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【摘 要】 厚度达43m分层强夯回填土具有Ⅲ级自重湿陷性。采用孔内强夯技术对其进行了处理，超过了国内规范规定的桩深不宜超过30m的限制。经检验达到了消除湿陷同时提高地基承载力的目的。
【关键词】 超厚强夯填土；湿陷性；洛阳铲成孔；孔壁浸水；孔内强夯
1 工程地质条件
1.1地形地貌
河南中孚实业股份有限公司新型包装材料高精铝板带生产线项目位于巩义市东部站街镇，豫联集团工业园区内，地貌单元属于低山丘陵，地形起伏较大，属半挖半填场地，设计地面标高181.0m。高架仓库为生产线的的一个建筑物，大部分（北部）位于填方区，自然地面标高137.54m～177.88m，填土厚度为0～43m；挖方区（南部），自然地面标高182.9～192.85m。祥见图1
1.2强夯施工简述及回填土性质描述
强夯施工于2009年施工完成，分层虚填厚度5.5m，最厚填土部位分8层回填。点夯间距4m，夯击能3000KN·m，每点夯机7次，满夯夯击能1500KN·m，夯击两遍。直接选用附近2Km以内的未按最优含水量处理的黄土，以粉土为主，最优含水量为17%。填土回填至设计标高后进行了岩土工程勘察，土层中普遍含直径在2-4cm的钙核，偶见15-20cm直径的钙质结核，埋深19-24m见少量砖渣，24m以下含1-15cm的砖块、红色风化砂岩块，填土底部见有混凝土块。孔隙比0.521～1.18，平均0.842，从强夯层顶面向下逐渐增大；含水量8.8～24.5%，平均12.74%，土体含水量与现场粉土实测的最优含水量差异较大，根据勘察资料和强夯施工人员介绍，土体含水量随取土土源含水量变化而变化，强夯区表现为分层、分区段变化。强夯填土具有Ⅰ级非自重湿陷～Ⅲ级自重湿陷，湿陷程度随填土厚度增加而增加，湿陷性分区见图1。填土承载力特征值110～140kpa，压缩模量6.1～9.1Mpa。
1.3场地水文地质条件
丰水期实测挖方区地下水位埋深26m（从设计地面算起），填方区原为冲沟，主要排泄地表径流，平时沟内无水，水文地质条件较复杂。
2 挤密桩设计
桩间距1.2m，梅花形布设，引孔直径0.4～0.5m，成桩直径0.7m，设计桩顶标高178m（基础埋深3.0m），结合勘察报告和地形图，桩长不小于10m，并穿越填土层进入原土层不少于0.5m。桩体上半部采用3：7灰土，下半部采用2：8灰土，桩体填料压实系数不小于0.97。地基处理后复合地基承载力特征值达到380kpa以上且全部消除填土湿陷性。在填土厚度43m处另设3个复合地基载荷试验点。
3 挤密桩施工
本场地需处理的填土最大厚度达43m，远超文献[1]规定的DDC法处理地基深度不宜大于30m。因此，选取技术可行，经济可行的施工方案，是本次地基处理的关键。
3.1成孔
3.1.1成孔設备选择
可完成钻孔的设备有旋挖钻机、长螺旋钻、机械洛阳铲，旋挖钻机成孔费用较高，现有长螺旋钻成孔深度最大在30m左右，成孔费用比旋挖钻机低，但仍较机械洛阳铲高，选用洛阳铲成如此深的钻孔垂直度不易控制，而钻孔倾斜将使夯锤摩擦孔壁，影响夯击效果，因此，根据场地土含有较多粗颗粒的特点，选用重1T直径0.5m的洛阳铲成孔，保证铲头顺利套取和垂直穿过粗粒土，并尽量加长导向杆的长度。成孔开始前和成孔过程中经常调整塔脚位置，使吊绳始终位于钻孔中心位置，开孔时采用低落距，防止开孔偏斜。钻孔中遇孔壁粗颗粒出现孔斜时，应及时刷孔，必要时先在粗粒处加水浸湿后再行刷孔，成孔完成后，用吊有外径450mm水平钢筋环，从孔口放入孔底，若顺利放入说明钻孔垂直，若不顺利则修孔，直至钻孔垂直度满足要求。
3.1.2土层浸水
