吳政軒

摘要：本文在了解濕陷性黃土濕陷機理的基礎上，介紹了濕陷性黃土常見處理方法，并結(jié)合具體工程案例，對公路濕陷性黃土施工中灰土擠密樁施工工藝進行了分析與探究。

關鍵詞：灰土擠密樁;濕陷性黃土;加固原理

一、濕陷性黃土的濕陷機理

濕陷性黃土的物質(zhì)組成以粒徑大于0.005mm的粉粒含量為主，起著骨架顆粒的作用，由于黃土是在干旱半干旱的氣候條件下堆積，骨架顆粒間的干摩擦力阻礙顆粒緊密排列，而造成大量的架空孔隙，這些物質(zhì)主要為粘土礦物，陪伴氧化物及碳酸鈣，使顆粒間產(chǎn)生一定的連結(jié)強度，黃土具有一定的孔隙水，它們主要集聚在顆粒連結(jié)處呈現(xiàn)出不連續(xù)分布。黃土在外部荷載作用時，由于濕陷性黃土特殊的支架大孔結(jié)構(gòu)，并且其顆粒成分非常的不均勻，即使在均勻的外力作用下土骨架中所受到的應力也是不均勻的，而是在土顆粒的膠結(jié)物上發(fā)生應力集中。在水的作用下骨架顆粒間的非抗水膠結(jié)物本身發(fā)生了軟化，連結(jié)強度減弱，在應力集中的情況下，就更容易發(fā)生破壞，當殘留的連結(jié)強度抵抗不了使顆粒移動的外力時，部分抗水膠結(jié)也被破壞，粒間接觸處發(fā)生斷裂，黃土的粒狀架空結(jié)構(gòu)體系崩潰，導致了黃土的濕陷。這就是黃土在外部荷載作用下的變形過程。

二、濕陷性黃土常見處理方法

（一）墊層法

墊層法也被稱為墊層置換法，主要就是通過開挖的方式將地基底部以下的濕陷性黃土范圍之內(nèi)的所有軟土部分或者全部挖出，并且置換成為壓縮性比較小的砂、碎石、灰土、素土、粉煤灰、石灰粉煤灰、干渣等，這些置換的材料沒有侵蝕性，并且經(jīng)過振實、碾壓之后就可以作為地基的持力層。對于建構(gòu)筑物而言，在其中可能存在較多的震動設備，會產(chǎn)生附加的震動荷載，因此，墊層法是較為安全和較好處理效果的濕陷性黃土地基處理方法。

（二）復合地基

復合地基主要指的是多種深層加固方法通過樁和被擠密的樁間土構(gòu)成的地基。和天然地基處理不同，也不屬于一般的樁基，而是屬于一種特殊的復合地基。一般主要可以分為幾下幾種類型：根據(jù)樁所用材料不同主要可以分為碎石樁和石灰樁等;按樁強度主要可以分為有柔性樁、半剛性半柔性樁（主要指水泥樁）和剛性樁（主要指鋼筋混凝土預制樁）。

（三）擠密樁

擠密樁是一種人工復合地基，其本身屬于一種深層地基加固方法。主要就是利用沉管在地基當中形成樁孔，然后在樁孔內(nèi)部填夯水泥石灰、灰土、粉煤灰、素土等材料，通過擠密的方式來加固地基。這種樁對于濕陷性黃土也有較好的處理效果，并且通過以土治土、就地取材可以有效縮短工期，整個施工的費用也較低，可以消除濕陷性黃土淺層以及深層部分或全部濕陷性。其中灰土樁和石灰粉煤灰樁可以運用在地下水位以上，處理深度大約為5-15m，含水量介于14%-23%的濕陷性黃土地基。如果主要目的是為了消除地基濕陷性，一般主要采用土樁;如果是為了消除濕陷性，降低壓縮性，提高承載力，一般采用灰土擠密樁。

三、工程概況

某公路工程全長34.2km，其中DIK1366+470+608段路基主要以填方為主，分布有濕陷性黃土，具自重濕陷性，濕陷土層厚度約15m，濕陷等級Ⅲ級。故采用灰土擠密樁進行地基處理，共設計2506孔，樁長26342m，樁徑0.4m，樁間距0.9m，梅花型布置。

