灰土擠密樁在濕陷性黃土地區(qū)高速公路地基處理中的施工質(zhì)量控制技術(shù)

安愛峰

（甘肅公航旅定臨高速公路管理有限公司）

近年來，高速公路建設(shè)技術(shù)在飛速發(fā)展，樁基被廣泛應(yīng)用于濕陷性黃土沉降中，灰土擠密樁法處理過的地基，它的承載能力更強，操作簡便，深度處理達 5至15米，可較好地消除黃土的濕陷性，提升地基強度，增強地基抗變形能力。和其他的處理措施相比，這一方法優(yōu)勢非常明顯。本文將借助甘肅省內(nèi)黃土地區(qū)高速公路地基處理，總結(jié)灰土擠密樁在濕陷性黃土地區(qū)高速公路地基處理中的施工質(zhì)量控制技術(shù)。

1 甘肅省濕陷性黃土特性

甘肅省濕陷性黃土分布面積廣、厚度大、濕陷性強烈，主要分布在隴中和隴東地區(qū)。經(jīng)驗證明，黃土的多孔性是黃土濕陷性的基本原因。黃土中垂直節(jié)理的產(chǎn)生，一方面由于在重力作用下黃土內(nèi)部在鉛直方向上受張應(yīng)力的作用，另一方面黃土中又有著眾多的鉛直孔隙，削弱了水平方向的合力，因而沿鉛直方向易產(chǎn)生裂隙。

通過調(diào)研相關(guān)黃土資料，甘肅省黃土顆粒不同，其成分也不一樣?？紫侗缺３衷?.85～1.24，一般情況下，飽和度維持在15%～77%，外部環(huán)境稍微濕潤時，飽和度大部分維持在40%～50%之間。越低的水含量，有著越高的濕陷性，濕土和略濕的黃土濕陷性要小。通常情況下，黃土自然含水率＜黃土塑性極限含水率時，就黃土抗剪強度而言，其會隨著水分的變化而不斷改變，含水量增加則黃土凝聚力下降。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示：在我國，黃土壓縮性通常在0.1～1.0MPa之間，土壤自然含水量以及地質(zhì)時間是影響黃土壓縮性的主要因素。[1]

造成黃土地基濕陷的主要原因有兩方面：一是黃土自身的原因；二是外部環(huán)境中水的原因。因此，建設(shè)完善的防排水系統(tǒng)，盡量避免地基受水浸濕，可有效預(yù)防黃土地基受到濕陷性破壞。當(dāng)橋涵、路橋過渡段或防護結(jié)構(gòu)物需要建設(shè)在濕陷性黃土地基上時，一般的地形加固措施很難滿足強度需求，就需要對黃土地基進行處理，以加固該部位的土體，提升路基承載力，降低濕陷引起的公路病害隱患。

2 灰土擠密樁

灰土擠密樁是利用錘擊將鋼管打入土中，使之側(cè)向擠密成孔，將管拔出后，在樁孔中分層回填灰土夯實而成?；彝翑D密樁與樁間土共同組成復(fù)合地基，以承受上部載荷?；彝翑D密樁成樁時為橫向擠密，可同樣達到所要求加密處理后的最大干密度指標(biāo)，并可消除地基土的濕陷性，提高承載力，從而降低壓縮性。

3 灰土樁擠密樁施工質(zhì)量控制技術(shù)

施工前完成開挖，等待石灰土樁頂標(biāo)高挖出來之后，做好“三通一平”。進行軸線、樁位的測量工作，結(jié)合地基做好勘察工作，同時認(rèn)真閱讀地質(zhì)勘察報告、熟悉施工圖設(shè)計文件，制定較為詳細(xì)的施工計劃和施工安全保障機制，結(jié)合設(shè)計圖紙，確定路基中樁、邊樁的位置標(biāo)記樁號時要用白灰?；彝翗稊D密樁施工質(zhì)量主要從以下幾個方面控制。

3.1 成孔

成孔是灰土樁施工的第一個步驟，成孔質(zhì)量直接影響著灰土樁的承載力，并且對灰土樁復(fù)合地基的承載力也有著很大影響。結(jié)合不同的成孔方法，可以將成孔分為兩種：擠土成孔、排土成孔。甘肅省公路工程灰土擠密樁的成孔施工一般采用沉管法，施工設(shè)備進場前，應(yīng)先切實了解場地的工程地質(zhì)條件和周圍環(huán)境，對沉樁區(qū)域進行整平，對石灰進行試驗，并做好灰土的標(biāo)準(zhǔn)擊實，測試并調(diào)整好現(xiàn)場素土的含水量，以確保其是否接近土的最佳含水量，再對樁位進行準(zhǔn)確定位。沉樁時采取間隔成孔，二次插入，以利于沉管插入及拔出。

