1、浅析湿陷性黄土地基处理的施工工艺摘要：湿陷性黄土的主要特点就是湿陷变形，并且变形量大，是正常压缩变形的几倍到几十倍，而且变形过程发生快，容易造成安全事故。本文中以实际工程施工案例对黄土地基的处理施工进行探讨，并分析了应用挤密桩处理黄土地基的优势。 关键词：黄土地基；挤密桩；湿陷性；应用 中图分类号： U231 文献标识码： A 通过运用挤密桩技术，可以达到工程要求的密度指标，可以有效的提高地基的承载能力、降低压缩性，而且经过处理后的地基均匀，减少了开挖回填的步骤，有效的提高了工程的施工效率，缩短工期，为企业提高投资效益。 一、工程概况 1 某办公建筑，建筑面积为 15048m2,室内外高差为
2、0.6m，结构层为6 层，建筑高 23m，结构形式为钢筋混凝土框架结构，基础形式为柱下独立基础，场地属级自重湿陷性黄土场地，抗震设防烈度为 7 度，抗震等级为三级。 2 地层及岩土工程地质条件 该办公楼为级阶地，在勘探深度范围内，场地地层主要为第四系底层。地基土自上而下为层：耕土，土质很松散，场地表层均有分布，厚度为 1.001.30m；层：黄土状土，褐黄色、稍湿一湿、以稍湿为主、稍密一中密、以稍密为主；土的粒度成分以粉粒为主，含云母碎屑及钙质粉末，针状孔发育；根孔分布，土结构松散，均匀性较差，无光泽反应，干强度低，韧性低，该层为场地主要地层，厚度 17.0022.20m；根据湿陷性和饱和度本
3、层可分为三个亚层；一 1 层：黄土状土(湿陷)，浅黄一黄褐色，稍湿、稍密一中密，以粉粒为主，针状孔发育，土质较均匀，结构松散，分布厚度 9.05l8.50m；一 2 层：黄土状土(非湿陷)，褐黄色，稍湿，稍密一中密，以粉粒为主，土质较均匀，结构松散，针状孔退化不明显，该层呈层状或透镜体状，分布于一 1 层湿陷性黄土层间及其以下，规律性较差，累计厚度 1.008.75m；一 3 层：饱和黄土褐黄色，湿一饱和，中密一密实，粒度成分以粉土为主，土质均匀，无层理，含有少量粘粒，针状孔退化，肉眼见不到空隙，分布于19.0021.8m 以下，层厚 1.002.10Ill；层：卵石杂色，稍湿，稍密一密实，埋
4、深白天然地面下 20.2020.80m，揭露厚度 0.20-0.30m。 3 地基土工程性能 场地黄土按湿陷性可分为一 1 层自重湿陷性黄土状土和一 2 层非湿陷性黄土状土，其中一 1 层湿陷性黄土状土分布广泛、厚度大，湿陷系数g 大于 0.015，属湿陷性黄土，湿陷系数范围值在0.0150.123，属湿陷性轻微一湿陷性强烈，自重湿陷量计算值zs=206.63826.50mm，场地属自重湿陷性类型；湿陷量计算值A。=426.881111.00mm，地基湿陷等级为级(中等)一级(很严重)，黄土湿陷性计算结果见表 1。 一 2 层黄土状土主要分布于场地下部，厚度不大、湿陷系数小于0.015，不具湿
5、陷性，属非湿陷性黄土。 4 灰土和土挤密桩的设计 根据 GB50025-2004 规范中规定，在自重湿陷性黄土场地，地基处理厚度不应小于 2.5m，且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于200mln。该工程地基处理方案采用土挤密桩法处理。此法工期较短，造价低，采用 10m 桩长时，剩余湿陷量为 190mm，满足要求。土挤密桩的设计，建筑的基础埋深为 1.3m，设计有效桩长为 10.0m，剩余湿陷量为190mm。处理范围超出建筑外墙基础外边缘的宽度，每边 8.4m。桩径取为0400mm，按正三角形布桩，地基挤密前压缩层范围内土层的平均干密度为 1.45gcm3，最大干密度初步定为 1.80
6、gcm3,挤密填孔后，3 个孔之间的土的平均挤密系数取 0.93。则桩孔中心距： 式中，|s 为桩的间距(mm)；d 为桩孔直径(mm)；为地基挤密后，桩间土的平均挤密系数、宜取 0.93；为桩间土的最大干密度(gcm。)；pd为地基挤密前土的平均干密度(gcm3)。桩孔排距=0.866S=899.7(mm)桩孔中心距取为 1.00m，排距为 0.899m。一根土挤密桩所承担的处理地基的面积为： 式中，de 为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径；S 为桩间距；m 为桩土面积置换率；d 为桩身平均直径；Ae 为一根桩承担的处理面积；A 为桩的截面积。当桩孔按三角形布置时，de=1.05S；当桩
