黄土填方地基灰土挤密桩处理效果研究

黄土填方地基灰土挤密桩处理效果研究

程传胜

陕西省土地工程建设集团有限责任公司 陕西西安 710000

摘要：在工程建设中，可能会遇到软土地基问题，而灰土挤密桩可以实现地下水位以上黄土、杂填土的加固作用，处理深度在5~15m之间，能够提升地基承载性能、降低压缩变形量、提高稳定性，适用范围非常广。同时，灰土挤密桩施工技术具有设备简单、成本少、效率高、可靠性强等优势，是黄土高原上地基处理的主流技术之一。本文结合工业厂房工程，介绍了灰土挤密桩加固设计方法及施工方案，灰土挤密桩的复合地基荷载试验和桩间土挤密效果试验结果分析表明，灰土挤密桩不仅消除了地基土湿陷性，提高了承载力，而且在其水稳性及均匀性方面也得到了改善。

关键词：黄土填方；地基；灰土挤密桩；处理

引言

湿陷性黄土在我国分布面积较广，尤其是在西北地区。湿陷性黄土的性质是受水浸润后，强度会迅速降低，导致土体结构破坏，继而发生较为显著的沉陷，所以其工程性质较差。在湿陷性黄土地段施工更需注意其湿陷性的消除，保证施工质量及安全。灰土挤密桩在处理软弱地基方面由于施工简单，工期短，质量易保证，造价低等特点被越来越广泛的运用。灰土桩与挤密土组成的复合地基，除了消除其湿陷性外，还提高了地基的承载力，减小其变形，改善了黄土地基的工程特性。本文结合工业厂房地基处理实际，探讨灰土挤密桩在湿陷性黄土地区地基处理中的应用。

1灰土挤密桩工作原理

对于灰土挤密桩来说，是将石灰与水按照比例形成的填料注入桩孔并进行加密夯实而形成的，因此在整个灰土挤密桩施工的过程中，钻孔和填料两个环节能够实现对地基土体进行两次挤密加固的作用。当灰土挤密桩成形之后，水分会不断渗入，而石灰和水这两种成分就会不断发生相应的化学反应，这些化学反应会出现一定的膨胀、放热、离子交换、碳化等情况，使最终形成的桩体能够对桩周土形成第二次的侧向挤密作用，实现桩间土孔隙的不断减小。在不断应用灰土挤密桩的过程中，随着时间的增加，桩体凝固成形的状态也在不断提高，进而使得土体整个的强度会不断增加，这时就会形成一个灰土挤密桩与桩间土共同组成的地基，从而使二者共同承担土体上方的载荷。在最终形成的灰土挤密桩与湿陷性黄土共同组成的地基中，由于灰土挤密桩所占的比例较高，从而使其能够承受较高强度的载荷，相应的变形模量也比湿陷性黄土要高很多，这样就会使相应的载荷施加外力时能够有效的防止失陷变形以及压缩变形缝不利因素。除此之外，灰土挤密桩会对湿陷性黄土进行侧向的挤压，这就相对降低了湿陷性黄土在侧方向上的位移，使整个湿陷性黄土土体只产生竖直方向的压力，这样一来就会显著提高湿陷性黄土土体承受载荷的能力，消除湿陷性黄土的缺点，使其在均匀发生沉降的过程中不断减小，实现工程地基挤密的目的。

2灰土挤密桩的影响因素

2.1含水量

对于应用到湿陷性黄土中的灰土挤密桩来说，天然含水量是影响其使用效果的因素之一。如果湿陷性黄土的天然含水量过高时，灰土挤密桩施工过程当中的挤压环节就会造成超孔隙水压力的情况，这时湿陷性黄土是难以被挤压致密的，并且这种情况还会伴随着缩颈或者塌孔等风险，是不利于发挥灰土挤密桩实际价值的;当湿陷性黄土本身的天然含水量偏低时，在进行挤压环节时由于湿陷性黄土含水量较低而呈现出土体坚硬的原因，就会导致挤密区变小，桩身回落土较多，使得整个灰土挤密桩达不到理想的效果。由此可见，对于灰土挤密桩的应用需要湿陷性黄土达到理想的天然含水量的要求，在理想的天然含水量状态下，湿陷性黄土处于一个塑性的状态，从而使得挤压效果达到最佳，有利于灰土挤密桩作用的发挥。

