□□ 劉 洋，秦 鵬 (中鐵三局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030006)

引言

濕陷性黃土的土質(zhì)較為均勻，結(jié)構(gòu)呈疏松狀態(tài)，內(nèi)部孔隙發(fā)育明顯，具有突出的結(jié)構(gòu)性特征。處于干燥狀態(tài)的黃土一般具有較高強(qiáng)度，因而壓縮性相對較低；而遇水后在自重應(yīng)力和上覆附加應(yīng)力的共同作用下將使土體結(jié)構(gòu)遭到破壞，土骨架崩塌而使土體強(qiáng)度急劇降低，進(jìn)而產(chǎn)生較大的沉降變形[1]。因而，在濕陷性黃土地基施工需結(jié)合建(構(gòu))筑物的重要性、地下水位置及降雨等特點(diǎn)，根據(jù)其對總沉降和不均勻沉降的允許程度，采取合理的方法對濕陷性黃土進(jìn)行處置，以改善其濕陷性，提高地基承載能力，降低黃土濕陷對建(構(gòu))筑物的不利影響。

強(qiáng)夯法是常用的改善黃土濕陷性的地基處理方法，已在工程中得到了較多應(yīng)用[2-5]，但強(qiáng)夯法施工的前提需確保土體含水量接近于最優(yōu)含水率，否則將導(dǎo)致夯后橡皮土的產(chǎn)生，反而影響地基的處理效果[6-7]，因此，采用強(qiáng)夯法處治濕陷性黃土?xí)r，對地基進(jìn)行增濕處理是該方法應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。

1 工程概況

山西大學(xué)東山校區(qū)(一期一階段)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)綜合樓、理科教學(xué)與實(shí)驗(yàn)綜合樓均為多層建筑，位于太原市東山地區(qū)。總建筑面積為55 939 m2，其中地上面積為49 861.38 m2，地下面積為6 078 m2，基底面積為11 987 m2。

工程擬建場地地貌單元為黃土丘陵，擬建場地現(xiàn)狀高程約為876.00～884.01 m，北高南低，地形起伏較大，地基土巖性以人工填土、濕陷性土、粉土、粉質(zhì)黏土為主，見表1?；鬃畹蜆?biāo)高為-6.50 m，地下水位低，土層分布很不均勻，基礎(chǔ)落在第2層濕陷性粉土層上。第2層和第3層濕陷性粉質(zhì)黏土層厚度很大，且自重濕陷嚴(yán)重，不能滿足上部結(jié)構(gòu)的要求，需進(jìn)行地基處理。

表1 土層物理特性表

設(shè)計地基處理采用強(qiáng)夯及樁承臺，強(qiáng)夯范圍為基礎(chǔ)輪廓外擴(kuò)3 m及內(nèi)庭院，注水強(qiáng)夯面積共計20 885 m2，強(qiáng)夯前進(jìn)行增濕處理，水孔間距為2 m，孔徑為150 mm，正方形布置，注水深度為9 m，注水8遍。

2 施工方案與關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 強(qiáng)夯施工流程

強(qiáng)夯施工流程如圖1所示。

圖1 強(qiáng)夯施工流程圖

2.2 注水增濕設(shè)計方案

2.2.1 設(shè)計要求注水增濕深度

4 000 kN·m地面強(qiáng)夯區(qū)，注水增濕深度：從基頂設(shè)計標(biāo)高以上1.3 m位置處向下9 m，教學(xué)與實(shí)驗(yàn)綜合樓原始地坪不同標(biāo)高區(qū)域注水深度不同，北樓-1.4 m處平均打孔深度為8.5 m，連廊-5.0 m處平均打孔深度為8 m，南樓-4.9 m處平均打孔深度為12 m，-3.2 m處平均打孔深度為9.5 m，-1.4 m處平均打孔深度為8.6 m。

理科教學(xué)與實(shí)驗(yàn)綜合樓在原地面平均打孔深度為9 m，具體如圖2所示。

圖2 打孔注水示意圖

2.2.2 注水孔施工參數(shù)設(shè)計

孔距為2 m，采用正方形布點(diǎn)，注水孔孔徑為150 mm。

2.2.3 單孔注水量計算

單孔注水量計算公式為：

(1)

式中：ρd——注水深度內(nèi)土的干密度平均值，t/m3，取1 t/m3；

Wop——注水深度內(nèi)地基土的最優(yōu)含水量，%，根據(jù)地勘報告及施工圖取12.9%；

d——注水孔間距，m，取2.0 m；

ρw——水的密度，t/m3；

h——平均注水深度，取12 m。

由(1)式可算得，單孔注水量Q=1.76 t，則1 m2注水量q=0.45 t，取0.5 t，設(shè)計要求灌水8遍，則1 m2注水總量q合=4 t。

2.3 注水增濕施工技術(shù)

2.3.1 劃分注水施工單元

南樓按不同標(biāo)高分為三個注水及強(qiáng)夯單元：南樓注水先南北向施工②③(-1.4 m,-3.2 m)區(qū)域，然后東西向施工①(-4.9 m)區(qū)域；強(qiáng)夯施工先南北向施工②③(-1.4 m,-3.2 m)區(qū)域，然后東西向施工①(-4.9 m)區(qū)域。北樓分為兩個注水及強(qiáng)夯單位：北樓注水先南北向施工⑤區(qū)域，然后東西向施工④區(qū)域；強(qiáng)夯先東西向施工④(-1.4 m)區(qū)域，然后南北向施工⑤ (-5 m)區(qū)域。

2.3.2 注水孔施工

注水孔施工采用柴油錘擊成孔，深度為8.5～12.1 m，孔徑為150 mm。填孔材料為碎石，粒徑為10～20 mm。

2.3.3 注水孔注水

注水孔施工完成以后，將注水分管移至施工區(qū)內(nèi)進(jìn)行逐排逐孔注水施工。注水時需將水管插入到孔底，確?？變?nèi)被水完全灌滿后，抽出水管，進(jìn)而插入到下一個注水孔，依次完成所有注水孔的注水。待注水孔一次注水完成后，立即進(jìn)行第二次注水施工，并記錄每次注水間隔時間。

一般經(jīng)過6～8遍注水之后，土體可達(dá)到最優(yōu)含水量。在3～4遍注水完成后，在注水孔間用洛陽鏟鉆孔取土，檢測含水量，當(dāng)含水量達(dá)到設(shè)計要求后，靜置15 d后，開始強(qiáng)夯施工。

2.3.4 強(qiáng)夯施工

強(qiáng)夯施工的技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 強(qiáng)夯技術(shù)參數(shù)

3 結(jié)語

以山西大學(xué)建筑地基施工為依托，采用了注水增濕與強(qiáng)夯法相結(jié)合的濕陷性黃土地基處理方案以改善黃土的濕陷性，提高黃土地基的承載能力。針對擬建工程的地質(zhì)條件及工程特點(diǎn)，提出了注水增濕設(shè)計方案，并系統(tǒng)闡述了深厚濕陷性黃土注水增濕強(qiáng)夯處治的施工方案及關(guān)鍵技術(shù)步驟，以期為同類工程的設(shè)計和施工提供指導(dǎo)和借鑒。