灰土擠密樁技術(shù)在高速公路工程施工中的應(yīng)用

鄭艷菊　張佑華

【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路工程已經(jīng)成為我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)中的一項(xiàng)重要建設(shè)項(xiàng)目，灰土擠密樁施工作為高速公路工程施工中的重要內(nèi)容，其施工技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著工程的整體質(zhì)量。施工中應(yīng)對(duì)灰土擠密樁施工技術(shù)加以重視，才能確保公路工程的質(zhì)量。本文主要對(duì)高速公路工程施工中灰土擠密樁的概況、施工準(zhǔn)備、技術(shù)應(yīng)用及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

【關(guān)鍵詞】灰土擠密樁技術(shù)；高速公路工程；應(yīng)用；概況；準(zhǔn)備工作；質(zhì)量控制

一、灰土擠密樁的概況

擠密樁（圖1）作為公路工程軟基處理中的重要方式，一般情況下，廣泛應(yīng)用于濕陷性黃土地區(qū)，其操作原理為：選用沖擊或振動(dòng)的方式，向原地基內(nèi)打入圓柱形鋼質(zhì)樁，隨后拔出，確保樁孔形成，并進(jìn)行回填與夯實(shí)施工，通常選用的回填材料包括：素土、灰土、石灰土、水泥土等，確保樁體直徑增大，與原地基共同形成復(fù)合地基。

灰土擠密樁法是在基礎(chǔ)底面形成若干個(gè)樁孔，隨后填入灰土與分層夯實(shí)，進(jìn)而對(duì)地基的承載力或水穩(wěn)性進(jìn)行有效提升?；彝翗稇?yīng)遵循一定體積進(jìn)行石灰與土的拌和，在樁孔內(nèi)夯實(shí)加密并以此成樁，在化學(xué)性能方面這種材料具有良好的氣硬性和水硬性，因灰內(nèi)帶正電荷鈣離子與帶負(fù)電荷粘土顆粒相互吸附，逐漸產(chǎn)生膠體凝聚作用，同時(shí)不斷增長(zhǎng)灰土齡期，進(jìn)而達(dá)到提升土體固化及土體強(qiáng)度增強(qiáng)的作用。從力學(xué)性能方面看，灰土樁主要起到擠密地基的作用，在地基承載力提升的同時(shí)，還可以將其濕陷性消除，進(jìn)而減少沉降量。

二、灰土擠密樁技術(shù)在高速公路工程施工中的準(zhǔn)備工作

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路工程已經(jīng)成為我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)中的一項(xiàng)重要建設(shè)項(xiàng)目，灰土擠密樁施工作為高速公路工程施工中的重要內(nèi)容，其施工技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著工程的整體質(zhì)量。施工中應(yīng)對(duì)灰土擠密樁施工技術(shù)的施工準(zhǔn)備工作加以重視，才能確保公路工程的質(zhì)量。

1、遵循灰土樁施工對(duì)各種施工材料的質(zhì)量要求

及依據(jù)樁體數(shù)量、樁體長(zhǎng)度與配合比等條件對(duì)施工選用的石灰、粉煤灰與粘性土等材料的數(shù)量及質(zhì)量進(jìn)行確定，施工企業(yè)應(yīng)選用專人在材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，及時(shí)檢查與審核材料數(shù)量、質(zhì)檢報(bào)告等，避免質(zhì)量不達(dá)標(biāo)材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，每批材料應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行抽樣檢測(cè)，確保符合施工要求后，才能進(jìn)行施工。

2、施工機(jī)械設(shè)備應(yīng)在施工前期進(jìn)行全方面的徹底質(zhì)量檢測(cè)

確保施工過(guò)程中施工機(jī)械能夠正常運(yùn)作，特別是施工中應(yīng)用到的沖擊成孔機(jī)械等，在確保各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備配件齊全的前提下，應(yīng)做好調(diào)試與維護(hù)作業(yè)，避免機(jī)械運(yùn)作中出現(xiàn)任何意外，造成工期延長(zhǎng)與降低工作效率。

3、施工前應(yīng)進(jìn)行地基土與樁孔填料擊實(shí)試驗(yàn)

選用地基原土樣進(jìn)行輕型擊實(shí)試驗(yàn)，這樣可以獲得土的最佳含水量與最大干容量，重型擊實(shí)試驗(yàn)應(yīng)遵循灰土體積配合比2：8進(jìn)行，并獲得灰土材料的最佳含水量與最大干容重。

