提出的施工要求极为严格。根据高层建筑的建设信息与结构系统设计需求设置地基，并正确建设地基。水泥土桩施工技术在现代地基处理环节中被经常性地使用，施工者需在安全地基施工条件下，展开相应的地基处理工作，预防桩应力过度集中的问题出现到地基系统中，现探讨夯扩挤密施工技术在地基水泥土桩建设环境中的使用情况。

【关键词】夯扩挤密；水泥土桩；高层建筑；地基处理

高层建筑施工条件日益复杂，在基础的建设环节中，需要正确处理地基系统，尤其是在面对天然地基时，必须考虑到地基施工的变形与承载力两方面要求，有效展开地基加固处理工作。复合地基的施工理论系统被有效完善，新型复合式地基也变得更加稳定，但是其使用的桩体构件必须达到强度与应力承担要求。现根据地基是过个年处理需求，研究如何安全地使用夯扩挤密技术完成水泥土桩的施工任务。

1复合式地基施工概述

复合地基的作用是由桩土体系共同承担上部的结构荷载，在充分发挥土的作用下，进行桩的“补偿”设计。CFG桩和夯扩挤密素混凝土桩复合地基相继应用于高层建筑的地基处理中，但往往造价较高。这两种桩型都属于刚性桩，桩体模量与土体本身模量相差很大，势必造成刚性桩应力过分集中，影响桩土协同作用。常常利用褥垫层厚度进行调整。采用半刚性桩体能更有效地发挥桩土协同作用。采用夯扩挤密施工工艺的水泥土桩复合地基，桩土协同作用的效果较好，安全可行，经济合理。

2夯扩挤密水泥土桩的基本特点

2.1水泥土的主要特性

水泥土作为一种混合材料，具有早期强度高、遇水硬化、高强度、低压缩性等特点。经夯实的水泥土具有较高的强度，随水泥含量的不同，其强度也发生变化。有关试验结果表明，水泥含量达5%～20%，其单轴极限抗压强度qu为1～4MPa，可以达到C1～C4强度等级。而且其极限状态下的变形模量Esu与无侧限抗压强度qu具有良好的线性关系。试验表明，水泥土变形模量E0可以近似取E0=(75～90)×qu。根据水泥含量的不同，可以达到不同的强度等级和不同的桩体变形模量，即水泥土的强度等级和变形模量具有可调性。夯实水泥土具有早强特点，10d的强度可达极限强度的55%左右。其强度可包括物理密实强度和化学胶结强度，而搅拌水泥土则密实强度较小，胶结强度较大，这也是在相同水泥掺量下搅拌水泥土桩强度低于夯实水泥土桩的一个原因，而且其强度增长速率也滞后于夯实水泥土桩。

水泥土强度及变形又与刚性桩具有相似之处。试验研究表明，夯实水泥土所受应力小于极限强度的80%时，能较好地保持应力与应变的线性关系。因此夯实型水泥土桩跟刚性桩一样，在桩顶应力一定范围内能发挥全长桩的摩阻力。水泥土的含水量对水泥土的早期强度影响较大。饱水状态下，水泥土强度明显降低。而水泥含量越低，强度影响越大。水质对水泥土强度也有较大影响。水泥土桩跟混凝土桩一样，都不适合应用于有腐蚀性水质的地层中。

2.2夯实挤密施工分析

“夯扩挤密”是一种施工方法，中航勘察设计研究院勘察大师黄志仑首先提出“钻孔夯扩挤密复合桩地基”这一新概念，为地基处理开辟了新的思路。“夯扩挤密”工法采用在钻孔内分层投料，分层夯实、夯扩挤密，桩体材料侧向挤压地基土，甚至挤入地基土。这在一定程度上改善了地基土的物理力学性质。桩体可以根据地层的不同，采用不同的夯击能量，获得不同的桩径，对桩间土起到不同的挤密效果。即使相同夯击能量作用下，由于加固范围内地层的软硬变化，取得不同的桩径。在土质软弱处桩径大，反之较小。因此，夯扩挤密法施工的桩不是等截面的桩体，而是异形桩。

