王路
陕西省东庄水利枢纽工程建设有限责任公司 陕西 西安 710000
摘要：湿陷性黄土是一种特殊的地基类型，在施工过程中若不注重该类土质的地基处理工作，容易导致地基湿陷、引发附加沉降。我国湿陷性黄土分布很广，据《湿陷性黄土地区建筑规范)GB50025-2004，我国湿陷性黄土主要分布在山西、陕西、甘肃大部分地区，河南西部和宁夏、青海、河北的部分地区，此外新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区和山东、辽宁、黑龙江等区局部地区分布有湿陷黄土，据统计湿陷性黄土占我国黄土面积的60％以上。尤其本项目所在场地为自重湿陷性黄土，湿陷等级IV（很严重），土的结构松散，压缩性高，湿陷性强烈，需要进行适当工程处理。素土挤密桩施工技术在湿陷性黄土中的应用，能够有效避免地基沉降，对工程施工奠定了坚实的基础。
关键词：地基处理；素土挤密桩；湿陷性黄土；承载力；压缩性
引言
由于非饱和的欠压密的湿陷性黄土，在水浸泡作用下，其较大孔隙率、偏低干密度，土的自重压力和附加应力，会发生变形下沉。湿陷性黄土地基应用挤密桩复合地基进行处理，能够有效的消除存在大厚度黄土中的湿陷性问题。处理的原理是:桩间因素土夯填到成孔和分层时所产生的侧向挤密作用而挤密，因此有效提高了土质工程性能，同时提高了桩体承载力；上部附加应力、地基的沉降变形因位于桩顶褥垫层内土工格栅的作用下更为合理的分布和协调。
1加固原理
素土挤密桩在处理湿陷黄土地基时采用沉管成孔，桩间土通过打桩机冲击振动夯实和横向挤压作用，使桩孔内的土质被强制挤向桩孔周围的土体中，随后在桩孔分层回填并夯实素土，形成密实而强度较高的桩体，并通过被夯实土体径向扩张而使桩间土进一步被挤密，从而使桩体和桩间土紧密胶合成复合地基，致使土的孔隙变小，密实度增大，压缩性降低，力学性质得到改善，同时素土桩体也被夯击的更加密实，提高整个地基承载力和稳定性。对于消除土的湿陷性、提高地基承载力以及水稳定性作用明显，且素土挤密桩填土可就地取材、降低工程造价、机具简单、施工方便、功效高，对于消除黄土湿陷性，减小沉降方面具有显著作用，使复合地基承载力有很大提高。因此广泛用于湿陷性黄土地基的加固。
2本项目概况及处理方法选择
本项目工程区位于礼泉县境内，场地土为自重湿陷性黄土，湿陷等级IV（很严重），采用沉管法素土挤密桩进行地基处理。本次工程设计素土挤密桩主要为3#水厂的管理房基础、净水车间基础、水泵房基础和6#水处理厂的管理房基础、净水车间基础。试桩拟按每个设计桩距在场内净水车间、管理房各选取设计的3组试桩（管理房每组试桩7根，净水车间每组试桩9根）。共布置6组试桩。
据《湿陷性黄土地区建筑规范》和本项目设计文件，施工采用沉管成孔，成管成孔是采用柴油锤沉管桩机，将带有桩尖的桩管打入土层至设计标高，然后拔出桩管即成孔，沉管法所成桩孔较规则，挤密效果和施工工艺都较容易掌握。素土挤密桩处理地基，达到消除湿陷性且提高地基承载力。设计采用素土挤密桩桩有效桩长=8.0m，成孔孔径400，按等边三角形布置，桩体内压实系数不小于0.97。素土桩施工完毕后，桩头应碾压使其密实，其上再铺垫50cm厚3:7灰土褥垫层，要求褥垫层压实系数不小于0.97，地基承载力特征值不小于160kpa，处理后桩间土消除湿陷性。
3施工工艺
（１）在施工前先将施工范围内土方挖至素土桩的设计顶标高，并用平地机整平并洒水碾压。
（２）根据设计文件定出路基边桩、路堤坡脚桩、中桩、断面桩的具体位置并在距路中心一定的距离，易于保护位置处设置路线控制桩。
