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摘 要：灰土挤密桩施工技术在湿陷性黄土地基处理中的应用有效提升了地基强度，改善了地基特性，为工程施工建设起到了十分重要的影响。为此，本文在阐述灰土挤密桩施工技术原理和作用的基础上，以具体工程实例分析湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩的应用效果，旨在能够为灰土挤密桩施工技术在湿陷性黄土地基处理中的更好应用提供重要参考支持。
关键词：湿陷性黄土路基；灰土挤密桩；应用
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0210-02
在我国，湿陷性黄土广泛的分布在西北、华北等地区，由于湿陷性黄土具有较大的孔隙率和较小的干密度，在浸水之后，自重压力加大，在此作用下工程地基会出现湿陷变形，严重危害了建筑物的安全。在建筑施工领域的不断发展下，灰土挤密桩技术在处理软弱地基方面得到了广泛应用，并取得了良好的经效益和社会效益。为此，文章结合实际就湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩的应用问题进行探究。
1 灰土挤密桩技术原理
灰土挤密桩技术是前苏联阿别列夫教授在1934年创造的一种地基加固处理技术。灰土挤密桩技术被广泛的应用到我国西北黄土地区施工处理中。灰土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，处理深度宜为5～15m。
从作用机理上看：①灰土挤密桩主要是利用锤击打沉管的方式在土中打桩成孔，之后在桩孔中分层填入素土或者灰土来作为重要的填充料。在成孔和填料夯实操作的过程中，原来在桩孔部位的土会被迫挤入到周围的土地中，通过一系列操作改变土层的湿陷性质，提高地基承载力，满足工程设计需要。②在成桩的过程中，桩和桩之间的土在受到较大侧向挤压力的作用下会被再次加固，形成挤密区域，在一定程度上减少工程地基压缩变形问题的方式。③在使用较重的夯实锤进行施工操作的时候，孔内加固原材料的面积会受到高功能、强夯击作用的影响，由此工程地基的预应力也会相应的提升，桩体强度得到提高，使得工程建设能够更少的受到外界条件压缩变形的影响。
2 湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩的应用分析
2.1 工程概述
银川——百色高速公路（G69）甜水堡至庆城至永和段，K88+400-K93+900，线路总长度5.5km，项目沿线湿陷性黄土可分为：第四系全新统湿陷性黄土（Q4al），属冲积成因，局部为冲洪积成因，主要分布在现代河流Ⅰ级阶地、河漫滩部位，湿陷性黄土厚度一般小于10m；第四系上更新统湿陷性黄土（Q3al），属冲积成因，沿河谷分布，形成两岸Ⅱ级低阶地的主体，湿陷性黄土厚度一般10～30m；第四系上更新统湿陷性黄土（Q3eol），属风积成因，为马兰黄土，主要分布在塬坡表部及其过渡地带部位，湿陷性黄土厚度一般20～40m之间。
环县地区马兰黄土具有强湿陷性，其孔隙比为1.105～1.360，为II～IV级自重湿陷，以IV级为主，湿陷下陷深度14.5m～大于25m。黄土湿陷性强弱与土层含水量及孔隙比有较强规律性，当土层中平均含水量大于14.11时，基本呈中等湿陷性，当土层平均含水量小于10.42时，常具有强湿陷性。
本合同段沿线距离房屋、窑洞、高压电塔距离较近，大多无法采用强夯处理。尤其是K92+872-K93+785段，灰土桩总长度达200000延米以上。对于此种条件受限的Ⅱ级以上自重湿陷性黄土桥头路基，采用灰土挤密桩处理。桩长设计为6m、桩间距1.2m和桩长15m、桩间距1.0m两种。工程施工建设的难点是湿陷性黄土的处理。
2.2 设备选择
湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩施工操作所需要应用到施工设备包含成孔设备、拌和设备、回填土夯实处理设备三种。其中，成孔设备主要是沉管成孔桩机；拌和设备是常规的拌和设备；回填土夯实设备包含两种，分别是夯锤强夯挤密处理设备，另外一种是夯锤直径小于孔径大小的设备。
2.3 材料选择
①土料的选择。施工土料要尽可能的应用纯净黄土或者一般性的黏土，不能在路基施工中使用有机质含量超过5%的表层耕土、盐分较强的土、膨胀土等。在使用土料之前还需要进行严格筛选。②石灰的选择。工程施工中所应用的石灰需要严格符合国家有关标准，石灰的活性CaO+MgO含量不小于55%，使用前4～5d内消解并过筛，其粒径要求不大于5mm，石灰的存储时间不能超过3个月。③灰土材料的选择。将满足施工要求的纯净黄土和消石灰按照2：8的比例进行处理。
2.4 施工方案
成孔桩的直径是0.4m，呈等边三角形的布置模式。灰土桩的壮心距是1.0m和1.2m。施工材料包含土料、石灰和灰土材料。土料在经过筛选之后的孔径大小不超过20mm。桩体材料在选择之后以分层的方式进行夯实处理。
2.5 路基加固设计
①考虑到湿陷性黄土厚度在4～15m左右，因此本项目路基应用桩长6m和15m的挤密性桩进行加固处理。其中，顶钻的直径大小是0.25m，挤密孔径大小是0.4m。②挤密桩间距的确定。在经过计算之后将挤密桩桩间距距离控制在1.2m以内。