从勘察资料做出的各土样含水量——湿陷系数散点图（图2）可以看出，土层的湿陷（自重湿陷）点大部分含水量在15%以下，说明强夯后土体仍有湿陷的原因主要是土体含水量过低所致，按文献[2]规定，当含水量低于最优含水量时，应对填土进行预浸水，由于多了一道小口径钻孔工序，不仅施工费用增加，而且浸水要在成桩前4～6天完成，且孔内分段浸水困难。考虑钻孔孔壁间净距离为0.7m，因此决定在已成的0.5m直径的孔壁上，根据含水量高低直接进行预浸水。首先按“手握成团，落地开花”为最优含水量的标准，对每个钻孔中取出的土料小于最优含水量的土层进行详细分层分区，并测定其含水量，根据需水量多少对孔壁土进行浸湿，采用每次少量用水，多次浸湿的方法，避免水沿孔壁流至孔底积水。浸水由专人负责，严格按照每段浸水量和浸水要求进行。
3.2成桩
3.2.1成桩质量控制技术措施
根据文献[3]当锤径/孔径小于0.683时，桩体的夯实效果变得不均匀，因此选择柱锤直径425mm，锤重2.5T，锤头呈抛物线形。
填料含水量处理至接近最优含水量后，按虚填料0.2m3的干重量控制每次填方量。根据设备高度选取8m为落距进行夯击，为保证桩边缘达到设计要求压实系数不小于0.97，夯填后土柱高度按每次填土干土重、压实系数为1.00，直径为0.7m（设计桩直径）计算的圆柱体高度确定夯击次数，按此控制试验后确定锤击数为10击。
3.2.2成桩质量管理措施
每辆填料车进行编号，每5辆车配一台磅秤，每按要求重量上一车料，由看磅人员发给一张盖章的纸条（上面写有车号和桩号），土料全部入孔后由管理夯实的人员（一人负责3台夯实机）记录夯击次数，满足要求后，方可进行下一次投料。
3.2.3成桩质量管理措施改进意见
夯击成桩质量控制是最关键且工作量最大、最为细致的工作。从挤密桩的成桩过程看，只有夯锤上提时消耗电能，并且上提高度和电能消耗成正比，因此，可在每台夯击上安装电能消耗装置，以记录每次填料后的夯机能量消耗过程和整个挤密桩消耗的总能量，并且对未达到每次夯击能的夯机进行报警，以增加夯机成桩质量控制的准确性和客观性。
4 挤密效果检验
在不同填土厚度处随机选取35个点进行单桩复合地基载荷试验，复合地基承载力特征值均超过380kpa，达到设计要求。另外在不同填土厚度随机选取61个桩间土部位挖穿填土，每米取一原状土样进行湿陷性评价。试验结果表明，填土已全部消除自重湿陷性，设计要求的3个试验点也已全部消除湿陷。另有13个探井仍然有湿陷性，除两个探井湿陷量分别为60.5mm（填土厚度45m）、175.5mm（填土厚度40m）超过50mm外，其它均小于50mm。按文献[4]规定，可按一般地区的规定设计。从图3可以看出，处理后具有湿陷性的探孔深度均不小于21m，深孔中各个深度土样均有可能具有湿陷性，单孔湿陷量大于20mm的地方填土厚度均大于40m，结合3根试验桩部位均消除土体湿陷性，说明挤密桩施工过程中应严格按设计要求和试桩时的工艺进行施工，方可达到巨厚填土全部消除湿陷的目的。
按桩径0.7m，灰土压实系数为1，换算填料夯实高度控制夯击次数，有效消除了土层湿陷。
5 结论
（1）采取有效措施控制孔斜，使用洛阳铲施工超深孔是成功的。
采用孔壁浸水切实可行，减少了施工工序，降低了施工费用。
建议改进成桩质量管理，消除认为影响从而增加成桩质量控制的准确性和客观性。
参考文献：
[1] CECS197：2006，孔内深层强夯发技术规程[S].
[2] JGJ79-2012《建筑地基处理技术规范》[S].
[3]路宏起.影响夯实水泥土桩夯实效果的因素[J].青海交通科技，2006（6）：45-47.
[4] GB50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范[S].
