地基处理施工技术

本文着重介绍山西黎城太行钢铁公司528m3高炉工程地基处理施工中所采用的施工技术和方法。

山西黎城太行钢铁公司528m3高炉工程位于黎城城区西北部，地貌单元属于冲洪积平原，地势西高东低，有冲沟及认为挖填土迹象。按岩性特征及力学性质，地基土自上而下划分六层，分别为： 第①层：杂填土（Q42），具湿陷性，高压缩性。含砖块、炉灰建筑垃圾等，结构松散。该土层分布不均，厚度在9.70－0.70米，平均厚度3.79米。

第②层：第四系全新系统素填土（Q42），黄褐色，含木灰屑、砖粒、炉渣粒，具湿陷性、高压缩性。该土层分布不普遍，厚度在8.80－0.60米，平均厚度3.49米。

第③层：第四系全新统冲、洪积粉质粘土夹粉土（Q4），黄褐红色，含钙质网纹，本层土无摇动反应，无光滑感，中等干强度，中等韧性，具湿陷性，中、低压缩性。该土层分布不普遍，厚度在6.0－0.50米，平均厚度3.33米。

第④层：第四系晚新统冲、洪积粉质粘土夹粉土（Q3），黄红色，可塑，含钙质网纹。无光滑感，中等干强度风干后强度较高，韧性中等，该土层分布普遍，厚度在11.1－1.60米，平均厚度6.50米。 第⑤层：第四系中更新统冲、洪积粉质粘土（Q2），红，黄红色，含锰结核、锰斑、钙质结核，无摇振反应，稍光滑，中等干强度，中等韧性。该土层分布普遍，厚度在8.50－1.00米，平均厚度5.42米。

统第⑥层：第四系中更新统冲、洪积粉质粘土（Q2），红，黄红色，含锰结核、锰斑、钙质结核，无摇振反应，稍光滑，中等干强度，中等韧性。该土层分布普遍，最大揭露厚度22.4－5.2米。 地下水位为孔隙浅水，地下水位埋深约为10.60－17.0米。

综合以上地质勘探结果施工现场土质具有湿陷性，设计院地基处理初步设计采用2.5吨重夯锤强夯地基以消除湿陷性，但是此方法对附近地基挠动大，范围影响广，对附近部分村民房屋造成不同程度破坏，不适合在居民生活比较集中的地区施工。最终确定地基处理设计方案为和三七灰土挤密桩并用的复合地基以消除其湿陷性，从经济角度考虑现场大部分采用三七灰土挤密桩复合地基处理方法，对部分地基承载力要求较高的部位采用CFG灌注桩施工，施工机械为滚杠式柴油打桩机、机械洛阳铲、1吨重锤等。

在利用滚杠式柴油打桩机进行地基处理过程中，分别遇到桩成孔后回落土高度太大、桩径不成孔、遇地下墓穴空洞、遇地下碎石、遇地下暗河等情况，下面就以上问题的处理方法加以说明：

一、在施工烧结机地基处理过程中，桩设计长度为12.5米，现场桩管沉桩深度满足设计桩长深度，但是桩管拔出后实际成孔深度在10米左右，施工回落土为1.5－2米左右远远超出规范要求，经与业主及设计现场研讨，决定将设计桩长加深1.5米，回填桩填料之前利用夹板锤将回落土先夯实，把以此解决回落土问题。随着现场施工区域的扩大，各地方都存在回落土问题。经过现场长时间的实际观察，总结经验，发现桩尖头部有一个加固环，此加固环在桩管下沉时会在桩

孔内壁刻下四道凹槽，以作为桩管上拔时排气使用，但是正因为此加固环使桩管上升时刮落桩孔内壁松动土壤，致使产生回落土。为解决此技术问题，经过论证研讨并现场试验，最终解决方案为：将桩管头部加固环割吊，将桩尖改为活动桩尖，并在活动桩尖底部开2－4个排气孔，将桩管顶部开一个直径100mm进气孔，这样既能保证桩管无阻力的下沉，又能解决桩管上拔时桩孔底部形成真空，致使桩管拔不出的难题。现场桩孔回落土保持在0.5米范围内。

