淺談坐標(biāo)法在擠密樁質(zhì)量控制中的應(yīng)用

張玉龍

摘 要：本文結(jié)合西吉至?xí)帲▽幐式纾└咚俟饭こ虒嵗龂@坐標(biāo)法控制擠密樁施工質(zhì)量的整個過程，應(yīng)用坐標(biāo)控制擠密樁數(shù)量及樁位的方法進(jìn)行了總結(jié)分析，著重從施工準(zhǔn)備、坐標(biāo)控制要點及素土擠密樁在施工后的樁體數(shù)量得到有效地控制等內(nèi)容進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：素土擠密樁；坐標(biāo)法；樁體數(shù)量控制

中圖分類號：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1.項目概況

本項目分布大量的濕陷性黃土，主要為上更新統(tǒng)風(fēng)積馬蘭黃土，具有大孔隙、垂直節(jié)理發(fā)育、結(jié)構(gòu)疏松的特點。濕陷性黃土層厚3.5m～15m不等，濕陷類型及濕陷性等級基本為非自重濕陷性黃土Ⅰ級（輕微）～自重濕陷性黃土Ⅱ級（中等），局部存在Ⅳ級（很嚴(yán)重）段落，厚度約14.8m。濕陷性黃土處理的目的：消除地基的濕陷性、提高地基承載力、降低土的壓縮性。對于自重濕陷性黃土Ⅱ級（中等）路段，當(dāng)路基填土高度h<4m時，上部換填50cm厚8%水泥土，下部換填70cm厚普通土；當(dāng)路基填土高度介于4m～20m時，采用素土擠密樁進(jìn)行處理；當(dāng)路基填土高度h>20m時，采用水泥土擠密樁進(jìn)行處理。對于自重濕陷性黃土Ⅲ級（嚴(yán)重）及自重濕陷性黃土Ⅳ級（很嚴(yán)重）路段，當(dāng)路基填土高度h≤20m時，采用素土擠密樁進(jìn)行處理；當(dāng)路基填土高度h>20m時，采用水泥土擠密樁進(jìn)行處理。本項目X合同段素土擠密樁設(shè)計數(shù)量為770260m，水泥土擠密樁131303m。

2.處理措施及加固原理

濕陷性黃土是指黃土在一定壓力作用下，受水浸濕后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞并發(fā)生顯著附加下沉、強(qiáng)度也隨之降低的黃土。濕陷性黃土的地基濕陷特性對于高等級公路路基具有不同程度的危害，能使路基路面發(fā)生大幅度沉降、開裂、傾斜甚至嚴(yán)重影響公路的正常使用。據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》和本項目設(shè)計文件，施工采用沉管成孔，成管成孔是采用打樁機(jī)，將帶有樁尖的樁管打入土層至設(shè)計標(biāo)高，然后拔出樁管即成孔，沉管法所成樁孔較規(guī)則，擠密效果和施工工藝都較容易掌握。設(shè)計采用擠密樁樁徑40cm，樁間距80cm、按等邊三角形布置，有效樁長5m～6m，樁體壓實系數(shù)不小于0.90。樁間土0cm～30cm范圍壓實度不小于90%，樁間土及樁孔內(nèi)夯實土的濕陷系數(shù)δs﹤0.015，即證明濕陷性已消除。

擠密樁樁間土通過打樁機(jī)沖擊振動夯實和橫向擠壓作用，使樁孔內(nèi)的土質(zhì)被強(qiáng)制擠向樁孔周圍的土體中，隨后在樁孔分層回填并夯實素土或水泥土，形成密實而強(qiáng)度較高的樁體，并通過被夯實土體徑向擴(kuò)張而使樁間土進(jìn)一步被擠密，從而使樁體和樁間土緊密膠合成復(fù)合地基，致使土的孔隙變小，密實度增大，壓縮性降低，力學(xué)性質(zhì)得到改善，同時素土樁體也被夯擊的更加密實，提高整個地基承載力和穩(wěn)定性。對于處理地下水位以上的濕陷性黃土地基，處理深度為5m～6m，對于消除土的濕陷性、提高地基承載力以及水穩(wěn)定性作用明顯，且素土（水泥土）擠密樁填土可就地取材、降低工程造價、機(jī)具簡單、施工方便、功效高，對于消除黃土濕陷性，減小沉降方面具有顯著作用，使復(fù)合地基承載力有很大提高。因此廣泛用于濕陷性黃土地基的加固。

