凡天然黄土在上覆土的自重应力作用下，或在上覆土自重应力和附加应力作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土，称为湿陷性黄土。
因黄土的浸水湿陷而引起建筑物不均匀沉降是造成黄土地区事故的主要原因。设计时首先要判断是否具有湿陷性，再考虑选择地基处理方法。在选择地基处理方法时，应根据建筑物类别、湿陷性黄土的特性、施工条件和当地材料，并经综合技术经济比较确定。湿陷性黄土的地基处理方法可按表4－2中所给参数选择。
表4－2 湿陷性黄土地基常用的处理方法
注：Sr为饱和度。
在上述湿陷性黄土的处理方法中，被广泛采用的方法是土（灰土）挤密桩，现对其设计、施工和效果检验进行介绍。
1.土（灰土）挤密桩及其基本原理
土（灰土）挤密桩是利用打桩机或是振动器将钢套管打入地基土层中，或是利用炸药爆破等方法，在土中形成桩孔，然后在桩孔中分层填入素土或灰土，并夯实成桩。这种方法处理的深度较深，故又称为深层捣实法。回填材料就地取材，价格低廉，所形成的复合地基承载力较高，而且施工机械较简单、方法也较简便，属于经济和技术效果都较好的一种地基处理方法。
挤密灰土桩与夯实、碾压等竖向加密方法不同，属横向加密土层。施工中当套管打入地层时，管周地基土受到了较大的水平向挤压应力，使管周一定范围内地基土的工程物理性质得到改善，桩周土在各个方向上均产生同样的水平位移。在此挤压过程中土层的孔隙率大幅度降低，其变化范围称为压密区，也称挤密影响范围。
一般来说，挤密效果与土层的原始性质———含水量、密实度等关系极大。如果土层的含水量太小，其力学强度高，要破坏其结构较难，施工比较困难，甚至无法进行；相反，如果土层的含水量太高，由于孔隙水压力的存在，挤密效果较差；只有当土层的含水量接近于最佳含水量时，挤密效果才最好。根据大量的工程实践经验，挤密土（灰土）桩适用于加固地下水位以上的湿陷性黄土地基。
2.土（灰土）挤密桩的设计计算
（1）桩孔的布置原则和要求
1）桩孔间距应以保证桩间土挤密后达到要求的密实度和消除湿陷性为原则。
2）桩身压实系数（λc）应达到：土桩λc大于0.93；灰土桩λc小于0.95。
（2）桩径
桩孔直径宜为300～450mm，并可根据所选用的成孔设备或成孔方法确定。
（3）桩距和排距
桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离，可为桩孔直径的2.0～2.5倍。
（4）处理范围
土（或灰土）桩处理地基的面积，应大于基础或建筑物底层平面的面积，并应符合下列规定。
1）当采用局部处理时，超出基础底面的宽度：对非自重湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，每边不应小于基底宽度的0.25倍，并不应小于0.5m；自重湿陷性黄土地基，每边不应小于基底宽度的0.75倍，并不应小于1.0m。
2）当采用整片处理时，超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度，每边不宜小于处理土层厚度的1/2，并不应小于2m。
土（灰土）挤密桩处理地基的深度，应根据建筑物场地的土质情况、工程要求和成孔及夯实设备等综合因素确定。对湿陷性黄土地基，应符合现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB 50025—2004）的有关规定。
（5）填料和压实系数
桩孔内的填料，应根据工程要求或处理地基的目的确定，桩体的夯实质量宜用平均压实系数控制。当桩孔内用土（灰土）分层回填、分层夯实时，桩体内的平均压实系数值均不应小于0.96，消石灰与土的体积配合比，宜为2∶8或3∶7。
（6）承载力和变形模量
1）用载荷试验方法确定。对重大工程，一般应通过载荷试验确定其承载力，如果挤密桩的目的是为了消除地基湿陷性，还应进行浸水试验。在自重湿陷性黄土地基上，浸水范围的直径或边长不应小于湿陷性黄土层的厚度，也不应小于10m。
试验时，如P－s曲线上无明显直线段，则土挤密桩地基按s/b＝0.012（b为载荷板宽度），灰土挤密桩复合地基按s/b＝0.008所对应的荷载作为处理地基的承载力特征值。