三、灰土擠密樁技術(shù)在高速公路工程施工中的應(yīng)用

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，在公路工程施工中，只有根據(jù)工程施工的具體要求，選擇與之相適應(yīng)的技術(shù)，才能更好地提升工程的質(zhì)量，這也是施工的重點(diǎn)內(nèi)容。將灰土擠密樁技術(shù)應(yīng)用到高速公路工程施工中，不僅可以縮短施工工期，還可以提高工程質(zhì)量，并能為高速公路工程經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)提供可靠的保障。

1、測(cè)量放樣

場(chǎng)地清理工作與整平工作應(yīng)在施工前進(jìn)行，如施工場(chǎng)地存在松軟路段時(shí)，為有利于機(jī)械作業(yè)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。在施工前應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)中線、邊線進(jìn)行測(cè)量放樣，并準(zhǔn)確定位樁孔，同時(shí)進(jìn)行標(biāo)注。樁孔中心定點(diǎn)施工時(shí)可選用鋼釬（直徑20毫米）向土內(nèi)插入20厘米的深度，隨后將鋼釬拔出并進(jìn)行石灰灌注，以此確定其位置。當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)含水量較低時(shí)，應(yīng)將其進(jìn)行浸水濕潤(rùn)，確保其含水量符合施工要求。

2、灰土拌和

分別過(guò)篩土與消解后的石灰，隨后遵循灰土體積進(jìn)行配料拌和施工，一般情況下配合比為2：8，在拌料場(chǎng)進(jìn)行3遍拌和后，將其運(yùn)輸?shù)娇孜桓浇?，夯填施工前?yīng)在進(jìn)行一次拌和作業(yè)。

3、成孔施工

按照由外向內(nèi)的順序進(jìn)行成孔施工，相同排樁之間應(yīng)間隔一個(gè)孔進(jìn)行施工，這樣可以防止因振動(dòng)擠壓產(chǎn)生相鄰孔縮孔與塌孔。平整場(chǎng)地后，應(yīng)遵循設(shè)計(jì)樁位圖確定孔位。沉管機(jī)就位后，確保沉管尖與樁位相對(duì)，將擴(kuò)樁機(jī)架調(diào)平，確保樁管的垂直度。因施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)不同其成孔次數(shù)也不盡相同，在土質(zhì)硬度較高又均勻的情況，一次就能符合設(shè)計(jì)深度，當(dāng)土質(zhì)層內(nèi)存在軟弱層時(shí)，則需要多次進(jìn)行施工。當(dāng)?shù)鼗哂休^大含水量時(shí)，拔出樁管后，極易產(chǎn)生縮孔情況，進(jìn)而導(dǎo)致樁孔深度及孔徑不足等問(wèn)題的出現(xiàn)。應(yīng)選用超深成孔法對(duì)深度不足進(jìn)行處理，應(yīng)選用洛陽(yáng)鏟擴(kuò)孔方式進(jìn)行孔徑不足施工，擴(kuò)孔后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行石灰土夯填施工。成孔作業(yè)完成后必須對(duì)樁孔質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)檢查，并對(duì)縮頸、回淤及滲水等狀況進(jìn)行隨時(shí)觀察，并做好記錄。為避免孔內(nèi)落入土塊與雜物，應(yīng)及時(shí)回填夯實(shí)成樁孔。

4、樁孔回填與夯實(shí)