3施工应用情况

3.1处理塘淤积型地基系统

塘、沟淤积型地基具有比较复杂的施工处理需求，施工者应当结合地基土具有的实际力学性质，优先解决地基具有承载力方面的缺陷问题，这类地基土往往会直接呈现出饱和化的状态，大多为欠固结类型的土壤。运用夯实挤密的方法可有效解决这类地基的施工问题，并成功加固地基系统，首先展开降水处理工作，结合具体的降水情况，选用钻孔或者管道夯扩的施工手段。将硬质骨料添加到水泥土的混合料内部，可用生石灰块等吸水性材料，桩体的主要构成材料仍旧是具有较强的粘结性的优质水泥土。

一些地基的主要组成材料为填土与淤泥质土，其构成成分极为复杂，没有出现降水的情况时，成孔处理难度高；降水之后，尽管可以有效成孔，但是局部地段的孔洞底部容易出现积水。因此在桩体构成材料中添加石灰块以及碎卵石，在土质偏差的区域，使用更多的水泥土桩，施工成本被有效节省。

3.2处理新近沉积的粉砂、粉土以及粘性土地基

面对这几类不良地基系统，也可以在地基处理环节中运用水泥土桩，但是同样将需要预先展开降水处理工作，如果降水处理工作没有做好，施工质量也会被影响。在这种地基处理条件下，一般建议施工者运用管夯的施工手段，可以预防夯扩施工环节中的泥沙涌入以及坍孔的施工现象，保障桩体的施工质量，在这种施工条件下可不展开降水工作，节省施工成本。

施工方可利用新型沉管机设备辅助地基加固施工工作，首先需展开沉管处理工作，而后投入施工需使用的材料，拔出管道，展开夯扩，这几个环节都决定着最终的处理效果，给桩体配置使用的水泥混合料将会影响桩间土的实际挤密效果与单桩构件的承载力，需预先估算相应的数值。运用该种处理手段之后，复合式地基的实际承载力被充分提升，地基施工造价不高，该桩体具有明显的优势，在夯扩挤密的施工处理之下，土体与桩体可更加紧密地结合，桩周的土体也会受到挤密处理的影响，具有更大的侧阻力，桩周的面积也可增大。

3.3其他施工注意事项

如果桩体本身的强度偏低，很难将全长桩体具有的侧摩阻力有效发挥出来，桩顶还会受到竖向压力的影响，在这种强度条件下，必须要预防桩体顶部存在的塑性变形问题。可通过增强水泥土的密实度来将桩体的承载力更加有效地提升，也可增加桩顶部位的水泥应用量，使桩体可以具有更好的强度，如果深度超过标准，桩体的承载力与桩长尺寸的相互影响作用也比较小。总之在运用水泥土桩时，必须要对多个方面的影响因素进行考察。

4结束语

施工单位对多层建筑的地基系统展开施工处理工作时，可发挥出水泥土桩与新型夯实挤密技术的作用，在该技术手段的影响下，地基处理工作变得更加安全合理，以合理的方式来达到加固地基的施工目的。该施工方法还能够有效缩减施工成本，在前期需要先配制充足可用的水泥土混合料，以便可以处理填土与饱和式软土地基，将单桩受力性状设置为摩擦桩型。在施工后期，可以发现桩土发挥出的协同作用被有效增强，桩体的整体承载力也有所提升。

参考文献

[1]刘越强，&尹海涛.(2015).夯扩挤密水泥土桩用于高层建筑地基处理的尝试.科学与财富(9).

[2]宫凤梧.(2016).夯扩挤密水泥土桩在处理湿陷性黄土地区高层建筑地基中的应用.岩土工程技术(6)，313-316，共4页.

[3]刘杨晋.(2017).夯扩水泥土挤密桩在工程中的应用.工程建设与设计(8)，21-22.