摘要：灰土桩是通过横向挤密加固土体的方式使被加固土体达到要求处理的最大干密度。与传统回填垫层的处理方法比较的优点在于：无需大开挖，处理深度可达15m；减少了开挖回填的过程，从而使工期缩短一半以上；材料取得比较方便，能节约一定的成本。现以陕西省西安市临潼区新丰五场公寓楼工程中灰土挤密桩地基处理工作为实例，从灰土挤密桩加固原理、桩位布设、施工至检测结果进行研究，验证灰土挤密桩在加固湿陷性黄土地基、消除湿陷性、提高承载力及减少沉降量等方面的作用。从而全面认识灰土桩的加固机理，为工程施工积累了理论和实践基础。
关键词：灰土挤密桩；湿陷性黄土；地基中应用
1导言
灰土挤密桩是用石灰和土根据工程需要按（3：7或2：8体积比）比例拌和，并在桩孔内夯实加密后形成的桩。灰土挤密桩有以下特点：灰土挤密桩成桩时为横向挤密，能达到所要求加密处理后的最大干密度要求，可以消除地基的湿陷性，提高承载力，降低压缩性；处理深度可达15m，可就地取材、降低工程造价；机具简单、施工方便、功效高。
2加固机理及影响挤密效果的因素
2.1加固机理
灰土桩是将填料在桩孔内加密夯实后形成的桩，所以灰土桩在成孔过程中通过钻孔和填料对桩间土体有两次挤密加固作用。在成桩后由于桩周水分的渗入，石灰与水发生一系列化学反应而产生膨胀，放热、离子交换、碳化作用等现象，使之形成胶凝体并对桩周土再次形成侧向挤密作用，从而使桩间土孔隙逐渐减小。随着灰土桩龄期的增长，土体固化作用逐渐得到提高，土体强度逐渐增加，在施工结束后桩和桩间土组成复合地基共同承担上部荷载。灰土桩复合地基中，由于占总面积20%左右的灰土桩承受了上部接近一半的荷载，变形模量远大于桩间土的变形模量，荷载向桩上产生集中应力，消除了持力层内大量湿陷变形和压缩变形的不利因素。另外，由于灰土桩对桩间土能起到侧向挤压作用，限制并减少了土的侧向位移，使桩间土体只产生竖向压力，压力与沉降始终保持着线性关系。故它可以有效地提高地基承载力并消除湿陷性，使之沉降均匀并且减小。达到挤密地基的效果。由于灰土桩对土的挤压作用而使桩体周边内的土层密实度得到整体提高。经实际检测，在相邻桩孔挤密范围内交接部位的挤密效果相互叠加，桩间土中心部位的密实度增大且密度更加均匀。桩距越近，其产生的叠加效果越明显。
2.2影响挤密效果的因素
天然含水量和干密度在挤密过程中对挤密效果也起到很大的影响，在含水量接近最佳状态时，土体呈塑性状态，挤密达到最佳效果。当含水量过高时，由于挤压引起超孔隙水压力，土体难以挤密，且容易出现缩颈、塌孔等情况；当含水量偏低时，挤密时土呈坚硬状态，有效挤密区变小。土的天然干密度越小，则有效的挤密范围就越小，挤密效果不好；土的干密度越大，则有效挤密范围越大，挤密效果就越好。土质不均匀时有效挤密范围小，土质均匀时，则有效挤密范围大。
3灰土挤密桩在湿陷性黄土地基中应用的施工情况
3.1施工程序
1）按照平面桩孔图进行场地平整处理，组织好排水系统，对于部分需要防雨的机械设备以及电源处，都要做好防雨设施，避免给施工带来不安全因素；2）做好测量放样准备，将桩位设定。在每一个桩位都可以使用钢钎作为每一个点，用白灰进行标志，并且对桩进行逐一编号；3）在施工之初应当将生石灰、土等材料准备完善。拌合主要是通过现场搅拌，等待含水量最优以及料的颜色一致之后方可，并且不允许已经配成的灰土隔日再用，必须当日使用完；4）成孔：安装好桩机，并且对桩架与桩位进行复查，等待机械完成了检查与调整之后方可开始成孔施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在施工期间，需要对垂直度、桩径、桩长进行测量核查，如果沉管速度或者是缩孔相比试桩之时存在较大的差距，必须立刻拔管检查原因，对于异常情况，也需要及时地通过现场监理工程师或者是设计单位进行针对性处理。成孔主要是采用隔点跳行的方式进行处理；在下料时，需要按照试桩之时确定好的参数进行夯填处理，并且填料之前需要夯实孔底，等待听到有清脆声音传来后方可进行操作。当灰土夯填至标高时，就需要主要相应的标志。另外，夯填应当紧紧跟着桩机，避免时间长短影响了成桩质量、缩孔、缩径。
