基于公路工程施工中灰土擠密樁技術(shù)研究

段小輝+周斌

摘 要：公路建設(shè)作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，在交通建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、縮短城鄉(xiāng)差距中起著關(guān)鍵性的作用。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升對公路工程建設(shè)提出新要求，要求通過創(chuàng)新體制、完善政策，進(jìn)一步提升工程建設(shè)力度。灰土擠密樁技術(shù)作為公路工程濕陷性黃土路基施工的重要方式，其施工效果是否良好直接影響著高速公路工程的整體質(zhì)量，為此，施工單位必須重視灰土擠密樁技術(shù)的應(yīng)用，在規(guī)范施工工藝的同時(shí)，不斷改進(jìn)技術(shù)，提高公路建設(shè)的整體質(zhì)量，推動(dòng)交通經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：公路工程；灰土擠密樁；特征；施工工藝

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路工程已經(jīng)成為我國基礎(chǔ)建設(shè)中的一項(xiàng)重要建設(shè)項(xiàng)目，濕陷性黃土施工作為公路建設(shè)中的重要內(nèi)容，其施工技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著工程的整體質(zhì)量。濕陷性黃土在自然狀態(tài)下?lián)碛薪Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、孔隙大等特點(diǎn)，在正常荷載作用下產(chǎn)生的沉降變形并不大，一旦土體中含水量增大，黃土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遭到大幅減弱，在荷載作用下會(huì)迅速發(fā)生沉降變形，且由于土體浸水情況不同，濕陷沉降不均勻，對工程建筑具有很大危害性?；彝翑D密樁法是處理濕陷性黃土地基的常規(guī)方法，規(guī)范中要求用此方法處理的地基其承載力特征值不宜大于250kPa。

1 濕陷性黃土的特征

1、濕陷性。當(dāng)黃土受到自然地表水的侵蝕時(shí)，黃土中的易溶鹽類溶解，會(huì)破壞顆粒間的膠合作用力，從而導(dǎo)致土粒懸浮于水中。當(dāng)再次沉積時(shí)，土粒碰到已沉積的土粒，因兩者之間的相互引力大于其重力，土粒會(huì)在最初的位置上停留，不再出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，從而形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，這為水的進(jìn)一步侵蝕提供了條件，空隙間通過連通和擴(kuò)展，會(huì)導(dǎo)致大孔隙和陷穴的出現(xiàn)。經(jīng)過外荷載作用，會(huì)破壞土體結(jié)構(gòu)，這樣會(huì)造成大量、劇烈變形現(xiàn)象的發(fā)生，大大降低了土體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，從而產(chǎn)生濕陷性。

2、直立性。濕陷性黃土在天然含水量的狀態(tài)下具有強(qiáng)度高和壓縮性小的特征，可以將垂直邊支撐起，天然陡壁多呈近90°的邊坡。因此，濕陷性黃土具有直立性的特征。

3、膨縮性。當(dāng)濕陷性黃土遇到水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，而干燥后會(huì)產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，通過多次反復(fù)作用，會(huì)導(dǎo)致裂紋的形成，然后剝落，這樣會(huì)對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重地影響。

4、崩解性。當(dāng)濕陷性黃土浸入水中時(shí)，會(huì)很快產(chǎn)生崩解現(xiàn)象，這對路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

5、難壓實(shí)。當(dāng)濕陷性黃土的最大干密度和最佳含水量較高時(shí)，就會(huì)難以滿足碾壓密實(shí)要求的條件。

6、受含水量影響較大。濕陷性黃土受含水量的影響較敏感。當(dāng)含水量較小時(shí)，易于產(chǎn)生揚(yáng)塵現(xiàn)象。當(dāng)含水量大于最佳含水量時(shí)，易于產(chǎn)生翻漿現(xiàn)象，而適宜壓實(shí)的含水量為最佳含水量的+0.5～-2%。

2 公路工程施工中灰土擠密樁施工工藝

1、試樁

在施工前，應(yīng)先進(jìn)行成孔、夯填工藝和擠密效果等試驗(yàn)，然后對分層填料的厚度和相應(yīng)的夯擊次數(shù)、一次成樁的長度和振動(dòng)錘功率等進(jìn)行確定。只有確定試樁各參數(shù)后，才可以進(jìn)行規(guī)模施工。主要試驗(yàn)內(nèi)容：樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、符合地基荷載試驗(yàn)以及單樁承載力試驗(yàn)。如果一次試驗(yàn)不成功，要對設(shè)備進(jìn)行改裝或更換，并對施工方法進(jìn)行改變，設(shè)置兩次或多次試樁，直到全部試樁達(dá)到施工的要求。

2、測量放樣

場地清理工作與整平工作應(yīng)在施工前進(jìn)行，如施工場地存在松軟路段時(shí)，為有利于機(jī)械作業(yè)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。在施工前應(yīng)對基礎(chǔ)中線、邊線進(jìn)行測量放樣，并準(zhǔn)確定位樁孔，同時(shí)進(jìn)行標(biāo)注。樁孔中心定點(diǎn)施工時(shí)可選用鋼釬（直徑20毫米）向土內(nèi)插入20厘米的深度，隨后將鋼釬拔出并進(jìn)行石灰灌注，以此確定其位置。當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)含水量較低時(shí)，應(yīng)將其進(jìn)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(jìn)行配料拌和施工，一般情況下配合比為2：8，在拌料場進(jìn)行3遍拌和后，將其運(yùn)輸?shù)娇孜桓浇?，夯填施工前?yīng)在進(jìn)行一次拌和作業(yè)。

