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　　[摘要]在兰州新区地下综合管廊一期地基处理工程中，自重湿陷性黄土较厚，为了验证不同桩长素土挤密桩的地基处理效果，设置3个试验区进行相关研究和分析;通过现场增湿、挤密及浸水试验，结合桩身的压实系数、桩间土的挤密系数、桩间土湿陷性等监测数据，确定了安全经济的地基处理方案。

        [关键词]地基;湿陷性黄土;素土挤密桩;增湿试验;研究

　　1工程概况

　　兰州新区地下综合管廊一期工程位于甘肃省兰州市高新区，包含25条管廊项目。该工程位于陇西黄土高原西北部的秦王川盆地，该黄土呈中等～严重湿陷性，管廊底拟采用素土挤密桩进行地基处理。根据国家及地方现有的相关规定，大厚度湿陷性黄土场地区段的管廊地基处理厚度>15m和宽度大于3倍的管廊宽度时，地基处理费用很高。为降低造价，现场进行地基处理后的浸水试验，分析研究不同桩长素土挤密桩处理后的湿陷性消除、浸水过程中地表的竖向沉降，通过浸水试验得到了一系列结论，可用于指导该地区未来大规模的工程建设。

　　2试验概况

　　2.1场地条件

　　该试验场地位于兰州市西北的秦王川盆地，是兰州、白银两市的接合部，拟建场地属剥蚀堆积黄土丘陵地貌，具体细分为黄土梁(峁)、黄土冲沟2种地貌单元。黄土冲沟内分布有粉砂、砾砂，上覆次生黄土状土;黄土梁(峁)上分布有第四系上更新统马兰黄土，下覆冲洪积圆砾，圆砾磨圆度较好。勘察探明Qeol3马兰黄土分布较厚，最深可达20m。土层物理参数如表1所示，试验段管廊沿线主要地层从上至下如下所述。

　　1)人工填积(Qml)层①素填土(Qml4)，褐黄色，经人工回填而成，颗粒组成以粉土、粉砂为主，含少量砾砂、角砾等，稍湿，大部分经压实或夯实，呈稍密状态，局部未经压实，呈松散状态。2)第四系全新统冲洪积(Qal+pl4)层②1黄土状粉土，褐黄色，以粉粒为主、砂砾次之，土质不纯，局部含砂量较大，具白色钙质斑点条纹，呈大孔隙，稍湿、稍密～中密状态。该层土场地黄土冲沟中分布，埋藏浅、厚度大，属比较均匀的中等压缩性地基土，具有中等～严重的湿陷性。3)第四系上更新统风积(Qeol3)层③1马兰黄土，黄褐色，以粉粒为主，土质纯净、均匀，具有大孔隙，可见少量钙质条纹，呈稍湿、中密状态。该层土场地黄土梁(峁)上分布，埋藏浅、厚度大，属比较均匀的中等压缩性的地基土，具有较强的湿陷性。

　　2.2场地布置

　　本场地的土体含水量普遍在4%～8%，难以保证挤密法地基处理施工的效果，场地地基处理前需增湿土体，使土体的含水率接近最优。经过击实试验，最优含水量为13.27%～13.87%。本试验共布置3个试验区，挤密桩桩长分别为6，8，10m，桩间距、桩径分别统一为1.0m，400mm。涵盖管廊地基处理的不同深度，具体布置如表2所示。增湿孔均采用正三角形布置，内填砂石，为了评价未增湿区域的地基处理效果，试验1区不进行增湿处理。挤密桩采用机械沉管成孔，孔内分层回填土料、分层夯实。施工主机采用带立架的50t履带式起重机，柴油锤锤重4.9t。试验区挤密桩顶垫层施工完成并检测合格后，修筑围堰且浸水，水头高0.5m。桩长处理剖面如图1所示，浸水区域平面如图2所示。

　　2.3试验监测

　　挖探井取桩身、桩间土样，自桩顶以下0.5m起，每1m取1组试样，测定桩身的压实系数、桩间土的挤密系数、桩间土湿陷性等数据。桩身压实系数检测时，试验2区取3根桩，试验3区取2根桩，每个试坑取2个点(见图3a)，根据试验分区-试坑-检测点进行编号。根据JGJ79—2012《建筑地基处理技术规范》及文中检测方法取土样检测桩间土的挤密系数，桩间土挤密系数按重型击实标准计算，每个试坑检测2个点(见图3b)。浸水试验监测主要包括地表沉降监测。每个试验区共6个沉降观察点，其中A，B，C点位于浸水区域内部，D，E，F点位于围堰之上(见图4)。采用高精度水准仪进行沉降监测，在注水前监测初始数据，注水期间，每天观测1次，进行统计。

　　3试验结果分析

　　3.1处理区域挤密性和湿陷性分析

　　对处理后的挤密桩(8，10m)不同桩长区域进行探井取桩身、桩间土样，检验桩体、桩周土体挤密情况。由室内试验可知，素土最大干密度1.85～1.87g/cm3，最优含水量为13.27%～13.87%，平均最大干密度为1.86g/cm3，平均最优含水量为13.7%。由图5a可以看出，桩芯处的压实系数0.86～0.95，桩边处的压实系数0.82～0.92，桩芯处的压实系数高于桩边。桩身范围内的压实系数随深度变化有所起伏。

　　由图5b可以看出，桩芯处的压实系数0.867～0.884，桩边处的压实系数0.65～0.846，平均压实系数0.86，桩芯处的压实系数高于桩边。桩身范围内的压实系数随深度变化有所起伏。试验2区挤密桩直径400mm，间距1.0m。从图6a，7a可以看出，试验2区桩间土的挤密系数0.794～0.832，桩间土的平均挤密系数0.81，挤密系数随深度变化有所起伏。

　　从图6b，7b可以看出，试验3区桩间土的挤密系数0.807～0.824，桩间土的平均挤密系数0.816，挤密系数随深度变化有所起伏。从表3可以看出，试验1区桩间土的自重湿陷性和非自重湿陷性并未完全消除，出现该情况主要是由于该区域施打挤密桩前未进行土体增湿，土体含水量较低，影响挤密桩的处理效果。从表4～7可以看出，挤密桩施工完成后，在处理厚度范围桩间内，土的自重湿陷性和非自重湿陷性已全部消除，桩身土体已无湿陷性。

　　3.2地表沉降分析

　　选取试验2，3区的地表沉降数据进行分析，观测时间均至7月28日。由图8可以看出，无论试验2区还是3区，监测点A，B，C点沉降相对较大，监测期间最大沉降量为1.4cm，D，E，F点沉降相对较小，最大沉降量约0.7cm。试验3区及2区的最终沉降量相差不大，说明2个区域素土挤密桩的效果良好。

　　4结语

　　1)挤密桩桩芯处的压实系数高于桩边，桩身范围内的压实系数随深度变化有所起伏。

　　2)试验2区(8m)、试验3区(10m)经素土挤密桩增湿处理后，桩身和桩间土湿陷性均完全消除，试验1区(6m)由于前期未进行增湿试验，桩身和桩间土湿陷性未完全消除。

　　3)经素土挤密桩处理后的试验2区、3区的最大地表沉降约为1.4cm，8m桩长和10m桩长的地表沉降相差不大，均达到设计要求。

　　4)选用长8m、桩径400mm及桩间距1.0m的素土挤密桩可以有效节约成本，降低工程造价。

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