3.2施工控制要点
1）灰土桩施工成孔主要采用锤击沉管法，施工前应当对夯填工艺、挤密、成孔等效果进行试验，从而将夯实后的干密度、夯实次数等等方面确定；2）成孔施工中，地基土需要趋近于最佳含水量，如果低于12%，可以采取增湿的方式让含水量达到最佳程度；3）桩孔中心距与设计值之间的偏差不能够超过5%，并且应当小于50mm；4）桩孔垂直度与设计值之间的偏差不能够小于1．5%；5）填料之前，必须对孔底进行夯实处理；6）把握先外排后里排的施工工序，并且同排内应当保持1个～2个孔桩的间隔，避免由于挤压或者是振动导致相邻的孔出现了塌陷、缩孔现象。
4灰土挤密桩在湿陷性黄土地基中应用的主要施工质量管理
4.1现场成孔困难，含水量不足
如果当地天然的含水量低于12%时，施工就难以成孔，并且挤密效果无法达到最佳状态，就容易出现塌孔的问题。此时，就可以先将现场土的含水量提高至最佳含水量的标准之后，再进行成孔的施工处理。
4.2沉管较为困难
在沉管成孔施工当中，会有沉管速度变慢，并且出现较高的桩锤回弹的现象。对于填土地基中通过人工操作时，一般都会遇到混凝土块、石块等加层；对于湿陷性黄土区域之时，会遇到卵石层或者是砂和角砾，就需要对桩管的垂直度加以观察，并且应当将沉管的速度降低，将桩锤的落距减小。
4.3突然出现了沉管速度加快
如果遇到软弱层、孔洞等区域，就会导致沉管的速度加快。这时，就应当将桩管提升出来，然后将砂质土料、土料等填入其中，一般来说，填料的高度不得低于软弱层30cm～50cm，然后再反反复复数次沉管挤密，直到沉管的速度恢复到正常情况方可。
4.4塌孔、渗水、缩颈等现象出现
如果所要施工的区域具有较高的含水量，一般需要采取二次成孔的方式来进行施工。在第一次成孔时，如果孔内有严重的渗水现象，就应当先抽干积水，然后将生石灰、砂质土料等填入其中，然后再进行第二次的成孔。在完成第二次成孔之后，应当立刻夯填，如果土料含水量较低，还需要适当地增加夯击次数。
4.5拔管出现问题
在拔管时，可以将适量的水注入到孔内或者是桩管的周围，或者是旋转活动了桩管之后，再进行拔管处理。
4.6出现橡皮土现象
如果在施工当中桩基出现了橡皮土的现象，就需要暂停施工，等待降低橡皮土的含水量，必要情况下，还要将上层的土翻起来进行晾槽处理亦或是将橡皮土挖去，重新填入相对应的砂石或者土料。
5结语
近年来，灰土挤密桩在处理软弱地基方面，因其施工速度快，造价低廉，施工设备简单，技术可靠，大量使用工业废料，社会效益好和承载能力提高较快等特点，已日益成为经济有效的地基处理方法之一。而对于湿陷性黄土来说，除了消除其湿陷性外，灰土桩还与挤密土一起构成复合地基，提高地基强度，减小地基变形，改善黄土地基的工程特性。
参考文献
[1]李敏杰.灰土挤密桩在湿陷性黄土地基中的加固机理和施工方法[J].门窗，2013，（12）：206+209.
[2]何金学.灰土挤密桩在湿陷性黄土地基中的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012，（02）：136.
[3]孙建龙.灰土挤密桩加固湿陷性黄土地基机理与施工[J].山西建筑，2008，（29）：145-147.
[4]孙继红.灰土挤密桩在湿陷性黄土地基处理中的应用[J].山西建筑，2008，（23）：122-123.
论文作者:蒋彦龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/23
标签：灰土论文; 地基论文; 含水量论文; 黄土论文; 效果论文; 夯实论文; 或者是论文; 《建筑学研究前沿》2017年第24期论文;