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摘 要：湿陷性黄土路基主要特征在于受水浸湿后，自身重力加大，在外部荷载共同作用下，极易发生沉降变形，甚至破坏公路结构。为此，本文提出了灰土挤密桩法，并在全面了解其作用原理的基础上，结合具体案例，对其施工技术要点进行了分析与探讨。
关键词：灰土挤密桩;湿陷性黄土路基;工程概况
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2020）08-0000-00
1 灰土挤密桩作用机理
作为一种横向加密土层的地基处理方式，灰土挤密桩法与强夯法等竖向加密处理方法存在很大区别。其作用机理为通过锤击的方式，向土内打入钢管，促使其侧向挤压成孔。随后拔出管，在桩孔内分层回填灰土，并夯实。灰土挤密桩和桩间土可共同构成复合地基，从而承受上部载荷。其特点如下：
第一，相比强夯法等处理方式，灰土挤密桩为横向挤密，可消除地基土湿陷性，提升地基承载力，减少压缩性;
第二，相比换土垫层法，灰土挤密桩开挖、回填量极小，可节约资源、降低成本、缩短工期，且处理深度大;
第三，灰土具有较高强度，相比周围地基土，桩身强度较大，可分担大部分荷载，降低桩间土承受的应力，多适用于地下水位以上、天然含水量12%～25%、厚度5～15 m的新填土、湿陷性黄土等。
2 工程概况
某公路工程沿线多为黄土层，厚度大，呈中等-强湿陷特点，5～10 m为湿陷层厚度范围。为了消除湿陷性，有效提升路基稳定性和地基承载能力，经多方商议，最终决定采用灰土挤密桩处理本路段湿陷性黄土问题，希望能够通过灰土挤密桩施工，消除黄土湿陷性，达到理想的处理效果[1-2]。
3 灰土挤密桩在湿陷性黄土路基中的施工技术要点
3.1 施工准备
施工前期，需做好清表和土方开挖工作，要求开挖至灰土桩设计顶标高处，现场做“三通一平”、根据基础平面图进行轴线、桩位测量与设置。为了保证后期大面积施工质量，可先选取具有代表性的路段作为试验段，从而确定各项施工参数，比如填料分层厚度、夯击次数、灰土拌和量等等。待试验段检验合格后，才能进行大面积施工。
3.2 材料选择
（1）石灰。石灰是灰土挤密桩施工工艺的主要材料，可采取新鲜的生石灰，保证石灰内活性CaO+MgO含量在55%以上，粒径不大于5 mm，含石量小于或等于5%。
（2）土料。按照设计规定，合理选择土料。要求采用塑性指数4.00以上的粉土，其有机质含量不得超过5%，严禁使用粗粒土、膨胀土等。
3.3 测量放样与桩位布设
按照设计要求，将路基边桩、中桩等位置测定出来，并确定各桩位和路中心的间距，并布设路线控制桩。布桩时，要求采用正三角形，钻孔深度控制在30～40cm，φ2.5 cm，并灌入白灰标注及编写桩位号。图1（a）为灰土挤密桩施工现场布点情况，图1（b）为灰土挤密桩布点图。
3.4 成孔
在灰土桩夯实加固地基当中，成孔至关重要，成孔直接的优劣，对夯实效果和地基承载能力影响很大。按照成孔是否取土划分，可将其分为2大类，第一，排土法成孔，又包括2类，即人工法成孔，长螺旋钻机成孔。第二，挤土法成孔，又包括三类，即锤击沉管法、振动沉管法及冲击成孔法。其中适用性最强的为冲击成孔法，基本上不受地下水等因素制约。按照施工要求，灰土挤密桩施工中，可按照“外—内”的顺序进行设置，为了避免振动挤压过程中，相邻孔会出现缩孔、塌孔等问题，同一排当中可间隔1～2孔布设[3]。
3.5 夯实成桩
采用100～300 kg夯锤进行夯实成桩。在夯实过程中，主要施工流程为先连续对孔底处进行8次夯击，待保证地基土密实度满足要求后，按照“一填三夯”的原则进行填筑施工，成桩之后，便可通过振动压路机进行碾压，并进行灰土垫层填筑[4]。
4 灰土挤密桩地基承载力检测与分析
为了检验灰土挤密桩在湿陷性黄土路基加固处理中的应用效果，本文选取MK48+253～MK49+370段的三个测定进行地基承载力检测与分析[5-6]。
（1）加载方式。桩中心应与承载板中心一致，且重合于荷载作用点。将将粗砂等铺设于承载板下方，厚度不得小于5 mm。
（2）分级加载。设8级加载，每次施加荷载相同，相比最大荷载量，每级加载量控制在1/10～1/15之间。
（3）沉降观测。第一，下沉，但未满足稳定状态的情况下，严禁下一级加载。第二，完成各级加载后，观测时间为15 min/次，观测1 h后，则可按照30 min/次。第三，各级加载下沉量，在最后1 h当中，若小于0.1mm，则认为达到稳定状态。第四，当出现承压板附近土凸出，或环状裂隙较为明显时，则可停止试验;或者，总沉降量和承压板直径，或宽度比值（s/d）在0.06以上时，则可停止试验。第五，卸载。按照分级标准一级一级卸载，在此过程中，必须对桩顶回弹量进行记录。待卸载为0时，在前期30 min以内，按照15 min/次进行观测与记录。
