湿陷性黄土地基几种有效处理方法

　　1、湿陷性黄土地基几种有效处理方法

 

　　1.1、垫层法

 

　　垫层法是先将基础下的湿陷性黄土一部分或全部挖除，然后用素土或灰土分层夯实，以便消除地基的部分或全部湿陷量，并可减小地基的压缩变形，提高地基承载力，可将其分为局部垫层和整片垫层。

 

　　1.1.1、局部土垫层的处理宽度超出基础底边的宽度较小，地基处理后，地面水及管道漏水仍可能从垫层侧向渗入下部未处理的湿陷性土层而引起湿陷，因此，设置局部垫层不考虑起防水、隔水作用，地基受水浸湿可能性大及有防渗要求的建筑物，不得采用局部土垫层处理地基。

 

　　1.1.2、整片垫层的平面处理范围，每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度，不应小于垫层的厚度，即并不应小于2m。

 

　　1.1.3、在地下水位不可能上升的自重湿陷性黄土场地，当未消除地基的全部湿陷量时，对地基受水浸湿可能性大或有严格防水要求的建筑物，采用整片土垫层处理地基较为适宜。但地下水位有可能上升的自重湿陷性黄土场地，应考虑水位上升后，对下部未处理的湿陷性土层引起湿陷的可能性。

 

　　1.2、强夯法

 

　　重锤表层夯实适用于处理饱和度不大于60%的湿陷性黄土地基。一般采用2.5～3.0t的重锤，落距4.0～4.5m，可消除基底以下1.2～1.8m黄土层的湿陷性。在夯实层的范围内，土的物理、力学性质获得显著改善，平均干密度明显增大，压缩性降低，湿陷性消除，透水性减弱，承载力提高。非自重湿陷性黄土地基，其湿陷起始压力较大，当用重锤处理部分湿陷性黄土层后，可减少甚至消除黄土地基的湿陷变形。

 

　　强夯法加固地基机理一般认为，是将一定重量的重锤以一定落距给予地基以冲击和振动，从而达到增大压实度，改善土的振动液化条件，消除湿陷性黄土的湿陷性等目的。强夯加固过程是瞬时对地基土体施加一个巨大的冲击能量，使土体发生一系列的物理变化，如土体结构的破坏或排水固结、压密以及触变恢复等过程。

 

　　1.3、挤密桩法

 

　　挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基，先按设计方案在基础平面位置布置桩孔并成孔，然后将备好的素土（粉质粘土或粉土）或灰土在最优含水量下分层填入桩孔内，并分层夯（捣）实至设计标高止。通过成孔或桩体夯实过程中的横向挤压作用，使桩间土得以挤密，从而形成复合地基。

 

　　灰土挤密桩和土桩地基一般适用于地下水位以上含水量14%～22%的湿陷性黄土和人工黄土，处理深度可达5～15米。灰土挤密桩是利用锤击打入或振动沉管的方法在土中形成桩孔，然后在桩孔中分层填入素土或灰土等填充料，在成孔和夯实填料的过程中，原来处于桩孔部位的土全部被挤入周围土体，通过这一挤密过程，从而彻底改变土层的湿陷性质并提高其承载力。其主要作用机理分两部分：

 

　　（一）机械打桩成孔横向加密土层，改善土体物理力学性能

 

　　在土中挤压成孔时，桩孔内原有土被强制侧向挤出，使桩周一定范围内土层受到挤压，扰动和重塑，使桩周土孔隙比减小，土中气体溢出，从而增加土体密实程度，降低土压缩性，提高土体承载能力。

 

　　（二）灰土桩与桩间挤密土合成复合地基

 

　　上部荷载通过它传递时，由于它们能互相适应变形，因此能有效而均匀地扩散应力，地基应力扩散得很快，在加固深度以下附加应力已大为衰减，无需坚实的下卧层。

 

