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【摘 要】湿陷性黄土在我国分布广阔，它属于一种特殊性土，它的特殊性主要表现在它的结构性，欠固结密实和湿陷性三个方面，对工程建设危害比较大，为了消除湿陷性黄土中各种不利的工程性质，确保建筑物的安全与正常使用，可采用灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基。文章通过工程实例，介绍了灰土挤密桩复合地基的设计方法、质量控制，经过复合地基的检测证实能够达到消除地基土湿陷性，提高地基土承载力的目的。
【关键词】湿陷性黄土 灰土挤密桩 地基处理
一、工程介绍
洛阳某单位专家公寓，东西长54.0m，南北宽10.8m，建筑面积4100m2。地上6层，建筑物高度18.0m，砖混结构，地基基础设计等级为丙级。
建筑场地位于涧河II级阶地，自上而下土层分布主要为：
第 1 层：填土，主要成分为粘性土和建筑垃圾；
第 2 层：黄土状粉质粘土及粉土（新近堆积黄土），黄褐色，湿，可~硬塑，具湿陷性，湿陷系数δs=0.023。属中高等压缩性土层；
第 3 层：黄土状粉质粘土，黄褐~褐色，可~硬塑，具湿陷性，湿陷系数δs=0.021。属中等压缩性土层；
第 4 层：黄土状粉质粘土及粉土，褐黄~黄褐色，湿，中密，可~硬塑，具湿陷性，湿陷系数δs=0.020。属中等压缩性土层；
第 5 层：黄土状粉质粘土，浅黄褐色，湿，稍~中密，可~硬塑，属中等压缩性土层；
第 6 层：黄土状粉质粘土及粉土，黄褐色，湿~饱和，稍~中密，可~硬塑，属中低压缩性土层；
第 7 层：黄土状粉质粘土及粉土，黄褐~浅棕红色，饱和，中密，可~硬塑，属中低压缩性土层。此揭示最大厚度6.0m。
主要地基土物理力学指标及设计计算参数如表1所示。场地为I级非自重湿陷性黄土场地；勘察期间，场区地下水稳定水位埋深在地面下19.3~19.8m。
二、复合地基设计
1. 复合地基设计
1）.桩孔直径：桩孔直径宜为300~450mm，并根据所选用的成孔设备或成孔方法确定。本工程采用直径400mm桩型。
2）.桩长：根据土质情况、桩处理地基的深度、工程要求和成孔设备等因素确定。本工程第2、3、4层土为需要处理的湿陷性黄土，土层厚度6~9m，由于第五层土较薄，且承载力较低，因而处理深度进入第6层土，进入深度不小于1.0m，有效桩长12.m。
3）.桩距和排距：桩孔一般按等边三角形布置，其间距和排距按以下公式估算：
ηc—桩间土经过成孔后的平均挤密系数，本工程取0.92.
本工程按梅花形布置大面积挤密桩，桩距取1.0m。 处理后的复合地基承载力特征值要求达到200kPa。
4）.处理宽度：地基处理的宽度应大于基础的宽度，本工程处理范围为基础外边缘再外扩1.0m。
2. 质量控制
1）.桩成孔质量应按桩数的5%进行抽查，成孔垂直度应小于1.5%，中心位移不大于桩距设计值的5%，桩孔的直径和深度：对沉管法其直径与深度应与设计值相同；对冲击法和爆破法，桩孔直径的误差不能超过设计值的±70mm，桩孔深度不应小于设计深度0.5m。
2）.桩夯填的质量采用随机抽样检查，数量不少于桩数的2%，同时每台班至少应抽查1根。检查方法：可用洛阳铲在桩孔中心铲土，用环刀取出夯实土样，换算压实系数，检查其是否满足设计要求。也可以采用轻便触探检查法，以实测锤击数不小于通过试验确定的检定锤击数为合格。
3）.对重要或大型工程，还应进行荷载试验和其它原位测试，也可在地基处理的全部深度内取土样测定桩间土的压缩性和湿陷性。
三、复合地基检测及评價
施工结束一个月后，在现场分别进行了桩间土检测试验、复合地基载荷试验、单桩承载力载荷试验，以检验加固效果和施工质量。
1. 桩间土检测结果
为了检验灰土挤密桩对桩间土的挤密效果，对桩间土进行了检测，
检测方法采用现场开挖探井，在探井两侧取桩间土进行土工试验，试验结果见下表
注：①、编号a、b、c代表该层土距桩中心不同距离的取样位置，分别为距桩中心0.45m、0.60m、0.75m。
