李三紅 張勇

陜西省建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站檢測管理科

 

    擠密樁處理濕陷性黃土地基是濕陷性黃土地區(qū)常用的方法之一，近年來隨著新的機(jī)械設(shè)備的廣泛應(yīng)用，擠密樁施工工藝上也發(fā)生了變化，如DDC、SDDC樁等；樁身填料也由過去的素土、灰土發(fā)展到水泥土、二灰（粉煤灰與石灰）土以及一些混合材料等。但不管工藝和填料如何變化，其原理都是使樁周土體橫向加密，目的是提高地基承載力和消除地基的全部濕陷量或部分濕陷量。從大量的檢測結(jié)果來看，在沒有異常的情況下，經(jīng)過處理后的地基承載力均能滿足要求，而濕陷的消除，由于地基土的差異性及施工質(zhì)量控制的差別等原因，導(dǎo)致在擠密樁處理深度范圍內(nèi)，一些樁周土體的濕陷未完全消除。但沒有消除的程度達(dá)到什么樣的水平就會影響工程質(zhì)量，目前尚沒有一個量的概念，這就導(dǎo)致在檢測報告中經(jīng)常出現(xiàn)諸如濕陷基本消除、濕陷未完全消除、經(jīng)擠密樁處理后個別或部分土樣仍具有濕陷性、自重濕陷消除而非自重濕陷未完全消除等各式各樣的檢測結(jié)論。這樣的檢測結(jié)論給大量的非專業(yè)人士以及一些工程技術(shù)人員帶來了困惑：要不要再處理或采取其它措施？不明確。本文擬從2個工程實例出發(fā)，通過探討，提出分析問題的思路，以便綜合考慮，給出明確的檢測結(jié)論。

 

    工程及場地地質(zhì)概況：該工程地上6層、地下1層，砌體結(jié)構(gòu)，條形基礎(chǔ)。地基處理面積1090m²，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級。擬建場地屬自重濕陷性黃土場地，濕陷等級為Ⅱ級（中等）～Ⅳ級（很嚴(yán)重）；下臥土層未處理的最大剩余濕陷量為158mm。

 

    地基處理：采用2:8灰土DDC樁復(fù)合地基。樁孔直徑400mm、夯擴(kuò)后樁徑不小于550mm，有效樁長9.35m，等邊三角形布置，樁間距950mm，總樁數(shù)1387根。樁頂設(shè)置0.5米厚3:7灰土墊層。

 

    處理后要求：樁身壓實系數(shù)≥0.97，樁間土最小擠密系數(shù)≥0.86，平均擠密系數(shù)≥0.93，復(fù)合地基承載力特征值≥210kPa。

 

    檢測結(jié)果：靜載荷試驗5個點，承載力特征值可取210kPa，滿足設(shè)計要求；樁身灰土壓實系數(shù)各樁平均值介于0.96～0.98之間，場地平均值為0.97，綜合考慮，壓實系數(shù)滿足設(shè)計要求；樁間土平均擠密系數(shù)介于0.90～0.97之間，各井的平均值均為0.93，滿足設(shè)計要求；樁間土最小擠密系數(shù)介于0.72～0.97之間，平均值0.81，不滿足設(shè)計及規(guī)范要求；濕陷性試驗，60件土樣中34件仍有濕陷性，占總?cè)�樣�?7％，具體見下表：

 

 

    由于未處理土層仍有158mm剩余濕陷量，加上樁間土的剩余濕陷量（此叫法有爭議），遠(yuǎn)大于規(guī)范要求，建議采取進(jìn)一步的處理措施。

 

    工程及場地地質(zhì)概況：該工程地上3層、地下1層，剪力墻結(jié)構(gòu)、筏板基礎(chǔ)；場地為自重濕陷性黃土場地，濕陷等級為Ⅱ級。

    地基處理：采用2:8灰土DDC樁復(fù)合地基，成孔直徑400㎜，成樁直徑約550㎜，有效樁長7.0m（穿透全部濕陷性土層），樁間距0.9米，等邊三角形排列，共布置樁數(shù)3100根（地基處理面積2150m²），樁頂設(shè)置0.5米厚3:7灰土墊層。

 

