1前言
我国幅员辽阔，地质条件复杂且各地差别较大，黄土地基类别多、分布广，湿陷性黄土在我国西北的大部分地区均有该性质土层存在，特别是在西北甘肃有着深厚黄土地基，随着我国经济的进一步发展，对西北黄土面积要求必然提升，也使得西北黄土工程数量及规模不断扩大，在湿陷性黄土场地上进行建设，土层在建筑自重应力作用下，受浸水后土的结构发生破坏，发生显著附加下沉，对建筑产生危害.探求技术先进、经济合理、施工方便、质量稳定、承载力高、材料省、环保性强的超深黄土地基处理方式成为岩土工程界函待解决的间题.
素土挤密桩是黄土地区经常使用的桩型，素土挤密桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填素土成桩，成桩时，通过成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内的土被挤向周围，使桩间土得以挤密，然后将备好的素土（黏性土）分层填入桩孔内，并分层搞实至设计标高，用素土分层夯实的桩体，称为土挤密桩，者分别与挤密的桩间土组成复合地基，共同承受基础的上部荷载.一般桩长控制在10-12米之间，对于超深地基处理不采用此种桩型.但随者西北黄土地区经济发展，建筑物地基处理一般都超过15米以上，根据目前的实际情况和技术条件，函需发明一补素土挤密桩及施工方法，在工期、工程投资、工程质量之间能够合理平衡，充分素土挤密桩的特点.
本工法根据湿陷性黄土地区挤密桩施工出现的缺陷，开发一种湿陷性黄土原位增湿素土挤密桩施工工法，施工工艺简单，工程造价相对较低，处理成效显著.该技术是利用沉管挤密桩机、长螺旋钻机和旋挖钻机等设备组合实现复杂工况下的快速成孔，用素土增湿填入桩孔内，分层夯实形成素土桩，用带活动扩孔环板扩大锥形桩尖、带夯扩翼板夯锤、带组合式注水系统沉管、素土闷料增湿，使桩间土得以挤密，消除了黄土的湿陷性.本工法通过合理选用原材料、改善施工工艺、加强施工过程中的控制等措施，既能满足要求，又能节省材料，本工法申报单位与产学研合作单位合作将该技术应用于实际工程，同时联合国内知名高校、设计单位和科研机构共同开发申报了一项实用新型专利“一种素土挤密桩设备”（申请号：ZL201721250658.3），并集成了企业级工法《湿陷性黄土原位增湿素土挤密桩施工工法》，
并在工程实践中不断完善，最后集成本次申报文本.经浙江省科技信息研究院查新，本工法部分核心技术内容，填补了国内相关空白，
2特点
2.0.1本工法采用正三角形布置、成孔采用-隔行、隔排、跳打"的方法，分层夯实成桩，四遍成活，边成孔边填料券实挤密形成素土挤密桩，有效保证了成孔质量.
2.0.2本工法引孔过程中根据桩身范围土层含水率化分区段，根据土体参数，含水率检验系数、渗透系数、单孔增湿范围，采用竖向注水管注水，隔水板隔水，以最优异含水率为控制指标进行定量定时注水，沉管拔管过程中孔项均匀注水增湿，保证了引孔质量.
2.0.3本工法在拔出沉管后，孔壁因冲击形成回落土，增湿回落土，二次冲孔，挤压夯实回落土，提高成桩质量.
2.0.4本工法在桩长为15.0m时，注水成孔桩在第三遍、第四遍可取消注水，直接成孔.加快了施工效率.
2.0.5本工法根据桩长范围内土层参数，划分控制性注水区段，由注水量和注水时间控制，以最优含水量为控制性指标实现控制性原位注水增湿，有效保证成孔质量.
2.0.6本工法采用沉管挤密桩机成孔及拨管过程中桩周及回落土注水增湿、提管冲孔、夯锤底夯等成孔回落土处治技术，保证桩基质量.
2.0.7本工法采用沉管挤密桩机、长螺旋钻机和旋挖钻机等设备组合实现复杂工况快速成孔，可以提高施工效率，保证桩体施工质量.
2.0.8本工法采用了带活动扩孔环板扩大锥形桩尖、带夯扩翼板夯锤、带组合式注水系统沉管、素土闷料增湿及定量灌注等技术，进行有效定量灌注，提高了桩体灌注质量.
3适用范围
本工法适用于淘陷性黄土地区的原位增混素土挤密桩施工.
4工艺原理
本工法在第一逾素土挤密桩成孔之前3天进行原土增温，再在注水桩原桩位进行第一遍素土挤密桩施工，第一遍成孔后回落主在2-2.5m左右，回填机械采用1.8T高架重夯进行填料，填料原土进行增湿，含水率控制在15-16%，要求底夯的夯击次数为15击，第一遍素土挤密桩施工完毕以后，再进行第二遍土壤增湿增湿方法同第一遍增湿流程，挤密桩施工同第一遍素土挤密桩施工.上层填料夯实后，基础面以上预留500mm厚松动层，待施工结束后，将表层挤松的土层分层夯实.利用原位注水增湿素土进行夯压挤密，使桩基承载能力提高，意免出现遇水主层中空压缩.
