淺談灰土擠密樁施工技術(shù)

田春明

0 引言

灰土擠密樁是加固地下水位以上濕陷性黃土地基的一種方法。它是利用打入鋼套管，或振動(dòng)沉管，或炸藥爆擴(kuò)等方法，在基礎(chǔ)底面土中形成若干個(gè)樁孔，然后在孔中分層填入灰土并夯實(shí)而成，以提高地基的承載力或水穩(wěn)性。在成孔和夯實(shí)過(guò)程中，原處于樁孔部位的土全部擠入周圍土層中，使距樁一定距離內(nèi)的天然土得到了擠密，從而消除樁間濕陷性。近幾年，許多地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基使用了這一技術(shù)。本人在山西旅游職業(yè)學(xué)院酒店管理實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)樓施工中運(yùn)用了此項(xiàng)灰土擠密樁施工技術(shù)，現(xiàn)結(jié)合自己的施工經(jīng)驗(yàn)及有關(guān)資料，談一下對(duì)這一技術(shù)的應(yīng)用。

1 灰土擠密樁加固原理及設(shè)計(jì)參數(shù)

1)灰土擠密樁加固原理?；彝翑D密樁其樁體是由石灰和土拌和夯填而成，其作用原理是石灰和土拌合物通過(guò)離子交換、凝硬反應(yīng)，以及石灰的碳化與結(jié)晶等物理化學(xué)反應(yīng)形成具有高強(qiáng)度和大模量的灰土樁，相鄰兩樁或三樁成孔擠密后，使樁周土體干密度進(jìn)一步增大，使樁體與樁間共同組成人工復(fù)合地基，從而改善土質(zhì)，降低土體原始孔隙比，使土體由高壓縮性變?yōu)榈蛪嚎s性，以達(dá)到消除濕陷性提高承載力的目的。

2)灰土擠密樁的設(shè)計(jì)參數(shù)。樁徑:設(shè)計(jì)直徑為400 mm;樁距及布置:采用正三角形布置，樁中心距為1 000 mm。

樁長(zhǎng):有效樁長(zhǎng)為9 m;樁間擠密系數(shù):樁間擠密系數(shù)不小于0.9;灰土體積比為 3∶7。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 材料選擇

1)土料:可采用就地挖出的粘性土及塑性指數(shù)大于4的粉土，不得含有有機(jī)雜質(zhì)或用耕植土;土料應(yīng)過(guò)篩，其顆粒不應(yīng)大于15 mm。2)石灰:應(yīng)用Ⅲ級(jí)以上新鮮的塊灰，使用前1 d～2 d消解并過(guò)篩，其顆粒不應(yīng)大于5 mm，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(guò)多的水分。

2.2 主要機(jī)具設(shè)備

1)成孔設(shè)備。0.6 t或1.2 t柴油打樁機(jī)或自制錘擊式打樁機(jī)，亦可采用沖擊鉆或洛陽(yáng)鏟。2)夯實(shí)設(shè)備。卷?yè)P(yáng)機(jī)、提升式夯機(jī)或偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī)及梨形錘。

2.3 主要工具

主要工具有鐵鍬、量斗、水桶、膠管、噴壺、鐵篩、手推膠輪車等。

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程

基坑開(kāi)挖→放線定位及高程測(cè)量→樁機(jī)就位→沉管成孔→拔管→樁機(jī)移位→夯實(shí)機(jī)就位→灰土拌和→填夯→成樁→試樁→驗(yàn)收。

3.2 操作要點(diǎn)

1)材料處理。夯填土和石灰應(yīng)提前送實(shí)驗(yàn)室作原材試驗(yàn)及擊實(shí)試驗(yàn)，求得最大干容量和最優(yōu)含水量，石灰和土料要按3∶7體積比進(jìn)行均勻拌合。達(dá)到顏色一致，并使含水量控制在最優(yōu)含水量的±3%左右，實(shí)地可用“手握成團(tuán)，落地開(kāi)花”的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)鑒定含水量，備好的灰土料應(yīng)做到不隔日使用，雨天用塑料布遮蓋。當(dāng)填土含水量低于12%時(shí)，應(yīng)用水均勻增濕到最優(yōu)含水量，且每次拌合的灰土量不宜過(guò)多，隨用隨拌。

