灰土挤密桩在湿陷性黄土地基加固中应用研究

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1、灰土挤密桩在湿陷性黄土地基加固中应用研究【摘要】湿陷性黄土是西北地区一种经常遇到的工程地质问题，水泥土挤密桩是处理湿陷性黄土地基的主要方法之一，主要作用是消除黄土地基的湿陷性，以提高地基土的承载力。文章分析其技术要求，探讨其加固应用。【关键词】灰土挤密桩；湿陷性黄土地基加固；应用中图分类号：0434文献标识码：A引言湿陷性黄土是一种性质十分特殊的土，在一定的压力条件下，下沉稳定之后，受到水的浸湿，这样土质结构会快速被破坏，出现明显的附加下沉。一、灰土挤密桩技术要求（一）加固机理灰土挤密桩在施工过程中因冲击振动而对桩周土体充分扰动，使大孔隙黄

2、土的原有结构受到破坏，桩间土受到很大侧向挤压力变得结构紧密，形成了强制挤密区、挤密区以及挤密影响区，提高了桩周土体模量，减小了地基整体压缩变形。又因为桩体是由石灰和土拌和夯填而成，其作用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，相邻两桩或三桩成孔挤密后，使桩周土体干密度进一步增大，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。（三）灰土挤密桩施工（1）施工准备施工前检测地基土的含水量、饱和度

3、，当地基土的含水量小于12%或大于24%、饱和度大于65%时不能施工。处理区段地基土的含水量宜接近最佳含水量，当土的含水量低于12%时，对处理范围内的土层进行增湿。增湿处理应在地基处理前4d〜6d完成，需增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔均匀地渗入处理范围的土层中。（2）施工工艺1）定桩位：首先将控制轴线引至工作面，打木桩固定，防止偏移，然后按设计要求桩间距进行布点，桩点布置完毕,用石灰标记桩位。2）桩机就位：根据桩基轴线标出桩位线并复测后，移动桩机至桩孔位置，机身应平稳，管桩应对桩孔对正，并确保施工中不发生倾斜、位移。3）成孔：采用沉

4、管法成孔，隔行、隔排跳打法施工，每个桩位成孔前必须保证桩机平整、稳固，沉管垂直，沉管尖对准桩位点，并在沉管上用红漆标明成孔深度指示线。桩位水平偏差不得超过桩距的5%,桩孔垂直度偏差不得超过桩长的1.5%o成孔施工顺序先外排后内排，同排桩间隔进行。4）灰土拌制：灰土按要求配比，采用机械拌制至颜色均匀一致，边拌边加水至含水量达其最优。5）桩孔回填夯实：根据试桩数据，选用夹杆式夯实机，锤重约260kg,夯机就位后，使夯锤尖对准孔中心，保证夯锤自由落入孔底，避免孔口及孔壁的碰撞。就位后先底夯8次，再填料夯实，严格控制填料速度，按照每锹灰土夯击5次的

5、频率施工，填料从下向上依次完成。（四）地基处理效果分析灰土挤密桩加固处理成桩后，采用静载试验确定地基的承载力，现场桩体开剖做桩体的干密度试验以评价桩身的夯填质量。桩间土开剖检测全部处理深度内的干密度，并将其分别换算成平均压实系数和平均挤密系数；同时测定全部处理深度内桩间土的压缩性和湿陷性。目的是检验场地经灰土桩加固处理后，各项技术指标是否满足TB10414-2003铁路路基工程施工质量验收标准和设计要求。二、湿陷性黄土研究现状（一）湿陷性黄土的特殊性质湿陷性黄土是黄土的一种，在上覆土体自重压力作用下（自重湿陷）或上覆土体自重压力与建构筑物的

6、附加压力共同作用下（非自重湿陷），其浸水后，附加沉降增大，结构破坏,强度也随着迅速降低。湿陷性黄土一般呈黄色、褐黄色或灰黄色；粒径在0.05nim"0.005imn范围内的粉粒含量一般占60%以上，基本无大于0.25mm的颗粒；天然孔隙比常常在1.0左右，含有大量的碳酸盐类和氯化物等可溶盐类，垂直节理比较发育，具有肉眼可见的大孔隙。湿陷性黄土作为特殊土的一种，其特殊性主要表现为三个方面：①欠压密性：由于湿陷性黄土是在特殊的地质赋存条件、外部营力、漫长的沉积过程中形成的第四季松散沉积物。在形成过程中，颗粒之间联结强度的增长速率较其上覆压力的增

7、长速率快很多，因此其具有一定的抗剪强度，颗粒与颗粒之间仍保持着形成之初的疏松多孔结构、没有在外加荷载作用下被压密，表现为欠压密性。②结构性：湿陷性黄土是在季节性的风以及流水作用下把松散的粉粒积聚起来，并在易溶盐或其他胶结物的作用下使土颗粒粘聚在一起形成的，但是干早半干旱地区的蒸发量也很大，有的地方甚至会出现蒸发量大于降雨量的现象，在这种情况下，土体自身的水分也会减小，使溶于水中的盐类开始结晶，形成胶结物，使土颗粒在颗粒与颗粒接触的地方联结起来,形成了多孔、甚至大孔较多的多孔隙结构，该结构具有一定的强度，正是因为黄土的这一特性，使其表现出与其

8、他粘性土类所不同的特性；而颗粒与颗粒之间的孔隙多表现为架空结构、架空镶嵌、镶嵌结构；而当湿陷性黄；结构性土遇水以及外力的作用时其结构性会迅速被破坏，表现为急剧显著的湿陷变形。①湿