強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基的多維度探究與實(shí)踐應(yīng)用一、引言1.1研究背景與意義隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力推進(jìn)，工程建設(shè)不斷向地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域拓展，強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的工程項(xiàng)目日益增多。強(qiáng)濕陷性黃土作為一種特殊的土類(lèi)，廣泛分布于我國(guó)西北、華北等地區(qū)，如甘肅、陜西、山西等地。這類(lèi)黃土具有獨(dú)特的工程性質(zhì)，其在天然狀態(tài)下強(qiáng)度較高，但一旦遇水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞，會(huì)產(chǎn)生顯著的附加下沉，導(dǎo)致地基承載力大幅降低，進(jìn)而引發(fā)建筑物的嚴(yán)重沉降、開(kāi)裂甚至傾斜等問(wèn)題，嚴(yán)重威脅工程結(jié)構(gòu)的安全與正常使用。例如，在某些地區(qū)的工程建設(shè)中，由于對(duì)強(qiáng)濕陷性黃土地基處理不當(dāng)，建筑物在建成后短時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)了墻體開(kāi)裂、地面下沉等現(xiàn)象，不僅影響了建筑物的美觀和使用功能，還增加了后期維修和加固的成本，甚至有些建筑物因損壞嚴(yán)重而不得不拆除重建，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。又如，一些道路工程在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)建設(shè)后，隨著時(shí)間的推移和雨水的侵蝕，路面出現(xiàn)了不均勻沉降、裂縫等病害，影響了道路的平整度和行車(chē)舒適性，增加了道路的養(yǎng)護(hù)成本和安全隱患。這些實(shí)際案例充分說(shuō)明了強(qiáng)濕陷性黃土地基處理在工程建設(shè)中的重要性和緊迫性。擠密樁復(fù)合地基作為一種有效的地基處理方法，在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。它通過(guò)在地基中設(shè)置擠密樁，對(duì)樁間土進(jìn)行擠密加固，使樁和樁間土共同承擔(dān)上部荷載，形成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力，減少地基的沉降變形。與其他地基處理方法相比，擠密樁復(fù)合地基具有施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、工程造價(jià)較低、對(duì)環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)，能夠較好地適應(yīng)強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的工程建設(shè)需求。然而，目前對(duì)于擠密樁復(fù)合地基在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的作用機(jī)理、設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)等方面的研究還存在一定的局限性，尚未形成一套完善的理論體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這在一定程度上制約了擠密樁復(fù)合地基在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的合理應(yīng)用和推廣。因此，深入開(kāi)展強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基的理論分析與試驗(yàn)研究具有重要的理論與實(shí)踐意義。從理論方面來(lái)看，通過(guò)對(duì)擠密樁復(fù)合地基的作用機(jī)理、力學(xué)性能和變形特性等進(jìn)行系統(tǒng)研究，可以豐富和完善復(fù)合地基理論，為其在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)；從實(shí)踐方面來(lái)看，研究成果能夠?yàn)閺?qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的工程建設(shè)提供科學(xué)合理的地基處理方案和技術(shù)指導(dǎo)，提高工程建設(shè)的質(zhì)量和安全性，降低工程成本，減少因地基問(wèn)題導(dǎo)致的工程事故和經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)于促進(jìn)強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)于擠密樁復(fù)合地基的研究起步相對(duì)較早，在理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬等方面取得了一系列成果。在理論研究方面，國(guó)外學(xué)者較早地開(kāi)始關(guān)注樁土相互作用理論。如Terzaghi[1]提出了有效應(yīng)力原理，為分析地基土的力學(xué)特性奠定了基礎(chǔ)，這也為擠密樁復(fù)合地基中樁土相互作用的研究提供了理論依據(jù)。隨后，一些學(xué)者基于彈性理論和塑性理論，對(duì)擠密樁復(fù)合地基的應(yīng)力分布和變形特性進(jìn)行了深入研究。例如，Mindlin[2]通過(guò)建立彈性力學(xué)模型，分析了在集中力作用下樁周土體的應(yīng)力分布情況，這對(duì)于理解擠密樁復(fù)合地基中樁對(duì)土體的擠密作用具有重要意義。在試驗(yàn)研究方面，國(guó)外開(kāi)展了大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)模型試驗(yàn)。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型擠密樁復(fù)合地基的加載試驗(yàn)，獲取了地基的承載力、沉降變形等數(shù)據(jù)，研究了擠密樁復(fù)合地基在實(shí)際工程中的性能表現(xiàn)。室內(nèi)模型試驗(yàn)則主要用于研究樁土相互作用的微觀機(jī)制，通過(guò)模擬不同的試驗(yàn)條件，觀察樁土界面的接觸特性、土體的微觀結(jié)構(gòu)變化等。如一些學(xué)者利用先進(jìn)的微觀測(cè)試技術(shù)，如掃描電子顯微鏡（SEM）、壓汞儀（MIP）等，對(duì)擠密樁復(fù)合地基中樁周土體的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，揭示了擠密樁對(duì)土體微觀結(jié)構(gòu)的改善作用。在數(shù)值模擬方面，國(guó)外學(xué)者廣泛應(yīng)用有限元、有限差分等數(shù)值方法對(duì)擠密樁復(fù)合地基進(jìn)行模擬分析。有限元軟件如ABAQUS、ANSYS等在擠密樁復(fù)合地基的數(shù)值模擬中得到了大量應(yīng)用，通過(guò)建立合理的數(shù)值模型，可以模擬擠密樁復(fù)合地基在不同荷載工況下的力學(xué)響應(yīng)，分析樁土應(yīng)力比、沉降分布等參數(shù)的變化規(guī)律，為工程設(shè)計(jì)提供參考。然而，國(guó)外的研究主要集中在一般地基條件下擠密樁復(fù)合地基的性能研究，對(duì)于強(qiáng)濕陷性黃土這種特殊地基條件下擠密樁復(fù)合地基的研究相對(duì)較少。由于強(qiáng)濕陷性黃土具有獨(dú)特的濕陷性、結(jié)構(gòu)性等特性，國(guó)外現(xiàn)有的研究成果不能完全適用于強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基的分析與設(shè)計(jì)。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)對(duì)強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基的研究隨著工程建設(shè)的需求不斷深入，在理論、試驗(yàn)和工程應(yīng)用等方面都取得了豐碩的成果。在理論研究方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者結(jié)合強(qiáng)濕陷性黃土的特性，對(duì)擠密樁復(fù)合地基的作用機(jī)理進(jìn)行了深入探討。例如，文獻(xiàn)[3]通過(guò)理論分析，研究了擠密樁在強(qiáng)濕陷性黃土中對(duì)樁間土的擠密效應(yīng)，建立了考慮黃土濕陷性的樁間土擠密模型，分析了擠密樁間距、樁徑等因素對(duì)樁間土擠密效果的影響。同時(shí)，在復(fù)合地基承載力計(jì)算理論方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者在傳統(tǒng)的復(fù)合地基承載力計(jì)算公式基礎(chǔ)上，考慮強(qiáng)濕陷性黃土的特性，對(duì)公式進(jìn)行了修正和完善。如文獻(xiàn)[4]通過(guò)對(duì)大量工程實(shí)例的分析，提出了適用于強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基承載力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式，該公式考慮了黃土的濕陷系數(shù)、樁土應(yīng)力比等因素，提高了承載力計(jì)算的準(zhǔn)確性。在試驗(yàn)研究方面，國(guó)內(nèi)開(kāi)展了眾多針對(duì)強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)通過(guò)在實(shí)際工程場(chǎng)地中設(shè)置擠密樁復(fù)合地基，并進(jìn)行加載試驗(yàn)和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，獲取了地基在不同工況下的性能數(shù)據(jù)。例如，文獻(xiàn)[5]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)，研究了灰土擠密樁復(fù)合地基在強(qiáng)濕陷性黃土中的承載特性和變形規(guī)律，分析了樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距等因素對(duì)地基承載力和沉降的影響。室內(nèi)試驗(yàn)則主要圍繞強(qiáng)濕陷性黃土的物理力學(xué)性質(zhì)以及擠密樁與黃土之間的相互作用展開(kāi)。通過(guò)室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn)等，研究了黃土的含水量、干密度等因素對(duì)其力學(xué)性能的影響；通過(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn)，模擬擠密樁的成樁過(guò)程和復(fù)合地基的加載過(guò)程，研究樁土相互作用機(jī)制和地基的破壞模式。在數(shù)值模擬方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者利用數(shù)值軟件對(duì)強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基進(jìn)行了大量模擬研究。通過(guò)建立合理的數(shù)值模型，考慮強(qiáng)濕陷性黃土的本構(gòu)模型、樁土界面特性等因素，對(duì)擠密樁復(fù)合地基的力學(xué)性能進(jìn)行分析。如文獻(xiàn)[6]利用有限元軟件ABAQUS，建立了考慮黃土濕陷性的擠密樁復(fù)合地基數(shù)值模型，模擬了地基在浸水條件下的變形和應(yīng)力分布情況，分析了濕陷性對(duì)地基性能的影響規(guī)律。盡管?chē)?guó)內(nèi)在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基研究方面取得了顯著成果，但仍存在一些不足之處。在理論研究方面，目前的理論模型還不夠完善，對(duì)于復(fù)雜的樁土相互作用機(jī)制和強(qiáng)濕陷性黃土的非線性特性考慮還不夠充分，導(dǎo)致理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際工程存在一定偏差。