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摘要：交通网络的不断扩张对于全国经济的发展有着重要的推动作用，而随着交通网络的不断扩大，大型建筑建设面临的困难也在逐渐增多，如何在湿陷性黄土地域开展建设工作是一个急需被解决的难题。这篇文章叙述的就是沉管法水泥土挤密桩工艺在湿陷性黄土地域内运用情况。
关键词：湿陷性；黄土地域；沉管法水泥土挤密桩
引言
我们将那些表面土质在垂直应力作用下，因土体中水分含量提高而令土体产生了内部变形的黄土称之为湿陷黄土。如果在含有该特制土体的区域开展工程的建设工作，那么施工人员需要注意该建筑的地基会因土体的湿陷特征而产生沉降所带来的施工风险，需要使用一些技术来改变其力学结构特征，保证工程项目的安全性以及稳定性。
一、湿陷性黄土特点
湿陷性黄土比较特殊，这种地质具备一些特点，比如质地比较均匀，内部结构较为松散。在没有受到水体浸湿的时候，该土体的压缩性比较小，其强度也比较高。但是当该土体受到了水的侵蚀，其内部的结构就会迅速发生重大变化，附加下沉应力会迅速增加，土体的强度也下降明显。如果在含有该土质结构的区域内开展项目建设，需要通过特殊方式提高其浸水后的强度，避免由于地基变形而对项目带来的破坏。
二、沉管法水泥土挤密桩技术概述
简单来说，沉管法水泥土挤密桩工艺就是采用管内投料振动密实法施工，使素土向桩孔周围挤密。然后在根据目标区域的土体特征来进行回填夯实工作，桩体采用42.5级及以上的水泥，水泥的掺入比为9％。通过这种方式让水泥土挤密桩周围的土壤与夯实的土壤共同组成建筑物的地基，提高建筑物整体的稳定性。
与其它改造土体方式相比，此项技术拥有很多优势。首先，这种工艺使用的时候，对于原有土壤形成了很好的重塑效果，一方面保证了该挤密桩自身刚性，另一方面也让水泥土挤密桩周围土壤变得更为密实，满足项目建设所要求的最大干密度指标，通过这种方式来提高目标区域整体承载能力。其次，这种工艺不需要大规模的开挖与回填，对于施工单位而言，既可以减少土方开挖、运输以及回填的成本，又能提高工程进展的速度，对于施工成本的控制十分有利，最后，该技术所使用的工具比较简单，建筑材料也能够在附近获取，施工非常的方便、快捷。
三、施工的具体方式
（一）工程概况
为了方便介绍，这里以银昆高速公路LJ09-1标项目经理部地基处理施工方案为例。该工程施工范围内存在地质等级为Ⅲ级的湿陷性黄土区域，因此在工程正式开始之前，需要通过特殊的处理手段来消除该区域的湿陷性。
项目所在区位于六盘山东麓陇东黄土高原西部，总体地貌属黄土高原沟壑区，本标段沿线属于黄土黄土丘陵沟壑第二副区，以梁状丘陵沟壑为主，总的地势东南高，西北低，海拔高度1560～2080m。主要由黄土梁峁丘陵、黄土沟谷等地貌类型组成。
黄土梁峁丘陵地貌为沿线主要的地貌类型，贯穿项目全线，地形呈丘陵状连绵起伏，由梁、峁混合组成，以梁状丘陵为主，峁梁间高差悬殊不大，由峁到梁基本是渐变过渡。黄土梁以长斜梁、短梁丘陵为主，一般呈平梁状，呈北东—南西及北西—南东向展布，其上断续或连续展布由丘状峁、波状起伏，连绵不断，沟梁相间，梁顶较为平缓，梁长一般1～3km，梁顶宽50～200m，呈鱼脊状往两侧沟谷微倾，坡梁坡面积较大，梁顶相对高度多在100～250m，梁坡脚与河道之间形成宽度不等的沟谷地。沿线黄土梁一般南坡与西坡较陡，坡度30～60º，北坡与东坡较缓，坡度10～20º，两坡悬殊较大地带，形成单面梁。黄土梁一般上缓下陡，峁间鞍部较窄，仅几米至10余米。黄土峁是呈孤立的丘状高地，顶部浑圆，坡面向四周倾斜，状如馒头，峁顶面积较小，四周斜坡较缓，峁坡平直，坡度一般25～30°，峁梁顶部为第四系风积黄土覆盖，厚度约30～60m。峁缘与黄土梁相接者梁身不长，为沟谷深切。
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图3-1黄土高原地貌类型略图
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图3-2黄土梁峁丘陵图
黄土沟谷受流水切割侵蚀作用，沿线沟谷纵横交错，下切深度大，切割密度大，黄土流失严重，地面支离破碎，其特点是沟头不断前进、沟岸极具扩张、沟床强烈下切，沟壑密度达4～7km/km2。黄土沟谷分布在为梁峁地形区主沟一般以“U”形为主，谷坡较缓，具有多级沟阶地，支沟上游比较狭窄，多呈“V”字形峡谷，支沟较陡，甚至直立，易于发生滑坡、坍塌现象，沟底常有黄土崩塌物堆积。
通过对土质结构的分析，鉴于高速公路项目对于地基参数的具体要求，最终选择使用水泥土挤密桩技术来处理地基，采用成孔桩径φ400mm，有效桩长12m的水泥土挤密桩，桩间距离为800mm，并且采用9％的水泥土来进行夯实工作，实际使用的水泥土挤密桩数量为16530根。
（二）施工前准备工作
1.技术准备
在技术准备环节主要需要进行的是以下七项内容。
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图3-3 黄土冲沟图
