淺析灰土擠密樁施工技術(shù)要點

楊曉攀

摘 要：本文以會老高速公路建設(shè)項目為實例，淺析關(guān)于灰土擠密樁的施工準(zhǔn)備及施工技術(shù)要點內(nèi)容。本項目沿線溝壑縱橫，地形地貌較為復(fù)雜，沿線主要為濕陷性黃土、軟弱土、鹽漬土。巖性主要為第四系上更新統(tǒng)的風(fēng)積黃土和全新統(tǒng)沖洪積黃土狀土，全線原黃土地基濕陷性等級較高，對工程主體造成危害較大必須進(jìn)行全面處理，主要為灰土擠密樁進(jìn)行處置。灰土擠密樁成孔時為橫向擠密，通過回填灰土夯實，可達(dá)到所要求加密處理后的最大干密度指標(biāo)，可消除地基土的濕陷性，提高承載力，降低壓縮性；其機具簡單，施工方便，功效高。

關(guān)鍵詞：灰土擠密樁；施工技術(shù)；要點

中圖分類號：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）20-0115-02

1 項目概述

會寧至老君坡（寧甘界）高速公路是甘肅與寧夏兩省重要的省際高速公路聯(lián)接線，會寧至老君坡（寧甘界）高速公路起于會寧縣太平店鎮(zhèn)大山川，設(shè)樞紐互通立交與既有G22青蘭高速相接，止于老君坡鎮(zhèn)沿坪村南側(cè)（寧甘界），與寧夏規(guī)劃的S60西吉至?xí)幐咚俟讽樈樱肪€全長8.671公里。

灰土擠密樁是利用錘擊將鋼管打入土中側(cè)向擠密成孔，將鋼管拔出后，在樁孔中分層回填灰土夯實而成，消除深層黃土濕陷性的同時，與樁間土共同組成復(fù)合地基以承受上部荷載。根據(jù)有關(guān)的規(guī)范、設(shè)計和以往施工的有關(guān)資料編制了《會老路濕陷性黃土灰土擠密樁施工指南》，指導(dǎo)會老路灰土擠密樁的施工。會老高速公路建設(shè)項目灰土擠密樁樁徑設(shè)計為Φ40cm，等邊三角形布置，石灰與素土的重量比為10%，全線設(shè)計灰土擠密樁總長度為2418834m。一般路段、涵洞及擋墻基底處理灰土擠密樁設(shè)計樁長為6m，樁間距為1m。橋涵臺背灰土擠密樁基底處理設(shè)計樁長為15m，樁間距為1m。

2 試驗段施工準(zhǔn)備工作

為有效處理會老路建設(shè)項目濕陷性黃土地基，更好的解決原地基沉降問題，灰土擠密樁施工前應(yīng)選擇150m～250m路段進(jìn)行試驗段。試驗段開始前應(yīng)向監(jiān)理部上報分項工程開工報告、試驗樁試驗大綱或方案等，待監(jiān)理工程師批復(fù)后實施。要求試驗段的布點、打孔、拌和、回填夯實等各道工序必須嚴(yán)格按設(shè)計及規(guī)范進(jìn)行。通過試驗段的相關(guān)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗總結(jié)引領(lǐng)后續(xù)大面積開始施工，為此，試驗段完成后，要認(rèn)真、細(xì)致、準(zhǔn)確的做好總結(jié)工作。

3 施工前準(zhǔn)備

灰土擠密樁開始前，應(yīng)先進(jìn)行技術(shù)交底工作，技術(shù)交底時監(jiān)理工程師同時參加，內(nèi)容包括《灰土擠密樁施工技術(shù)交底》、《安全技術(shù)交底》、施工段落確定、人員配置、材料儲備及檢驗情況、機械配置情況等。

作業(yè)條件：巖土工程勘察報告、施工圖紙、施工組織設(shè)計、試驗樁試驗大綱或方案、灰土樁平面布置圖和立面圖，監(jiān)理批復(fù)的有關(guān)文件應(yīng)齊全。

施工前應(yīng)在試驗段挖與樁長同深度的探坑，通過試驗確定相關(guān)地質(zhì)資料，探坑直徑不小于60cm，取探坑每延米的原狀土由試驗室確定其天然含水量、液限、塑限、最大干密度、最佳含水量、濕陷性黃土等級、壓實度等指標(biāo)。

3.1 安全防護(hù)工作準(zhǔn)備

對施工環(huán)境進(jìn)行圍擋，施工現(xiàn)場周圍必須確定無建筑物和電線、電纜等影響。對臨時用電設(shè)備進(jìn)行檢查，嚴(yán)禁亂拉、亂接電線行為。施工區(qū)域人員必須穿反光馬甲和佩戴安全帽。檢查打樁機駕駛員是否持證上崗（必須持證上崗），接受技術(shù)交底。供水、供電、運輸?shù)缆贰F(xiàn)場小型臨時設(shè)施已經(jīng)設(shè)置就緒。

