淺談坐標(biāo)法在擠密樁質(zhì)量控制中的應(yīng)用

張玉龍

摘 要：本文結(jié)合西吉至?xí)帲▽幐式纾└咚俟饭こ虒?shí)例圍繞坐標(biāo)法控制擠密樁施工質(zhì)量的整個(gè)過程，應(yīng)用坐標(biāo)控制擠密樁數(shù)量及樁位的方法進(jìn)行了總結(jié)分析，著重從施工準(zhǔn)備、坐標(biāo)控制要點(diǎn)及素土擠密樁在施工后的樁體數(shù)量得到有效地控制等內(nèi)容進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：素土擠密樁；坐標(biāo)法；樁體數(shù)量控制

中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目分布大量的濕陷性黃土，主要為上更新統(tǒng)風(fēng)積馬蘭黃土，具有大孔隙、垂直節(jié)理發(fā)育、結(jié)構(gòu)疏松的特點(diǎn)。濕陷性黃土層厚3.5m～15m不等，濕陷類型及濕陷性等級(jí)基本為非自重濕陷性黃土Ⅰ級(jí)（輕微）～自重濕陷性黃土Ⅱ級(jí)（中等），局部存在Ⅳ級(jí)（很嚴(yán)重）段落，厚度約14.8m。濕陷性黃土處理的目的：消除地基的濕陷性、提高地基承載力、降低土的壓縮性。對(duì)于自重濕陷性黃土Ⅱ級(jí)（中等）路段，當(dāng)路基填土高度h<4m時(shí)，上部換填50cm厚8%水泥土，下部換填70cm厚普通土；當(dāng)路基填土高度介于4m～20m時(shí)，采用素土擠密樁進(jìn)行處理；當(dāng)路基填土高度h>20m時(shí)，采用水泥土擠密樁進(jìn)行處理。對(duì)于自重濕陷性黃土Ⅲ級(jí)（嚴(yán)重）及自重濕陷性黃土Ⅳ級(jí)（很嚴(yán)重）路段，當(dāng)路基填土高度h≤20m時(shí)，采用素土擠密樁進(jìn)行處理；當(dāng)路基填土高度h>20m時(shí)，采用水泥土擠密樁進(jìn)行處理。本項(xiàng)目X合同段素土擠密樁設(shè)計(jì)數(shù)量為770260m，水泥土擠密樁131303m。

2.處理措施及加固原理

濕陷性黃土是指黃土在一定壓力作用下，受水浸濕后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞并發(fā)生顯著附加下沉、強(qiáng)度也隨之降低的黃土。濕陷性黃土的地基濕陷特性對(duì)于高等級(jí)公路路基具有不同程度的危害，能使路基路面發(fā)生大幅度沉降、開裂、傾斜甚至嚴(yán)重影響公路的正常使用。據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》和本項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件，施工采用沉管成孔，成管成孔是采用打樁機(jī)，將帶有樁尖的樁管打入土層至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后拔出樁管即成孔，沉管法所成樁孔較規(guī)則，擠密效果和施工工藝都較容易掌握。設(shè)計(jì)采用擠密樁樁徑40cm，樁間距80cm、按等邊三角形布置，有效樁長(zhǎng)5m～6m，樁體壓實(shí)系數(shù)不小于0.90。樁間土0cm～30cm范圍壓實(shí)度不小于90%，樁間土及樁孔內(nèi)夯實(shí)土的濕陷系數(shù)δs﹤0.015，即證明濕陷性已消除。

擠密樁樁間土通過打樁機(jī)沖擊振動(dòng)夯實(shí)和橫向擠壓作用，使樁孔內(nèi)的土質(zhì)被強(qiáng)制擠向樁孔周圍的土體中，隨后在樁孔分層回填并夯實(shí)素土或水泥土，形成密實(shí)而強(qiáng)度較高的樁體，并通過被夯實(shí)土體徑向擴(kuò)張而使樁間土進(jìn)一步被擠密，從而使樁體和樁間土緊密膠合成復(fù)合地基，致使土的孔隙變小，密實(shí)度增大，壓縮性降低，力學(xué)性質(zhì)得到改善，同時(shí)素土樁體也被夯擊的更加密實(shí)，提高整個(gè)地基承載力和穩(wěn)定性。對(duì)于處理地下水位以上的濕陷性黃土地基，處理深度為5m～6m，對(duì)于消除土的濕陷性、提高地基承載力以及水穩(wěn)定性作用明顯，且素土（水泥土）擠密樁填土可就地取材、降低工程造價(jià)、機(jī)具簡(jiǎn)單、施工方便、功效高，對(duì)于消除黃土濕陷性，減小沉降方面具有顯著作用，使復(fù)合地基承載力有很大提高。因此廣泛用于濕陷性黃土地基的加固。

