宋明帥 李雅博

摘 要： 我國(guó)黃土分布范圍較廣，當(dāng)前針對(duì)如何處理濕陷性黃土地基的方式方法越來(lái)越多。DDC樁法作為其中一種處治方法，在公路工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。本文在充分掌握濕陷性黃土特殊性質(zhì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，對(duì)DDC樁的加固機(jī)理及施工工藝進(jìn)行了探討，以期有效消除黃土濕陷性，提高地基承載力，延長(zhǎng)工程使用壽命。

關(guān)鍵詞： 濕陷性黃土地基；DDC樁法；特殊性質(zhì)

自上世紀(jì)80年代“沈大高速”建成以來(lái)，我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)速度越來(lái)越快，公路里程越來(lái)越多，目前我國(guó)已成為全世界高速公路通車?yán)锍套铋L(zhǎng)的國(guó)家。據(jù)《國(guó)家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013-2030）》指出，國(guó)家公路網(wǎng)截至2030年，要求整體規(guī)模達(dá)到40.1萬(wàn)公里，全部地市和20萬(wàn)以上人口城市都要有高速公路，且實(shí)現(xiàn)其通達(dá)性。近年來(lái)，我國(guó)公路交通建設(shè)速度較快，對(duì)我國(guó)交通緊張的現(xiàn)狀起到了緩解作用，且有效提升了我國(guó)的綜合國(guó)家及競(jìng)爭(zhēng)力。但伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的整體提升，及交通量的日益增長(zhǎng)，如何更好地滿足人們的出行需求，如何更好地提高公路建設(shè)質(zhì)量成為了人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。在工程建設(shè)過(guò)程中，往往會(huì)遇到不良地基問(wèn)題，如濕陷性黃土，此類土質(zhì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，在接觸水之后，將呈現(xiàn)出濕陷、軟化的特點(diǎn)。為保證黃土地區(qū)公路建設(shè)的安全性，必須重視濕陷性黃土處理。當(dāng)前常選用灰土樁、水泥土樁、強(qiáng)夯法等進(jìn)行濕陷性黃土地基處理。為滿足施工要求，決定選用DDC樁法進(jìn)行處理。該施工法的應(yīng)用，在濕陷性黃土地基處理中具有良好施工效果。

一、濕陷性黃土的特殊性質(zhì)

粉粒是黃土顆粒構(gòu)成的主要成分，一般含量超過(guò)1/2，在粗細(xì)粉粒含量中，粗粉粒較多。黃土濕陷性是指在自重或附加應(yīng)力和自重同時(shí)作用下，黃土被水浸濕之后，將快速下沉的一種現(xiàn)象。據(jù)相關(guān)研究顯示，當(dāng)黃土內(nèi)含有大量粉粒時(shí)，則其具有較大孔隙比，則其干密度將下降，此時(shí)具有更為顯著的濕陷性。作為一種特殊性土，濕陷性黃土的特殊性質(zhì)主要體現(xiàn)在以下3點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)性

濕陷性黃土是一種以粗粉粒為主體骨架的多孔隙結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較大，相比其他類土，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與強(qiáng)度特性存在明顯區(qū)別。當(dāng)水浸濕土體之后，將嚴(yán)重破壞其結(jié)構(gòu)性，進(jìn)而出現(xiàn)軟化、濕陷等特點(diǎn)。也就是說(shuō)黃土與含水量之間存在密切聯(lián)系，含水量的多少對(duì)此類土的濕陷性影響較大。假設(shè)具有較低含水量的情況下，土的濕陷性較為強(qiáng)烈，此時(shí)具有較高承載力，不斷增加含水量的同時(shí)，土的濕陷性將逐步下降，隨之承載力也逐步減小。同時(shí)，黃土的壓縮性可對(duì)在外荷載影響下黃土地基出現(xiàn)的壓縮變形情況進(jìn)行充分反映。而對(duì)黃土壓縮性起決定性作用的因素包括2點(diǎn)，即密實(shí)度、含水量，為此，3者間的關(guān)系可通過(guò)下表1充分說(shuō)明。

2、欠壓實(shí)性

因地質(zhì)條件較為特別，通常情況下濕陷性黃土沉積過(guò)程極為漫長(zhǎng)。與顆粒間固化強(qiáng)度的增長(zhǎng)速度相比，上覆壓力增長(zhǎng)速度更慢，也就是說(shuō)上覆土重從始至終都在顆粒接觸點(diǎn)間的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以下，黃土顆粒處于較為松散的高孔隙度結(jié)構(gòu)狀態(tài)，并沒(méi)有在上覆荷重影響下，呈現(xiàn)出壓密固結(jié)狀態(tài)，也就是說(shuō)其還處在欠壓密階段，這也是黃土濕陷性產(chǎn)生的必備因素。

3、濕陷性

在濕陷性黃土特性中，濕陷性最為明顯，且重要。在外力、水等作用下，濕陷性黃土結(jié)構(gòu)將被破壞，進(jìn)而影響其強(qiáng)度，在浸水過(guò)程中因此類土具有欠壓密性等特點(diǎn)，將為其下沉提供體積變化條件，也就是說(shuō)，黃土的濕陷性與結(jié)構(gòu)性、欠壓密性之間密切相連。

