灰土擠密樁地基質量控制在臨吉高速中的應用

寇 偉

(山西省交通科學研究院，山西 太原 030006)

0 引言

隨著我國經濟迅猛發展，工程日益增多，對地基承載力和沉降量要求更高，為彌補天然地基的不足，采用新工藝使地基得到加固。灰土擠密樁施工設備簡單，工程造價低，相當于一般灌注樁、預制樁基礎造價的50%左右。可以彌補其他樁斷樁、離析等樁身質量問題，被廣泛應用于我國華北等地區濕陷性黃土的地基處理。該類型樁的質量受到成樁工藝、機械設備、施工隊伍素質等影響，施工質量控制的難度較大，因其隱蔽于地下，一旦出現質量問題，將嚴重影響工程安全，且不易補救。由此可見，灰土樁加固濕陷性地基的施工質量控制顯得尤為重要。本文以山西境臨汾至吉縣高速公路路基第十三合同段特殊地基處理為例，闡述了山西地區灰土擠密樁地基施工階段的組織措施、技術措施、質量控制及完工驗收，詳細介紹了該工藝的成孔及填料的質量控制。

1 工程概況

山西境臨汾至吉縣高速公路路基第十三標合同段(K210+800～K218+798.851)全標段處于山區，地形比較平坦，塬面開闊，多為高填方路基。區內分部的第四系上更新統馬蘭組(Qm3)黃土，主要由粉土、低液限黏土和粉質黏土組成，土質較為疏松，大孔和蟲孔發育，具有垂直節理，具有濕陷性，一般其地層構造自上而下依次為0.2 m～0.5 m厚的耕土層;交替分布的風積黃土和殘積古土壤。黃土的承載力標準值一般在160 kPa～180 kPa，古土壤的承載力標準值一般在180 kPa～200 kPa。黃土和古土壤均具有濕陷性，場地多為Ⅱ級(中等)或Ⅲ級(嚴重)自重濕陷性場地。各層土的含水量W一般在12%～24%，飽和度小于65%，平均含水量在16%～18%之間變化，地表下80 m以內無地下水。灰土樁設計按等邊三角形進行布置，樁徑為40 cm，平均深度7 m，回填灰土灰劑量為6%。

2 灰土擠密樁施工工藝標準

2.1 適用范圍

該方法可用于處理采用灰土擠密樁加固的地基工程。

2.2 準備工作

對材料的要求:

1)土:土應過篩，其顆粒不應大于15 mm。2)石灰:應用Ⅲ級以上新鮮的塊灰，使用前1 d～2 d消解并過篩，其顆粒不應大于5 mm，不得夾有未熟化的生石灰塊粒及其他雜質，也不得含有過多的水分。

2.3 所有人員及設備

1)人員安排及分工。人員安排及職責見表1。

表1 人員安排及職責 名

2)機械設備。a.成孔設備。0.6 t或1.2 t柴油打樁機或自制錘擊式打樁機，亦可采用沖擊鉆或洛陽鏟。b.夯實設備。卷揚機、提升式夯機或偏心輪夾桿式夯實機及梨形錘。c.主要工具。鐵鍬、量斗、水桶、膠管、噴壺、鐵篩、手推膠輪車等。機械設備使用情況見表2。

表2 機械設備

2.4 工藝流程

1)操作工藝見圖1。2)樁施工一般采取先將基坑挖好，預留0.5 mm ～0.7 mm 土層，沖擊成孔，宜為 1.20 m ～1.50 m，然后在坑內施工土樁。樁的成孔方法可根據現場機具條件選用沉管(振動、錘擊)法、爆擴法等。沉管法是用振動或錘擊沉樁機將與樁孔同直徑鋼管打入土中拔管成孔。樁管頂設樁帽，下端做成錐形約呈60°角，樁尖可以上下活動。本法簡單易行，孔壁光滑平整，擠密效果良好，但處理深度受樁架限制，一般不超過8 m。爆擴法系用鋼釬打入土中形成25 mm～40 mm孔或洛陽鏟打成60 mm～80 mm孔，然后在孔中裝入條形炸藥卷和2個～3個雷管，爆擴成15d～18d的孔(d為樁孔或藥卷直徑)。本法成孔簡單，但孔徑不易控制[1]。3)樁的施工順序應該是先外排后里排成孔。成孔后應夯實孔底，夯實次數不少于8擊，并立即夯填灰土[1]。4)當孔底有地下水流入，可采用井點降水后再回填填料或向樁孔內填入一定數量的干磚渣和石灰，經夯實后再分層填入填料[1]。

圖1 施工工藝流程圖

3 質量控制要素[2]

3.1 質量標準

1)主控項目。灰土擠密樁的樁數、排列尺寸、孔徑、深度、填料質量及配合比，必須符合設計要求或施工規范的規定。2)一般項目。a.施工前應對土及灰土的質量、樁孔放樣位置等做檢查。b.施工中應對樁孔直徑、樁孔深度、夯擊次數、填料的含水量等做檢查。c.施工結束后，應檢查成樁的質量及地基承載力。d.土和灰土擠密樁地基質量檢驗標準應符合規范規定。

3.2 特殊工藝的關鍵控制點控制

特殊工藝的關鍵控制點控制措施見表3。

表3 特殊工藝的關鍵控制點控制

3.3 質量記錄

1)隱蔽工程記錄。2)灰土擠密樁施工記錄。3)測量放線定位記錄。4)檢驗批質量驗收記錄。

3.4 施工注意質量問題

1)樁縮孔或塌孔，擠密效果差。地基土的含水量在達到或接近最佳含水量時，擠密效果最好。當含水量過大時，必須采用套管成孔。成孔后如發現樁孔縮頸比較嚴重，可在孔內填入干散砂土、生石灰塊或磚渣，稍停一段時間后再將樁管沉入土中，重新成孔。如含水量過小，應預先浸濕加固范圍的土層，使之達到或接近最佳含水量。必須遵守成孔擠密的順序，應先外圈后里圈并間隔進行。對已成的孔，應防止受水浸濕且必須當天回填夯實。施工時應保持樁位正確，樁深應符合設計要求。為避免夯打造成縮頸堵塞，應打一孔，填一孔，或隔幾個樁位跳打夯實。2)樁身回填夯擊不密實、疏松、斷裂。成孔深度應符合設計規定，樁孔填料前，應先夯擊孔底3錘～4錘。根據試驗測定的密實度要求，隨填隨夯，對持力層范圍內(約5倍～10倍樁徑的深度范圍)的夯實質量應嚴格控制。若錘擊數不夠，可適當增加擊數。回填料應拌合均勻，且適當控制其含水量，一般可按經驗在現場直接判斷。每個樁孔回填用料應與計算用量基本相符。夯錘重不宜小于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。3)成品保護。4)基礎底面以上應預留0.7 m～1.0 m厚的土層，待施工結束后，將表層擠松的土挖除，分層夯壓密實后，立即進行下道工序施工。5)雨期或冬期施工，應采取防雨、防凍措施，防止灰土受雨水淋濕或凍結。

4 結語

灰土擠密樁作為一種新工藝，可以用于濕陷性黃土處理，在灰土擠密樁施工過程中從原材料控制，重視人為因素，規范施工，并針對主要指標進行控制，從而提高其施工質量。

[1] 劉玉卓.公路工程軟基處理[M].北京:人民交通出版社，2002.

[2] GB J202-83，地基與基礎工程施工及驗收規范[S].