灰土擠密樁在濕陷性黃土地區公路工程軟基處理中的應用

摘 要：本文圍繞灰土擠密樁施工技術及其在濕陷性黃土地區公路工程軟基處理中的應用問題進行分析與探討。首先，對灰土擠密樁的基本概念及其應用特點進行簡要分析，然后結合某濕陷性黃土地區公路工程建設實例，著重分析灰土擠密樁技術應用于軟基處理中的施工參數及施工工藝，以驗證濕陷性黃土地區公路工程軟土地基經灰土擠密樁處理后承載力及強度方面能否滿足工程設計要求。

關鍵詞：濕陷性黃土；公路工程；軟基處理；灰土擠密樁

中圖分類號：TU7；X14 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）10-0118-02

Application of Lime Soil Compaction Pile in Soft Foundation

Treatment of Highway Engineering in Collapsible Loess Area

LI Yuqiang

（Gansu Yuanlong Luqiao Mechanized Highway Engineering Co.， Ltd.， Lanzhou Gansu 730030）

Abstract： This paper analyzed and discussed the construction technology of lime soil compaction pile and its application in the soft foundation treatment of Highway Engineering in collapsible loess area. Firstly， it analyzed the basic concept and application characteristics of the lime soil compaction pile， and then combined with the construction example of a collapsible yellow land area. The construction parameters and construction technology of lime soil compaction pile used in soft foundation treatment were analyzed in order to verify whether the bearing capacity and strength of the soft soil foundation in the collapsible loess area could meet the engineering design requirements after the lime soil compaction pile was treated.

Keywords： collapsible loess；highway engineering；soft foundation treatment；lime soil compaction pile

灰土擠密樁是當前技術條件支持下的軟土地基基礎加固處理常用的技術手段之一，在濕陷性黃土地區中應用尤為廣泛。本方法通過沖擊或震動的方式，將鋼制樁管打入原地基中，拔出后形成樁孔，并用石灰土進行回填與夯實，以此種方式在原地基基礎內形成較大直徑的樁體，構成復合地基基礎，以增加對上部結構的承載力水平。本文結合某公路工程項目的實際情況，就灰土擠密樁在處理濕陷性黃土地區公路工程軟土地基中的應用問題進行分析。

1 灰土擠密樁概述

我國幅員遼闊，自重濕陷性黃土分布較為廣泛。在濕陷性黃土分布較為廣泛的區域進行工程建設前，必須對軟土地基基礎進行適當的加固處理，以確保上部工程建設結構的穩定性與安全性[1-3]。

灰土擠密樁是一種柔性樁基基礎，目前被廣泛應用于地下水水位以上的濕陷性黃土、填土等地基基礎處理過程中。相較于剛性樁而言，灰土擠密樁表現出獨特的樁身受力性能，其承載能力明顯偏低。但經過擠密處理后，可以使樁體與地基基礎共同承載上部荷載作用力，與樁間土構成復合地基基礎，進而引導上部荷載作用力向下傳遞并產生應力擴散，減少加固深度內的附加應力水平。同時，灰土擠密樁在樁端也無需堅實的持力層，因而在濕陷性黃土地區中具有廣泛的應用價值。

結合目前工程實踐經驗來看，灰土擠密樁一般可應用于地下水水位以上，含水量在10%～24%的濕陷性黃土地基的處理，有效處理深度可達到12.0m以上。在軟基處理過程中，應用灰土擠密樁技術表現出以下幾個方面的特點：第一，應用灰土擠密樁技術進行樁基處理，無需展開大面積開挖作業，減少了土方開挖工程量，且路基挖方可作為填孔用土使用，節約了土方費用；第二，應用灰土擠密樁技術對軟基進行處理，能使成孔側向擠密，處理深度大，對大厚度黃土地區地基自重性濕陷有良好的處理效果；第三，在灰土擠密樁處理過程中，可以借助石灰脫水加固及凝膠腳骨的方式，加速地基土的固結，促進地基強度的提升；第四，灰土擠密樁技術實施期間，對工作平臺占地面積要求較小，對各種施工環境有良好的適應性，且總體造價低廉，具有基層推廣應用價值。

