灰土挤密桩在湿陷性黄土路基加固中的探索

宋 迎

（三门峡科建工程监理咨询有限公司，河南 三门峡 472000）

1 工程概况

经地质勘查结果显示，按地貌单元划分某公路工程属于黄河南(右)岸Ⅱ级阶地，场地地层上部为第四纪风冲积—洪积碎屑沉积物，主要土质类型为填土、黄土状粉土。通过试坑浸水试验，12cm为自重湿陷量，由此可测得本路段为自重湿陷性黄土地质，且为II级湿陷等级，具有较差的土体物理力学性质。结合当地实际情况，决定采用灰土挤密桩进行湿陷性黄土地基处理。

2 灰土挤密桩加固原理

灰土挤密桩最早产生于前苏联，主要用于黄土地基湿陷性消除方面，到20世纪中期才得到了逐步推广及大量使用。灰土挤密桩是指在地基土上通过冲击进行挤土成孔，随后将灰土夯填到孔内以此成桩。成孔过程中，桩孔位置的土将由侧边不断挤出，进而能够挤密桩附近的土。灰土挤密桩能够充分混合各类比例的熟石灰和土，且利用多种方法向孔内夯入灰土。其加固原理为，其一利用成孔与夯实地基土被挤压成孔，促使桩孔中的土体由侧面挤出，此时压缩、扰动与重塑为桩附近土体的主要状态，如土体挤密到相应程度，即可消除其湿陷性；其二作为一种气硬性胶凝物质，石灰是最常用的一种建筑材料。当充分混合熟石灰和土后，就会出现一系列物理化学反应，进而有硅酸钙等水化物等生成，待其凝结后即可形成具备较高强度的桩体，当桩体与土体（挤密后）相互结合，即可形成复合地基。

3 灰土挤密桩施工准备

1）施工准备。施工相关人员需向各个施工队提供桩位施工平面布置图，并进行拟建施工段施工，以此明确处理范围。桩位施工范围交底、现场放样等工作应由项目部路基工程师负责，在放线施工完成时，需向监理人员及时报告，并做好复核与技术交底工作。

2）桩孔填料。按照路基实际情况及施工技术规范，对桩孔填料加以确定。土料、石灰质量等条件需与灰土垫层相符。一般可选取粉煤灰、电石渣取代灰土垫层的熟化石灰，具体材料如下：

土：就地开挖粘性、塑性指数在4以上粉土可优先选择，要求土内有机质含量必须控制在5%以下。使用前应做好筛除作业，将其粒径控制在15毫米以下，含水量也需与施工要求相符。

石灰：选取超过III级的新鲜块灰，其氧化钙、氧化镁含量越多效果越佳，消解、过筛工作需在使用前1到2天进行，要求其生石灰块粒径必须控制在5毫米以下，不能存有其它杂物。夯实质量应用压实系数则应在0.97以下有效控制。

4 灰土挤密桩施工工艺

1）测量放样。路基施工前期，就要对场地进行平整和清理，在软基路段的施工过程中，为保障施工机械可以顺利的施工，就要把软基处理的工作做好。在测量放样施工的过程中，应该先测量边线和中线，而桩位定位以后也要及时的进行标注。

2）灰土拌和。首先要筛土和消解石灰，其次在根据灰土体积的相关规定进行配料拌和施工，一般情况下配合的标准比例为2：8，拌料场进行3遍拌和以后，要将拌和后的石灰运输到孔位附近，夯填施工以前应该再进行一次拌和作业。

