馬建國

（河北省水利工程局，河北 石家莊 050021）

南水北調(diào)中線漳古段永年縣樁號74+660～75+095段采用素土擠密樁技術處理濕陷性黃土地基，取得良好的效果。土樁擠密樁是地下水位以上濕陷性黃土地基處理方法之一，是一種復合地基，由樁和樁間擠密土共同組成。持力層范圍內(nèi)土經(jīng)處理后變形減少、承載力提高，消除濕陷性黃土的濕陷性使之符合設計要求，同時施工設備和施工工藝簡單，可降低工程造價。

1 土擠密樁法機理

素土擠密樁法是通過成孔設備所產(chǎn)生的橫向擠壓作用形成樁孔，樁孔內(nèi)的土被擠向周圍，使樁間土得以擠密，然后將備好的素土分層填入樁孔內(nèi)，并分層夯實至設計標高。擠密的樁間土和密實的樁體土二者共同組合成復合地基，共同承受基礎的上部荷載，達到消除地基土濕陷性的目的。

2 土擠密樁法施工工藝

采用土擠密樁法施工前先進行試驗，通過設備選型、試樁、原位測試和室內(nèi)試驗，以及對試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，從而確定最終的施工參數(shù)，用于指導施工，當施工過程中出現(xiàn)有變化時，應對參數(shù)進行調(diào)整。

2.1 工藝流程

工藝試驗→放樣定樁孔位→打樁機就位→成孔至設計標高→拔管→檢查驗孔→回填素土夯實→綜合檢驗→成樁→試驗檢測。

2.2 機械設備

選用合理的施工機械設備，在整個施工過程中至關重要，所選設備應適合本段地基處理的要求，并滿足施工質(zhì)量和進度的需要。針對本工程選用以下施工設備，詳見表1。

表1 投入機械設備

2.3 工藝試驗

施工前先進行試樁、原位測試和室內(nèi)試驗，根據(jù)試驗成果確定施工參數(shù)。試驗段選在74+660～74+700段內(nèi)坡，處理深度8.5m，分為試驗A區(qū)和試驗B區(qū)。試驗A區(qū)樁間距1.3m×1.3m，共布孔60個，試驗B區(qū)樁間距1.0m×1.0m，共布孔60個。

擠密樁試驗完成后，在土擠密樁形成強度7d后進行檢測。從處理面起至設計高程深度內(nèi)每隔1m取樣，進行室內(nèi)土工試驗，檢測項目有：土的含水量、密度、比重、飽和度、孔隙比、液限、塑限、塑性指數(shù)、壓縮系數(shù)、壓縮模量、抗剪強度、濕陷系數(shù)。

依據(jù)GB50025—2004《濕陷性黃土地區(qū)的建筑規(guī)范》和JGJ79—2002《建筑地基處理技術規(guī)范》有關規(guī)定，試驗數(shù)據(jù)對比如表2。

表2 工藝試驗數(shù)據(jù)對比

經(jīng)過對比，土擠密樁樁徑為400mm，樁間距1.0m×1.0m時，地基處理符合設計要求，施工中成孔后清底夯實、夯平，夯實次數(shù)4擊，夯填土分層夯實填筑，每次填料0.08m3，夯實次數(shù)3擊。

2.4 布孔

由于該段已填筑至堤頂高程，堤身處理范圍為內(nèi)外坡腳地面以上3m高區(qū)域，施工時對堤身兩側培土，修建7m寬施工平臺。先進行渠坡段施工，再進行渠底段施工。詳見圖1。

圖1 施工平臺搭設示意圖

土擠密樁設計樁徑400mm，樁間距1.0m×1.0m，呈三角形布置，施工前，依據(jù)樁位布置圖，對樁位進行準確定位，并做好標識，詳見圖2。

圖2 土擠密樁布孔示意圖

2.5 成孔

采用沉管法成孔，成孔順序由外向里間隔2孔進行，避免因振動擠壓造成相鄰孔縮孔或坍孔，樁管上用紅油漆畫醒目的橫線，保證達到設計要求深度。樁孔中心點的偏差不超過樁距設計值的5%，樁孔垂直度偏差應小于1.5%。樁孔直徑允許偏差不超過設計值-20mm，樁長允許偏差+0.5m，施工現(xiàn)場對成孔孔徑、孔深及樁位偏差做好詳細記錄。