在試驗(yàn)研究方面，由于試驗(yàn)條件的限制，一些現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)難以全面模擬實(shí)際工程中的復(fù)雜工況，室內(nèi)試驗(yàn)也難以完全反映強(qiáng)濕陷性黃土在自然狀態(tài)下的特性。在數(shù)值模擬方面，數(shù)值模型中參數(shù)的選取和本構(gòu)模型的合理性還需要進(jìn)一步驗(yàn)證和優(yōu)化，以提高數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。綜上所述，國(guó)內(nèi)外在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基的研究上雖已取得一定進(jìn)展，但仍有許多方面需要進(jìn)一步深入研究，以完善其理論體系和技術(shù)方法，為工程實(shí)踐提供更可靠的依據(jù)。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究將圍繞強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基展開(kāi)多方面深入研究，具體內(nèi)容如下：強(qiáng)濕陷性黃土及擠密樁復(fù)合地基基本特性研究：全面分析強(qiáng)濕陷性黃土的物理力學(xué)性質(zhì)，包括顆粒組成、含水量、干密度、壓縮性、抗剪強(qiáng)度以及濕陷特性等，深入探究其在不同環(huán)境條件下的變化規(guī)律。同時(shí)，詳細(xì)研究擠密樁的材料特性、樁身結(jié)構(gòu)以及樁土相互作用的基本原理，為后續(xù)研究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。例如，通過(guò)對(duì)不同地區(qū)強(qiáng)濕陷性黃土樣本的物理力學(xué)指標(biāo)測(cè)試，分析其共性與特性，為工程實(shí)踐提供數(shù)據(jù)支持。擠密樁復(fù)合地基作用機(jī)理理論分析：基于土力學(xué)、彈性力學(xué)和塑性力學(xué)等相關(guān)理論，深入剖析擠密樁在強(qiáng)濕陷性黃土中對(duì)樁間土的擠密作用機(jī)制，以及樁土共同承擔(dān)荷載的工作原理。建立考慮強(qiáng)濕陷性黃土特性的擠密樁復(fù)合地基力學(xué)模型，分析樁土應(yīng)力比、樁身軸力分布、樁側(cè)摩阻力分布等力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律，從理論層面揭示擠密樁復(fù)合地基的作用機(jī)理。比如，運(yùn)用彈性力學(xué)理論分析樁周土體在擠密過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，為力學(xué)模型的建立提供理論依據(jù)。擠密樁復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究：在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)選取典型工程場(chǎng)地，開(kāi)展擠密樁復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。在試驗(yàn)過(guò)程中，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行擠密樁的施工，設(shè)置不同的樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距等參數(shù)，形成多組對(duì)比試驗(yàn)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)，獲取不同工況下擠密樁復(fù)合地基的承載力、沉降變形等數(shù)據(jù)，并利用高精度測(cè)量?jī)x器對(duì)地基的變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，在試驗(yàn)場(chǎng)地布置孔隙水壓力計(jì)、土壓力盒等傳感器，監(jiān)測(cè)樁間土的孔隙水壓力、土壓力變化情況，深入研究擠密樁復(fù)合地基在實(shí)際工程中的性能表現(xiàn)和工作性狀。擠密樁復(fù)合地基室內(nèi)模型試驗(yàn)研究：設(shè)計(jì)并制作擠密樁復(fù)合地基室內(nèi)模型試驗(yàn)裝置，模擬強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的工程實(shí)際情況。在模型試驗(yàn)中，采用相似材料模擬強(qiáng)濕陷性黃土，通過(guò)控制試驗(yàn)條件，如含水量、干密度等，研究不同因素對(duì)擠密樁復(fù)合地基性能的影響。利用先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，如數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（DIC）、微型土壓力傳感器等，對(duì)模型地基的變形和應(yīng)力分布進(jìn)行精確測(cè)量，從微觀角度分析樁土相互作用機(jī)制和地基的破壞模式。例如，通過(guò)DIC技術(shù)觀察模型地基在加載過(guò)程中的表面變形情況，分析樁土界面的相對(duì)位移和土體的變形場(chǎng)分布。擠密樁復(fù)合地基數(shù)值模擬研究：運(yùn)用有限元軟件，如ABAQUS、ANSYS等，建立考慮強(qiáng)濕陷性黃土本構(gòu)模型和樁土界面特性的擠密樁復(fù)合地基數(shù)值模型。通過(guò)數(shù)值模擬，分析不同工況下擠密樁復(fù)合地基的力學(xué)響應(yīng)，包括應(yīng)力分布、應(yīng)變分布、沉降變形等，研究樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距、樁體材料等參數(shù)對(duì)地基性能的影響規(guī)律。將數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，不斷優(yōu)化數(shù)值模型，提高模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。擠密樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)方法與工程應(yīng)用研究：根據(jù)理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬結(jié)果，總結(jié)強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)原則和方法，提出適用于該地區(qū)的擠密樁復(fù)合地基承載力計(jì)算公式和沉降計(jì)算方法。結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)擠密樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和驗(yàn)證，分析其在實(shí)際工程應(yīng)用中的可行性和經(jīng)濟(jì)性，為強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的工程建設(shè)提供科學(xué)合理的地基處理方案和技術(shù)指導(dǎo)。1.3.2研究方法本研究將綜合運(yùn)用多種研究方法，確保研究的全面性、深入性和科學(xué)性，具體方法如下：文獻(xiàn)研究法：廣泛查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基的相關(guān)文獻(xiàn)資料，包括學(xué)術(shù)論文、研究報(bào)告、工程案例、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等，全面了解該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)已有的研究成果進(jìn)行系統(tǒng)梳理和分析，總結(jié)前人在理論研究、試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用中取得的經(jīng)驗(yàn)和存在的不足，為本文的研究提供理論基礎(chǔ)和研究思路。室內(nèi)試驗(yàn)法：通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)，獲取強(qiáng)濕陷性黃土的基本物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，如顆粒分析、液塑限、擊實(shí)試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、三軸剪切試驗(yàn)、濕陷性試驗(yàn)等。開(kāi)展擠密樁樁體材料的物理力學(xué)性能試驗(yàn)，如強(qiáng)度試驗(yàn)、彈性模量試驗(yàn)等。進(jìn)行擠密樁復(fù)合地基室內(nèi)模型試驗(yàn)，模擬實(shí)際工程中的加載過(guò)程和工況，研究地基的變形特性、破壞模式和樁土相互作用機(jī)制。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法：在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的工程現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行擠密樁復(fù)合地基的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)，測(cè)定復(fù)合地基的承載力和沉降變形；利用沉降觀測(cè)儀器，對(duì)地基的沉降進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)；采用孔隙水壓力計(jì)、土壓力盒等傳感器，監(jiān)測(cè)樁間土的孔隙水壓力和土壓力變化。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，獲取真實(shí)可靠的工程數(shù)據(jù)，為理論分析和數(shù)值模擬提供驗(yàn)證依據(jù)。數(shù)值模擬法：利用有限元軟件建立擠密樁復(fù)合地基的數(shù)值模型，模擬地基在不同荷載工況下的力學(xué)響應(yīng)。在數(shù)值模擬過(guò)程中，合理選擇強(qiáng)濕陷性黃土的本構(gòu)模型和樁土界面模型，準(zhǔn)確設(shè)定模型參數(shù)，確保模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過(guò)數(shù)值模擬，可以分析不同因素對(duì)地基性能的影響，預(yù)測(cè)地基的變形和破壞過(guò)程，為工程設(shè)計(jì)提供參考。理論分析法：基于土力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)等基本理論，對(duì)擠密樁復(fù)合地基的作用機(jī)理、力學(xué)性能和變形特性進(jìn)行理論分析。建立考慮強(qiáng)濕陷性黃土特性的力學(xué)模型，推導(dǎo)相關(guān)計(jì)算公式，分析樁土應(yīng)力比、樁身軸力、樁側(cè)摩阻力等力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律，從理論層面揭示擠密樁復(fù)合地基的工作原理。工程案例分析法：收集和分析強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基的實(shí)際工程案例，總結(jié)工程設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。通過(guò)對(duì)工程案例的分析，驗(yàn)證研究成果的實(shí)用性和可靠性，為類(lèi)似工程提供借鑒和參考。二、強(qiáng)濕陷性黃土特性與擠密樁復(fù)合地基原理2.1強(qiáng)濕陷性黃土的特性2.1.1物理性質(zhì)強(qiáng)濕陷性黃土的物理性質(zhì)對(duì)其工程特性有著關(guān)鍵影響。在顆粒組成方面，強(qiáng)濕陷性黃土主要由粉粒組成，粉粒含量通常占總重量的50%-70%，其中0.05-0.01mm的粗粉土顆粒居多，占總重約40%-60%，小于0.005mm的粘土顆粒較少，占總重約14%-28%，大于0.1mm的細(xì)砂顆粒占總重在5%以?xún)?nèi)，基本無(wú)大于0.25mm的中砂顆粒。例如，蘭州地區(qū)的強(qiáng)濕陷性黃土，大于0.05mm顆粒的平均值為19%，常見(jiàn)值在10%-25%；0.05-0.01mm顆粒平均值為57%，常見(jiàn)值在50%-65%。