3.2 施工前材料、機械、人員準(zhǔn)備

（1）材料要求。采用過篩素土，素土選用塑性指數(shù)10-20的黏土、粉質(zhì)黏土或粉土，有機質(zhì)含量不超過5%。石灰選用Ⅲ級以上的消石灰，有效CaO+MgO含量不得低于55%，使用前1-2天消解并過篩，粒徑不大于5mm，不得夾有未熟化的生石灰塊粒及其他雜質(zhì)，也不得含有過多的水分，現(xiàn)場石灰存儲要求密封。水選用自來水或凈化水，水中氯離子、硫酸根離子、可溶物等有害物質(zhì)不能超標(biāo)。（2）設(shè)備要求。打樁機采用0.6t或1.2t柴油打樁機或自制錘擊式打樁機作為成孔設(shè)備，要求對打樁機進(jìn)行編號。夯實機采用偏心輪夾桿式夯實機和卷揚機提升式夯實機兩種，夯錘用鑄鋼制成，重量一般選用100-300kg，其豎向投影面積的靜壓力不小于20kpa。夯錘最大部分的直徑應(yīng)較樁孔直徑小100-150mm，以便填料順利通過夯錘四周。要求對回填夯實機編號，打樁機及回填夯實機等設(shè)備必須合理配套。灰土拌合機采用強制式自動計量拌合機。自卸車、裝載機、發(fā)電機等設(shè)備必須滿足施工要求。（3）人員要求。監(jiān)理工程師、安全員、技術(shù)員、試驗員、駕駛員等就位并持證上崗。打樁機、回填夯實機操作者須經(jīng)培訓(xùn)后，持有效的合格證書方可操作。全部作業(yè)人員要進(jìn)行安全培訓(xùn)和技術(shù)交底。

4 灰土擠密樁的施工工藝

4.1 測量放線

確定施工段落。

4.2 清表及碾壓

按照設(shè)計要求清除30cm表土，采用最大激振力50噸振動羊角碾碾壓3遍，整平壓實后檢測原狀土的承載力及原地表的壓實度。

4.3 孔位布設(shè)

采用白灰隔行、隔排進(jìn)行布孔，同排內(nèi)應(yīng)間隔1-2孔進(jìn)行，要求在每孔中心點釘Φ30mm的醒目塑料牌，布孔應(yīng)分3-4次完成，全部孔布設(shè)完成后呈等邊三角形分布，相鄰兩孔中心點間距為1m，杜絕出現(xiàn)漏孔現(xiàn)象。

4.4 試夯

確定夯錘重量、底面直徑及落距，還應(yīng)進(jìn)行成孔、夯填工藝和擠密效果試驗，以確定分層填料厚度、夯擊次數(shù)和夯實后干密度等要求。

4.5 成孔

將重錐形錘頭垂直對準(zhǔn)孔心，在打樁機氣錘壓力沖擊下成孔，孔徑不小于40cm，施工孔深比設(shè)計超深20-30cm，孔的垂直度偏差小于1.5%。成孔順序應(yīng)先外排后里排，成孔后應(yīng)清底夯實、夯平，夯實次數(shù)不少于8擊。已成型的孔，應(yīng)做好保護(hù)措施，防止受水浸濕。

4.6 灰土混合料的拌和

（1）采用智能控制的穩(wěn)定土拌合站（600t/h）進(jìn)行場拌，混合料中石灰比例按質(zhì)量比10%控制，配合比要求監(jiān)理工程師批復(fù)后使用。（2）混合料每天開始拌合前，應(yīng)檢查灰和土的含水量，外加水與天然含水量的總和要比混合料的最佳含水量略高。（3）每天開始拌和首盤出料時取樣用EDTA檢測混合料含灰量是否滿足設(shè)計要求，每天定時檢查拌和情況，抽檢混合料含灰量、含水量是否變化。高溫作業(yè)時，早晚與中午的含水量要有區(qū)別，要按溫度變化及時調(diào)整，天氣炎熱或運距較遠(yuǎn)時，混合料的含水量可高于最佳含水率1-2個百分比。（4）拌合機應(yīng)配備帶活門漏斗的料倉，由漏斗出料直接裝車運輸。

