濕陷性黃土路基處治中灰土擠密樁的應用分析

摘 要：灰土擠密樁施工技術在濕陷性黃土地基處理中的應用有效提升了地基強度，改善了地基特性，為工程施工建設起到了十分重要的影響。為此，本文在闡述灰土擠密樁施工技術原理和作用的基礎上，以具體工程實例分析濕陷性黃土路基處治中灰土擠密樁的應用效果，旨在能夠為灰土擠密樁施工技術在濕陷性黃土地基處理中的更好應用提供重要參考支持。

關鍵詞：濕陷性黃土路基；灰土擠密樁；應用

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0210-02

在我國，濕陷性黃土廣泛的分布在西北、華北等地區(qū)，由于濕陷性黃土具有較大的孔隙率和較小的干密度，在浸水之后，自重壓力加大，在此作用下工程地基會出現(xiàn)濕陷變形，嚴重危害了建筑物的安全。在建筑施工領域的不斷發(fā)展下，灰土擠密樁技術在處理軟弱地基方面得到了廣泛應用，并取得了良好的經(jīng)效益和社會效益。為此，文章結合實際就濕陷性黃土路基處治中灰土擠密樁的應用問題進行探究。

1 灰土擠密樁技術原理

灰土擠密樁技術是前蘇聯(lián)阿別列夫教授在1934年創(chuàng)造的一種地基加固處理技術。灰土擠密樁技術被廣泛的應用到我國西北黃土地區(qū)施工處理中?；彝翑D密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，處理深度宜為5～15m。

從作用機理上看：①灰土擠密樁主要是利用錘擊打沉管的方式在土中打樁成孔，之后在樁孔中分層填入素土或者灰土來作為重要的填充料。在成孔和填料夯實操作的過程中，原來在樁孔部位的土會被迫擠入到周圍的土地中，通過一系列操作改變土層的濕陷性質(zhì)，提高地基承載力，滿足工程設計需要。②在成樁的過程中，樁和樁之間的土在受到較大側(cè)向擠壓力的作用下會被再次加固，形成擠密區(qū)域，在一定程度上減少工程地基壓縮變形問題的方式。③在使用較重的夯實錘進行施工操作的時候，孔內(nèi)加固原材料的面積會受到高功能、強夯擊作用的影響，由此工程地基的預應力也會相應的提升，樁體強度得到提高，使得工程建設能夠更少的受到外界條件壓縮變形的影響。

2 濕陷性黃土路基處治中灰土擠密樁的應用分析

2.1 工程概述

銀川——百色高速公路（G69）甜水堡至慶城至永和段，K88+400-K93+900，線路總長度5.5km，項目沿線濕陷性黃土可分為：第四系全新統(tǒng)濕陷性黃土（Q4al），屬沖積成因，局部為沖洪積成因，主要分布在現(xiàn)代河流Ⅰ級階地、河漫灘部位，濕陷性黃土厚度一般小于10m；第四系上更新統(tǒng)濕陷性黃土（Q3al），屬沖積成因，沿河谷分布，形成兩岸Ⅱ級低階地的主體，濕陷性黃土厚度一般10～30m；第四系上更新統(tǒng)濕陷性黃土（Q3eol），屬風積成因，為馬蘭黃土，主要分布在塬坡表部及其過渡地帶部位，濕陷性黃土厚度一般20～40m之間。

環(huán)縣地區(qū)馬蘭黃土具有強濕陷性，其孔隙比為1.105～1.360，為II～IV級自重濕陷，以IV級為主，濕陷下陷深度14.5m～大于25m。黃土濕陷性強弱與土層含水量及孔隙比有較強規(guī)律性，當土層中平均含水量大于14.11時，基本呈中等濕陷性，當土層平均含水量小于10.42時，常具有強濕陷性。

本合同段沿線距離房屋、窯洞、高壓電塔距離較近，大多無法采用強夯處理。尤其是K92+872-K93+785段，灰土樁總長度達200000延米以上。對于此種條件受限的Ⅱ級以上自重濕陷性黃土橋頭路基，采用灰土擠密樁處理。樁長設計為6m、樁間距1.2m和樁長15m、樁間距1.0m兩種。工程施工建設的難點是濕陷性黃土的處理。