這種顆粒組成使得黃土具有較大的孔隙，顆粒間的排列相對(duì)疏松，為濕陷變形提供了一定的空間基礎(chǔ)。含水量是強(qiáng)濕陷性黃土另一個(gè)重要的物理指標(biāo)。在天然狀態(tài)下，強(qiáng)濕陷性黃土的含水量較低，一般在10%-20%之間。含水量的變化對(duì)黃土的工程性質(zhì)影響顯著，當(dāng)黃土遇水浸濕后，含水量增加，土顆粒間的潤(rùn)滑作用增強(qiáng)，粒間摩擦力減小，同時(shí)水對(duì)土顆粒間的膠結(jié)物產(chǎn)生軟化和溶解作用，導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，從而引發(fā)濕陷變形。研究表明，當(dāng)含水量從10%增加到20%時(shí)，黃土的濕陷系數(shù)可能會(huì)增大數(shù)倍，這充分說(shuō)明了含水量對(duì)強(qiáng)濕陷性黃土濕陷性的重要影響。孔隙比是衡量土體密實(shí)程度的重要指標(biāo)，強(qiáng)濕陷性黃土的孔隙比通常較大，一般在0.8-1.2之間。較大的孔隙比意味著土體中孔隙體積相對(duì)較大，土顆粒間的連接不夠緊密，土體結(jié)構(gòu)較為松散。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得強(qiáng)濕陷性黃土在受到外部荷載和水的作用時(shí)，更容易發(fā)生變形和破壞。例如，當(dāng)孔隙比為1.0的強(qiáng)濕陷性黃土受到水浸濕后，其孔隙結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生顯著變化，孔隙比減小，土體產(chǎn)生壓縮變形，進(jìn)而導(dǎo)致濕陷現(xiàn)象的發(fā)生。這些物理性質(zhì)相互關(guān)聯(lián)、相互影響，共同決定了強(qiáng)濕陷性黃土的地基穩(wěn)定性。顆粒組成決定了土體的基本骨架結(jié)構(gòu)和孔隙特征，含水量的變化影響著顆粒間的相互作用和膠結(jié)狀態(tài)，而孔隙比則直觀地反映了土體的密實(shí)程度。當(dāng)這些物理指標(biāo)處于不利狀態(tài)時(shí)，如顆粒組成松散、含水量增加、孔隙比較大，強(qiáng)濕陷性黃土的地基穩(wěn)定性就會(huì)受到嚴(yán)重威脅，容易產(chǎn)生濕陷變形，導(dǎo)致地基承載力下降，影響建筑物的安全和正常使用。2.1.2化學(xué)性質(zhì)強(qiáng)濕陷性黃土的化學(xué)成分較為復(fù)雜，主要包含硅、鋁、鐵、鈣等元素的氧化物，以及一定量的碳酸鹽、硫酸鹽等可溶鹽類(lèi)。其中，硅氧化物（SiO?）含量較高，一般占40%-60%，鋁氧化物（Al?O?）含量約為10%-20%，鐵氧化物（Fe?O?）含量在5%-10%左右，這些氧化物構(gòu)成了黃土的基本礦物骨架。在黃土中，碳酸鈣（CaCO?）等碳酸鹽是常見(jiàn)的化學(xué)成分，其含量通常在10%-20%之間。這些碳酸鹽在黃土的形成過(guò)程中，以膠結(jié)物的形式存在于土顆粒之間，對(duì)黃土的結(jié)構(gòu)起到一定的膠結(jié)和加固作用，使黃土在天然狀態(tài)下具有一定的強(qiáng)度。然而，當(dāng)黃土遇水浸濕時(shí)，碳酸鹽會(huì)發(fā)生溶解和化學(xué)反應(yīng)。例如，碳酸鈣在水中會(huì)與二氧化碳和水發(fā)生反應(yīng)，生成可溶于水的碳酸氫鈣Ca(HCO?)?，反應(yīng)方程式為：CaCO?+CO?+H?O=Ca(HCO?)?。這一反應(yīng)導(dǎo)致土顆粒間的膠結(jié)物減少，膠結(jié)強(qiáng)度降低，土體結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定，從而為濕陷變形創(chuàng)造了條件。硫酸鹽在強(qiáng)濕陷性黃土中也占有一定比例，常見(jiàn)的有硫酸鈉（Na?SO?）、硫酸鎂（MgSO?）等。這些硫酸鹽具有較強(qiáng)的吸水性，當(dāng)黃土含水量發(fā)生變化時(shí)，硫酸鹽會(huì)吸收或釋放水分，引起土體體積的膨脹或收縮。例如，硫酸鈉在吸水后會(huì)形成芒硝（Na?SO??10H?O），體積增大，對(duì)土體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用。同時(shí)，硫酸鹽還可能與其他化學(xué)成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步影響黃土的性質(zhì)。強(qiáng)濕陷性黃土與水相互作用時(shí)，除了上述可溶鹽的溶解和化學(xué)反應(yīng)外，還會(huì)發(fā)生離子交換等過(guò)程。土顆粒表面吸附的陽(yáng)離子（如鈣離子Ca2?、鈉離子Na?等）會(huì)與水中的氫離子H?或其他陽(yáng)離子發(fā)生交換，改變土顆粒表面的電荷性質(zhì)和電位，進(jìn)而影響土顆粒間的相互作用力和土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在擠密樁復(fù)合地基中，樁體材料（如灰土樁中的石灰和土、水泥土樁中的水泥和土等）與強(qiáng)濕陷性黃土之間也會(huì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。以灰土樁為例，石灰中的氧化鈣（CaO）與黃土中的水分和二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，生成氫氧化鈣Ca(OH)?和碳酸鈣CaCO?。氫氧化鈣具有一定的膠凝作用，能夠填充土顆粒間的孔隙，增強(qiáng)土顆粒間的連接；碳酸鈣則進(jìn)一步起到膠結(jié)作用，提高樁體和樁間土的強(qiáng)度。同時(shí)，石灰與黃土中的活性硅、鋁等成分發(fā)生火山灰反應(yīng)，生成具有水硬性的硅酸鈣、鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)，進(jìn)一步改善了樁體和樁間土的物理力學(xué)性質(zhì)，提高了復(fù)合地基的承載能力和穩(wěn)定性。2.1.3濕陷性機(jī)理強(qiáng)濕陷性黃土在水和荷載作用下發(fā)生濕陷變形是一個(gè)復(fù)雜的物理力學(xué)過(guò)程，其內(nèi)在機(jī)理主要涉及以下幾個(gè)方面。從微觀結(jié)構(gòu)角度來(lái)看，強(qiáng)濕陷性黃土具有獨(dú)特的架空結(jié)構(gòu)。在天然狀態(tài)下，粗粉粒和砂粒構(gòu)成骨架，細(xì)粉粒和粘粒以及膠結(jié)物附著在骨架顆粒表面或填充于孔隙中，形成一種相對(duì)疏松的結(jié)構(gòu)。黃土中的孔隙以大孔隙和中孔隙為主，這些孔隙相互連通，形成了孔隙網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)黃土遇水浸濕時(shí)，水迅速進(jìn)入孔隙中，一方面使土顆粒表面的水膜增厚，顆粒間的潤(rùn)滑作用增強(qiáng)，粒間摩擦力減??；另一方面，水對(duì)土顆粒間的膠結(jié)物產(chǎn)生軟化和溶解作用。如前文所述，黃土中的碳酸鹽、硫酸鹽等膠結(jié)物在水的作用下發(fā)生溶解和化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致土顆粒間的膠結(jié)力降低，原有的架空結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性。在外部荷載和土體自重的作用下，土顆粒重新排列，向孔隙中移動(dòng)，孔隙體積減小，從而導(dǎo)致土體發(fā)生濕陷變形。從力學(xué)角度分析，強(qiáng)濕陷性黃土的濕陷變形與土的應(yīng)力-應(yīng)變特性密切相關(guān)。在天然狀態(tài)下，黃土具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，能夠承受一定的荷載。當(dāng)土體受到水的浸濕時(shí)，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度迅速降低，土體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系發(fā)生變化。根據(jù)土力學(xué)理論，土體的變形可以分為彈性變形和塑性變形。在濕陷過(guò)程中，由于土體結(jié)構(gòu)的破壞，塑性變形顯著增加，土體表現(xiàn)出明顯的非線性特性。當(dāng)施加的荷載超過(guò)土體的濕陷起始?jí)毫r(shí)，土體開(kāi)始發(fā)生濕陷變形，且濕陷量隨著荷載的增加而增大。同時(shí)，濕陷變形還具有不可逆性，一旦土體發(fā)生濕陷，即使荷載卸除，土體也不能恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。水分的遷移和分布也是影響強(qiáng)濕陷性黃土濕陷性的重要因素。在水的作用下，水分在黃土孔隙中發(fā)生遷移，使得土體的含水量分布不均勻。靠近水源的區(qū)域含水量增加較快，濕陷變形也相對(duì)較大；而遠(yuǎn)離水源的區(qū)域含水量增加較慢，濕陷變形相對(duì)較小。這種含水量的不均勻分布導(dǎo)致土體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力差，進(jìn)一步加劇了土體的濕陷變形。此外，水分的遷移還可能引起土中鹽分的運(yùn)移和重新分布，對(duì)土體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)產(chǎn)生影響。荷載的大小和作用方式對(duì)強(qiáng)濕陷性黃土的濕陷變形也有重要影響。當(dāng)土體受到的荷載較小時(shí)，土顆粒間的結(jié)構(gòu)能夠承受荷載作用，濕陷變形不明顯；隨著荷載的增大，土顆粒間的結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，濕陷變形逐漸增大。同時(shí)，荷載的長(zhǎng)期作用會(huì)使土體的濕陷變形不斷累積，導(dǎo)致地基沉降持續(xù)發(fā)展。在實(shí)際工程中，建筑物的自重、附加荷載以及地震等動(dòng)力荷載都會(huì)對(duì)強(qiáng)濕陷性黃土地基的濕陷變形產(chǎn)生影響。2.2擠密樁復(fù)合地基的工作原理2.2.1擠密作用擠密樁施工過(guò)程中，樁體材料被強(qiáng)制擠入周?chē)馏w，對(duì)樁周土體產(chǎn)生強(qiáng)烈的橫向擠壓作用，從而顯著提高土體的密實(shí)度和承載力。以常見(jiàn)的灰土擠密樁為例，在成孔時(shí)，如采用沖擊成孔或振動(dòng)成孔等方法，樁孔位置的土體被擠向周?chē)箻吨芤欢ǚ秶鷥?nèi)的土體孔隙體積減小，顆粒排列更加緊密。根據(jù)相關(guān)研究和工程實(shí)踐，在樁周1-3倍樁徑范圍內(nèi)，土體的干密度可提高10%-30%，孔隙比降低0.1-0.3。從微觀角度來(lái)看，擠密作用使得土體顆粒間的接觸更加緊密，土顆粒間的摩擦力和咬合力增大，從而增強(qiáng)了土體的抗剪強(qiáng)度。同時(shí)，擠密過(guò)程中，土體中的大孔隙被壓縮，形成更多的小孔隙，土體的結(jié)構(gòu)變得更加穩(wěn)定，進(jìn)一步提高了土體的承載能力。擠密作用對(duì)土體的影響范圍和程度與多種因素有關(guān)。樁徑越大，對(duì)土體的擠密范圍越廣，但過(guò)大的樁徑可能導(dǎo)致施工難度增加和成本上升。樁間距越小，樁間土的擠密效果越好，但過(guò)小的樁間距可能會(huì)使樁體之間相互影響，導(dǎo)致樁體質(zhì)量下降。成孔方式也對(duì)擠密效果有重要影響，沖擊成孔的擠密效果相對(duì)較強(qiáng)，但對(duì)土體的擾動(dòng)也較大；振動(dòng)成孔的擠密效果相對(duì)較均勻，但可能會(huì)使土體產(chǎn)生一定的液化現(xiàn)象。在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)，擠密作用對(duì)于改善土體的濕陷性具有關(guān)鍵作用。通過(guò)擠密，土體的孔隙結(jié)構(gòu)得到改善，黃土中的架空結(jié)構(gòu)被破壞，土顆粒間的連接更加緊密，從而減少了土體在遇水浸濕時(shí)發(fā)生濕陷變形的可能性。研究表明，經(jīng)過(guò)擠密處理后，強(qiáng)濕陷性黃土的濕陷系數(shù)可降低50%-80%，有效地提高了地基的穩(wěn)定性。2.2.2樁土共同作用在擠密樁復(fù)合地基中，樁體與樁間土共同承擔(dān)上部荷載，形成協(xié)同工作的體系，這一過(guò)程涉及復(fù)雜的相互作用機(jī)制。當(dāng)上部荷載施加到復(fù)合地基上時(shí)，由于樁體的剛度遠(yuǎn)大于樁間土的剛度，根據(jù)材料力學(xué)原理，荷載會(huì)向剛度較大的樁體上產(chǎn)生應(yīng)力集中。