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摘 要： 灰土挤密桩通过挤密作用，不仅使湿陷性黄土达到了最大干密度指标，还使黄土路基的湿陷性得到了有效的消除，提高了地基的承载能力和水稳性，确保了整个工程的质量。同时，灰土挤密桩施工无需开挖回填，能够缩短施工工期，并且填孔材料能够就地取材，施工成本较低。因此，灰土挤密桩在我国湿陷性黄土路基处理中得到了广泛的应用，并取得了良好的成效。为此，本文在充分了解湿陷性黄土特征的基础上，对结合具体工程情况，对灰土挤密桩的加固原理及湿陷性黄土地区高层建筑地基处理要点进行了分析与探讨。
关键词： 湿陷性黄土；高层建筑；灰土挤密桩
一、湿陷性黄土的特征
1、湿陷性。当黄土受到自然地表水的侵蚀时，黄土中的易溶盐类溶解，会破坏颗粒间的胶合作用力，从而导致土粒悬浮于水中。当再次沉积时，土粒碰到已沉积的土粒，因两者之间的相互引力大于其重力，土粒会在最初的位置上停留，不再出现下沉现象，从而形成蜂窝状结构，这为水的进一步侵蚀提供了条件，空隙间通过连通和扩展，会导致大孔隙和陷穴的出现。经过外荷载作用，会破坏土体结构，这样会造成大量、剧烈变形现象的发生，大大降低了土体结构的强度，从而产生湿陷性。
2、直立性。湿陷性黄土在天然含水量的状态下具有强度高和壓缩性小的特征，可以将垂直边支撑起，天然陡壁多呈近90°的边坡。因此，湿陷性黄土具有直立性的特征。
3、膨缩性。当湿陷性黄土遇到水时，会产生膨胀现象，而干燥后会产生收缩现象，通过多次反复作用，会导致裂纹的形成，然后剥落，这样会对路基的稳定性产生严重地影响。
4、崩解性。当湿陷性黄土浸入水中时，会很快产生崩解现象，这对路基的强度和稳定性会产生较大的影响。
5、难压实。当湿陷性黄土的最大干密度和最佳含水量较高时，就会难以满足碾压密实要求的条件。
6、受含水量影响较大。湿陷性黄土受含水量的影响较敏感。当含水量较小时，易于产生扬尘现象。当含水量大于最佳含水量时，易于产生翻浆现象，而适宜压实的含水量为最佳含水量的+0.5～-2%。
二、灰土挤密桩的加固原理
灰土挤密桩最早产生于前苏联，主要用于黄土地基湿陷性消除方面，到20世纪中期才得到了逐步推广及大量使用。灰土挤密桩是指在地基土上通过冲击进行挤土成孔，随后将灰土夯填到孔内以此成桩。成孔过程中，桩孔位置的土将由侧边不断挤出，进而能够挤密桩附近的土。灰土挤密桩能够充分混合各类比例的熟石灰和土，且利用多种方法向孔内夯入灰土。其加固原理为，其一利用成孔与夯实地基土被挤压成孔，促使桩孔中的土体由侧面挤出，此时压缩、扰动与重塑为桩附近土体的主要状态，如土体挤密到相应程度，即可消除其湿陷性；其二作为一种气硬性胶凝物质，石灰是最常用的一种建筑材料。当充分混合熟石灰和土后，就会出现一系列物理化学反应，进而有硅酸钙等水化物等生成，待其凝结后即可形成具备较高强度的桩体，当桩体与土体（挤密后）相互结合，即可形成复合地基。
三、湿陷性黄土地区高层建筑地基处理要点分析
某工程地基处理选取钻孔夯密桩，该场地具有较为平坦的地势。因河流冲击与山谷洪流作用，在地貌上该厂区可看做是山涧河谷地貌。由上到下场地地层可分为：填土层—黄土状粉土—卵石层。该场地具有14.4到24.5m厚的湿陷性黄土层，其自重陷量计算为11.3到109.58cm，总湿陷量范围为31.96至281.70cm，属于自重湿陷性黄土场地，III至IV为其湿陷等级。
1、施工准备
