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摘 要：在社会经济高速发展的今天，公路建设规模持续扩大，越来越多公路修建在湿陷性黄土地基之上，如何确保公路施工质量，保证路基稳定性成为了关键。为此，本文在全面了解湿陷性黄土特殊性的基础上，结合具体案例，对灰土挤密桩在湿陷性黄土路基加固中的应用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
0 引言
我国地域辽阔，黄土分布甚广，作为一种特殊土，黄土因其特殊的成分与性质，在工程行业占有特殊地位。结构性强是黄土最突出的特性，当遇水之后，黄土结构将迅速被破坏，将产生明显的附加沉降，伴随沉降的不断加剧路基强度也会大幅下降。因此，在湿陷性黄土地区修建公路工程时往往会发生大量病害。灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处治中的应用，可进一步提高路基土强度，改善或消除土的湿陷性。
1 湿陷性黄土的特殊性
作为一种特殊土，在一定外部荷载作用下，湿陷性黄土的含水率增加到一定值后，极易出现坍塌现象，这就被称为湿陷。从力学性质角度来讲，湿陷性黄土的特殊性主要体现在3点，具体如下：
1.1 结构性
湿陷性黄土属于一种结构性土，其结构强度较为显著，在一定条件下，可避免破坏土的原始单元结构形式。当没有破坏结构强度时，或未出现软化，往往会呈现出压缩性低、强度高等特点，若一旦破坏其结构性，其力学性质将发生巨大变化，显现出软化、湿陷性特点。
1.2 欠压密性
因地质条件的特殊性，在长期沉积环节，相比加固内聚力强度的增长速率，湿陷性黄土的上覆压力增长速率远远在其以下，根本无法克服加固内聚力产生的作用，导致无法有效压密，从而始终处于一种欠压密状态。
1.3 湿陷性
由于黄土自身特点，加之外在作用力、水等因素影响下，湿陷性黄土的湿陷变形问题极为严重。基于湿陷性黄土的特殊性，要求在施工前，必须做好地基处理工作。
2 工程概况
经地质勘查结果显示，按地貌单元划分某公路工程属于黄河南（右）岸Ⅱ级阶地，场地地层上部为第四纪风冲积—洪积碎屑沉积物，主要土质类型为填土、黄土状粉土。通过试坑浸水试验，12 cm为自重湿陷量，由此可测得本路段为自重湿陷性黄土地质，且为II级湿陷等级，具有较差的土体物理力学性质。结合当地实际情况，决定采用灰土挤密桩进行湿陷性黄土地基处理。
3 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 m～15 m的新填土、湿陷性黄土等。
4 湿陷性黄土路基加固中灰土挤密桩的应用要点
4.1 地基加固设计方案
（1）确定加固类型。基于地质勘查报告分析，本工程具有8 m～12 m厚的湿陷性黄土，加固时可采用14 m长的挤密桩，0.4 m为挤密桩钻孔直径，以正三角形布设。（2）确定挤密桩间距。根据长期实践与理论研究可知，2～3D为挤密桩的挤密影响半径（桩径直径由D表示），因此，可在0.8 m～1.2 m之间控制挤密桩相邻两孔的间距，同时基于应力叠加效果考虑，最终确定0.9m为挤密桩相邻两孔的间距。
4.2 施工准备
施工前，需对土料实际含水率进行详细检测，一旦实际含水率大于最佳含水量±3%，则需及时调整含水率，严控土料含水率。石灰材料以块径小于5 cm的新鲜生石灰为准，其中含石量需控制在5%以内。材料进场前，做好各项质量检测工作，保证其质量合格的情况下，才能用于施工。按照施工现场情况，结合施工方案特点，需提前配备好施工设备，保证施工连续性，同时，要提前做好试机工作，避免施工中出现故障，影响施工进度和质量。
4.3 定位测量
在施工前，对施工场地进行清理和平整，以便于桩机的移机、就位。
施工前，需先清理干净施工作业面，保证无杂质。随后进行初步平整，保证满足施工作业需求，为后期桩机移动提供便利。同时，还要按照施工图纸，做好定位、放样工作。待基础检验合格的情况下，即可进行桩位放样。轴线测量与桩位放样的精确度必须与设计要求相符。待桩机就位之后，需及时校正桩管的垂直度，保证桩尖、桩中心在同一条直线上，以此提高桩身施工垂直度的准确性。
4.4 桩位布置
本工程桩位布设以正三角形为主，布桩时，钻孔直径为0.4 m，桩间距为0.9 m并将白灰灌入，用于准确标准，同时进行桩位编号。按照国家现行标准规范，结合工程实际情况，可确定14 m为地基处理深度。同时要保证处理后的地基承载力必须控制在180 kPa以上。