（4）检测结果。在本次试验当中，最大试验荷载为234.6 km，通过试验可得：
1）测点1：最终沉降量为12.89 mm，最大回弹量为3.02 mm，承载力特征值>150 kPa;
2）测点2：最终沉降量为7.55 mm，最大回弹量为2.37 mm，承载力特征值>150 kPa;
3）测点3：最终沉降量为6.71 mm，最大回弹量为3.25 mm，承载力特征值>150 kPa。
根据现行规定要求可知，由于三个测点的复合地基承载力特征值均在150Kpa以上，可达到理想的处理效果。
5 结语
综上所述，黄土是一种黄红色、含钙质的粘性土，其特性为渗透性、湿陷性和易崩解性强，不利于路基稳定。受水浸湿后，黄土自身结构将发生变化，强度下降，甚至出现沉降等一系列问题，破坏公路设施，造成严重损失。由于湿陷性黄土的特性将会对黄土地区公路建设质量造成极大影响。为此，本文提出了灰土挤密桩法，希望在全面了解其作用机理的基础上，提出更合理、更科学的处治方案。
参考文献
[1]贾国帅.灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处理中的应用效果分析[J].建设科技.2017（22）：144-145.
[2]边陇超.孙梦青.詹兴吉.灰土挤密桩在处理桥头湿陷性黄土路基中的应用[J].公路交通科技（应用技术版）.2017，13（7）：57-58.
[3]刘泽华.郑彩义.灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处理中的应用[J].民营科技.2017（1）：172-173.
[4]苗雷强，杨佳，刘川，等.灰土挤密桩处理地基湿陷性现场试验研究[J].低温建筑技术， 2018，40（9）：119-121+125.
[5]苏小辉.灰土挤密桩施工质量控制[J].建筑工程技术与设计，2016（21）：1614+1594.
[6]趙建瑞.湿陷性黄土区域灰土挤密桩施工技术[J].山西建筑，2017（30）：80-81.
收稿日期：2020-07-05
作者简介：王水山（1976—），男，河南驻马店人，大专，工程师，研究方向：交通工程。
关键词：灰土挤密桩;湿陷性黄土路基;工程概况
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2020）08-0000-00
1 灰土挤密桩作用机理
作为一种横向加密土层的地基处理方式，灰土挤密桩法与强夯法等竖向加密处理方法存在很大区别。其作用机理为通过锤击的方式，向土内打入钢管，促使其侧向挤压成孔。随后拔出管，在桩孔内分层回填灰土，并夯实。灰土挤密桩和桩间土可共同构成复合地基，从而承受上部载荷。其特点如下：
第一，相比强夯法等处理方式，灰土挤密桩为横向挤密，可消除地基土湿陷性，提升地基承载力，减少压缩性;
第二，相比换土垫层法，灰土挤密桩开挖、回填量极小，可节约资源、降低成本、缩短工期，且处理深度大;
第三，灰土具有较高强度，相比周围地基土，桩身强度较大，可分担大部分荷载，降低桩间土承受的应力，多适用于地下水位以上、天然含水量12%～25%、厚度5～15 m的新填土、湿陷性黄土等。
2 工程概况
某公路工程沿线多为黄土层，厚度大，呈中等-强湿陷特点，5～10 m为湿陷层厚度范围。为了消除湿陷性，有效提升路基稳定性和地基承载能力，经多方商议，最终决定采用灰土挤密桩处理本路段湿陷性黄土问题，希望能够通过灰土挤密桩施工，消除黄土湿陷性，达到理想的处理效果[1-2]。
3 灰土挤密桩在湿陷性黄土路基中的施工技术要点
3.1 施工准备
施工前期，需做好清表和土方开挖工作，要求开挖至灰土桩设计顶标高处，现场做“三通一平”、根据基础平面图进行轴线、桩位测量与设置。为了保证后期大面积施工质量，可先选取具有代表性的路段作为试验段，从而确定各项施工参数，比如填料分层厚度、夯击次数、灰土拌和量等等。待试验段检验合格后，才能进行大面积施工。
3.2 材料选择
（1）石灰。石灰是灰土挤密桩施工工艺的主要材料，可采取新鲜的生石灰，保证石灰内活性CaO+MgO含量在55%以上，粒径不大于5 mm，含石量小于或等于5%。
（2）土料。按照设计规定，合理选择土料。要求采用塑性指数4.00以上的粉土，其有机质含量不得超过5%，严禁使用粗粒土、膨胀土等。
