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Value Engineering1湿陷的原因概扩及湿陷性黄土的特点1.1湿陷的原因概况湿陷主要产生的两种原因：第一是湿陷路段遇水侵蚀，在水的压力环境下造成整个土层破坏，产生严重的下沉，从而严重影响道路行车安全。
第二是湿陷性黄土自身所具有的一些化学特征。
1.2湿陷性黄土的特点湿陷性黄土地基路段由于受到了外界水的入侵，在水的压力环境下，整个土层受到破坏后产生下沉现象的发生，从而产生路面破损，影响道路行车安全。
重力来源体现在两个方面：一是外力产生的压力，二是黄土自身出现的压力。
自重和非自重的两种黄土有不一样的区别，主要是在上层覆土受到水的入侵时，是否产生严重的下沉为依据。
其中，会产生严重下沉的是自重型湿陷性黄土，不会产生严重下沉的是非自重型湿陷性黄土。
2湿陷性黄土处治原则2.1综合处治原则包括地基处理、结构措施、防水措施共三方个面的措施，根据公路的结构特点和地基特性，地基处理方法应首先以防水措施为主要目的，地基后期处理为辅助方法，在以上两种措施达不到技术要求时，应当采取结构措施。
技术采取多措并举综合应用的方法。
2.2预防处治原则完善相应路段的防、排水系统，从而降低地基遇水侵蚀的可能性，是预防该路段地基破坏的首要措施，同时是相对节省的技术防范措施。
2.3分级处理原则根据不同地基路段的特性：湿陷类型、湿陷等级、湿陷厚度，不同的公路结构部位（桥涵构造物、路堤、路堑）产生的湿陷变形和压缩变形按相关要求分级处理。
3水泥土挤密桩的概述水泥土挤密桩同时被称为“灰土挤密桩”，水泥土挤密桩用土采用粒径不大于20mm 的非盐渍土，同时土中不能够有活性物质，如氧化钙或氧化镁等一类的氧化物。
水泥土挤密桩在大面积施工前需选择有代表性的路段进行试验段施工，根据施工后所达到的技术要求，进行施工工艺的选择、机械设备的布置，送土时间、夯锤的锤击次数进行确定，一般采用梅花桩布局隔桩跳打，保证桩孔的稳定性，防止塌孔现象发生。
按照要求对桩间土及桩体土进行干密度检测，确保压实度满足设计要求，确保水泥土挤密桩的承载力达到设计要求。
数值模拟试验在客运专线路基工后沉降预测中的应用摘要：通过对郑西客运专线zxzq01标段水泥土挤密桩加固处理湿陷性黄土地基工后沉降的数值模拟试验，分析垫层模量、垫层厚度、桩长及桩体模量对路基工后沉降的影响，提出了一些参考数值，以期对今后同类工程项目提供一定的借鉴。
关键词：水泥土挤密桩；湿陷性黄土地基；工后沉降预测近年来对高速铁路路基工后沉降控制的研究越来越受到人们的关注，路基的沉降观测和预测在工程中有着十分重要的意义，解决软基路堤沉降问题，是工程设计与施工的关键所在。
在地基沉降计算方面，理论分析难于考虑路基在复杂工况下的实际受力特性，不易把握，实验研究具有一定的可靠真实性，但可能会受资金、时间、试验难度等条件的制约，实验难于实现。
数值模拟分析具有可重复性及经济性的特点，与实验研究相互补充，是研究结果可靠，成本降低，成为了一种有效而可靠的研究手段。
1 工程概况郑西客运专线zxzq01标段正线长42.278km，路基长17.408km，占线路全长的37.2%，大部分处于湿陷性黄土地区，采用水泥土挤密桩处理。
桩径0.4～0.5m，间距0.9～1.1m，桩长4～15m，按正三角形布置，桩顶铺1.0m厚的三七灰土加筋垫层，筋材采用抗拉强度不小于80kn/m的土工格栅。
基床底层及其以下路基本体采用5%石灰改良土填筑，基床表层以下及路桥过渡段采用5%石灰稳定级配碎石填筑。
郑西客运专线是我国湿陷性黄土地区修建的第一条高标准铁路客运专线，设计对路基工后沉降有明确和严格的规定，必须对黄土地基的湿陷性变形量或压缩变形量进行控制，合理确定湿陷性黄土地基的设计原则和处理措施，提出可靠的地基加固设计方案、方法、参数和检验指标，确保工后沉降满足铺轨和行车的要求。
2 水泥土挤密桩加固处理湿陷性黄土地基工后沉降数值模拟分析计算本文借助有限元分析软件ansys对水泥土挤密桩加固处理湿陷性黄土地基工后沉降进行数值模拟分析。
2.1 本构模型的选取2.1.1 土的线弹性模型线弹性模型为最基本的本构模型，其本构关系符合广义虎克定律，模型只涉及两个独立参数：弹性模量e和泊松比，可以通过实验或借助以往经验选取，目前在工程中广泛使用。
水泥土挤密桩施工技术一、工程概况该段水泥土挤密桩施工属于郑西客运专线郑州至渑池段，该地段为非自重湿陷性黄土，湿陷等级为Ⅰ级，承载力低,抗剪强度弱等,故采用水泥土挤密桩处理，从而消除黄土地基的湿陷性，保证路基工后沉降满足要求.水文地质情况：地表水和地下水均不发育.二、基本操作及加固原理基本操作.水泥土挤密桩是采用机械成孔,选用相对单一的土质材料，与水泥按一定配比，在灰土拌合站充分拌和均匀制成水泥土,分层向孔内回填并强力夯实，制成均匀的水泥土桩。
桩和桩间土一起形成复合地基；2、加固原理。
