灰土擠密樁在公路濕陷性黃土路基中的應用與分析

摘? 要：濕陷性黃土路基主要特征在于受水浸濕后，自身重力加大，在外部荷載共同作用下，極易發生沉降變形，甚至破壞公路結構。為此，本文提出了灰土擠密樁法，并在全面了解其作用原理的基礎上，結合具體案例，對其施工技術要點進行了分析與探討。

關鍵詞：灰土擠密樁;濕陷性黃土路基;工程概況

中圖分類號：U416.1? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2020）08-0000-00

1 灰土擠密樁作用機理

作為一種橫向加密土層的地基處理方式，灰土擠密樁法與強夯法等豎向加密處理方法存在很大區別。其作用機理為通過錘擊的方式，向土內打入鋼管，促使其側向擠壓成孔。隨后拔出管，在樁孔內分層回填灰土，并夯實?；彝翑D密樁和樁間土可共同構成復合地基，從而承受上部載荷。其特點如下：

第一，相比強夯法等處理方式，灰土擠密樁為橫向擠密，可消除地基土濕陷性，提升地基承載力，減少壓縮性;

第二，相比換土墊層法，灰土擠密樁開挖、回填量極小，可節約資源、降低成本、縮短工期，且處理深度大;

第三，灰土具有較高強度，相比周圍地基土，樁身強度較大，可分擔大部分荷載，降低樁間土承受的應力，多適用于地下水位以上、天然含水量12%～25%、厚度5～15 m的新填土、濕陷性黃土等。

2 工程概況

某公路工程沿線多為黃土層，厚度大，呈中等-強濕陷特點，5～10 m為濕陷層厚度范圍。為了消除濕陷性，有效提升路基穩定性和地基承載能力，經多方商議，最終決定采用灰土擠密樁處理本路段濕陷性黃土問題，希望能夠通過灰土擠密樁施工，消除黃土濕陷性，達到理想的處理效果[1-2]。

3 灰土擠密樁在濕陷性黃土路基中的施工技術要點

3.1 施工準備

施工前期，需做好清表和土方開挖工作，要求開挖至灰土樁設計頂標高處，現場做“三通一平”、根據基礎平面圖進行軸線、樁位測量與設置。為了保證后期大面積施工質量，可先選取具有代表性的路段作為試驗段，從而確定各項施工參數，比如填料分層厚度、夯擊次數、灰土拌和量等等。待試驗段檢驗合格后，才能進行大面積施工。

3.2 材料選擇

（1）石灰。石灰是灰土擠密樁施工工藝的主要材料，可采取新鮮的生石灰，保證石灰內活性CaO+MgO含量在55%以上，粒徑不大于5 mm，含石量小于或等于5%。

（2）土料。按照設計規定，合理選擇土料。要求采用塑性指數4.00以上的粉土，其有機質含量不得超過5%，嚴禁使用粗粒土、膨脹土等。

3.3 測量放樣與樁位布設

按照設計要求，將路基邊樁、中樁等位置測定出來，并確定各樁位和路中心的間距，并布設路線控制樁。布樁時，要求采用正三角形，鉆孔深度控制在30～40cm，φ2.5 cm，并灌入白灰標注及編寫樁位號。圖1（a）為灰土擠密樁施工現場布點情況，圖1（b）為灰土擠密樁布點圖。

3.4 成孔

在灰土樁夯實加固地基當中，成孔至關重要，成孔直接的優劣，對夯實效果和地基承載能力影響很大。按照成孔是否取土劃分，可將其分為2大類，第一，排土法成孔，又包括2類，即人工法成孔，長螺旋鉆機成孔。第二，擠土法成孔，又包括三類，即錘擊沉管法、振動沉管法及沖擊成孔法。其中適用性最強的為沖擊成孔法，基本上不受地下水等因素制約。按照施工要求，灰土擠密樁施工中，可按照“外—內”的順序進行設置，為了避免振動擠壓過程中，相鄰孔會出現縮孔、塌孔等問題，同一排當中可間隔1～2孔布設[3]。

3.5 夯實成樁

采用100～300 kg夯錘進行夯實成樁。在夯實過程中，主要施工流程為先連續對孔底處進行8次夯擊，待保證地基土密實度滿足要求后，按照“一填三夯”的原則進行填筑施工，成樁之后，便可通過振動壓路機進行碾壓，并進行灰土墊層填筑[4]。

4 灰土擠密樁地基承載力檢測與分析

為了檢驗灰土擠密樁在濕陷性黃土路基加固處理中的應用效果，本文選取MK48+253～MK49+370段的三個測定進行地基承載力檢測與分析[5-6]。

（1）加載方式。樁中心應與承載板中心一致，且重合于荷載作用點。將將粗砂等鋪設于承載板下方，厚度不得小于5 mm。

（2）分級加載。設8級加載，每次施加荷載相同，相比最大荷載量，每級加載量控制在1/10～1/15之間。

（3）沉降觀測。第一，下沉，但未滿足穩定狀態的情況下，嚴禁下一級加載。第二，完成各級加載后，觀測時間為15 min/次，觀測1 h后，則可按照30 min/次。第三，各級加載下沉量，在最后1 h當中，若小于0.1mm，則認為達到穩定狀態。第四，當出現承壓板附近土凸出，或環狀裂隙較為明顯時，則可停止試驗;或者，總沉降量和承壓板直徑，或寬度比值（s/d）在0.06以上時，則可停止試驗。第五，卸載。按照分級標準一級一級卸載，在此過程中，必須對樁頂回彈量進行記錄。待卸載為0時，在前期30 min以內，按照15 min/次進行觀測與記錄。

（4）檢測結果。在本次試驗當中，最大試驗荷載為234.6 km，通過試驗可得：

1）測點1：最終沉降量為12.89 mm，最大回彈量為3.02 mm，承載力特征值>150 kPa;

2）測點2：最終沉降量為7.55 mm，最大回彈量為2.37 mm，承載力特征值>150 kPa;

3）測點3：最終沉降量為6.71 mm，最大回彈量為3.25 mm，承載力特征值>150 kPa。

根據現行規定要求可知，由于三個測點的復合地基承載力特征值均在150Kpa以上，可達到理想的處理效果。

5 結語

綜上所述，黃土是一種黃紅色、含鈣質的粘性土，其特性為滲透性、濕陷性和易崩解性強，不利于路基穩定。受水浸濕后，黃土自身結構將發生變化，強度下降，甚至出現沉降等一系列問題，破壞公路設施，造成嚴重損失。由于濕陷性黃土的特性將會對黃土地區公路建設質量造成極大影響。為此，本文提出了灰土擠密樁法，希望在全面了解其作用機理的基礎上，提出更合理、更科學的處治方案。

參考文獻

[1]賈國帥.灰土擠密樁在濕陷性黃土路基處理中的應用效果分析[J].建設科技.2017（22）：144-145.

[2]邊隴超.孫夢青.詹興吉.灰土擠密樁在處理橋頭濕陷性黃土路基中的應用[J].公路交通科技（應用技術版）.2017，13（7）：57-58.

[3]劉澤華.鄭彩義.灰土擠密樁在濕陷性黃土路基處理中的應用[J].民營科技.2017（1）：172-173.

[4]苗雷強，楊佳，劉川，等.灰土擠密樁處理地基濕陷性現場試驗研究[J].低溫建筑技術， 2018，40（9）：119-121+125.

[5]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.

[6]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.

收稿日期：2020-07-05

作者簡介：王水山（1976—），男，河南駐馬店人，大專，工程師，研究方向：交通工程。