何民生 陳越

摘要：濕陷性黃土地基處理中，常采用的地基處理形式有換土墊層法、重錘表層夯實及強夯置換法、擠密灰土樁等，提出各不同方法的適用范圍及應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞： 濕陷性黃土 處理方法 灰土擠密樁 地基承載力

1、濕陷性黃土地基幾種有效處理方法

1.1、墊層法

墊層法是先將基礎(chǔ)下的濕陷性黃土一部分或全部挖除，然后用素土或灰土分層夯實，以便消除地基的部分或全部濕陷量，并可減小地基的壓縮變形，提高地基承載力，可將其分為局部墊層和整片墊層。

1.1.1、局部土墊層的處理寬度超出基礎(chǔ)底邊的寬度較小，地基處理后，地面水及管道漏水仍可能從墊層側(cè)向滲入下部未處理的濕陷性土層而引起濕陷，因此，設(shè)置局部墊層不考慮起防水、隔水作用，地基受水浸濕可能性大及有防滲要求的建筑物，不得采用局部土墊層處理地基。

1.1.2、整片墊層的平面處理范圍，每邊超出建筑物外墻基礎(chǔ)外緣的寬度，不應(yīng)小于墊層的厚度，即并不應(yīng)小于2m。

1.1.3、在地下水位不可能上升的自重濕陷性黃土場地，當未消除地基的全部濕陷量時，對地基受水浸濕可能性大或有嚴格防水要求的建筑物，采用整片土墊層處理地基較為適宜。但地下水位有可能上升的自重濕陷性黃土場地，應(yīng)考慮水位上升后，對下部未處理的濕陷性土層引起濕陷的可能性。

1.2、強夯法

重錘表層夯實適用于處理飽和度不大于60%的濕陷性黃土地基。一般采用2.5～3.0t的重錘，落距4.0～4.5m，可消除基底以下1.2～1.8m黃土層的濕陷性。在夯實層的范圍內(nèi)，土的物理、力學(xué)性質(zhì)獲得顯著改善，平均干密度明顯增大，壓縮性降低，濕陷性消除，透水性減弱，承載力提高。非自重濕陷性黃土地基，其濕陷起始壓力較大，當用重錘處理部分濕陷性黃土層后，可減少甚至消除黃土地基的濕陷變形。

強夯法加固地基機理一般認為，是將一定重量的重錘以一定落距給予地基以沖擊和振動，從而達到增大壓實度，改善土的振動液化條件，消除濕陷性黃土的濕陷性等目的。強夯加固過程是瞬時對地基土體施加一個巨大的沖擊能量，使土體發(fā)生一系列的物理變化，如土體結(jié)構(gòu)的破壞或排水固結(jié)、壓密以及觸變恢復(fù)等過程。

1.3、擠密樁法

擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土地基，先按設(shè)計方案在基礎(chǔ)平面位置布置樁孔并成孔，然后將備好的素土（粉質(zhì)粘土或粉土）或灰土在最優(yōu)含水量下分層填入樁孔內(nèi)，并分層夯（搗）實至設(shè)計標高止。通過成孔或樁體夯實過程中的橫向擠壓作用，使樁間土得以擠密，從而形成復(fù)合地基。

灰土擠密樁和土樁地基一般適用于地下水位以上含水量14%～22%的濕陷性黃土和人工黃土，處理深度可達5～15米?；彝翑D密樁是利用錘擊打入或振動沉管的方法在土中形成樁孔，然后在樁孔中分層填入素土或灰土等填充料，在成孔和夯實填料的過程中，原來處于樁孔部位的土全部被擠入周圍土體，通過這一擠密過程，從而徹底改變土層的濕陷性質(zhì)并提高其承載力。其主要作用機理分兩部分：

（一）機械打樁成孔橫向加密土層，改善土體物理力學(xué)性能

在土中擠壓成孔時，樁孔內(nèi)原有土被強制側(cè)向擠出，使樁周一定范圍內(nèi)土層受到擠壓，擾動和重塑，使樁周土孔隙比減小，土中氣體溢出，從而增加土體密實程度，降低土壓縮性，提高土體承載能力。

（二）灰土樁與樁間擠密土合成復(fù)合地基

上部荷載通過它傳遞時，由于它們能互相適應(yīng)變形，因此能有效而均勻地擴散應(yīng)力，地基應(yīng)力擴散得很快，在加固深度以下附加應(yīng)力已大為衰減，無需堅實的下臥層。

