摘要：濕陷性黃土地區(qū)，雨季施工，基坑遭受雨水浸泡、回填土料含水量偏高的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，根據(jù)不同的含水量，制定科學(xué)合理的施工方案，對處理雨水浸泡基坑具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
　　關(guān)鍵詞：濕陷性黃土；高含水土料；回填施工
　　濕陷性黃土地區(qū)采用灰土、素土墊層法處理地基，在雨季施工中，由于基底或回填土遭受雨水浸泡、導(dǎo)致土含水量過高，施工中基底或碾壓層極易出現(xiàn)橡皮土，因而造成返工、處理費(fèi)用增大。此類問題，在勘察報(bào)告和施工圖紙中一般不會(huì)體現(xiàn)，是設(shè)計(jì)和勘察工作的一個(gè)盲區(qū)，出現(xiàn)問題后地基處理方案往往比較保守，容易造成地基處理成本偏大、延緩工程進(jìn)度等問題。
　　一、工程概況
　　長慶涇渭苑A、C區(qū)，項(xiàng)目占地1042畝，建成職工住宅樓156棟，共計(jì)7512戶。項(xiàng)目所在區(qū)域?yàn)镮級（局部II級）非自重濕陷性黃土場地，在設(shè)計(jì)上各住宅單體的地基均擬采用了1～2米厚不等的2：8灰土墊層進(jìn)行處理。施工過程中，由于多種原因地基回填適逢雨季，基坑遭受雨水浸泡、回填土含水量過高等問題一直困擾著現(xiàn)場施工人員。
　　二、土的壓實(shí)原理
　　土的壓實(shí)作用的實(shí)質(zhì)是在外加壓實(shí)能量作用下，使土中孔隙體積減少，土顆粒重新排列成緊密的結(jié)構(gòu)，從而提搞土的密度。土的壓實(shí)程度一般可用干密度來衡量，而影響壓實(shí)干密度的因素很多，主要有含水量、壓實(shí)能量及土的種類等。
　　1、土的最優(yōu)含水量與最大干密度
　　圖1為某一試樣的壓實(shí)試驗(yàn)曲線，從圖中可以看出，曲線的峰值即為土在某一含水量下可以擊到最大的密度ρdmax,對應(yīng)的含水量稱為最優(yōu)含水量wop。含水量低于或高于wop的土樣，在相同的擊實(shí)功能條件下，擊實(shí)后的ρd均小于ρdmax。這一現(xiàn)象可解釋為：當(dāng)含水量過低時(shí)，粘性土顆料周圍的結(jié)合水膜很薄，粒間連接力很強(qiáng)，顆料相對移動(dòng)的阻力很大，因而同樣擊實(shí)能量下不易擠緊。隨著含水量的增加，結(jié)合水膜變厚，料間引力減弱，土料易于移動(dòng)，因而使土的壓實(shí)效果變好，干密度增大。當(dāng)土中含水量過大，超過某一數(shù)值后，夯擊很快使土接近飽和，自由水占據(jù)著較多的孔隙體積，且形成了封閉氣泡。若使土體發(fā)生體積變化的應(yīng)力稱作有效應(yīng)力б`,作用于孔隙水上的應(yīng)力叫做孔隙水壓力u,則土的總應(yīng)力б為:б=б`+u
　　擊實(shí)時(shí),由于粘性土滲透性低,水和氣都不易自土中迅速排出,它們吸收了大部分擊實(shí)能量轉(zhuǎn)化為孔隙水壓力,阻礙了土粒的靠近,故也得不到高的密度.