施工前期，需对挖方施工位置进行土方开挖施工，需向灰土桩设计顶标高位置进行开挖，且通过平地机进行整平施工，随后做好洒水碾压工作。施工前期按照设计图纸、水准基点及施工控制点等进行放线，先在允许范围内控制误差，且设置好控制桩。按照具体施工情况，桩位由全站仪进行测放，且做好相应的标注，及进行白石灰撒布。施工阶段常常会出现土体挤压等问题，这就要求在施工桩前必须复核桩位的准确性，且对所有轴线控制点进行复核。在对现场场地标高进行准确测量后，需根据图纸要求，对其他有关位置的标高进行准确计算。
2、布点
桩位平面布置选取正三角形（尺寸为80x80cm），纵轴以路线走向为主、横轴为路基横断面，根据设计桩数、详细编号等在计算机CAD内进行桩位布设图的绘制，且在实地内放样布点。
3、消解生石灰
熟石灰为灰土桩所需的石灰材料，因该工程需大量石灰材料，如以传统人工方式消解石灰，则存在诸多缺点，如较大占地面积、较低消解施工效率及极大污染等，为此应选取专用石灰粉碎消解机进行施工。
4、拌和灰土
拌和灰土，要求按照3：7进行灰与土的拌和，拌和时要求其具有最佳含水量，通常在15%到18%范围。
5、成孔
沉管成孔为灰土挤密桩施工成孔的主要方式，要求利用履带式灰土打桩机（2.5t锤头重量）把桩管向土层内打入，其深度应与设计深度相符，随后将桩管拔出，随即成孔。该方式成孔形状极为规整，极易掌握其挤密效果与施工工艺，其缺点为因桩架高度问题成孔深度极易受限。在成孔施工中，其顺序为由外侧到里面，一排需间隔1到2个孔进行施工，防止由于振动挤压等问题，导致相近孔出现坍塌等现象。
6、夯实
回填灰土桩桩体施工前期，要求按照夯实机配置情况等进行压实度试验，以此对虚填厚度、夯击次数等加以准确确定。要求将检测后的压实度作为夯实施工的重要依据。
（1）控制夯实机具。自动回填夹杆锤夯实机、人工回填夹杆锤夯实机为夯实机具的主要类型。在本次施工中，应确保其具有良好工作性能，且夯锤提升高度满足设计规定，要求夯击施工落体状态具有竖直、自由等特点。
（2）控制夯实厚度及夯实遍数。根据10cm虚填应用的夯击次数进行夯实厚度的准确确定，具体施工环节回填施工以人工位置，虚填5cm为各次回填量，根据试验得出的结构进行夯击次数的有效控制。且按照试验进行自动回填灰土流量的确定，此时应焊牢自动回填机的出料口，防止因人为问题对灰土流量造成影响。
7、灰土挤密桩施工质量的检测
（1）在施工前，应对桩尖土进行标准灌入的试验，对各土层强度增长情况进行比较，从而对土层的承载力进行判定。
（2）对于复合地基承载力的检验数量不得低于总桩数的0.3%，不少于3点，而单桩承载力的检验数量不得低于总桩数的2%。
（3）在施工后，应间隔一定的时间进行质量的检验。当空隙水压力消散且间隔时间不少于28天后，方可进行饱和粘性土地基的检测，而粉土、砂土和杂填土地基不得少于7天。
（4）对于桩体现场的检测，其主要内容有：桩径、桩距、桩长和桩体土，可以采用钢卷尺对桩距、桩径进行现场测量，可以采用钻孔取芯方法对桩长、桩体土进行检测，采用人工探井取原状土样法对桩间土进行检测。
四、结束语
综上所述，随着社会经济的快速发展，城市建设力度越来越大，进而推动了建筑行业的快速发展。湿陷性黄土地基作为建筑工程的常见地基类型，在该区域施工工程建设难度大，且对地基承载力的要求较高，为了消除或降低湿陷性黄土地基在施工后因过大荷载导致不均匀沉降问题，就必须加强地基承载力处理，而灰土挤密桩这种复合地基具有易于施工，处理土层效果好，取材经济等优点故常用来处理湿陷性黄土。
参考文献
[1]龚贵林.换填法与灰土挤密桩法处理湿陷性黄土地基试验研究[D]. 兰州交通大学 2015.
[2]郭小云，王敏，闫嘉庆，相兴华，白晓红. 灰土挤密桩法和强夯法处理湿陷性黄土地基的效果对比[J]. 施工技术. 2012（19）.