2)成孔。樁機(jī)就位要準(zhǔn)確平穩(wěn)，樁管與樁孔相互對(duì)中，施工中樁架不應(yīng)發(fā)生位移或傾斜。用吊錘檢查樁管垂直度。調(diào)整和檢查機(jī)械后開(kāi)始成孔，此時(shí)要注意樁位的偏差。在成孔過(guò)程中，根據(jù)地層軟硬情況及時(shí)調(diào)整。從整個(gè)場(chǎng)地來(lái)看，土擠密樁成孔采用隔排跳打方式，施工順序先外排后里排，同排內(nèi)應(yīng)間隔跳打，確保擠密效果。其具體施工要求是:a.成孔采用柴油錘錘擊，沉管法成孔。樁機(jī)安裝就位后，使其平整穩(wěn)固，然后吊起樁管，對(duì)準(zhǔn)樁位，并在樁管與樁錘間墊好緩沖材料，緩緩放下，使樁管、樁尖、樁錘于同一錘線上，借錘擊力及樁管自重，將樁管壓入土中。b.樁尖開(kāi)始入土?xí)r，先低錘輕擊(或低提重打)，待沉入土中1 m～2 m各方面正常后，再用預(yù)定的速度、落距、錘擊沉管至設(shè)計(jì)深度。c.夯擊沉管時(shí)，當(dāng)樁的傾斜度超過(guò)1.5%，應(yīng)拔管填孔重打，若出現(xiàn)樁孔斜移，樁靴損壞等情況，應(yīng)及時(shí)回填擠密重打，每次成孔拔管后應(yīng)及時(shí)檢查樁尖。d.用柴油錘沉樁至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)立即關(guān)閉油門，及時(shí)勻速(不大于1 m/min，軟弱層及軟硬交界處0.8 m/min)拔管，有困難時(shí)可采用旋活樁管后起拔，拔出樁管后立即測(cè)量樁孔直徑和深度。樁孔直徑允許偏差不超過(guò)設(shè)計(jì)值－20 mm，樁長(zhǎng)允許偏差+0.5 m。e.成孔后要及時(shí)對(duì)樁孔進(jìn)行檢查驗(yàn)收。檢查的內(nèi)容有:樁徑、孔深、垂直度、有無(wú)縮徑、塌孔、回淤等現(xiàn)象。如遇塌孔或縮徑現(xiàn)象，則采用回填灰土復(fù)打處理?；靥顝?fù)打可進(jìn)行數(shù)次，若經(jīng)多次回填復(fù)打無(wú)效時(shí)，可會(huì)同監(jiān)理方、設(shè)計(jì)方、甲方商討采取其他可行性方法進(jìn)行處理。

3)夯填成樁。a.施工順序:清底夯→灰土拌制→虛填→夯擊→成樁。b.清底夯:安裝好夯填機(jī)，調(diào)整和檢查好機(jī)械夯打，填灰土夯填前，應(yīng)先對(duì)樁孔清底夯實(shí)，使拔錘過(guò)程中的回落得到充分夯實(shí)，夯擊次數(shù)一般不小于6，直到聽(tīng)到清脆聲為止，孔內(nèi)的回落厚度應(yīng)小于300 mm。要嚴(yán)格按試驗(yàn)所確定的參數(shù)進(jìn)行夯填，下料速度和錘擊次數(shù)要相匹配，確保壓實(shí)系數(shù)不小于0.96;灰土拌合均勻，顏色一致，嚴(yán)格控制好含水量;落距要經(jīng)常檢查，確保落距在1 000 m～2 000 m之間，夯錘直徑應(yīng)比樁孔直徑小 90 mm～120 mm;隨機(jī)技術(shù)員應(yīng)對(duì)夯填的每個(gè)孔進(jìn)行含水量的檢查，對(duì)含水量較高或較低的土拒絕使用;由專人負(fù)責(zé)填料，必須做到均勻下料，均勻夯擊，每次填料虛土厚度不大于30 cm，應(yīng)避免回填過(guò)快，夯擊次數(shù)不夠。隨機(jī)抽樣檢查，抽樣檢查的數(shù)量應(yīng)不小于樁孔數(shù)的2%，每臺(tái)班至少抽查一根。取樣后應(yīng)及時(shí)送試驗(yàn)室檢驗(yàn)，測(cè)定其壓實(shí)系數(shù);對(duì)不合格樁要求現(xiàn)場(chǎng)立即處理，用洛陽(yáng)鏟全部把樁土掏出或用夯擴(kuò)機(jī)在樁體上重新夯擴(kuò)成孔，重新夯填，以確保每根樁的成樁質(zhì)量。c.封樁:灰土夯填到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，即用素土夯填到自然地面。d.填寫好成孔記錄和夯填記錄，特別是成孔錘擊和夯填夯擊數(shù)、灰土填入量等記錄。