　　
　　2、擊實(shí)功能的影響
　　所謂擊實(shí)功能就是擊實(shí)工具對單位體積的土所作的功。改變擊實(shí)功能，對同一種土將得出不同的壓實(shí)線（圖2），曲線表明：第一，隨著擊實(shí)功能的增加，土的最大干密度也增加，而最優(yōu)含水量則減小，壓實(shí)曲線的峰值向左移。這是因?yàn)檩^大的功能克服較大的料間阻力，使土變得更密。由此可見，最優(yōu)含水量對同一種土而言，也不是固定不變的，而是隨著擊實(shí)功能和壓實(shí)方法的不同而不同。第二，對于低含水量的土，用增加擊實(shí)功能以提高密度的辦法比增加含水量更為有效。實(shí)際上對于含水量過高的土，增加擊實(shí)功能對于提高干密度沒有明顯效果，甚至過分的碾壓還會(huì)引起“橡皮土”，造成土的剪力破壞。
　　有關(guān)3：7灰土的擊實(shí)試驗(yàn)資料顯示，重型擊實(shí)功能約為輕型擊實(shí)功能的4.5倍，最大干密度前者較后者提高約10%，最優(yōu)含水量可降低約11%[2]。
　　　　3、土類和級配的影響
　　在相同的擊實(shí)功能下，不同土的最優(yōu)含水量和最大干密度均不一樣。試驗(yàn)表明，塑性指數(shù)IP越大的土，其最優(yōu)含水量wop也越大，而最大干密度ρdmax則越小。
　　在同類土中，土的顆料級配對土的密實(shí)效果影響很大。顆料級配不均勻的容易密實(shí)，獲得較高壓實(shí)密度；顆料均勻的土則相反。
　　三、地基處理及施工優(yōu)化研究
　　上述影響土壓實(shí)特性的幾個(gè)主要因素中，土類及級配是不易改變的，要達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量要求，只能從改變壓實(shí)功能以及土的含水量方面考慮，而此與施工工藝緊密相關(guān)。
　　基于上述情況，建設(shè)單位、勘察設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位進(jìn)行了會(huì)商。并由勘察單位對雨水浸泡后不同浸水深度、不同含水量的基底原土的承載力進(jìn)行取樣試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)基底原土含水量在超過最佳含水量6%以內(nèi)時(shí)，其原土含水量雖接近飽和狀態(tài)，只要原土層未受擾動(dòng)，其土層結(jié)構(gòu)仍然是完整的，承載力并未出現(xiàn)顯著降低[1]，可以滿足設(shè)計(jì)要求的原土層承載力特征值。但在施工時(shí)，如果仍按照常規(guī)方法直接用裝載機(jī)鋪土、大噸位壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，極可能造成大面積橡皮土的出現(xiàn)。因此，迫切需要改進(jìn)施工方法，選擇適當(dāng)?shù)氖┕�機(jī)具、制訂合理的施工方案來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。
　　四、最終優(yōu)化處理方案
　　1、施工準(zhǔn)備
　　1.1技術(shù)準(zhǔn)備
　　施工前施工單位必須要繪出準(zhǔn)確詳盡的基底含水量分布示意圖。基底土含水量按1點(diǎn)/200㎡檢測，當(dāng)基底土含水量高于最佳含水量時(shí)，應(yīng)按每1點(diǎn)/100㎡進(jìn)行檢測，并標(biāo)注清楚其平面位置，以及不同深度范圍的含水量[2]。
　　測算各層拌合灰土所用素土的含水量，根據(jù)含水量不同確定拌合干土的比例，控制2：8灰土拌合完成后的含水量。
　　施工單位的技術(shù)人員在土方回填前，應(yīng)向作業(yè)班組、質(zhì)檢員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，將回填部位的材料要求、根據(jù)壓實(shí)試驗(yàn)確定的壓實(shí)參數(shù)、施工方法等技術(shù)要求交代清楚。
　　標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)：土方回填料確定后，施工單位質(zhì)檢員、試驗(yàn)員、現(xiàn)場監(jiān)理共同在回填存土場地或供土場區(qū)內(nèi)進(jìn)行取樣，抽取的土樣應(yīng)具有代表性，各土層和各性狀的土都應(yīng)包括。土樣抽取后送實(shí)驗(yàn)室做標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，確定最優(yōu)含水率下的最大干密度。
　　2、材料準(zhǔn)備