（1）施工人员在接到工程施工图纸之后，对于图纸中有关地基工程的标高以及坐标的数据进行审核与复检，如果在复检的过程中发现设计数值与实际情况之前存在误差，那么就要将情况及时上报给设计单位。
（2）施工人员要对水准点桩以及轴线控制桩进行科学的规划以及编号，在复检确认无误之后，针对水泥土挤密桩位置开始放线工作，同时开展挤密桩的标高控制工作。
（3）相关工作人员以及设计单位的设计人员要对的施工单位的施工人员进行设计交底工作，设计单位在开始此项工作的时候，要对之前反馈上来的那些施工现场与原计划存在出入的环节进行解答以及修改。
（4）对于该技术中所用到的测量仪器，为了保证其精准性，要送往专业的检测机构进行标定，在确保测量仪器标定合格的情况下再进行使用。
（5）对于水泥土挤密桩技术运用过程中所使用的机械设备要进行仔细的检查，特别对于这些设备的导向装置以及行走装置要进行严格检查，待所有指标合格之后再允许其进场。
（6）对于工程中所用到的建筑原材料，比如水泥、土等，工作人员要对其进行取样检测，针对材料的最大干密度以及含水量等重要的指标要进行严格的检查，只有等检测合理之后才允许使用。
（7）由于湿陷性黄土的特殊性，为了水泥土挤密桩技术发挥其应有的效果，需要事先对夯填以及成孔的工序进行试桩试验，通过实验来标定夯实材料的厚度、夯击频率以及打桩次序的相关参数。
2.机械与材料准备
在施工准备的过程中，要对设备要进行查验。在该工程中需要使用两套履带式锤击沉管桩机（型号为DD2.5T）、两台装载机、四台强力打夯机（锤重315kg）。特别是对于夯锤的重量要进行核验，确保其可以达到预计的夯击效果。此外，对于挤密桩所需要的材料质量也要进行查验，严禁使用冻土或者是渣土，从弃土场中获取的粉质黏土中的有机物含量要低于5%，在进行拌和前要进行过筛，保证颗粒直径小于15mm。
3.沉管法水泥土挤密桩试桩
（1）在进行沉管法水泥土挤密桩试桩工作时，以七根桩为一组，总共试验九组，在开展试验的过程中对于每一道工序的夯实频率、填料数量以及作业时间开展系统性的录入工作。
（2）明确检测项目
在该技术的试验环节，最为重要的测验内容有两个。第一个是夯填桩体的压实度和桩间土的平均挤密系数，这一检测的目的是检测在经过了该工序处理之后，挤密桩周围土壤的塌陷特征和挤密桩挤压系数是否达到工艺需求，同时为了试验数据具有参考价值，检测的频次不能低于总体2%。第二个是复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验，该试验的主要目的是检查沉管法水泥土挤密桩工作处理之后，该区域土体总承载力能否满足该项目的要求。该检测项目的检测频率也不能低于总量的1%，且每项单体工程地基静载荷试验检验数量不应小于3点。
沉管法水泥土挤密桩试桩检测项目表
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（三）施工方法
1.成孔
开展成孔工序之前，相关技术人员必须对目标区域表面做出仔细清理，保证表面平整性满足相关要求。特别是对于挖方区域，要按照设计标高的参数进行土方开挖工作，确保有效桩的长度。在本工程中，采用沉管成孔技术来进行成孔工作，为了保证桩孔的质量，在起重机上安装沉桩设备的导向装置，通过微型计算机控制成孔垂直度。
2.填料的拌和工序
在进行填料拌和工作时，要使用自动配料拌和机来进行拌和，工作人员通过自动配比下料装置来对水泥土比例进行实时的管控，确保混合料始终以9％的比例进行拌和。在拌和过程中，施工人员要严格控制拌料的含水量，通过高效的控制让填料的含水量始终保持在12%～14%这一区间内，并且按照当天拌和当天使用的施工原则，将制作出的材料在当日施工任务结束前用完，严禁在第二天使用前一天剩余材料。
3.挤密桩夯实工序
第一，在正式进行挤密桩夯实工作之前，工作人员要根据桩位图以及基础平面图，使用全站仪对目标区域进行放线测量，一方面要确定挤密桩的边线位置，另一方面要运用拉线布网的方式对于挤密桩的点位进行放样测量，同时做好标识工作，经过反复检验确认位置无误之后进行夯实工作。第二，在进行夯实工作时采用隔列、隔行、间隔跳的方法进行夯实，挤密桩的直径要达到400mm，成孔的深度达到12.5m，其中虚桩头的长度要达到50cm（如图1）。第三，采用分层夯实法进行该工序施工，每次填入0.12m³的水泥土，夯实次数为8次，桩体上升高度为50cm，但对于桩顶部以下2m的范围要加大夯击次数，次数控制在10～12遍。第四，对于夯实机的位置要进行精调，保证夯锤与夯击点的对应，让夯锤可以按照自由下落的方式准确击打夯击点，保证夯击效果。
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图3-4成桩顺序布置图
四、结束语
就当前技术水平来看，沉管法水泥土挤密桩技术就是改善土体环境条件的较好工艺之一，不仅可以很好地处理特殊区域塌陷下沉问题，且对于施工单位来说其建筑成本也很低，具有广泛应用前景。
参考文献
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