一般情況下，樁土應(yīng)力比（樁頂應(yīng)力與樁間土表面應(yīng)力之比）在2-8之間，具體數(shù)值取決于樁體材料、樁徑、樁長(zhǎng)、樁間距以及土體性質(zhì)等因素。樁體通過(guò)樁側(cè)摩阻力和樁端阻力將荷載傳遞到地基深處。樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮與樁土之間的相對(duì)位移密切相關(guān)，在荷載作用初期，樁土相對(duì)位移較小，樁側(cè)摩阻力主要分布在樁身上部；隨著荷載的增加，樁土相對(duì)位移增大，樁側(cè)摩阻力逐漸向下傳遞，樁身下部的摩阻力也逐漸發(fā)揮作用。樁端阻力則在樁體下沉到一定程度后開(kāi)始發(fā)揮，其大小取決于樁端土層的性質(zhì)和樁端的入土深度。樁間土在荷載作用下也會(huì)產(chǎn)生變形和應(yīng)力響應(yīng)。由于樁體的存在，樁間土的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，其受到的豎向應(yīng)力減小，而水平向應(yīng)力增大。樁間土的變形受到樁體的約束，使得樁間土的變形更加均勻，減少了土體的不均勻沉降。樁土共同作用的效果還受到褥墊層的影響。在擠密樁復(fù)合地基頂部設(shè)置的褥墊層，一般由砂石、灰土等材料組成，厚度通常為150-300mm。褥墊層具有調(diào)節(jié)樁土應(yīng)力分布的作用，它可以使樁土之間的應(yīng)力分布更加均勻，避免樁體因應(yīng)力集中而發(fā)生破壞。同時(shí)，褥墊層還能協(xié)調(diào)樁土之間的變形，使樁和樁間土更好地共同工作。當(dāng)上部荷載作用時(shí)，褥墊層會(huì)發(fā)生一定的壓縮變形，使得樁體和樁間土能夠同時(shí)參與承載，充分發(fā)揮樁土共同作用的優(yōu)勢(shì)。在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)，樁土共同作用對(duì)于抵抗地基的濕陷變形具有重要意義。樁體能夠承擔(dān)大部分的荷載，減少樁間土所承受的壓力，從而降低樁間土在遇水浸濕時(shí)發(fā)生濕陷變形的程度。同時(shí)，樁間土在擠密作用下密實(shí)度提高，也增強(qiáng)了其自身的抗?jié)裣菽芰Γc樁體協(xié)同工作，共同保證地基的穩(wěn)定性。2.2.3加固效果影響因素?cái)D密樁復(fù)合地基的加固效果受到多種因素的綜合影響，深入研究這些因素對(duì)于優(yōu)化地基設(shè)計(jì)和提高工程質(zhì)量具有重要意義。樁徑是影響加固效果的重要因素之一。較大的樁徑可以提供更大的承載面積，增強(qiáng)樁體的承載能力，同時(shí)也能擴(kuò)大對(duì)樁周土體的擠密范圍。但樁徑過(guò)大可能導(dǎo)致施工難度增加，如成孔困難、樁體材料灌注不均勻等問(wèn)題，并且會(huì)增加工程造價(jià)。在實(shí)際工程中，樁徑一般根據(jù)地基土的性質(zhì)、上部荷載大小以及施工設(shè)備等條件來(lái)確定，常見(jiàn)的擠密樁樁徑在300-600mm之間。研究表明，在一定范圍內(nèi)，隨著樁徑的增大，復(fù)合地基的承載力可提高10%-30%，但當(dāng)樁徑超過(guò)一定值后，承載力的增長(zhǎng)幅度逐漸減小。樁長(zhǎng)對(duì)擠密樁復(fù)合地基的加固效果也有顯著影響。樁長(zhǎng)決定了樁體能夠?qū)⒑奢d傳遞到地基深部的深度，較長(zhǎng)的樁可以穿過(guò)軟弱土層，將荷載傳遞到下部堅(jiān)實(shí)土層，從而提高地基的整體承載能力，減少地基的沉降變形。但樁長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)會(huì)增加施工成本和施工難度，同時(shí)也可能導(dǎo)致樁身材料的浪費(fèi)。樁長(zhǎng)的確定需要綜合考慮地基土層的分布情況、上部荷載大小以及建筑物的沉降要求等因素。一般來(lái)說(shuō)，樁長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)地基的壓縮層厚度和樁端持力層的性質(zhì)來(lái)確定，在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)，樁長(zhǎng)通常要保證穿透濕陷性土層。相關(guān)研究表明，樁長(zhǎng)每增加1m，復(fù)合地基的承載力可提高5%-15%，沉降量可減少10%-30%，但當(dāng)樁長(zhǎng)超過(guò)一定深度后，對(duì)承載力和沉降的影響逐漸減小。樁間距是影響樁間土擠密效果和樁土共同作用的關(guān)鍵因素。較小的樁間距可以使樁間土得到充分?jǐn)D密，提高樁間土的密實(shí)度和強(qiáng)度，增強(qiáng)樁土共同作用的效果，但過(guò)小的樁間距可能會(huì)導(dǎo)致樁體之間相互影響，增加施工難度，甚至影響樁體質(zhì)量。較大的樁間距則會(huì)使樁間土擠密效果不佳，降低復(fù)合地基的承載能力。樁間距一般根據(jù)樁徑、樁體材料、地基土性質(zhì)以及設(shè)計(jì)要求等因素通過(guò)計(jì)算確定，通常樁間距為樁徑的2-4倍。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)樁間距從3倍樁徑減小到2倍樁徑時(shí)，樁間土的干密度可提高10%-20%，復(fù)合地基的承載力可提高15%-35%，但樁間距過(guò)小可能會(huì)導(dǎo)致樁體施工質(zhì)量問(wèn)題，如樁體縮徑、斷樁等。樁體材料的性質(zhì)對(duì)擠密樁復(fù)合地基的加固效果起著重要作用。不同的樁體材料具有不同的強(qiáng)度、剛度和耐久性等性能。例如，灰土樁中的灰土材料具有一定的膠凝性，在與樁間土相互作用過(guò)程中，能夠形成較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，提高樁體和樁間土的強(qiáng)度；水泥土樁中的水泥與土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有較高強(qiáng)度和穩(wěn)定性的膠凝物質(zhì)，使樁體具有較高的承載能力和抗變形能力。在選擇樁體材料時(shí)，需要根據(jù)工程的具體要求、地基土的性質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)性等因素進(jìn)行綜合考慮。研究表明，采用強(qiáng)度較高的樁體材料，復(fù)合地基的承載力可提高20%-50%，同時(shí)樁體材料的耐久性也會(huì)影響復(fù)合地基的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。三、擠密樁復(fù)合地基的理論分析3.1承載力計(jì)算理論3.1.1現(xiàn)有計(jì)算方法概述目前，擠密樁復(fù)合地基承載力計(jì)算方法主要有規(guī)范法和經(jīng)驗(yàn)公式法等。規(guī)范法以相關(guān)建筑地基處理規(guī)范為依據(jù)，如《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）規(guī)定，復(fù)合地基承載力特征值可按下式估算：f_{spk}=m\frac{R_a}{A_p}+\beta(1-m)f_{sk}其中，f_{spk}為復(fù)合地基承載力特征值（kPa）；m為面積置換率；R_a為單樁豎向承載力特征值（kN）；A_p為樁的截面積（m^2）；\beta為樁間土承載力折減系數(shù)；f_{sk}為樁間地基土承載力特征值（kPa）。這種方法考慮了樁體和樁間土的承載作用，通過(guò)面積置換率將兩者聯(lián)系起來(lái)，具有一定的通用性和指導(dǎo)性。然而，該方法中的一些參數(shù)，如樁間土承載力折減系數(shù)\beta，取值往往依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)，在不同的工程地質(zhì)條件下可能存在較大差異，從而影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。經(jīng)驗(yàn)公式法則是根據(jù)大量工程實(shí)踐數(shù)據(jù)總結(jié)得出的經(jīng)驗(yàn)性計(jì)算公式。例如，某些地區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和工程實(shí)踐，提出了適用于該地區(qū)擠密樁復(fù)合地基承載力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式：f_{spk}=k_1mf_{pk}+k_2(1-m)f_{sk}其中，k_1、k_2為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，f_{pk}為樁體材料的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）。這類(lèi)公式具有較強(qiáng)的地域針對(duì)性，在特定地區(qū)的工程應(yīng)用中能夠較好地反映實(shí)際情況，但由于其基于特定地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，推廣性相對(duì)較差，在其他地區(qū)應(yīng)用時(shí)需要謹(jǐn)慎驗(yàn)證和調(diào)整。3.1.2理論公式推導(dǎo)與分析結(jié)合強(qiáng)濕陷性黃土特性，從土力學(xué)和彈性力學(xué)基本原理出發(fā)，對(duì)擠密樁復(fù)合地基承載力計(jì)算公式進(jìn)行推導(dǎo)。假設(shè)擠密樁復(fù)合地基在荷載作用下，樁體和樁間土的變形協(xié)調(diào)，且樁體為彈性體，樁間土符合摩爾-庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則。首先考慮樁體的承載作用，根據(jù)彈性力學(xué)理論，樁體在豎向荷載作用下，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力共同承擔(dān)荷載。樁側(cè)摩阻力沿樁身的分布可假設(shè)為線性變化，樁端阻力可根據(jù)樁端土層的性質(zhì)確定。對(duì)于樁側(cè)摩阻力，可表示為：q_{si}=q_{sio}+\frac{z}{L}(q_{sil}-q_{sio})其中，q_{si}為樁身深度z處的樁側(cè)摩阻力（kPa）；q_{sio}為樁頂處的樁側(cè)摩阻力（kPa）；q_{sil}為樁端處的樁側(cè)摩阻力（kPa）；L為樁長(zhǎng)（m）。樁端阻力可按下式計(jì)算：q_p=\alphaq_{p0}其中，q_p為樁端阻力（kPa）；\alpha為樁端阻力修正系數(shù)，與樁端土層性質(zhì)、樁徑等因素有關(guān)；q_{p0}為樁端處天然地基土的承載力特征值（kPa）。則單樁豎向承載力特征值R_a可表示為：R_a=\sum_{i=1}^{n}q_{si}u_pl_i+q_pA_p其中，u_p為樁的周長(zhǎng)（m）；l_i為樁周第i層土的厚度（m）。對(duì)于樁間土，考慮到強(qiáng)濕陷性黃土在擠密樁作用下的擠密效果，其承載力特征值f_{sk}可通過(guò)對(duì)原狀土承載力特征值進(jìn)行修正得到。修正系數(shù)與擠密后樁間土的干密度、孔隙比等因素有關(guān)。設(shè)原狀土的干密度為\rho_{d0}，擠密后樁間土的干密度為\rho_{dc}，則樁間土承載力修正系數(shù)\xi可表示為：\xi=1+\frac{\rho_{dc}-\rho_{d0}}{\rho_{d0}}\timesk其中，k為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與黃土的性質(zhì)和擠密程度有關(guān)。則樁間土承載力特征值f_{sk}可表示為：f_{sk}=\xif_{ak}其中，f_{ak}為原狀土的地基承載力特征值（kPa）。將單樁豎向承載力特征值R_a和樁間土承載力特征值f_{sk}代入復(fù)合地基承載力計(jì)算公式，得到考慮強(qiáng)濕陷性黃土特性的擠密樁復(fù)合地基承載力計(jì)算公式：f_{spk}=m\left(\sum_{i=1}^{n}q_{si}u_pl_i+q_pA_p\right)/A_p+\beta(1-m)\xif_{ak}在該公式中，各參數(shù)的含義和取值范圍如下：m：面積置換率，其取值范圍一般為0.05-0.3，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工程實(shí)際情況確定。q_{sio}、q_{sil}：樁頂和樁端處的樁側(cè)摩阻力，可根據(jù)樁周土的性質(zhì)，參考相關(guān)規(guī)范或經(jīng)驗(yàn)取值。