　　拌制灰土用的白灰必須全部采用現(xiàn)場熟化白灰粉。現(xiàn)場存放應(yīng)有可靠的防雨措施，確保白灰的干燥和活性。
　　3～5cm厚1米寬木板（或竹架板）不少于200㎡（按基坑長度計(jì)算）。
　　3、機(jī)具準(zhǔn)備
　　12～15噸壓路機(jī)、篩土機(jī)、裝載機(jī)、農(nóng)用三輪車、農(nóng)用旋耕機(jī)、小推車、蛙式打夯機(jī)、平頭鐵鍬、尖頭鐵鍬等。
　　2、施工工藝
　　2.1基底碾壓
　　回填含水量大于最佳土含水量3%以內(nèi)時(shí)，基底土層未受擾動(dòng)時(shí)可不碾壓。
　　回填土含水量大于最佳含水量的3%～6%時(shí)，基底清理→人工虛鋪6cm厚白灰→農(nóng)用旋耕機(jī)旋拌不少于6次→壓實(shí)→取樣→驗(yàn)收。
　　回填土含水量大于最佳含水量6%以上時(shí)，基底清理→鋪30cm厚碎磚或級配礫石→壓實(shí)→取樣→驗(yàn)收。
　　2.2上部各層回填灰土碾壓
　　基底原土含水量大于最佳含水量3%以內(nèi)時(shí)，選土→篩土→拌2∶8灰土→鋪第一步灰土→壓實(shí)→取樣→驗(yàn)收→鋪第二步灰土→……→鋪?zhàn)詈笠徊交彝?rarr;壓實(shí)→取樣→驗(yàn)收。
　　基底原土含水量大于最佳含水量的3%～6%時(shí)，選土→篩土→拌2∶8灰土→鋪設(shè)輕型鋪土車輛通道→鋪第一步灰土→壓實(shí)→取樣→驗(yàn)收→鋪第二步灰土→……→鋪?zhàn)詈笠徊交彝?rarr;壓實(shí)→取樣→驗(yàn)收。
　　基底原土含水量大于最佳含水量6%以上時(shí)，選土→拌干土→篩土→拌2∶8灰土→鋪設(shè)輕型鋪土車輛通道→鋪第一步灰土→壓實(shí)→取樣→驗(yàn)收→鋪第二步灰土→……→鋪?zhàn)詈笠徊交彝?rarr;壓實(shí)→取樣→驗(yàn)收。
　　3、施工技術(shù)要求
　　回填土的土質(zhì)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，施工前根據(jù)規(guī)范要求需過篩時(shí)（回填素土粒徑不大于50mm，灰土粒徑不大于20mm），應(yīng)在槽邊或存土點(diǎn)過篩，灰土必須在槽上拌制；灰土配合比為體積比（2∶8），拌制灰土?xí)r必須過標(biāo)準(zhǔn)斗，嚴(yán)格控制配合比。拌合時(shí)均勻一致，至少翻拌兩次；拌合好的灰土顏色應(yīng)一致。
　　回填土施工時(shí)，首先將基底內(nèi)的雜物清理干凈，特別是槽邊掉下的虛土、垃圾等雜物；槽邊彈出鋪土厚度的水平控制線。素土或灰土施工時(shí)，應(yīng)隨時(shí)檢測并控制含水量。工地檢驗(yàn)方法是：用手將素土或灰土緊握成團(tuán)，兩指輕捏即碎為宜。如土料水分過大時(shí)，應(yīng)調(diào)整干土的拌合比例。
　　鋪土：必須采用輕型運(yùn)載車輛輔助人工鋪土，嚴(yán)禁采用裝載機(jī)入坑鋪土。基底原土含水量大于最佳含水量的3%以上時(shí)，必須用木板或竹架板鋪設(shè)輕型運(yùn)載車輛通道。
　　找平：回填灰土或素土完成后，應(yīng)拉線或用靠尺檢查標(biāo)高和平整度，超高處用鐵鍬鏟平；低洼處應(yīng)及時(shí)補(bǔ)平。
　　壓實(shí)：壓路機(jī)噸位控制在15噸以內(nèi)，壓實(shí)遍數(shù)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)壓實(shí)系數(shù)。周邊采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，寬度不小于0.5米，每步夯擊不少于五遍，打夯時(shí)應(yīng)一夯壓半夯，夯夯相接，行行相接，縱橫交叉。
　　驗(yàn)收：回填土每層夯（壓）實(shí)后，根據(jù)相關(guān)的規(guī)范規(guī)定，分別按取樣平面圖的點(diǎn)位（灰土和素土分開）進(jìn)行環(huán)刀取樣，測出灰土的質(zhì)量密度，達(dá)到設(shè)計(jì)要求或規(guī)范規(guī)定后，方可進(jìn)行上層回填土的施工。
　　五、結(jié)語
　　長慶涇渭苑A、C區(qū)住宅樓地基處理中，通過對不同含水量狀況的土料，制定不同的施工方案，節(jié)約地基處理費(fèi)用約300余萬元；工程竣工至今，各單體建筑沉降正常，建筑使用狀況良好。因此，高含水量土料的回填施工工藝，在濕陷性黃土地區(qū)，具有較高的應(yīng)運(yùn)價(jià)值。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）.
　　[2]閆志珍、趙會(huì)明.天荒坪電站上水庫壩體高含水量土料填筑施工[J].水利水電施工雜志社,1999.1.