灰土擠密樁在濕陷性黃土地區高速公路地基處理中的施工質量控制技術

安愛峰

（甘肅公航旅定臨高速公路管理有限公司）

近年來，高速公路建設技術在飛速發展，樁基被廣泛應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，這一方法優勢非常明顯。本文將借助甘肅省內黃土地區高速公路地基處理，總結灰土擠密樁在濕陷性黃土地區高速公路地基處理中的施工質量控制技術。

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。經驗證明，黃土的多孔性是黃土濕陷性的基本原因。黃土中垂直節理的產生，一方面由于在重力作用下黃土內部在鉛直方向上受張應力的作用，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生裂隙。

通過調研相關黃土資料，甘肅省黃土顆粒不同，其成分也不一樣。孔隙比保持在0.85～1.24，一般情況下，飽和度維持在15%～77%，外部環境稍微濕潤時，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。相關數據顯示：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；二是外部環境中水的原因。因此，建設完善的防排水系統，盡量避免地基受水浸濕，可有效預防黃土地基受到濕陷性破壞。當橋涵、路橋過渡段或防護結構物需要建設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，使之側向擠密成孔，將管拔出后，在樁孔中分層回填灰土夯實而成。灰土擠密樁與樁間土共同組成復合地基，以承受上部載荷。灰土擠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，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量控制技術

施工前完成開挖，等待石灰土樁頂標高挖出來之后，做好“三通一平”。進行軸線、樁位的測量工作，結合地基做好勘察工作，同時認真閱讀地質勘察報告、熟悉施工圖設計文件，制定較為詳細的施工計劃和施工安全保障機制，結合設計圖紙，確定路基中樁、邊樁的位置標記樁號時要用白灰。灰土樁擠密樁施工質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，成孔質量直接影響著灰土樁的承載力，并且對灰土樁復合地基的承載力也有著很大影響。結合不同的成孔方法，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，施工設備進場前，應先切實了解場地的工程地質條件和周圍環境，對沉樁區域進行整平，對石灰進行試驗，并做好灰土的標準擊實，測試并調整好現場素土的含水量，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 石灰土材料控制標準

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的調整。

3.3 樁體石灰土夯填

夯填施工由人工配合填料，機械連續夯擊，填土與夯擊要配合好，且要保證施工的連續性。夯實機就位要平正穩固，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，發現問題及時處理。為保證夯填質量，要嚴格控制并記錄每一樁孔的填料數量和夯實時間，夯實施工由專人監督和檢測，保證填料的壓實度滿足規范和設計要求。

3.4 質量檢測

樁孔中心點的偏差不應超過樁距設計值的5%；樁孔垂直度偏差不應大于1.5%；夯實機械的錘擊次數不能過少；灰土樁施工，決定工程質量的關鍵是樁孔夯填的質量，抽檢數量不應少于樁孔總數的2%。施工中嚴格控制填料量，專人操作并認真監督夯填過程；填料的配合比、最優含水率應符合設計，每批次拌合的灰土均應檢驗。

4 工程實踐中的應用

甘肅省某高速公路建設項目，地處濕陷性黃土覆蓋區，沿線濕陷性黃土主要為第四系全新統濕陷性黃土，厚度一般5～20m左右，土體垂直節理和大孔隙發育，多具有自重濕陷性，濕陷等級多為Ⅱ～Ⅲ級（中等～嚴重）。為降低基底黃土的濕陷性，防止路基產生不均勻沉降，在橋頭填土范圍內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時，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。

經現場抽檢，樁身平均壓實系數大于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 結論

（1）灰土擠密樁與樁間土共同組成復合地基，以承受上部載荷。灰土擠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量，可從施工放樣、成孔成樁、材料控制、灰土夯填等各工藝環節進行控制和保證。

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