    處理后要求：復(fù)合地基承載力特征值≥200kPa，樁身壓實系數(shù)≥0.97，樁間土平均擠密系數(shù)≥0.93。

    檢測結(jié)果：復(fù)合地基承載力特征值滿足要求；擠密系數(shù)共132件，其值為0.91～0.95，平均值0.93，滿足要求；33根灰土樁的樁身壓實系數(shù)，各樁平均值介于0.96～0.98之間，場地平均值為0.97，綜合考慮，壓實系數(shù)滿足設(shè)計要求；濕陷性試驗，66件土樣中3件仍有濕陷性，占總?cè)�樣�?.5％，具體為：4號井在3m和4m處有0.021和0.023，6號井在5.5m處有0.015，經(jīng)計算樁間土的最大剩余濕陷量為66mm，由于擠密樁已穿透濕陷土層，按最保守的說法，也能滿足規(guī)范對剩余濕陷量的要求，結(jié)合本場地平均擠密系數(shù)值，認(rèn)為濕陷性已經(jīng)消除。

 

    擠密樁處理后地基的濕陷性判斷的一般方法：

    1、傳統(tǒng)做法的評價是：經(jīng)擠密樁處理后，未消除濕陷性的土樣不超過濕陷性試驗土樣總數(shù)的10％，即認(rèn)為濕陷性已經(jīng)消除。

    2、有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定是：《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025－2004）給出了原則性的意見，針對本文中的問題沒有直接答案；《擠密樁法處理地基技術(shù)規(guī)程》（DBJ61-2-2006）中有具體的意見，第5.1.1條的條文說明中說，只要樁間土的平均擠密系數(shù)達(dá)到規(guī)程要求，樁體施工質(zhì)量合格，處理地基的濕陷性即認(rèn)為消除。

 

    上述分析方法都有一定的道理，但都顯單一。本人以為應(yīng)該進(jìn)行綜合分析，如在第一種觀點中，雖然未消除的土樣數(shù)量不大，但還是應(yīng)該分析一下分布規(guī)律；如案例二，3個未消除的土樣如果全集中在一個井中，就要看是不是這個部位的地基土本身含水量小，造成擠密效果差造成的，還是施工時樁身夯實不夠或樁距控制不嚴(yán)，導(dǎo)致該點處理效果差造成的；如果是素土樁，同樣的檢測結(jié)果，應(yīng)該是不同的結(jié)論，有的自重濕陷場地甚至采用了透水材料樁（如碴土樁），顯然同樣的檢測結(jié)果，結(jié)論又會不同。在《擠密樁法處理地基技術(shù)規(guī)程》第5.1.1條的條文說明中明確認(rèn)為，樁間土的平均擠密系數(shù)達(dá)到規(guī)程要求，即認(rèn)為所處理地基的濕陷性已消除；對于平均擠密系數(shù)在該《規(guī)程》3.2.1條中有這樣的規(guī)定，同樣的丙類建筑，灰土樁不宜小于0.90，土擠密樁不宜小于0.93，就是說，不同材料構(gòu)成的擠密樁，其樁間土的平均擠密數(shù)要求是不一樣的，應(yīng)該說這是科學(xué)的。同樣道理，單看平均擠密系數(shù)值，就確定濕陷是否消除，也是有風(fēng)險的。這是因為擠密系數(shù)計算要用到擊實試驗數(shù)據(jù)，實際工程中，一個場地不管土性有無變化、土層如何，均只有一個擊實報告，由于土的差異性，風(fēng)險顯然易見。案例一中平均擠密系數(shù)是滿足規(guī)范要求的，如果認(rèn)為此案例中的濕陷已消除，而不采取其它進(jìn)一步的措施，工程顯然是不安全的。我們來看看經(jīng)擠密樁處理后平均擠密系數(shù)與濕陷消除的四種情況組合：

 

    第一、平均擠密系數(shù)滿足要求，濕陷性未消除；

    第二、平均擠密系數(shù)不滿足要求，濕陷性消除；

    第三、平均擠密系數(shù)滿足要求，濕陷性消除；

    第四、平均擠密系數(shù)不滿足要求，濕陷性未消除。

 

    上述情況中，第三和第四比較簡單，檢測數(shù)據(jù)的一致性很好，處理起來簡單明了；第一和第二種出現(xiàn)了完全相反的情況，需要進(jìn)一步的分析。造成這種情況的最大可能性是擊實試驗，但不管怎樣，第二種情況也比較簡單明確，就是不需要再分析原因，亦不需要進(jìn)一步的處理；最復(fù)雜的情況就是第一種，首先應(yīng)查明檢測數(shù)據(jù)的可靠性，擊實試驗所用的土料，是否能代表整個場地的土，在確認(rèn)平均擠密系數(shù)可靠的情況下，分析濕陷結(jié)果時即可大膽的使用。案例一中，由于濕陷土樣比例較大，可不再分析擊實數(shù)據(jù)，明確給出應(yīng)采取處理措施；如果濕陷土樣比例不大，可補充擊實數(shù)據(jù)，確認(rèn)平均擠密系數(shù)，以綜合分析。

