高速公路灰土擠密樁施工參數(shù)控制研究

竇輝

【摘 要】近幾年，灰土擠密樁在濕陷性黃土施工處理中取得了良好的效果，不僅施工速度相對(duì)較快，施工設(shè)備較為簡(jiǎn)單，其技術(shù)也日趨成熟，它注重挖棄方土的利用，避免了棄土對(duì)周圍環(huán)境的影響，同時(shí)，它在施工過程中相比強(qiáng)夯、重錘夯實(shí)對(duì)附近房屋及居民生活影響較小，灰土擠密樁正式因?yàn)榉N種優(yōu)勢(shì)，逐漸在濕陷性黃土地基處理中被廣泛的應(yīng)用，為工程帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?；诖耍疚膶?duì)高速公路灰土擠密樁施工參數(shù)控制研究進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵字】高速公路;灰土擠密樁;濕陷性黃土

中圖分類號(hào)： U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）01-0173-002

0 前言

我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開高速公路建設(shè)，但是，在高速公路建設(shè)的過程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些特殊路基處理，濕陷性黃土就是其中的一個(gè)，為了有效的解決這項(xiàng)問題，逐漸將灰土擠密樁應(yīng)用到其中，來保證路基的穩(wěn)定性。某高速公路項(xiàng)目位于隴西黃土高原的中部，溝壑縱橫，濕陷性黃土分布廣泛，巖性主要為第四系全新統(tǒng)濕陷性黃土及第四系上更新統(tǒng)濕陷性黃土，孔隙含量高。為有效解決濕陷性黃土地區(qū)，路基路面、橋梁、涵洞等因黃土濕陷而引起的變形、開裂等問題，本項(xiàng)目擬以通定高速的修建為依托，通過開展灰土擠密樁施工控制參數(shù)研究，為我省濕陷性黃土區(qū)公路建設(shè)提供技術(shù)支撐，同時(shí)也為《甘肅省黃土地區(qū)高速公路路基設(shè)計(jì)指南》的進(jìn)一步完善提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。本文就針對(duì)灰土擠密樁濕陷性黃土施工處理的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和闡述，希望對(duì)以后類似工程施工的展開，提供一些具有參考性的建議。

1 灰土擠密樁施工原理

灰土擠密樁法的施工原理是用打樁機(jī)在濕陷性黃土地基施工部位形成樁孔，選用石灰進(jìn)行回填，形成全新的復(fù)合地基，增強(qiáng)濕陷性黃土地基的承載能力。在成樁的過程中進(jìn)行打擊夯實(shí)處理，有效的減少了樁體周圍土層縫隙，改變了土層原有結(jié)構(gòu)，形成新的更為密實(shí)的結(jié)構(gòu)，在增強(qiáng)增強(qiáng)濕陷性黃土地基的牢固程度，提承載能力的同時(shí)，還能夠減少路面沉降，提高路面平整度，行車舒適度也有所提高?；彝翑D密樁施工法對(duì)于濕陷性黃土地基的處理具有良好施工效果，主要應(yīng)用與濕陷性黃土分布較廣的地區(qū)，能夠有效改善濕陷性黃土地基的濕陷性，提高濕陷性黃土地基的承載能力。

2 高速公路工程灰土擠密樁施工工藝

灰土擠密樁技術(shù)作為該高速公路工程施工的重要方式，其施工效果是否良好直接影響著高速高速公路工程的整體質(zhì)量，為此，施工單位必須重視灰土擠密樁技術(shù)的應(yīng)用，在規(guī)范施工工藝的同時(shí)，不斷改進(jìn)技術(shù)，提高高速高速公路建設(shè)的整體質(zhì)量，推動(dòng)交通經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供一份力量。

2.1 施工材料準(zhǔn)備

灰土擠密樁施工所采用的主要材料是土料和石灰，二者拌合之后產(chǎn)生膠泥反應(yīng)，提升灰土樁的整體強(qiáng)度，且具有良好的水穩(wěn)性能。應(yīng)在充分掌握高速公路工程實(shí)際地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，確定所需材料的規(guī)格及數(shù)量。通常采用粘性土或粉土，塑性指數(shù)大于4，且將有機(jī)質(zhì)含量控制在5%以內(nèi)，禁止采用耕植土。石灰需提前3-4天消解，并進(jìn)行篩選，及時(shí)清除雜質(zhì)及生石灰塊，最大粒徑不得超過5mm，石灰質(zhì)量應(yīng)保持在m級(jí)以上。