[3]邵生俊，杨春鸣，马秀婷，陆斯. 黄土的独立物性指标及其与湿陷性参数的相关性分析[J]. 岩土力学. 2013（S2）.
[4]何斌，姜军周.灰土挤密桩及在处理湿陷性黄土地基中的应用[J]. 山西建筑. 2010（17）.
[5]张峰.灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的工程实例及分析[J]. 甘肃科技. 2011（23）.
关键词： 湿陷性黄土；高层建筑；灰土挤密桩
一、湿陷性黄土的特征
1、湿陷性。当黄土受到自然地表水的侵蚀时，黄土中的易溶盐类溶解，会破坏颗粒间的胶合作用力，从而导致土粒悬浮于水中。当再次沉积时，土粒碰到已沉积的土粒，因两者之间的相互引力大于其重力，土粒会在最初的位置上停留，不再出现下沉现象，从而形成蜂窝状结构，这为水的进一步侵蚀提供了条件，空隙间通过连通和扩展，会导致大孔隙和陷穴的出现。经过外荷载作用，会破坏土体结构，这样会造成大量、剧烈变形现象的发生，大大降低了土体结构的强度，从而产生湿陷性。
2、直立性。湿陷性黄土在天然含水量的状态下具有强度高和壓缩性小的特征，可以将垂直边支撑起，天然陡壁多呈近90°的边坡。因此，湿陷性黄土具有直立性的特征。
3、膨缩性。当湿陷性黄土遇到水时，会产生膨胀现象，而干燥后会产生收缩现象，通过多次反复作用，会导致裂纹的形成，然后剥落，这样会对路基的稳定性产生严重地影响。
4、崩解性。当湿陷性黄土浸入水中时，会很快产生崩解现象，这对路基的强度和稳定性会产生较大的影响。
5、难压实。当湿陷性黄土的最大干密度和最佳含水量较高时，就会难以满足碾压密实要求的条件。
6、受含水量影响较大。湿陷性黄土受含水量的影响较敏感。当含水量较小时，易于产生扬尘现象。当含水量大于最佳含水量时，易于产生翻浆现象，而适宜压实的含水量为最佳含水量的+0.5～-2%。
二、灰土挤密桩的加固原理
灰土挤密桩最早产生于前苏联，主要用于黄土地基湿陷性消除方面，到20世纪中期才得到了逐步推广及大量使用。灰土挤密桩是指在地基土上通过冲击进行挤土成孔，随后将灰土夯填到孔内以此成桩。成孔过程中，桩孔位置的土将由侧边不断挤出，进而能够挤密桩附近的土。灰土挤密桩能够充分混合各类比例的熟石灰和土，且利用多种方法向孔内夯入灰土。其加固原理为，其一利用成孔与夯实地基土被挤压成孔，促使桩孔中的土体由侧面挤出，此时压缩、扰动与重塑为桩附近土体的主要状态，如土体挤密到相应程度，即可消除其湿陷性；其二作为一种气硬性胶凝物质，石灰是最常用的一种建筑材料。当充分混合熟石灰和土后，就会出现一系列物理化学反应，进而有硅酸钙等水化物等生成，待其凝结后即可形成具备较高强度的桩体，当桩体与土体（挤密后）相互结合，即可形成复合地基。
三、湿陷性黄土地区高层建筑地基处理要点分析
某工程地基处理选取钻孔夯密桩，该场地具有较为平坦的地势。因河流冲击与山谷洪流作用，在地貌上该厂区可看做是山涧河谷地貌。由上到下场地地层可分为：填土层—黄土状粉土—卵石层。该场地具有14.4到24.5m厚的湿陷性黄土层，其自重陷量计算为11.3到109.58cm，总湿陷量范围为31.96至281.70cm，属于自重湿陷性黄土场地，III至IV为其湿陷等级。
1、施工准备
施工前期，需对挖方施工位置进行土方开挖施工，需向灰土桩设计顶标高位置进行开挖，且通过平地机进行整平施工，随后做好洒水碾压工作。施工前期按照设计图纸、水准基点及施工控制点等进行放线，先在允许范围内控制误差，且设置好控制桩。按照具体施工情况，桩位由全站仪进行测放，且做好相应的标注，及进行白石灰撒布。施工阶段常常会出现土体挤压等问题，这就要求在施工桩前必须复核桩位的准确性，且对所有轴线控制点进行复核。在对现场场地标高进行准确测量后，需根据图纸要求，对其他有关位置的标高进行准确计算。
