1.大 厚 度 湿 陷 性
黄 土 场 地 的 介 绍
/ 什么是大厚度湿陷性黄土场地? /
我国分布有大面积湿陷性黄土区域，尤其西北地区最为显著。
基于西北地区覆盖土层大部分为湿陷性黄土的状况，在“推山造地”的条件下，迫切需要对大厚度湿陷性黄土条件下地基处理技术及基础选型等问题进行研究并应用于工程实践。
目前工程实践中消除黄土湿陷性总结的方法基本分为两类：
要达到国家规范要求消除的湿陷性土层的深度，上述方法在许多情况下很难实现或经济上欠合理。
而“夯扩挤密桩工艺”在厚度较大的场地，对处理后的地基消除湿陷性，减小变形可以满足工程要求，且质量能得到保证。
/ 湿陷性黄土特点是什么？ /
土体受水浸湿后，在土的自重压力或自重压力与附加压力共同作用下，土的结构破坏而产生大量而急剧的沉陷，给构造物带来不同程度的危害，使结构物大幅度沉降、坼裂、倾斜，严重影响其安全和使用。
某工程未经地基处理,
发生管道开裂、基坑回填部位下沉、绿化带塌陷
/ 湿陷性黄土地基处理的目的 /
一是消除全部湿陷量，使处理后的地基变为非湿陷性地基或采用桩基础穿透全部湿陷土层，使上部荷载通过基础或桩基础转移至非湿陷性土（或岩石）层中 ；
二是消除地基的部分湿陷量，减小被处理地基的总湿陷量，控制下部未处理湿陷性土层的剩余湿陷量不大于设计规定。
2. 夯 扩 挤 密 桩 工 法
/ 技术介绍 /
夯扩挤密桩也称为等能量等变形挤密桩（等能量、等变形是指在夯击填料的过程中，由于每次提升重锤高度相同，故每次夯击能量相同；在相同贯入度的控制下，桩体自下而上的密实度相同，从而达到变形相同）。
需采用专用施工机械，首先反复将柱状重锤提升到一定的高度使其自由下落冲击成孔，使桩身周围土体得到第一次挤密；成孔至预计深度后采用一击贯入度的标准来确定成孔深度，这样可根据持力层的深度变化不断的调整桩长，确保每根桩都与持力层结合，减少了沉降和差异沉降。
其次在孔中分层填入填充料，提升重锤到一定高度，令其自由落体，夯击填充料到松散的填土地基，使桩周围的土体得到第二次挤密；依次填入、夯击，直至夯填至设计标高。自桩底设计深度处开始，每一施工段均按照等贯入度进行控制，逐段填料和夯击形成自下而上由多个挤密层组成的桩体。
利用此工法可有效消除填土的湿陷性，改善土的物理力学指标，提高地基土的承载能力和压缩模量，减少地基土的压缩变形。
技术原理
1) 两次挤密桩间土，提高桩间土密实度和承载力；
2) 施工过程中以相同能量控制，实现承载力和密实度的均匀性。
施工设备
设备包括：机架、底座部分、主卷扬机、副卷扬机、液压系统、控制台、落锤及护筒。（目前已实现夯实、填料、贯入度测量的全自动施工，数据实时上传，便于管理和监督。）
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施工流程
/ 技术特点 /
1）挤土成孔、夯击能量较大、挤密效果好;
2) 复合地基桩间距大，桩数少、造价低；
挤密效果好，桩间距大，因此与普通挤密桩方案桩相比桩数少，施工工期短，造价低。
3）消除地基土的湿陷、液化和欠固结；
施工过程中的夯实挤密，破坏地基土原状结构，重新形成新的颗粒排列结构，提高土的密实度，消除地基土湿陷性、液化和欠固结。
4）调节地基土的不均匀性；
施工填料受周围地基土的密实度控制，因此施工中通过不同体积的填料，调节地基土的不均匀性。
5）施工材料广泛，应用范围广；
3. 工 程 实 例
项目地质概况
该项目地处陇西黄土高原的西北部，位于安宁区以北的皋兰县忠和镇南部。
总体地形地势东北高西南低，自东北向西南呈缓坡。勘察场地主要发育为Ⅳ级阶地。
总体地貌单元为黄土梁峁沟壑区中低山地貌，规划区场地为挖山填沟整平场地，填方深度0-30m左右，属于Ⅳ级。自重湿陷性黄土，存在自重固结沉降，遇水沉降等问题。
填挖方厚度分析图
领秀山项目地质特点
1）基础底面土性差别大
由于场区是挖山填沟整平的场地，基础底面的直接持力层土性差别较大，包括填土、基岩，易出现不均匀沉降。
2）深厚填土
回填深度深浅不一，浅处1-2m，最深处可达30m。场地填土层属新近回填土，呈欠固结状态，性质不均，压缩变形大，承载力特征值约为80kPa，若不处理，后期地基沉降较大。
3）基岩埋深相差大
基岩是本工程设计桩基础较好的持力层，但基岩起伏较大，其中风化砂岩层(E)，埋深8.6-27.8m，勘察厚度1.5-11.2m（未穿透），层面高程介于1697.39-1720.43m 之间。
4）典型湿陷性黄土
本工程地处甘肃，属典型湿陷性黄土地区，回填区黄土具有较强的湿陷性，其中挖方区湿陷性土层分布深度为3.7～17.3m，湿陷系数δs=0.003～0.173，自重湿陷性系数 δzs=0.003～0.162；计算总湿陷量Δs=90～2321mm，计算自重湿陷量Δzs=39～2062mm，部分孔属于Ⅳ级自重湿陷性土层，部分孔属Ⅰ级非自重-Ⅱ级非自重湿陷性黄土。
填方区湿陷性土层分布深度9.2～29.1m，填方区土层湿陷性系数δs=0.002～0.172，自重湿陷性系数δzs=0.001～0.162，计算总陷量Δs=734～3457mm，计算自重湿陷量 Δzs=751～3348mm，场地填方区属Ⅳ级自重湿陷性土层。
施工前试验
本次试验场地为高层填方区，土层厚度约35.0m，其湿陷性土层分布深度为16.8～24.4m。在该高层填方区6#楼北侧选择一17.0m×17.0m区域作为试验区。采用等能量等变形挤密桩，填入粉质黏土，每次填方不超过0.3m³，并加入适当的水，使周围挤密土的含水量接近最优含水量，控制指标为夯击次数不少于3次。共进行4组试桩，梅花形布桩。
检测方法
通过人工开挖探井，在桩身位置、两桩间位置、三桩间形心位置自桩顶向下0.5m起每隔1.0m取原状土样进行室内土工试验。
检测结果
桩身土平均压实系数为0.97，两桩间土平均挤密系数为0.93，三桩间土最小挤密系数为0.89。在地基处理深度范围内两桩间土湿陷性全部消除，三桩间土在地面以下湿陷性全部消除 。
、
现场实际
结语
“夯扩挤密桩工法” 针对大厚度湿陷性黄土地基处理具有重要意义。由于岩土工程具有极强的复杂性和区域性，故通常不可能对其做出精确的理论分析并得出统一的结论。
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