何雨穎

（山西省漳河水利工程建設(shè)管理局，山西 長(zhǎng)治 046000）

1 工程概況

山西省辛安泉供水改擴(kuò)建工程位于山西省長(zhǎng)治市，工程主要為長(zhǎng)治市9個(gè)縣（市、區(qū)）提供生活、工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水。長(zhǎng)治支線是辛安泉供水改擴(kuò)建工程的其中一條輸水線路，它包括管道工程和管線建筑物工程。西旺莊調(diào)蓄水池位于西旺莊村，是長(zhǎng)治支線管線建筑物之一，為該地用水戶提供儲(chǔ)水空間，方便及時(shí)取水。

經(jīng)勘測(cè)，西旺莊調(diào)蓄水池地基是典型的濕陷性黃土，地基持力層為低液限粉土，結(jié)構(gòu)較松散，為弱～中等透水層；濕陷系數(shù)為0.019～0.142，濕陷起始?jí)毫?～64 kPa，為輕微～強(qiáng)烈濕陷性土。

2 地基處理方法比選

濕陷性黃土地基的處理方法有很多種，常見的有換填墊層法、擠密法、夯實(shí)法、排水固結(jié)法等。方案選取時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)攸S土試驗(yàn)特性、結(jié)合經(jīng)濟(jì)、比較施工條件以及是否能就地取材等，選擇合適的施工方案。

2.1 換填墊層法

換填墊層法，是指將地基持力層擬處理的黃土部分或全部挖出，以強(qiáng)度較大的土作填料，或者以其他穩(wěn)定性能好、無侵蝕性的材料作填料進(jìn)行換填。適用于，地下水位以上的濕陷性黃土層較薄（1～3 m）的情況。優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)易，效果顯著，在地基淺層處理或者只有部分濕陷性黃土處理時(shí)較常用。缺點(diǎn)則是若土層較厚（超過3 m），則會(huì)因加大棄土方量及填料方量而加大成本，不經(jīng)濟(jì)。

2.2 擠密法

擠密法，是指用爆破、沖擊、夯擴(kuò)等方法成孔，用素土、灰土、水泥等作填料，對(duì)深層的待處理土體進(jìn)行擠密的加固方法?？商幚碛休^厚不良土層的地基，也可處理地下水位以下的地基，適用性較高。

2.3 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法亦稱動(dòng)力固結(jié)法，是指通過噸級(jí)重量的重錘，以一定的落距，對(duì)土體施加很大的沖擊能，在土體中產(chǎn)生沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，因此提高土的強(qiáng)度，降低土的壓縮性，消除濕陷性。適用于地下水位以上，飽和度小于60%的情況。此方法原理直觀易懂，施工簡(jiǎn)易，運(yùn)用廣泛。

2.4 排水固結(jié)法

濕陷性黃土影響地基穩(wěn)定的主要原因，是具有濕陷性質(zhì)的黃土遇水后固結(jié)，導(dǎo)致地基發(fā)生沉降，若能提前完成土體固結(jié)沉降，那么將大大減少后期地基的沉降。排水固結(jié)法就是通過在待處理地基上加載預(yù)壓，并配合內(nèi)部排水措施，加快濕陷性黃土地基的排水、固結(jié)，使?jié)裣菪渣S土地基提前基本完成固結(jié)沉降，不影響后期承載力的一種方法。適用范圍廣，可適用于各類淤泥質(zhì)黏土及飽和軟黏土等地基。

2.5 施工方案選擇

考慮到待處理土體厚度，土的飽和度以及經(jīng)濟(jì)適用性等因素，調(diào)蓄水池基礎(chǔ)處理采用灰土擠密樁施工。

灰土樁的填料考慮就地取材，其中，土料選用就地挖取的純凈黃土，即有機(jī)質(zhì)含量不超過5%，且不含有其它雜質(zhì)的黃土，土塊的粒徑不得大于20 mm；將生石灰消解3～4 d后形成的熟石灰粉過篩，篩出粒徑不大于5 mm的石灰粉，作為備選石灰，要求石灰質(zhì)量不低于Ⅲ級(jí)。上述的石灰和黃土以3∶7的比例混合拌和后，夯實(shí)進(jìn)打好的孔里，即成灰土擠密樁。

