素土擠密樁濕陷性黃土地基處理施工措施

顏 康

(中交三公局第一工程有限公司，北京 101318)

0 引 言

陷性黃土地基承載能力低，施工中容易出現(xiàn)沉陷問題。因此在施工時需要了解陷性黃土地基特征，合理將素土擠密樁技術(shù)應用到工程實際中改善地基性能。故而對素土擠密樁工藝要點進行分析，尋找出科學有效的施工方案對提升項目建設(shè)質(zhì)量有重要幫助。

1 施工工藝原理

其一，利用擠密的作用，促進樁間基土密實度的提升，在擠密樁打入施工之后，樁體周邊結(jié)構(gòu)的土體密實度得到提升，孔隙率減少、壓縮性減小、承載性能得到提升，從而滿足工程的運行標準，不會引發(fā)嚴重的質(zhì)量問題。其二，樁身對于場地土進行了必要的擠密性作用，保證地基土結(jié)構(gòu)的隔水性滿足要求，發(fā)揮出擠密的優(yōu)勢，防水、隔水的效果全面提升，也會讓地基土成為不透水或者弱透水的狀態(tài)。其三，樁孔內(nèi)土體材料經(jīng)過夯填施工，保證擠密后樁體結(jié)構(gòu)的承載性能得到提升，有效的提高樁體結(jié)構(gòu)的性能和標準。

2 工程概況

某高速公路項目是當?shù)刂匾慕煌ㄔO(shè)施，改善地區(qū)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對于當?shù)亟?jīng)濟與社會的發(fā)展存在積極的作用。選取其中一部分進行試驗和分析，其公路的線路長度為8.555 km，設(shè)計方案為雙向四車道的形式，設(shè)計行駛速度為80 km/h，路基結(jié)構(gòu)設(shè)計寬度為21.5 m，整個道路的荷載設(shè)計為公路-I級。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查分析，本次試驗中選取的路段地質(zhì)條件為濕陷性黃土，根據(jù)現(xiàn)場的情況，技術(shù)人員展開全面分析，最終選擇應用素土擠密樁的方式施工。

3 施工要求

第一，現(xiàn)場施工機械設(shè)備、施工方案以及技術(shù)指標等要選擇和確定，并且做好現(xiàn)場施工管理和控制，深入研究和分析路基素土擠密樁成孔設(shè)備的標準和要求，做好夯填設(shè)備的管控，明確施工技術(shù)標準和要求，各項設(shè)備和材料充分地利用，滿足施工的要求。第二，做好現(xiàn)場勘查工作，給設(shè)計方案的確定提供基礎(chǔ)，并且做好設(shè)計參數(shù)的全面審查。第三，檢查設(shè)備的性能，不會有任何故障或者隱患問題。第四，制定施工工藝標準和質(zhì)量管理的原則，為現(xiàn)場施工順利的進行起到指導性的作用。明確項目施工進度標準，制定進度管理工作計劃，保證資源配置、成本指標、管理要點都非常的明確，以實現(xiàn)工作效果和質(zhì)量的全面提升。

4 機械配備

根據(jù)項目施工要求，選擇配備合適的機械設(shè)備，具體見表1。

表1 施工設(shè)備配置

5 施工準備

其一，對整個線路范圍進行全面測量，將結(jié)果直接上報該上級部門，審批通過后才能繼續(xù)開展后續(xù)的工作。其二，建設(shè)符合現(xiàn)場施工需要的施工便道，打樁機、夯實機、壓路機等設(shè)備陸續(xù)進入到施工現(xiàn)場，設(shè)備性能合格，運行狀況良好，保證不會給現(xiàn)場施工產(chǎn)生任何的影響。其三，組建高水平的施工團隊，技術(shù)人員、檢測人員、施工人員全部進入到施工作業(yè)現(xiàn)場，且各級人員素質(zhì)和水平符合要求。其四，檢測、實驗儀器準備到位，功能正常、結(jié)構(gòu)完好，符合工作的需要。其五，素土擠密樁三級技術(shù)交底結(jié)束，組織人員進行全面的分析，了解各項技術(shù)指標，保證功能性滿足要求。其六，結(jié)合現(xiàn)場情況，了解設(shè)計方案，保證項目安全、環(huán)保、文明施工都滿足要求。

6 施工方法

6.1 參數(shù)選定

(1)沉樁沉孔選擇應用履帶素土打樁機開展項目施工，設(shè)備自重3 t，管徑為40 cm，成孔的深度為5 m，夯錘重量為150 kg。

(2)回填土選擇應用自動夾桿夯實機進行現(xiàn)場施工。

(3)確定最佳的素土取樣點，確定最佳含水率為12.4%，樁體結(jié)構(gòu)壓實度必須超過90%，樁間土壓實度超過90%，濕陷系數(shù)在0.015以內(nèi)。