2）参照工程经验确定。对一般工程可参照当地经验，确定挤密地基土的承载力值。当缺乏经验时，对土挤密桩地基，不应大于处理前的1.4倍，并不应大于180kPa；对灰土挤密桩地基，不应大于处理前的2倍，并不应大于250kPa。
（7）变形计算
土（灰土）挤密桩处理地基的变形计算应按国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB5007—2002）的有关规定执行。复合土层的压缩模量应通过试验或结合当地经验确定。
3.施工方法
（1）施工工艺
土（灰土）桩的施工应按设计要求和现场条件选用沉管（振动或锤击）、冲击和爆扩等方法进行成孔，使土向孔的周围挤密。
成孔和回填夯实施工应符合下列要求。
1）成孔施工时，地基土应接近最优含水量，当含水量低于12％时，应对拟处理范围内的土层进行增湿（增湿土的加水量可按相关规范的计算公式估算）。应于地基处理前4～6天，将需增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔，均匀地浸入拟处理范围内土层中。
2）成孔和回填夯实应符合下列要求。①成孔和回填夯实的施工顺序：当整片处理时，应从里（或中间）向外间隔1～2孔进行，对大型工程，可采取分段施工；当局部处理时，应从外向里间隔1～2孔进行。②向孔内填料前，孔底应夯实，并应抽样检查桩孔的直径、深度和垂直度。③桩孔的垂直度偏差不宜大于1.5％。④桩孔中心点的偏差不宜超过桩距设计值的5％。⑤经检验合格后，应按设计要求，向孔内分层填入筛好的素土、灰土或其他填料，并应分层夯实至设计标高。
3）对沉管法，其直径和深度应与设计值相同；对冲击法和爆扩法，桩孔直径的误差不得超过设计值±70mm，桩孔深度不应小于设计深度的0.5m。
4）用土（灰土）在最优含水量状态下分层回填夯实。回填土料一般采用过筛（筛孔不大于20mm）的粉质粘土，并不得含有机质；石灰用块灰消解（闷透）3～4天后并过筛，其粗粒粒径不大于5mm。灰土应拌和均匀至颜色一致后及时回填夯实。
桩孔填料夯实机目前有两种：一种是偏心轮夹杆式夯实机；另一种是采用电动卷扬机提升式夯实机。前者可上下自动夯实，后者需用人工操作。
夯锤形状一般采用下端呈抛物线锤体形的梨形锤或长锤形，二者重量均不小于0.1t。夯锤直径应小于桩孔直径100mm左右，使夯锤自由下落时将填料夯实。每填一锹料夯击一次或两次，夯锤落距一般在600～700mm，每分钟夯击25～30次，长6m桩可在15～20min内夯击完成。
（2）施工中可能出现的问题和处理方法
1）夯打时桩孔内有渗水、涌水、积水现象可将孔内水排出地表，或将水下部分改为混凝土桩或碎石桩，水上部分仍为土（或灰土）桩。
2）对未填实的墓穴、坑洞、地道等面积不大，挖除不便时，可将桩打穿通过，并在此范围内增加桩数，或从结构上采取适当措施进行弥补。
3）夯打时造成缩径、堵塞、挤密成孔困难、孔壁坍塌等情况，可采取以下措施处理：①当含水量过大、缩径比较严重时，可向孔内填干砂、生石灰块、碎砖渣、干水泥、粉煤灰；当含水量过小时，可预先浸水，使含水量达到或接近最优含水量；②遵守成孔顺序，由外向里间隔进行（硬土由里向外）；③施工中应打一孔、填一孔，或隔几个桩位跳打夯实；④合理控制桩的有效挤密范围。
4.质量检验
抽样检验的数量对一般工程不应少于桩孔总数的1％，对重要工程不应少于桩孔总数的1.5％，不合格处应采取加桩或其他补救措施。
夯实质量的检验方法有下列几种。
（1）轻便触探检验法
先通过试验夯填，求得“检定锤击数”，施工检验时，以实际锤击数不小于检定锤击数为合格。
（2）环刀取样检验法
先用洛阳铲在桩孔中心挖孔或通过开剖桩身，从基底算起，沿深度方向每隔1.0～1.5m，用带长把的小环刀分层取出原状夯实土样，测定其干密度。
（3）载荷试验法
对重要的大型工程应进行现场载荷试验和浸水试验，直接测试承载力和湿陷情况。
上述前两项检验法，其中对灰土桩应在桩孔夯实后48h内进行，否则将由于灰土胶凝强度的影响而无法进行检验。
对一般工程，主要应检验桩和桩间土的干密度和承载力；对重要或大型工程，除应检测上述内容外，还应进行载荷试验或其他原位测试。也可在地基处理的深度内取样测定桩间土的压缩性和湿陷性。