- 相關推薦
灰土擠密樁在濕陷性黃土路基處理中的應用
擠密樁法，是軟土地基加固處理的方法之一。通常在濕陷性黃土地區(qū)使用較廣，用沖擊或振動方法，把圓柱形鋼質樁管打入原地基，拔出后形成樁孔，然后進行素土、灰土、石灰土、水泥土等物料的回填和夯實，從而達到形成增大直徑的樁體，并同原地基一起形成復合地基。
摘要：灰土擠密樁作為一種處理濕陷性黃土地基的重要方法，具有承載力高、技術可靠、設備簡單、成本低、施工效率高、經(jīng)濟效益高等特點，在我國路基處理中得到了廣泛的應用，從而有效消除了復合地基樁間土的濕陷性，提高了路基的強度，確保了整個公路的質量。文章對灰土擠密樁在濕陷性黃土路基處理中的應用進行了論述。
關鍵詞：灰土擠密樁;路基處理;路基強度;路基加固設計;濕陷性黃土
灰土擠密樁是通過振動沉樁機將帶有通氣樁的鋼制管沉入到土中設計的深度，下沉樁管對周圍黃土產(chǎn)生較大的橫向擠壓力，樁管將地基中同體積的黃土擠向周圍的土層，這樣有效減少土間孔隙，增加土間的密度，使?jié)裣菪缘玫较岣邩堕g土的承載力。當灰土樁的樁體材料石灰與土之間發(fā)生物理化學反應時，能使一定強度的樁體得以凝結，樁體與擠密土所組成的復合地基，使路基土的承載力得到了有效的提高，并且滿足了施工設計的要求。
一、濕陷性黃土的特征
1.1 濕陷性
當黃土受到自然地表水的侵蝕時，黃土中的易溶鹽類溶解，會破壞顆粒間的膠合作用力，從而導致土粒懸浮于水中。當再次沉積時，土粒碰到已沉積的土粒，因兩者之間的相互引力大于其重力，土粒會在最初的位置上停留，不再出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，從而形成蜂窩狀結構，這為水的進一步侵蝕提供了條件，空隙間通過連通和擴展，會導致大孔隙和陷穴的出現(xiàn)。經(jīng)過外荷載作用，會破壞土體結構，這樣會造成大量、劇烈變形現(xiàn)象的發(fā)生，大大降低了土體結構的強度，從而產(chǎn)生濕陷性。
1.2 直立性
濕陷性黃土在天然含水量的狀態(tài)下具有強度高和壓縮性小的特征，可以將垂直邊支撐起，天然陡壁多呈近90°的邊坡，因此，濕陷性黃土具有直立性的特征。
1.3 膨縮性
當濕陷性黃土遇到水時，會產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，而干燥后會產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，通過多次反復作用，會導致裂紋的形成，然后剝落，這樣會對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴重影響。
1.4 崩解性
當濕陷性黃土浸入水中時，會很快產(chǎn)生崩解現(xiàn)象，這對路基的強度和穩(wěn)定性會產(chǎn)生較大的影響。
1.5 難壓實
當濕陷性黃土的最大干密度和最佳含水量較高時，就會難以滿足碾壓密實要求的條件。
1.6 受含水量影響較大
濕陷性黃土受含水量的影響較敏感。當含水量較小時，易于產(chǎn)生揚塵現(xiàn)象。當含水量大于最佳含水量時，易于產(chǎn)生翻漿現(xiàn)象。適宜壓實的含水量為最佳含水量的-2%～+0.5%。
二、灰土擠密樁施工原理
第一，工后產(chǎn)生沉降的主要原因是黃土的強結構性和孔隙，在實際施工中，灰土擠密樁因沖擊振動充分擾動了樁周圍的土體，破壞了大孔隙黃土的原有結構，使其結構變得更加緊密，從而使抵抗?jié)裣莺驼裣莸哪芰Φ玫搅颂岣�，工后的沉降也得到了有效的減少。