 

    兩點說明：一是本文中分析問題時，采用了樁間土剩余濕陷量的概念，應(yīng)該說，它和未處理土層的剩余濕陷量是完全不同的概念，但有一點可以肯定，把它當(dāng)成剩余濕陷量來看，工程是安全的，如案例二中，只有60mm，滿足規(guī)范200mm的要求，檢測報告可以給出明確的結(jié)論，避免了本文前述的結(jié)論不明確的尷尬。另一個是本文案例中未涉及，但在實際工程中往往會遇到，如檢測中有某個井的濕陷未消除，就需要查看樁間距控制是否滿足規(guī)范要求。規(guī)范的規(guī)定是這樣的，在《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中，偏差是小于等于0.4倍樁徑，《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中，樁孔中心點的偏差不宜超過樁距設(shè)計值的5％。這兩個數(shù)值有很大的差別，舉一常見實例：某工程樁距1.0m，正三角形布，樁徑550mm，按0.4倍樁徑，偏差220mm，按樁距的5％，偏差50mm；檢測時如果實測樁距的控制在5％范圍內(nèi)，濕陷性還沒有消除，就應(yīng)該找其他原因。

 

    1、剩余濕陷量：考慮剩余濕陷量時應(yīng)包括未處理土層的剩余濕陷量和樁間土的剩余濕陷量，如果二者之和小于規(guī)范的規(guī)定值，應(yīng)該說工程可不必采取進(jìn)一步的處理措施。

    2、濕陷土樣的分布：部分觀點認(rèn)為未消除濕陷性土樣的數(shù)量不超過總數(shù)的10％就認(rèn)為濕陷性已消除，但還是應(yīng)該具體分析一下分布情況，如果是零散的分布于各探井中，上述觀點是可行的，如果集中在個別探井中，應(yīng)進(jìn)一步分析，看是該點還是該片有問題。

    3、樁身材料的構(gòu)成：由于樁身材料的不同，場地土受水浸泡濕陷后，造成的影響會有很大的不同，應(yīng)區(qū)別對待。

    4、平均擠密系數(shù)：濕陷的消除與平均擠密系數(shù)是緊密聯(lián)系的，分析時可參考，但單用平均擠密系數(shù)來評價，是有風(fēng)險的。

    5、場地土的均勻性：在擠密樁施工和檢測時，要特別留意地基土含水量的變化，含水量會直接影響到擠密效果。

    6、成孔工藝：擠密樁成孔，過去常用沉管擠土成孔法，近年來采用了預(yù)鉆孔重錘夯擴(kuò)法，前者受人為因素影響較小，后者較大，檢測時應(yīng)搞清楚施工工藝，有利于問題分析。

    7、樁間距的控制：如前述，不同規(guī)范對樁間距有不同的要求，但無論如何，土樣濕陷數(shù)據(jù)是最直接的，濕陷已消除，樁距滿足驗收規(guī)范即可，濕陷未消除，按處理規(guī)范控制。

    8、其它情況：地基基礎(chǔ)設(shè)計等級、基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)形式、工程用途及場地遇水浸濕的可能性等，如在自重濕陷性場地上的乙、丙類建筑，剩余濕陷量要求分別為150mm和200mm，應(yīng)區(qū)別對待。

 

    濕陷性黃土地基經(jīng)擠密樁處理后，仍有少量土樣濕陷沒有消除，對此如何進(jìn)行評價，避免出現(xiàn)不明確的檢測結(jié)論，筆者以為應(yīng)從剩余濕陷量、濕陷土樣的分布、樁身材料的構(gòu)成、平均擠密系數(shù)、場地土的均勻性、成孔工藝、樁間距的控制等多方面給予綜合分析，以確保工程的安全使用。

本文筆者力求表達(dá)的觀點僅屬一家之言，由于水平所限，難免比較粗淺和粗略，相信隨著理論研究的深入和工程實踐的進(jìn)一步積累，將會得到進(jìn)一步的解決，也希望得到同行的指教。

 

 

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)