3 湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩的应用效果分析
3.1 湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩现场施工试验和处治效果分析
K88+400-K93+900段施工現场在应用灰土挤密桩施工技术的时候，桩心距被控制在1.2m左右，每层填料厚度控制在0.3m。试验时间是从2018年5月26日到2018年6月13日。湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩技术应用过程中所应用的设备是柴油打桩机，每个桩的直径大小是0.4m，桩长度是6m/15m。在一次成孔操作之后将沉管拔出来，之后按照事前的计划来回填灰土，采用锤自重不小于2t的夯实设备反复锤击操作，每层填土夯击不小于8次，施工桩心距是1.5m，灰土的比例四2：8。经过实验研究证明，桩体质量在一定程度上得到了提升，有效桩长范围内的填料平均压实系数符合标准数值要求。在有效桩长的范围内，桩间土的湿陷性被有效清理，桩间土在桩长范围内的平均挤密系数符合设计要求。
3.2 湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩荷载试验的检验
结合工程设计要求，在施工过程中为了能够进一步检验和研究湿陷性黄土的特点及地基处理成效，在试验路段选择具有代表性的土层，对灰土桩挤密基地开展荷载试验，桩心距分别选择1.0m和1.2m。在灰土桩施工之前需要在之前的场地取土进行室内土工试验操作，通过实验结果来计算出原来地区的承载力特点。经过灰土桩挤密地基处理之后的复合地基，它的承载力和湿陷起始压力都有了一定程度的提升，但是总体提升的幅度不大，承载力提升1.08倍左右，湿陷起始压力提高到1.4倍，可以粗略的认为是全部消除了湿陷性的影响。
4 结束语
综上所述，灰土挤密桩通过挤密作用不仅能够让湿陷性黄土达到最大干密度指标，而且还能够在一定程度上消除黄土路基的湿陷性，提升了工程地基的稳定性和承载力，有效确保了工程施工质量。
参考文献
[1]常建兴.灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处理中的应用[J].中国高新技术企业，2016（2）：97～98.
[2]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.
[3]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（7）.
[4]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.
收稿日期：2018-9-7
作者简介：陈锐刚（1986-），男，汉族，甘肃宁县人，工程师，本科，从事公路工程施工管理工作。
关键词：湿陷性黄土路基；灰土挤密桩；应用
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0210-02
在我国，湿陷性黄土广泛的分布在西北、华北等地区，由于湿陷性黄土具有较大的孔隙率和较小的干密度，在浸水之后，自重压力加大，在此作用下工程地基会出现湿陷变形，严重危害了建筑物的安全。在建筑施工领域的不断发展下，灰土挤密桩技术在处理软弱地基方面得到了广泛应用，并取得了良好的经效益和社会效益。为此，文章结合实际就湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩的应用问题进行探究。
1 灰土挤密桩技术原理
灰土挤密桩技术是前苏联阿别列夫教授在1934年创造的一种地基加固处理技术。灰土挤密桩技术被广泛的应用到我国西北黄土地区施工处理中。灰土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，处理深度宜为5～15m。
从作用机理上看：①灰土挤密桩主要是利用锤击打沉管的方式在土中打桩成孔，之后在桩孔中分层填入素土或者灰土来作为重要的填充料。在成孔和填料夯实操作的过程中，原来在桩孔部位的土会被迫挤入到周围的土地中，通过一系列操作改变土层的湿陷性质，提高地基承载力，满足工程设计需要。②在成桩的过程中，桩和桩之间的土在受到较大侧向挤压力的作用下会被再次加固，形成挤密区域，在一定程度上减少工程地基压缩变形问题的方式。③在使用较重的夯实锤进行施工操作的时候，孔内加固原材料的面积会受到高功能、强夯击作用的影响，由此工程地基的预应力也会相应的提升，桩体强度得到提高，使得工程建设能够更少的受到外界条件压缩变形的影响。
2 湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩的应用分析
2.1 工程概述
银川——百色高速公路（G69）甜水堡至庆城至永和段，K88+400-K93+900，线路总长度5.5km，项目沿线湿陷性黄土可分为：第四系全新统湿陷性黄土（Q4al），属冲积成因，局部为冲洪积成因，主要分布在现代河流Ⅰ级阶地、河漫滩部位，湿陷性黄土厚度一般小于10m；第四系上更新统湿陷性黄土（Q3al），属冲积成因，沿河谷分布，形成两岸Ⅱ级低阶地的主体，湿陷性黄土厚度一般10～30m；第四系上更新统湿陷性黄土（Q3eol），属风积成因，为马兰黄土，主要分布在塬坡表部及其过渡地带部位，湿陷性黄土厚度一般20～40m之间。