二、随着雨季的到来，施工2＃热风炉地基处理时，滚杠式柴油打桩机施工速度快，成孔后桩内回填土速度慢。施工现场突降暴雨时，桩孔来不及覆盖就已经被雨水灌满，使桩孔塌方，塌方桩孔含水量大，打桩机无法成孔，大面积出现缩径现象。为解决此技术问题，采用二次成孔法即按设计布桩位置成孔后将拌和好的三七灰土回填至缩径位置以上1米位置，然后用打桩机二次成孔，拔出桩管后再用三七灰土回填至缩径位置以上1米用打桩机夯实至缩径位置以上0.5米处，以此类推，直至回填至设计标高位置。此方法虽然消除了打桩机缩径问题，但是如果缩径严重，回填三七灰土次数多影响施工进度，并且有时桩管挤密三七灰土后，桩管上升拔不出来，致使打桩机电机负荷过大，烧毁电机或将打桩机钢丝绳拉断。并且每次打桩深度不易控制，多做无用工，浪费人力、物力、财力。后最终解决方案为仍然采用二次成孔法，但是在按设计布桩位置成孔后桩孔内改为用生石灰块回填，回填完毕后用打桩机二次成孔即可，此方法简单快捷，加快了施工进度,对桩孔缩径不严重的部位是一种不错的方法。但是对于缩径

严重或根本无法成孔的部位此方法就不适用。针对这种部位采用改变施工方法，用大功率振动动式打桩机成孔，桩管送混凝土料成桩，振动锤振动密实，此方法适用于大面积施工区域。为防止混凝土堵住桩管，应加压缩空气装置及空中加料装置；管外填料成桩时应控制每次调料数量及沉管的深度。或采用机械洛阳铲成孔，回填三七灰土用0.5－1吨重锤逐步夯实成桩，此方法使用于施工小面积区域。机械洛阳铲施工灵活、方便，对施工场地要求不严，成孔后桩孔可回填三七灰土、二八灰土、素混凝土（以上每层回填料厚度不宜大于300mm，）或配以钢筋骨架浇注混凝土。机械洛阳铲桩径有400mm－800mm不等，可单桩承载，滚杠式柴油打桩机适用于复合地基承载。 三、本高炉工程选址位于半山区，整个厂区均为回填土。地下碎石、岩石很多，形成不明河道也很多，施工高炉矿焦槽时，在设计基础底标高－3.5米处施工，桩长12米，在10米位置出水，设计桩长不够，并且桩孔内回填三七灰土遇水不能保证成桩，施工质量无法控制。 四、地基处理施工中不确定因素很多，在处理地下不明空洞墓穴时，结合本现场实际地理位置条件没有很好的方法，唯有用素混凝土填充或设法打开空洞用素土分层碾压回填。

五、地基处理中灰土桩根据不同的地质条件，可选用不同配比。通常用配比（体积比）为生石灰与土之比为2：8、3：7,并严格控制灰土的含水率，一般现场检查方法为：手握成团，落地及散。为提高桩身强度亦可参入一定量的水泥、砂、石屑。灰土桩桩径主要取决于成孔机具。通长用滚杠式柴油打桩机、履带式柴油打桩机、机械洛阳铲、

手工洛阳铲等。桩距宜为2.5-3.5倍桩径，可按三角形或正方形布置，地基处理范围应比基础的宽度加宽1－2排桩，且不小于加固深度的一半。桩长由加固目的和地基土质等条件决定。 六、灰土桩质量检验应符合系列规定：

①、施工时应及时检查施工记录，当发现回填料不足，缩径严重时，应立即采取有效不救措施。

②、检查施工现场有无地面隆起情况、有无漏桩现象；按设计要求抽查桩位、桩距，详细记录，对不符合者采取不救措施。

③、一般工程可在施工结束28d后采取标贯、静力触探以及钻孔取样做室内试验等测试方法，检测桩体和桩间土强度，验算复合地基承载力。

④、对重要或大型工程应进行复合地基载荷试验。

⑤、灰土桩的检验数量不应少于总桩数的2％，并不得少于3根。 针对湿陷性黄土根据以上为山西黎城太行高炉工程工地所采用地基处理方法，只是众多处理方法当中的一部分，但是就本工地而言已经可以说比较复杂了。施工中场地狭小，施工图纸不能及时到位，边施工边出图纸，造成施工场地重复开挖或回填，不能形成统一规划和同时施工。这样以来使施工工期延长，施工费用增加，这也是现场施工中容易犯的常规性错误。