湿陷性黄土地区孔内深层强夯桩的应用剖析

任小江++黄跃廷++刘帅

文章编号：2095-6835（2016）07-0099-02

摘 要：要想保证建筑工程施工活动的顺利、高效开展，施工建设单位在施工前必须综合考虑多方面因素，尤其是地质因素，并科学地分析地基土的结构组成、物理力学性质等，掌握最全面的施工现场信息。湿陷性黄土土质特殊，在这一地区进行施工建设时，需要采用与之相适应的方法配合，孔内深层强夯法便是一种十分有效的方法。采用该方法时需先成孔，然后再利用专用的夯机在孔内夯实填料。这种处理方法不仅可以降低黄土的湿陷性，还可以大幅度提高地基承载力。

关键词：湿陷性黄土；孔内深层强夯桩；地基施工；地基承载力

中图分类号：TU444 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.099

我国的黄土分布广泛，尤其是在西北地区，黄土可以说是一种显著的地区土质特征。在湿陷性黄土地区进行工程施工建设时，采用孔内深层强夯法可以有效确保黄土地区地基施工顺利进行，提高地基的稳固性，保证整个工程建设质量良好。在实际应用这一方法时，施工单位需要做好对施工现场的全面勘察工作，掌握全面、详细的现场资料，通过实际的工程案例，对实际应用中的各种要点内容进行详细分析。

1 孔内深层强夯技术综述

孔内深层强夯技术简称“DOC技术”，在当前的地基施工处理中应用十分广泛。它的主要原理是把素土、灰土及建筑垃圾等填料埋在地质较差的土层中。具体的填埋途径是采用合理的技术对场地进行成孔（排土、非排土），并把这些填料填充到孔内，然后再用异型重锤对孔内所填充的物质进行“三高”强夯作业，即高强度、高挤压、高动能。这样，一方面可以增大孔内填充物的纵向密度，另一方面有助于提高地基的稳定性和密实性，改变土的变形特性，起到加固地基的作用。

2 孔内深层强夯法的实际应用特征

2.1 应用范围较广

孔内深层强夯法的应用范围十分广泛，可以在多种不同类型的地质条件中对地基起到相应的加固和处理作用，例如常见的湿陷性黄土、液化土以及盐碱地等。对于性质不同的土层，需要对孔内深层强夯法所采用的具体强夯手段进行相应的改变，而且不同地质对强夯的要求和效果也是不同的，因此，需要做好事前处理。

2.2 环保效果好

由于孔内深层强夯法所采用的地基填充物质大多以垃圾废料为主，因此，可以综合、高效利用这些垃圾，减少其对环境造成的破坏。将垃圾废料填入地基中，不仅可以对地基起到加固作用，改善土地的地质变形特性，还可以起到缓解环境压力的作用，符合当前人们所追求的绿色环保的生活方式。

2.3 地基的加固处理效果非常好

从实际应用流程来看，孔内深层强夯法加固地基的作用主要是用异型重锤来对孔内的填入物质进行强夯处理。由于深层强夯作业桩的桩径很小，在作业条件相同的前提下，孔内深层强夯法在单位面积上所产生的力比普通方法要大很多，并且在这一过程中，该方法高动能、高挤压和高强度的特性可以使地基得到进一步的加固。

2.4 强夯性能较高

一般来说，在采用孔内深层强夯法时，地基加固的深度会比较大，并且其不同方向上的受力较为均衡。孔内深层强夯桩的成孔直径一般以400 mm为主，成桩的直径大小一般为600 mm，深度在6～20 m之间。这充分证明强夯桩的强夯性能十分明显。此外，强夯桩的成桩直径较大，这使其挤压、加固范围进一步扩大，桩体自身所具有的排水作用可以将孔内土中的水及时排到加固区域以外的土层之中，进而使其免受水的渗透危害，使地基更加稳固。

3 湿陷性黄土地区

黄土在水的渗透和浸湿作用下，自身颗粒中的胶体成分和盐分被溶解，加上自身重力和其他作用力的共同作用，进而出现黄土陷落和下降现象，这就是湿陷。湿陷性黄土包括两种类型：①自重型湿陷性黄土。它在受到水的渗透作用后，会在自身质量的影响下出现湿陷。②非自重湿陷性黄土。它是在水的渗透作用下，一方面有自身重力的作用，另一方面又增加了其他外力作用而出现的湿陷。

