李三紅 張勇

陜西省建設工程質量安全監督總站檢測管理科

 

    擠密樁處理濕陷性黃土地基是濕陷性黃土地區常用的方法之一，近年來隨著新的機械設備的廣泛應用，擠密樁施工工藝上也發生了變化，如DDC、SDDC樁等；樁身填料也由過去的素土、灰土發展到水泥土、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。從大量的檢測結果來看，在沒有異常的情況下，經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量控制的差別等原因，導致在擠密樁處理深度范圍內，一些樁周土體的濕陷未完全消除。但沒有消除的程度達到什么樣的水平就會影響工程質量，目前尚沒有一個量的概念，這就導致在檢測報告中經常出現諸如濕陷基本消除、濕陷未完全消除、經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論。這樣的檢測結論給大量的非專業人士以及一些工程技術人員帶來了困惑：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，通過探討，提出分析問題的思路，以便綜合考慮，給出明確的檢測結論。

 

    工程及場地地質概況：該工程地上6層、地下1層，砌體結構，條形基礎。地基處理面積1090m²，地基基礎設計等級為丙級。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樁復合地基。樁孔直徑400mm、夯擴后樁徑不小于550mm，有效樁長9.35m，等邊三角形布置，樁間距950mm，總樁數1387根。樁頂設置0.5米厚3:7灰土墊層。

 

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

 

    檢測結果：靜載荷試驗5個點，承載力特征值可取210kPa，滿足設計要求；樁身灰土壓實系數各樁平均值介于0.96～0.98之間，場地平均值為0.97，綜合考慮，壓實系數滿足設計要求；樁間土平均擠密系數介于0.90～0.97之間，各井的平均值均為0.93，滿足設計要求；樁間土最小擠密系數介于0.72～0.97之間，平均值0.81，不滿足設計及規范要求；濕陷性試驗，60件土樣中34件仍有濕陷性，占總取樣的57％，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），遠大于規范要求，建議采取進一步的處理措施。

 

    工程及場地地質概況：該工程地上3層、地下1層，剪力墻結構、筏板基礎；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3100根（地基處理面積2150m²），樁頂設置0.5米厚3:7灰土墊層。

 

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

    檢測結果：復合地基承載力特征值滿足要求；擠密系數共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，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，壓實系數滿足設計要求；濕陷性試驗，66件土樣中3件仍有濕陷性，占總取樣的4.5％，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，也能滿足規范對剩余濕陷量的要求，結合本場地平均擠密系數值，認為濕陷性已經消除。

 

    擠密樁處理后地基的濕陷性判斷的一般方法：

    1、傳統做法的評價是：經擠密樁處理后，未消除濕陷性的土樣不超過濕陷性試驗土樣總數的10％，即認為濕陷性已經消除。

    2、有關規范標準的規定是：《濕陷性黃土地區建筑規范》（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規程》（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達到規程要求，樁體施工質量合格，處理地基的濕陷性即認為消除。

 

    上述分析方法都有一定的道理，但都顯單一。本人以為應該進行綜合分析，如在第一種觀點中，雖然未消除的土樣數量不大，但還是應該分析一下分布規律；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，導致該點處理效果差造成的；如果是素土樁，同樣的檢測結果，應該是不同的結論，有的自重濕陷場地甚至采用了透水材料樁（如碴土樁），顯然同樣的檢測結果，結論又會不同。在《擠密樁法處理地基技術規程》第5.1.1條的條文說明中明確認為，樁間土的平均擠密系數達到規程要求，即認為所處理地基的濕陷性已消除；對于平均擠密系數在該《規程》3.2.1條中有這樣的規定，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，不同材料構成的擠密樁，其樁間土的平均擠密數要求是不一樣的，應該說這是科學的。同樣道理，單看平均擠密系數值，就確定濕陷是否消除，也是有風險的。這是因為擠密系數計算要用到擊實試驗數據，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，風險顯然易見。案例一中平均擠密系數是滿足規范要求的，如果認為此案例中的濕陷已消除，而不采取其它進一步的措施，工程顯然是不安全的。我們來看看經擠密樁處理后平均擠密系數與濕陷消除的四種情況組合：

 

    第一、平均擠密系數滿足要求，濕陷性未消除；

    第二、平均擠密系數不滿足要求，濕陷性消除；

    第三、平均擠密系數滿足要求，濕陷性消除；

    第四、平均擠密系數不滿足要求，濕陷性未消除。

 

    上述情況中，第三和第四比較簡單，檢測數據的一致性很好，處理起來簡單明了；第一和第二種出現了完全相反的情況，需要進一步的分析。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，亦不需要進一步的處理；最復雜的情況就是第一種，首先應查明檢測數據的可靠性，擊實試驗所用的土料，是否能代表整個場地的土，在確認平均擠密系數可靠的情況下，分析濕陷結果時即可大膽的使用。案例一中，由于濕陷土樣比例較大，可不再分析擊實數據，明確給出應采取處理措施；如果濕陷土樣比例不大，可補充擊實數據，確認平均擠密系數，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，滿足規范200mm的要求，檢測報告可以給出明確的結論，避免了本文前述的結論不明確的尷尬。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范要求。規范的規定是這樣的，在《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》中，偏差是小于等于0.4倍樁徑，《建筑地基處理技術規范》中，樁孔中心點的偏差不宜超過樁距設計值的5％。這兩個數值有很大的差別，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，濕陷性還沒有消除，就應該找其他原因。

 

    1、剩余濕陷量：考慮剩余濕陷量時應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范的規定值，應該說工程可不必采取進一步的處理措施。

    2、濕陷土樣的分布：部分觀點認為未消除濕陷性土樣的數量不超過總數的10％就認為濕陷性已消除，但還是應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，應進一步分析，看是該點還是該片有問題。

    3、樁身材料的構成：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，應區別對待。

    4、平均擠密系數：濕陷的消除與平均擠密系數是緊密聯系的，分析時可參考，但單用平均擠密系數來評價，是有風險的。

    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，近年來采用了預鉆孔重錘夯擴法，前者受人為因素影響較小，后者較大，檢測時應搞清楚施工工藝，有利于問題分析。

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

    8、其它情況：地基基礎設計等級、基礎及結構形式、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，應區別對待。

 

    濕陷性黃土地基經擠密樁處理后，仍有少量土樣濕陷沒有消除，對此如何進行評價，避免出現不明確的檢測結論，筆者以為應從剩余濕陷量、濕陷土樣的分布、樁身材料的構成、平均擠密系數、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一步積累，將會得到進一步的解決，也希望得到同行的指教。

 

 

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)