作者简介：何涛（1970-）男（汉族），河南邓州人，工程师，工民建专业，长期从事钻探和地基基础处理工作。
【关键词】 超厚强夯填土；湿陷性；洛阳铲成孔；孔壁浸水；孔内强夯
1 工程地质条件
1.1地形地貌
河南中孚实业股份有限公司新型包装材料高精铝板带生产线项目位于巩义市东部站街镇，豫联集团工业园区内，地貌单元属于低山丘陵，地形起伏较大，属半挖半填场地，设计地面标高181.0m。高架仓库为生产线的的一个建筑物，大部分（北部）位于填方区，自然地面标高137.54m～177.88m，填土厚度为0～43m；挖方区（南部），自然地面标高182.9～192.85m。祥见图1
1.2强夯施工简述及回填土性质描述
强夯施工于2009年施工完成，分层虚填厚度5.5m，最厚填土部位分8层回填。点夯间距4m，夯击能3000KN·m，每点夯机7次，满夯夯击能1500KN·m，夯击两遍。直接选用附近2Km以内的未按最优含水量处理的黄土，以粉土为主，最优含水量为17%。填土回填至设计标高后进行了岩土工程勘察，土层中普遍含直径在2-4cm的钙核，偶见15-20cm直径的钙质结核，埋深19-24m见少量砖渣，24m以下含1-15cm的砖块、红色风化砂岩块，填土底部见有混凝土块。孔隙比0.521～1.18，平均0.842，从强夯层顶面向下逐渐增大；含水量8.8～24.5%，平均12.74%，土体含水量与现场粉土实测的最优含水量差异较大，根据勘察资料和强夯施工人员介绍，土体含水量随取土土源含水量变化而变化，强夯区表现为分层、分区段变化。强夯填土具有Ⅰ级非自重湿陷～Ⅲ级自重湿陷，湿陷程度随填土厚度增加而增加，湿陷性分区见图1。填土承载力特征值110～140kpa，压缩模量6.1～9.1Mpa。
1.3场地水文地质条件
丰水期实测挖方区地下水位埋深26m（从设计地面算起），填方区原为冲沟，主要排泄地表径流，平时沟内无水，水文地质条件较复杂。
2 挤密桩设计
桩间距1.2m，梅花形布设，引孔直径0.4～0.5m，成桩直径0.7m，设计桩顶标高178m（基础埋深3.0m），结合勘察报告和地形图，桩长不小于10m，并穿越填土层进入原土层不少于0.5m。桩体上半部采用3：7灰土，下半部采用2：8灰土，桩体填料压实系数不小于0.97。地基处理后复合地基承载力特征值达到380kpa以上且全部消除填土湿陷性。在填土厚度43m处另设3个复合地基载荷试验点。
3 挤密桩施工
本场地需处理的填土最大厚度达43m，远超文献[1]规定的DDC法处理地基深度不宜大于30m。因此，选取技术可行，经济可行的施工方案，是本次地基处理的关键。
3.1成孔
3.1.1成孔設备选择
可完成钻孔的设备有旋挖钻机、长螺旋钻、机械洛阳铲，旋挖钻机成孔费用较高，现有长螺旋钻成孔深度最大在30m左右，成孔费用比旋挖钻机低，但仍较机械洛阳铲高，选用洛阳铲成如此深的钻孔垂直度不易控制，而钻孔倾斜将使夯锤摩擦孔壁，影响夯击效果，因此，根据场地土含有较多粗颗粒的特点，选用重1T直径0.5m的洛阳铲成孔，保证铲头顺利套取和垂直穿过粗粒土，并尽量加长导向杆的长度。成孔开始前和成孔过程中经常调整塔脚位置，使吊绳始终位于钻孔中心位置，开孔时采用低落距，防止开孔偏斜。钻孔中遇孔壁粗颗粒出现孔斜时，应及时刷孔，必要时先在粗粒处加水浸湿后再行刷孔，成孔完成后，用吊有外径450mm水平钢筋环，从孔口放入孔底，若顺利放入说明钻孔垂直，若不顺利则修孔，直至钻孔垂直度满足要求。
3.1.2土层浸水