3.施工準(zhǔn)備

（1）施工工藝流程（圖1）

施工工藝流程，本次重點(diǎn)對(duì)樁體坐標(biāo)編制、樁孔坐標(biāo)放樣、驗(yàn)收樁體數(shù)量和樁位步驟論述。

（2）坐標(biāo)編制

施工準(zhǔn)備階段統(tǒng)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)擠密樁段落，并匯總段落及樁數(shù)。按照濕陷性黃土路基處理工程數(shù)量表中要求處理的段落長(zhǎng)度、寬度及樁數(shù)， 利用CAD技術(shù)進(jìn)行坐標(biāo)點(diǎn)繪制。在CAD界面中樁位布點(diǎn)時(shí)，遵循“先控制后碎部”的原則，即在CAD界面先導(dǎo)入路線起訖點(diǎn)、交點(diǎn)及曲線元素等控制點(diǎn)坐標(biāo)繪制出路線（中線），然后根據(jù)擠密樁處理寬度由中線向邊線分布樁位，路線縱向樁間距69.3cm、橫向間距80cm。在CAD界面中布設(shè)完樁位后，找到每排樁的兩根起訖樁，使用CAD“id”命令自動(dòng)生成起訖樁坐標(biāo)，y坐標(biāo)導(dǎo)出至Excel x坐標(biāo)處、x坐標(biāo)導(dǎo)出至Excel y坐標(biāo)處，x1-x2=南北方向坐標(biāo)增量△x、y1-y2=東西方向坐標(biāo)增量△y，則x3=x2-△x、y3=y2-△y…xn=xn-△x、yn=yn-△y 以此類推。此方法適合工程中大量的坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算。

樁位坐標(biāo)編號(hào)，縱向由第1列、2列、3列…n列，橫向由第1排、3排、5排…n排，列排相交處為一個(gè)樁位的X和Y坐標(biāo)，以此類推。坐標(biāo)編制表，見表1。

4.坐標(biāo)控制要點(diǎn)

（1）樁孔坐標(biāo)放樣

施工前，根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算表（表1）、平面布置圖及樁位圖。用RTK放樣列排起訖點(diǎn)坐標(biāo)，路線方向樁位段落宜控制在30m內(nèi)，結(jié)合鋼尺（50m）放樣每個(gè)樁位中心的位置，鋼尺量測(cè)路線縱向樁間距69.3cm、橫向間距80cm。放樣完成后抽檢：抽檢頻率為2%，控制樁孔的中心點(diǎn)的偏差不超過樁距設(shè)計(jì)值的5%且不大于5cm，經(jīng)檢查合格后，此工序開工。

（2）按隔兩排跳樁施工布點(diǎn)，如圖2所示。

（a）圖中表示首先進(jìn)行施工的樁，第一次施工第1、4、7…排。

（b）圖中表示隨后進(jìn)行施工的樁，第二次施工第2、5、8…排。

（c）圖中表示隨后進(jìn)行施工的樁，第三次施工第3、6、9…排。

（3）樁體數(shù)量及樁位驗(yàn)收

依據(jù)《S60西吉至?xí)帲▽幐式纾┕饭こ獭吩O(shè)計(jì)文件及《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》的要求，樁體完成后，驗(yàn)收樁間距、樁徑、樁長(zhǎng)、垂直度、樁體壓實(shí)系數(shù)、樁間擠密系數(shù)、樁間土濕陷性系數(shù)、單樁復(fù)合地基承載力及檢測(cè)等。

其中樁間距的控制即樁體數(shù)量及樁位的控制。擠密樁施工后，對(duì)照坐標(biāo)表進(jìn)行樁體數(shù)量及樁位抽檢，按2%的抽檢頻率在作業(yè)面上二次放樣，采用人工開挖，工具為鐵鍬。此方法開挖：破壞性極小、開挖范圍少、速度快。樁體頂面土清除后（一般厚度≤30cm），根據(jù)樁體土與樁間土顏色和土體層理判斷樁體是否存在，如漏施工則此項(xiàng)不合格；連續(xù)清除3個(gè)樁的樁頂土（宜為等邊三角形），檢測(cè)樁間距，如偏差值超過4cm，則此項(xiàng)不合格，對(duì)應(yīng)的樁位也不合格。

5.控制效果

①未編制逐樁坐標(biāo)的擠密樁工后數(shù)量檢測(cè)破壞性較嚴(yán)重，且需調(diào)入裝載機(jī)、平地機(jī)等大型設(shè)備輔助檢測(cè)；②人為因素。對(duì)于擠密樁邊角部位、輔助檢測(cè)機(jī)械達(dá)不到的部位，施工隊(duì)利用此漏洞“偷工減料”。③管理體系不健全，管理人員缺乏責(zé)任心。

為了切實(shí)解決上述出現(xiàn)的問題，擠密樁樁體數(shù)量及樁位控制采用坐標(biāo)法。新版《公路工程施工監(jiān)理規(guī)范》JTG G10-2016中規(guī)定：擠密樁分項(xiàng)工程監(jiān)理旁站項(xiàng)目為試驗(yàn)段，注重工序巡視、工后驗(yàn)收。坐標(biāo)法控制擠密樁數(shù)量遵循了新版監(jiān)理規(guī)范規(guī)定，每根樁對(duì)應(yīng)一組坐標(biāo)，相當(dāng)于每根樁有一個(gè)“身份證”，在工后檢測(cè)時(shí)很容易“對(duì)號(hào)入座”，因此項(xiàng)目部為保證合格率必須按照逐樁坐標(biāo)完成擠密樁設(shè)計(jì)數(shù)量。

結(jié)語

對(duì)于擠密樁施工檢測(cè)指標(biāo)有樁體數(shù)量、樁間距、樁徑、樁長(zhǎng)、垂直度等多項(xiàng)，但樁體數(shù)量施工達(dá)到有效的設(shè)計(jì)數(shù)量，直接影響路基地基土體擠密效果。坐標(biāo)法控制擠密樁樁體數(shù)量，只是一種管理手段，不是目的。要保證樁體質(zhì)量及處理效果，各參建單位必須具有嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的態(tài)度、高度的責(zé)任心。在施工項(xiàng)目各環(huán)節(jié)都要精益求精、不斷創(chuàng)新，標(biāo)準(zhǔn)化、信息化及精細(xì)化施工，才能保證最終的施工質(zhì)量。

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