灰土挤密桩在湿陷性黄土路基中的应用研究

牛许强

摘  要：对于灰土挤密桩，其是对振动沉桩机加以应用，使存在通气桩尖的钢制桩管沉至土中相应的设计深度。因为下沉桩管的过程中，会给附近黄土造成较大的横向挤压力，桩管把地基中相同体积的黄土挤向附近的土层，促使相应的孔隙比减小，密度有所加大，这样便可使其湿陷性得到有效消除，加强桩间土所具有的承载能力。针对灰土桩来讲，桩体材料石灰与土之间会产生众多物理反应和化学反应，发生凝结形成具有一定强度的桩体，并且桩体与挤密土构成相应的复合地基，这样可以有效加强地基土相应的承载能力，使工程設计的实际需求得到良好满足。

关键词：灰土挤密桩;湿陷性黄土路基;应用

1导言

湿陷性黄土路基作为一种较为普遍的软弱地基，其孔隙率以及干密度都相对很低，此时如果施工人员无法正确处置地基，那就极易使得地基遭受作用力的影响，从而产生一系列不规则的沉降问题，从而削弱了地基的平稳性。通常来说，土层湿陷系数不超过0.015，如此一来就能够很好地削弱湿陷性属性。当下，灰土挤密桩是一项比较合理的地基处置技术，利用振动沉桩机予以处置，能够大幅度地减少土层孔隙率，提升密度，相应地提高地基承载水平以及稳定性，如此一来给后续项目建设奠定重要基础。

2湿陷性黄土基本特征

2.1湿陷性

湿陷性黄土在雨水或是地表水等作用下，致使内部易溶解性盐出现明显溶解，对土体间所具有的胶合力造成了明显的破坏，因此部分土体形成颗粒状，并保持悬浮状态。土体内部，由于水的渗透，促使悬浮土体颗粒能够逐渐沉积，同路基下部结构结合，因为两种类型土体之间所形成的引力作用明显超过土体自重，所以，土体颗粒依然处于最开始位置，不会继续出现下沉现象，如此，造成区域范围土体结构发生改变，土体相应的孔隙便会有所加大，在受到载荷作用力时，便比较容易发生变形的情况，产生湿陷的问题，导致土体整体稳定性受到一定影响。

2.2膨缩性

因地表水所形成的作用，导致土体出现明显的膨胀变形，由于水分变化影响，造成出现不同程度的收缩，由于反复出现膨胀与收缩，土体较易形成相应的裂纹，就此发生剥落现象，对路基稳定性造成相应的影响。

2.3难压实性

具体工程施工期间，若是工程区域中湿陷性黄土所具有的最大干密度和最佳含水量相对偏高，对于土体的碾压十分不利，很难实现有效压实。

3灰土挤密桩施工工法原理

从本质上讲，湿陷性黄土容易塌陷的主要原因是土壤本身疏松及多孔的结构。治理湿陷性黄土主要是要改变土壤疏松多孔的特点，帮助土壤形成联结性、密实性更好的结构。在路基施工时，灰土挤密桩的特点在于不需要大面积开挖取土进行地基处理，而是不取土便可治理土，即利用机械将圆柱形钢制桩管挤压打进原地基成孔，打桩成孔的过程中会对周围土体产生扰动作用，使得周围土体被逐渐挤密，消除土壤的疏松多孔结构，用配置好的灰土填进桩孔内，并进行夯实，从而更好地扩孔，达到形成增大直径的桩体，桩与桩会对其之间的土壤产生较强的侧向挤压作用，此时湿陷性黄土结构中便产生了较多的挤密区域，两个邻近的灰土挤密桩会形成和模板、框架等比较相似的约束结构，便使土体的模量得到了很大程度的提升，提高土体的抗变形能力。灰土挤密桩的桩体变形模量远远大于桩间土体的变形模量和桩间土侧向约束作用，地基承受荷载50%的受力是由灰土挤密桩承担的，这样便可以降低桩间土的侧应力，限制桩间土的侧向挤压力，使得复合地基整体更加稳固，为路基等上部结构打下稳固的基础。

4灰土挤密桩在湿陷性黄土路基地基处理中的应用

G309线固西路A7合同段起讫桩号为K33+000-K44+426.915，处西北黄土高原旱丘陵壑区，段内黄土广泛覆盖，沟壑纵横，地形地貌较为复杂，最大填土高度为20m，填方总量为35.8万m3，灰土挤密桩设计123564m，湿陷性等级为三级，极易造成路基不均匀或过量沉降破坏，处理地基湿陷性的方式为12%的灰土挤密桩，桩长6m，桩径40cm，桩间距1.2m，采用等边三角形的布置形式。