从勘察资料做出的各土样含水量——湿陷系数散点图（图2）可以看出，土层的湿陷（自重湿陷）点大部分含水量在15%以下，说明强夯后土体仍有湿陷的原因主要是土体含水量过低所致，按文献[2]规定，当含水量低于最优含水量时，应对填土进行预浸水，由于多了一道小口径钻孔工序，不仅施工费用增加，而且浸水要在成桩前4～6天完成，且孔内分段浸水困难。考虑钻孔孔壁间净距离为0.7m，因此决定在已成的0.5m直径的孔壁上，根据含水量高低直接进行预浸水。首先按“手握成团，落地开花”为最优含水量的标准，对每个钻孔中取出的土料小于最优含水量的土层进行详细分层分区，并测定其含水量，根据需水量多少对孔壁土进行浸湿，采用每次少量用水，多次浸湿的方法，避免水沿孔壁流至孔底积水。浸水由专人负责，严格按照每段浸水量和浸水要求进行。
3.2成桩
3.2.1成桩质量控制技术措施
根据文献[3]当锤径/孔径小于0.683时，桩体的夯实效果变得不均匀，因此选择柱锤直径425mm，锤重2.5T，锤头呈抛物线形。
填料含水量处理至接近最优含水量后，按虚填料0.2m3的干重量控制每次填方量。根据设备高度选取8m为落距进行夯击，为保证桩边缘达到设计要求压实系数不小于0.97，夯填后土柱高度按每次填土干土重、压实系数为1.00，直径为0.7m（设计桩直径）计算的圆柱体高度确定夯击次数，按此控制试验后确定锤击数为10击。
3.2.2成桩质量管理措施
每辆填料车进行编号，每5辆车配一台磅秤，每按要求重量上一车料，由看磅人员发给一张盖章的纸条（上面写有车号和桩号），土料全部入孔后由管理夯实的人员（一人负责3台夯实机）记录夯击次数，满足要求后，方可进行下一次投料。
3.2.3成桩质量管理措施改进意见
夯击成桩质量控制是最关键且工作量最大、最为细致的工作。从挤密桩的成桩过程看，只有夯锤上提时消耗电能，并且上提高度和电能消耗成正比，因此，可在每台夯击上安装电能消耗装置，以记录每次填料后的夯机能量消耗过程和整个挤密桩消耗的总能量，并且对未达到每次夯击能的夯机进行报警，以增加夯机成桩质量控制的准确性和客观性。
4 挤密效果检验
在不同填土厚度处随机选取35个点进行单桩复合地基载荷试验，复合地基承载力特征值均超过380kpa，达到设计要求。另外在不同填土厚度随机选取61个桩间土部位挖穿填土，每米取一原状土样进行湿陷性评价。试验结果表明，填土已全部消除自重湿陷性，设计要求的3个试验点也已全部消除湿陷。另有13个探井仍然有湿陷性，除两个探井湿陷量分别为60.5mm（填土厚度45m）、175.5mm（填土厚度40m）超过50mm外，其它均小于50mm。按文献[4]规定，可按一般地区的规定设计。从图3可以看出，处理后具有湿陷性的探孔深度均不小于21m，深孔中各个深度土样均有可能具有湿陷性，单孔湿陷量大于20mm的地方填土厚度均大于40m，结合3根试验桩部位均消除土体湿陷性，说明挤密桩施工过程中应严格按设计要求和试桩时的工艺进行施工，方可达到巨厚填土全部消除湿陷的目的。
按桩径0.7m，灰土压实系数为1，换算填料夯实高度控制夯击次数，有效消除了土层湿陷。
5 结论
（1）采取有效措施控制孔斜，使用洛阳铲施工超深孔是成功的。
采用孔壁浸水切实可行，减少了施工工序，降低了施工费用。
建议改进成桩质量管理，消除认为影响从而增加成桩质量控制的准确性和客观性。
参考文献：
[1] CECS197：2006，孔内深层强夯发技术规程[S].
[2] JGJ79-2012《建筑地基处理技术规范》[S].
[3]路宏起.影响夯实水泥土桩夯实效果的因素[J].青海交通科技，2006（6）：45-47.
[4] GB50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范[S].
作者简介：何涛（1970-）男（汉族），河南邓州人，工程师，工民建专业，长期从事钻探和地基基础处理工作。