2.2 樁位放樣

全面清理施工現(xiàn)場(chǎng)的碎石、雜物，整平場(chǎng)地，并適當(dāng)碾壓密實(shí)，提高基層承載能力。隨后繪制樁位平面圖，注明施工順序、編號(hào)等，以此為依據(jù)進(jìn)行樁位放樣，采用全站儀測(cè)量樁體位置，將誤差控制在5cm以內(nèi)，樁點(diǎn)通常布設(shè)為梅花狀，撒入石灰定點(diǎn)。待放樣工作完成后，由專業(yè)技術(shù)人員復(fù)核驗(yàn)收，一旦出現(xiàn)誤差過大現(xiàn)象，必須及時(shí)采取糾偏措施，為后期施工提供積極指導(dǎo)。

2.3 成孔施工

為保證樁孔質(zhì)量，宜進(jìn)行成孔擠密試驗(yàn)，并按照規(guī)定要求檢驗(yàn)擠密效果，以此為依據(jù)適當(dāng)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，通常情況下，成孔試驗(yàn)數(shù)量應(yīng)在3個(gè)以上，以保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)應(yīng)注重分析試驗(yàn)階段存在的問題，明確具體原因，并提出相應(yīng)的解決方案，避免正式施工中出現(xiàn)類似問題。沖擊法、沉管法、爆擴(kuò)法等是成孔擠密施工中常用的方法，其主要原理是側(cè)向擠密樁孔內(nèi)部土體，不同方法適用的土質(zhì)情況也存在差異，應(yīng)充分掌握實(shí)際地質(zhì)條件，選取適宜的施工方式。其中沖擊法應(yīng)用較為普遍，將沉管機(jī)運(yùn)行至指定位置，并安裝固定，沉管樁尖與樁位中心保持一致，校核樁管垂直度，將其誤差控制在1.5%以內(nèi)，樁尖入土后低垂輕擊，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度。通常情況下，由坡腳位置開始施工，逐漸向外推進(jìn)，宜間隔進(jìn)行成孔施工。

2.4 填料拌合及運(yùn)輸

根據(jù)配合比例確定各項(xiàng)原材料用量，充分?jǐn)嚢杈鶆?，且顏色保持一致，在拌合過程中應(yīng)適量加水，與最佳含水量誤差控制在1%-2%左右。若含水量過小，可能會(huì)出現(xiàn)揚(yáng)塵現(xiàn)象，造成環(huán)境污染，同時(shí)含水量也不宜過大，以免存在花白料、結(jié)塊等問題，影響材料使用性能。拌制完成的填料應(yīng)及時(shí)采用自卸車輛運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，做好運(yùn)輸車輛的覆蓋工作，避免在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)溫度、水分等流失過快。

2.5 樁孔填夯

首先，按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)成孔質(zhì)量，確保垂直度、孔徑等達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將誤差控制在條件允許范圍之內(nèi)，防止對(duì)成樁質(zhì)量造成影響。為避免后期施工過程中出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象，還應(yīng)當(dāng)夯實(shí)孔底，消除底部虛土，根據(jù)實(shí)際情況確定最佳的夯擊次數(shù)。其次，按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行夯填施工，填料應(yīng)分層回填，每層厚度控制在300-400mm左右，不宜過大，以免影響壓實(shí)程度。采用量斗向樁孔內(nèi)定量下料，由夯實(shí)機(jī)械分層夯實(shí)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。應(yīng)保證夯實(shí)機(jī)安裝的穩(wěn)定性，不得在夯實(shí)過程中出現(xiàn)傾斜或位移現(xiàn)象，降低樁體的整體性及穩(wěn)定性。組織施工人員實(shí)時(shí)記錄填料數(shù)量、夯擊次數(shù)等相關(guān)參數(shù)，為后期質(zhì)量驗(yàn)收提供數(shù)據(jù)支持。待樁體施工完成后，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)組織技術(shù)人員檢測(cè)成樁質(zhì)量，一旦存在質(zhì)量不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象，必須分析問題出現(xiàn)的具體原因，并及時(shí)采取相應(yīng)的處理措施，確保灰土擠密樁的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對(duì)路基的有效加固。