（３）施工前根据《土工试验方法标准》GB/T50123-1999先在工地试验室进行素土击实试验，确定素土的最大干密度、最优含水量等技术参数，对于含水率不足的回填土进行加水，确保素土的含水量为最佳含水量。
（４）施工顺序，孔位布置采用正三角形布置，直径40cm，间距1.0m，自西向东，沉桩时采取间隔成孔，间隔1～2孔跳打，成孔后由专人检查桩孔的质量，外观孔径、孔深及垂直度是否符合要求，检验合格立即回填，以防止邻孔间互相挤压造成相邻孔缩孔或振动坍塌。当整片处理时宜由内向外进行，局部处理宜由外向内进行。
（５）成孔，采用柴油锤沉管冲击成孔，用线锤吊线检查桩管垂直度，确保垂直度偏差不大于1.5%。利用机械动力成孔。在桩尖开始入土时，先低锤轻击，待沉入土中1～2m后且各方面都正常后，再用预定的速度、落距、锤击沉管至设计深度。
（６）验孔：桩孔完成后，立即检查孔位、垂直度、桩径和深度，桩孔中心点的偏差不应超过桩距设计值的5%且不大于5cm，桩孔垂直度偏差小于1.5%。
（７）素土回填夯实：桩孔填料的选择按照设计要求，并使其含水量接近最佳含水量，选择人工填料，连续夯实，每层填料厚度控制在300mm以内，锤击次数不少于6次（由成桩试验确定），以确保地基土密实；在此基础上采用一填多夯的成桩方法来进行施工，也就是分段进行回填材料，并且在每段回填材料后多次反复的夯实施工，达到密实的目的，之后进行下一段回填材料施工，直至完成素土挤密桩的施工。
（８）最后是在成桩检测合格后去除500mm厚桩头土，利用振动压路机进行分层碾压密实处理。
4素土挤密桩在湿陷性黄土地基中应用的主要施工质量管理
4.1现场成孔困难，含水量不足
如果当地天然的含水量低于12%时，施工就难以成孔，并且挤密效果无法达到最佳状态，就容易出现塌孔的问题。此时，就可以先将现场土的含水量提高至最佳含水量的标准之后，再进行成孔的施工处理。
4.2沉管较为困难
在沉管成孔施工当中，会有沉管速度变慢，并且出现较高的桩锤回弹的现象。对于填土地基中通过人工操作时，一般都会遇到石块等加层；对于湿陷性黄土区域之时，会遇到卵石层或者是砂和角砾，就需要对桩管的垂直度加以观察，并且应当将沉管的速度降低，将桩锤的落距减小。
4.3突然出现了沉管速度加快
如果遇到软弱层、孔洞等区域，就会导致沉管的速度加快。这时，就应当将桩管提升出来，然后将砂质土料、土料等填入其中，一般来说，填料的高度不得低于软弱层30cm～50cm，然后再反反复复数次沉管挤密，直到沉管的速度恢复到正常情况方可。
4.4塌孔、渗水、缩颈等现象出现
如果所要施工的区域具有较高的含水量，一般需要采取二次成孔的方式来进行施工。在第一次成孔时，如果孔内有严重的渗水现象，就应当先抽干积水，然后将生石灰、砂质土料等填入其中，然后再进行第二次的成孔。在完成第二次成孔之后，应当立刻夯填，如果土料含水量较低，还需要适当地增加夯击次数。
4.5拔管出现问题
在拔管时，可以将适量的水注入到孔内或者是桩管的周围，或者是旋转活动了桩管之后，再进行拔管处理。
结语
对于湿陷性黄土处理可采用多种方法，但采用素土挤密桩处理湿陷性黄土，工艺步骤简单，材料可就地取材，施工速度快、技术可靠、社会效益好、工期短，施工造价低，处理深度大，处理后地基承载力和稳定性有大幅度提高。但素土挤密桩整个施工过程属隐蔽工程，施工阶段质量检查困难，要保证桩体质量及处理效果，必须具有严谨、科学的态度、高度的责任心。在施工项目各环节都要精益求精，严格操作规程，才能保证最终的施工质量。
参考文献
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