4.7 灰土混合料的回填夯實

樁孔檢驗合格后應(yīng)立即進(jìn)行分層回填夯實，要求技術(shù)員和監(jiān)理人員必須全程旁站。每層回填松鋪厚度10-15cm，采用偏心輪夾桿式夯實機，回填時要采取切實可行的措施控制好下料速度、斗門高度、送料器電機轉(zhuǎn)速及下料數(shù)量，送料器每次下料2s夯擊18s，送料器均勻的向樁孔下料、夯實，夯實機落錘高度不小于1-2m，每層夯實不少于10錘，做好原始數(shù)據(jù)記錄，并通過試驗樁確定達(dá)到設(shè)計壓實度需要的最佳錘擊次數(shù)、填料厚度、每次填料的方量，樁身混合料回填壓實度不能小于97%。樁頂應(yīng)高出設(shè)計標(biāo)高不小于15cm，整平時將高出部分鏟除。

5 質(zhì)量控制及檢測

（1）分層填筑松鋪厚度和填筑時間、夯擊遍數(shù)和時間、落錘高度、夯錘重量、樁體壓實度、回填一根樁所需時間等參數(shù)。（2）成樁后在三角區(qū)沿樁長挖直徑60cm探坑，檢測從樁頂?shù)綐兜酌垦用讟堕g土壓實度，樁體完整性、壓實度、7d無側(cè)限抗壓強度，灰計量滴定和EDTA標(biāo)準(zhǔn)曲線，要求附有所有檢測項目的試驗報告。（3）比較灰土擠密樁施工前原地基和施工后相關(guān)試驗參數(shù)變化情況。（4）應(yīng)分段或選擇有代表性的地質(zhì)做灰土擠密樁樁體的復(fù)合地基承載力試驗。（5）壓實度檢測應(yīng)采用灌砂法或環(huán)刀法進(jìn)行檢測，復(fù)合地基承載力檢測采用現(xiàn)場靜載荷試驗，灰劑量檢測采用EDTA滴定方法檢測。

6 施工中的常見問題及處理措施

（1）如遇到軟基，必須采用碎石、石灰塊、磚塊等進(jìn)行回填后進(jìn)行成孔作業(yè)。成孔后如發(fā)現(xiàn)樁孔縮頸比較嚴(yán)重，可在孔內(nèi)填入干散砂土、生石灰塊或磚渣、碎石，稍停一段時間后再將樁管沉入土中，重新成孔。（2）如含水量過小，應(yīng)預(yù)先浸濕加固范圍的土層，使之達(dá)到或接近最佳含水量。（3）含水量過大的樁孔可采用鋼護(hù)筒進(jìn)行支護(hù)的方式進(jìn)行或應(yīng)及時上報監(jiān)理工程師通過設(shè)計單位進(jìn)行變更設(shè)計處理。（4）如遇陷穴，必須全部開挖，找出陷穴源頭，利用重量比10%的石灰土分層夯實填筑。（5）嚴(yán)格按規(guī)范要求做好施工區(qū)域內(nèi)臨時防排水措施。（6）做好成品樁的保護(hù)工作。應(yīng)在成品樁（7d后）頂部預(yù)留50cm厚的土層，方便車輛通行，待準(zhǔn)備進(jìn)行下一道工序施工時，將預(yù)留的50cm厚土層挖除，進(jìn)行灰土墊層施工。（7）如壓實度達(dá)不到設(shè)計要求，應(yīng)進(jìn)行1：1補樁作業(yè)。（8）當(dāng)?shù)鼗恋暮看笥?4%、飽和度大于65%時，應(yīng)通過試驗確定其適用性。

7 結(jié)語

通過全體參建人員的過程控制，有效的提高了灰土擠密樁的施工質(zhì)量，消除了本段高速公路的黃土濕陷性，得到結(jié)論如下：（1）原地基黃土濕陷性消除，承載力提高。（2）復(fù)合地基承載力達(dá)到設(shè)計≧250Kpa的效果，最大承載力達(dá)到500Kpa。

參考文獻(xiàn)

[1]交通部公路科學(xué)研究所.公路土工試驗規(guī)程：JTG E40-2007[M].人民交通出版社，2007.

[2]交通部公路科學(xué)研究院.公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程：JTG E51-2009[M].人民交通出版社，2009.

[3]技術(shù)研究報告.交通部發(fā)布《黃土地區(qū)公路路基設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》[J].市政技術(shù)，2017（4）：11-11.

[4]鐵道第四勘察設(shè)計院.鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程[M].中國鐵道出版社，2003.

[5]余巧珍，韓曉雷.論《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025—2004）[J].陜西建筑，2004（8）：32-34.

[6]中國建筑科學(xué)研究院.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-2002， J220-2002：JGJ 79-2002[M]. 中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[7]桂業(yè)琨.《建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50202-2002內(nèi)容簡介[J].施工技術(shù)， 2002， 31（2）：11-14.

[8]鐘亮.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007—2002）中“特征值”一詞的說明[J].建筑結(jié)構(gòu)，2002，（11）：70.