郭兆翔 戴本良 刘婷婷 徐志军
DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2018.29.040
湿陷性黄土桥头路段中的灰土挤密桩施工工艺①
郭兆翔 戴本良 刘婷婷 徐志军
（河南工业大学土木建筑学院 河南郑州 450001）
摘 要：目前，在湿陷性黄土地区灰土挤密桩是最常见的地基处理措施。本文结合国道310三门峡西至豫陕界段南移新建工程，详细阐述了一种路基填土较高且沉降不满足要求的桥头路段中的灰土挤密桩施工工艺，本文的灰土挤密桩施工工艺可为类似工况提供参考。
关键词：湿陷性黄土 桥头路段 路基填土较高 灰土挤密桩 施工
中图分类号：TV22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（b）-0040-02
Abstract：At present， lime-soil compaction pile is the most common ground treatment measure in collapsible loess area. Combined with the newly built project of the section of National Road 310 from Sanmenxia to Yu-Shan to the south， this paper expounds in detail the construction technology of lime-soil compaction pile in the section of Qiaotou road with high subgrade fill and its settlement does not meet the requirements. The construction technology of lime-soil compaction pile in this paper can provide reference for similar working conditions.
Key Words：Collapsible loess； Qiaotou road section； Higher subgrade fill； Lime-soil compaction pile； Construction
我國黄土地区中湿陷性黄土占有很大的比例，随着我国道桥的快速发展，在湿陷性黄土地区干线道路的建设显得尤为重要。湿陷性黄土是指黄土在受上覆盖土其自身重力或者相应应力的作用下，由于水分侵蚀造成结构迅速破坏瓦解的黄土[1]。湿陷性黄土属于软弱地基土，在此土体上若有较大的荷载，则会产生不均沉降并对路基造成破坏。针对这种情况常用灰土挤密桩法来改良土壤结构性质。
灰土挤密桩的原理是利用沉管、爆炸、冲击等方法在地基中挤土， 形成桩孔， 然后向孔内夯填素土或灰土[2]，使桩间产生横向挤密作用， 以此来消除土的湿陷性，并提高土的承载能力。
本文以国道310三门峡西至豫陕界段南移新建工程，来详细阐述了一种湿陷性黄土地区桥头路段中的灰土挤密桩施工工艺，并解决了因路基填土较高引起的不均匀沉降问题。
1 工程概况
在国道310三门峡西至豫陕界段南移新建工程K97+551.26-ZK116953.225（YK16+951.896）路段，工程设计填土较高且沉降不满足要求的桥头路段采用灰土挤密桩地基处理措施，梅花形布置，灰土挤密桩桩径采用300mm，桩间距一般为0.9～1.1m，桩长为10m、13m两种，处理长度为3倍桥头路基填高+20m过渡段，工程施工路段土质主要以黄土状粉土为主，局部路段夹粉细砂，呈松散状，承载力低；黄土湿陷等级为Ⅲ级湿陷。
2 灰土挤密桩施工
2.1 施工准备
（1）桩径D：30cm；桩深h：10m和13m两种；（2）灰土配比：3∶7（体积比）；（3）间距：0.9m和1.1m两种，呈梅花型布置；4）成孔及夯实所需机械设备；（5）材料要求：土料选用粉质黏土，土中有机质含量 不应超过5%，石灰选用消石灰或生石灰粉，粒径不应大于2.36mm。施工工艺流程如图1所示。
2.2 施工步骤
步骤一：场地平整。使用挖掘机械开挖至桩施工顶面0.3m，采用人工清底整平，平整时需设置纵坡，纵坡沿结构物相邻台后方向设置其坡度为3%，平整时及时对土基自然含水率进行检测，必须保证检测的准确性。
步骤二：灰土挤密桩孔位及检查点设置。在准确桩位撒上石灰粉并按要求隔孔编号，标记后立即使用钢钎向下打孔，深度为0.3m以上。
步骤三：钻孔施工。采用隔排隔桩跳打的方法，施工前先对桩进行编号，然后确定成孔顺序，施工顺序为从两边向中间。保证成孔孔深不小于设计要求，其垂直度控制在1.5%之内。
步骤四：拌料回填。灰土挤密桩采用石灰改良土，其体积比为3∶7，施工前应先将夯填土和石灰送至试验室做原材料试验及击实试验，求得最大干容量和最优含水率；每天施工前核定土的含水率是否为合理值，以保证拌和后灰土的含水率接近最佳含水率。
步骤五：桩基挤密夯实。采用液压夯实机，锤底面积不宜过大，夯锤直径宜采用20～30cm。施工前应注意提前清除孔内的杂物及积水，清除后需先将孔底夯实，并检查其密实度是否合格，检查合格后进行填料，施工时应分层夯筑，夯击次数及分层层数由成桩试验确定。桩身压实系数≥0.97，桩间土的平均压实系数≥0.93。每层投料量由试验确定且不得大于试验值，每层的夯击次数必须大于试验确定的次数，不能因加快施工速度而进行快填，更不允许使用送料车直接倒料入孔。夯锤的落距需大于50cm，并观察夯锤下落接触夯层的瞬间是否有力。每层应及时检查灰土的密实度并做好记录，填料、夯击交替进行，均匀夯击至设计标高以上20～30cm时为止。
步骤六：成桩验收。桩中心距允许偏差±100mm，抽查桩数3%；桩径不小于30cm，抽查桩数3%；桩长不小于设计值；竖直度允许偏差1.5%，抽查桩数3%；复合地基承载力不小于2倍天然地基承载力，并不大于250kPa，抽查成桩数的0.2%，并不少于3根；桩间土的平均压实系数≥0.93；桩身填料的平均压实系数≥0.93。
上述湿陷性黄土地区灰土挤密桩施工技术方案中若出现缩孔或塌孔、挤密效果差现象时，通过检查地基土的含水量并进行一下处理：当含水量过大时，应采用套管成孔，若成孔后发现桩孔缩颈较严重，需在孔内填入干散沙土、生石灰块或砖渣，稍停一段时间再将桩管沉入土中；当含水量过小时，钻孔前应先浸湿加固范围的土层，使之达到或接近最佳含水量。
3 结语
本文结合国道310三门峡西至豫陕界段南移新建工程介绍了一种灰土挤密桩施工工艺，此灰土挤密桩施工工艺很好的解决了湿陷性黄土地区桥头路段中因路基填土高度较高引起的不均匀沉降问题，并很好地消除了黄土的湿陷性，提高了路基的稳定性，并保证了本段公路的安全使用。
参考文献
[1]李琳.湿陷性黄土性质分析与地基处理方法研究[J].住宅与房地产，2016（12）：132.
[2]孙昭，范冠先.浅析灰土挤密桩的地基加固原理及其在湿陷性黄土地区的工程应用[J].江西建材，2015（19）：54-55.