3）成孔施工。桩机安装到位以后，要先调整桩机的位置，确保桩机无误以后，将桩管吊起慢慢地放下桩管，让桩锤以及桩尖能够处于同一条直线上，应避免发生偏差。在桩尖准备入土时，应该先进行低锤轻击，等到桩机入土1米到2米之间，确保各项施工都没有意外以后，再按要求采用锤头重2.5T的履带式灰土打桩机重复冲击土层成孔，孔的深度应为12m，孔径应为40cm。沉管进行夯击时，假如桩管的倾斜度超过1%-5%时，就要先拔出桩管把失误的桩孔填满以后，再重新进行打孔。等每次成功成孔以后要将桩管拔出，对桩尖进行查看是否偏离或者损坏。在施工过程中对于比较重要的部分，制桩的质量与成孔的质量都需要进行严密的控制，必要时也可采取加密桩或短桩措施。在测定沉管贯入度时，要确保锤击无偏离、桩尖无损坏、锤的落距保持在规定之内以及弹性垫层、桩帽也要符合相关的要求才能确保测定沉管贯入度的质量。进行沉管施工时，相关的工作人员要注意，要保证桩机没有发生位移的情况，开始锤击沉管之前先用轻锤慢沉，确保桩管不在会发生偏移，再以平常的速度进行沉管。成孔以后，应该立即检查桩径 深度 空位 垂直度，其中桩孔中心点的偏移应根据相关要求不能超过桩径的0.4倍（16cm），而桩孔垂直度的偏差应小于1.5%。孔径误差是-20mm 深度误差在500mm左右；进行成孔施工的时，先外后是施工的重要规则，同排以内的桩孔间距应为一孔或两孔，并且要及时监测桩孔是否会发生渗水 缩颈的情况发生，并做出相应的现场记录。

4）桩孔回填与夯实。一般情况下会就地挖取纯净黄土和粘性土作为桩孔的回填材料，这一类型的材料不能应用于有机质含量8%以上的表层耕土淤泥质土和杂填土内，这类土质要应用在回填材料中就必须进行过筛作业。而在正常情况下软土路基路面的施工当中，会选择偏心轮夹杆式夯实机作为灰土挤密桩施工的孔桩夯实机械，一般情况下夯锤的重量为340kg，其落距是45cm，夯实的次数是1分钟35-40次，而摩擦力是夯锤提升的依据。只有通过夯实实验，才能对填料的数量与夯击次数进行合体的调配。夯实机在施工之前要保障其平稳性，夯锤和夯孔的位置要确保在同一条直线上，并保证夯锤能自由落入孔底。而在夯填施工以前，要对孔深、孔径等进行细致的监测，要保证符合相关要求以后才能进行施工。在填料施工之前，要对孔底进行夯实，一般情况下夯实的次数在8-10次以上，在保证深度在30cm-50cm以下，含水量符合相关规定以后，进行分层夯填。要遵守相关要求的数量，在指定相关施工人员进行均匀填料，送料车不可以向倒料孔直接倒入。夯实作业与交替进行填料时，应保证匀速夯机，当夯机大于设计标高20cm-30cm时，应暂停夯击作业。应选择素土轻击方式处理桩顶到地面空档位置，做好桩上灰土垫层以后，在及时挖出多于设计桩顶的松动图层和桩头。

5）质量控制措施。第一，夯击施工过程中，桩孔内存在渗水、涌水、积水情况，需及时将水从孔内排出。第二，沉管成孔时，若遇到障碍物，需采取以下方法处理。探查时，可通过洛阳铲，随后将障碍物挖除，也可在其上面或四周进行桩数增加，从而提高局部处理深度，保证质量。当遇到未填实的坑洞时，由于其面积较小，不便挖除，需打通桩并在该范围内增加桩数，也可从结构上采取一定处理方法。第三，夯击过程中，若遇到缩颈、堵塞、成孔难、孔壁坍塌等问题，应根据实际情况，合理采取处理方法。例如，含水量太大，存在严重缩颈问题，可将干砂、生石灰块、碎砖碴等材料填筑于孔内。若含水量太小，需先浸水，保证其满足最佳含水量规定值。

5 结束语

总之，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施工的重要方式，其施工效果是否良好直接影响着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，为国民经济增长提供一份力量。