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关于挤密桩处理湿陷性黄土地基后剩余湿陷量问题的探讨
李三红 张勇
陕西省建设工程质量安全监督总站检测管理科
挤密桩处理湿陷性黄土地基是湿陷性黄土地区常用的方法之一，近年来随着新的机械设备的广泛应用，挤密桩施工工艺上也发生了变化，如DDC、SDDC桩等；桩身填料也由过去的素土、灰土发展到水泥土、二灰（粉煤灰与石灰）土以及一些混合材料等。但不管工艺和填料如何变化，其原理都是使桩周土体横向加密，目的是提高地基承载力和消除地基的全部湿陷量或部分湿陷量。从大量的检测结果来看，在没有异常的情况下，经过处理后的地基承载力均能满足要求，而湿陷的消除，由于地基土的差异性及施工质量控制的差别等原因，导致在挤密桩处理深度范围内，一些桩周土体的湿陷未完全消除。但没有消除的程度达到什么样的水平就会影响工程质量，目前尚没有一个量的概念，这就导致在检测报告中经常出现诸如湿陷基本消除、湿陷未完全消除、经挤密桩处理后个别或部分土样仍具有湿陷性、自重湿陷消除而非自重湿陷未完全消除等各式各样的检测结论。这样的检测结论给大量的非专业人士以及一些工程技术人员带来了困惑：要不要再处理或采取其它措施？不明确。本文拟从2个工程实例出发，通过探讨，提出分析问题的思路，以便综合考虑，给出明确的检测结论。
一、工程实例 案例一：
工程及场地地质概况：该工程地上6层、地下1层，砌体结构，条形基础。地基处理面积1090m2，地基基础设计等级为丙级。拟建场地属自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为Ⅱ级（中等）～Ⅳ级（很严重）；下卧土层未处理的最大剩余湿陷量为158mm。
地基处理：采用2:8灰土DDC桩复合地基。桩孔直径400mm、夯扩后桩径不小于550mm，有效桩长9.35m，等边三角形布置，桩间距950mm，总桩数1387根。桩顶设置0.5米厚3:7灰土垫层。
处理后要求：桩身压实系数≥0.97，桩间土最小挤密系数≥0.86，平均挤密系数≥0.93，复合地基承载力特征值≥210kPa。
检测结果：静载荷试验5个点，承载力特征值可取210kPa，满足设计要求；桩身灰土压实系数各桩平均值介于0.96～0.98之间，场地平均值为0.97，综合考虑，压实系数满足设计要求；桩间土平均挤密系数介于0.90～0.97之间，各井的平均值均为0.93，满足设计要求；桩间土最小挤密系数介于0.72～0.97之间，平均值0.81，不满足设计及规范要求；湿陷性试验，60件土样中34件仍有湿陷性，占总取样的57％，具体见下表：
井号 取样深度m 湿陷系数 桩间土剩余湿陷量mm (未乘系数) 1 2 3 4 5 6 5.0、6.0、7.0、10.0 9.0、10.0 4.0、6.0、7.0、9.0 1.0、2.0、3.0、4.0、6.0 7.0 0.037、0.039、0.018、0.023 0.024、0.032、0.034 0.028、0.033、0.018、0.016 0.040、0.056、0.043、0.091、0.025 0.018、0.045 230 0.024 109 370 210 117 236 1.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、0.015、0.026、0.019、0.038、0.018、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、0.021、0.018、0.018、0.030、0.016、2.0、3.0、4.0、7.0、9.0、10.0 0.037、0.043、0.017、0.031、0.029、
