淺談灰土擠密樁在公路地基處理中的應用

王紅倫 辛耀光

摘 要：為適應經濟社會發展，滿足交通量需求，緩解交通壓力。必須做好路基填筑施工工作，本文將灰土擠密樁用于濕陷性黃土地基治理施工，可提高路基承載力，進一步提升工程整體質量。

關鍵詞：灰土擠密樁；濕陷性黃土地基；作用機理

1 工程概況

某公路位于盆地黃土區，路基濕陷等級在Ⅲ以上，濕陷厚度達10mm，容許承載力為120KPa左右。經過對施工現場實際情況的勘測，擬采用灰土擠密樁對濕陷性黃土路基進行處理，根據實際濕陷厚度，樁長設計為6—9m左右，直徑為0.4m，灰土配合比為3：7。采用沉管法成孔，嚴格遵循相關技術規范進行施工，保證工程質量的前提下，提高施工效率，在規定工期內完成工程建設。

2 灰土擠密樁作用機理

1934年前蘇聯阿別列夫教授首次提出濕陷性黃土地基土樁擠密法，可選取沉管、爆炸及沖擊等方式獲取樁孔，目前該項技術仍被廣泛用于軟基處理工程中，其主要優勢為施工便捷、速度快、成本低、設備簡單、效率高等。該技術的作用機理如下：

1）土的側向擠密作用。擠壓成孔過程中，樁孔位置土體將產生側向擠壓現象，提高樁附近相應區域內土層密實度。其中樁間距、土的天然含水量及干密度等為影響土擠密效果的主要因素。

2）灰土性質作用。石灰、土為灰土樁的主要構成材料，按照一定比例均勻拌和，且通過樁孔夯實密實可獲取灰土擠密樁。其不僅能夠提升地基承載力，還能將黃土濕陷性消除，是降低地基沉降量的有效施工方式。

3）樁體作用。相比樁間土變形模量，樁體變形模量較大，能夠對復合地基壓縮變形模量有效提升，能夠消除持力層內出現的大量壓縮變形及濕陷變形因素。

3 公路地基處理中灰土擠密樁施工工藝

3.1 施工材料準備

灰土擠密樁施工所采用的主要材料是土料和石灰，二者拌合之后產生膠泥反應，提升灰土樁的整體強度，且具有良好的水穩性能。應在充分掌握公路工程實際地質條件的基礎上，確定所需材料的規格及數量。通常采用粘性土或粉土，塑性指數大于4，且將有機質含量控制在5%以內，禁止采用耕植土。石灰需提前3—4天消解，并進行篩選，及時清除雜質及生石灰塊，最大粒徑不得超過5mm，石灰質量應保持在Ⅲ級以上。嚴格按照《公路土工試驗規程》的要求對原材料進行土工試驗，明確其各項技術參數，諸如最大干密度、最佳含水量等，以此為依據確定最佳配合比。

3.2 樁位放樣

全面清理施工現場的碎石、雜物，整平場地，并適當碾壓密實，提高基層承載能力。隨后繪制樁位平面圖，注明施工順序、編號等，以此為依據進行樁位放樣，采用全站儀測量樁體位置，將誤差控制在5cm以內，樁點通常布設為梅花狀，撒入石灰定點。待放樣工作完成后，由專業技術人員復核驗收，一旦出現誤差過大現象，必須及時采取糾偏措施，為后期施工提供積極指導。

3.3 成孔施工

為保證樁孔質量，宜進行成孔擠密試驗，并按照規定要求檢驗擠密效果，以此為依據適當調整設計方案，通常情況下，成孔試驗數量應在3個以上，以保證試驗結果的準確性。同時應注重分析試驗階段存在的問題，明確具體原因，并提出相應的解決方案，避免正式施工中出現類似問題。沖擊法、沉管法、爆擴法等是成孔擠密施工中常用的方法，其主要原理是側向擠密樁孔內部土體，不同方法適用的土質情況也存在差異，應充分掌握實際地質條件，選取適宜的施工方式。其中沖擊法應用較為普遍，將沉管機運行至指定位置，并安裝固定，沉管樁尖與樁位中心保持一致，校核樁管垂直度，將其誤差控制在1.5%以內，樁尖入土后低垂輕擊，直至達到設計深度。通常情況下，由坡腳位置開始施工，逐漸向外推進，宜間隔進行成孔施工。

