1.1 天然地基条件
建筑场地地貌单元属汾河二级阶地区，地基土由第四系全新统早期（）饱和黄土、砂及卵石构成；地基均匀较好；地下水位埋深 10.4～11.4m，无侵蚀性。地基土层工程特征概述如下。
①层：黄土状粉土。黄色，饱和，软塑～可塑，中等压缩性。厚9.3～10.2。标准贯入试验平均击数N=4.0击，承载力标准fk=120kPa。
②层：黄土状粉质粘土。黄色，饱和，软塑～可塑，中等压缩性。厚约1.0m。N=5.0击，fk=150kPa 。
③层：粉细砂。饱和，中密。厚约9.0～11.0m。N=16.0击，fk=180kPa
④层：中粗砾砂。饱和，中密。厚约1.2m。N=20.0击，fk=280kPa。
⑤层：卵石。成分为石英砂岩、灰岩，级配良好，密实。fk=500kPa。系钻孔终止层位。
上述饱和黄土层物理力学性质指标见表1。 |
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表2 振密处理前后地基承载力对照表 |
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层号 |
土名 |
承载力标准值FK/KPA |
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天然地基 |
第一次检验桩间土 |
补充检验桩间土 |
复合地基 |
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① |
粉 土 |
120 |
125 |
130 |
130 |
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② |
粉质粘土 |
150 |
125 |
125 |
130 |
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③ |
粉细砂 |
180 |
210 |
220 |
220 |
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备注 |
第一次检验于碎石桩施工完毕一个月后进行补充检验于碎石桩施工完毕二个月后进行 |
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天然地基持力层为上部饱和黄土①、②层，其承载力标准值FK介于120～150KPA，相比设计基底压力，显然应对拟建教学楼地基进行处理。振密碎石桩处理地基后，③层粉细砂复合地基FK=230KPA，承载力提高了27.8%，①层饱和黄土桩粉土复合地基FK=130KPA，承载力提高幅度很小，②层饱和黄土壮粉质粘土复合地基承载力非但未有提高，相反降低了13.3%，。
可见振密碎石桩法处理地基未达到预期目的，地基强度仍与天然地基基本相同，不能满足设计荷载及其对地基沉降变形的要求。
振密碎石桩处理地基失败的原因可以概念为如下三个方面：
⑴ 本区饱和黄土具有高灵敏性，灵敏度指数ST大于5、高者达12，保持原状结构时，静载实验确定的FK可达110～150KPA，经受扰动后强度丧失很多，且不易恢复。本工程施工振密碎石桩时采用的机具有振动沉桩机，不适应场地内饱和黄土的工程特性。因此，未能达到预期的地基处理效果。
⑵ 振密碎石桩在粉质粘土中以置换作用为主，在砂类土中方以振密实作用为主。这正是处理后粉细砂层复合地基承载力有显著提高，而饱和黄土层复合地基由于置换率m偏底（m=12%）承载力提高有限的又一原因。据本区经验，如在施工前选择合理的置换率，并在饱和黄土层类采用捶击成桩工艺，经过实验为正式施工取得可靠的设计参数，则饱和黄土层复合地基强度可得到明显的提高。
⑶ 碎石桩施工质量欠佳也是造成地基处理失败的至关重要的因素。从桩体挖视情况看，成桩直径大多接近或小于桩管直径，充盈系数只有0.9～ 1.1，桩体填料不足；且送料仅填至-5.300m, 桩顶上覆压力偏低，造成桩体上部压密效果极差，-5.600～-10.600m 桩段动探击数N63.5介于2.4～4.5击、平均击数为3.0击，远小于7击。桩体密实度差，则起不到应有的应力集中作用（桩土应力比n=1.1），不能构成复合地基工作。 |