由于未处理土层仍有158mm剩余湿陷量，加上桩间土的剩余湿陷量（此叫法有争议），远大于规范要求，建议采取进一步的处理措施。
案例二：
工程及场地地质概况：该工程地上3层、地下1层，剪力墙结构、筏板基础；场地为自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为Ⅱ级。
地基处理：采用2:8灰土DDC桩复合地基，成孔直径400㎜，成桩直径约550㎜，有效桩长7.0m（穿透全部湿陷性土层），桩间距0.9米，等边三角形排列，共布置桩数3100根（地基处理面积2150m2），桩顶设置0.5米厚3:7灰土垫层。
处理后要求：复合地基承载力特征值≥200kPa，桩身压实系数≥0.97，桩间土平均挤密系数≥0.93。
检测结果：复合地基承载力特征值满足要求；挤密系数共132件，其值为0.91～0.95，平均值0.93，满足要求；33根灰土桩的桩身压实系数，各桩平均值介于0.96～0.98之间，场地平均值为0.97，综合考虑，压实系数满足设计要求；湿陷性试验，66件土样中3件仍有湿陷性，占总取样的4.5％，具体为：4号井在3m和4m处有0.021和0.023，6号井在5.5m处有0.015，经计算桩间土的最大剩余湿陷量为66mm，由于挤密桩已穿透湿陷土层，按最保守的说法，也能满足规范对剩余湿陷量的要求，结合本场地平均挤密系数值，认为湿陷性已经消除。
二、问题探讨
挤密桩处理后地基的湿陷性判断的一般方法：
1、传统做法的评价是：经挤密桩处理后，未消除湿陷性的土样不超过湿陷性试验土样总数的10％，即认为湿陷性已经消除。
2、有关规范标准的规定是：《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025－2004）给出了原则性的意见，针对本文中的问题没有直接答案；《挤密桩法处理地基技术规程》
（DBJ61-2-2006）中有具体的意见，第5.1.1条的条文说明中说，只要桩间土的平均挤密系数达到规程要求，桩体施工质量合格，处理地基的湿陷性即认为消除。
上述分析方法都有一定的道理，但都显单一。本人以为应该进行综合分析，如在第一种观点中，虽然未消除的土样数量不大，但还是应该分析一下分布规律；如案例二，3个未消除的土样如果全集中在一个井中，就要看是不是这个部位的地基土本身含水量小，造成挤密效果差造成的，还是施工时桩身夯实不够或桩距控制不严，导致该点处理效果差造成的；如果是素土桩，同样的检测结果，应该是不同的结论，有的自重湿陷场地甚至采用了透水材料桩（如碴土桩），显然同样的检测结果，结论又会不同。在《挤密桩法处理地基技术规程》第5.1.1条的条文说明中明确认为，桩间土的平均挤密系数达到规程要求，即认为所处理地基的湿陷性已消除；对于平均挤密系数在该《规程》3.2.1条中有这样的规定，同样的丙类建筑，灰土桩不宜小于0.90，土挤密桩不宜小于0.93，就是说，不同材料构成的挤密桩，其桩间土的平均挤密数要求是不一样的，应该说这是科学的。同样道理，单看平均挤密系数值，就确定湿陷是否消除，也是有风险的。这是因为挤密系数计算要用到击实试验数据，实际工程中，一个场地不管土性有无变化、土层如何，均只有一个击实报告，由于土的差异性，风险显然易见。案例一中平均挤密系数是满足规范要求的，如果认为此案例中的湿陷已消除，而不采取其它进一步的措施，工程显然是不安全的。我们来看看经挤密桩处理后平均挤密系数与湿陷消除的四种情况组合：
第一、平均挤密系数满足要求，湿陷性未消除； 第二、平均挤密系数不满足要求，湿陷性消除； 第三、平均挤密系数满足要求，湿陷性消除； 第四、平均挤密系数不满足要求，湿陷性未消除。