一般采取就地挖取的純凈黃土與粘性土作為樁孔回填材料，這種材料不能應(yīng)用于有機(jī)質(zhì)含量8%以上的表層耕土或淤泥質(zhì)土與雜填土內(nèi)，這種土質(zhì)中回填此類材料應(yīng)進(jìn)行過(guò)篩作業(yè)。一般情況下高速公路工程施工中，都會(huì)選用偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī)械作為灰土擠密樁施工的樁孔夯實(shí)機(jī)械，其夯錘重量為340千克，落距為45厘米，夯擊次數(shù)為一分鐘35到40次，夯錘提升主要依靠摩擦力。通過(guò)夯實(shí)試驗(yàn)，對(duì)每次填料數(shù)量與夯擊次數(shù)進(jìn)行合理確定。夯實(shí)機(jī)就位后必須確保其平穩(wěn)性，夯錘應(yīng)與樁孔位置對(duì)準(zhǔn)，并確保其能自由落入孔底。夯填施工前，必須對(duì)孔徑、孔深等位置進(jìn)行詳細(xì)檢查，確保符合施工要求進(jìn)行施工。填料施工前應(yīng)對(duì)孔底夯實(shí)，夯擊次數(shù)一般孔在8到10次以上，確保其深度在30厘米到50厘米以下時(shí)，其含水量符合施工要求后，進(jìn)行分層夯填。遵循相關(guān)規(guī)定數(shù)量指定專人進(jìn)行均勻填料，不能把送料車向倒料入孔直接倒入。交替進(jìn)行填料與夯擊作業(yè)，夯擊時(shí)應(yīng)確保其均勻度，當(dāng)夯擊到高于設(shè)計(jì)標(biāo)高20到30厘米位置時(shí)，停止夯擊作業(yè)。選用素土輕擊方式處理樁頂?shù)降孛婵諜n位置，做好樁上灰土墊層后，應(yīng)及時(shí)挖除多出設(shè)計(jì)樁頂?shù)臉额^與松動(dòng)土層。

四、高速公路工程灰土擠密樁技術(shù)的質(zhì)量控制

隨著我國(guó)公路工程事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，各類質(zhì)量問(wèn)題得到了有效處理?；彝翑D密樁施工技術(shù)作為高速公路工程施工的重要技術(shù)之一，其施工效果是否良好將直接影響到工程施工的整體質(zhì)量。施工單位必須重視灰土擠密樁施工技術(shù)的質(zhì)量控制，嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行有效施工，只有這樣才能提高公路工程的整體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。

1.基礎(chǔ)軸線、臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)位置、高程位置等都是樁孔位置檢驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容。必須在成孔后及時(shí)檢驗(yàn)樁孔的質(zhì)量，并對(duì)樁孔間距、孔徑、孔深及垂直度進(jìn)行檢查，確保各項(xiàng)指標(biāo)與施工相關(guān)規(guī)定（表1）相符合。

同時(shí)選用科學(xué)有效的檢測(cè)方法對(duì)樁身夯填質(zhì)量進(jìn)行有效檢驗(yàn)，抽樣檢測(cè)的數(shù)量應(yīng)控制在總樁孔數(shù)量的2%以上，選用隨機(jī)抽樣的方式進(jìn)行。也可以通過(guò)小環(huán)刀深層取樣試驗(yàn)法進(jìn)行施工，從樁底起每夯填1.5米，人工取出夯實(shí)機(jī)的偏心輪夾桿，在樁體中心位置利用洛陽(yáng)鏟進(jìn)行鏟孔施工，隨后通過(guò)帶有長(zhǎng)桿的小環(huán)刀將夯實(shí)土樣取出，并對(duì)其干容重與壓實(shí)系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)確保夯實(shí)后灰土樁填料壓實(shí)系數(shù)在0.97以上。

2.在樁間土擠密效果檢測(cè)中。應(yīng)在3個(gè)樁孔構(gòu)成的擠密單元內(nèi)進(jìn)行重心位置選取施工。將土層1.5米設(shè)為一層進(jìn)行土樣取出作業(yè)，確保擠密后濕陷性黃土樁間土平均壓實(shí)度在93%以上。在濕陷性消除效果檢測(cè)中，可利用室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)樁間土與樁孔內(nèi)夯實(shí)灰土的濕陷系數(shù)，確保濕陷系數(shù)在0.015以下。

3.在夯實(shí)過(guò)程中操作人員必須隨時(shí)觀察夯實(shí)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況（夯實(shí)機(jī)就位是否平穩(wěn)、夯錘是否在孔中心、夯錘提升高度是否正常、夯錘是否處于自由落體狀態(tài)、且每次夯擊是否夯實(shí)、自動(dòng)回機(jī)灰土流量是否正常），保證夯實(shí)效果。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)公路工程事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，各類質(zhì)量問(wèn)題得到了有效處理?；彝翑D密樁施工技術(shù)作為公路工程施工的重要技術(shù)之一，其施工效果是否良好將直接影響到工程施工的整體質(zhì)量。施工單位必須重視灰土擠密樁施工技術(shù)的質(zhì)量控制，嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行有效施工，只有這樣才能提高公路工程的整體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]張嘉輝.濕陷性黃土地基處理技術(shù)在張石高速公路應(yīng)用研究[D].天津大學(xué)，2008.