灰土挤密桩在公路路基湿陷性黄土地基处理中的应用.doc

灰土挤密桩在XX高速公路路基工程湿陷性黄土地基处理中的应用湿陷性黄土作为一种特殊土体，其特殊性从力学角度考虑突出表现在它的结构性、欠压密性和湿陷性三个方面。湿陷性黄土遇水时，土体强度显著降低，在饱和自重压力或附加压力和自重压力的共同作用下，往往具有突然下沉的性质，导致公路工程发生破坏。XX高速公路是我国国家高速公路网青兰高速的重要组成部分。XX高速公路穿越部分湿陷性黄土路段，地层主要以第四系冲积层为主,承载力低，为消除湿陷性,提高地基承载力,该路段地基处理则采用特殊方法处理，而普遍采用的则是灰土挤密桩加固地基处理。一灰土挤密桩的设计1设计原理灰土挤密桩是利用打桩机或振动器将钢套管打入地基土层并随之拔出,在土中形成桩孔,然后在桩孔中分层填入石灰土夯实而成灰土桩。与夯实、碾压等竖向加密方法不同,灰土挤密桩是对土体进行横向加密。施工中当套管打入地层时,管周地基土受到了较大的水平方向挤压作用,使管周一定范围内的土体工程物理性质得到改善。成桩后石灰土与桩间土发生离子交换、凝硬反应等一系列物理化学反应，放出热量，体积膨胀，其密实度增加，压缩性降低，湿陷性全部或部分消除。2承载力湿陷性黄土地基经过土桩挤密之后,其工程物理性质发生了明显变化,土桩与桩间挤密土由于工程物理性质相近,两者能较好地共同作用,合理地分担荷载,共同组成了复合地基,即灰土桩挤密地基。3桩孔直径桩孔直径主要取决于施工机械的能力和地基土层的原始密实度，桩径过小,桩数增多,增加了打桩和回填工作量；桩径过大,桩间土挤密效果差,均匀性也差,不能完全消除黄土地基的湿陷性,同时要求成孔机械的能量也太大,振动过程对周围建筑物的影响大，总之,选择桩径应对以上因素进行综合考虑。4桩孔深度挤密桩深度主要取决于湿陷性黄土层的厚度，性质以及成孔机械的性能，最小不得小于3m,因为深度过小使用不经济，对于非自重湿陷性黄土地基,其处理厚度应为主要持力层的厚度，即基础下土的湿陷起始压力小于附加压力和上覆土层的饱和自重压力之和的全部黄土层,或附加压力等于自重压力25%的深度处。5处理宽度灰土挤密桩地基的效果也与处理宽度有关,当处理宽度不足时,基础仍可能产生明显下沉，根据现场浸水试验,灰土挤密桩的处理宽度采用以下数值较为安全:在非自重湿陷土黄土地区,地基每边超出地基边缘的尺寸不小于0.3m,对于挤密桩则不得小于0.5m。6桩孔平面布置桩孔布置的基本原则是尽量减少未得到挤密的土的空白面积。因此，桩孔应尽量按等边三角形排列,这样可使桩间得到均匀挤密，但有时为了适应基础几何形状的需要而减少桩数,也可是正方形。7桩距灰土挤密桩地基的效果与桩距的大小关系极大，桩距大了桩间土的挤密效果不好,湿陷性消除不了,承载能力也提高不多；桩距太小桩数增加太多显得不经济,同时成孔时地面隆起,桩管打不下去,给施工造成困难,因此,必须合理地选择，选择桩距应以桩间挤密土能达到设计的密实度为准。要消除桩间土的湿陷性,桩间土的最小干容重不得小于15kN/m3。8XX高速公路灰土桩设计XX高速公路黄土段黄土湿陷等级为II级，路基基底设置灰土桩时，桩径40CM，桩间距根据承载力及置换率要求采用1.0-1.5M，桥台台背桩间距采用1.3M，灰土桩处理后路基底面设置30CM厚的5%灰土垫层。具体布置如下图：灰土桩桩体与土体积比2：8，压实度不小于0.97，桩间土平均压实度不小于0.93。二灰土挤密桩的施工1、灰土桩施工框图（1）施工顺序构造物测量放线—测量控制复测—平整场地—桩孔放线定位一安装组装设备—材料准备—试桩—成孔—检验成孔—填夯灰土—试验检验—进行下道工序施工施工操作2、灰土桩施工程序经现场确定，灰土桩施工程序为（1）整平场地，组织好良好排水系统，根据桩孔平面图做好场地平整，对电源处及有防雨要求的机械设备,做好防雨设施,确保施工安全。（2）测量放样，设定桩位。每个桩位以钢钎作点,灌注白灰作为标志,编制桩号,桩位按三角形布置。（3）备料：施工前应将施工所用材料，土和生石灰准备妥当。土料宜为天然的黄土状亚粘土或轻亚粘土,有机杂质含量要小于5%，使用前剔除较大颗粒，粒径不得大于15mm。石灰应选用新鲜的消解石灰粉，直径不得大于5mm。生石灰块用水喷闷后(3h-4h)，消解成石灰粉，剔除较大颗粒后方能使用，不得含有未熟化的生石灰块。灰土须充分拌和至均匀，并控制最佳含水量。桩间土、夯填土和石灰应提前2d送试验室，求出最大干容重。拌合可采用现场拌制，达到料的颜色一致并使其含水量保持在最优含水率左右，现场实施可用"手捏成团,落地开花"的标准鉴定其含水率的标准，配成的灰土要做到不隔日使用。（4）成孔：安装好桩机，复查桩位和桩架，调整和检查机械后开始成孔。核实桩长、桩径、桩位偏差、垂直度等项目，进行量侧检查,如发现有缩孔或沉管速度与试桩有较大差异时，应及时拔管