6.2 施工流程

(1)工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程圖

(2)場地清理

在現(xiàn)場開始施工前，需要對場地平整處理，達到要求后才能開始施工。樁體結(jié)構(gòu)施工完成后，保證上部結(jié)構(gòu)清理結(jié)束，并且碾壓施工平整，達到要求后才能開展施工。

(3)成孔

①在素土擠密樁施工中，需要選擇應用沉管法開展成孔施工。②項目正式實施前，按照現(xiàn)場的平面布置圖、樁位圖進行控制，測量人員需要明確具體的樁位中點，合理的確定樁位，檢測各個樁位的位置，保證位置精度合格，且中心點的偏差滿足要求，在檢查合格后，才能開始后續(xù)的施工。素土擠密樁選擇應用沉管成孔的方法，樁體長度為5 m，樁徑40 cm，樁間距為80 cm，樁體結(jié)構(gòu)采用三角形的方面是設(shè)置。③樁機安裝必須達到穩(wěn)定性標準，不會有任何失穩(wěn)或者傾斜的問題。沉管要對正樁體中心，緩慢打入施工，防止造成塌孔、擴孔的問題。在現(xiàn)場做好記錄和控制工作，保證成孔深度符合要求。成孔結(jié)束后，如果存在縮頸或者傾斜的問題，要再次進行打孔。④樁孔制作結(jié)束后，進行深度、直徑、垂直度方面的檢測，各個位置的精度合格才能繼續(xù)進行后續(xù)的施工。

(4)鉆孔回填

①涂料年內(nèi)的有機質(zhì)含量必須控制在2%以內(nèi)，不能使用凍土、膨潤土等材料施工，且要應用10～20 mm過篩處理，混合料的含水量達到最佳含水量的要求。使用低液限粉土或者液限粘土，塑性指數(shù)在8以內(nèi)。②夯錘重量為150 kg，其直徑一般要小于樁孔直徑10～15 cm，確保周邊可以直接通過，不會給樁孔產(chǎn)生任何的影響。③土料的含水量達到最佳的狀態(tài)，采取分層回填施工的方式，壓實系數(shù)在90%以上。④嚴格落實回填施工時間，如表3。⑤現(xiàn)場施工中，對成孔和回填夯實的質(zhì)量做好記錄，保證各項參數(shù)合格。⑥成樁工作結(jié)束后，樁頭應用振動壓路機開始碾壓施工，且要保證壓實度在90%以上。

表2 施工參數(shù)

6.3 樁間土濕陷性

結(jié)合現(xiàn)場的要求，檢查確定濕陷性黃土的系數(shù)在0.015以內(nèi)，說明已經(jīng)完全消除，符合工程的運行要求。在夾桿機進行夯實參數(shù)的確定時，送土3 s，夯實30 s，按照該參數(shù)進行現(xiàn)場的控制，落實質(zhì)量管控措施，保證各個試驗路段的方案和結(jié)果都符合要求，從而提高施工數(shù)據(jù)精度，符合工程的建設(shè)標準要求。

7 素土擠密樁施工現(xiàn)場質(zhì)量控制要點

在現(xiàn)場施工中，加強素土最佳含水量的控制，保證送土時間、夯實參數(shù)都符合設(shè)計方案的要求，從而提高素土擠密樁的現(xiàn)場質(zhì)量控制水平。樁體與樁間土在施工后，壓實度全都超過90%的標準，應用汽車鉆進行取樣檢測，環(huán)刀法檢測。經(jīng)過施工之后的14 d進行樁基承載力的復核檢測，抽取1‰的樁體測試，發(fā)現(xiàn)其壓實度全部在90%以上，在處理結(jié)束后其承載性能超過180 kPa。在每個部分施工結(jié)束后，使用平地機把表面浮土清理干凈，并且保證素土擠密樁的數(shù)量符合要求。通過上述質(zhì)量管控要點的控制，加強施工參數(shù)的檢查和控制，發(fā)現(xiàn)本次工程的各項性能指標合格，完全達到運行的標準。

8 結(jié) 論

素土擠密樁施工技術(shù)是先進的施工技術(shù)，對于工程的施工有著至關(guān)重要的作用，尤其是濕陷性黃土地質(zhì)條件下，保證地基結(jié)構(gòu)的承載性能滿足要求，達到項目運行的標準。當然要想達到工程的質(zhì)量標準要求，必須加強施工技術(shù)規(guī)范和操作管控，并且落實素土擠密樁施工技術(shù)和工藝要點，提高樁體結(jié)構(gòu)承載力性能，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性合格。未來還要重點加強素土擠密樁施工技術(shù)的研發(fā)和應用，提高施工技術(shù)水平，滿足工程建設(shè)的要求，對于推動我國經(jīng)濟與社會的發(fā)展有著重要意義。