水泥土擠密樁施工工藝

陳景濤

摘要：高速公路軟土路基施工中，濕陷性黃土路基處理質(zhì)量對整體路基質(zhì)量有著直接的影響，濕陷性黃土處理方法復(fù)雜多樣，本文依托京藏高速公路改擴建項目，對水泥土擠密樁施工工藝做了詳細的闡述，并根據(jù)項目實際情況對施工參數(shù)做了歸納與總結(jié)，從而為類似工程施工提供借鑒與參考。

Abstract： In the construction of soft soil roadbed of expressway， the treatment quality of collapsible loess roadbed has a direct impact on the quality of the whole roadbed， and the treatment methods of collapsible loess are complex and diverse. Based on the reconstruction and expansion project of Beijing-Tibet expressway， this paper elaborates the construction technology of cement-soil compaction pile in detail， and according to the actual situation of the project， the construction is carried out. The parameters are summarized and summarized in order to provide reference for similar engineering construction.

關(guān)鍵詞：水泥土擠密樁;高速公路;濕陷性黃土路基處理;施工參數(shù)

Key words： cement soil compaction pile;expressway;treatment of collapsible loess;construction parameters

中圖分類號：U213.15? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）21-0163-02

0? 引言

在公路工程施工過程中經(jīng)常遇到濕陷性黃土等特殊地質(zhì)，濕陷性黃土濕陷性的消除是控制路基施工質(zhì)量的一個難題，想要高質(zhì)高效的去解決這個問題，傳統(tǒng)的開挖換填顯然是不能滿足要求的，這就需要一種簡單便捷而且相對廉價的施工工藝來取代傳統(tǒng)開挖換填的施工技術(shù)。

1? 工程概況

京藏高速改擴建滾泉至桃山口段JZ23合同段，起止樁號為K1277+600～K1295+600，全長18km。二級路改造的滾新路起止樁號為BTK0+000～BTK13+300，全長13.3公里。

本合同段主線路基范圍內(nèi)含有特殊路基處理—濕陷性黃土處理，濕陷類型和等級為Ⅰ級（輕微）非自重濕陷性黃土～Ⅱ級（中等）自重濕陷性黃土，對于濕陷性黃土厚度H≥3m設(shè)置水泥土擠密樁進行加固處理，共計79861m。

2? 加固機理

2.1 物理作用

樁孔在地基土中形成時，原有土體會被樁孔位置強制側(cè)向擠壓，增大相鄰樁孔間的土體密實度，成孔后，填料進樁孔內(nèi)，并進行分層夯實，從而形成強度高且密實的樁體，并且隨著被夯材料徑向擴張，孔壁土體會被進一步的擠密，使樁間土和樁體土兩者更加緊密膠結(jié)，如此可保證復(fù)合地基承受荷載后，樁、土的位移可平衡發(fā)展。

2.2 化學作用

水泥土擠密樁樁體材料為水泥12%～15%摻入土中拌和均勻，通過夯入水泥土，水泥會發(fā)生水解、水化反應(yīng)，生成氫氧化鈣、含水硅酸鈣，并迅速溶于水中，使水泥顆粒表面重新暴露出來再與水發(fā)生反應(yīng)，周圍水溶液逐漸達到飽和，顆粒內(nèi)部不斷進入水分子，但無法溶解生成物，僅能以細分散的膠體析出，懸浮于溶液中，并形成膠體，如此地基承載力可得到提升。

3? 施工參數(shù)

我項目根據(jù)設(shè)計及規(guī)范要求，通過現(xiàn)場試驗論證確定配合比：配合比為10%（質(zhì)量比）水泥土，最佳含水量為11.4%，最大干密度1.87g/cm3，7天無側(cè)限抗壓強度為2.3MPa;樁位采用正三角形布置，樁間距為0.8m，樁徑為40cm;原狀土的物理力學性質(zhì)：最佳含水量為9.1%，最大干密度1.94g/cm3。復(fù)合地基承載力容許值：200-250kPa。