上述情况中，第三和第四比较简单，检测数据的一致性很好，处理起来简单明了；第一和第二种出现了完全相反的情况，需要进一步的分析。造成这种情况的最大可能性是击实试验，但不管怎样，第二种情况也比较简单明确，就是不需要再分析原因，亦不需要进一步的处理；最复杂的情况就是第一种，首先应查明检测数据的可靠性，击实试验所用的土料，是否能代表整个场地的土，在确认平均挤密系数可靠的情况下，分析湿陷结果时即可大胆的使用。案例一中，由于湿陷土样比例较大，可不再分析击实数据，明确给出应采取处理措施；如果湿陷土样比例不大，可补充击实数据，确认平均挤密系数，以综合分析。
两点说明：一是本文中分析问题时，采用了桩间土剩余湿陷量的概念，应该说，它和未处理土层的剩余湿陷量是完全不同的概念，但有一点可以肯定，把它当成剩余湿陷量来看，工程是安全的，如案例二中，只有60mm，满足规范200mm的要求，检测报告可以给出明确的结论，避免了本文前述的结论不明确的尴尬。另一个是本文案例中未涉及，但在实际工程中往往会遇到，如检测中有某个井的湿陷未消除，就需要查看桩间距控制是否满足规范要求。规范的规定是这样的，在《建筑地基基础工程施工质量验收规范》中，偏差是小于等于0.4倍桩径，《建筑地基处理技术规范》中，桩孔中心点的偏差不宜超过桩距设计值的5％。这两个数值有很大的差别，举一常见实例：某工程桩距1.0m，正三角形布，桩径550mm，
按0.4倍桩径，偏差220mm，按桩距的5％，偏差50mm；检测时如果实测桩距的控制在5％范围内，湿陷性还没有消除，就应该找其他原因。
三、分析桩间土湿陷应考虑的问题
1、剩余湿陷量：考虑剩余湿陷量时应包括未处理土层的剩余湿陷量和桩间土的剩余湿陷量，如果二者之和小于规范的规定值，应该说工程可不必采取进一步的处理措施。 2、湿陷土样的分布：部分观点认为未消除湿陷性土样的数量不超过总数的10％就认为湿陷性已消除，但还是应该具体分析一下分布情况，如果是零散的分布于各探井中，上述观点是可行的，如果集中在个别探井中，应进一步分析，看是该点还是该片有问题。
3、桩身材料的构成：由于桩身材料的不同，场地土受水浸泡湿陷后，造成的影响会有很大的不同，应区别对待。
4、平均挤密系数：湿陷的消除与平均挤密系数是紧密联系的，分析时可参考，但单用平均挤密系数来评价，是有风险的。
5、场地土的均匀性：在挤密桩施工和检测时，要特别留意地基土含水量的变化，含水量会直接影响到挤密效果。
6、成孔工艺：挤密桩成孔，过去常用沉管挤土成孔法，近年来采用了预钻孔重锤夯扩法，前者受人为因素影响较小，后者较大，检测时应搞清楚施工工艺，有利于问题分析。 7、桩间距的控制：如前述，不同规范对桩间距有不同的要求，但无论如何，土样湿陷数据是最直接的，湿陷已消除，桩距满足验收规范即可，湿陷未消除，按处理规范控制。 8、其它情况：地基基础设计等级、基础及结构形式、工程用途及场地遇水浸湿的可能性等，如在自重湿陷性场地上的乙、丙类建筑，剩余湿陷量要求分别为150mm和200mm，应区别对待。 四、结语
湿陷性黄土地基经挤密桩处理后，仍有少量土样湿陷没有消除，对此如何进行评价，避免出现不明确的检测结论，笔者以为应从剩余湿陷量、湿陷土样的分布、桩身材料的构成、平均挤密系数、场地土的均匀性、成孔工艺、桩间距的控制等多方面给予综合分析，以确保工程的安全使用。
本文笔者力求表达的观点仅属一家之言，由于水平所限，难免比较粗浅和粗略，相信随着理论研究的深入和工程实践的进一步积累，将会得到进一步的解决，也希望得到同行的指教。
(本文来源：陕西省土木建筑学会 文径网络：文径 尹维维 编辑 刘真 审核)