灰土挤密桩技术在高速公路工程施工中的应用

郑艳菊　张佑华

【摘要】随着社会经济的不断发展，公路工程已经成为我国基础建设中的一项重要建设项目，灰土挤密桩施工作为高速公路工程施工中的重要内容，其施工技术水平的高低直接关系着工程的整体质量。施工中应对灰土挤密桩施工技术加以重视，才能确保公路工程的质量。本文主要对高速公路工程施工中灰土挤密桩的概况、施工准备、技术应用及质量控制进行了分析与探究。

【关键词】灰土挤密桩技术；高速公路工程；应用；概况；准备工作；质量控制

一、灰土挤密桩的概况

挤密桩（图1）作为公路工程软基处理中的重要方式，一般情况下，广泛应用于湿陷性黄土地区，其操作原理为：选用冲击或振动的方式，向原地基内打入圆柱形钢质桩，随后拔出，确保桩孔形成，并进行回填与夯实施工，通常选用的回填材料包括：素土、灰土、石灰土、水泥土等，确保桩体直径增大，与原地基共同形成复合地基。

灰土挤密桩法是在基础底面形成若干个桩孔，随后填入灰土与分层夯实，进而对地基的承载力或水稳性进行有效提升。灰土桩应遵循一定体积进行石灰与土的拌和，在桩孔内夯实加密并以此成桩，在化学性能方面这种材料具有良好的气硬性和水硬性，因灰内带正电荷钙离子与带负电荷粘土颗粒相互吸附，逐渐产生胶体凝聚作用，同时不断增长灰土龄期，进而达到提升土体固化及土体强度增强的作用。从力学性能方面看，灰土桩主要起到挤密地基的作用，在地基承载力提升的同时，还可以将其湿陷性消除，进而减少沉降量。

二、灰土挤密桩技术在高速公路工程施工中的准备工作

随着社会经济的不断发展，公路工程已经成为我国基础建设中的一项重要建设项目，灰土挤密桩施工作为高速公路工程施工中的重要内容，其施工技术水平的高低直接关系着工程的整体质量。施工中应对灰土挤密桩施工技术的施工准备工作加以重视，才能确保公路工程的质量。

1、遵循灰土桩施工对各种施工材料的质量要求

及依据桩体数量、桩体长度与配合比等条件对施工选用的石灰、粉煤灰与粘性土等材料的数量及质量进行确定，施工企业应选用专人在材料进入施工现场后，及时检查与审核材料数量、质检报告等，避免质量不达标材料进入施工现场，每批材料应严格遵循相关技术指标进行抽样检测，确保符合施工要求后，才能进行施工。

2、施工机械设备应在施工前期进行全方面的彻底质量检测

确保施工过程中施工机械能够正常运作，特别是施工中应用到的冲击成孔机械等，在确保各项机械设备配件齐全的前提下，应做好调试与维护作业，避免机械运作中出现任何意外，造成工期延长与降低工作效率。

3、施工前应进行地基土与桩孔填料击实试验

选用地基原土样进行轻型击实试验，这样可以获得土的最佳含水量与最大干容量，重型击实试验应遵循灰土体积配合比2：8进行，并获得灰土材料的最佳含水量与最大干容重。

三、灰土挤密桩技术在高速公路工程施工中的应用

随着国民经济发展速度的不断提升，在公路工程施工中，只有根据工程施工的具体要求，选择与之相适应的技术，才能更好地提升工程的质量，这也是施工的重点内容。将灰土挤密桩技术应用到高速公路工程施工中，不仅可以缩短施工工期，还可以提高工程质量，并能为高速公路工程经济效益与社会效益的实现提供可靠的保障。

1、测量放样

场地清理工作与整平工作应在施工前进行，如施工场地存在松软路段时，为有利于机械作业，应及时进行处理。在施工前应对基础中线、边线进行测量放样，并准确定位桩孔，同时进行标注。桩孔中心定点施工时可选用钢钎（直径20毫米）向土内插入20厘米的深度，随后将钢钎拔出并进行石灰灌注，以此确定其位置。当地基土质含水量较低时，应将其进行浸水湿润，确保其含水量符合施工要求。

2、灰土拌和

分别过筛土与消解后的石灰，随后遵循灰土体积进行配料拌和施工，一般情况下配合比为2：8，在拌料场进行3遍拌和后，将其运输到孔位附近，夯填施工前应在进行一次拌和作业。