（1）使樁機平整穩(wěn)固就位，用樁機的起吊部位把樁管吊起，使樁管對準孔位，輕輕放下樁錘，使樁錘與樁管的軸線位于同一條線上，使用樁錘錘擊樁管將樁管擠入土中。樁管剛開始入土時，先低錘輕擊，待沉入土中1～2m后，再用預定的強度錘擊樁管至設計高程。

（2）錘擊樁管時，嚴格控制樁的垂直度，超過設計要求時，及時回填擠密重打，成孔拔管后應及時檢查樁尖。

（3）成孔后，及時均速拔管，拔出樁管后，進行孔中心位移、垂直度、孔徑、孔深檢查，檢驗合格后進行下道工序施工。

2.6 回填素土夯實

填料使用就地挖取的一般粘性土，土料應過篩，篩孔不宜大于20mm，不含有凍土塊、膨脹土和雜填土，有機質(zhì)含量小于等于5%，保持土料的最優(yōu)含水率，根據(jù)現(xiàn)場土料含水率情況，適當進行灑水潤濕或晾曬。

采用偏心輪夾桿夯機夯填，夯填順序同成孔順序，填夯錘直徑30cm，夯錘重量120kg，提升高度0.5m，填料時，分層回填夯實，壓實系數(shù)不小于0.97。

夯機就位后應保持平穩(wěn)，夯錘對正樁孔，自由下落到孔底。按照取得施工參數(shù)進行控制，施工中成孔后清底夯實、夯平，夯實次數(shù)4擊，夯填土分層夯實填筑，每次填料0.08m3，夯實次數(shù)3擊，設專人對每孔進行詳細記錄，控制夯填質(zhì)量。

2.7 試驗檢測

（1）擠密樁施工完成后，在土擠密樁形成強度7d后進行檢測，檢測項目有：土的含水量、密度、比重、飽和度、孔隙比、液限、塑限、塑性指數(shù)、壓縮系數(shù)、壓縮模量、抗剪強度、濕陷系數(shù)。

（2）檢測頻率及要求。①樁體土壓實度、樁間土擠密系數(shù)，開挖檢測；②處理深度內(nèi)，分層取樣測定擠密土的濕陷性；③抽查數(shù)量不得少于總孔數(shù)的2%。檢測點位置距孔心2/3半徑處（即2-1取樣點）；④測定地基土不同深度的含水量 （自樁頂向下0.5m起，每1m測1點）；⑤測定樁體土的壓實度（自樁頂向下0.5m起，每1m樁長為2點，即2-1靠近樁取樣點）、壓實度要求不小于0.97；⑥原位試驗、樁間土平均擠密系數(shù)（自樁頂向下0.5m起，每1m深度不小于2點（即2-1樁外位置）；樁孔之間中心1-1處，樁長范圍內(nèi)每1m深度取樣2點），要求擠密系數(shù)不小于0.93。詳見圖3。

3 結語

土擠密樁施工后，設計處理范圍內(nèi)濕陷性黃土濕陷系數(shù)0.001～0.014，均小于0.015的界限值，且樁間土平均擠密系數(shù)0.93～0.97，均滿足不小于0.93界限值的要求，依據(jù)GB50025—2004《濕陷性黃土地區(qū)的建筑規(guī)范》和JGJ79—2002《建筑地基處理技術規(guī)范》有關規(guī)定，該段地基濕陷性已經(jīng)消除，滿足規(guī)范和設計要求。

［1］GB50025—2004，濕陷性黃土地區(qū)的建筑規(guī)范［S］.

［2］JGJ79—2002，建筑地基處理技術規(guī)范［S］.

［3］JGJ94—2008，建筑樁基技術規(guī)范［S］.

［4］GB50202—2002，建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

［5］葉書麟.地基處理工程實例應用手冊［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.