樁徑宜為300～450mm，并可根據(jù)所選用的成孔設(shè)備或成孔方法確定；

樁距可為樁徑的2.0～2.5倍；

樁頂標高以上應(yīng)設(shè)置300～500mm厚的2：8灰土，其壓實系數(shù)不小于0.95；

灰土擠密樁和土擠密樁復(fù)合地基承載力特征值：《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002規(guī)定應(yīng)通過現(xiàn)場單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗確定。初步設(shè)計當無試驗資料時，可按當?shù)亟?jīng)驗確定，但對灰土擠密樁復(fù)合地基的承載力特征值，不宜大于處理前的2倍，并不大于250kpa；對于土擠密樁復(fù)合地基承載力特征值，不宜大于處理前的1.4倍，并不宜大于180kpa。

用靜載荷試驗可測定單樁和樁間土的承載力，也可測定單樁復(fù)合地基或多樁復(fù)合地基承載力。處理后復(fù)合地基的載荷試驗，應(yīng)按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2202中附錄A的要求進行。

對高層建筑或更重要的建筑工程，應(yīng)盡量通過載荷試驗確定處理后復(fù)合地基承載力特征值和變形模量，這樣不僅安全可靠，而且還不受規(guī)范中承載力特征值的限制，拓寬土擠密樁、灰土擠密樁地基的使用范圍。

1.4、樁基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)既不是天然地基，也不是人工地基，屬于基礎(chǔ)范疇，是將上部荷載傳遞給樁側(cè)和樁底端以下的土（或巖）層，采用挖、鉆孔等非擠土方法而成的樁，在成孔過程中將土排出孔外，樁孔周圍土的性質(zhì)并無改善。但設(shè)置在濕陷性黃土場地上的樁基礎(chǔ)，樁周土受水浸濕后，樁側(cè)阻力大幅度減小，甚至消失，當樁周土產(chǎn)生自重濕陷時，樁側(cè)的正摩阻力迅速轉(zhuǎn)化為負摩阻力。因此，在濕陷性黃土場地上，不允許采用摩擦型樁，設(shè)計樁基礎(chǔ)除樁身強度必須滿足要求外，還應(yīng)根據(jù)場地工程地質(zhì)條件，采用穿透濕陷性黃土層的端承型樁（包括端承樁和摩擦端承樁），其樁底端以下的受力層：在非自重濕陷性黃土場地，必須是壓縮性較低的非濕陷性土（巖）層；在自重濕陷性黃土場地，必須是可靠的持力層。這樣，當樁周的土受水浸濕，樁側(cè)的正摩阻力一旦轉(zhuǎn)化為負摩阻力時，便可由端承型樁的下部非濕陷性土（巖）層所承受，并可滿足設(shè)計要求，以保證建筑物的安全與正常使用，在實際應(yīng)用中常采用素土擠密樁消除黃土部分濕陷量，再采用樁基礎(chǔ)提高承載力。

2、工程實例（灰土樁處理濕陷性黃土地基的應(yīng)用實例）

2.1、工程概況及處理方案

某工程地基處理采用灰土擠密樁，加固處理面積為1705.39m2，處理深度6.0m，處理深度范圍內(nèi)的地層⑵、⑶、⑷層分別為黃土狀土及黃土。該場地屬于自重濕陷場地，地基濕陷等級為Ⅱ級（中等）

2.2、設(shè)計要求

采用灰土擠密樁（DDC樁）復(fù)合地基，樁徑0.40m，有效樁長6.0m，樁距為0.90m，排距0.78m，呈等邊三角形布置，地基處理目的是改善地基均勻性，消除地基濕陷性，提高地基承載力。設(shè)計要求灰土擠密樁（DDC樁）復(fù)合地基承載力特征值fspk≥200kPa。擠密后樁間土平均擠密系數(shù)不小于0.93，樁體灰土壓實系數(shù)不小于0.97。

2.3、灰土擠密樁加固機理

2.3.1、成孔擠密作用

由于灰土樁的施工采用的是震動沉管樁成孔，對樁間土產(chǎn)生擠密作用，從而可部分消除地基土的濕陷性。

2.3.2、結(jié)晶作用

樁身周圍的多余的Ca（OH）2吸收樁

間土的水分，絕大部分飽和的Ca（OH）2自

行結(jié)晶，形成熟石灰結(jié)晶，提高復(fù)合地基的抗剪強度

3、結(jié)束語

本文主要介紹濕陷性黃土幾種有效的處理方法，以實例驗證擠密樁法在工程實際中的應(yīng)用。從施工檢測效果來看，該工程采用灰土擠密樁處理地基，消除了地基土濕陷性，由于材料造價低廉，施工工藝簡便，在處理地基土濕陷性方便有著比較大的市場和競爭力。

參考文獻

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[2]馮志焱，濕陷性黃土地基，科學(xué)出版社，2009。

[3]龔曉南，地基處理手冊（第三版），中國建筑工業(yè)出版社，2008。