3.4 填料拌合及運輸

根據配合比例確定各項原材料用量，充分攪拌均勻，且顏色保持一致，在拌合過程中應適量加水，與最佳含水量誤差控制在1%—2%左右。若含水量過小，可能會出現揚塵現象，造成環境污染，同時含水量也不宜過大，以免存在花白料、結塊等問題，影響材料使用性能。拌制完成的填料應及時采用自卸車輛運送至施工現場，做好運輸車輛的覆蓋工作，避免在運輸過程中出現溫度、水分等流失過快。

3.5 樁孔填夯

首先，按照規定標準檢測成孔質量，確保垂直度、孔徑等達到技術標準，將誤差控制在條件允許范圍之內，防止對成樁質量造成影響。為避免后期施工過程中出現縮孔現象，還應當夯實孔底，消除底部虛土，根據實際情況確定最佳的夯擊次數。

其次，按照規定標準進行夯填施工，填料應分層回填，每層厚度控制在300-400mm左右，不宜過大，以免影響壓實程度。采用量斗向樁孔內定量下料，由夯實機械分層夯實，直至達到設計標高。應保證夯實機安裝的穩定性，不得在夯實過程中出現傾斜或位移現象，降低樁體的整體性及穩定性。組織施工人員實時記錄填料數量、夯擊次數等相關參數，為后期質量驗收提供數據支持。待樁體施工完成后，應在規定時間內組織技術人員檢測成樁質量，一旦存在質量不達標現象，必須分析問題出現的具體原因，并及時采取相應的處理措施，確保灰土擠密樁的穩定性，實現對路基的有效加固。

4 公路地基處理中灰土擠密樁質量檢測

1）基礎軸線、臨時水準點位置、高程位置等都是樁孔位置檢驗的重點內容。必須在成孔后及時檢驗樁孔的質量，并對樁孔間距、孔徑、孔深及垂直度進行檢查，確保各項指標與施工相關規定相符合。

同時選用科學有效的檢測方法對樁身夯填質量進行有效檢驗，抽樣檢測的數量應控制在總樁孔數量的2%以上，選用隨機抽樣的方式進行。也可以通過小環刀深層取樣試驗法進行施工，從樁底起每夯填1.5米，人工取出夯實機的偏心輪夾桿，在樁體中心位置利用洛陽鏟進行鏟孔施工，隨后通過帶有長桿的小環刀將夯實土樣取出，并對其干容重與壓實系數進行檢測，應確保夯實后灰土樁填料壓實系數在0.97以上。

2）在樁間土擠密效果檢測中，應在3個樁孔構成的擠密單元內進行重心位置選取施工。將土層1.5米設為一層進行土樣取出作業，確保擠密后濕陷性黃土樁間土平均壓實度在93%以上。在濕陷性消除效果檢測中，可利用室內試驗檢測樁間土與樁孔內夯實灰土的濕陷系數，確保濕陷系數在0.015以下。

3）在夯實過程中操作人員必須隨時觀察夯實機的運轉情況（夯實機就位是否平穩、夯錘是否在孔中心、夯錘提升高度是否正常、夯錘是否處于自由落體狀態、且每次夯擊是否夯實、自動回機灰土流量是否正常），保證夯實效果。

5 結束語

綜上所述，伴隨社會經濟的高速發展，我國公路建設規模逐步擴大。公路工程對地基承載力具有較高要求，在天然地基承載力無法滿足施工需求時，必須采取科學有效的措施予以處理。將灰土擠密樁用于濕陷性黃土地基治理，可有效提高地基承載力、強度，有利于提高工程質量。為此，在具體施工操作過程中，應充分了解工程的實際情況，確保施工方案的科學性，同時在薄弱環節加強質量控制措施，減少在施工中存在的安全隱患，從整體上提高公路工程的施工質量。

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）：98-99.

[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）：90-92.

[3]何金學.灰土擠密樁在濕陷性黃土地基中的應用[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2012，7（02）：87-88.

[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（02）：67-68.

[5]黃闖.灰土擠密樁在隴西濕陷性黃土敏感地區高速公路地基處理中的應用[J].公路與汽運.2012（04）