四、灰土擠密樁在公路濕陷性黃土中的應用

（一）施工準備

在灰土擠密樁正式施工前，首先要對當?shù)氐牡匦?、地貌及地質(zhì)情況進行現(xiàn)場勘測，準確了解當?shù)赝寥澜Y(jié)構(gòu)成分、土壤含水量及近年來的降水規(guī)律，為制定濕陷性黃土處理方案提供依據(jù)。其次檢查施工設備及人員。對施工過程中所用的各種機械設備進行檢查和調(diào)試，對檢查出的各種問題和不足要及時進行維修和更換，確保設備性能良好能正常發(fā)揮作用。施工人員要熟悉施工流程及具備專業(yè)的操作技術(shù)，明白施工中的重點部位及注意事項，嚴格按照施工方案規(guī)范操作，確保施工過程的安全高效進行。再次以施工圖紙為指導，嚴格按照施工流程做好地面平整、測量放樣、樁位布點設置、施工材料準備、成孔、夯實等各項工作。并根據(jù)施工具體情況靈活應對各種問題和不足，灰土樁成樁之后要對施工質(zhì)量和成樁效果進行檢測，確保灰土擠密樁施工效果能真正實現(xiàn)對濕陷性黃土地基加固的作用，為高速公路工程提供強有力的基礎。

（二）施工材料

灰土樁的材料主要是石灰與黃土的混合物，即石灰土。石灰要事先進行消解變成熟石灰，然后與黃土按照一定的比例進行拌和。在拌和之前要確保石灰與黃土純凈無雜質(zhì)，通過過篩的方式來實現(xiàn)石灰與黃土顆粒直徑及純凈程度的控制。混合料的含水量要根據(jù)拌和用土和石灰的標準實驗確定，拌和過程中嚴格控制，確?；旌狭系暮糠匣彝翗兜氖┕ば枰?。

（三）灰土擠密樁施工

首先要對施工場地進行平整處理，根據(jù)樁孔平面布置圖以及樁位圖，對施工段進行測量放樣確定出樁位的準確位置，做好標志并編制樁號。對照施工圖紙檢查樁位、樁距及平面布局，確保樁體布置符合施工要求，同時要做好相應的文字記錄。具體施工前，要做好施工材料、設備和人員的準備工作，并提前做好石灰、樁間土、夯填土的最大干密度檢測。土料宜采用天然的黃土，控制好土料的顆粒直徑、有機質(zhì)含量;生石灰塊要用水進行消解處理。石灰土要進行現(xiàn)場拌和，拌和過程中要確保石灰和土料的充分融合，并且要即拌即用，確保石灰土的最佳含水量。嚴禁使用停留時間過長的拌和土，以免因其質(zhì)量下降影響樁體質(zhì)量。樁機安裝并且檢查調(diào)試成功后，即可進入正式成孔階段。施工過程中要保證樁管、樁尖、樁錘始終處于同一垂線上，利用樁錘向下的擊打力將套管壓入土層中。

（四）成樁

對樁機進行安裝和調(diào)試后，在保證樁機安裝位置合理且平整的基礎上，對樁位和樁架進行檢查，在完成上述工作后進入成孔操作工序。在施工過程中，要對照施工圖紙對樁徑、樁體長度、樁體的垂直度及樁位偏差進行監(jiān)測，并將測量數(shù)據(jù)做好記錄，為進行樁體質(zhì)量的分析工作提供數(shù)據(jù)參考。一旦在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)沉管速度、樁體直徑發(fā)生變化時，要及時拔出套管進行檢查，迅速上報給相關部門作出處理，以此確保成樁質(zhì)量。在夯實成樁過程中，首先要由操作人員根據(jù)事先確定的下料參數(shù)進行試驗，根據(jù)壓實度的要求得出石灰土的夯填高度值、夯擊次數(shù)等。在夯填過程中，夯機工作效率要與樁機工作效率相適應，以免因間隔時間過長引發(fā)樁體質(zhì)量缺陷。

五、結(jié)束語

綜上所述，近年來，灰土擠密樁在處理軟弱地基方面，因其施工速度快，造價低廉，施工設備簡單，技術(shù)可靠，大量使用工業(yè)廢料，社會效益好和承載能力提高較快等特點，已日益成為經(jīng)濟有效的地基處理方法之一。而對于濕陷性黃土來說，除了消除其濕陷性外，灰土樁還與擠密土一起構(gòu)成復合地基，提高地基強度，減小地基變形，改善黃土地基的工程特性。

參考文獻：

[1]李秉文.灰土擠密樁在高速公路濕陷性黃土地基中的應用[J].江西建材，2015（1）：29-30.