3.施工準(zhǔn)備

（1）施工工藝流程（圖1）

施工工藝流程，本次重點對樁體坐標(biāo)編制、樁孔坐標(biāo)放樣、驗收樁體數(shù)量和樁位步驟論述。

（2）坐標(biāo)編制

施工準(zhǔn)備階段統(tǒng)計施工圖設(shè)計擠密樁段落，并匯總段落及樁數(shù)。按照濕陷性黃土路基處理工程數(shù)量表中要求處理的段落長度、寬度及樁數(shù)， 利用CAD技術(shù)進(jìn)行坐標(biāo)點繪制。在CAD界面中樁位布點時，遵循“先控制后碎部”的原則，即在CAD界面先導(dǎo)入路線起訖點、交點及曲線元素等控制點坐標(biāo)繪制出路線（中線），然后根據(jù)擠密樁處理寬度由中線向邊線分布樁位，路線縱向樁間距69.3cm、橫向間距80cm。在CAD界面中布設(shè)完樁位后，找到每排樁的兩根起訖樁，使用CAD“id”命令自動生成起訖樁坐標(biāo)，y坐標(biāo)導(dǎo)出至Excel x坐標(biāo)處、x坐標(biāo)導(dǎo)出至Excel y坐標(biāo)處，x1-x2=南北方向坐標(biāo)增量△x、y1-y2=東西方向坐標(biāo)增量△y，則x3=x2-△x、y3=y2-△y…xn=xn-△x、yn=yn-△y 以此類推。此方法適合工程中大量的坐標(biāo)點計算。

樁位坐標(biāo)編號，縱向由第1列、2列、3列…n列，橫向由第1排、3排、5排…n排，列排相交處為一個樁位的X和Y坐標(biāo)，以此類推。坐標(biāo)編制表，見表1。

4.坐標(biāo)控制要點

（1）樁孔坐標(biāo)放樣

施工前，根據(jù)坐標(biāo)計算表（表1）、平面布置圖及樁位圖。用RTK放樣列排起訖點坐標(biāo)，路線方向樁位段落宜控制在30m內(nèi)，結(jié)合鋼尺（50m）放樣每個樁位中心的位置，鋼尺量測路線縱向樁間距69.3cm、橫向間距80cm。放樣完成后抽檢：抽檢頻率為2%，控制樁孔的中心點的偏差不超過樁距設(shè)計值的5%且不大于5cm，經(jīng)檢查合格后，此工序開工。

（2）按隔兩排跳樁施工布點，如圖2所示。

（a）圖中表示首先進(jìn)行施工的樁，第一次施工第1、4、7…排。

（b）圖中表示隨后進(jìn)行施工的樁，第二次施工第2、5、8…排。

（c）圖中表示隨后進(jìn)行施工的樁，第三次施工第3、6、9…排。

（3）樁體數(shù)量及樁位驗收

依據(jù)《S60西吉至?xí)帲▽幐式纾┕饭こ獭吩O(shè)計文件及《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》的要求，樁體完成后，驗收樁間距、樁徑、樁長、垂直度、樁體壓實系數(shù)、樁間擠密系數(shù)、樁間土濕陷性系數(shù)、單樁復(fù)合地基承載力及檢測等。

其中樁間距的控制即樁體數(shù)量及樁位的控制。擠密樁施工后，對照坐標(biāo)表進(jìn)行樁體數(shù)量及樁位抽檢，按2%的抽檢頻率在作業(yè)面上二次放樣，采用人工開挖，工具為鐵鍬。此方法開挖：破壞性極小、開挖范圍少、速度快。樁體頂面土清除后（一般厚度≤30cm），根據(jù)樁體土與樁間土顏色和土體層理判斷樁體是否存在，如漏施工則此項不合格；連續(xù)清除3個樁的樁頂土（宜為等邊三角形），檢測樁間距，如偏差值超過4cm，則此項不合格，對應(yīng)的樁位也不合格。

5.控制效果

①未編制逐樁坐標(biāo)的擠密樁工后數(shù)量檢測破壞性較嚴(yán)重，且需調(diào)入裝載機(jī)、平地機(jī)等大型設(shè)備輔助檢測；②人為因素。對于擠密樁邊角部位、輔助檢測機(jī)械達(dá)不到的部位，施工隊利用此漏洞“偷工減料”。③管理體系不健全，管理人員缺乏責(zé)任心。

為了切實解決上述出現(xiàn)的問題，擠密樁樁體數(shù)量及樁位控制采用坐標(biāo)法。新版《公路工程施工監(jiān)理規(guī)范》JTG G10-2016中規(guī)定：擠密樁分項工程監(jiān)理旁站項目為試驗段，注重工序巡視、工后驗收。坐標(biāo)法控制擠密樁數(shù)量遵循了新版監(jiān)理規(guī)范規(guī)定，每根樁對應(yīng)一組坐標(biāo)，相當(dāng)于每根樁有一個“身份證”，在工后檢測時很容易“對號入座”，因此項目部為保證合格率必須按照逐樁坐標(biāo)完成擠密樁設(shè)計數(shù)量。

結(jié)語

對于擠密樁施工檢測指標(biāo)有樁體數(shù)量、樁間距、樁徑、樁長、垂直度等多項，但樁體數(shù)量施工達(dá)到有效的設(shè)計數(shù)量，直接影響路基地基土體擠密效果。坐標(biāo)法控制擠密樁樁體數(shù)量，只是一種管理手段，不是目的。要保證樁體質(zhì)量及處理效果，各參建單位必須具有嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的態(tài)度、高度的責(zé)任心。在施工項目各環(huán)節(jié)都要精益求精、不斷創(chuàng)新，標(biāo)準(zhǔn)化、信息化及精細(xì)化施工，才能保證最終的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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