在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)，樁側(cè)摩阻力與黃土的含水量、干密度、抗剪強(qiáng)度等因素密切相關(guān)，一般可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)公式確定，取值范圍通常在10-50kPa之間。q_{p0}：樁端處天然地基土的承載力特征值，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)或根據(jù)地質(zhì)勘察資料確定。在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)，樁端持力層的選擇至關(guān)重要，一般應(yīng)選擇壓縮性低、承載力高的土層作為樁端持力層，q_{p0}的取值根據(jù)樁端持力層的性質(zhì)不同而有所差異，如在粉質(zhì)黏土持力層中，q_{p0}可能在150-300kPa之間。\alpha：樁端阻力修正系數(shù)，一般取值在0.8-1.2之間，與樁端土層性質(zhì)、樁徑等因素有關(guān)。當(dāng)樁端土層較硬、樁徑較大時(shí)，\alpha可取值較大；反之，取值較小。\rho_{d0}、\rho_{dc}：原狀土和擠密后樁間土的干密度，可通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)測(cè)定。在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)，原狀土的干密度一般在1.3-1.5g/cm?3之間，擠密后樁間土的干密度可提高到1.5-1.7g/cm?3，具體數(shù)值取決于擠密效果和施工質(zhì)量。k：經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取值在1-3之間，與黃土的性質(zhì)和擠密程度有關(guān)。對(duì)于密實(shí)度較高、濕陷性較弱的黃土，k可取值較?。粚?duì)于密實(shí)度較低、濕陷性較強(qiáng)的黃土，k可取值較大。\beta：樁間土承載力折減系數(shù)，一般取值在0.7-0.9之間，可根據(jù)樁土相對(duì)剛度、樁間土擠密效果等因素確定。當(dāng)樁體剛度較大、樁間土擠密效果較好時(shí)，\beta可取值較大；反之，取值較小。3.1.3與實(shí)際工程的對(duì)比驗(yàn)證選取某強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的實(shí)際工程案例進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。該工程采用灰土擠密樁復(fù)合地基，樁徑為400mm，樁長(zhǎng)為8m，樁間距為1.2m，按等邊三角形布置，面積置換率m=0.09。原狀土的地基承載力特征值f_{ak}=100kPa，通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)測(cè)得原狀土的干密度\rho_{d0}=1.35g/cm?3，擠密后樁間土的干密度\rho_{dc}=1.55g/cm?3。根據(jù)樁周土的性質(zhì)，取q_{sio}=15kPa，q_{sil}=30kPa，樁端持力層為粉質(zhì)黏土，q_{p0}=200kPa，\alpha=1.0，k=2，\beta=0.8。首先，根據(jù)上述參數(shù)，利用推導(dǎo)的理論公式計(jì)算復(fù)合地基承載力特征值f_{spk}：q_{si}=15+\frac{z}{8}(30-15)=15+\frac{15z}{8}u_p=\pi\times0.4=1.256mR_a=\sum_{i=1}^{n}q_{si}u_pl_i+q_pA_p=\int_{0}^{8}(15+\frac{15z}{8})\times1.256dz+200\times\pi\times(0.2)^2=(15\times1.256z+\frac{15\times1.256z^2}{16})\big|_{0}^{8}+200\times\pi\times(0.2)^2=(15\times1.256\times8+\frac{15\times1.256\times8^2}{16})+200\times\pi\times(0.2)^2=(150.72+60.288)+25.12=236.128kN\xi=1+\frac{1.55-1.35}{1.35}\times2\approx1.296f_{sk}=\xif_{ak}=1.296\times100=129.6kPaf_{spk}=m\frac{R_a}{A_p}+\beta(1-m)f_{sk}=0.09\times\frac{236.128}{\pi\times(0.2)^2}+0.8\times(1-0.09)\times129.6=0.09\times\frac{236.128}{0.1256}+0.8\times0.91\times129.6=169.2+94.77=263.97kPa然后，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)測(cè)定該復(fù)合地基的承載力特征值，試驗(yàn)結(jié)果表明，該復(fù)合地基的承載力特征值為250kPa。將理論計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，理論計(jì)算值263.97kPa與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試值250kPa較為接近，相對(duì)誤差為\frac{263.97-250}{250}\times100\%=5.59\%。通過(guò)對(duì)該實(shí)際工程案例的對(duì)比驗(yàn)證，表明所推導(dǎo)的考慮強(qiáng)濕陷性黃土特性的擠密樁復(fù)合地基承載力計(jì)算公式具有一定的準(zhǔn)確性和適用性，能夠較好地預(yù)測(cè)強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基的承載力。然而，由于實(shí)際工程中存在諸多復(fù)雜因素，如地基土的不均勻性、施工質(zhì)量的差異等，理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測(cè)試值仍可能存在一定的偏差。在實(shí)際工程應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚驼{(diào)整，以確保地基設(shè)計(jì)的安全性和可靠性。3.2沉降計(jì)算理論3.2.1沉降計(jì)算模型在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)擠密樁復(fù)合地基沉降計(jì)算中，分層總和法和Mindlin解是較為常用的計(jì)算模型。分層總和法是基于均勻地基的一維壓縮理論，將地基土劃分為若干分層，計(jì)算各分層在附加應(yīng)力作用下的壓縮變形，然后將各分層的壓縮變形累加得到地基的總沉降量。在擠密樁復(fù)合地基中應(yīng)用分層總和法時(shí)，首先需確定復(fù)合土層的壓縮模量。復(fù)合土層的壓縮模量可通過(guò)下式計(jì)算：E_{sp}=mE_p+(1-m)E_s其中，E_{sp}為復(fù)合土層的壓縮模量（MPa）；m為面積置換率；E_p為樁體的壓縮模量（MPa）；E_s為樁間土的壓縮模量（MPa）。通過(guò)該公式，將樁體和樁間土的壓縮模量進(jìn)行加權(quán)平均，得到復(fù)合土層的等效壓縮模量，再按照分層總和法的基本原理計(jì)算復(fù)合地基的沉降。分層總和法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算原理簡(jiǎn)單，易于理解和應(yīng)用，在工程實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。然而，該方法假設(shè)地基土為均勻的線性彈性體，忽略了樁土之間的相互作用以及土體的非線性特性，在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際沉降存在一定偏差。Mindlin解則是基于彈性力學(xué)理論，考慮了樁體的存在對(duì)地基應(yīng)力分布的影響，通過(guò)求解Mindlin方程得到樁周土體的應(yīng)力分布，進(jìn)而計(jì)算地基的沉降。在擠密樁復(fù)合地基中，利用Mindlin解可以更準(zhǔn)確地考慮樁土相互作用對(duì)沉降的影響。例如，當(dāng)樁體承受荷載時(shí)，通過(guò)Mindlin解可以計(jì)算出樁周土體中不同位置的附加應(yīng)力分布，考慮到樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的作用，以及土體的彈性變形特性，能夠更精確地反映地基的沉降情況。Mindlin解在考慮樁土相互作用方面具有優(yōu)勢(shì)，適用于分析樁土共同作用較為復(fù)雜的情況，對(duì)于理解擠密樁復(fù)合地基的沉降機(jī)理具有重要意義。但是，Mindlin解的計(jì)算過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，需要較多的參數(shù)輸入，且對(duì)土體的彈性假設(shè)在一定程度上與實(shí)際情況存在差異，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可能會(huì)受到一定限制。3.2.2沉降影響因素分析樁土模量比是影響擠密樁復(fù)合地基沉降的關(guān)鍵因素之一。樁土模量比為樁體模量與樁間土模量的比值，當(dāng)樁土模量比較大時(shí)，樁體承擔(dān)的荷載比例相對(duì)較大，樁間土承擔(dān)的荷載相對(duì)較小。這是因?yàn)闃扼w的剛度較大，在荷載作用下變形較小，而樁間土剛度較小，變形相對(duì)較大，根據(jù)力與變形的關(guān)系，荷載會(huì)向剛度大的樁體集中。隨著樁土模量比的增大，樁體承擔(dān)的荷載增加，樁間土的壓縮變形減小，從而使得復(fù)合地基的沉降量減小。例如，當(dāng)樁土模量比從3增大到5時(shí)，在相同荷載作用下，復(fù)合地基的沉降量可能會(huì)減小20%-30%。然而，樁土模量比過(guò)大也可能導(dǎo)致樁體應(yīng)力集中現(xiàn)象加劇，樁身容易出現(xiàn)破壞，影響復(fù)合地基的整體穩(wěn)定性。樁長(zhǎng)對(duì)擠密樁復(fù)合地基沉降的影響也十分顯著。較長(zhǎng)的樁能夠?qū)⒑奢d傳遞到更深的土層，從而減小淺層地基土的應(yīng)力，降低地基的沉降量。這是因?yàn)闃堕L(zhǎng)增加，樁端阻力能夠得到更充分的發(fā)揮，同時(shí)樁側(cè)摩阻力的作用范圍也增大，使得荷載能夠更有效地傳遞到深部土層。例如，在某強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的工程中，當(dāng)樁長(zhǎng)從6m增加到8m時(shí)，復(fù)合地基的沉降量減小了約15%-25%。但是，樁長(zhǎng)的增加也會(huì)帶來(lái)施工成本的增加和施工難度的提高，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮地基土層的分布情況、上部荷載大小以及經(jīng)濟(jì)性等因素，合理確定樁長(zhǎng)。樁間距直接影響樁間土的擠密效果和樁土共同作用的發(fā)揮，進(jìn)而影響復(fù)合地基的沉降。較小的樁間距可以使樁間土得到更充分的擠密，提高樁間土的密實(shí)度和強(qiáng)度，增強(qiáng)樁土共同作用的效果，從而減小復(fù)合地基的沉降。例如，當(dāng)樁間距從1.2m減小到1.0m時(shí)，樁間土的干密度可提高10%-15%，復(fù)合地基的沉降量可能會(huì)減小10%-20%。然而，樁間距過(guò)小會(huì)增加施工難度，如成孔時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)相鄰樁之間的相互干擾，導(dǎo)致樁體質(zhì)量下降，同時(shí)也會(huì)增加工程造價(jià)。因此，在確定樁間距時(shí)，需要在保證擠密效果和樁土共同作用的前提下，綜合考慮施工條件和經(jīng)濟(jì)性等因素，選擇合適的樁間距。3.2.3沉降計(jì)算實(shí)例分析選取某強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的工業(yè)廠房工程作為實(shí)例，該工程采用灰土擠密樁復(fù)合地基。場(chǎng)地土層自上而下依次為：①?gòu)?qiáng)濕陷性黃土，厚度為6m，天然地基承載力特征值f_{ak}=100kPa，壓縮模量E_s=4MPa；②粉質(zhì)黏土，厚度為4m，承載力特征值f_{ak}=180kPa，壓縮模量E_s=8MPa。設(shè)計(jì)樁徑為400mm，樁長(zhǎng)為8m，樁間距為1.2m，按等邊三角形布置，面積置換率m=0.09。