桥基灰土桩挤密复合地基的施工

尹　恒

摘要：采用复合地基处理桥梁基础湿陷性土地基是可行性，特别是在中、厚层湿陷性土地基处理中，灰土桩复合地基具有处理效果可靠、施工简便、快捷、工程造价低的特点，具有广阔的发展前景，值得大力推广使用。

关键词：灰上桩复合地基湿陷性土承载力

0引言

公路工程中，对于桥基的湿陷性土大多采用灰土垫层法、强夯法和桩基础进行处理。灰土热层法一般的处理厚度为1—2米，不能消除2米以下的湿陷性土的湿陷性，一旦排水系统不完善，2米以下的湿陷性土被湿化，将会发生土湿陷现象，导致上部结构物产生破坏；强夯法限于场地原因和机械能力，所选用的夯击能量较小，有效影响深度较浅，仅能局部消除湿陷性，同时，强夯法受地形条件限制，使其使用范围受到制约；桩基础是使用各种类型的桩(公路工程中主要使用钻(挖)孔混凝土灌注桩)穿透湿陷性土层，把上部结构的荷载通过桩传递到非湿陷性土层上。因此，桩基础起着向深处传递荷载的作用，而不在于消除土体本身的湿陷性。使用桩基础时，对桩周土的例壁摩阻力的取值是关键，特别是湿陷性土的负摩擦力，更为重要。对于此类问题，由于研究的深度不够，往往是凭经验而定，特别是在公路工程中，设计参数取值主要是采用经验法，没有一套完整的理论依据，有时，甚至忽略了湿陷性土的负摩擦力。

设计的技术可行性和经济合理性还有待于深入探讨。鉴于上述原因，采用新的处理方案和理论计算方法处理湿陷性土地区中小型桥梁基础之地基就显得尤为重要。而复合地基正是目前的一种可行方法。在公路工程中，复合地基在软土地基加固中已被大量采用，但在湿陷性土地基处理中则应用较少，这方面的试验研究和工程实践才刚刚起步。因此，借鉴工民建领域处理湿陷性土地基的成功经验并结合土地区中小型公路桥梁基础自身的特点，开展复合地基在湿陷性土桥基中的应用研究是非常必要的。

1挤密灰土桩复合地基的作用性状

挤密灰土桩地基属人工复合地基。灰土桩法是利用成孔时的侧向挤压作用，使桩间土得以挤密；随后将桩孔灰土分层夯填密实，对土的侧向深层挤密加固。其上部荷载由桩体和桩间挤密土共同承担。当桩管沉入土中时，桩孔内的土被强制侧向挤出，桩孔周围一定范围内的土基被压缩、扰动和重塑。沉桩管时，沿桩周土体应力的变化和圆柱形孔洞扩张时所产生的应力变化相似。湿陷性土属非饱和的欠压密土，在塑性状态下易于挤密和成孔，挤密效果也较显著。当土的含水量过低时，土体呈坚硬或半固体状态，沉、拔桩管比较困难，挤压时主体破碎而不易压密：当含水量过高或饱和度过大时，由于挤密引起超孔隙水压力的影响，使土体只能向外围移动，而无法挤密，同时孔壁附近的土因扰动而强度降低，故很容易产生桩孔缩径和回淤等情况。因此，含水量对挤密效果影响很大，如土的含水量接近其最优含水量时，挤密效果最佳。其次，土的原始干密度对挤密范围及效果也有显著的影响，原始干密度小时，挤密有效范围小，效果也差。原始干密度是设计桩间距的基本依据。在多数情况下，凡湿陷性土均可采用挤密成孔，通常，成孔好坏在于土地基的含水量，桩距大小取决于土的干密度。

2桥基灰土桩挤密复合地基设计计算与参数选取

桥基灰土桩挤密复合地基设计处理包括处理地基的宽度和深度两个方面。

2.1处理宽度土桩或灰上桩挤密地基的处理宽度应大于基础底面的宽度，以保证地基的稳定性，防止处理主体发生侧向位移或周围天然上体失去稳定。桥梁地基处理属局部地基处理。局部处理一般用于消除地基的全部或部分湿陷量或用于提高地基的承载力，通常不考虑防渗隔水作用。局部处理时，对非自重湿陷性土、素填土、杂填土等地基，每边超出基础的宽度不应小于0.25b(b为基础短边宽度)，并不应小于0.5m；对自重湿陷性土地基不应小于0.75h，并不应小于1.0m。整片处理用于IlV级自重湿陷性土场地，且处理2/3压缩层或2/3湿陷性土层确有困难的情况，它除为了消除处理土层的湿陷性外，并要求具有防渗隔水的作用。整片处理每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度不宜小于处理土层厚度的1/2，并不应.小于2.0m.对于基础间距较小的情况，为施工方便可采用“满堂”布桩方案，但这时不必按整片处理设计外放宽度。

2.2处理深度对湿陷性土地基，应消除全部或部分湿陷量的不同要求确定土桩或灰土桩挤密地基的深度。消除地基全部湿陷量的处理厚度，应符合下列要求：①在自重湿陷性土场地，不应小于湿陷性土层厚度的2／3，并应控制剩余湿陷量不大于20cm。②在非自重湿陷性土场地，不应小于压缩层厚度的2/3。对于自重湿陷性不敏感、自重湿陷性土层埋藏较深或自重湿陷量较小的土场地，地基的处理深度可根据当地工程经验，按非自重湿陷性土场地考虑。

3施工控制与质量检测

3.1施工控制灰土桩的主要工序包括：施工准备、成孔挤密、桩孔夯填及质量检查等项，质量检查需在各项工序中逐次进行，填料的制备应在夯填施工前完成并及时检查其质量是否合格。

成孔施工顺序宜间隔进行，对大型工程则可分段施工。习惯采用由外向内的施工顺序，有时会出现内排桩施工十分困难的情况，可按情况进行调整。单个桩孔挤密的范围是有限的，一般不会影响到较远的外围上层。在比较松软的场地，施工后期有时会出现地面下沉的情况，其主要原因是多次沉桩振动作用引起的，与施工顺序几乎无关。同时由于反复振动引起地面下沉的范围，一般仅局限在施工场地以内及其边缘处，对挤密地基的质量和环境均无影响。

填夯施工前应进行填夯工艺试验，确定合理的分次填料量和夯击次数。填夯施工应接下列要求进行：夯实机就位后应准确稳定，夯锤与桩孔要相互对中，夯锤应能自由下落到孔底。填夯前应注意清除孔内的杂物或积水，开始填料前先将坑底夯实到发出清脆回声为止，然后开始分层填料夯实。人工填料应按规定的数量和速度均匀填进，不得盲目快填，更不容许用送料车直接倒料科孔。桩孔填夯高度宣超出设计桩项标高20～30cm，所余顶部以上桩孔可用其他土料回填并轻夯至施工地面。为保证填夯质量，应认真控制并记录每一桩孔的填料数量和夯实时间，同时按规定抽查一定数量桩孔的夯实质量。

3.2质量检查施工质量检查的内容包括：桩位、桩孔、挤密效果和填夯质量等项，其中又以填夯质量的检查为重点。质量检查应根据需要在施工过程中或施工结束后分次进行，检查结果应做出记录以备工程验收或进行研究和必要的处理。对重要或大型工程项目，以及在缺乏经验或施工质量问题较多的场地，尚应通过现场载荷试验及其他测试方法，综合检验处理地基的技术效果是否达到设计要求。

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