3、成孔施工

按照由外向内的顺序进行成孔施工，相同排桩之间应间隔一个孔进行施工，这样可以防止因振动挤压产生相邻孔缩孔与塌孔。平整场地后，应遵循设计桩位图确定孔位。沉管机就位后，确保沉管尖与桩位相对，将扩桩机架调平，确保桩管的垂直度。因施工现场土质不同其成孔次数也不尽相同，在土质硬度较高又均匀的情况，一次就能符合设计深度，当土质层内存在软弱层时，则需要多次进行施工。当地基具有较大含水量时，拔出桩管后，极易产生缩孔情况，进而导致桩孔深度及孔径不足等问题的出现。应选用超深成孔法对深度不足进行处理，应选用洛阳铲扩孔方式进行孔径不足施工，扩孔后应及时进行石灰土夯填施工。成孔作业完成后必须对桩孔质量进行及时检查，并对缩颈、回淤及渗水等状况进行随时观察，并做好记录。为避免孔内落入土块与杂物，应及时回填夯实成桩孔。

4、桩孔回填与夯实

一般采取就地挖取的纯净黄土与粘性土作为桩孔回填材料，这种材料不能应用于有机质含量8%以上的表层耕土或淤泥质土与杂填土内，这种土质中回填此类材料应进行过筛作业。一般情况下高速公路工程施工中，都会选用偏心轮夹杆式夯实机械作为灰土挤密桩施工的桩孔夯实机械，其夯锤重量为340千克，落距为45厘米，夯击次数为一分钟35到40次，夯锤提升主要依靠摩擦力。通过夯实试验，对每次填料数量与夯击次数进行合理确定。夯实机就位后必须确保其平稳性，夯锤应与桩孔位置对准，并确保其能自由落入孔底。夯填施工前，必须对孔径、孔深等位置进行详细检查，确保符合施工要求进行施工。填料施工前应对孔底夯实，夯击次数一般孔在8到10次以上，确保其深度在30厘米到50厘米以下时，其含水量符合施工要求后，进行分层夯填。遵循相关规定数量指定专人进行均匀填料，不能把送料车向倒料入孔直接倒入。交替进行填料与夯击作业，夯击时应确保其均匀度，当夯击到高于设计标高20到30厘米位置时，停止夯击作业。选用素土轻击方式处理桩顶到地面空档位置，做好桩上灰土垫层后，应及时挖除多出设计桩顶的桩头与松动土层。

四、高速公路工程灰土挤密桩技术的质量控制

随着我国公路工程事业发展速度的不断提升，各类质量问题得到了有效处理。灰土挤密桩施工技术作为高速公路工程施工的重要技术之一，其施工效果是否良好将直接影响到工程施工的整体质量。施工单位必须重视灰土挤密桩施工技术的质量控制，严格按照施工要求进行有效施工，只有这样才能提高公路工程的整体质量，实现其经济效益。

1.基础轴线、临时水准点位置、高程位置等都是桩孔位置检验的重点内容。必须在成孔后及时检验桩孔的质量，并对桩孔间距、孔径、孔深及垂直度进行检查，确保各项指标与施工相关规定（表1）相符合。

同时选用科学有效的检测方法对桩身夯填质量进行有效检验，抽样检测的数量应控制在总桩孔数量的2%以上，选用随机抽样的方式进行。也可以通过小环刀深层取样试验法进行施工，从桩底起每夯填1.5米，人工取出夯实机的偏心轮夹杆，在桩体中心位置利用洛阳铲进行铲孔施工，随后通过带有长杆的小环刀将夯实土样取出，并对其干容重与压实系数进行检测，应确保夯实后灰土桩填料压实系数在0.97以上。

2.在桩间土挤密效果检测中。应在3个桩孔构成的挤密单元内进行重心位置选取施工。将土层1.5米设为一层进行土样取出作业，确保挤密后湿陷性黄土桩间土平均压实度在93%以上。在湿陷性消除效果检测中，可利用室内试验检测桩间土与桩孔内夯实灰土的湿陷系数，确保湿陷系数在0.015以下。

3.在夯实过程中操作人员必须随时观察夯实机的运转情况（夯实机就位是否平稳、夯锤是否在孔中心、夯锤提升高度是否正常、夯錘是否处于自由落体状态、且每次夯击是否夯实、自动回机灰土流量是否正常），保证夯实效果。

五、结束语

综上所述，随着我国公路工程事业发展速度的不断提升，各类质量问题得到了有效处理。灰土挤密桩施工技术作为公路工程施工的重要技术之一，其施工效果是否良好将直接影响到工程施工的整体质量。施工单位必须重视灰土挤密桩施工技术的质量控制，严格按照施工要求进行有效施工，只有这样才能提高公路工程的整体质量，实现其经济效益。

参考文献

[1]张嘉辉.湿陷性黄土地基处理技术在张石高速公路应用研究[D].天津大学，2008.