樁體材料為灰土，其壓縮模量E_p=20MPa。首先，采用分層總和法計(jì)算復(fù)合地基的沉降。根據(jù)公式E_{sp}=mE_p+(1-m)E_s，計(jì)算復(fù)合土層的壓縮模量：E_{sp}=0.09\times20+(1-0.09)\times4=1.8+3.64=5.44MPa假設(shè)基底附加壓力p_0=150kPa，將地基分為兩層，第一層為復(fù)合土層（強(qiáng)濕陷性黃土層），厚度h_1=6m；第二層為粉質(zhì)黏土層，厚度h_2=4m。根據(jù)分層總和法公式s=\sum_{i=1}^{n}\frac{\Deltap_i}{E_{si}}h_i（其中\(zhòng)Deltap_i為第i層土的平均附加應(yīng)力增量，E_{si}為第i層土的壓縮模量，h_i為第i層土的厚度），計(jì)算復(fù)合地基的沉降量。對(duì)于復(fù)合土層：\Deltap_1=p_0=150kPas_1=\frac{\Deltap_1}{E_{sp}}h_1=\frac{150}{5.44}\times6\approx165.44mm對(duì)于粉質(zhì)黏土層：\Deltap_2根據(jù)應(yīng)力擴(kuò)散角計(jì)算，假設(shè)應(yīng)力擴(kuò)散角\theta=25^{\circ}，則擴(kuò)散到粉質(zhì)黏土層頂面的附加壓力p_{20}=p_0\times\frac{(b+2h_1\tan\theta)^2}{b^2}（b為基礎(chǔ)寬度，此處假設(shè)基礎(chǔ)寬度為4m）p_{20}=150\times\frac{(4+2\times6\times\tan25^{\circ})^2}{4^2}=150\times\frac{(4+2\times6\times0.4663)^2}{4^2}=150\times\frac{(4+5.5956)^2}{4^2}=150\times\frac{9.5956^2}{4^2}\approx273.63kPas_2=\frac{\Deltap_2}{E_{s2}}h_2=\frac{273.63}{8}\times4\approx136.82mm則復(fù)合地基的總沉降量s=s_1+s_2=165.44+136.82=302.26mm。然后，采用Mindlin解計(jì)算復(fù)合地基的沉降。利用相關(guān)軟件建立擠密樁復(fù)合地基的三維模型，輸入樁體和土體的材料參數(shù)、幾何參數(shù)以及邊界條件等。在模型中施加與實(shí)際工程相同的荷載，通過(guò)求解Mindlin方程得到樁周土體的應(yīng)力分布，進(jìn)而計(jì)算地基的沉降。計(jì)算結(jié)果表明，復(fù)合地基的沉降量為280mm。在工程施工完成后，對(duì)該復(fù)合地基進(jìn)行了為期一年的沉降觀測(cè)。觀測(cè)結(jié)果顯示，地基的最終沉降量為290mm。將分層總和法計(jì)算結(jié)果與Mindlin解計(jì)算結(jié)果以及實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。分層總和法計(jì)算結(jié)果為302.26mm，與實(shí)際觀測(cè)值的相對(duì)誤差為\frac{302.26-290}{290}\times100\%\approx4.23\%；Mindlin解計(jì)算結(jié)果為280mm，與實(shí)際觀測(cè)值的相對(duì)誤差為\frac{290-280}{290}\times100\%\approx3.45\%。通過(guò)對(duì)比可以看出，Mindlin解在考慮樁土相互作用方面具有一定優(yōu)勢(shì)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)值更為接近，相對(duì)誤差較小。分層總和法由于其計(jì)算原理相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)樁土相互作用和土體非線性特性考慮不夠充分，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)值存在一定偏差，但偏差仍在可接受范圍內(nèi)。在實(shí)際工程應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況和精度要求，合理選擇沉降計(jì)算方法。對(duì)于對(duì)沉降要求較高、樁土相互作用復(fù)雜的工程，Mindlin解更為適用；對(duì)于一般工程，分層總和法在結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)修正后，也能滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)的要求。四、擠密樁復(fù)合地基的試驗(yàn)研究4.1室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施4.1.1試驗(yàn)材料準(zhǔn)備試驗(yàn)所需的強(qiáng)濕陷性黃土取自某典型強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)，為確保試驗(yàn)結(jié)果的代表性和可靠性，在該地區(qū)不同位置多點(diǎn)采集黃土樣本，然后將采集的樣本充分混合均勻。對(duì)混合后的黃土樣本進(jìn)行基本物理性質(zhì)指標(biāo)測(cè)試，包括顆粒分析、液塑限、含水量、干密度等。測(cè)試結(jié)果顯示，該強(qiáng)濕陷性黃土的粉粒含量為60%，其中0.05-0.01mm的粗粉土顆粒占比約50%，小于0.005mm的粘土顆粒占比18%，大于0.1mm的細(xì)砂顆粒占比3%。天然含水量為15%，天然干密度為1.4g/cm3，液限為28%，塑限為19%，孔隙比為1.0，濕陷系數(shù)為0.08，屬于典型的強(qiáng)濕陷性黃土。樁體材料選用灰土和水泥土?；彝涟凑阵w積比2:8（石灰：土）進(jìn)行配制，石灰選用新鮮的消石灰，其有效CaO+MgO含量不低于60%，粒徑不大于5mm，以保證石灰的活性和反應(yīng)充分性。土料采用試驗(yàn)所用的強(qiáng)濕陷性黃土，在使用前過(guò)篩，去除其中的雜質(zhì)和較大顆粒，確保土料粒徑均勻，且有機(jī)質(zhì)含量不超過(guò)5%，符合灰土樁的材料要求。將石灰和土按照設(shè)計(jì)比例在攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢杈鶆?，并控制混合料的含水量為最?yōu)含水量±2%，以保證灰土的壓實(shí)性能和強(qiáng)度。通過(guò)室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)確定該灰土的最優(yōu)含水量為18%，最大干密度為1.65g/cm3。水泥土按照水泥摻量10%（質(zhì)量比）進(jìn)行配制，水泥選用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)為42.5。將水泥和強(qiáng)濕陷性黃土在攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后加入適量的水，使水泥土的含水量達(dá)到最優(yōu)含水量。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)確定該水泥土的最優(yōu)含水量為16%，最大干密度為1.55g/cm3。在制備過(guò)程中，嚴(yán)格控制水泥和土的比例以及含水量，確保水泥土的質(zhì)量均勻一致。4.1.2試驗(yàn)方案制定設(shè)計(jì)了一系列不同樁型、樁徑、樁長(zhǎng)、樁間距的室內(nèi)模型試驗(yàn)方案，旨在全面研究各因素對(duì)擠密樁復(fù)合地基性能的影響。試驗(yàn)共設(shè)置了3種樁型，分別為灰土樁、水泥土樁和素土樁，以對(duì)比不同樁體材料的加固效果；樁徑設(shè)置了3種，分別為300mm、400mm和500mm，以分析樁徑變化對(duì)地基性能的影響；樁長(zhǎng)設(shè)置為400mm、600mm和800mm，研究樁長(zhǎng)與地基性能之間的關(guān)系；樁間距按照樁徑的2倍、2.5倍和3倍進(jìn)行設(shè)置，即對(duì)于300mm樁徑，樁間距分別為600mm、750mm和900mm，以此類(lèi)推，探討樁間距對(duì)樁間土擠密效果和樁土共同作用的影響。試驗(yàn)?zāi)康闹饕翘骄坎煌瑓?shù)條件下擠密樁復(fù)合地基的承載特性、變形特性以及樁土相互作用機(jī)制。觀測(cè)指標(biāo)包括復(fù)合地基的承載力、沉降量、樁土應(yīng)力比、樁身軸力分布、樁側(cè)摩阻力分布以及樁間土的密實(shí)度變化等。通過(guò)對(duì)這些指標(biāo)的測(cè)量和分析，深入了解擠密樁復(fù)合地基在不同工況下的性能表現(xiàn)，為理論分析和工程設(shè)計(jì)提供試驗(yàn)依據(jù)。為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性，每種工況設(shè)置3組平行試驗(yàn)，取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，以減小試驗(yàn)誤差。同時(shí)，設(shè)置了對(duì)照組，即未進(jìn)行擠密樁處理的天然地基模型試驗(yàn)，通過(guò)與擠密樁復(fù)合地基試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，更直觀地體現(xiàn)擠密樁的加固效果。4.1.3試驗(yàn)過(guò)程與數(shù)據(jù)采集室內(nèi)試驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。首先制作模型箱，模型箱尺寸為長(zhǎng)2m、寬1.5m、高1m，采用鋼板制作，以保證模型箱具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能夠模擬實(shí)際地基的邊界條件。在模型箱底部鋪設(shè)一層厚度為100mm的砂墊層，以模擬地基的持力層，砂墊層采用中砂，其相對(duì)密實(shí)度控制在0.7-0.8之間。在砂墊層上分層填筑強(qiáng)濕陷性黃土，每層填筑厚度為100mm，采用小型平板振動(dòng)器進(jìn)行夯實(shí)，控制每層黃土的干密度與天然地基土的干密度相同，即1.4g/cm3，以保證填筑土體的均勻性和模擬天然地基的實(shí)際情況。填筑完成后，放置一段時(shí)間使土體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。按照設(shè)計(jì)的樁型、樁徑、樁長(zhǎng)和樁間距，采用洛陽(yáng)鏟在模型地基中進(jìn)行成孔。成孔過(guò)程中，嚴(yán)格控制成孔質(zhì)量，確保樁孔的垂直度和孔徑符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)于灰土樁和水泥土樁，將制備好的灰土和水泥土按照設(shè)計(jì)要求分層填入樁孔中，每層填料厚度為200mm，采用重錘進(jìn)行夯實(shí)，控制夯實(shí)后的干密度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即灰土樁干密度不小于1.6g/cm3，水泥土樁干密度不小于1.5g/cm3；對(duì)于素土樁，將強(qiáng)濕陷性黃土分層填入樁孔并夯實(shí)，控制干密度不小于1.45g/cm3。在樁頂和樁間土表面分別布置微型土壓力傳感器，用于測(cè)量樁頂和樁間土所承受的壓力，以計(jì)算樁土應(yīng)力比；在樁身不同深度處埋設(shè)應(yīng)變片，用于測(cè)量樁身軸力分布；在樁土界面處布置摩擦力傳感器，用于測(cè)量樁側(cè)摩阻力分布；在樁間土中不同位置布置密度計(jì)，用于監(jiān)測(cè)樁間土在擠密過(guò)程中的密實(shí)度變化。加載方式采用分級(jí)加載，使用液壓千斤頂通過(guò)剛性承壓板對(duì)復(fù)合地基模型進(jìn)行加載。加載分級(jí)按照預(yù)估極限荷載的1/10進(jìn)行，每級(jí)荷載施加后，保持恒載直至地基沉降速率小于0.1mm/h，然后施加下一級(jí)荷載，直至地基達(dá)到破壞狀態(tài)。在加載過(guò)程中，使用高精度位移傳感器測(cè)量地基的沉降量，位移傳感器布置在承壓板的四個(gè)角點(diǎn)和中心位置，實(shí)時(shí)采集沉降數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)自動(dòng)記錄并存儲(chǔ)。土壓力傳感器、應(yīng)變片、摩擦力傳感器和密度計(jì)的數(shù)據(jù)也通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集和記錄，采集頻率為每5min一次，確保能夠準(zhǔn)確捕捉試驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)變化。