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1、湿陷性黄土路基施工技术研究摘要：我国有较多的湿陷性黄土路况，因此在湿陷性黄土路况的施工成为我国高速铁路筑路必须要面对的一个技术问题。本论文在分析了目前常用的湿陷性黄土路基施工方法的基础上，重点探讨了桩承式路堤施工技术，对其工作原理及施工工艺展开了详细的分析，对于进一步提高我国湿陷性黄土路基的施工技术及其应用有一定借鉴意义。关键词：湿陷性路况；黄土路基；施工技术1引言 我国的黄土和黄土状土地分布面积64万平方公里，占国土面积的6.6%，在黄河中游地区，形成了地层连续、厚度大、面积广的典型黄土地区，面积约为27万平方公里，其中大部分为湿陷性黄土。近年来，我国高速铁路发展迅猛，高速铁路的出现对我国传
2、统铁路路基的设计、施工等方面提出了新挑战，在许多方面深化和改变了传统的设计观念和思想。 2目前常用的湿陷性黄土路基施工方法 (1) 垫层法 垫层法是以灰土或素土做成垫层的处理方法，具有因地制宜、就地取材和施工简便等特点，使用较为广泛。垫层施工时，应先将处理的湿陷性土挖出，然后利用粘性土作为土料，经过筛分后，在最佳含水量的状态下，将其分层回填夯实，单层最大铺设厚度不得大于30cm。 (2) 强夯法 强夯法是一种适应性很强，既经济又简便的地基加固手段。由于处理效果显著，成本低，已成为处理湿陷性地基广泛采用的一种方法。一般采用100-200KN重锤，10-20m落距,锤底直径为2.3-3.0m，锤底
3、静压力值为25-40kPa，湿陷性土层被消除的厚度可达3-6m。夯点一般按正方形或梅花形网格排列，间距根据试夯时单点的侧向影响范围确定。 (3) 预浸水法 预浸水法宜用于处理湿陷性黄土层厚度大于10米，自重湿陷量的计算值不小于500毫米的场地，浸水前宜通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量和湿陷量等。 (4) 其他方法 郑西客运专线地基处理方法除采用了挖除换填、强夯、沉管水泥土挤密桩等常规地基处理措施等地基处理新措施，取得了良好的减小湿陷变形、控制沉降的效果。（郑西客专的时间已经比较久了，能否考虑改成石武客专河南段） 3桩承式路堤在湿陷性黄土路基施工中的技术应用 3.1 桩承式路堤工作原理分
4、析 桩承式路堤是通过桩和水平加筋体(土工格栅、土工布等土工合成材料)联合处理地基的一种新型构筑物形式。在垂直方向上，自上而下由土、桩(带桩帽)、水平加筋体(土工合成材料和垫层)和路堤填土四部分组成，所采用的桩主要是刚性桩(打入式钢筋混凝土预制桩和就地浇灌的钢筋混凝土灌注桩)，不同于传统地基处理中的水泥搅拌桩、碎石桩等柔性桩和半刚性桩；但是和常规桩基础相比，取消了桩顶承台(或筏板)，而以面积较小的桩帽代替；水平加筋体和砂垫层共同作用，相当于柔性基础板，起到了调节路堤沉降、约束路堤侧向变形、加强路堤荷载从桩间土往桩上的转移等作用。 水平加筋体与土之间存在着共同作用，水平加筋体主要处于受拉状态，这种
5、共同作用是通过界面摩阻力=咬合力+摩擦力+粘着力)来实现的，也称为“张力膜”效应：在工作过程中，水平加筋体的拉力作用发挥不甚明显，拉力的发挥往往还不到其极限抗拉强度的10%；由于水平加筋体的敷设和张力膜效应，加筋体将其上土体自重连同上部荷载传递给下部桩土复合地基；由于水平加筋体自身的刚度较小，有时无法起到很好的传递作用，为此可把水平加筋体加强成垫。 3.2 桩承式路堤施工技术及工艺分析 (1) 施工工艺探讨 桩承式路堤施工，刚性桩的施工工艺包括开孔、取土、回填、封口几个工序，可利用同一台机械连续同时进行，每台机械工作周期短。 桩位测放 根据设计图，在需要加固的路段，严格按照设计的桩号、排距及桩
6、距进行桩位测放。桩承式路堤施工桩孔直径150mm，桩长一般3.0-8.0m，桩应嵌入原地面1-1.5m，最少不小于lm。桩距0.5m，对称布置。 钻机就位 在确定所要打的桩位准确后，移动钻机就位，调整钻机，使钻头与桩位中心对齐。 成孔 采用XY250型钻机、GY型钻机，采用打孔或螺旋钻成孔，孔径150mm，孔深5-10m，垂直度控制在1.5%，中心偏差小于50mm，钻孔时严禁加水。 填料夯实，形成桩体 桩承式路堤施工，填料要做到随拌随用，拌好后应在2小时内成桩，否则应予以废弃。桩身夯填前，先打底夯10遍，然后用特制的量具量料进行回填夯扩(建议用高250mm，中150mm量具)，不能用铁锨随意填
7、充。每次虚填厚度25cm-30cm，夯扩时用重120kg的重锤，落距大于1.0m，夯实次数不少于7次(施工前应进行试桩来确定最佳夯击次数)，压实系数)0.95。 封孔及封口 每根桩完成至路面结构层时，应变换填充料进行封孔，采用C30膨胀混凝土振捣密实并收光表面。 (2) 施工时质量控制及技术要求 桩承式路堤施工，是一种新型的路基加固技术，具有很好的功效。但同时要使其功效发挥的淋漓尽致也需要一定的技术来保证，因此施工中的质量和技术控制非常重要。 采用钻机成孔飞成孔垂直度应控制在1.5%以内，中心偏差小于50mm，成孔直径不小于设计直径，成孔深度不小于设计深度。 成孔和孔内回填夯实的施工顺序：当整
8、片处理时，宜从里向外间隔进行；当局部处理时，宜从外向里间隔1-2孔进行，以起到挤密路基土的作用。 桩承式路堤施工，路基采用C30混凝土标号，水泥要求32.5R普通硅酸盐水泥。 夯锤重12okg，落距1.0m。一般情况下按照每批25-30cm虚填，夯实之7击，夯实控制以前后每次沉降量不超过5mm为最佳夯击次数。 由于被加固地基的含水量往往较大，成孔时可能会出现缩孔现象，可在成孔过程中适量加入少量水泥，多次冲击以保证成孔质量，并在成孔后立即回填。 4结语 在湿陷性黄土地区修建高速铁路，湿陷性黄土的物理力学性质决定了路基的沉降控制是关键，桩承式路堤作为一种新兴的地基处理形式，以其特有的协同工作机理，可以作为湿陷性黄土地区修建高速铁路的地基结构形式。本论文对于桩承式路堤施工技术展开了分析，这只是解决湿陷性黄土路基的其中一种方案，更多的高可靠性的路基施工方案及技术应用有待于我国技术人员的共同努力。 参考文献： 【1】 王其昌.高速铁路土木工程.成都:西南交通大学出版社,1999. 【2】 饶为国,赵成刚.桩一网复合地基应力比分析与计算.土木工程学报,2003,35(2):74-80. 【3】 王建华,陆建飞,沈为平.Biot固结理论在单桩负摩擦研究中的应用.岩土工程学报,2002, 22(5):590-593.