环县地区马兰黄土具有强湿陷性，其孔隙比为1.105～1.360，为II～IV级自重湿陷，以IV级为主，湿陷下陷深度14.5m～大于25m。黄土湿陷性强弱与土层含水量及孔隙比有较强规律性，当土层中平均含水量大于14.11时，基本呈中等湿陷性，当土层平均含水量小于10.42时，常具有强湿陷性。
本合同段沿线距离房屋、窑洞、高压电塔距离较近，大多无法采用强夯处理。尤其是K92+872-K93+785段，灰土桩总长度达200000延米以上。对于此种条件受限的Ⅱ级以上自重湿陷性黄土桥头路基，采用灰土挤密桩处理。桩长设计为6m、桩间距1.2m和桩长15m、桩间距1.0m两种。工程施工建设的难点是湿陷性黄土的处理。
2.2 设备选择
湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩施工操作所需要应用到施工设备包含成孔设备、拌和设备、回填土夯实处理设备三种。其中，成孔设备主要是沉管成孔桩机；拌和设备是常规的拌和设备；回填土夯实设备包含两种，分别是夯锤强夯挤密处理设备，另外一种是夯锤直径小于孔径大小的设备。
2.3 材料选择
①土料的选择。施工土料要尽可能的应用纯净黄土或者一般性的黏土，不能在路基施工中使用有机质含量超过5%的表层耕土、盐分较强的土、膨胀土等。在使用土料之前还需要进行严格筛选。②石灰的选择。工程施工中所应用的石灰需要严格符合国家有关标准，石灰的活性CaO+MgO含量不小于55%，使用前4～5d内消解并过筛，其粒径要求不大于5mm，石灰的存储时间不能超过3个月。③灰土材料的选择。将满足施工要求的纯净黄土和消石灰按照2：8的比例进行处理。
2.4 施工方案
成孔桩的直径是0.4m，呈等边三角形的布置模式。灰土桩的壮心距是1.0m和1.2m。施工材料包含土料、石灰和灰土材料。土料在经过筛选之后的孔径大小不超过20mm。桩体材料在选择之后以分层的方式进行夯实处理。
2.5 路基加固设计
①考虑到湿陷性黄土厚度在4～15m左右，因此本项目路基应用桩长6m和15m的挤密性桩进行加固处理。其中，顶钻的直径大小是0.25m，挤密孔径大小是0.4m。②挤密桩间距的确定。在经过计算之后将挤密桩桩间距距离控制在1.2m以内。
3 湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩的应用效果分析
3.1 湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩现场施工试验和处治效果分析
K88+400-K93+900段施工現场在应用灰土挤密桩施工技术的时候，桩心距被控制在1.2m左右，每层填料厚度控制在0.3m。试验时间是从2018年5月26日到2018年6月13日。湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩技术应用过程中所应用的设备是柴油打桩机，每个桩的直径大小是0.4m，桩长度是6m/15m。在一次成孔操作之后将沉管拔出来，之后按照事前的计划来回填灰土，采用锤自重不小于2t的夯实设备反复锤击操作，每层填土夯击不小于8次，施工桩心距是1.5m，灰土的比例四2：8。经过实验研究证明，桩体质量在一定程度上得到了提升，有效桩长范围内的填料平均压实系数符合标准数值要求。在有效桩长的范围内，桩间土的湿陷性被有效清理，桩间土在桩长范围内的平均挤密系数符合设计要求。
3.2 湿陷性黄土路基处治中灰土挤密桩荷载试验的检验
结合工程设计要求，在施工过程中为了能够进一步检验和研究湿陷性黄土的特点及地基处理成效，在试验路段选择具有代表性的土层，对灰土桩挤密基地开展荷载试验，桩心距分别选择1.0m和1.2m。在灰土桩施工之前需要在之前的场地取土进行室内土工试验操作，通过实验结果来计算出原来地区的承载力特点。经过灰土桩挤密地基处理之后的复合地基，它的承载力和湿陷起始压力都有了一定程度的提升，但是总体提升的幅度不大，承载力提升1.08倍左右，湿陷起始压力提高到1.4倍，可以粗略的认为是全部消除了湿陷性的影响。
4 结束语
综上所述，灰土挤密桩通过挤密作用不仅能够让湿陷性黄土达到最大干密度指标，而且还能够在一定程度上消除黄土路基的湿陷性，提升了工程地基的稳定性和承载力，有效确保了工程施工质量。
参考文献
[1]常建兴.灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处理中的应用[J].中国高新技术企业，2016（2）：97～98.
[2]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.
[3]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（7）.
[4]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.
收稿日期：2018-9-7
作者简介：陈锐刚（1986-），男，汉族，甘肃宁县人，工程师，本科，从事公路工程施工管理工作。