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铜黄高速水泥灰土挤密桩加固路基技术 口文/中铁十八局集团第三工程有限公司 马华丽 地质现状 黄土堆积和侵蚀作用下,形成了塬、梁、峁、沟壑的 铜川至黄陵高速公路起于铜川新区,经铜川市耀 黄土地貌,典型的黄土山岭区域。该地区土体结构疏 州区、王益区、印台区、宜君县 ,止于黄陵县界桩立 松,多孔隙,颗粒粗,连接力弱,固结性差,承载力 交,全长 102.2km。主线采用双向六车道高速公路标 低 ,多具 Ⅱ一Ⅲ级 自重湿陷性 。主要特性是湿陷系 准,设计速度 100km/h,路基宽度 33.5m,控制性工 数 0.015—0.075,湿陷量 18.5—5O.5em,天然含水量 程为8座连续刚构桥和 2座特长隧道。铜川至黄陵高 9.4%左右,湿陷厚度1.1—4.0米,孔隙比0.843一1.279, 速公路是国家高速公路包头至茂名纵向线G65W在陕 液 限 13.2-_18.4,标准干密度 1.62-1.77kge/m3,工 西的重要路段,是陕西省 2“367”高速公路网规划中 程性能差 。 纵贯陕北、关中、陕南的重要路段,是连接革命圣地 延安和通 向陕北国家能源重化工基地的新的快速大 灰土挤密桩加固机理 通道 ,在全国和陕西的公路运输网中具有重要的战 水泥灰土挤密桩是通过机具成孔,利用杆状尖锤 略地位。 的高压强动能,对孔内填料进行冲击夯扩,破坏土体 该项 目的主要特点是 :一是工程规模大,桥隧比 结构,使填料向孔底和孑L周强力压实、挤密,从而改 例40%,有 2座4公里特长隧道;二是地质地形复杂, 善土体结构 ;同时,生石灰受潮后消解体积膨胀 ,使 该路线穿越黄土台塬沟壑区、黄土梁峁沟壑区及低山 得路基填料再次被挤密;再者,水泥、石灰水化作用后, 丘岭区三大地貌单元,沿线地质复杂,湿陷性黄土、 挤密桩起到置换作用、应力集中效应,成桩后的挤密 滑坡和采空区分布密集 ;三是环保要求高,该路线穿 桩与桩间土形成复合地基,共同承担上部荷载,从而 越太安省级 自然保护区,采用对周围环境无扰动的设 提高路堤承载力,消除路基不均匀沉降及减少路堤总 计方案和施工工艺,减少大开挖,隧道零刷坡进洞, 沉降量。 弃渣无污染,路面低噪音。 从其加固机理上看,水泥灰土挤密桩有三大作用。 某标段项目地层上部为黄土,土质为马兰组新黄 1.挤密作用 土、离石组老黄土及次生黄土,是在第四纪历经多次 灰土桩成孔并夯实时,桩孑L位置原有土体被强制 32 侧向挤压,使桩间土层密实度提高 ;同时,生石灰受 可只按20m桩长设计施工。 潮后消解体积膨胀 ,使得桩间土层再次被挤密。 4.桩径的确定 2.置换作用 根据水泥灰土挤密桩常用机具设备和经验,孔径 在灰土挤密桩地基中,由于灰土桩的变形模量 0.4m较经济,且不易缩颈和断桩。要求成孑L直径不 远大于桩间土的变形模量,在灰土桩与土体的共同 小于0.48m。 作用下,刚度较大的灰土桩体受到较大的应力,从 5.桩的布置和桩间距的确定 而降低了基础底面下一定深度 内土中的应力,消除 (1)桩的布置以平面呈正三角形来布置。 了持力层 内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利 (2)侧 向挤密效果的大小 ,主要取决于桩径大小 因素。载荷试验测试结果表明,只 占载荷板面积 和桩间距 ,以及桩周围土的含水量。桩径确定后 ,当 20%的灰土挤密桩承担 了总荷载的50%,甚至更 达到最佳桩距时,水泥灰土挤密桩的挤密效果最佳。 多 ;而面积 占80%的桩间土体

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