4.5 沉管成孔
灰土挤密桩地基加固处理时，成孔是一个至关重要的环节，成孔质量将对灰土桩及复合地基的承载力产生很大影响。成孔施工前，需按照“轻击慢沉”的原则，待桩管方向确定之后，便能以正常速度进行沉管施工，当达到设计深度时，拔出桩管，形成桩孔。
成孔后，通过夯实设备将孔底夯实，夯击次数不得低于8击，直至达到规定要求。孔内填料前，需先夯实孔底，可采用分段施工法，按照“由里到外、从中间向两侧”的顺序间隔1～2孔进行回填夯实。随后对桩孔直径、深度、垂直度进行抽样检查，保证在1.5%以内控制桩孔垂直度偏差，桩孔中心点的偏差控制在桩距设计值5%以内。
4.6 桩孔石灰土填夯施工
填夯施工前，應先做好填夯试验，准确确定各层填料数量与夯击次数。通过试验确定，每次回填厚度为300 mm，夯击次数在12击以上，直至满足设计要求，随后夯实上一层填料，按照上述施工流程循环反复施工。最终保证灰土桩顶标高在设计桩顶标高5 cm以上。
4.7 特殊情况处理
第一，夯击施工过程中，桩孔内存在渗水、涌水、积水情况，需及时将水从孔内排出。第二，沉管成孔时，若遇到障碍物，需采取以下方法处理。探查时，可通过洛阳铲，随后将障碍物挖除，也可在其上面或四周进行桩数增加，从而提高局部处理深度，保证质量。当遇到未填实的坑洞时，由于其面积较小，不便挖除，需打通桩并在该范围内增加桩数，也可从结构上采取一定处理方法。第三，夯击过程中，若遇到缩颈、堵塞、成孔难、孔壁坍塌等问题，应根据实际情况，合理采取处理方法。例如，含水量太大，存在严重缩颈问题，可将干砂、生石灰块、碎砖碴等材料填筑于孔内。若含水量太小，需先浸水，保证其满足最佳含水量规定值。
5 结束语
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]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（01）：172-173.
[2]郭利杰，周振宇.灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处理中的应用[J].科学与财富，2019（18）：298.
[3]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.
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
0 引言
我国地域辽阔，黄土分布甚广，作为一种特殊土，黄土因其特殊的成分与性质，在工程行业占有特殊地位。结构性强是黄土最突出的特性，当遇水之后，黄土结构将迅速被破坏，将产生明显的附加沉降，伴随沉降的不断加剧路基强度也会大幅下降。因此，在湿陷性黄土地区修建公路工程时往往会发生大量病害。灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处治中的应用，可进一步提高路基土强度，改善或消除土的湿陷性。
1 湿陷性黄土的特殊性
作为一种特殊土，在一定外部荷载作用下，湿陷性黄土的含水率增加到一定值后，极易出现坍塌现象，这就被称为湿陷。从力学性质角度来讲，湿陷性黄土的特殊性主要体现在3点，具体如下：
1.1 结构性
湿陷性黄土属于一种结构性土，其结构强度较为显著，在一定条件下，可避免破坏土的原始单元结构形式。当没有破坏结构强度时，或未出现软化，往往会呈现出压缩性低、强度高等特点，若一旦破坏其结构性，其力学性质将发生巨大变化，显现出软化、湿陷性特点。
1.2 欠压密性
因地质条件的特殊性，在长期沉积环节，相比加固内聚力强度的增长速率，湿陷性黄土的上覆压力增长速率远远在其以下，根本无法克服加固内聚力产生的作用，导致无法有效压密，从而始终处于一种欠压密状态。
1.3 湿陷性
由于黄土自身特点，加之外在作用力、水等因素影响下，湿陷性黄土的湿陷变形问题极为严重。基于湿陷性黄土的特殊性，要求在施工前，必须做好地基处理工作。
2 工程概况
经地质勘查结果显示，按地貌单元划分某公路工程属于黄河南（右）岸Ⅱ级阶地，场地地层上部为第四纪风冲积—洪积碎屑沉积物，主要土质类型为填土、黄土状粉土。通过试坑浸水试验，12 cm为自重湿陷量，由此可测得本路段为自重湿陷性黄土地质，且为II级湿陷等级，具有较差的土体物理力学性质。结合当地实际情况，决定采用灰土挤密桩进行湿陷性黄土地基处理。