2.6 養(yǎng)護(hù)

成型后可及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工，一般可鋪設(shè)塑料薄膜，養(yǎng)生周期為7d，應(yīng)確保其濕潤(rùn)度，并做好交通管制。如分層施工灰土墊層，完成下層石灰穩(wěn)定土碾壓作業(yè)后，需及時(shí)進(jìn)行上一層灰土墊層鋪筑，無需專門養(yǎng)生期。

3 高速公路灰土擠密樁施工參數(shù)質(zhì)量控制

（1）成孔是灰土擠密樁施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，若成孔質(zhì)量達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，將會(huì)對(duì)樁體的穩(wěn)定性及承載能力造成影響，因此有必要加強(qiáng)質(zhì)量控制措施。要求根據(jù)農(nóng)村高速公路實(shí)際地質(zhì)條件，選取相應(yīng)規(guī)格的鉆機(jī)，并由操作人員檢驗(yàn)設(shè)備使用性能，避免在鉆孔過程中出現(xiàn)機(jī)械故障。鉆機(jī)安裝應(yīng)保證水平、穩(wěn)定，不得出現(xiàn)機(jī)架位移或傾斜問題，鉆進(jìn)時(shí)檢測(cè)垂直度，若出現(xiàn)傾斜程度過大的問題，必須及時(shí)糾偏。同時(shí)嚴(yán)格控制貫入速度，如遇到障礙物，應(yīng)挖除后才能繼續(xù)施工，不得強(qiáng)行鉆進(jìn)，影響成孔質(zhì)量，也可能造成機(jī)械設(shè)備的損壞，并在規(guī)定范圍內(nèi)適當(dāng)增加樁體，提升樁體擠密的穩(wěn)定程度。同時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循設(shè)計(jì)方案要求的成樁擠密順序，通常為隔排跳打法，以保證成樁的穩(wěn)定性。

（2）嚴(yán)格控制含水量，含水量是影響擠密效果的重要因素，通常情況下，在路基土體含水量接近最佳含水量時(shí)，能夠達(dá)到最佳的擠密效果。當(dāng)高速公路工程地下水位過高，導(dǎo)致土體含水量較大時(shí)，為避免出現(xiàn)孔洞坍塌的現(xiàn)象，必須采取套管成孔的施工方式。待填料拌合完成后，可采用酒精燃燒法抽查其實(shí)際含水量，或進(jìn)行直觀檢測(cè)，將灰土成品手握成團(tuán)，自由下落，若灰土能夠散開，證明含水量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)填料中的灰劑量也與成樁質(zhì)量密切相關(guān)，應(yīng)對(duì)此加以嚴(yán)格控制，確保滿足高速公路施工要求。

（3）灰土擠密樁施工過程中，若土體含水量過高或樁間距過小，可能會(huì)出現(xiàn)縮頸問題，降低樁體強(qiáng)度，針對(duì)這一問題，應(yīng)分析具體原因，并采取相應(yīng)的處理措施，合理控制拔管速度，避免擠壓填孔，導(dǎo)致樁體局部直徑縮小。同時(shí)合理控制樁間距，可采用跳打法，進(jìn)而有效增加施工間距，若縮孔較為嚴(yán)重，必須進(jìn)行復(fù)打。樁孔實(shí)際填料用量應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)用量保持一致，確保樁身夯擊密實(shí)，避免后期出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，待成樁施工完成后，按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，確保滿足工程建設(shè)需求。

4 結(jié)束語

綜上所述，灰土擠密樁法能夠有效增強(qiáng)濕陷性黃土地基的強(qiáng)度，對(duì)甘肅省該高速公路的質(zhì)量提高有著直接的作用。在灰土擠密樁具體應(yīng)用過程中，必須充分掌握灰土擠密技術(shù)規(guī)范，嚴(yán)格遵循相關(guān)流程，從而更好的提高施工效果，確保經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙豐收。

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