浅析灰土挤密桩在处理湿陷性黄土地基中的应用

摘 要：灰土挤密桩是软土地基加固处理的方法之一，因实现了以土治土的目标，具有施工速度快、造价低廉、施工设备简单、技术可靠的优点，而在各种地基处理方法中显得比较经济，得到了广泛应用。

关键词：灰土挤密桩;处理;湿陷性黄土地基

中铁二十一局集团路桥工程有限公司兰州梁场位于兰州市七里河区范家坪，完成生产客运专线预应力简支箱梁167孔，各种后张法预应力简支T型梁1648片，由于场址区域地处湿陷性黄土区域，在制梁台座基础形式的方案比选中，灰土挤密桩因其施工速度快、造价低廉、技术可靠的优点得以具体实施。

灰土挤密桩一般适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土和互填土等地基，处理深度宜为5m－15m。特别是对于以提高承载力、降低压缩变形性能、消除湿陷性的提高水稳定性为主的地基处理。

一、灰土挤密桩与其它地基处理方法比较，有四个特点：

1) 灰土、素土等挤密桩法是横向挤密，但可同样达到所要求加密处理后的最大干密度的指标； 2)与土垫层相比，无需开挖回填，因而节约了开挖和回填土方的工作量。比换填法缩短工期约一半；

3)由于不受开挖和回填的限制，一般处理深度可达12～20m；

4)由于填入桩孔的材料均属就地取材，因而比其它处理湿陷性黄土和人工填土的方法造价为低，取得很好的效益。 二、地基加固的原理

灰土挤密桩是冲击成孔后灌注灰土夯实，达到地基土挤密目的的地基处理方法。其原理是石灰和土拌合物通过离子交换、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和大模量的灰土桩，相邻两桩或三桩孔挤密后，使桩周土体干密度进一步增大，使桩体与桩间共同组成人工复合地基，从而改善土质，降低土体原始孔隙比，使土体由高压缩性变为低压缩性，以达到消除湿陷性提高承载力的目的。这是由灰土挤密桩的性质等因素决定的。根据上述原理及理论,我们可以分析得出:灰土桩的置换率、灰土桩的强度和灰土桩的长度是决定灰土挤密桩挤密效果的三个重要因素。 三、地质条件

梁场地貌单元属黄河南岸高级阶地与山前洪积扇交汇处地貌，黄土粉状土层厚度45.8-49.1m，土质均匀，干强度低，韧性低，摇振反应中等，稍密-中密。湿陷系数=0.009-0.116，自重湿陷系数=0.005-0.048。经过地质勘察，按Ⅳ级自重湿陷性黄土场地设防。 四、利用试验段，选定施工参数

1、沉桩成孔采用履带式沉管桩机锤重5.5T，缸锤重量3T，管径为37.7cm，成孔深度12m；夯填分用重锤夯实机，落锤高度不小于3m，锤重1500kg。

2、重锤夯实机以90cm 为控制分别设置夯击次数。以上厚度是以灰土的自然方计算。 3、土料：采用素黄土，有机质含量小于5%，不得使用耕植土；土料应过筛，土块粒径不应大于15mm。

4、石灰：选用Ⅰ级消石灰：钙质消石灰中活性CaO、MgO含量之和不应低于65%；镁质消石灰中活性CaO、MgO含量之和不应低于60%（按干重计）。使用前7 天消解并过筛，颗粒直径不应大于5mm，不含未熟化生石灰块。

5、对选定的石灰和土进行原材料和土工试验，通过击实试验石灰土的最大干密度为

1.74g/cm3 ，最佳含水量为15%。灰土桩的石灰剂量12%（质量比），配制时确保充分拌合及颜色均匀一致，灰土的夯实最佳含水量宜控制14%～16%之间，边拌合边加水，确保灰土的含水量为最优含水量。桩体控制压实度不小于0.97；桩间土压实度不小于0.90。

6、石灰土拌制根据回填需求随用随拌，已拌成的灰土不得超过24 小时隔夜使用。被水浸湿、浸泡的石灰土严禁使用。 五、灰土挤密桩的布置

灰土挤密桩加固按正三角形布置，桩径0.4m，桩间距1m，加固深度不超过15m。加固范围为路堤地段超出两侧坡脚排水沟外边缘0.5m，加固深度应穿透湿陷性黄土层到达非湿陷性黄土层以下1.0m，桩顶铺设厚0.4m的0.8%灰土垫层，

桩身石灰土压实系数不小于0.97，桩间土平均挤密系数不小于0.90，灰土垫层其压实系数不小于96% 。 六、成孔顺序

七、灰土挤密桩施工工艺 八、灰土挤密桩的技术控制 九、试验检测结果分析

施工过程中应严格控制填料的比例、含水量或填料数量、夯击次数、夯锤落距,挤密系数达到设计及规程规定. 施工结束后，应对桩顶标高、桩位、桩体质量、地基承载力作检查。桩孔填料应符合设计要求及施工规范的规定，填料进场以后可集中就近堆放，防止日晒雨淋并选用代表性的料样及处理地基的土样进行击实试验，以确定桩土的最优含水率和最大干密度。 十、结论

灰土挤密桩是软土地基加固处理的方法之一，具有施工速度快、造价低廉、施工设备简单、技术可靠的优点，各种地基处理方法中显得比较经济，在新建铁路兰新第二双线、宝兰客专兰州枢纽等标段路基软土地基处理中得到了广泛应用。