2、布点
桩位平面布置选取正三角形（尺寸为80x80cm），纵轴以路线走向为主、横轴为路基横断面，根据设计桩数、详细编号等在计算机CAD内进行桩位布设图的绘制，且在实地内放样布点。
3、消解生石灰
熟石灰为灰土桩所需的石灰材料，因该工程需大量石灰材料，如以传统人工方式消解石灰，则存在诸多缺点，如较大占地面积、较低消解施工效率及极大污染等，为此应选取专用石灰粉碎消解机进行施工。
4、拌和灰土
拌和灰土，要求按照3：7进行灰与土的拌和，拌和时要求其具有最佳含水量，通常在15%到18%范围。
5、成孔
沉管成孔为灰土挤密桩施工成孔的主要方式，要求利用履带式灰土打桩机（2.5t锤头重量）把桩管向土层内打入，其深度应与设计深度相符，随后将桩管拔出，随即成孔。该方式成孔形状极为规整，极易掌握其挤密效果与施工工艺，其缺点为因桩架高度问题成孔深度极易受限。在成孔施工中，其顺序为由外侧到里面，一排需间隔1到2个孔进行施工，防止由于振动挤压等问题，导致相近孔出现坍塌等现象。
6、夯实
回填灰土桩桩体施工前期，要求按照夯实机配置情况等进行压实度试验，以此对虚填厚度、夯击次数等加以准确确定。要求将检测后的压实度作为夯实施工的重要依据。
（1）控制夯实机具。自动回填夹杆锤夯实机、人工回填夹杆锤夯实机为夯实机具的主要类型。在本次施工中，应确保其具有良好工作性能，且夯锤提升高度满足设计规定，要求夯击施工落体状态具有竖直、自由等特点。
（2）控制夯实厚度及夯实遍数。根据10cm虚填应用的夯击次数进行夯实厚度的准确确定，具体施工环节回填施工以人工位置，虚填5cm为各次回填量，根据试验得出的结构进行夯击次数的有效控制。且按照试验进行自动回填灰土流量的确定，此时应焊牢自动回填机的出料口，防止因人为问题对灰土流量造成影响。
7、灰土挤密桩施工质量的检测
（1）在施工前，应对桩尖土进行标准灌入的试验，对各土层强度增长情况进行比较，从而对土层的承载力进行判定。
（2）对于复合地基承载力的检验数量不得低于总桩数的0.3%，不少于3点，而单桩承载力的检验数量不得低于总桩数的2%。
（3）在施工后，应间隔一定的时间进行质量的检验。当空隙水压力消散且间隔时间不少于28天后，方可进行饱和粘性土地基的检测，而粉土、砂土和杂填土地基不得少于7天。
（4）对于桩体现场的检测，其主要内容有：桩径、桩距、桩长和桩体土，可以采用钢卷尺对桩距、桩径进行现场测量，可以采用钻孔取芯方法对桩长、桩体土进行检测，采用人工探井取原状土样法对桩间土进行检测。
四、结束语
综上所述，随着社会经济的快速发展，城市建设力度越来越大，进而推动了建筑行业的快速发展。湿陷性黄土地基作为建筑工程的常见地基类型，在该区域施工工程建设难度大，且对地基承载力的要求较高，为了消除或降低湿陷性黄土地基在施工后因过大荷载导致不均匀沉降问题，就必须加强地基承载力处理，而灰土挤密桩这种复合地基具有易于施工，处理土层效果好，取材经济等优点故常用来处理湿陷性黄土。
参考文献
[1]龚贵林.换填法与灰土挤密桩法处理湿陷性黄土地基试验研究[D]. 兰州交通大学 2015.
[2]郭小云，王敏，闫嘉庆，相兴华，白晓红. 灰土挤密桩法和强夯法处理湿陷性黄土地基的效果对比[J]. 施工技术. 2012（19）.
[3]邵生俊，杨春鸣，马秀婷，陆斯. 黄土的独立物性指标及其与湿陷性参数的相关性分析[J]. 岩土力学. 2013（S2）.
[4]何斌，姜军周.灰土挤密桩及在处理湿陷性黄土地基中的应用[J]. 山西建筑. 2010（17）.
[5]张峰.灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的工程实例及分析[J]. 甘肃科技. 2011（23）.