　　桩径宜为300～450mm，并可根据所选用的成孔设备或成孔方法确定；

 

　　桩距可为桩径的2.0～2.5倍；

 

　　桩顶标高以上应设置300～500mm厚的2：8灰土，其压实系数不小于0.95；

 

　　灰土挤密桩和土挤密桩复合地基承载力特征值：《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002规定应通过现场单桩或多桩复合地基载荷试验确定。初步设计当无试验资料时，可按当地经验确定，但对灰土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的2倍，并不大于250kpa；对于土挤密桩复合地基承载力特征值，不宜大于处理前的1.4倍，并不宜大于180kpa。

 

　　用静载荷试验可测定单桩和桩间土的承载力，也可测定单桩复合地基或多桩复合地基承载力。处理后复合地基的载荷试验，应按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2202中附录A的要求进行。

 

　　对高层建筑或更重要的建筑工程，应尽量通过载荷试验确定处理后复合地基承载力特征值和变形模量，这样不仅安全可靠，而且还不受规范中承载力特征值的限制，拓宽土挤密桩、灰土挤密桩地基的使用范围。

 

　　1.4、桩基础

 

　　桩基础既不是天然地基，也不是人工地基，属于基础范畴，是将上部荷载传递给桩侧和桩底端以下的土（或岩）层，采用挖、钻孔等非挤土方法而成的桩，在成孔过程中将土排出孔外，桩孔周围土的性质并无改善。但设置在湿陷性黄土场地上的桩基础，桩周土受水浸湿后，桩侧阻力大幅度减小，甚至消失，当桩周土产生自重湿陷时，桩侧的正摩阻力迅速转化为负摩阻力。因此，在湿陷性黄土场地上，不允许采用摩擦型桩，设计桩基础除桩身强度必须满足要求外，还应根据场地工程地质条件，采用穿透湿陷性黄土层的端承型桩（包括端承桩和摩擦端承桩），其桩底端以下的受力层：在非自重湿陷性黄土场地，必须是压缩性较低的非湿陷性土（岩）层；在自重湿陷性黄土场地，必须是可靠的持力层。这样，当桩周的土受水浸湿，桩侧的正摩阻力一旦转化为负摩阻力时，便可由端承型桩的下部非湿陷性土（岩）层所承受，并可满足设计要求，以保证建筑物的安全与正常使用，在实际应用中常采用素土挤密桩消除黄土部分湿陷量，再采用桩基础提高承载力。

 

　　2、工程实例（灰土桩处理湿陷性黄土地基的应用实例）

 

　　2.1、工程概况及处理方案

 

　　某工程地基处理采用灰土挤密桩，加固处理面积为1705.39m2，处理深度6.0m，处理深度范围内的地层⑵、⑶、⑷层分别为黄土状土及黄土。该场地属于自重湿陷场地，地基湿陷等级为Ⅱ级（中等）

 

　　2.2、设计要求

 

　　采用灰土挤密桩（DDC桩）复合地基，桩径0.40m，有效桩长6.0m，桩距为0.90m，排距0.78m，呈等边三角形布置，地基处理目的是改善地基均匀性，消除地基湿陷性，提高地基承载力。设计要求灰土挤密桩（DDC桩）复合地基承载力特征值fspk≥200kPa。挤密后桩间土平均挤密系数不小于0.93，桩体灰土压实系数不小于0.97。

 

　　2.3、灰土挤密桩加固机理

 

　　2.3.1、成孔挤密作用

 

　　由于灰土桩的施工采用的是震动沉管桩成孔，对桩间土产生挤密作用，从而可部分消除地基土的湿陷性。

 

　　2.3.2、结晶作用

 

　　桩身周围的多余的Ca（OH）2吸收桩

 

　　间土的水分，绝大部分饱和的Ca（OH）2自

 

　　行结晶，形成熟石灰结晶，提高复合地基的抗剪强度

 

　　3、结束语