本次地基處理面積為19829.77m2，灰土樁徑0.4m，樁距1 m，處理至濕陷性黃土界限。

3 灰土擠密樁作用機(jī)理與施工要點(diǎn)

3.1 灰土擠密樁作用機(jī)理

灰土擠密樁，是用石灰和土按一定比例拌和，在樁孔內(nèi)加密夯實(shí)形成的樁，灰土擠密樁對(duì)地基的加固作用體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

一是化學(xué)加固，石灰中的正電鈣離子與黏土中的負(fù)電顆粒相互吸附，形成膠體凝聚，伴隨灰土齡期增長(zhǎng)，土體的固化作用提高，灰土樁的強(qiáng)度增加，灰土樁與樁間土共同組合而成的復(fù)合地基來承載上部的荷載，復(fù)合地基的承載能力顯著提高。

二是物理擠密加固，灰土樁擠壓成孔時(shí)，對(duì)周圍土體有側(cè)向擠密作用，其擠密影響半徑一般為1.5～2.0倍的樁孔直徑，擠密效果會(huì)在相鄰樁孔擠密區(qū)的交界處相互疊加，樁距越小，疊加效果越顯著。由于受擠密作用的影響，樁間土的密度明顯增加，且趨于均勻，承載能力相比于原來的濕陷性黃土大大提高。

有實(shí)驗(yàn)表明，面積占復(fù)合地基20%的灰土樁承受了上部接近一半的荷載，灰土樁本身較高的承載能力，加之被擠密的樁間土較高的承載能力，使得處理后的基礎(chǔ)承載上部荷載的能力能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.2 灰土擠密樁施工要點(diǎn)

施工前準(zhǔn)備：先進(jìn)行場(chǎng)地平整，并做好臨時(shí)排水措施，對(duì)影響設(shè)備行進(jìn)的松軟土層進(jìn)行預(yù)壓處理，制樁設(shè)備采用HD-D/Z-12液壓步履式擠密灌注打樁機(jī)，其外徑為425 mm，夯錘重5 t。

成樁施工：根據(jù)圖紙確定并標(biāo)記每個(gè)樁的施工位置，打樁順序，由外圍向內(nèi)施工。施工至內(nèi)部時(shí)，采用隔排隔行，間隔1～2孔跳打的方式。成孔后立即回填，以防止鄰孔之間互相擠壓造成相鄰孔縮孔或振動(dòng)坍塌?；彝涟韬喜捎醚b載機(jī)拌和，拌和量須根據(jù)每日實(shí)際用量一次拌制完成，不得使用隔夜灰土，雨天不得進(jìn)行灰土拌制。樁孔填料前，先進(jìn)行夯擊，夯擊次數(shù)不得少于6次，樁孔內(nèi)填料要隨填隨夯，嚴(yán)格控制夯擊質(zhì)量。打樁完畢后，將樁頭挖去500 mm，然后鋪設(shè)500 mm厚的3∶7灰土墊層，進(jìn)行分層夯壓，壓實(shí)系數(shù)不小于0.95，夯壓密實(shí)后，再進(jìn)行下一道工序施工。

4 結(jié)語

灰土擠密樁主要是通過分擔(dān)原土層荷載及提高原土層承載能力的方法，來提高基礎(chǔ)對(duì)上部荷載的承受能力?；彝翗短盍现械耐亮希跐M足條件的前提下，可以就地取材。影響灰土樁擠密效果的一個(gè)重要因素是地基土中的含水量，在含水量達(dá)到或接近最佳含水量時(shí)，擠密的效果最好。含水量過大、過小都會(huì)影響擠密效果，都應(yīng)采取相應(yīng)措施。含水量過大時(shí)，必須采用套管成孔，成孔后如發(fā)現(xiàn)樁孔縮頸比較嚴(yán)重，可在孔內(nèi)填入干散砂土、生石灰塊或磚渣，稍停一段時(shí)間后再將樁管沉入土中，重新成孔；當(dāng)含水量過小時(shí)，則應(yīng)預(yù)先浸濕加固范圍的土層，使之達(dá)到或接近最佳含水量。

設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)處理后，復(fù)合地基承載力特征值不小于150 kPa。經(jīng)測(cè)量，成樁后的灰土擠密樁已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。