二、工程概況

某公路工程總長(zhǎng)度為57.6km，沿線多數(shù)為黃土堆積地貌單元，在整個(gè)線路內(nèi)所占比重高達(dá)85%。經(jīng)施工勘查可見，施工現(xiàn)場(chǎng)自重濕陷性黃土的壓縮模量為2～5MPa，黃土自重濕陷系數(shù)200kpa與300kpa平均為0.033、0.046，15m內(nèi)的自重濕陷量分別為34.65cm、47.25cm。本路段施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，且對(duì)路基施工要求極為嚴(yán)格，如何做好路基變形控制已經(jīng)成為路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)。按照相關(guān)施工規(guī)范規(guī)定，要求路基工后沉降必須控制在30mm以內(nèi)，為此，決定選用DDC樁法進(jìn)行濕陷性黃土路段施工。

三、DDC樁加固機(jī)理

孔內(nèi)深層強(qiáng)夯技術(shù)簡(jiǎn)稱DDC，其加固機(jī)理如下，先選取專用設(shè)備進(jìn)行鉆孔施工，隨后將一定量的水泥土分次一層一層地填入孔內(nèi)，隨后選取重力式夯錘進(jìn)行一系列施工的一種工藝。利用此類高壓實(shí)、強(qiáng)擠密夯擊施工法，可最大限度降低黃土濕陷性，達(dá)到地基加固的作用，且能大大提高地基承載力。

四、DDC樁施工工藝

1、試樁

施工前，可利用試驗(yàn)與計(jì)算的方式，對(duì)樁的用料成分、配合比進(jìn)行準(zhǔn)確確定，隨后即可開始試樁。試樁的主要目的是為了進(jìn)行樁徑、樁間距等參數(shù)的確定。并進(jìn)行施工方案的確定。本文以K294+211～K294+360段為例進(jìn)行試樁。

（1）試樁I區(qū)主要內(nèi)容如表2所示。

（2）試樁II區(qū)主要內(nèi)容如表3所示。

通過(guò)分析可見，試樁II區(qū)，在樁間距為90cm，成樁直徑60cm時(shí)，其樁間土擠密系數(shù)最小為0.94，且0.96為平均擠密系數(shù)，此時(shí)與0.93的設(shè)計(jì)要求的最小擠密系數(shù)、與0.95的平均擠密系數(shù)相符，為此，可選用試樁II區(qū)參數(shù)用于指導(dǎo)施工。

2、施工流程

相比其他處理方法，DDC樁法施工并不復(fù)雜，且操作簡(jiǎn)單，具體施工流程如下：

（1）場(chǎng)地清理及平整。在施工前，需清理干凈施工場(chǎng)地，當(dāng)具有較大加固深度時(shí)，如樁錘長(zhǎng)度與施工要求不符，則可先將局部土挖出，隨后實(shí)施沖擴(kuò)處理。

（2）機(jī)械就位。施工機(jī)具應(yīng)與樁位對(duì)準(zhǔn)，可通過(guò)撒白灰的方式進(jìn)行樁位放線，也可選取短鋼釬在樁位進(jìn)行深擊施工，深度可控制在200mm，隨后將白灰撒入，要求做到樁點(diǎn)明顯，易于辨別，且避免出現(xiàn)漏樁情況。

（3）成孔。通過(guò)洛陽(yáng)鏟成孔，在設(shè)計(jì)要求內(nèi)確定孔徑及其深度。按照施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況，成孔可分3種方法完成，分別為：沖擊成孔、填料沖擊成孔及二次復(fù)打成孔。

（4）成樁。通過(guò)柱錘把拌好的填料夯實(shí)，1500kg為夯錘自重，6m為落距，可進(jìn)行10次夯擊。當(dāng)落距在6m以內(nèi)時(shí)，根據(jù)施工情況，可適當(dāng)增加夯擊次數(shù)，一般控制在14次以內(nèi)。按照設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成各個(gè)樁孔夯填施工，隨后選取原槽土對(duì)樁孔進(jìn)行夯封，且在600mm以上控制成樁直徑。

在選擇灰土作為填料時(shí)，要求其質(zhì)量符合施工規(guī)定，顆?？刂圃?mm以內(nèi)，無(wú)雜質(zhì)。在攪拌站完成拌和施工后，即可選取自卸汽車向施工場(chǎng)地運(yùn)送，并按量一層一層地向孔內(nèi)填入。此時(shí)，應(yīng)對(duì)各根樁做好記錄工作，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及處治。

（5）移機(jī)。完成上述施工后，即可移機(jī)向下根樁施工。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在公路施工當(dāng)中，濕陷性黃土問(wèn)題極為常見，選取何種方式處理對(duì)施工更加有效極為關(guān)鍵。DDC樁法的應(yīng)用，不僅能夠提高地基承載力，還具有良好經(jīng)濟(jì)性。但在實(shí)際應(yīng)用中，還應(yīng)對(duì)濕陷性黃土地基所處地質(zhì)、地勢(shì)等條件充分考慮，在施工中靈活應(yīng)用，更好地提高治理效果，提升工程建設(shè)的整體質(zhì)量。

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