2.2 設備選擇

濕陷性黃土路基處治中灰土擠密樁施工操作所需要應用到施工設備包含成孔設備、拌和設備、回填土夯實處理設備三種。其中，成孔設備主要是沉管成孔樁機；拌和設備是常規(guī)的拌和設備；回填土夯實設備包含兩種，分別是夯錘強夯擠密處理設備，另外一種是夯錘直徑小于孔徑大小的設備。

2.3 材料選擇

①土料的選擇。施工土料要盡可能的應用純凈黃土或者一般性的黏土，不能在路基施工中使用有機質(zhì)含量超過5%的表層耕土、鹽分較強的土、膨脹土等。在使用土料之前還需要進行嚴格篩選。②石灰的選擇。工程施工中所應用的石灰需要嚴格符合國家有關標準，石灰的活性CaO+MgO含量不小于55%，使用前4～5d內(nèi)消解并過篩，其粒徑要求不大于5mm，石灰的存儲時間不能超過3個月。③灰土材料的選擇。將滿足施工要求的純凈黃土和消石灰按照2：8的比例進行處理。

2.4 施工方案

成孔樁的直徑是0.4m，呈等邊三角形的布置模式?；彝翗兜膲研木嗍?.0m和1.2m。施工材料包含土料、石灰和灰土材料。土料在經(jīng)過篩選之后的孔徑大小不超過20mm。樁體材料在選擇之后以分層的方式進行夯實處理。

2.5 路基加固設計

①考慮到濕陷性黃土厚度在4～15m左右，因此本項目路基應用樁長6m和15m的擠密性樁進行加固處理。其中，頂鉆的直徑大小是0.25m，擠密孔徑大小是0.4m。②擠密樁間距的確定。在經(jīng)過計算之后將擠密樁樁間距距離控制在1.2m以內(nèi)。

3 濕陷性黃土路基處治中灰土擠密樁的應用效果分析

3.1 濕陷性黃土路基處治中灰土擠密樁現(xiàn)場施工試驗和處治效果分析

K88+400-K93+900段施工現(xiàn)場在應用灰土擠密樁施工技術的時候，樁心距被控制在1.2m左右，每層填料厚度控制在0.3m。試驗時間是從2018年5月26日到2018年6月13日。濕陷性黃土路基處治中灰土擠密樁技術應用過程中所應用的設備是柴油打樁機，每個樁的直徑大小是0.4m，樁長度是6m/15m。在一次成孔操作之后將沉管拔出來，之后按照事前的計劃來回填灰土，采用錘自重不小于2t的夯實設備反復錘擊操作，每層填土夯擊不小于8次，施工樁心距是1.5m，灰土的比例四2：8。經(jīng)過實驗研究證明，樁體質(zhì)量在一定程度上得到了提升，有效樁長范圍內(nèi)的填料平均壓實系數(shù)符合標準數(shù)值要求。在有效樁長的范圍內(nèi)，樁間土的濕陷性被有效清理，樁間土在樁長范圍內(nèi)的平均擠密系數(shù)符合設計要求。

3.2 濕陷性黃土路基處治中灰土擠密樁荷載試驗的檢驗

結合工程設計要求，在施工過程中為了能夠進一步檢驗和研究濕陷性黃土的特點及地基處理成效，在試驗路段選擇具有代表性的土層，對灰土樁擠密基地開展荷載試驗，樁心距分別選擇1.0m和1.2m。在灰土樁施工之前需要在之前的場地取土進行室內(nèi)土工試驗操作，通過實驗結果來計算出原來地區(qū)的承載力特點。經(jīng)過灰土樁擠密地基處理之后的復合地基，它的承載力和濕陷起始壓力都有了一定程度的提升，但是總體提升的幅度不大，承載力提升1.08倍左右，濕陷起始壓力提高到1.4倍，可以粗略的認為是全部消除了濕陷性的影響。

4 結束語

綜上所述，灰土擠密樁通過擠密作用不僅能夠讓濕陷性黃土達到最大干密度指標，而且還能夠在一定程度上消除黃土路基的濕陷性，提升了工程地基的穩(wěn)定性和承載力，有效確保了工程施工質(zhì)量。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-7

作者簡介：陳銳剛（1986-），男，漢族，甘肅寧縣人，工程師，本科，從事公路工程施工管理工作。