4.1场地工程地质与环境条件

第一，包括工程施工场地的工程地质勘察报告和对应的相关地质资料，土的均匀性及含水量实际变化情况相关资料。第二，工程施工平面定位图，桩孔采用的布置形式施工图。测量放线，确定相应的控制轴线和大桩长地边线，同时做好相关标识。第三，工程建筑场地与紧邻区域的净空、管线等相关资料。第四，水电的布置。工程施工用水在本地打浅井，与城市供水系统之间相互结合。第五，在相关设备进入工程施工现场以后，首先进行安装调试，做好工程施工相关准备工作，并对场地底层有一定熟悉，对桩基的相关施工参数加以确立，同时根据已定参数进行设备的相应调试。

4.2灰土挤密桩试桩施工

执行试桩操作旨在利用轻便触探试验将相应的检定锤击数N10计算出。在成桩以后的48小时，针对桩体分层实施轻便初探检验，对每击入30mm的锤击数N10加以记录。相同层的三个N10值大体比较接近，求得平均值，即这一层填料在该层相应的下料夯实锤击数。在进行轻便触探检验以后，实施分层取样处理，沿着桩身每间隔1m使用环刀将原状夯实试样从中取出，分别进行干密度的测定，对这一层填料平均压实系数加以计算。工程设计要求土桩桩身相应的干密度应大于15.5kN/m3，桩间土干容重应大于15kN/m3，挤密填孔以后，桩间土平均密实系数应大于0.93。

4.3设置垂直夯入装置以及增加控制措施

第一，负责人要合理解析工人工艺技术。在现场对工人进行解析，讲解夯锤落入孔内的效果展示，以及会出现的问题，在施工过程中要保证夯锤垂直落入桩孔内，夯锤不与周边土体触碰，如产生触碰则增加夯击次数。第二，适时地推行现场撒白灰管理机制。针对以上夯锤会与土体接触的情况在现场对成孔好的场地进行撒白灰管理制度，对桩孔周边进行定位放线，让夯填机械按灰白的规划路线行进，给机械一个辅助定位线，方便工人对机械进行控制，提高夯锤下落精度，避免夯填一击调整一次机械，可提高工作效率，及桩孔质量。通常来说，白灰定位线等于夯填机械的宽度，平行于桩孔横向等间距进行放线，其桩孔位置在夯填机械中间，避免工人为了方便随便停夯机，后轮位置会掉入未夯填桩孔内，导致夯机械不水平，在横向白灰线的基础上放纵向白灰线，其主要目的是定位夯锤到夯锤机械后轮中心位置，在现场施工过程中，夯锤后轮位置只需要压在纵向白灰线上，夯锤的位置就垂直于桩孔位置，减少试锤次数。方可提高工作效率，及工程质量。第三，相应地增加激光辅助控制线。在撒白灰的管理基础上增加激光辅助控制线，让夯锤更加精准的夯入桩孔内，工人只需要对正白灰线在结合激光辅助控制线就能100%让桩孔夯入桩孔内，进一步提高夯锤下落精度。将发射激光的仪器固定在夯锤机械顶部位置，让其可以垂直发射激光到地面上，产生激光辅助控制线，辅助控制线设置在距离桩孔20mm居中位处，激光仪器可随重力随左右前后摆动自己随时调节方向，将100%垂直地面，在撒白灰线的基础上进一步提高夯锤下落精度。提高工作效率，及工程质量。

结束语

总之，采用灰土挤密桩处理湿陷性黄土可以有效地提高路基承载能力。灰土挤密桩的施工质量具有隐蔽性，为了保证施工质量，需要全面合理地考虑人员、材料、施工机械、方法和环境等各方面的因素，并根据灰土挤密桩的施工技术要点，严格进行质量控制，为后续公路的建设提供长久稳定的保障。

参考文献：

[1]郭星煌.对灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处理中的应用研究[J].黑龙江交通科技，2020，43（11）：61-62.

[2]张骞.灰土挤密桩在湿陷性黄土路基中的设计及应用[J].交通世界，2019（33）：72-73.

[3]张巧梅.灰土挤密桩在湿陷性黄土路基中的应用[J].建材与装饰，2019（06）：250-251.