論公路建筑中土樁擠密施工法的應用

陳承昭

摘要:在公路建筑中對于軟土地基的處理方法有多種多樣,而土（灰土、二灰）樁擠密法則是處理地下水位以上濕陷性黃土、新近堆積黃土和雜填土的一種地基加固法。本文對這一柔性樁的適應范圍、材料質(zhì)量、施工方法、質(zhì)量控制要點、常見問題及對策作了簡要介紹。

關(guān)鍵詞：公路建筑 土樁擠密 施工法

1 土（灰土、二灰土）樁擠密法的適應范圍

1.1 擠密法。擠密法是以振動、沖擊或沉管等方法成孔，然后向孔中填入砂石、碎石、土（或灰土、二灰土）、石灰或是其它材料，再加以振實而成為直徑較大樁的方法。擠密法屬于深層密實而成為直徑較大樁體的方法。擠密法屬于深層密實法之一，是當代地基處理方法重大進展的標志。

1.2 土（灰土、二灰土）樁擠密法。此法是處理地下水位以上濕陷性黃土、新近堆積黃土、素填土和雜填土的一種地基加固法。它是利用打入鋼套管（或振動沉管、炸藥爆破）在地基中成孔，通過“擠”壓作用，使地基土得到加“密”，然后在孔中分層填入素土（或灰土、二灰土）后夯實而成土樁或灰土樁、二灰土樁。它們均屬于柔性樁，與樁間土共同組成復合地基。

1.3 以處理地基目的選用樁的性質(zhì)。①以清除地基的濕陷性為主要目的時，宜選用土樁；②以提高地基的承載力或水穩(wěn)性為主要目的時，宜選用灰土樁或二灰土樁。

1.4 不宜采用土（灰土、二灰土）樁擠密法的情況。①地基含水量大于23%、飽和度大于0.65時不宜采用，除非施工時采取排水措施；②黃土層夾有薄沙礫層厚度大于0.4m時，不宜采用，因施工打孔困難。

2 土（灰土、二灰土）樁材料質(zhì)量的控制

2.1 素土。素土的土料一般采用過篩（篩孔不大于20mm）的粉質(zhì)粘土，土料中有機質(zhì)含量不得超過5%，也不得含有凍土或膨脹土。素土若含有碎石，碎石的粒徑不得大于50mm。

2.2 灰土?；彝林械耐亮弦擞昧Ｐ酝良八苄灾笖?shù)大于4的粉土，不得含有松軟雜質(zhì)，并應過篩，其顆粒粒徑不得大于15mm?；彝林械氖覒褂眯迈r的生石灰，其塊徑不得大于5cm，含石量不得大于5%。因為生石灰塊過大，樁的密度不好，生石灰遇水膨脹后會軟化成牙膏狀，生石灰粉面太多，會產(chǎn)生噴漿現(xiàn)象。

2.3 二灰土。二灰土中的粉煤灰必須晾干，且與生石灰按一定的體積比拌和均勻，否則會影響增強作用。

3 土（灰土、二灰土）樁施工方法及質(zhì)量控制

土（灰土、二灰）樁的施工必須按設(shè)計要求和現(xiàn)場條件選用沉管（振動或錘擊）、沖擊或爆擴等方法進行成孔，然后填料夯實。

3.1 成孔擠密。土（灰土、二灰土）樁的施工按施工工藝的不同，分為以下三種不同方式：

3.1.1 沉管法成孔方式。①施工方法：使用振動或錘擊樁機，將帶有特制樁尖的鋼制樁管打入土層中至設(shè)計深度（一般最大深度為7～8m），然后慢慢拔出樁管即成孔。②質(zhì)量控制：選用的打樁機技術(shù)性能應與樁管直徑、長度、質(zhì)量以及地基土特性等相適應；錘重不宜小于樁管質(zhì)量的2倍，樁機就位必須平穩(wěn)，樁管對正樁孔；沉管開始輕擊慢沉，待樁管穩(wěn)定后及時拔出，并防孔口破壞；成孔后若發(fā)生樁孔嚴重縮項和回淤，必須填入干砂，重新沉管成孔。

3.1.2 沖擊法成孔方式。①施工方法：使用定型或簡易沖擊機，將錘頭提升一定高度后自由落下，反復沖擊使土層成孔。成孔深度一般可達20m以上，孔徑為500～600m。②質(zhì)量控制：選用機型應與現(xiàn)場土質(zhì)條件和孔徑設(shè)計直徑相適應，必須在鉆機上裝置鋼管導向器，確保錘頭準確入土和防止孔口破壞；開孔時低錘勤擊，錘頭全部入土后正常沖程錘擊，但不宜多用高沖程；在鋼絲繩上必須設(shè)置長度標志，便于觀測和掌握沖孔的深度。

3.1.3 爆擴法成孔方式。①藥眼施工法。在含水量超過22%的土層，將直徑為1～30mm鋼釬打入土中，拔出鋼釬形成藥眼（小孔），往藥眼內(nèi)裝填炸藥和1～2個電雷管，引爆后即成樁孔。其質(zhì)量控制主要是對使用的炸藥要為國家生產(chǎn)的產(chǎn)品，并把握好用藥當量。②藥管施工法。在含水較大的土層，用洛陽鏟或扁頭鏟在土中挖成直徑60～80mm和深度與樁孔設(shè)計值相同的孔洞，然后往孔洞內(nèi)放入直徑為12～30mm的炸藥管和1～2枚電雷管，引爆后即成樁孔。其質(zhì)量控制是使用的炸藥必須是國家生產(chǎn)的產(chǎn)品，計算好用藥當量。