3.2 石灰土材料控制標(biāo)準(zhǔn)

拌和前，測量土壤實際含水量，土壤實際含水量大于最佳含水量±3%的為一批次，土壤體積小于5000立方米或土質(zhì)有變時按一個批次進行計量。生石灰最大直徑小于5厘米，含石量要小于5%，石灰中活性CaO、MgO含量不低于55%。同一制造商的石灰，每批按200t計算，不足200t時，按一批次計算。

混合時要科學(xué)控制石灰土用量及含水量，混合要均勻，人工攪拌3次以上，機械攪拌3分鐘以上。要求不符要在第一時間作出相應(yīng)的調(diào)整。

3.3 樁體石灰土夯填

夯填施工由人工配合填料，機械連續(xù)夯擊，填土與夯擊要配合好，且要保證施工的連續(xù)性。夯實機就位要平正穩(wěn)固，夯錘與樁孔相互對中，使夯錘能自由下落，并且定時檢查夯錘的偏位情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。為保證夯填質(zhì)量，要嚴(yán)格控制并記錄每一樁孔的填料數(shù)量和夯實時間，夯實施工由專人監(jiān)督和檢測，保證填料的壓實度滿足規(guī)范和設(shè)計要求。

3.4 質(zhì)量檢測

樁孔中心點的偏差不應(yīng)超過樁距設(shè)計值的5%；樁孔垂直度偏差不應(yīng)大于1.5%；夯實機械的錘擊次數(shù)不能過少；灰土樁施工，決定工程質(zhì)量的關(guān)鍵是樁孔夯填的質(zhì)量，抽檢數(shù)量不應(yīng)少于樁孔總數(shù)的2%。施工中嚴(yán)格控制填料量，專人操作并認(rèn)真監(jiān)督夯填過程；填料的配合比、最優(yōu)含水率應(yīng)符合設(shè)計，每批次拌合的灰土均應(yīng)檢驗。

4 工程實踐中的應(yīng)用

甘肅省某高速公路建設(shè)項目，地處濕陷性黃土覆蓋區(qū)，沿線濕陷性黃土主要為第四系全新統(tǒng)濕陷性黃土，厚度一般5～20m左右，土體垂直節(jié)理和大孔隙發(fā)育，多具有自重濕陷性，濕陷等級多為Ⅱ～Ⅲ級（中等～嚴(yán)重）。為降低基底黃土的濕陷性，防止路基產(chǎn)生不均勻沉降，在橋頭填土范圍內(nèi)基底采用灰土擠密樁處理；填方路段，地基濕陷等級為Ⅱ級以上且周圍條件受限，不能采用強夯和重錘夯的填方路段采用灰土擠密樁；擋土墻高度大于6m，且擋墻基底為Ⅱ級以上自重濕陷性黃土?xí)r，擋土墻基底采用灰土擠密樁的措施進行處治。

灰土樁樁徑采用40cm，等邊三角形布置，一般路段樁長為6m，路堤高度小于8m樁間距為1.2m；路堤高度大于8m樁間距為1.0m。具體樁間距根據(jù)施工試樁時黃土干密度及要求達到的最大干密度來計算確定。

經(jīng)現(xiàn)場抽檢，樁身平均壓實系數(shù)大于97%（重型），且抽檢土樣平均壓實度最小值大于93%。灰土擠密樁處理后的復(fù)合地基承載力均大于200kPa，說明灰土擠密樁在處理濕陷性黃土地基方面效果顯著。

5 結(jié)論

（1）灰土擠密樁與樁間土共同組成復(fù)合地基，以承受上部載荷?；彝翑D密樁成樁時為橫向擠密，消除地基土的濕陷性，提高承載力，從而降低壓縮性。

（2）灰土擠密樁的施工質(zhì)量，可從施工放樣、成孔成樁、材料控制、灰土夯填等各工藝環(huán)節(jié)進行控制和保證。

（3）通過實際工程現(xiàn)場試驗，灰土擠密樁樁身平均壓實系數(shù)可達97%（重型），處理后的黃土復(fù)合地基承載力大于200kPa，說明灰土擠密樁在處理濕陷性黃土地基方面效果顯著。