7、孔按正方形布置时，de=1.13S。桩身回填料为素土，采用 2.5t 柴油汽锤进行成孔，桩身回填料采用电动卷扬机提升式夯实机夯实，填料压实系数 0.97，挤密成孔后桩间土的平均挤密系数不小于 0.93。土挤密桩施工时桩长为10m，施工完毕后清除其上 0.5m 长的虚桩部分，设 0.5nm 厚 2：8 的灰土垫层，压实系数不小于 0.95。 5 地基处理主要目标要求 土挤密桩复合地基承载力特征值不小于 220kPa 桩身回填料的压实系数不小于 0.97，桩间土的平均挤密系数不小于 0.93，消除桩长范围内地基土部分的湿陷性。 二、土挤密桩的检测 该工程的土挤密桩施工完成后，按照规范第 6.4.1
8、0 条及第 6.4.11条和设计要求进行了土挤密桩的检测，检测内容主要包括桩体、桩间土的检测，在地基处理深度内，分层取样测定孔内填料的夯实质量，测定桩间挤密土的湿陷性和挤密质量；载荷试验，在现场进行静载试验检测土挤密桩复合地基的承载力。 1 桩体、桩间土的检测 孔内填料的夯实质量的检测采用人工开挖的方法进行，共开挖探井14 个，每个探井中开挖两个桩进行人工取样。从施工完成的桩顶下 0.5m起，每 1.0m 取一个桩间土进行湿陷性、密度和含水量试验；两个桩身上各取样一组进行密度和含水量试验，地基处理深度范围内共取样 5 次。素土经击实试验，最大干密度为 1.76gcm3，最优含水量为 13.2。
9、共取桩间土试样 93 组，桩间土的平均挤密系数 0.93，均达到设计要求，最小挤密系数为 0.85，满足规范 6.4.4 条要求；桩体试样 180 组，桩体平均压实系数均大于 0.97，达到设计要求。 采用探井法，随机抽检(包括试桩)21 处三个挤密桩之间的形心点部位，在全部处理深度 10m 范围内取土，每处取试样 5 组，测定桩间土的湿陷系数，平均湿陷系数为 0.0093。地基处理深度范围内桩间土部分的湿陷性已消除。 2 复合地基载荷试验 该工程单桩复合地基载荷试验，采用堆载反力法，承压板采用边长为 930mmx930mm 正方形刚性承压板。共布置三个载荷试验点，载荷试验最大加载量为设计承载
10、力特征值的二倍，按不小于 440kPa,分级加荷，一根土挤密桩所承担的处理地基的面积 Ae=0.866m2 钢性压板的中心与土挤密桩的桩心重合。静载试验结果见表 2。 从试验结果看出(图 1，2，3)，三个试验点的 P-S 曲线呈平缓渐降型，未出现明显的比例界限或沉降拐点，可以断定三个载荷试验点在自然含水量状态下的极限承载力均大于 440kPa，土挤密桩复合地基承载力特征值可以达到 220kPa，满足设计要求。用土挤密桩处理湿陷性黄土地基，能够在一定程度上提高地基的承载力，对于多层建筑完全能够满足承载力要求。 三、结束语 通过对实际工程建成后两年时间进行沉降量的检测并回访调查，未发现明显的沉降
11、和因不均匀沉降产生的裂缝，达到了预期的效果，认为该工程采用土挤密桩处理取得了成功。灰土和土挤密桩在多层建筑的地基处理中具有非常广阔的前景。为了正确、合理、经济的选用孔内填料，根据大量的试验研究和工程实践。孔内夯填灰土及其他强度高的材料，有利于提高复合地基承载力或减小地基处理宽度的作用。 参考文献 1王雪浪,朱彦鹏.灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基理论分析及试验J.西安建筑科技大学学报(自然科学版).2010(02) 2刘卫红.湿陷性黄土地基处理技术总结J.西部探矿工程.2011(01) 3邓德义.灰土挤密桩在湿陷性黄土地基处理中的应用J.铁道建筑.2011(10) 4刘志伟,申汝涛.钻孔挤密桩处理强湿陷性黄土地基试验研究J.岩土力学.2009(S2)