②、以上数据均为各指标分层统计的平均值
从表中可以看出，灰土挤密桩施工后，桩间土干重度、孔隙比、液性指数和压缩性指标均有明显改善 2、3、4层土的湿陷性已完全消除。
2. 复合地基荷载试验及结果分析
复合地基施工完成后，随机抽取3点作地基静载试验，承压板采用2.121x2.121m2厚质钢板，沿45º斜向放置，每个试验点下有5根桩，试验采用慢速维持荷载法，具体实施方法如下：
①加载分级：考虑设计要求，同时考虑本地区为第一次采取此种地基处理方法，最大加载值确定在设计要求的复合地基承载力特征值的2.0倍400 kPa基础上提高到600kPa，分十级进行加荷，每级荷载为60kPa。
②沉降观测：每级加载后，间隔5、10、15分钟，测读载荷板沉降一次，以后每间隔15分钟测读一次，观测值记入检测记录表。
③稳定标准：每小时内沉降增量＜0.1mm时，施加下一级荷载。
④卸载：卸载分三级等量进行，每卸一级，每隔15、15、30min读记回弹量，直至变形稳定。
检测后，将试验数据绘制成p-s曲线见下图；从图中可看出：各试验点的P-S曲线均呈缓变型，在荷载达到最终加载值时的载荷板最终沉降量分别为7.8mm、12.4mm、16.7mm，承载力特征值对应沉降分别为3.1mm、3.3mm、3.6 mm。根据试验结果，依据JGJ79-2002附录A之A.0.9的规定，承载力均满足设计要求，并有较大的安全度。
四、结束语
在湿陷性黄土地区，灰土挤密桩复合地基作为柔性桩复合地基的一种，它既有复合地基总体上的共性，又有其独特性，并由于其自身的优势，在工程上应用颇多，效果良好。通过使用灰土挤密桩对湿陷性黄土的处理，结论是：
1.通过灰土挤密桩的处理，地基土的物理性质得到较大改善，地基土的均匀性、稳定性得到加强，干密度提高，压缩性降低，强度及承载能力得到提高。
2.质量检测的重点应该是桩间土湿陷性消除程度、挤压程度和桩身压实系数，上述表明，桩间土的挤密系数及桩身压实系数能够达到设计要求，湿陷性小于0.015，地基土的湿陷性已消除。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】湿陷性黄土 灰土挤密桩 地基处理
一、工程介绍
洛阳某单位专家公寓，东西长54.0m，南北宽10.8m，建筑面积4100m2。地上6层，建筑物高度18.0m，砖混结构，地基基础设计等级为丙级。
建筑场地位于涧河II级阶地，自上而下土层分布主要为：
第 1 层：填土，主要成分为粘性土和建筑垃圾；
第 2 层：黄土状粉质粘土及粉土（新近堆积黄土），黄褐色，湿，可~硬塑，具湿陷性，湿陷系数δs=0.023。属中高等压缩性土层；
第 3 层：黄土状粉质粘土，黄褐~褐色，可~硬塑，具湿陷性，湿陷系数δs=0.021。属中等压缩性土层；
第 4 层：黄土状粉质粘土及粉土，褐黄~黄褐色，湿，中密，可~硬塑，具湿陷性，湿陷系数δs=0.020。属中等压缩性土层；
第 5 层：黄土状粉质粘土，浅黄褐色，湿，稍~中密，可~硬塑，属中等压缩性土层；
第 6 层：黄土状粉质粘土及粉土，黄褐色，湿~饱和，稍~中密，可~硬塑，属中低压缩性土层；
第 7 层：黄土状粉质粘土及粉土，黄褐~浅棕红色，饱和，中密，可~硬塑，属中低压缩性土层。此揭示最大厚度6.0m。
主要地基土物理力学指标及设计计算参数如表1所示。场地为I级非自重湿陷性黄土场地；勘察期间，场区地下水稳定水位埋深在地面下19.3~19.8m。
二、复合地基设计
1. 复合地基设计
1）.桩孔直径：桩孔直径宜为300~450mm，并根据所选用的成孔设备或成孔方法确定。本工程采用直径400mm桩型。
2）.桩长：根据土质情况、桩处理地基的深度、工程要求和成孔设备等因素确定。本工程第2、3、4层土为需要处理的湿陷性黄土，土层厚度6~9m，由于第五层土较薄，且承载力较低，因而处理深度进入第6层土，进入深度不小于1.0m，有效桩长12.m。
3）.桩距和排距：桩孔一般按等边三角形布置，其间距和排距按以下公式估算：
ηc—桩间土经过成孔后的平均挤密系数，本工程取0.92.
