素土挤密桩在晋西南湿陷性黄土地区的应用

崔彦东

（山西省地勘局214地质队，山西运城 044000）

1 工程概况

该场地位于万荣县南侧，场地较平坦，属黄土台塬地貌。拟建建筑东西长约52.5m，宽约12.6m，高约4层。该建筑布置3个钻孔，3个人工探井，探井深度25m。地基土自上而下分为3层：

①湿陷性粉土（Q3eol）：黄褐色、褐黄色，稍湿，稍密，具湿陷性，属中等压缩性土，大孔隙发育。该层一般厚度10.6～12.0m。承载力特征值110kPa。

②湿陷性粉土（Q3eol）：褐黄色、黄褐色，稍湿，稍密，具湿陷性，属中等压缩性土，针状孔隙发育。该层一般厚度9.5～10.6m，承载力特征值120kPa。

③粉土（Q3eol）：褐黄色、红褐色，稍湿，中密，属中等压缩性土。该层未揭穿。承载力特征值135kPa。

2 素土挤密桩地基处理设计

2.1 桩径的选择

根据《湿陷性黄土场地勘察及地基处理技术规范》（DBJ04/T312-2015）第6.4.4条：挤密孔直径宜为0.35～0.45m，桩径的选择还应考虑当地常用施工设备型号，该项目桩径为0.4m。

2.2 桩间距的确定

根据《湿陷性黄土场地勘察及地基处理技术规范》（DBJ04/T312-2015）第6.4.3条：桩孔位宜按正三角形布置，可按下式计算：

式中：S——孔心距，m；

D——挤密填料孔直径，m；

ρdo——地基挤密前压缩层范围内各层土的平均干密度，g/cm3；

ρdmax——击实试验确定的最大干密度，g/cm3；

该场地地基土经取样做击实试验，最优含水量为13.7%，最大干密度1.88g/cm3。该场地桩间土挤密前含水量平均值13.0%，干密度平均值1.33g/cm3。

ηˉc＝0.93，ρdmax=1.88g/cm3，D=0.4m，ρdo＝1.33g/cm3，代入上式得：S=0.78m。

根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）第7.5.2条第3款：桩孔之间的中心间距可为桩孔直径的2～3倍，结合当地素土挤密桩施工经验桩孔中心间距取0.8m。

2.3 素土挤密桩复合地基处理深度、范围的确定

根据《湿陷性黄土场地勘察及地基处理技术规范》（DBJ04/T312-2015）表3.0.1，该建筑属丙类建筑；该场地湿陷深度20.5～22.2m，自重湿陷量为400.5～559.4mm，属自重严重湿陷场地，总湿陷量为914.3～1027.9mm，地基湿陷等级属Ⅳ级；根据《湿陷性黄土场地勘察及地基处理技术规范》（DBJ04/T312-2015）第6.1.5条第4款，素土挤密桩处理厚度为12m；根据《湿陷性黄土场地勘察及地基处理技术规范》（DBJ04/T312-2015）第6.1.2条第3款，地基处理范围应超出建（构）筑物外墙基础外缘的宽度（外放宽度），并不宜小于6.0m。

3 素土挤密桩主要施工过程

成孔主要采用步履式DCB60-15柴油锤打夯机，孔内填料分层回填采用200kg夹杆锤夯实。

4 素土挤密桩复合地基检测结果

在素土挤密桩复合地基上均匀选取6个点进行复合地基静载荷试验，试验过程正常，复合地基承载力特征值不小于150kPa；布设7个人工探井进行桩体土取样测试，平均压实系数大于0.97；布设7个人工探井进行桩间土取样测试，平均挤密系数大于0.93，并完全消除桩间土的湿陷性，检测结果完全满足设计及规范要求，充分说明用素土挤密桩处理湿陷性黄土地基是有效的。

5 地基处理前后地基土的物理、力学指标的变化

地基处理前后桩间土的物理指标的变化见表1，从表1可看出素土挤密桩复合地基处理后地基土含水量减少3%，质量密度增加32%，干密度增加32%，孔隙比减少37%，饱和度增加31%，自重湿陷系数减少79%，湿陷系数减少83%。素土挤密桩复合地基承载力特征值比天然地基承载力特征值增加36%。

表1 地基处理前后桩间土的物理指标平均值对比表

6 结束语

通过该工程实例分析可以看出，采用素土挤密桩处理湿陷性黄土地基效果良好，它不仅可以提高地基土的承载力，消除地基处理范围内黄土的湿陷性，而且减小了地基土的孔隙比，减少了地基土的压缩变形量。对比较重要的建筑物和缺乏地基处理施工经验的地区，在素土挤密桩处理湿陷性黄土地基前，应选择有代表性地段进行试桩并检测，根据试桩检测结果，优化地基处理设计方案，调整挤密桩的主要施工技术参数，达到技术先进、经济合理、地基处理效果明显的目的。