4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

4.1 主控項(xiàng)目

灰土擠密樁的樁數(shù)、排列尺寸、孔徑、深度、填料質(zhì)量及配合比，必須符合設(shè)計(jì)要求或施工規(guī)范的規(guī)定。

4.2 一般項(xiàng)目

1)施工前應(yīng)對(duì)土及灰土的質(zhì)量、樁孔放樣位置等做檢查。

2)施工中應(yīng)對(duì)樁孔直徑、樁孔深度、夯擊次數(shù)、填料的含水量等做檢查。

3)施工結(jié)束后，應(yīng)檢查成樁的質(zhì)量及地基承載力。

4)土和灰土擠密樁地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1規(guī)定。

表1 灰土擠密樁工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

4.3 特殊工藝關(guān)鍵控制點(diǎn)控制

特殊工藝關(guān)鍵控制點(diǎn)控制見(jiàn)表2。

表2 特殊工藝關(guān)鍵控制點(diǎn)控制

5 技術(shù)質(zhì)量保證措施

1)嚴(yán)格執(zhí)行各種技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。2)項(xiàng)目經(jīng)理在施工前組織相關(guān)人員進(jìn)行圖紙會(huì)審，并作相關(guān)記錄。3)施工前，項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人要對(duì)施工班組進(jìn)行技術(shù)交底。4)施工所用全站儀、水準(zhǔn)儀和塔尺等必須經(jīng)計(jì)量檢驗(yàn)部門檢驗(yàn)合格。5)要對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的材料進(jìn)行嚴(yán)格檢查，不合格的材料不能施工。6)對(duì)施工過(guò)程中的關(guān)鍵過(guò)程要嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，并做好記錄。7)嚴(yán)格按照施工圖進(jìn)行樁位放樣，請(qǐng)相關(guān)單位進(jìn)行復(fù)核，并設(shè)控制網(wǎng)進(jìn)行樁位放樣控制，保證樁位誤差小于2 cm。8)成孔前對(duì)每一樁位要進(jìn)行復(fù)檢。9)嚴(yán)格控制工序質(zhì)量，經(jīng)監(jiān)理檢驗(yàn)符合要求才能進(jìn)行下道工序施工。10)要認(rèn)真及時(shí)地做好施工原始記錄(打樁記錄、隱蔽記錄)，保證記錄的準(zhǔn)確性、真實(shí)性。11)特種作業(yè)人員必須要持證上崗。12)施工過(guò)程中認(rèn)真的接受各級(jí)檢查，要積極主動(dòng)配合建設(shè)單位、監(jiān)理等搞好工程質(zhì)量工作。13)及時(shí)提交合格的工程質(zhì)保資料。

6 結(jié)論與展望

經(jīng)過(guò)在山西旅游職業(yè)學(xué)院酒店管理實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)樓施工中運(yùn)用了此項(xiàng)施工技術(shù)，可以看出在濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基使用了這一技術(shù)能夠消除土質(zhì)的濕陷，這一技術(shù)在濕陷性黃土地區(qū)必將廣泛使用。

[1]GB 50210-2001，灰土擠密樁施工工藝標(biāo)準(zhǔn)[S］.

[2]楊秋生.灰土擠密樁在濕陷性黃土地基中的應(yīng)用[J］.山西建筑，2010，36(14):119-120.