第二，在成樁過程中，樁間土因受到很大的側向擠壓力，通過被擠密加固，使強制擠密區(qū)、擠密區(qū)和擠密影響區(qū)得以形成，從而使樁周圍土體的模量得到了提高，地基整體的壓縮變形得到了有效的減少。
第三，當采用較重夯錘進行施工時，孔內加固原材料單位面積會受到高動能、強夯擊的作用，地基土會受到很高的預壓應力，從而提高了樁體的強度，模量也會增大，這樣
一來處理后的地基浸水及加載不會產(chǎn)生明顯的壓縮變形。
第四，樁體和樁間土得到有效的加固，復合黃土地基的整體剛度較均勻，可以確保行車的安全，提高行車的舒適度。
三、灰土擠密樁的作用
3.1 灰土擠密樁的有效性
(1)灰土擠密樁能夠降低基底下一定深度內樁間土中的應力，樁間土擠密后在其濕陷性沒有完全消除的情況下，當土中應力不超過其濕陷起始壓力時，地基浸水后不可能產(chǎn)生濕陷或者產(chǎn)生濕陷較少;(2)灰土擠密樁對樁間土具有側向約束的能力，當樁間土局部受壓時，所產(chǎn)生的側向擠出變形會受到一定的約束，從而使壓力與沉降呈線性關系。
3.2 灰土擠密樁的簡便性
(1)灰土擠密樁在施工場地狹窄以及土方大量開挖困難的場地較為適用，從而對地基無安全施工具有一定的影響;(2)灰土擠密樁是以土治土，就地取材，所以其材料較廣泛;(3)灰土擠密樁施工機具較簡單，且其制作成本低，其應用能夠得到大力推廣。
四、灰土擠密樁在濕陷性黃土路基處理中的應用要點
4.1 工程概況
鄭州至西安客運專線，全長458.8km，主要經(jīng)過山前平原、沖擊平原、河流一、二級階地和丘陵低山區(qū)等不同的工程地質地貌單元，沿線黃土分布廣泛，大部分黃土為濕陷性黃土，該工程施工最大的問題是濕陷性黃土路基的處理。DK27+758.88～DK28+300段濕陷性黃土路堤長541.12m，路堤高6.2m，而地層上部8m稍濕稍密，8m以下稍濕中密，層厚約為25m，濕陷性黃土厚度為12m，
自重濕陷量為1.5～27.5cm，濕陷量為19.4～71.7cm。
4.2 路基加固設計
(1)加固類型選擇。由于濕陷性黃土厚度達12m，因此路基可以采用樁長14m的擠密樁進行加固，頂鉆孔直徑為0.25m，擠密孔直徑為0.5m，呈三角形布樁;(2)擠密樁間距的選擇。根據(jù)計算可知，擠密樁樁間距應小于1.21m，所計算出的擠密樁間距為1.987m。
4.3 施工前的準備工作
(1)試樁。在施工前，應先進行成孔、夯填工藝和擠密效果等試驗，然后對分層填料的厚度和相應的夯擊次數(shù)、一次成樁的長度和振動錘功率等進行確定。只有確定試樁各參數(shù)后，才可以進行規(guī)模施工。主要試驗內容：樁間土的標準貫入試驗、符合地基荷載試驗以及單樁承載力試驗。如果一次試驗不成功，要對設備進行改裝或更換，并對施工方法進行改變，設置兩次或多次試樁，直到全部試樁達到施工的要求;(2)灰土材料。對于灰土材料的選擇，石灰的各項技術指標應符合施工的要求，并且要采用集中購進和集中消解的方法，從而確保施工進度。如果存放時間較長，必須對其進行覆蓋，這樣一來可以起到防潮的作用，在使用前應對鈣、鎂的含量進行測定，不得使用不符合施工要求的材料。對于土源來說，取土場必須具備足夠含水量適中的老黃土，路基原地面翻松自然土的塑性指數(shù)應在14左右，不得使用有機質含量大于10%的有機土;(3)場地的平整。在施工前，施工人員要對施工場地進行清理和平整，這樣一來便于大噸位樁機的移機，確保樁的垂直度，同時要采用防護措施確保施工的安全;(4)機械的安裝。在施工前，應組織經(jīng)驗豐富的技術人員對到達場地的設備進行安裝，必須確保樁管的垂直，當發(fā)現(xiàn)損件時，要及時進行維修和更換，從而確保施工順利地進行;(5)定位的測量。在施工前，施工人員應按照施工圖紙對軸線進行定位，只有監(jiān)理驗線合格后，才可以進行樁位放樣，軸線測量的精度和樁位放樣必須符合施工的要求;(6)垂直度的校正。當樁機就位后，應對樁管的垂直度進行校正，確保樁尖和樁中心在同一直線上，從而確保樁身施工的垂直度。