4? 施工工藝

4.1 清表碾壓

在施工前先開挖施工圖紙范圍內(nèi)的土方，挖至水泥土擠密樁的設(shè)計頂標高，并且用平地機整平、灑水、碾壓密實，檢測符合設(shè)計壓實度要求。

4.2 測量放線定點

根據(jù)設(shè)計圖紙測量放出路基邊樁、路堤坡腳樁、路基中樁、斷面樁的具體位置并距路中心有一定的距離，易于保護位置處設(shè)置路線控制樁。

4.3 鉆孔

目前水泥土擠密樁施工工藝主要有兩種，分別是沖擊成孔法和沉管成孔法。采用沖擊機反復(fù)沖擊土層使土層成孔的方法即為沖擊成孔法，成孔深度一般都會超過15m，面對濕陷性黃土厚度較大時較為適用;沉管成孔法是采用打樁機施工，將帶有尖狀的樁管打入土層至設(shè)計底標高，然后拔出樁管即成孔。該方法密實效果良好，施工工藝較簡單，且具有孔型較規(guī)則的特點，但存在成孔深度受打樁機高度限制的劣勢。本項目根據(jù)自身情況采用沖擊成孔法。

嚴格按照圖2施工順序進行成孔，隔行隔排，間隔1～2孔跳打，按照A→B→C→D的順序鉆孔，具體如圖2所示，成孔后，檢查符合標準后及時回填，如此可最大限度降低異常問題出現(xiàn)。

4.4 成孔

采用履帶式打樁機反復(fù)沖擊土層成孔，將樁帽設(shè)置在樁管頂，與下端水平線作成60°角度錐形活動樁尖，開始施工前，應(yīng)先在樁架或鋼管上標出控制深度標記，樁尖部錐形長度不計算在內(nèi)，以便施工中觀測成孔的深度。當樁尖打入土層1-2m時，各方面施工正常后，錘擊沉管至設(shè)計深度。樁的傾斜度按設(shè)計要求不超過1.5%。

4.5 驗孔

樁孔錘擊到設(shè)計深度后，應(yīng)立即檢測孔位、垂直度、樁徑和深度，樁孔中心點的偏差不應(yīng)超過樁間距設(shè)計值的5%，且不大于5cm，樁成孔的垂直度偏差應(yīng)小于1.5%，孔徑不小于設(shè)計值，深度不小于設(shè)計值深度。

4.6 水泥土拌制及運輸

土料選應(yīng)用取土場的黃土，水泥按設(shè)計要求采用P.032.5復(fù)合硅酸鹽水泥。水泥土的配合比應(yīng)按設(shè)計圖紙要求采用廠拌，采用運輸車覆蓋運輸，進行土工試驗檢測時，必須嚴格控制水泥土含水量，含水量過小和含水量過高均不利于最終施工質(zhì)量，應(yīng)采取有效修正措施，含水量過小應(yīng)采用灑水潤濕拌和，反之，應(yīng)分攤晾干。

4.7 水泥土回填夯實

成孔后在孔底用夯擊八次，以確保地基土密實;然后在水泥土在最佳含水量（本項目試驗測定為11.4%，按現(xiàn)場施工經(jīng)驗總結(jié)出“手握成團，落地開花”的鑒定方法）狀態(tài)應(yīng)下分層回填夯實，壓實系數(shù)λc0不應(yīng)小于0.9（重型標準）;夯錘質(zhì)量一般選用100-300kg，夯錘最大部分的直徑應(yīng)較樁孔直徑小10-15cm，以便填料能順利通過夯錘四周，夯錘形狀下端形狀應(yīng)為拋物線性椎體或尖錐型椎體，上段呈弧形。

本項目經(jīng)試驗段測定10%水泥土擠密樁自動夯實設(shè)備為送料5s，料厚度按30cm控制，間隔11s，夯擊12次效果最佳。成樁夯填完成后對樁頭用平地機整平后，用20t振動壓路機進行碾壓密實。

4.8 檢測

樁體壓實度檢測按照2%的頻率抽檢，對樁體進行壓實度檢測，從樁頂起0.5m、1.5m、2.5m、3.5m取樣檢測，采用汽車鉆機鉆取芯進行壓實度檢測，檢測樁間土壓實度、濕陷系數(shù)，須符合設(shè)計要求。

5? 結(jié)束語

與換土墊層相比，水泥土擠密樁對濕陷性黃土的處理方法無需開挖回填，換言之，節(jié)省了土方開挖和回填土方的工作量，如此其施工周期必然縮短，后者相較前者工期會縮短約一半;不存在開挖、回填及場地的制約，使得其處理深度更大，通常在5～15m;并且填入樁孔的材料是素土和水泥的混合物，用材也較為廉價，與傳統(tǒng)處理方法相比其造價低2/3。且該施工工藝操作方法簡單，無需大型機械設(shè)備，在對濕陷性黃土地基處理時可較為廣泛的應(yīng)用。

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