5施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
温陷性黄土素土挤密械施工工艺流程图见图5.1.
图5.1湿陷性黄土素土挤密桩施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1清基、平整场地
清理平整场地，清除施工范围内腐殖土及杂物，消除表面耕作层以下有杂物及树根草根的部位，要将杂物清除干净，并将杂土运至指定弃土场，必要时进行掩理.在场地平整时，严格按照土方工程的施工要求，控制场地内原地面土层的质量，表层无杂物、草根、树根等.在平整过程中，控制料场内设计桩顶高程，使其满足设计要求.
5.2.2土壤增湿
采用14.5m长，孔径DN190mm桩管，孔布置采用等边三角形布置，孔间距为900mm，在第一遍素土挤密桩成孔之前3天进行原土增湿，注水用DN50mm水龙带，注水时间为5分钟，注水消散时间为3天.
图5.2.2注水增湿
5.2.3测量放线桩孔定位
1、确定平面位置后，建立平面位置的控制桩，以备下步施工使用.桩体布置间距为950mm，行距为823mm，等边三角形（梅花式）布置，先在施工区边线上分出每排桩的控制线.拉线，用50m钢尺定出每个桩的位置，并插竹筷和白灰做标示（见图5.3.3），对每个桩都建立编号.定位完成后，复核所放桩位位置、数量是否与施工桩位图一致，核对无误后，在点位用冲击钻钻取DN20mm空洞，深度为300mm，填筑白灰，放样完毕后报监理工程师验收.
2、用p10钢筋打入地下20cm以上进行准确定位，对定位桩进行保护.逐一进行高程测量，对每一桩位进行编号（以行或者列），并对每桩位实测桩顶高程，并计算出相差的桩底高程，现场记录登记每个桩孔的桩项、桩底高程，从面对成孔桩进行有效的高程控制.
5.2.4桩机组装就位
1、咸孔设备采用W-250型号履带式吊车，安装械管支架，带动3T导杆式打桩机进行作业.打桩机进场安装就位.桩机施工顺序的原则，是由内向外间隔一孔跳打施工，桩孔完工，及时夯填.每个桩孔记录，按照设计计算的桩孔深度控制，认真做好成孔原始记录，即每排桩孔先从单号或双号桩开始成孔、夯填，顺排返回再施工双号孔（或单号孔）.对成孔桩逐一登记核实，防止漏桃.
2、打桩机就位后，由施工人员检查核实桩位，设置四个定位点，以四个定位点确保桩点中心位置准确.反复核对，以确保柴油锤中心垂直对准桩位点，桩位允许偏差小于5cm.定位点要保持安装稳定，被机应保持垂直，防止在成孔过程中发生位移或倾斜.
3、采用锤击城管挤密桩机或者引孔注水沉管桩配合长螺旋钻机、旋挖钻机、扩孔设备5.2.5第一遍挤密成孔
桩机就位后开动3T导杆式打桩机，沉管成孔.
隔行隔排S形跳打，实现施工区块四遍连续成桩.
成孔过程中产生挤密作用，以保证挤密效果.成孔直径为400mm，允许误差-20mm.成孔深度偏差500mm，孔口中心偏差小于、等于0.40D.
图5.2.5隔行隔排跳打示意图
4、检查记录成孔
成孔后要及时对桩孔进行检查验收，检查桩径孔深、垂直度、有无偏径、塌孔、回淤等现象，如遇个别場孔或偏孔现象，采用回填素土复打处理，遇有洞穴等不明地质情况应及时报告相关人员，并确定处理方案，实施方案完成后再进一步进行打桩作业.施工过程中由施工方专业负责人严格控制梳位、桩孔的成孔登记，记录每一桩孔的施工原始记录及检验数值，使其按施工布桩成孔顺序，防止漏打或成桩不合格的桩的质量控制.在雨季施工时，防止孔内灌水造成竭孔.
5.2.6孔内填料
匀填料，每次回填量为0.12-0.15m3.填料前首先在取土场取土备料，在土科含水率接近最 成孔后及时进行券填，孔内填料前先夯实孔底，夯击次数不小于6次.然后采用人工均优含水率时方允许用于填孔用料，填料有机质含量不得大于5%.所需土方量用装载机运至施工现场，小铲车载半铲倒入孔内或人工用铁银倒运入孔内.
5.2.7原位注水增湿技术
囊袋共设两道，分别为中、下.囊袋通过注气管有规律注气.连接钢丝一端连接在囊袋上一端连接在连接耳上，当桩机向下引孔到固定位置，注气管向囊袋注气，囊袋扩张，拉动连接钢丝和后扩展板向外，形成整体式隔水板.当回拔沉管时放气，囊袋收缩，弹簧拉动连接钢丝和后扩展板向内，形成可随时缩扩支撑结构.活动型桩尖上设有挤扩板、活动板用来扩底成孔.
