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摘要：本文通过工程项目实例，简要介绍灰土挤密桩加固城市快速路路基的原理,并从设计参数、施工准备、成桩工艺、质量检测、效果分析等方面探讨在湿陷性黄土地基处理中的工艺,并达到提高路基地基密实度和消除黄土湿陷性的目的。
关键词：灰土挤密桩 城市快速路 湿陷性黄土 地基处理技
中图分类号：C35文献标识码： A
灰土挤密桩复合地基法是一种处理湿陷性黄土地基的常用方法，广泛应用于交通、土建等工程。在实际应用中人们普遍认为桩越长其承载力就越大，而柔性桩复合地基存在临界桩长，当超过临界桩长时，桩长增加不会提高其承载力，也不能减少桩的沉降量，反而会增加工程造价。
湿陷性黄土是我国一种主要的、分布较广的区域性土，在我国西北地区较为常见，具有湿陷性和高压缩性，属于非饱和的欠压密土，具有较大的孔隙率和较小的干密度，在自重压力和附加压力作用下以及受水浸湿后结构迅速破坏而发生显著下沉。
灰土挤密桩是一种柔性桩，利用沉管、爆扩、冲击或钻孔夯扩等方法，在地基土中挤压成桩孔，迫使桩孔内土体侧向挤出，使桩周土体得到加密；并向桩孔内分层填入灰土等廉价材料夯实成桩。挤密桩体和桩间土共同组成复合地基，共同承担上部上部荷载。下面结合兰州东部科技新城基础设施工程经四路道路工程进行说明。
1.工程概况
拟建经四路位于兰州高新技术产业开发区榆中园区，道路南起纬二十四路，北至纬四路，道路全长5701.454m；道路呈南北向展布，道路路幅宽60m，道路两侧各设置10m绿化带，道路总宽80m，道路等级为城市快速路。
道路沿线地层划分为三个工程地质大层及八个工程地质亚层。分别为：素填土①-1、黄土状粉土②、碎石③。K4+580～K5+701.454属IV级以上（很严重）自重湿陷性场地，湿陷性土层下限深度一般介于2.5～12.0m。
2.工程设计及有关要求
（1）地基处理采用灰土挤密桩，桩径采用40cm，等边三角形布置，桩长为10m，路堤高度小于8m桩间距为1.2m，路堤高度大于8m桩间距为1.0m。具体桩间距根据施工试桩时土质干密度及要求达到的最大干密度来计算确定，桩长以挤密地面以下5～6m以内土层的孔隙为原则。
（2）当湿陷层小于5m时挖除2m厚的湿陷层并换填灰土，当湿陷层大于5m时采用灰土挤密桩处理，桩长穿透湿陷层以下不小于1m。
（3）桩体压实系数不小于0.97，桩间土的最小挤密系数不小于0.88，平均挤密系数不小于0.93，加固处理后的地基要求湿陷性系数小于0.015。
3.灰土挤密桩的加固原理
灰土挤密桩体是由石灰和土拌和填夯而成,其作用原理是石灰和土拌合物离子交换、凝硬反应以及石灰的碳化与结晶等物理化学反应形成具有高强度的灰土桩,同时使桩周土体密度增大,降低土体原始孔隙比,使土体压密固结,并由高压缩性变为低压缩性,以达到消除地基湿陷性, 改善原地基土的性质，使土的强度显著提高，并具有一定的水稳性。
4.灰土挤密桩的作用和特性
（1）灰土挤密桩具有降低基底下一定深度内桩间土中应力的作用，在桩间土挤密后其湿陷性没有完全消除的情况下，如果土中应力不超过其湿陷起始压力，则地基浸水后仍可能不产生湿陷或仅产生小量湿陷。
（2）灰土挤密桩对桩间土起着侧向的约束作用，约束樁间土局部受压时产生的侧向挤出变形，使压力与沉降始终呈线性关系。
（3）以土治土，就地取材，材料来源广泛。
（4）施工机具简单，所用施工机具比较简单，制作费用低，便于推广应用。
5.施工工艺
（1）施工准备：包括收集相关资料、熟悉周边情况、拟定施工技术措施，并进行材料选择、配合比试验、成桩试验、平整场地、测量、定位等。
（2）成桩工艺：包括桩机就位、选择成孔时机、合理的施工顺序、桩体成孔和成孔质量检查等。
（3）填夯灰土：包括设备选用、夯机就位、清理孔内杂物、填料、素土压顶等。