3 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 m～15 m的新填土、湿陷性黄土等。
4 湿陷性黄土路基加固中灰土挤密桩的应用要点
4.1 地基加固设计方案
（1）确定加固类型。基于地质勘查报告分析，本工程具有8 m～12 m厚的湿陷性黄土，加固时可采用14 m长的挤密桩，0.4 m为挤密桩钻孔直径，以正三角形布设。（2）确定挤密桩间距。根据长期实践与理论研究可知，2～3D为挤密桩的挤密影响半径（桩径直径由D表示），因此，可在0.8 m～1.2 m之间控制挤密桩相邻两孔的间距，同时基于应力叠加效果考虑，最终确定0.9m为挤密桩相邻两孔的间距。
4.2 施工准备
施工前，需对土料实际含水率进行详细检测，一旦实际含水率大于最佳含水量±3%，则需及时调整含水率，严控土料含水率。石灰材料以块径小于5 cm的新鲜生石灰为准，其中含石量需控制在5%以内。材料进场前，做好各项质量检测工作，保证其质量合格的情况下，才能用于施工。按照施工现场情况，结合施工方案特点，需提前配备好施工设备，保证施工连续性，同时，要提前做好试机工作，避免施工中出现故障，影响施工进度和质量。
4.3 定位测量
在施工前，对施工场地进行清理和平整，以便于桩机的移机、就位。
施工前，需先清理干净施工作业面，保证无杂质。随后进行初步平整，保证满足施工作业需求，为后期桩机移动提供便利。同时，还要按照施工图纸，做好定位、放样工作。待基础检验合格的情况下，即可进行桩位放样。轴线测量与桩位放样的精确度必须与设计要求相符。待桩机就位之后，需及时校正桩管的垂直度，保证桩尖、桩中心在同一条直线上，以此提高桩身施工垂直度的准确性。
4.4 桩位布置
本工程桩位布设以正三角形为主，布桩时，钻孔直径为0.4 m，桩间距为0.9 m并将白灰灌入，用于准确标准，同时进行桩位编号。按照国家现行标准规范，结合工程实际情况，可确定14 m为地基处理深度。同时要保证处理后的地基承载力必须控制在180 kPa以上。
4.5 沉管成孔
灰土挤密桩地基加固处理时，成孔是一个至关重要的环节，成孔质量将对灰土桩及复合地基的承载力产生很大影响。成孔施工前，需按照“轻击慢沉”的原则，待桩管方向确定之后，便能以正常速度进行沉管施工，当达到设计深度时，拔出桩管，形成桩孔。
成孔后，通过夯实设备将孔底夯实，夯击次数不得低于8击，直至达到规定要求。孔内填料前，需先夯实孔底，可采用分段施工法，按照“由里到外、从中间向两侧”的顺序间隔1～2孔进行回填夯实。随后对桩孔直径、深度、垂直度进行抽样检查，保证在1.5%以内控制桩孔垂直度偏差，桩孔中心点的偏差控制在桩距设计值5%以内。
4.6 桩孔石灰土填夯施工
填夯施工前，應先做好填夯试验，准确确定各层填料数量与夯击次数。通过试验确定，每次回填厚度为300 mm，夯击次数在12击以上，直至满足设计要求，随后夯实上一层填料，按照上述施工流程循环反复施工。最终保证灰土桩顶标高在设计桩顶标高5 cm以上。
4.7 特殊情况处理
第一，夯击施工过程中，桩孔内存在渗水、涌水、积水情况，需及时将水从孔内排出。第二，沉管成孔时，若遇到障碍物，需采取以下方法处理。探查时，可通过洛阳铲，随后将障碍物挖除，也可在其上面或四周进行桩数增加，从而提高局部处理深度，保证质量。当遇到未填实的坑洞时，由于其面积较小，不便挖除，需打通桩并在该范围内增加桩数，也可从结构上采取一定处理方法。第三，夯击过程中，若遇到缩颈、堵塞、成孔难、孔壁坍塌等问题，应根据实际情况，合理采取处理方法。例如，含水量太大，存在严重缩颈问题，可将干砂、生石灰块、碎砖碴等材料填筑于孔内。若含水量太小，需先浸水，保证其满足最佳含水量规定值。
5 结束语
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]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（01）：172-173.
[2]郭利杰，周振宇.灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处理中的应用[J].科学与财富，2019（18）：298.
[3]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.