4、成孔施工

按照由外向內(nèi)的順序進(jìn)行成孔施工，相同排樁之間應(yīng)間隔一個(gè)孔進(jìn)行施工，這樣可以防止因振動(dòng)擠壓產(chǎn)生相鄰孔縮孔與塌孔。平整場地后，應(yīng)遵循設(shè)計(jì)樁位圖確定孔位。沉管機(jī)就位后，確保沉管尖與樁位相對，將擴(kuò)樁機(jī)架調(diào)平，確保樁管的垂直度。因施工現(xiàn)場土質(zhì)不同其成孔次數(shù)也不盡相同，在土質(zhì)硬度較高又均勻的情況，一次就能符合設(shè)計(jì)深度，當(dāng)土質(zhì)層內(nèi)存在軟弱層時(shí)，則需要多次進(jìn)行施工。當(dāng)?shù)鼗哂休^大含水量時(shí)，拔出樁管后，極易產(chǎn)生縮孔情況，進(jìn)而導(dǎo)致樁孔深度及孔徑不足等問題的出現(xiàn)。應(yīng)選用超深成孔法對深度不足進(jìn)行處理，應(yīng)選用洛陽鏟擴(kuò)孔方式進(jìn)行孔徑不足施工，擴(kuò)孔后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行石灰土夯填施工。

成孔作業(yè)完成后必須對樁孔質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)檢查，并對縮頸、回淤及滲水等狀況進(jìn)行隨時(shí)觀察，并做好記錄。為避免孔內(nèi)落入土塊與雜物，應(yīng)及時(shí)回填夯實(shí)成樁孔。

5、樁孔回填與夯實(shí)

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(yīng)用于有機(jī)質(zhì)含量8%以上的表層耕土或淤泥質(zhì)土與雜填土內(nèi)，這種土質(zhì)中回填此類材料應(yīng)進(jìn)行過篩作業(yè)。一般情況下高速公路工程施工中，都會(huì)選用偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī)械作為灰土擠密樁施工的樁孔夯實(shí)機(jī)械，其夯錘重量為340千克，落距為45厘米，夯擊次數(shù)為一分鐘35到40次，夯錘提升主要依靠摩擦力。通過夯實(shí)試驗(yàn)，對每次填料數(shù)量與夯擊次數(shù)進(jìn)行合理確定。夯實(shí)機(jī)就位后必須確保其平穩(wěn)性，夯錘應(yīng)與樁孔位置對準(zhǔn)，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(jìn)行詳細(xì)檢查，確保符合施工要求進(jìn)行施工。填料施工前應(yīng)對孔底夯實(shí)，夯擊次數(shù)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(shí)，其含水量符合施工要求后，進(jìn)行分層夯填。遵循相關(guān)規(guī)定數(shù)量指定專人進(jìn)行均勻填料，不能把送料車向倒料入孔直接倒入。交替進(jìn)行填料與夯擊作業(yè)，夯擊時(shí)應(yīng)確保其均勻度，當(dāng)夯擊到高于設(shè)計(jì)標(biāo)高20到30厘米位置時(shí)，停止夯擊作業(yè)。選用素土輕擊方式處理樁頂?shù)降孛婵諜n位置，做好樁上灰土墊層后，應(yīng)及時(shí)挖除多出設(shè)計(jì)樁頂?shù)臉额^與松動(dòng)土層。

6、質(zhì)量檢測

（1）在施工前，應(yīng)對樁尖土進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)灌入的試驗(yàn)，對各土層強(qiáng)度增長情況進(jìn)行比較，從而對土層的承載力進(jìn)行判定。

（2）對于復(fù)合地基承載力的檢驗(yàn)數(shù)量不得低于總樁數(shù)的0.3%，不少于3點(diǎn)，而單樁承載力的檢驗(yàn)數(shù)量不得低于總樁數(shù)的2%。

（3）在施工后，應(yīng)間隔一定的時(shí)間進(jìn)行質(zhì)量的檢驗(yàn)。當(dāng)空隙水壓力消散且間隔時(shí)間不少于28天后，方可進(jìn)行飽和粘性土地基的檢測，而粉土、砂土和雜填土地基不得少于7天。

（4）對于樁體現(xiàn)場的檢測，其主要內(nèi)容有：樁徑、樁距、樁長和樁體土，可以采用鋼卷尺對樁距、樁徑進(jìn)行現(xiàn)場測量，可以采用鉆孔取芯方法對樁長、樁體土進(jìn)行檢測，采用人工探井取原狀土樣法對樁間土進(jìn)行檢測。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過對濕陷性黃土特征和灰土擠密樁施工流程的詳細(xì)分析，辯證分析了在施工過程各個(gè)要點(diǎn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，公路交通運(yùn)輸事業(yè)也隨之加快，如何提高公路工程建設(shè)質(zhì)量已經(jīng)成為當(dāng)今急需解決的重要問題?；彝翑D密樁法在公路濕陷性黃土路基施工中的應(yīng)用，能夠有效增強(qiáng)軟土地基的穩(wěn)定性和承載能力，對于提高公路工程質(zhì)量發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]尹志鋼.公路施工中軟土地基處理技術(shù)分析及其應(yīng)用[J].山西建筑，2010（05）

[2]鄭艷菊，張佑華.灰土擠密樁技術(shù)在高速公路工程施工中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2015（12）

[3]王少東，方光秀.CFG樁與灰土擠密樁復(fù)合地基工程應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2015（23）

[4]翟麗云.濕陷性黃土地區(qū)灰土擠密樁施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2015（11）

[5]王雪浪，朱彥鵬. 灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基理論分析及試驗(yàn)[J]. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2010（02）endprint