4.4 沉管成孔
(1)待樁機就位平穩(wěn)后，不得有移動、傾斜現(xiàn)象的發(fā)生，則樁管與樁孔相對應;(2)在施工開始時，應輕擊慢沉。當樁管方向穩(wěn)定后，按照正常的速度進行沉管;(3)當樁管沉到設計深度后，要及時將樁管拔出，不得在土中擱置太久。如果拔管較難，可以先使用水浸潤樁管周圍的土層，然后旋轉樁管拔出;(4)當成孔后，要及時對樁孔質量進行檢查，對孔徑和深度進行觀測，看偏差是否超過容許值，輕微縮頸可削擴至能滿足填夯施工。
4.5 填夯施工
在填夯施工前，應先進行填夯試驗，對填料數(shù)量和夯擊次數(shù)進行確定，按照夯實質量的標準對檢測方法進行檢測，確保其達到施工的指標。當擠密成孔檢查合格后，應及時進行回填夯實，應先底夯，確保有效地進行深度的處理，一般底夯要8次以上，直到聽到清脆錘聲為止。然后進行填料夯實，根據(jù)試樁所取得的參數(shù)，確定每次分層填料的厚度、夯錘的高度、夯擊的錘數(shù)，直到每層聽到清脆錘聲，方可進行上一層填料夯實。
4.6 灰土擠密樁施工質量的檢測
(1)在施工前，應對樁尖土進行標準灌入的試驗，對各土層強度增長情況進行比較，從而對土層的承載力進行判定;(2)對于復合地基承載力的檢驗數(shù)量不得低于總樁數(shù)的0.3%，不少于3點，而單樁承載力的檢驗數(shù)量不得低于總樁數(shù)的2%;(3)在施工后，應間隔一定的時間進行質量的檢驗。當空隙水壓力消散且間隔時間不少于28天后，方可進行飽和黏性土地基的檢測，而粉土、砂土和雜填土地基不得少于7天;(4)對于樁體現(xiàn)場的檢測，其主要內容有樁徑、樁距、樁長和樁體土，可以采用鋼卷尺對樁距、樁徑進行現(xiàn)場測量，可以采用鉆孔取芯方法對樁長、樁體土進行檢測，采用人工探井取原狀土樣法對樁間土進行檢測。
五、結語
總之，灰土擠密樁通過擠密作用，不僅使?jié)裣菪渣S土達到了最大干密度指標，還使黃土路基的濕陷性得到了有效的消除，提高了地基的承載能力和水穩(wěn)性，確保了整個工程的質量。同時，灰土擠密樁施工無需開挖回填，能夠縮短施工工期，并且填孔材料能夠就地取材，施工成本較低。因此，灰土擠密樁在我國濕陷性黃土路基處理中得到了廣泛的應用，并取得了良好的成效。
參考文獻：
[1] 萬濤英.灰土擠密樁在濕陷性黃土地基處理中的應用[J].科學之友，2011，6(18).
[2] 鄧德義.灰土擠密樁在濕陷性黃土地基處理中的應用[J].鐵道建筑，2011，8(10).
[3] 何金學.灰土擠密樁在濕陷性黃土地基中的應用[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2012，7(2).
[4] 尹玉霞，譚景和.灰土擠密樁法在濕陷性黃土地基處理中的應用[J].土工基礎，2012，8(2).
【灰土擠密樁在濕陷性黃土路基處理中的應用】相關文章：
石灰土處理濕陷性黃土路基施工技術11-22
淺析濕陷性黃土路基施工作業(yè)03-19
濕陷性黃土隧道基底加固處理技術研究03-06
淺論在路基沉降處理中灌漿法的應用03-02
靜力壓樁中基樁上浮的預防和處理03-07
水泥攪拌樁在船塢工程中的應用03-13
淺析強夯法在公路基底處理的應用03-18
淺談市政道路軟土路基處理技術應用03-07