3.3 测量放样与桩位布设
按照设计要求，将路基边桩、中桩等位置测定出来，并确定各桩位和路中心的间距，并布设路线控制桩。布桩时，要求采用正三角形，钻孔深度控制在30～40cm，φ2.5 cm，并灌入白灰标注及编写桩位号。图1（a）为灰土挤密桩施工现场布点情况，图1（b）为灰土挤密桩布点图。
3.4 成孔
在灰土桩夯实加固地基当中，成孔至关重要，成孔直接的优劣，对夯实效果和地基承载能力影响很大。按照成孔是否取土划分，可将其分为2大类，第一，排土法成孔，又包括2类，即人工法成孔，长螺旋钻机成孔。第二，挤土法成孔，又包括三类，即锤击沉管法、振动沉管法及冲击成孔法。其中适用性最强的为冲击成孔法，基本上不受地下水等因素制约。按照施工要求，灰土挤密桩施工中，可按照“外—内”的顺序进行设置，为了避免振动挤压过程中，相邻孔会出现缩孔、塌孔等问题，同一排当中可间隔1～2孔布设[3]。
3.5 夯实成桩
采用100～300 kg夯锤进行夯实成桩。在夯实过程中，主要施工流程为先连续对孔底处进行8次夯击，待保证地基土密实度满足要求后，按照“一填三夯”的原则进行填筑施工，成桩之后，便可通过振动压路机进行碾压，并进行灰土垫层填筑[4]。
4 灰土挤密桩地基承载力检测与分析
为了检验灰土挤密桩在湿陷性黄土路基加固处理中的应用效果，本文选取MK48+253～MK49+370段的三个测定进行地基承载力检测与分析[5-6]。
（1）加载方式。桩中心应与承载板中心一致，且重合于荷载作用点。将将粗砂等铺设于承载板下方，厚度不得小于5 mm。
（2）分级加载。设8级加载，每次施加荷载相同，相比最大荷载量，每级加载量控制在1/10～1/15之间。
（3）沉降观测。第一，下沉，但未满足稳定状态的情况下，严禁下一级加载。第二，完成各级加载后，观测时间为15 min/次，观测1 h后，则可按照30 min/次。第三，各级加载下沉量，在最后1 h当中，若小于0.1mm，则认为达到稳定状态。第四，当出现承压板附近土凸出，或环状裂隙较为明显时，则可停止试验;或者，总沉降量和承压板直径，或宽度比值（s/d）在0.06以上时，则可停止试验。第五，卸载。按照分级标准一级一级卸载，在此过程中，必须对桩顶回弹量进行记录。待卸载为0时，在前期30 min以内，按照15 min/次进行观测与记录。
（4）检测结果。在本次试验当中，最大试验荷载为234.6 km，通过试验可得：
1）测点1：最终沉降量为12.89 mm，最大回弹量为3.02 mm，承载力特征值>150 kPa;
2）测点2：最终沉降量为7.55 mm，最大回弹量为2.37 mm，承载力特征值>150 kPa;
3）测点3：最终沉降量为6.71 mm，最大回弹量为3.25 mm，承载力特征值>150 kPa。
根据现行规定要求可知，由于三个测点的复合地基承载力特征值均在150Kpa以上，可达到理想的处理效果。
5 结语
综上所述，黄土是一种黄红色、含钙质的粘性土，其特性为渗透性、湿陷性和易崩解性强，不利于路基稳定。受水浸湿后，黄土自身结构将发生变化，强度下降，甚至出现沉降等一系列问题，破坏公路设施，造成严重损失。由于湿陷性黄土的特性将会对黄土地区公路建设质量造成极大影响。为此，本文提出了灰土挤密桩法，希望在全面了解其作用机理的基础上，提出更合理、更科学的处治方案。
参考文献
[1]贾国帅.灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处理中的应用效果分析[J].建设科技.2017（22）：144-145.
[2]边陇超.孙梦青.詹兴吉.灰土挤密桩在处理桥头湿陷性黄土路基中的应用[J].公路交通科技（应用技术版）.2017，13（7）：57-58.
[3]刘泽华.郑彩义.灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处理中的应用[J].民营科技.2017（1）：172-173.
[4]苗雷强，杨佳，刘川，等.灰土挤密桩处理地基湿陷性现场试验研究[J].低温建筑技术， 2018，40（9）：119-121+125.
[5]苏小辉.灰土挤密桩施工质量控制[J].建筑工程技术与设计，2016（21）：1614+1594.
[6]趙建瑞.湿陷性黄土区域灰土挤密桩施工技术[J].山西建筑，2017（30）：80-81.
收稿日期：2020-07-05
作者简介：王水山（1976—），男，河南驻马店人，大专，工程师，研究方向：交通工程。