淺談柱錘沖擴(kuò)樁在西北地區(qū)人工填土地段加固地基的應(yīng)用

頡冬冬

蘭州生態(tài)創(chuàng)新城發(fā)展有限公司 甘肅蘭州 730000

1 工程概況

該地區(qū)地貌上屬黃河二階地，地形相對(duì)平坦，試驗(yàn)段施工里程為DK0+130-DK0+230段，地基處理為預(yù)鉆孔柱錘沖擴(kuò)樁，樁徑為0.6米，樁間距為1.5米，樁長8米，樁位采用正三角形布置。工程地質(zhì)及水文情況：工點(diǎn)范圍內(nèi)地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填土，主要分布于地表，淡黃色為主，厚1.2-5.3m，成分以砂質(zhì)黃土為主，土質(zhì)不均，局部夾有圓礫及碎石土，稍濕，稍密-中密，Ⅱ級(jí)普通土。人工填土下主要為砂質(zhì)黃土（Q4a13），淺黃色，厚14.5-18.1m，以粉粒為主，土質(zhì)較均，具孔隙，以稍濕為主，稍密-中密，Ⅱ級(jí)普通土σ0=120KPa。工程范圍內(nèi)未見地表水[1]。地基處理后，要達(dá)到以下要求：?jiǎn)螛稄?fù)合地基承載力特征值不小于200kPa；滿足樁體平均壓實(shí)系數(shù)λc≥0.97；滿足樁間土平均擠密系數(shù)ηc≥0.93；樁間土濕陷系數(shù)δs＜0.015。

2 施工工藝流程

主要施工方法：先外排后里排，隔排隔樁跳打法施工，預(yù)鉆0.4米孔，然后沖擴(kuò)成0.6米的設(shè)計(jì)樁徑。施工流程：清理和平整場(chǎng)地→測(cè)量、定位放線→洛陽鏟就位→挖孔→成孔檢測(cè)→夯機(jī)就位→夯錘對(duì)中→填第一層填料→第一遍沖擊夯實(shí)→測(cè)線檢測(cè)→填夯第N層填料→沖擊夯實(shí)→成樁→樁身密實(shí)度檢驗(yàn)→承載力試驗(yàn)。

3 施工

3.1 柱錘沖擴(kuò)樁施工過程

①清理平整施工場(chǎng)地，應(yīng)將樁頂標(biāo)高以上松土全部清除。②布置樁位，準(zhǔn)確定出樁孔位置并進(jìn)行編號(hào)。③成孔順序應(yīng)由外向里間隔分排進(jìn)行，防止錯(cuò)位或漏孔。④洛陽鏟挖機(jī)就位后，應(yīng)保持平整穩(wěn)固，使柱錘對(duì)準(zhǔn)孔中心，并能自由地落入孔底，確保動(dòng)能壓強(qiáng)。⑤成孔：成孔達(dá)到要求深度后，用標(biāo)準(zhǔn)料斗或運(yùn)料車將拌和好的填料分層填入樁孔并逐層夯實(shí)。錘的質(zhì)量、錘長、落距、分層填料量、分層夯實(shí)度、夯擊次數(shù)、總填料量等應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)或按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。每個(gè)樁孔應(yīng)夯填至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上至少0.5m，其上部樁孔宜用原槽土夯封。施工中應(yīng)做好記錄，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行處理。⑥施工機(jī)具移位，重復(fù)上述步驟進(jìn)行下一根樁施工。

現(xiàn)場(chǎng)施工參數(shù)

3.2 填料的拌制

水泥土采用裝載機(jī)機(jī)械拌合且隨拌隨用，拌合采用稱重比例進(jìn)行試拌合，樁孔料按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，水泥用量為10%，水泥采用P·S·A42.5普通硅酸鹽水泥。土料采用純凈黃土，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果含水量12.9%，土中有機(jī)質(zhì)含量為1.8%，符合設(shè)計(jì)用料。使用時(shí)過15mm篩，混合料的含水量應(yīng)滿足最優(yōu)含水量，允許偏差不得大于±2%。土料與水泥應(yīng)拌合均勻。各種用料采用稱重計(jì)量進(jìn)行用量控制，色澤一致，無灰團(tuán)、灰條和花面現(xiàn)象。已拌成水泥土不得超過3小時(shí)或隔夜使用，被雨水淋濕、浸泡水泥土嚴(yán)禁使用按作廢處理。下雨期間不進(jìn)行水泥土拌制。拌合完成后及時(shí)測(cè)定水泥土混合料含水量，每天不少于1次，并滿足設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行混合料夯填施工[2]。

3.3 柱錘夯實(shí)就位

成孔后將柱錘提升對(duì)準(zhǔn)成孔，并保持垂直穩(wěn)定。由裝載機(jī)把配比好的水泥土料鏟到?jīng)_擴(kuò)樁施工現(xiàn)場(chǎng)，每次鏟料0.22方，可以填料厚度70cm。再由人工將料填進(jìn)樁內(nèi)，進(jìn)行分層填筑，1.5t柱錘進(jìn)行夯實(shí)。

3.4 水泥土回填夯實(shí)

施工順序：清底夯—水泥土拌制—虛填—分層夯擊—成樁。成孔至設(shè)計(jì)深度，將柱錘提升一定高度，自動(dòng)脫鉤下落沖擊土層，如此反復(fù)沖擊至設(shè)計(jì)成孔深度時(shí)，可在孔內(nèi)填少量粗骨料繼續(xù)沖擊，直到孔底被夯密實(shí)。成孔后及時(shí)夯填，夯填施工由裝載機(jī)配合人工填料，機(jī)械連續(xù)夯擊，填土與夯擊要配合好，夯錘與樁孔互相對(duì)中，使夯錘自由下落孔底。在向孔內(nèi)填料前先夯實(shí)孔底。樁孔填料前，應(yīng)清底并夯實(shí)，夯擊次數(shù)為2次然后根據(jù)確定的分層回填厚度和夯擊次數(shù)逐次填料夯實(shí)。夯填至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上至少0.5m，其上部樁孔宜用水泥改良土夯封。每臺(tái)柱錘沖擴(kuò)機(jī)自備柱錘，錘重1.5t，其豎向投影面積的靜壓力不小于20KPa，夯錘最大部分的直徑比樁孔直徑小90-120mm，以便填料順利通過夯錘四周。10%水泥摻量試樁根數(shù)4根，每層回填厚度均為70cm，樁底以上3m夯實(shí)次數(shù)9次；2m至樁頂夯實(shí)次數(shù)11次。水泥土回填夯實(shí)采用連續(xù)施工，每個(gè)樁孔一次性分層回填夯實(shí)，不得間隔停頓或隔日施工以免降低樁的承載力。

3.5 成樁保護(hù)措施

柱錘沖擴(kuò)樁成樁保護(hù)措施：28天內(nèi)對(duì)擠密樁成樁范圍內(nèi)采用拉警戒線，配備專人防護(hù)，防止機(jī)械碾壓對(duì)擠密樁樁身產(chǎn)生損壞。樁間土清理時(shí)采用人工配合小型挖掘機(jī)進(jìn)行清理。

4 結(jié)語

本文通過工程實(shí)例，證明柱錘沖擴(kuò)樁法在處理西北地區(qū)雜填土上具有明顯施工效果，且具有施工簡(jiǎn)單、形成樁體速度快、工程效果明顯、樁體填料拌制簡(jiǎn)單、可就地取材、工程費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于人工雜填土地基處理工程中[3]。