灰土擠密樁加固地基施工方案設計

青海省路橋建設機械工程有限公司 林 波

灰土擠密樁加固地基施工方案設計

青海省路橋建設機械工程有限公司 林 波

灰土擠密樁是一種軟基處理方法，現已廣泛應用于高速公路的軟基處理加固工程中。對于濕陷性黃土地區，使用該處理方法可以消除黃土的濕陷性，從而提高地基承載力，降低地基壓縮性。本文，筆者以丹拉國道主干線西寧過境公路西段6–1標K20＋103 ~ K22＋100段工程為例，介紹灰土擠密樁加固地基的施工方案。

一、工程概況

丹拉國道主干線西寧過境公路西段6–1標K20＋103 ~ K22＋100段，位于青海省西寧市西北邊緣的北川河東側Ⅰ、Ⅱ級河谷階地以及湟水河北岸Ⅱ、Ⅲ級低山臺地。該公路處在兩種地貌（階地地貌和黃土塬梁地貌）單元上，階地地貌占該路線總長的53%，黃土塬梁地貌占該路線總長的47%。該公路段灰土擠密樁共計200 981延米， 共計5處，其灰土樁樁長根據具體工程路段的工程地質情況確定：樁徑0.5 m，高路堤＞4 m時，樁長6.0 m；低路堤≤4 m時，樁長3.0 m,平面呈梅花形布置,樁間距1.2 m，樁徑0.5 m，樁頂設50 cm厚灰土墊層,灰土樁及灰土墊層均采用2∶8灰土，處理范圍為路基坡腳外側2.0 m以內區域。

1.工程勘察資料顯示，場地土層特點自上而下分為4層。

（1）第1層為新近堆積濕陷性黃土層（Q42al＋pl）。該土層呈黃褐色, 成分以粉土為主，次為粉質黏土，含少量砂粒、云母碎片，表層植物根系發育，蟲孔、孔隙較發育，干強度低，韌性低，巖芯呈散狀，稍濕，稍密，為Ⅲ級自重濕陷性黃土。

（2）第2層為濕陷性黃土層（Q41al＋pl）。該土層呈黃褐色，成分以粉土為主，次為粉質黏土，含少量砂粒、云母碎片，表層植物根系發育，蟲孔、孔隙較發育，干強度低，韌性低，巖芯呈散狀，稍濕，稍密，屬中壓縮性土，具濕陷性。

（3）第3層為非濕陷性黃土（Q41al＋pl）。該土層呈褐黃色，成分以粉土為主，含少量砂粒、云母碎片，偶見鈣質粉末，蟲孔、孔隙不發育，干強度低，韌性低，稍濕，稍密–中密。

（4）第4層為飽和黃土（Q41al＋pl）。該土層呈褐黃色，主要成分為粉粒，次為黏粒，含少量砂粒，干強度低，韌性低，濕，軟塑。

2.材料準備。根據環保要求，該工程石灰選用袋裝生石灰，石灰質量高于Ⅱ級；土料選用黏性土及塑性指數大于4的粉土，不得含有松軟雜質或耕植土等，其顆粒粒徑≤15 mm。灰土嚴格按配合比配制，采用灰土拌和機拌制，灰土拌制達到均勻一致為止。對素土和灰土要適當控制含水率，現場以手握成團、兩手輕捏即散為準。

3.試驗準備。通過試驗對原設計參數進行檢驗和修正以確定最佳含水量、壓實系數。經試驗確定最佳含水量為21.5%，灰與土的體積配合比為2∶8，灰土墊層的壓實系數不小于0.97。

4.成樁試驗。正式施工前，在現場進行不少于7根的試樁試驗，結果表明，灰土擠密樁復合地基承載力特征值均大于200 kPa。灰土壓實系數平均值不小于0.97，消除了樁間土的濕陷性，滿足了設計要求。

二、施工工藝流程

1.準備。對原地面進行整平處理，按設計要求用木樁布點，復測點位縱、橫間距。

2.定位。首先，利用全站儀施放軸線，保證其偏差在規定范圍內。然后，采用DS3型水準儀按閉合水準路線，將標高控制點引測至基坑內。通過鋼尺配合連線，逐個測放出全部樁位點，并在樁位點用Φ12 mm鋼筋頭作出標記。最后，放出全部樁位點用儀器重新復核，防止偏差過大。并經校核無誤后，在樁位上撒上白灰做標記 。在施工一段時間后，對未施工的樁位需進行復檢。

3.采用沉管成孔，柴油打樁機打樁。樁機就位時必須平穩，不能發生移動或傾斜，樁管應對正樁孔，樁孔垂直度偏差不宜大于1.5%，樁孔中心點的偏差不宜超過樁距設計值的5%。在打樁機就位后，調整導架垂直度，對中樁位。

4.穿靴。成孔施工時，地基土宜接近最佳含水量。并將打樁機端部采用靴頭套在空心管端部，使其在下沉過程中阻止泥沙進入套管。

5.沉入提升。松卷揚機，將套管激振至設計深度后關機，樁孔中心偏差不超過樁距設計值的5%，垂直度偏差不大于1.5%。啟動卷揚機，提升沉管至設計樁長后進行打樁機移位。

