基于公路工程施工中灰土挤密桩技术研究

段小辉+周斌

摘 要：公路建设作为国民经济发展的重要组成部分，在交通建设、经济发展、缩短城乡差距中起着关键性的作用。近年来，随着社会经济发展速度的不断提升对公路工程建设提出新要求，要求通过创新体制、完善政策，进一步提升工程建设力度。灰土挤密桩技术作为公路工程湿陷性黄土路基施工的重要方式，其施工效果是否良好直接影响着高速公路工程的整体质量，为此，施工单位必须重视灰土挤密桩技术的应用，在规范施工工艺的同时，不断改进技术，提高公路建设的整体质量，推动交通经济的高速发展。

关键词：公路工程；灰土挤密桩；特征；施工工艺

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，湿陷性黄土施工作为公路建设中的重要内容，其施工技术水平的高低直接关系着工程的整体质量。湿陷性黄土在自然状态下拥有结构强度高、孔隙大等特点，在正常荷载作用下产生的沉降变形并不大，一旦土体中含水量增大，黄土结构强度遭到大幅减弱，在荷载作用下会迅速发生沉降变形，且由于土体浸水情况不同，湿陷沉降不均匀，对工程建筑具有很大危害性。灰土挤密桩法是处理湿陷性黄土地基的常规方法，规范中要求用此方法处理的地基其承载力特征值不宜大于250kPa。

1 湿陷性黄土的特征

1、湿陷性。当黄土受到自然地表水的侵蚀时，黄土中的易溶盐类溶解，会破坏颗粒间的胶合作用力，从而导致土粒悬浮于水中。当再次沉积时，土粒碰到已沉积的土粒，因两者之间的相互引力大于其重力，土粒会在最初的位置上停留，不再出现下沉现象，从而形成蜂窝状结构，这为水的进一步侵蚀提供了条件，空隙间通过连通和扩展，会导致大孔隙和陷穴的出现。经过外荷载作用，会破坏土体结构，这样会造成大量、剧烈变形现象的发生，大大降低了土体结构的强度，从而产生湿陷性。

2、直立性。湿陷性黄土在天然含水量的状态下具有强度高和压缩性小的特征，可以将垂直边支撑起，天然陡壁多呈近90°的边坡。因此，湿陷性黄土具有直立性的特征。

3、膨缩性。当湿陷性黄土遇到水时，会产生膨胀现象，而干燥后会产生收缩现象，通过多次反复作用，会导致裂纹的形成，然后剥落，这样会对路基的稳定性产生严重地影响。

4、崩解性。当湿陷性黄土浸入水中时，会很快产生崩解现象，这对路基的强度和稳定性会产生较大的影响。

5、难压实。当湿陷性黄土的最大干密度和最佳含水量较高时，就会难以满足碾压密实要求的条件。

6、受含水量影响较大。湿陷性黄土受含水量的影响较敏感。当含水量较小时，易于产生扬尘现象。当含水量大于最佳含水量时，易于产生翻浆现象，而适宜压实的含水量为最佳含水量的+0.5～-2%。

2 公路工程施工中灰土挤密桩施工工艺

1、试桩

在施工前，应先进行成孔、夯填工艺和挤密效果等试验，然后对分层填料的厚度和相应的夯击次数、一次成桩的长度和振动锤功率等进行确定。只有确定试桩各参数后，才可以进行规模施工。主要试验内容：桩间土的标准贯入试验、符合地基荷载试验以及单桩承载力试验。如果一次试验不成功，要对设备进行改装或更换，并对施工方法进行改变，设置两次或多次试桩，直到全部试桩达到施工的要求。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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確定。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。

6、质量检测

（1）在施工前，应对桩尖土进行标准灌入的试验，对各土层强度增长情况进行比较，从而对土层的承载力进行判定。

（2）对于复合地基承载力的检验数量不得低于总桩数的0.3%，不少于3点，而单桩承载力的检验数量不得低于总桩数的2%。

（3）在施工后，应间隔一定的时间进行质量的检验。当空隙水压力消散且间隔时间不少于28天后，方可进行饱和粘性土地基的检测，而粉土、砂土和杂填土地基不得少于7天。

（4）对于桩体现场的检测，其主要内容有：桩径、桩距、桩长和桩体土，可以采用钢卷尺对桩距、桩径进行现场测量，可以采用钻孔取芯方法对桩长、桩体土进行检测，采用人工探井取原状土样法对桩间土进行检测。

3 结束语

综上所述，通过对湿陷性黄土特征和灰土挤密桩施工流程的详细分析，辩证分析了在施工过程各个要点。随着我国经济发展速度的不断加快，公路交通运输事业也随之加快，如何提高公路工程建设质量已经成为当今急需解决的重要问题。灰土挤密桩法在公路湿陷性黄土路基施工中的应用，能够有效增强软土地基的稳定性和承载能力，对于提高公路工程质量发挥着至关重要的作用。

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