4 实际的工程案例分析

4.1 工程的基本信息

某一工程的地貌单元属于是黄土梁峁，场地的主体以高填方整平场地为主，整平之前的地面相对标高为134～181 m，冲沟发育。冲沟的底部是第四系坡洪沉积物。经过多次回填后，回填场地呈现出湿陷性和高压缩性的特点，具体的湿陷等级为III级。场地的地下水位属于潜水类型，补给方式以降水为主。由于孔壁的稳定性不是很好，很多钻孔在施工结束后短时间内就出现了垮塌。本文的地下水位孔内测主要以场地的东南部为主，它的实际埋深为25 m（82#）～29 m（98a#），相对标高为154 m左右。

4.2 地基的施工方案

按照地基上层的施工要求，在对其施工方案进行设计时，要保证施工后复合地基的承载力至少在260 kPa以上，并消除地基的湿陷性。在此过程中，还要保证地基土刚度分布均匀。依据实际要求，地基施工的主要目的就是消除回填土的湿陷性，以此提高其实际承载力。桩的布置形式是等边三角形梅花，每个桩的间距为1.2 m左右，成孔孔径为500 mm左右，成桩的孔径在700 mm以上，桩体的施工材料是灰土（比例为2∶8）。

4.3 施工方案的确定

技术人员在做好地基处理的相关技术评测后，按照施工图纸要求，在对施工图纸进行审核确认之后，由多个部门进行图纸的会审工作。与此同时，还要做好施工方案的合理安排和施工组织计划工作。

按照施工方案的要求，施工中成孔环节使用的工具是洛阳铲，具体的成孔孔径大小为500 mm左右。在这一过程中，还要对成孔的垂直度进行严格控制（成孔垂直度偏差<1%），成孔的深度要严格依据设计要求至少进入老土层1.0 m以上。需要注意的是，老土层需要现场技术人员和监理人员共同确认和鉴定，不能盲目进行，成孔也要采用隔行、隔桩间隔跳打的方法形成四边成孔和成桩。具体的成孔轴线误差要控制在50 mm以下，成孔的孔径大小误差要控制在100 mm以下。在成孔结

束之后，施工人员要做好防护管理工作，保证孔内不会出现杂物。具体的成孔和成桩顺序如图1所示。

成孔完成之后，可以采用孔内深层强夯专用夯机夯实。在开始夯实之前，首先要对孔内进行空夯，然后再进行孔内填料的夯实。填料要采用比例为2∶8的灰土，填料的成分构成中要保证有机物含量在5%以下，最优的含水量要依据现场填料量的大小来确定。填料量应控制在0.2 m3以内，经过强夯之后成桩的长度在0.45 m以下。需要注意的是，在强夯的过程中，需要把强夯重锤与孔的中心对齐，夯机要平稳，斜撑牢靠，且各个环节要按照标准的工艺流程进行，例如提锤的高度、落距以及夯机的次数等。

4.4 地基处理后的效果检测

整个施工流程完成之后，要按照规范化要求和业主的要求

对各个施工环节进行质量检测。同时，要对桩体及桩间土取样，检测土的变形模量和湿陷性。此时，土样的竖向间距是1 m。最后的检测结果表明，各个桩之间土的湿陷性已经被消除，桩体及桩间土压实系数达到设计及规范要求，处理后的地基承载力满足设计要求。

5 总结

在湿陷性黄土区域中进行施工时，施工单位可以采用孔内深层强夯法。这种方法可以大大提高地基的稳固性，降低土的湿陷性，具有非常好的应用效果，并且符合当前建筑行业的绿色化发展要求。

参考文献

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[2]孙长录.关于孔内深层强夯桩应用于湿陷性黄土地区的分析[J].建材与装饰（中旬），2012（8）：60-61.

[3]田景隆.孔内深层强夯桩应用于湿陷性黄土地区[J].油气田地面工程，2011，30（8）：87-88.

〔编辑：刘晓芳〕