一是成桩夯实过程中挤密桩间土,使桩周土强度有一定程度提高，二是水泥土本身夯实成桩,且水泥与土混合后可产生离子交换等一系列物理化学反应,使桩体本身有较高强度，具水硬性。
处理后的复合地基强度和抗变形能力有明显提高。
三、施工参数配合比：配合比为12%(质量比)水泥土，最优含水量为16。
5%，最大干密度1.76g/cm3，28天无侧限抗压强度为3135。
16KPa;桩长、根数及桩径：桩长为14m,桩间距为1。
05m,桩径为40cm,根数为每组7根,梅花型布置;原状土的物理力学性质：最优含水量为14。
6%，最大干密度1.77g/cm3；设计要求：挤密桩室内无侧限抗压强度不小于3000KPa，现场荷载试验单桩承载力不小于194.39KN，复合地基承载力不小于332。
30KPa，复合地基压缩模量第一层为23。
888MPa,第二层为33。
755MPa。
第三层为35。
90MPa。
四、施工设备成孔设备：2。
5t柴油打桩机，桩管直径400mm,长度比设计桩长长1~2m；夯实设备：提升式夯实机；回填设备：铁锹、量斗、铁筛、手推车等。
五、施工工艺处理区段地基土的含水量宜接近最佳含水量，当土的含水率低于12%时,宜对处理范围内的土层进行增湿。
增湿处理应在地基处理前4~6d完成,需增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔均匀地渗入处理范围的土层中。
水泥土挤密桩在湿陷性黄土地区客运专线的应用摘要:随着社会的发展、铁路建设的突飞猛进,特别是客运专线和高速铁路的建设,但客运专线和高速铁路对工后沉降的要求较高,因此地基处理在目前的铁路施工中被广泛运用。
特别是水泥土挤密桩,对于处理湿陷性地基来说是一种简便、经济、有效的方法。
关键词:水泥土挤密桩客运专线湿陷性承载力
大西客运专线是国家《中长期铁路网规划》的中西部重要组成部分,途经山西、陕西两省九市,线路全长859km,穿越黄土高原。
建成后可实现大同至西安铁路通道客货分线运输,大幅提高通道运输能力和质量,促进地方区域经济可持续发展。
其中改DK473+642.77～改DK474+771.73段为Ⅲ级自重湿陷性黄土区,采用水泥土挤密桩的加固地基的处治措施,以消除黄土湿陷性,提高地基承载力。
1 水泥土挤密桩处理机理
水泥土挤密桩是在成桩过程中通过成孔机具和填入料将桩间土挤密,由成桩时填入料与挤密的桩间土形成复合地基,以提高地基承载力和减小沉降的一种地基处理方法。
水泥土挤密桩属横向加密土层的方法,施工中当套管打入地层时,管周围地基土受到了较大的水平挤压作用,使管周一定范围内的地基
土在各个方向均产生一定的水平位移。
在此挤压过程中,土层的孔隙率大幅度的降低了,在桩周土被挤密区域的有效影响范围内,土壤的工程物理性能得以改善,其密度增加,压缩性降低,湿陷性全部或部分消除,拔管成孔后及时分层夯填水泥土,继续使桩间土得以挤密,从而改善了湿陷性黄土的工程性质。
2 水泥土挤密桩技术要求
4 水泥土挤密桩质量控制措施
施工中要经常检查桩位、桩径、桩深、桩孔垂直度、缩颈、坍孔、浸水、土料的含水量以及拌合均匀程度等问题。
(1)每天施工前要对填料的含水量进行严格控制,含水量过大或过小都会影响夯填密实效果。
(2)夯机就位后要保持平稳,沉管垂直,夯锤对中桩孔,确保夯锤能自由落入孔底。
(3)施工场地一定要排水畅通,否则一旦下雨,基底含水量增大,更容易引起缩孔。
雨水进入桩体内,也影响桩体质量。
(4)成孔采用隔排跳打的方式,如先打1排和3排,再在中间打第2排,有利于增加挤密效果。
(5)成孔后应及时回填,以免缩孔和雨水进入孔内。
(6)填筑施工前进行夯填试验,以确定每次合理的填料数量和夯填次数。
(7)人工填料时要按交底要求均匀投料,水泥土要拌和均匀。
旁站质检人员作好施工记录。
5 工程实例
大西铁路客运专线改DK473+642.77～改DK474+771.73段路基位于山西省洪洞县境内。
该段路基设计为水泥土挤密桩,桩长根据地质不同为6m～12m,桩径0.4m,桩间距1m,正方形布置,复合地基承载力200kPa。
本段路基经水泥土挤密桩处理后,各项指标均达到了设计要求。
地基承载力由处理前的150kPa提高到了260kPa以上,满足了200kPa 的设计要求。
室内土工试验显示湿陷性已消除,湿陷性系数由处理前的δs=0.02降低到δs≤0.015,；桩体及桩间土的密实度也达到了设计要求。
参考文献
[1] 中华人民共和国标准.高速铁路路基工程施工质量验收标准(TB10751-2010)[S].中国铁道出版社,2010.
[2] 中华人民共和国行业标准.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)[S].中国建筑工业出版社,2002.
[3] 客运专线铁路地基处理技术手册[M].北京:中国铁道出版社,2009.。
