某项目建筑场地地形较平坦, 地貌为缓丘, 地层较为单一且较稳定, 主要为黄土状粉土、卵石、粉土, 粉土层作为卵石层的夹层在场区内分布不连续。上部的黄土状粉土具湿陷性, 场地为自重湿陷性黄土场地, 黄土地基的湿陷等级为Ⅱ～Ⅲ级, 个别地段为Ⅳ级, 工程性能较差, 厚度大, 不能作为建筑物的天然地基持力层, 需采取人工地基方案。
通过预先成孔并在孔内填入砾料而形成坚向过水通道, 在一定水头高度水体重力作用下, 使水体进入处理深度内的黄土层中, 在一定时间内经各向渗透均匀分散在土层中, 从而达到增加土层含水量, 降低土体结构强度为后序土体挤密提供条件。
处理土层含水量达到适合后进行钻孔, 从地面向孔内填入灰土、素土, 边填边夯实, 使孔内填土在强力夯锤作用下夯实, 扩充且对孔周土进行挤密, 从而达到消除黄土的湿陷性并提高地基土强度的目的。
增湿试验分3#、4#两个区进行, 本文介绍3#试验区的试验过程。
3#增湿试验区布置11个增湿孔, 孔径150mm, 孔距1.5m, 正三角形布孔, 孔深14.0m (见图1) , 经过3天注水, 累计注水量100m3, 完成了增湿作业;经过7天的消散期, 对1#检测孔进行取样测试含水量, 取样间距1.0m, 平均含水量19.2%;经过30天消散期对2#～6#检测孔进行取样测试, 在设计有效扩散半径范围内的2#、3#、4#、5#检测点, 平均含水率分别为16%、15.3%、15.6%、13.2%, 6#检测点距增湿孔距离1.5m, 超过有效影响半径, 实测平均含水率9.3%。
通过对增湿数据的分析, 分层增湿法效果良好, 增湿孔的有效影响半径以1.0m为宜, 增湿孔布置应为1.6m正三角形布孔。增湿孔深度应比设计增湿深度浅4.0m为宜。超前管的埋入深度以5m～6m为宜。由于浅部增湿量较低, 应采用沟槽串联起增湿孔, 增加浅部的含水量。注水后的消散时间宜为15天。
在3#试验区布置3根试桩, 试验不同能级条件下桩体的压实系数, 三根试桩呈正三角形布置, 桩距1.1m, 成孔Φ400, 桩长15.1m, 均为素土桩, 三根桩柱锤重均为2t, 每次填料量0.1m3, 每步锤击数设计G1为8击、G2为10击、G3为12击。
对3根试桩的桩体压实系数和桩径进行取样检测。探井取样间距1.5m, 测试项目为含水量、干密度, 检测结果见表1。
从三根桩检测数据来看, 平均含水量分别为15.8%、15.0%、14.5%, 均满足最优含水率要求。平均压实系数分别为0.98、1.01、1.01, 可见, 采用不同的夯击能, 其桩体压实系数桩均满足规范要求的0.96。
从探井中对三根试桩不同深度的桩体直径进行测量, 桩体直径分布在600mm～700mm之间, 满足设计要求。
由以上检测结果可以看出, 在桩间土含水量和桩的含水量达到最优含水量的前提下, 本次试验的三根素土桩分别采用8击、10击、12击夯击能均满足规范要求的压实系数0.96, 桩体直径均大于设计要求的Φ600。工程桩施工时, 可采用2t的柱锤, 每米填料0.1m3, 10击夯击能作为施工控制参数。
该方法处理后的湿陷性黄土地基压实度得以大幅提高, 同时还具有以下几点优点。
(1) 采用先成孔后在孔内强夯的施工工艺, 可以最大限度地提高地基处理深度, 可比其他方法提高10m～15m。
(2) 处理后地基强度主要由孔内桩体强度和孔周土密实度控制, 因此可通过调整孔内填料 (如粉土、灰土) 和增减夯击能、夯击次数来达到上部荷载要求, 如采用孔内灰土填料, 地基承载力可比其他方法提高20%～30%。
(3) 该方法不受场地周边环境条件制约, 特别适用于周边已有建筑物大厚度黄土地基的处理。
(4) 与内地同类技术比较, 此项目增加了深层浸水工艺, 具有较大的创新性, 完善了孔内深层强夯技术, 提高了黄土地基处理效果, 适用于新疆等气候干燥地区。
摘要：新疆地区黄土普遍存在含水量低、结构强度高, 直接采取压密、挤密方法往往造成处理效果较差、处理深度有限。通过对某工程采用预浸水+孔内深层强夯 (DDC法) 对黄土地基进行处理, 全部消除处理深度内黄土的湿陷性, 地基承载力满足了建筑物荷载要求。该方法可广泛应用于新疆各地不同黄土厚度、不同湿陷等级的各类建设工程中, 有效提高黄土地基的土地利用价值。
关键词：预浸水法,强夯法,湿陷性黄土
