擠密樁在延吳高速濕陷性地基處理中的應用

郝 寅 吳秀娟

（陜西省交通建設集團公司，陜西 西安 710075）

1 黃土的濕陷特征及危害

濕陷性黃土是一種十分特殊的土質，俗稱大孔土，在我國陜、甘、寧等缺水少雨的干旱地區分布較為廣泛。濕陷性黃土的顆粒組成中粘粒的含量為8%～26%，屬于砂壤土，但其性質與砂壤土又有所不同，主要體現其在天然狀態下具有肉眼能看見的大孔隙，并常有由于生物作用所形成的管狀孔隙，天然剖面呈豎直節理、顆粒粗，土質干燥；顏色干燥時呈淡黃色，稍濕時呈黃色，濕潤時呈褐黃色。

濕陷性黃土在干燥狀態下，有較高的強度和較小的壓縮性，其土質豎直方向分布的小管道幾乎能保持豎立，受水浸濕后，土的結構迅速破壞發生顯著的附加下沉，產生嚴重濕陷，給路基及路基上構筑物帶來很大的危害。

2 濕陷性黃土地基的處理方法

濕陷性黃土地基處理的基本原則是：破壞土的大孔結構，改善土的工程性質，消除或減少地基的濕陷變形，防止水浸入建筑物地基，提高建筑結構剛度。在我國常用的處理方法一般有墊層法、沖擊碾壓法、強夯法、灰土擠密樁法及其他方法。本文針對延吳高速公路濕陷性地基處理對灰土擠密樁法的應用做進一步闡述。

3 灰土擠密樁法應用

3.1 工程概況

延安安塞經志丹至吳起高速公路（簡稱延吳高速）位于陜北黃土高原南部，總體地勢西北高、東南低，境內以少石多土的黃土臺塬、黃土梁峁溝壑為主。沿線局部段落地質具有濕陷性，濕陷等級為I級非自重～自重Ⅳ級濕陷。部分濕陷性段落位于“V”形溝內，根據設計要求，對此類濕陷性黃土段落采用灰土擠密樁法進行處理。

3.2 擠密樁簡介

擠密樁是特殊地基處理中的常用方法，是由樁體和樁間擠密土共同組成的復合地基，對處理黃土的濕陷性及壓縮性具有明顯效果。根據設計要求，本工程擠密樁成孔直徑0.4m，正三角形布設，樁距1.5m，樁長6m，復合地基每邊超出基礎邊緣的尺寸不小于0.3米，對于灰土擠密樁每邊超出基礎邊緣的尺寸不小于0.5米（如圖1所示）。要求復合地基承載力為200Kpa，平均擠密系數0.9。大面積施工前應先進行小范圍試樁，根據施工后實際情況可適當調整有關參數。樁體施工完畢后，將樁頂1m范圍鏟除，設置50cm的10%灰土墊層。擠密樁拌和按照生石灰：水泥：素土=8：3：89（重量比）。

圖1 擠密樁布置圖

3.3 施工工藝要求

擠密樁施工工藝主要流程為：測量放線一平整場地一測量定位—材料夯填—成樁檢測—清理現場。為保證施工質量要求，在施工過程中應保證如下幾點：

3.3.1 灰土擠密樁施工采用沉管擠密法成孔

施工現場集中拌制8：3：89（重量比）石灰水泥灰土， 100～125kg的夾桿錘夯實機分層回填夯實。拌制灰土用土來源為現場優質黃土。

3.3.2 沉管法成孔

采用柴油打樁機將帶有特制樁尖的鋼制樁管打入土層中至設計深度，然后緩慢拔出樁管即成孔，在沉管成孔施工中，應做到：①樁機就位必須平穩，不發生移動或傾斜，樁管應對準樁位。②沉管開始階段應輕擊慢沉，待樁管方向穩定后再以正常速度沉管。最初完成的2-3個樁孔，土層有變化的部位或沉管貫入度出現反常的地方，均應逐孔詳細記錄錘擊數和振動沉入的時間，出現問題及解決方法。

3.3.3 樁孔夯填

灰土擠密樁所用的熟石灰當地購買，填樁孔所用的土料和石灰應符合下列要求：

①夯實成樁施工步驟：夯機整平穩固并對準樁孔中心→底夯→填料→夯實填料→至設計樁頂標高→夯機移位

②土料不得使用鏟運機拉運的土料，有機質含量大于8%的表層耕土，淤泥質土，夾有磚塊，瓦礫和生活垃圾的雜填土不得使用。土料一般要過篩，篩孔規格為20mm，土塊粒徑不得大于15mm。

③石灰用生石灰消解而成，生石灰必須充分消解（悶透），生石灰消解時間不得小于3-4天，消解后的石灰過篩，粒徑不得大于5mm，且不得夾有未熟化的生石灰塊粒，石灰質量不低于三級，活性成分Cao+Mgo（按重量計）不小于50%。水泥質量標準符合設計要求。

④經常測夯填料的含水量，以保證其含水量在最佳含水量附近。當夯填料含水量超過最佳含水量±2%時，應灑水濕潤或晾曬。

⑤填夯所用的錘應小于樁孔直徑9-12cm，夯錘重量不宜小于100kg，錘底面靜壓力不宜小于20kpa，提升高度不小于60cm。

⑥夯機就位后應保持平穩，夯錘對正樁孔，自由下落到孔底。

⑦樁孔內有雜物或積水時應清理干凈，記錄好管長與實際孔深之差，成孔后應實測虛土厚度，虛土厚度≤500mm時可采用底夯處理(底夯一般不少于20擊)，填料前應先夯擊孔底至發出清脆聲音為止，當虛土厚度≥500mm時應采取復打（重樁）處理。

⑧樁孔填料高度應達到設計要求的樁頂標高。

在施工中如遇雨期或冬期，應分別編寫雨期、冬期施工方案。

3.4 檢測

灰土擠密樁復合地基屬隱蔽工程，施工中必須加強檢驗。成樁后，應及時檢驗擠密樁處地基的質量。施工中及時抽樣檢驗施工質量，安排專人監測成孔及回填夯實的質量，成樁3d后進行樁間土濕陷性、樁長、樁徑、樁體密實度、均勻性檢驗。地基竣工驗收時，承載力檢驗采用復合地基載荷試驗。試驗結果表明，采用擠密樁對濕陷性地基進行處理，效果良好。

結語

針對延吳高速實際工況，對“V”形溝內濕陷性黃土地基采用石灰水泥灰土擠密樁進行處理。根據設計要求及相關規范對擠密樁進行嚴格施工，緊密檢測，處理效果滿足設計要求。表明了該方法具有可顯著提高土體承載力，減小沉降量，處理深度較深，施工過程對周圍的振動干擾小的優點，具有良好的實用性及廣闊的使用前景。

[1]秦勤，徐建東等. 公路工程特殊地基處理技術[M]合肥工業大學出版社 2007

[2]郭書翊. 淺談高等級公路特殊路基處理方法[J]山西建筑 2011.3