3.2 填料夯實

3.2.1 施工方法：①回填夯實施工前，應進行回填試驗，以確定每次合理的填料數(shù)量和夯擊數(shù)；②根據(jù)回填夯實質(zhì)量標準確定檢測方法應達到的指標。

3.2.2 選用樁孔填料夯實機：①偏心輪夾桿式夯實機。夯錘重100～150kg，夯錘鋼管一般長6～8m，管徑為60～80mm，鋼管與夯錘焊成整體，鋼管夾在一雙同步向偏心輪中間，由偏心輪轉(zhuǎn)動時半輪瓦片夾帶上升和半輪轉(zhuǎn)空自由落錘作用，往返循環(huán)，夯實填料。②電動卷場機提升式人工操作夯實機。錘重可達450kg，落距1～3m，夯擊量大，一次可填入較多的土料，夯實效果較好。

3.2.3 質(zhì)量控制：①錘重不宜小于100kg，最大直徑應比樁孔直徑小100～160mm。②夯錘機就位必須保持平衡，夯錘必須對準樁孔。③清除干凈樁孔內(nèi)雜物和積水。④人工填料必須由專人按規(guī)定數(shù)量均勻填入，嚴禁用送料車直接倒料入孔。⑤基礎(chǔ)地面以上應預留0.7～1m厚的土層，施工結(jié)束將表層擠松的土挖除或分層夯實。⑥必須設(shè)置專人監(jiān)測成孔質(zhì)量及回填夯實質(zhì)量。⑦必須制定和落實防雨防凍措施。

4 施工質(zhì)量控制要點

4.1 施工前試驗。施工前應在現(xiàn)場進行成孔、夯實工藝和擠密效果試驗，以試驗數(shù)據(jù)確定分層填料厚度、夯擊次數(shù)和夯實后干密度等要求。

4.2 地基土含水量控制。成孔施工時，地基土宜接近最佳含水量，當含水量低于12%時，宜用水增濕至最佳含水量。

4.3 樁孔中心點控制。樁孔中心點的偏差不能超過樁距設(shè)計值的5%，且不大于50mm。

4.4 樁孔垂直度偏差控制。偏差應小于1.5%。

4.5 樁孔直徑控制。①沉管法,樁孔直徑誤差為±50mm，樁孔深度誤差為±100mm。②沖擊法或爆擴法，樁孔直徑的誤差不得超過設(shè)計值的+100mm～50mm，樁孔深度不應小于設(shè)計深度的300mm。

4.6 回填夯實控制。向孔內(nèi)填料前，孔底必須夯實，夯擊次數(shù)不少于8次。然后用素土或灰土在最佳含水量狀態(tài)下分層回填夯實，每次回填厚度為300～400mm。壓實系數(shù)素土不應小于0.95，灰土不應小于0.97。

4.7 夯實施工工序控制。成孔和回填夯實的施工順序應間隔進行，同排內(nèi)間隔1～2孔進行，以防鄰孔縮孔或塌孔。

5 常見問題及對策

5.1 縮孔或塌孔。①地基土的含水率過大或過小。含水量過大（超過20%），可往孔內(nèi)灌入干土粉或石灰粉以吸收部份水分，或快速成孔澆灌，或邊成孔邊下套管；含水率過?。ǖ陀?2%），應先用水增濕加固范圍內(nèi)土層至最佳含水量。②未按規(guī)定的順序進行。成孔順序必須先外圍，后里圈并間隔進行。③未及時回填夯實。對已成孔，應防止受水浸濕，且應當天回填夯實。④樁孔較密。為避免夯打造成縮頸堵塞，應打一孔填一孔；當樁密、土質(zhì)松軟時，應采取間隔跳打夯實。

5.2 樁身疏松或斷裂。①未按施工規(guī)定操作，回填過快，夯擊次數(shù)不夠。樁孔填料前應先夯擊孔底3～4錘，根據(jù)試驗測定的密度要求，隨填隨夯，嚴格控制下料速度和夯擊次數(shù)。②填料未拌和均勻，含水率過大或過少?；靥盍蠎韬途鶆颍窟^小時應用水濕至最佳含水量。③填料實際用量未達計算用量。每個孔填料用量應與計算用量基本相符。④錘重、錘型和落距選擇不當。a夯錘不宜小于100kg。b錘型以梨花形或棗核型較適合，落距一般應大于2m。c地下水位高應先降水位再回填。④對已出現(xiàn)疏松、斷裂或夾層，應全部取出，按規(guī)定重新夯實至達設(shè)計質(zhì)量為止。

5.3 樁徑干密度不均勻。①違反操作規(guī)程，土或灰土未計量，拌和不均勻，干濕不一。嚴格按操作規(guī)程施工。②干土或灰土厚度不一致?；彝烈磁浜媳确Q量，攪拌必須均勻，干濕度要適度。③夯擊高度、次數(shù)不一。每次干土或灰土厚度、數(shù)量、落錘高度、夯擊次數(shù)必須按試驗規(guī)定做到前后一致。④檢查驗收不嚴。施工中必須嚴格按質(zhì)量評定標準進行抽樣檢驗。

參考文獻:

[1]劉吉士.閻洪河主編.公路路基施工技術(shù).北京.人民交通出版社.2003.

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