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摘要：西北地区湿陷性黄土分部广泛，如何高效、可靠的对湿陷性黄土地基进行处理，以保证路基的稳定，是在西北地区进行高铁建设必须解决的关键问题。本文结合中兰客专（甘肃段）某项目各段路基地基处理对施工方法、工艺进行了总结分析。
关键词：高铁；湿陷性黄土；冲击碾压、强夯、水泥土挤密桩、CFG桩。
1 引言
湿陷性黄土是一种特殊性质的土，其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。在较大荷载或遇水浸湿的作用下，湿陷性黄土很容易出现湿陷、沉降等问题。西北地区湿陷性黄土分部广泛，如何高效、可靠的对湿陷性黄土地基进行处理，以保证路基的稳定，是在西北地区进行高速铁路建设必须解决的关键问题。
湿陷性黄土路基施工方法有换填法、垫层法、强夯法、挤密法等等，由于各地的地理环境不同，对于湿陷性黄土的道路施工方法也有着其独特的性质。
依托中兰客专（甘肃段）某项目各段路基地基处理工程，结合工程实路，总结分析了高速铁路湿陷性黄土道路施工的方法及技术参数。
2 不同地质条件下湿陷性黄土处理工艺选择实例
项目位于白银市白银区和兰州市皋兰县境内，路基工点内地层岩性主要为第四系上更新统风积层（Q3eol）砂质黄土，下伏白垩下统（K1）砂岩。特殊岩土主要为黄土和松软土。第四系上更新统风积层砂质黄土具有湿陷性，各段湿陷土层厚约1m～22.0m，都属Ⅱ级（中等）～Ⅳ级（很严重）自重或非自重湿陷性黄土场地。
为了消除地基的湿陷性根据各路段的实际情况采用冲击碾压、强夯法、换填、设置隔水垫层、CFG桩等方法中的一种或者组合进行地基处理，具体情况如下：
1）湿陷等级为Ⅰ、Ⅱ非自重湿陷性黄土，路基基地采用冲击碾压处理。处理后路堤坡脚设置三七灰土垫层、路堑地段基床表层以下设置夹铺一层PVC防水板的中粗砂。
2）湿陷等级为Ⅲ、Ⅳ级厚层自重湿陷性黄土地段，当路堤基地或者路堑基床底层一下湿陷性黄土厚度小于3m时，采用冲击碾压加隔水垫层处理。
3）湿陷等级为Ⅲ、Ⅳ级厚层自重湿陷性黄土地段，厚度在3.0m~5.0m时，填方地段采用强夯隔水垫层处理，挖方采用水泥土挤密桩处理；厚度在3.0m~8.0m时，基底采取水泥土挤密桩、柱锤冲扩桩等措施消除湿陷性。复合地基上部设置0.6m后的三七灰土垫层。
4）湿陷等级为Ⅲ、Ⅳ级厚层自重湿陷性黄土地段，湿陷性黄土厚度大于8m时可采用CFG桩+挤密桩进行加固。施工时应按照先施工水泥土挤密桩消除地基的湿陷性，再施工CFG桩加固地基。复合地基上部设置0.6m后的三七灰土垫层。
3 施工工艺技术参数
湿陷性黄土地基处理时路堤地段地基处理施工前应挖除局部土堆、人工填土、地表耕植土、整平地表，然后采用重型机具对地表进行初步压实。路堑地段采用桩基处理时，设计桩顶上部施工时预留0.5m作为施工作业面。
3.1 冲击碾压
本项目冲击碾压试验段具体里程段落为DK208+590～DK208+700长度110m，湿陷性黄土厚度3.5m~5m，属于Ⅱ级（中等）自重湿陷性场地。该冲击碾压为路堑基底挖除2m后冲击碾压后回填A、B组填料。
冲击碾压质量要求包括：（1）冲击碾压最后5遍的沉降量不得大于1cm；（2）有效加固深度不小于3m，基底承载力不小于150kpa；（3）有效加固深度内压实系数基床不小于0.95；基床以下小于0.92（高路堤填筑时不小于0.95），同时应满足湿陷性系数小于0.015。
依据（DK208+590～700）试验段冲击碾压试验参数综合反映，冲击碾压段土其物理力学性质虽明显改善，试验结果达到设计要求。根据试验检测情况，冲击碾压施工工艺控制在25遍能满足可设计要求，具体确定参数如下：
（1）主要设备采用GQ320冲击压路机牵引机，配备YCT25型冲击压路机。辅助设备有平地机、洒水车、压路机。
（2）碾压遍数：冲击碾压25遍，碾压速度10～15km/h，冲击碾压每5遍平地机进行场地整平光面压路机进行碾压平整。
（3）含水量过大时，容易形成弹簧、翻浆等，可采取挖翻晾晒后重新碾压。
3.2 水泥土挤密桩
本项目选取DK204+230～DK204+245段作为试桩地点，湿陷类型为自重，湿陷等级为Ⅲ级（严重）～Ⅳ级（很严重），湿陷土层厚约4.7～8m。水泥土挤密桩桩长8m，桩间距1m，桩径0.4m，正三角形布设。经项目部试验轻型击实试验确定，本次试桩10%水泥土最佳含水率为15.6%，最大干密度1.75g/cm3。
通过试验桩的数据整理分析及试验桩的自检结果，确定以下施工参数，以指导后期的现场施工及控制施工质量。
⑴确定水泥土配合比参量水泥159㎏，土1627㎏，水187㎏。水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥
⑵成孔设备采用柴油打桩机，沉锤3.2t，沉管直径40cm，长度满足施工要求，桩身需标示出每米刻度线。
⑶每台打桩机配备两台自动夯填机及一台装载机用于完成夯填工作，一个班配备5名工人。
⑷夹杆锤锤头直径确定为25cm，同时锤重大于等于250kg。
⑸自动夯填机为数控设备，每次投料25cm（2秒），填料压实厚度为20cm，夯锤落距60cm，每层填料夯击次数为12次，确保桩体的质量符合要求。
3.3 CFG桩
本项目选取DK207+902.34～DK207+940段路基试桩12根CFG桩进行工艺性试验。该工点湿陷土层厚约11.2～30.6m，都属Ⅲ级（严重）～Ⅳ级（很严重）自重湿陷性黄土场地。
本段路基地基处理均采用长短桩结合处理，水泥土挤密桩+CFG桩加固，桩平面布置采用正方形，水泥土挤密桩桩径0.4m，桩间距0.9m，CFG桩桩径0.5m，桩间距1.8-2m。
根据检测结果确定：（1）工点地层岩性主要为砂质黄土，与设计相符。（2）采用长螺旋钻机施工，钻杆长度为10m，需两名长螺旋钻机操作员，两名普工配合，钻进电流145-160A。（3）拔钻速度为3m/min，混凝土泵压4.8MPa。（4）桩身混凝土灌注的充盈系数为1.02~1.09。
4 处理效果评定
通过本工程现场施工验证按照以上总结的技术参数施工冲击碾压、换填、水泥土挤密桩处理的地基的湿陷性系数δs＜0.015满足设计要求。当时湿陷性黄土深度大于8米仅采用水泥土挤密桩处理地基承载力部分不能满足设计要求，通过水泥土挤密桩+CFG桩可以同时满足消除湿陷性和地基承载力的要求。
参考文献：
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