6.填料施工。向孔內填料前，孔底須夯實，填料經檢測合格后用灰土填筑，在最佳含水量狀態下分層夯實，其壓實系數不小于0.97。成孔和回填夯實間隔進行，基礎底面以上預留0.7 ~ 1 m厚的土層，待施工結束后，將其表面擠松的土挖除或分層夯實。

三、施工質量保證措施

1.灰土擠密樁處理地基的寬度應大于基礎寬度。局部處理時，對非自重濕陷性黃土、素填土、雜填土等地基，每一個邊超出基礎的寬度不小于0.25b（b為基礎短邊寬度），并不小于0.5 m；對自重濕陷性黃土地基不應小于0.75b，并不小于1.0 m；Ⅲ，Ⅳ自重濕陷性黃土場地采用整片處理，每邊超出建筑物外墻基礎外緣的寬度不宜小于處理土層厚度的1/2，并不小于2 m。

2.隔排隔行每隔1 ~ 2孔跳打，成孔后立即回填，以防止鄰孔之間互相擠壓造成相鄰孔縮孔或振動坍塌。在整片處理時由內向外進行，局部處理由外向內進行。

3.成孔和回填灰土夯實施工時應做到以下幾點。

（1）成孔施工時地基土接近最佳含水量。

（2）樁孔中心的偏差不小于1.5%。

（3） 樁孔垂直度的偏差不小于1.5%。

（4）夯錘重不小于100 kg。采用的錘型應有利于將邊緣土夯實（如梨形錘和棗核形錘等），不宜采用平頭夯錘，落距一般應大于2 m。

4.樁孔的直徑和深度。施工時，樁孔的直徑誤差為設計值±70 mm，樁孔的深度要合適。

5.向孔內填料前，孔底應夯實，然后用灰土在最佳含水量狀態下分層夯實，其壓實系數不小于0.97，填料的質量應符合要求。

6.施工時，成孔和回填夯實間隔進行，在大、中橋工程處采取分段施工。

7.基礎底面以上預留71.0 m厚的土層。施工結束后，將其表層擠松的土挖除或分層夯壓密實。

8.施工過程中，由專人監測成孔及回填夯實質量并記錄。發現地基土質與勘探資料不符并影響成孔及回填夯實時，應立即停止施工，查清情況并采取有效措施處理后繼續施工，并詳細記錄錘擊次數和振動沉入時間、出現的問題和處理方法。

9.處理區段地基土的含水量要接近經試驗確定的最佳含水量21.5%。高于21.5%時，則要晾干；低于21.5%時，要對處理范圍內的土層進行增濕。增濕要在地基處理前4 ~ 6 d完成，需增濕的水通過一定數量和一定深度的滲水孔均勻地滲入處理范圍的土層中。

10.施工時要控制拔管速度，在拔管前停頓10 s左右，成孔后清底夯實、夯平，夯實次數不小于8擊。成孔后進行孔中心位移，垂直度、孔徑、孔深檢查，合格后進行下道工序施工或用蓋板蓋住孔口，防止雜物落入。

11.施工中一旦縮孔，要及時處理。目前，較為常用的縮孔處理方法就是在填料前用洛陽鏟進行擴孔處理。

12.灰土拌制根據回填要求隨拌隨用，已拌成灰土不能超過24 h或隔夜使用，被雨水淋濕、浸泡的灰土要作廢處理，下雨期間不能進行灰土拌制。

13.該工程施工中采用人工填料，在填料前認真按操作規程施工，按照設計的配合比嚴格稱量，并將填料攪拌均勻，干濕度要適宜，并指定專人按規定數量均勻填入，不得盲目亂填，更不能用送料車直接倒料入孔。每次向孔內填充的填料的厚度、數量、落錘高度、夯擊次數等，要按試驗規定的技術參數施工，做到前后一致，每一樁孔的實際填料數、夯實時間均應控制并記錄。每一個樁孔回填用料應與計算用量基本相符。

14.雨季冬季施工時，應采取防雨、防凍措施，防止土料和灰土受雨淋濕或凍結。

四、質量驗收

1.灰土擠密樁地基屬隱蔽工程，施工中必須加強檢驗。

2.對于一般工程，主要檢驗樁間土的干密度、承載力和施工記錄。

3.對于大、中橋工程，除監測上述內容外，還應進行荷載試驗或其他原位測試。也可在地基處理的全部深度內取土樣測定樁間土的壓縮性和濕陷性。

4.在孔之間形心點附近、成孔擠密深度內，每1 m取土樣測定干密度，并進行濕陷性試驗和壓縮試驗，計算干密度與其最大干密度的比值、濕陷系數和壓縮模量等參數。

5.抽樣檢驗的數量不應小于樁孔總數量的2%。不合格處應采取加樁或其他補救措施。

五、結論

丹拉國道主干線西寧過境公路西段6–1標K20＋103 ~ K22＋100段工程施工采用上述施工方案和質量保證措施，樁施工結束后樁檢測結論顯示：灰土擠密樁復合地基承載力特征值大于200 kPa，滿足設計要求；采用灰土擠密樁進行地基處理后，在處理范圍內地基土的濕陷性已消除，滿足設計要求；灰土擠密樁樁體壓實系數范圍為0.96 ~ 0.99，平均值為0.97，滿足設計要求。只有從各個關鍵環節嚴格監督管理灰土擠密樁施工，才能更好地控制施工質量。