公路工程灰土擠密樁施工技術探討

劉君旺

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公路工程灰土擠密樁施工技術探討

劉君旺

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灰土擠密樁作為處理濕陷性黃土地基的一種常用施工方法，已在高速公路、鐵路、大型廠區建設中被廣泛應用，灰土擠密樁成樁為橫向擠密，對于消除地基土的濕陷性、提高地基承載力、降低土體壓縮性效果顯著，可有效提高抵抗濕陷的能力，減小工后沉降。為此，本文主要對灰土擠密樁施工原理及施工技術應用進行了分析與探究。

公路工程；灰土擠密樁；施工技術

一、灰土擠密樁施工原理

1、工后產生沉降的主要原因是黃土的強結構性和孔隙，在實際施工中，灰土擠密樁因沖擊振動充分擾動了樁周圍的土體，破壞了大孔隙黃土的原有結構，使其結構變得更加緊密，從而使抵抗濕陷和振陷的能力得到了提高，工后的沉降也得到了有效的減少。

2、在成樁過程中，樁間土因受到很大的側向擠壓力，通過被擠密加固，使強制擠密區、擠密區和擠密影響區得以形成，從而使樁周圍土體的模量得到了提高，地基整體的壓縮變形得到了有效的減少。

3、當采用較重夯錘進行施工時，孔內加固原材料單位面積會受到高動能、強夯擊的作用，地基土會受到很高的預壓應力，從而提高了樁體的強度，模量也會增大，這樣以來處理后的地基浸水及加載不會有明顯壓縮變形的產生。

4、樁體和樁間土得到有效的加固，復合黃土地基的整體剛度較均勻，可以確保行車的安全，提高行車的舒適度。

二、灰土擠密樁技術在公路工程施工中的應用

1、施工準備。詳細調查分析工程地質報告、鉆探資料、地基土和樁孔填料的擊實試驗資料、土質均勻性和含水量變化情況；詳細研究平面定位圖，基礎和樁孔布置施工圖；調查鄰近區域的凈空、地下管線、地下構筑物、相鄰建筑物的資料。復核地基土的含水率、飽和度，當地基土的含水率小于12%或大于24%、飽和度大于65%時，及時通知設計單位予以確認，由設計單位確定是否變更設計。

2、測量放樣。場地清理工作與整平工作應在施工前進行，如施工場地存在松軟路段時，為有利于機械作業，應及時進行處理。在施工前應對基礎中線、邊線進行測量放樣，并準確定位樁孔，同時進行標注。樁孔中心定點施工時可選用鋼釬（直徑20毫米）向土內插入20厘米的深度，隨后將鋼釬拔出并進行石灰灌注，以此確定其位置。當地基土質含水量較低時，應將其進行浸水濕潤，確保其含水量符合施工要求。

3、灰土拌和。分別過篩土與消解后的石灰，隨后遵循灰土體積進行配料拌和施工，一般情況下配合比為2：8，在拌料場進行3遍拌和后，將其運輸到孔位附近，夯填施工前應在進行一次拌和作業。

4、成孔施工。待樁機安裝到位后，注意調整樁機的位置，在樁機確保無誤之后，先將樁管吊起然后緩緩地放下樁管，使得樁管、樁尖以及樁錘能夠位于同一直線上，避免發生偏差。樁尖準備入土之時，應該先進行低錘輕擊，待樁機進入土中一至兩米的深度，保證各項都沒有意外后，再按設計的要求采用錘頭重2.5T的履帶式灰土打樁機反復沖擊土層成孔，孔深12m，孔徑40cm。在沉管進行夯擊之時，當樁管的傾斜度超過1%至1.5%時，就要拔出樁管并且將失誤的樁孔填滿好再進行重新打孔。待每次成功成孔之后要將樁管拔出，然后對樁尖進行檢查看是否有損壞或偏離。在施工的重要部位，成孔和制樁的質量都需要進行嚴格地控制，必要的時候可以采取加密樁或者短樁的措施。沉管貫入度的測定需要在樁尖無損壞、錘擊無偏離、錘的落距符合要求以及樁帽、彈性墊層符合規定的前提之下才能認定是有效的。

5、樁孔回填與夯實。一般采取就地挖取的純凈黃土與粘性土作為樁孔回填材料，這種材料不能應用于有機質含量8%以上的表層耕土或淤泥質土與雜填土內，這種土質中回填此類材料應進行過篩作業。一般情況下高速公路工程施工中，都會選用偏心輪夾桿式夯實機械作為灰土擠密樁施工的樁孔夯實機械，其夯錘重量為340千克，落距為45厘米，夯擊次數為一分鐘35到40次，夯錘提升主要依靠摩擦力。通過夯實試驗，對每次填料數量與夯擊次數進行合理確定。夯實機就位后必須確保其平穩性，夯錘應與樁孔位置對準，并確保其能自由落入孔底。夯填施工前，必須對孔徑、孔深等位置進行詳細檢查，確保符合施工要求進行施工。填料施工前應對孔底夯實，夯擊次數一般孔在8到10次以上，確保其深度在30厘米到50厘米以下時，其含水量符合施工要求后，進行分層夯填。遵循相關規定數量指定專人進行均勻填料，不能把送料車向倒料入孔直接倒入。

6、填夯質量檢測。采用隨機抽樣檢查法，檢查數量不少于樁孔總數2%，常用檢查方法有以下四種。

（1）輕便觸探檢驗法。通過填夯試驗求得觸探錘擊數N10和填料系數D之間的關系曲線，按設計要求的D值定出輕便觸探檢驗的“檢定錘擊數”，施工檢驗時以實際錘擊數不少于“檢定錘擊數”為合格。由此關系曲線圖也可推測量出填料的壓實系數D值。此項檢驗，宜在樁孔夯實后24小時內進行。

（2）小環刀深層取樣檢驗法。采用洛陽鏟在樁體中心鏟孔，從基礎底面起每隔1—1.5m用帶有長桿的小環刀分層取出原狀土樣，測試其干容重和壓實系數。

（3）開剖取樣檢驗法。開剖樁體分層（每層1—1.5m）取樣試驗，每層取樣不少于2個。

（4）夯擊能量檢驗法。填料的壓實系數D與施加給單位樁體的夯擊能N之間具有對數關系，其表達式為D=a+blogN。如果錘重已定，則夯擊能主要決定于填料的數量、夯錘實際落距（當夯錘提升高度一定時兩者互成反比關系）和夯擊次數。因此，只要測出夯錘的實際落距和擊數就可算出單位樁體的夯擊能。檢驗后，如果20%不符合要求，則應采取補救措施，如加樁或用小樁管二次擠密等方法。

三、結束語

綜上所述，公路建設作為國民經濟發展的重要組成部分，在交通建設、經濟發展、縮短城鄉差距中起著關鍵性的作用。近年來，隨著社會經濟發展速度的不斷提升對公路工程建設提出新要求，高速公路作為公路工程的重要組成部分，要求通過創新體制、完善政策，進一步提升工程建設力度?；彝翑D密樁技術作為高速公路工程施工的重要方式，其施工效果是否良好直接影響著高速公路工程的整體質量，為此，施工單位必須重視灰土擠密樁技術的應用，在規范施工工藝的同時，不斷改進技術，提高高速公路建設的整體質量，推動交通經濟的高速發展，為國民經濟增長提供一份力量。

［1］張嘉輝. 濕陷性黃土地基處理技術在張石高速公路應用研究［D］.天津大學 2012