陈景涛

摘要：高速公路软土路基施工中，湿陷性黄土路基处理质量对整体路基质量有着直接的影响，湿陷性黄土处理方法复杂多样，本文依托京藏高速公路改扩建项目，对水泥土挤密桩施工工艺做了详细的阐述，并根据项目实际情况对施工参数做了归纳与总结，从而为类似工程施工提供借鉴与参考。

Abstract： In the construction of soft soil roadbed of expressway， the treatment quality of collapsible loess roadbed has a direct impact on the quality of the whole roadbed， and the treatment methods of collapsible loess are complex and diverse. Based on the reconstruction and expansion project of Beijing-Tibet expressway， this paper elaborates the construction technology of cement-soil compaction pile in detail， and according to the actual situation of the project， the construction is carried out. The parameters are summarized and summarized in order to provide reference for similar engineering construction.

关键词：水泥土挤密桩;高速公路;湿陷性黄土路基处理;施工参数

Key words： cement soil compaction pile;expressway;treatment of collapsible loess;construction parameters

中图分类号：U213.15                                  文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）21-0163-02

0  引言

在公路工程施工過程中经常遇到湿陷性黄土等特殊地质，湿陷性黄土湿陷性的消除是控制路基施工质量的一个难题，想要高质高效的去解决这个问题，传统的开挖换填显然是不能满足要求的，这就需要一种简单便捷而且相对廉价的施工工艺来取代传统开挖换填的施工技术。

1  工程概况

京藏高速改扩建滚泉至桃山口段JZ23合同段，起止桩号为K1277+600～K1295+600，全长18km。二级路改造的滚新路起止桩号为BTK0+000～BTK13+300，全长13.3公里。

本合同段主线路基范围内含有特殊路基处理—湿陷性黄土处理，湿陷类型和等级为Ⅰ级（轻微）非自重湿陷性黄土～Ⅱ级（中等）自重湿陷性黄土，对于湿陷性黄土厚度H≥3m设置水泥土挤密桩进行加固处理，共计79861m。

2  加固机理

2.1 物理作用

桩孔在地基土中形成时，原有土体会被桩孔位置强制侧向挤压，增大相邻桩孔间的土体密实度，成孔后，填料进桩孔内，并进行分层夯实，从而形成强度高且密实的桩体，并且随着被夯材料径向扩张，孔壁土体会被进一步的挤密，使桩间土和桩体土两者更加紧密胶结，如此可保证复合地基承受荷载后，桩、土的位移可平衡发展。

2.2 化学作用

水泥土挤密桩桩体材料为水泥12%～15%掺入土中拌和均匀，通过夯入水泥土，水泥会发生水解、水化反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙，并迅速溶于水中，使水泥颗粒表面重新暴露出来再与水发生反应，周围水溶液逐渐达到饱和，颗粒内部不断进入水分子，但无法溶解生成物，仅能以细分散的胶体析出，悬浮于溶液中，并形成胶体，如此地基承载力可得到提升。

3  施工参数

我项目根据设计及规范要求，通过现场试验论证确定配合比：配合比为10%（质量比）水泥土，最佳含水量为11.4%，最大干密度1.87g/cm3，7天无侧限抗压强度为2.3MPa;桩位采用正三角形布置，桩间距为0.8m，桩径为40cm;原状土的物理力学性质：最佳含水量为9.1%，最大干密度1.94g/cm3。复合地基承载力容许值：200-250kPa。

4  施工工艺

4.1 清表碾压

在施工前先开挖施工图纸范围内的土方，挖至水泥土挤密桩的设计顶标高，并且用平地机整平、洒水、碾压密实，检测符合设计压实度要求。

4.2 测量放线定点

根据设计图纸测量放出路基边桩、路堤坡脚桩、路基中桩、断面桩的具体位置并距路中心有一定的距离，易于保护位置处设置路线控制桩。

4.3 钻孔

目前水泥土挤密桩施工工艺主要有两种，分别是冲击成孔法和沉管成孔法。采用冲击机反复冲击土层使土层成孔的方法即为冲击成孔法，成孔深度一般都会超过15m，面对湿陷性黄土厚度较大时较为适用;沉管成孔法是采用打桩机施工，将带有尖状的桩管打入土层至设计底标高，然后拔出桩管即成孔。该方法密实效果良好，施工工艺较简单，且具有孔型较规则的特点，但存在成孔深度受打桩机高度限制的劣势。本项目根据自身情况采用冲击成孔法。

严格按照图2施工顺序进行成孔，隔行隔排，间隔1～2孔跳打，按照A→B→C→D的顺序钻孔，具体如图2所示，成孔后，检查符合标准后及时回填，如此可最大限度降低异常问题出现。

4.4 成孔

采用履带式打桩机反复冲击土层成孔，将桩帽设置在桩管顶，与下端水平线作成60°角度锥形活动桩尖，开始施工前，应先在桩架或钢管上标出控制深度标记，桩尖部锥形长度不计算在内，以便施工中观测成孔的深度。当桩尖打入土层1-2m时，各方面施工正常后，锤击沉管至设计深度。桩的倾斜度按设计要求不超过1.5%。

4.5 验孔

桩孔锤击到设计深度后，应立即检测孔位、垂直度、桩径和深度，桩孔中心点的偏差不应超过桩间距设计值的5%，且不大于5cm，桩成孔的垂直度偏差应小于1.5%，孔径不小于设计值，深度不小于设计值深度。

4.6 水泥土拌制及运输

土料选应用取土场的黄土，水泥按设计要求采用P.032.5复合硅酸盐水泥。水泥土的配合比应按设计图纸要求采用厂拌，采用运输车覆盖运输，进行土工试验检测时，必须严格控制水泥土含水量，含水量过小和含水量过高均不利于最终施工质量，应采取有效修正措施，含水量过小应采用洒水润湿拌和，反之，应分摊晾干。

4.7 水泥土回填夯实

成孔后在孔底用夯击八次，以确保地基土密实;然后在水泥土在最佳含水量（本项目试验测定为11.4%，按现场施工经验总结出“手握成团，落地开花”的鉴定方法）状态应下分层回填夯实，压实系数λc0不应小于0.9（重型標准）;夯锤质量一般选用100-300kg，夯锤最大部分的直径应较桩孔直径小10-15cm，以便填料能顺利通过夯锤四周，夯锤形状下端形状应为抛物线性椎体或尖锥型椎体，上段呈弧形。

本项目经试验段测定10%水泥土挤密桩自动夯实设备为送料5s，料厚度按30cm控制，间隔11s，夯击12次效果最佳。成桩夯填完成后对桩头用平地机整平后，用20t振动压路机进行碾压密实。

4.8 检测

桩体压实度检测按照2%的频率抽检，对桩体进行压实度检测，从桩顶起0.5m、1.5m、2.5m、3.5m取样检测，采用汽车钻机钻取芯进行压实度检测，检测桩间土压实度、湿陷系数，须符合设计要求。

5  结束语

与换土垫层相比，水泥土挤密桩对湿陷性黄土的处理方法无需开挖回填，换言之，节省了土方开挖和回填土方的工作量，如此其施工周期必然缩短，后者相较前者工期会缩短约一半;不存在开挖、回填及场地的制约，使得其处理深度更大，通常在5～15m;并且填入桩孔的材料是素土和水泥的混合物，用材也较为廉价，与传统处理方法相比其造价低2/3。且该施工工艺操作方法简单，无需大型机械设备，在对湿陷性黄土地基处理时可较为广泛的应用。

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