（4）质量检测：包括桩体的填夯质量检测、桩间土的挤密效果检验、复合地基效果检验等。
6.地基处理效果分析
2014年5月中旬，经四路地基加固工程（灰土挤密桩）全部完成，并进行相关试验检测，其地基土挤密前后主要物理力学性质指标见下表。
地基土挤密前后主要物理力学性质指标表
序号 检测时间节点 湿陷系数 总沉降量(mm) 压缩模量(mpa)
1 挤密前 0.003～0.060 3.30
挤密后 0.0001～0.0055 11.98 12.35
2 挤密前 0.009～0.024 3.20
挤密后 0.0001～0.0011 10.20 11.65
3 挤密前 0.002～0.045 3.70
挤密后 0.0004～0.0110 12.33 12.58
4 挤密前 0.002～0.050 3.50
挤密后 0.0005～0.014 13.25 12.74
5 挤密前 0.007～0.040 3.30
挤密后 0.0003～0.0019 10.64 11.93
试验结果表明，灰土挤密桩法处理该地区的湿陷性黄土具有显著的效果，能够明显提高地基密实度，消除或接近消除地基湿陷性。
7.结论
通过经四路分析研究和实践证明,采用灰土挤密桩处理加固湿陷性黄土地基的效果明显，是类似地区和类似工程项目值得借鉴的工程处理措施。地基作为柔性桩复合地基的一种，它既有复合地基总体上的共性，又有其独特性，并由于其自身优势，在工程上应用颇多，效果良好，符合中国国情。因此，对灰土桩复合地基自身的特性进行深入研究，具有重要的现实意义。本文仅对灰土及灰土桩复合地基的基本性状进行了一些探索性的工作，还需对此作进一步的深入研究，并完善成果，如对灰土桩复合地基的负摩擦力、在水平荷载作用下的性状，以及灰土桩复合地基的群桩效应进行研究。
参 考 文 献
[1]《湿陷性黄土地基处理》[M] . 北京.中国建筑工业出版社.2008.
[2]《地基处理手册》[M].第三版. 北京.中国建筑工业出版社.2008.
[3]《工程地质手册》[M].第四版.北京.中国建筑工业出版社.2007.
[4]《建筑地基处理技术规范》[M] . 北京.中国建筑工业出版社.2002.
关键词：灰土挤密桩 城市快速路 湿陷性黄土 地基处理技
中图分类号：C35文献标识码： A
灰土挤密桩复合地基法是一种处理湿陷性黄土地基的常用方法，广泛应用于交通、土建等工程。在实际应用中人们普遍认为桩越长其承载力就越大，而柔性桩复合地基存在临界桩长，当超过临界桩长时，桩长增加不会提高其承载力，也不能减少桩的沉降量，反而会增加工程造价。
湿陷性黄土是我国一种主要的、分布较广的区域性土，在我国西北地区较为常见，具有湿陷性和高压缩性，属于非饱和的欠压密土，具有较大的孔隙率和较小的干密度，在自重压力和附加压力作用下以及受水浸湿后结构迅速破坏而发生显著下沉。
灰土挤密桩是一种柔性桩，利用沉管、爆扩、冲击或钻孔夯扩等方法，在地基土中挤压成桩孔，迫使桩孔内土体侧向挤出，使桩周土体得到加密；并向桩孔内分层填入灰土等廉价材料夯实成桩。挤密桩体和桩间土共同组成复合地基，共同承担上部上部荷载。下面结合兰州东部科技新城基础设施工程经四路道路工程进行说明。
1.工程概况
拟建经四路位于兰州高新技术产业开发区榆中园区，道路南起纬二十四路，北至纬四路，道路全长5701.454m；道路呈南北向展布，道路路幅宽60m，道路两侧各设置10m绿化带，道路总宽80m，道路等级为城市快速路。
道路沿线地层划分为三个工程地质大层及八个工程地质亚层。分别为：素填土①-1、黄土状粉土②、碎石③。K4+580～K5+701.454属IV级以上（很严重）自重湿陷性场地，湿陷性土层下限深度一般介于2.5～12.0m。
2.工程设计及有关要求
（1）地基处理采用灰土挤密桩，桩径采用40cm，等边三角形布置，桩长为10m，路堤高度小于8m桩间距为1.2m，路堤高度大于8m桩间距为1.0m。具体桩间距根据施工试桩时土质干密度及要求达到的最大干密度来计算确定，桩长以挤密地面以下5～6m以内土层的孔隙为原则。