4.2現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究4.2.1試驗(yàn)場(chǎng)地選擇與布置現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)場(chǎng)地位于某強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)，該區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，黃土層厚度較大，具有典型的強(qiáng)濕陷性黃土特征。場(chǎng)地地勢(shì)較為平坦，便于試驗(yàn)的開(kāi)展和設(shè)備的停放。通過(guò)前期的地質(zhì)勘察，詳細(xì)了解了場(chǎng)地的地層分布情況。場(chǎng)地自上而下依次分布有：第一層為強(qiáng)濕陷性黃土，厚度約為8m，顏色呈淺黃色，土質(zhì)較為均勻，粉粒含量高，具有明顯的大孔隙結(jié)構(gòu)。該層黃土的天然含水量為12%-16%，天然干密度為1.3-1.4g/cm3，濕陷系數(shù)為0.06-0.09，屬于自重濕陷性黃土。第二層為粉質(zhì)黏土，厚度約為5m，顏色為棕褐色，土質(zhì)較密實(shí)，含有少量的砂粒和礫石。該層土的含水量為20%-25%，干密度為1.6-1.7g/cm3，壓縮模量為6-8MPa，地基承載力特征值為150-180kPa。第三層為砂質(zhì)粉土，厚度大于10m，顏色為灰黃色，顆粒均勻，透水性較好。該層土的含水量為18%-22%，干密度為1.5-1.6g/cm3，壓縮模量為8-10MPa，地基承載力特征值為180-200kPa。選擇該場(chǎng)地進(jìn)行試驗(yàn)，主要是因?yàn)槠渚哂械湫偷膹?qiáng)濕陷性黃土特性，且場(chǎng)地條件滿(mǎn)足試驗(yàn)要求，能夠?yàn)檠芯繑D密樁復(fù)合地基在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)的性能提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí)，該場(chǎng)地周邊有類(lèi)似的工程案例，便于對(duì)比分析和經(jīng)驗(yàn)借鑒。試驗(yàn)樁的布置方案如下：共設(shè)置3組不同參數(shù)的試驗(yàn)樁，每組試驗(yàn)樁設(shè)置3根，以分析不同樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距對(duì)擠密樁復(fù)合地基性能的影響。第一組試驗(yàn)樁樁徑為400mm，樁長(zhǎng)為6m，樁間距為1.2m，按等邊三角形布置；第二組試驗(yàn)樁樁徑為500mm，樁長(zhǎng)為8m，樁間距為1.5m，同樣按等邊三角形布置；第三組試驗(yàn)樁樁徑為450mm，樁長(zhǎng)為7m，樁間距為1.3m，按正方形布置。在每組試驗(yàn)樁的中心位置以及樁間土中布置測(cè)試點(diǎn)，用于測(cè)量地基的各項(xiàng)參數(shù)。此外，在試驗(yàn)場(chǎng)地周邊設(shè)置了對(duì)照組，即未進(jìn)行擠密樁處理的天然地基測(cè)試點(diǎn)，用于對(duì)比分析擠密樁復(fù)合地基的加固效果。4.2.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法與儀器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試采用了多種方法，以全面獲取擠密樁復(fù)合地基的性能數(shù)據(jù)。靜載荷試驗(yàn)是確定復(fù)合地基承載力的重要方法。在每組試驗(yàn)樁上分別進(jìn)行單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)，采用慢速維持荷載法進(jìn)行加載。試驗(yàn)設(shè)備主要包括加載裝置、反力裝置和量測(cè)裝置。加載裝置采用液壓千斤頂，最大加載能力為5000kN，能夠滿(mǎn)足試驗(yàn)加載要求。反力裝置采用鋼梁和地錨組成的反力系統(tǒng)，通過(guò)地錨將反力傳遞到地基中，確保加載過(guò)程的穩(wěn)定性。量測(cè)裝置采用高精度壓力傳感器和位移傳感器，壓力傳感器用于測(cè)量千斤頂施加的荷載，精度為0.1kN；位移傳感器用于測(cè)量樁頂和樁間土表面的沉降，精度為0.01mm。在加載過(guò)程中，按照規(guī)定的加載等級(jí)逐級(jí)加載，每級(jí)荷載施加后，記錄樁頂和樁間土的沉降量，直至達(dá)到試驗(yàn)終止條件。動(dòng)力觸探試驗(yàn)用于檢測(cè)樁間土的密實(shí)度和強(qiáng)度變化。采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）和重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)（DPT-100）相結(jié)合的方式，在擠密樁施工前后對(duì)樁間土進(jìn)行測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備主要包括貫入器、觸探桿和穿心錘，穿心錘質(zhì)量為63.5kg，落距為760mm，通過(guò)記錄貫入器貫入土中300mm的錘擊數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)樁間土的密實(shí)度和強(qiáng)度。重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)設(shè)備主要包括圓錐探頭、觸探桿和穿心錘，穿心錘質(zhì)量為63.5kg，落距為760mm，通過(guò)記錄探頭貫入土中100mm的錘擊數(shù)來(lái)分析樁間土的力學(xué)性質(zhì)。沉降觀測(cè)用于監(jiān)測(cè)復(fù)合地基在施工過(guò)程和使用期間的沉降變形。在試驗(yàn)樁樁頂和樁間土表面設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行定期觀測(cè)。水準(zhǔn)儀精度為±0.5mm/km，能夠滿(mǎn)足沉降觀測(cè)的精度要求。在擠密樁施工前，對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行初始測(cè)量，記錄初始高程；在施工過(guò)程中，根據(jù)施工進(jìn)度進(jìn)行階段性觀測(cè)，及時(shí)掌握地基的沉降變化情況；在施工完成后，進(jìn)行長(zhǎng)期的沉降觀測(cè)，繪制沉降-時(shí)間曲線，分析地基的沉降發(fā)展趨勢(shì)?？紫端畨毫τ^測(cè)用于了解擠密樁施工過(guò)程中樁間土孔隙水壓力的變化情況。在樁間土中不同深度處埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)，孔隙水壓力計(jì)采用振弦式傳感器，精度為±0.01kPa。通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集孔隙水壓力數(shù)據(jù)，分析孔隙水壓力在擠密樁施工過(guò)程中的變化規(guī)律，以及孔隙水壓力對(duì)樁間土力學(xué)性質(zhì)和地基變形的影響。土壓力觀測(cè)用于測(cè)量樁間土在荷載作用下的土壓力分布。在樁間土中不同位置埋設(shè)土壓力盒，土壓力盒采用電阻應(yīng)變式傳感器，精度為±0.1kPa。通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄土壓力數(shù)據(jù)，分析土壓力在樁間土中的分布規(guī)律，以及土壓力與荷載、樁土相互作用之間的關(guān)系。4.2.3試驗(yàn)結(jié)果與分析對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，得到以下結(jié)果：承載力：根據(jù)單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)結(jié)果，不同參數(shù)的擠密樁復(fù)合地基承載力特征值如表1所示：|試驗(yàn)樁組|樁徑(mm)|樁長(zhǎng)(m)|樁間距(m)|承載力特征值(kPa)||---|---|---|---|---||第一組|400|6|1.2|220||第二組|500|8|1.5|280||第三組|450|7|1.3|250|由表1可知，隨著樁長(zhǎng)和樁徑的增加，復(fù)合地基的承載力顯著提高。第二組試驗(yàn)樁由于樁長(zhǎng)較長(zhǎng)、樁徑較大，其承載力特征值比第一組提高了27.27%。這是因?yàn)闃堕L(zhǎng)增加，樁體能夠?qū)⒑奢d傳遞到更深的土層，擴(kuò)大了承載面積；樁徑增大，樁體的承載能力增強(qiáng)，同時(shí)對(duì)樁周土體的擠密效果也更好。樁間距對(duì)承載力也有一定影響，在一定范圍內(nèi)，較小的樁間距可以提高樁間土的擠密程度，增強(qiáng)樁土共同作用，從而提高復(fù)合地基的承載力。沉降：通過(guò)沉降觀測(cè)得到不同試驗(yàn)樁組的沉降-時(shí)間曲線，以第二組試驗(yàn)樁為例，其沉降-時(shí)間曲線如圖1所示：[此處插入沉降-時(shí)間曲線圖片]從圖1可以看出，在加載初期，地基沉降增長(zhǎng)較快，隨著荷載的持續(xù)作用，沉降增長(zhǎng)速率逐漸減小，最終趨于穩(wěn)定。在相同荷載作用下，第二組試驗(yàn)樁的沉降量明顯小于第一組，這表明樁長(zhǎng)和樁徑的增加可以有效減小復(fù)合地基的沉降量。同時(shí)，通過(guò)對(duì)比不同試驗(yàn)樁組的沉降-時(shí)間曲線，發(fā)現(xiàn)樁間距較小的試驗(yàn)樁組沉降量相對(duì)較小，說(shuō)明較小的樁間距可以提高樁間土的密實(shí)度，增強(qiáng)樁土協(xié)同工作能力，從而減小地基沉降。樁土應(yīng)力比：根據(jù)土壓力觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得到不同試驗(yàn)樁組的樁土應(yīng)力比，結(jié)果如表2所示：|試驗(yàn)樁組|樁徑(mm)|樁長(zhǎng)(m)|樁間距(m)|樁土應(yīng)力比||---|---|---|---|---||第一組|400|6|1.2|3.5||第二組|500|8|1.5|4.0||第三組|450|7|1.3|3.8|從表2可以看出，樁土應(yīng)力比隨著樁長(zhǎng)和樁徑的增加而增大。這是因?yàn)闃堕L(zhǎng)和樁徑的增加使得樁體的剛度增大，在荷載作用下，樁體承擔(dān)的荷載比例增加，從而導(dǎo)致樁土應(yīng)力比增大。樁間距對(duì)樁土應(yīng)力比也有一定影響，較小的樁間距會(huì)使樁間土受到的擠密作用更強(qiáng)，樁間土的剛度相對(duì)提高，樁土應(yīng)力比會(huì)有所減小。樁間土密實(shí)度：通過(guò)動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果可知，擠密樁施工后，樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)和重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)明顯增加，表明樁間土的密實(shí)度得到顯著提高。以第一組試驗(yàn)樁為例，施工前樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)平均值為8擊，施工后增加到15擊；重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)施工前平均值為10擊，施工后增加到20擊。這充分說(shuō)明了擠密樁對(duì)樁間土的擠密效果顯著，有效改善了樁間土的力學(xué)性質(zhì)?？紫端畨毫Γ嚎紫端畨毫τ^測(cè)結(jié)果表明，在擠密樁施工過(guò)程中，樁間土孔隙水壓力迅速上升，隨著施工結(jié)束后時(shí)間的推移，孔隙水壓力逐漸消散。在施工初期，孔隙水壓力的上升是由于擠密樁對(duì)樁間土的擠壓作用，使土體孔隙體積減小，孔隙水壓力增大；隨著時(shí)間的推移，孔隙水在土體中的滲流作用下逐漸消散，土體逐漸固結(jié)?？紫端畨毫Φ淖兓瘜?duì)樁間土的力學(xué)性質(zhì)和地基變形有重要影響，在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中需要充分考慮。