2.2土体干密度和均匀性

对于湿陷性黄土本身的天然干密度来说，如果这个值太小就会影响灰土挤密桩施工环节的挤密范围，从而使得挤密效果降低;反之，如果天然干密度越高，就会增加相应的挤密范围，提高挤密效果。除此之外，湿陷性黄土本身的土质均匀性也会影响挤密范围，因此也是影响灰土挤密桩效果的因素。

3黄土填方地基灰土挤密桩处理措施

3.1施工前的准备

（1）在灰土挤密桩技术施工之前，需要选定具有代表性的施工段落进行技术施工试验，从试验段中确定各项施工参数，并且需要对试验桩检测复合地基的承载力，是否满足高速公路工程的需求。同时，需要对含水率较大的（如大于塑限含水率）应特别关注缩孔的问题，因缩孔影响桩长和桩径时，应当立即与工程设计单位进行协商，并且进行解决，避免对工程施工质量造成不必要的影响。（2）需要确定主要的施工人员，例如：打桩、焊工、填料工、施工设备后期维护人员等方面，并且在施工之前需要进行全员培训，以及施工技术交底，从而确保施工技术落实的准确性。（3）在施工之前，需要对施工地表进行清除，并且平整场地、清除障碍物，施工场地范围内地下构造进行标记。同时，需要针对施工现场进行测量放线，并且设定控制轴线，以及打桩场地变现和标识，这样可以为灰土挤密桩技术施工工序的展开，提供相对便利的条件。（4）需要根据工程设计方案进行测放桩位，一般情况下，桩位是用钢钎打入20cm深后灌入白灰，或直接用钢尺拉出点位后用白灰点出桩位，以此为施工质量的提升，提供基础性的保障。

3.2处理过程

首先需要根据相应的工程图纸对灰土挤密桩的桩孔进行预先处理，并且需要对孔周围场地进行相应的平整处理，做好排水系统的组织，在一些设备或者电源等需要进行防水的位置应当做好防水措施，这样能够有效防止施工过程中不安全因素的影响。然后是对测量放样进行相应的准备，并将每一个灰土挤密桩的桩位进行相应的设定，在对这些桩位进行标记时可以在每一个桩位点上用白灰做上标识，并做好这些桩位点的编号。其次是需要在开展灰土挤密桩施工之前准备好原材料，例如生石灰、土、水等，再严格按照科学合理的配制比例进行原料的添加和拌合，在拌合时一般是通过现场搅拌的方式进行，直到桩料本身的含水量达到最佳的状态并且料的颜色变得均匀一致时才能够投入使用，配制搅拌完成的桩料是不允许隔日再用的，因此需要在当天就应该把桩料用完。最后是成孔环节，在安装好灰土挤密桩的桩机之后，需要对桩架和桩位进行相应的复检，从而保证后续成孔环节的顺利性，在完成机械设备检查和桩架桩位的检查以及调整之后才能开展成孔的施工。

3.3处理质量把控

首先是对于灰土挤密桩处理过程中的成孔环节，这个环节主要采取的方式是锤击沉管法，在其应用到成孔环节之前需要开展相应的试验，例如夯填工艺、挤密、成孔效果等，这样才能有利于将锤击沉管法当中的夯实次数等数据进行确定，并能够测得湿陷性黄土在夯实后的干密度，有利于锤击沉管法的有效实施。除此之外，还应当对湿陷性黄土进行含水量的监测，当含水量低于某个特定值时就需要采取相应的措施控制含水量。然后是控制灰土挤密桩桩孔的中心距和垂直度，防止出现相信的偏差，导致灰土挤密桩处理湿陷性黄土的过程出现问题。最后是在注入桩料之前需要对桩孔底部进行严格的夯实处理，同时需要严格按照先外排后内排的方式，确保处理过程不会出现由于挤压或者振动而导致相邻的桩孔出现塌陷或者缩孔等问题。

结束语

工业厂房经灰土挤密桩处理后，桩间土平均挤密系数均满足珔ηdmin≥0．93设计要求。桩长深度范围内，桩间土的自重湿陷性及湿陷性已全部消除，满足规范及设计要求。同时，灰土挤密桩在处理软弱土地基方面由于施工简单，工期短，质量易保证，造价低，具有较好的应用价值。

参考文献

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