（2）当湿陷层小于5m时挖除2m厚的湿陷层并换填灰土，当湿陷层大于5m时采用灰土挤密桩处理，桩长穿透湿陷层以下不小于1m。
（3）桩体压实系数不小于0.97，桩间土的最小挤密系数不小于0.88，平均挤密系数不小于0.93，加固处理后的地基要求湿陷性系数小于0.015。
3.灰土挤密桩的加固原理
灰土挤密桩体是由石灰和土拌和填夯而成,其作用原理是石灰和土拌合物离子交换、凝硬反应以及石灰的碳化与结晶等物理化学反应形成具有高强度的灰土桩,同时使桩周土体密度增大,降低土体原始孔隙比,使土体压密固结,并由高压缩性变为低压缩性,以达到消除地基湿陷性, 改善原地基土的性质，使土的强度显著提高，并具有一定的水稳性。
4.灰土挤密桩的作用和特性
（1）灰土挤密桩具有降低基底下一定深度内桩间土中应力的作用，在桩间土挤密后其湿陷性没有完全消除的情况下，如果土中应力不超过其湿陷起始压力，则地基浸水后仍可能不产生湿陷或仅产生小量湿陷。
（2）灰土挤密桩对桩间土起着侧向的约束作用，约束樁间土局部受压时产生的侧向挤出变形，使压力与沉降始终呈线性关系。
（3）以土治土，就地取材，材料来源广泛。
（4）施工机具简单，所用施工机具比较简单，制作费用低，便于推广应用。
5.施工工艺
（1）施工准备：包括收集相关资料、熟悉周边情况、拟定施工技术措施，并进行材料选择、配合比试验、成桩试验、平整场地、测量、定位等。
（2）成桩工艺：包括桩机就位、选择成孔时机、合理的施工顺序、桩体成孔和成孔质量检查等。
（3）填夯灰土：包括设备选用、夯机就位、清理孔内杂物、填料、素土压顶等。
（4）质量检测：包括桩体的填夯质量检测、桩间土的挤密效果检验、复合地基效果检验等。
6.地基处理效果分析
2014年5月中旬，经四路地基加固工程（灰土挤密桩）全部完成，并进行相关试验检测，其地基土挤密前后主要物理力学性质指标见下表。
地基土挤密前后主要物理力学性质指标表
序号 检测时间节点 湿陷系数 总沉降量(mm) 压缩模量(mpa)
1 挤密前 0.003～0.060 3.30
挤密后 0.0001～0.0055 11.98 12.35
2 挤密前 0.009～0.024 3.20
挤密后 0.0001～0.0011 10.20 11.65
3 挤密前 0.002～0.045 3.70
挤密后 0.0004～0.0110 12.33 12.58
4 挤密前 0.002～0.050 3.50
挤密后 0.0005～0.014 13.25 12.74
5 挤密前 0.007～0.040 3.30
挤密后 0.0003～0.0019 10.64 11.93
试验结果表明，灰土挤密桩法处理该地区的湿陷性黄土具有显著的效果，能够明显提高地基密实度，消除或接近消除地基湿陷性。
7.结论
通过经四路分析研究和实践证明,采用灰土挤密桩处理加固湿陷性黄土地基的效果明显，是类似地区和类似工程项目值得借鉴的工程处理措施。地基作为柔性桩复合地基的一种，它既有复合地基总体上的共性，又有其独特性，并由于其自身优势，在工程上应用颇多，效果良好，符合中国国情。因此，对灰土桩复合地基自身的特性进行深入研究，具有重要的现实意义。本文仅对灰土及灰土桩复合地基的基本性状进行了一些探索性的工作，还需对此作进一步的深入研究，并完善成果，如对灰土桩复合地基的负摩擦力、在水平荷载作用下的性状，以及灰土桩复合地基的群桩效应进行研究。
参 考 文 献
[1]《湿陷性黄土地基处理》[M] . 北京.中国建筑工业出版社.2008.
[2]《地基处理手册》[M].第三版. 北京.中国建筑工业出版社.2008.
[3]《工程地质手册》[M].第四版.北京.中国建筑工业出版社.2007.
[4]《建筑地基处理技术规范》[M] . 北京.中国建筑工业出版社.2002.