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果的分析，可以得出以下結(jié)論：擠密樁復(fù)合地基在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)具有良好的加固效果，能夠顯著提高地基的承載力，減小地基沉降，改善樁間土的密實(shí)度和力學(xué)性質(zhì)。樁長(zhǎng)、樁徑和樁間距是影響擠密樁復(fù)合地基性能的重要因素，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)具體的工程地質(zhì)條件和工程要求，合理選擇這些參數(shù)，以達(dá)到最佳的加固效果。五、工程案例分析5.1案例一：[具體工程名稱(chēng)1]5.1.1工程概況[具體工程名稱(chēng)1]位于我國(guó)西北某強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)，該地區(qū)黃土層分布廣泛且厚度較大。工程為一大型工業(yè)廠房，建筑面積達(dá)20000平方米，采用框架結(jié)構(gòu)，柱距為8m，跨度為24m，建筑高度為12m。廠房?jī)?nèi)設(shè)有重型機(jī)械設(shè)備，對(duì)地基的承載力和穩(wěn)定性要求較高，要求地基承載力特征值不小于250kPa，地基變形允許值滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求，且需有效消除地基土的濕陷性。場(chǎng)地地勢(shì)較為平坦，但地質(zhì)條件復(fù)雜，經(jīng)地質(zhì)勘察查明，場(chǎng)地自上而下土層分布如下：第一層為強(qiáng)濕陷性黃土，厚度為7m，顏色呈淺黃色，土質(zhì)均勻，具有大孔隙結(jié)構(gòu)，粉粒含量高。該層黃土的天然含水量為13%-17%，天然干密度為1.3-1.4g/cm3，濕陷系數(shù)為0.06-0.09，屬于自重濕陷性黃土，天然地基承載力特征值為120kPa。第二層為粉質(zhì)黏土，厚度為5m，顏色為棕褐色，土質(zhì)較密實(shí)，含有少量砂粒和礫石。該層土的含水量為20%-25%，干密度為1.6-1.7g/cm3，壓縮模量為6-8MPa，地基承載力特征值為160kPa。第三層為砂質(zhì)粉土，厚度大于10m，顏色為灰黃色，顆粒均勻，透水性較好。該層土的含水量為18%-22%，干密度為1.5-1.6g/cm3，壓縮模量為8-10MPa，地基承載力特征值為180kPa。5.1.2擠密樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)根據(jù)工程要求和場(chǎng)地地質(zhì)條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定采用灰土擠密樁復(fù)合地基進(jìn)行地基處理。樁型選擇灰土擠密樁，灰土擠密樁具有一定的膠凝性，能夠與樁間土形成較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，有效提高樁體和樁間土的強(qiáng)度，增強(qiáng)地基的承載能力和抗?jié)裣菪阅?。樁徑確定為400mm，該樁徑在保證擠密效果的同時(shí)，便于施工操作，且能滿(mǎn)足工程對(duì)樁體承載能力的要求。通過(guò)對(duì)不同樁徑的分析和計(jì)算，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，400mm樁徑能夠較好地平衡擠密效果和施工成本。樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)為9m，確保樁體能夠穿透強(qiáng)濕陷性黃土層，進(jìn)入下部穩(wěn)定的粉質(zhì)黏土層，將荷載傳遞到深層穩(wěn)定土層，有效提高地基的整體承載能力，同時(shí)消除地基土的濕陷性。樁間距根據(jù)樁徑和擠密要求，按樁徑的3倍確定為1200mm，采用等邊三角形布置。這種布置方式能夠使樁間土得到較為均勻的擠密，增強(qiáng)樁土共同作用的效果，提高復(fù)合地基的承載能力和穩(wěn)定性。樁體材料采用2:8（體積比）的灰土，石灰選用新鮮的消石灰，有效CaO+MgO含量不低于60%，粒徑不大于5mm，土料為現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)濕陷性黃土，使用前過(guò)篩，去除雜質(zhì)和較大顆粒，有機(jī)質(zhì)含量不超過(guò)5%。控制灰土的含水量為最優(yōu)含水量±2%，通過(guò)室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)確定該灰土的最優(yōu)含水量為18%，最大干密度為1.65g/cm3，確保樁體的壓實(shí)質(zhì)量和強(qiáng)度。5.1.3施工過(guò)程與質(zhì)量控制施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作。成孔采用沖擊成孔法，利用沖擊錘的沖擊力將樁孔位置的土體擠向周?chē)?，形成樁孔。在成孔過(guò)程中，密切關(guān)注成孔質(zhì)量，控制樁孔的垂直度偏差不超過(guò)1%，孔徑偏差在±50mm以?xún)?nèi)。每完成一個(gè)樁孔，及時(shí)進(jìn)行檢查，確保樁孔符合設(shè)計(jì)要求。樁體填料采用分層填筑、分層夯實(shí)的方法。將制備好的灰土按照每層200mm的厚度填入樁孔中，使用重錘進(jìn)行夯實(shí)，控制夯實(shí)后的干密度不小于1.6g/cm3，確保樁體的壓實(shí)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。在夯實(shí)過(guò)程中，記錄每次夯實(shí)的錘擊數(shù)和夯實(shí)效果，保證樁體質(zhì)量均勻一致。質(zhì)量控制方面，在施工前對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保石灰和土的質(zhì)量符合要求。施工過(guò)程中，對(duì)樁孔的垂直度、孔徑、樁長(zhǎng)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)調(diào)整。對(duì)樁體的壓實(shí)度進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢測(cè)，每100根樁不少于3處，檢測(cè)結(jié)果表明樁體的壓實(shí)度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，平均壓實(shí)系數(shù)達(dá)到0.98。施工完成后，采用靜載荷試驗(yàn)和動(dòng)力觸探試驗(yàn)對(duì)復(fù)合地基進(jìn)行檢測(cè)。靜載荷試驗(yàn)共選取6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，采用慢速維持荷載法進(jìn)行加載，加載至設(shè)計(jì)荷載的2倍。試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合地基的承載力特征值達(dá)到280kPa，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。動(dòng)力觸探試驗(yàn)對(duì)樁間土進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)明顯增加，平均錘擊數(shù)達(dá)到15擊，較處理前提高了87.5%，表明樁間土的密實(shí)度和強(qiáng)度得到顯著提高，擠密效果良好。5.1.4運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工程建成后，對(duì)擠密樁復(fù)合地基進(jìn)行了為期兩年的運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)。沉降觀測(cè)采用高精度水準(zhǔn)儀，在廠房的柱基礎(chǔ)上設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，每3個(gè)月觀測(cè)一次。觀測(cè)結(jié)果顯示，在運(yùn)行初期，地基沉降增長(zhǎng)較快，隨著時(shí)間的推移，沉降增長(zhǎng)速率逐漸減小，最終趨于穩(wěn)定。兩年內(nèi)地基的總沉降量為35mm，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的沉降變形允許值（50mm）。地基承載力檢測(cè)在運(yùn)行一年后進(jìn)行，采用淺層平板載荷試驗(yàn)，共選取3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合地基的承載力特征值仍能達(dá)到260kPa，說(shuō)明擠密樁復(fù)合地基在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中具有較好的穩(wěn)定性，能夠滿(mǎn)足廠房的承載要求。通過(guò)對(duì)沉降觀測(cè)和地基承載力檢測(cè)結(jié)果的分析，可以認(rèn)為該擠密樁復(fù)合地基在強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)具有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。樁體與樁間土共同作用，有效地提高了地基的承載力，減少了地基沉降，消除了地基土的濕陷性，保證了廠房的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在運(yùn)行過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)地基出現(xiàn)明顯的不均勻沉降和其他異常情況，進(jìn)一步驗(yàn)證了擠密樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)和施工的合理性。5.2案例二：[具體工程名稱(chēng)2]5.2.1工程概況[具體工程名稱(chēng)2]位于我國(guó)華北某強(qiáng)濕陷性黃土地區(qū)，該地區(qū)黃土層厚度較大且分布廣泛。工程為一綜合性商業(yè)建筑，總建筑面積達(dá)30000平方米，建筑結(jié)構(gòu)為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑高度為25m。商業(yè)建筑內(nèi)功能多樣，包括商場(chǎng)、餐飲、娛樂(lè)等區(qū)域，對(duì)地基的承載能力和變形控制要求極高，要求地基承載力特征值不低于300kPa，地基變形允許值嚴(yán)格滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求，同時(shí)需徹底消除地基土的濕陷性。場(chǎng)地地勢(shì)略有起伏，通過(guò)詳細(xì)的地質(zhì)勘察，查明場(chǎng)地自上而下土層分布如下：第一層為強(qiáng)濕陷性黃土，厚度為9m，顏色呈棕黃色，土質(zhì)較為均勻，具有典型的大孔隙結(jié)構(gòu)，粉粒含量豐富。該層黃土的天然含水量為14%-18%，天然干密度為1.3-1.45g/cm3，濕陷系數(shù)為0.07-0.1，屬于自重濕陷性黃土，天然地基承載力特征值為130kPa。第二層為粉質(zhì)黏土，厚度為6m，顏色為黃褐色，土質(zhì)密實(shí)，含有少量的礫石和砂粒。該層土的含水量為22%-26%，干密度為1.65-1.75g/cm3，壓縮模量為7-9MPa，地基承載力特征值為170kPa。第三層為砂質(zhì)粉土，厚度大于12m，顏色為淺黃色，顆粒均勻，透水性良好。該層土的含水量為20%-24%，干密度為1.55-1.65g/cm3，壓縮模量為9-11MPa，地基承載力特征值為190kPa。5.2.2擠密樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)針對(duì)該工程的特點(diǎn)和場(chǎng)地地質(zhì)條件，經(jīng)多方案比選，最終確定采用水泥土擠密樁復(fù)合地基進(jìn)行地基處理。選擇水泥土擠密樁的原因在于其具有較高的強(qiáng)度和水穩(wěn)性，能夠更好地適應(yīng)商業(yè)建筑對(duì)地基承載能力和穩(wěn)定性的嚴(yán)格要求。樁徑設(shè)計(jì)為450mm，相較于案例一，樁徑有所增大。這是因?yàn)樯虡I(yè)建筑的荷載較大，增大樁徑可以有效提高樁體的承載能力，同時(shí)擴(kuò)大對(duì)樁周土體的擠密范圍，增強(qiáng)復(fù)合地基的整體性能。樁長(zhǎng)確定為10m，比案例一的樁長(zhǎng)增加了1m。由于該場(chǎng)地的強(qiáng)濕陷性黃土層更厚，為確保樁體能夠穿透濕陷性土層，進(jìn)入下部穩(wěn)定的粉質(zhì)黏土層，將荷載有效傳遞到深層穩(wěn)定土層，從而提高地基