本工程按梅花形布置大面积挤密桩，桩距取1.0m。 处理后的复合地基承载力特征值要求达到200kPa。
4）.处理宽度：地基处理的宽度应大于基础的宽度，本工程处理范围为基础外边缘再外扩1.0m。
2. 质量控制
1）.桩成孔质量应按桩数的5%进行抽查，成孔垂直度应小于1.5%，中心位移不大于桩距设计值的5%，桩孔的直径和深度：对沉管法其直径与深度应与设计值相同；对冲击法和爆破法，桩孔直径的误差不能超过设计值的±70mm，桩孔深度不应小于设计深度0.5m。
2）.桩夯填的质量采用随机抽样检查，数量不少于桩数的2%，同时每台班至少应抽查1根。检查方法：可用洛阳铲在桩孔中心铲土，用环刀取出夯实土样，换算压实系数，检查其是否满足设计要求。也可以采用轻便触探检查法，以实测锤击数不小于通过试验确定的检定锤击数为合格。
3）.对重要或大型工程，还应进行荷载试验和其它原位测试，也可在地基处理的全部深度内取土样测定桩间土的压缩性和湿陷性。
三、复合地基检测及评價
施工结束一个月后，在现场分别进行了桩间土检测试验、复合地基载荷试验、单桩承载力载荷试验，以检验加固效果和施工质量。
1. 桩间土检测结果
为了检验灰土挤密桩对桩间土的挤密效果，对桩间土进行了检测，
检测方法采用现场开挖探井，在探井两侧取桩间土进行土工试验，试验结果见下表
注：①、编号a、b、c代表该层土距桩中心不同距离的取样位置，分别为距桩中心0.45m、0.60m、0.75m。
②、以上数据均为各指标分层统计的平均值
从表中可以看出，灰土挤密桩施工后，桩间土干重度、孔隙比、液性指数和压缩性指标均有明显改善 2、3、4层土的湿陷性已完全消除。
2. 复合地基荷载试验及结果分析
复合地基施工完成后，随机抽取3点作地基静载试验，承压板采用2.121x2.121m2厚质钢板，沿45º斜向放置，每个试验点下有5根桩，试验采用慢速维持荷载法，具体实施方法如下：
①加载分级：考虑设计要求，同时考虑本地区为第一次采取此种地基处理方法，最大加载值确定在设计要求的复合地基承载力特征值的2.0倍400 kPa基础上提高到600kPa，分十级进行加荷，每级荷载为60kPa。
②沉降观测：每级加载后，间隔5、10、15分钟，测读载荷板沉降一次，以后每间隔15分钟测读一次，观测值记入检测记录表。
③稳定标准：每小时内沉降增量＜0.1mm时，施加下一级荷载。
④卸载：卸载分三级等量进行，每卸一级，每隔15、15、30min读记回弹量，直至变形稳定。
检测后，将试验数据绘制成p-s曲线见下图；从图中可看出：各试验点的P-S曲线均呈缓变型，在荷载达到最终加载值时的载荷板最终沉降量分别为7.8mm、12.4mm、16.7mm，承载力特征值对应沉降分别为3.1mm、3.3mm、3.6 mm。根据试验结果，依据JGJ79-2002附录A之A.0.9的规定，承载力均满足设计要求，并有较大的安全度。
四、结束语
在湿陷性黄土地区，灰土挤密桩复合地基作为柔性桩复合地基的一种，它既有复合地基总体上的共性，又有其独特性，并由于其自身的优势，在工程上应用颇多，效果良好。通过使用灰土挤密桩对湿陷性黄土的处理，结论是：
1.通过灰土挤密桩的处理，地基土的物理性质得到较大改善，地基土的均匀性、稳定性得到加强，干密度提高，压缩性降低，强度及承载能力得到提高。
2.质量检测的重点应该是桩间土湿陷性消除程度、挤压程度和桩身压实系数，上述表明，桩间土的挤密系数及桩身压实系数能够达到设计要求，湿陷性小于0.015，地基土的湿陷性已消除。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。