2 工程概況

某公路工程項目位于A市西北郊區，該地區沿線均為黃土層分布?？辈熨Y料顯示：本公路工程沿線分布均為馬蘭黃土、黃土狀土，厚底較大，以灰黃色原生性黃土為主，膠結壓實性能差，濕陷性程度為中度～強度，濕陷性黃土厚度為10.0～20.0m[4]。為最大程度上消除本地區沿線分布濕陷性黃土對工程施工產生的影響，提高地基基礎承載力水平，降低地基濕陷性及土體壓縮性，本工程擬采用石灰土擠密樁技術對軟土地基基礎進行處理。根據本工程前期設計方案，挖方段灰土擠密樁處理寬度為路基兩側邊溝外側之間的總寬度，填方段寬度為路基兩排水溝內側之間的總寬度。本合同段灰土擠密樁樁徑為40cm，樁長為15.0m，樁間距為1.0m，呈正方形布設，共147 064根，合計總樁長667 358m。

3 灰土擠密樁處理工藝

3.1 施工參數

根據本公路工程項目施工概況，在應用灰土擠密樁技術對軟土地基基礎進行處理的過程中，所確定基本工藝參數如下：①沉樁成孔選用DD32導桿式柴油打樁機，樁錘質量為5.82t，成孔夯填選用夾桿式夯實機，錘重標準為270kg，直徑25cm；②回填厚度按照10.0cm標準設置并對夯實次數進行控制；③石灰采用二級消石灰，鈣鎂含量>60%，灰土含水量標準為14.0%～6.0%，干密度最大值為1.71g/cm3，樁體控制壓實度在0.97以上，樁間土平均擠密系數在0.90以上。

3.2 施工工藝

第一步，灰土擠密樁施工前，由專人負責將待處理區域內的土方開挖至灰土樁設計頂標高以上30cm。經核對無誤后，用平地機進行整平處理，并灑水碾壓備用。

第二步，根據本工程項目設計要求，確定現場施工中路基邊樁、路堤坡腳樁、中樁、1/4斷面樁的具體位置，每個斷面按照10.0m標準設置并安排5個測點。同時，在距離本工程道路中心一定位置設置路線控制樁，以加強施工期間的保護效果。

第三步，現場施工前，在待處理區域內某一地段分層展開針對原狀土的試驗檢測工作，分層控制標準為30.0～100.0cm、100.0～300.0cm、300.0～500.0cm。通過試驗檢測，采集施工現場原狀土的天然含水量、孔隙比、土體比重、液塑限和塑性指數等基礎數據備用。

第四步，按照樁間距為1.0m，以正三角形方式于施工現場進行樁位平面布置。項目部根據本工程項目路線走向情況，以路基橫斷面為橫軸標準，以公路路線走向為縱軸標準，經CAD處理，按照設計樁數編號繪制施工現場樁位布置圖，并在濕地進行放樣布點。

第五步，采用錘頭重5.82t導桿式柴油灰土打樁機反復沖擊土層成孔，孔深15m，孔徑40cm，灰土樁施工順序為先外排后里排，同排內間隔1～2孔，以免因振動擠壓造成相鄰孔縮孔或塌孔。

第六步，樁孔作業完成后，立即安排專人對孔位、垂直度、樁徑及深度進行詳細檢查，尤其應核對樁孔中心點偏差，確保其低于樁距設計值的5.0%標準（同時應控制在5.0cm范圍內）。樁孔垂直度偏差不得超過1.5%，孔徑誤差需要控制在±5.0cm范圍內，深度誤差則應按照低于﹣10.0cm的標準控制[5]。

第七步，夯實采用加桿式夯實機連續打夯，夯錘重量為270kg，樁孔填料前清底夯實，夯實次數為8次，然后用灰土（灰與土的質量比10%）在最佳含水量（一般范圍在15.0～18.0%內，按經驗總結出“手握成團，落地成花”的檢定方法）狀態下分層回填夯實。

4 結語

經過后期地基承載力試驗檢測數據以及通車后的應用性能證實，與傳統意義上的剛性樁處理方式相比，灰土擠密樁在施工工藝、承載力提高、強度等方面均具有非常突出的優勢，經處理后的軟土地基基礎在承載力方面可滿足工程設計要求，值得在同類工程中推廣應用。

參考文獻：

[1]蘇小輝.灰土擠密樁施工質量控制[J].建筑工程技術與設計，2016（21）：1614，1594.

[2]趙建瑞.濕陷性黃土區域灰土擠密樁施工技術[J].山西建筑，2017（30）：80-81.

[3]廖志鵬，章軼，王偉，等.灰土擠密樁施工質量控制[J].四川建筑，2012（5）：183-184，187.

[4]何榮炳.灰土擠密樁復合地基有限元分析[J].山西建筑，2006（5）：94-95.

[5]孫詠華.灰土擠密樁地基加固技術應用實例分析[J].山西建筑，2011（22）：78-79.