濕陷性黃土橋頭路段中的灰土擠密樁施工工藝

郭兆翔 戴本良 劉婷婷 徐志軍

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2018.29.040

濕陷性黃土橋頭路段中的灰土擠密樁施工工藝①

郭兆翔 戴本良 劉婷婷 徐志軍

（河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院 河南鄭州 450001）

摘 要：目前，在濕陷性黃土地區(qū)灰土擠密樁是最常見的地基處理措施。本文結(jié)合國道310三門峽西至豫陜界段南移新建工程，詳細(xì)闡述了一種路基填土較高且沉降不滿足要求的橋頭路段中的灰土擠密樁施工工藝，本文的灰土擠密樁施工工藝可為類似工況提供參考。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土 橋頭路段 路基填土較高 灰土擠密樁 施工

中圖分類號(hào)：TV22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）10（b）-0040-02

Abstract：At present， lime-soil compaction pile is the most common ground treatment measure in collapsible loess area. Combined with the newly built project of the section of National Road 310 from Sanmenxia to Yu-Shan to the south， this paper expounds in detail the construction technology of lime-soil compaction pile in the section of Qiaotou road with high subgrade fill and its settlement does not meet the requirements. The construction technology of lime-soil compaction pile in this paper can provide reference for similar working conditions.

Key Words：Collapsible loess； Qiaotou road section； Higher subgrade fill； Lime-soil compaction pile； Construction

我國黃土地區(qū)中濕陷性黃土占有很大的比例，隨著我國道橋的快速發(fā)展，在濕陷性黃土地區(qū)干線道路的建設(shè)顯得尤為重要。濕陷性黃土是指黃土在受上覆蓋土其自身重力或者相應(yīng)應(yīng)力的作用下，由于水分侵蝕造成結(jié)構(gòu)迅速破壞瓦解的黃土[1]。濕陷性黃土屬于軟弱地基土，在此土體上若有較大的荷載，則會(huì)產(chǎn)生不均沉降并對(duì)路基造成破壞。針對(duì)這種情況常用灰土擠密樁法來改良土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)。

灰土擠密樁的原理是利用沉管、爆炸、沖擊等方法在地基中擠土， 形成樁孔， 然后向孔內(nèi)夯填素土或灰土[2]，使樁間產(chǎn)生橫向擠密作用， 以此來消除土的濕陷性，并提高土的承載能力。

本文以國道310三門峽西至豫陜界段南移新建工程，來詳細(xì)闡述了一種濕陷性黃土地區(qū)橋頭路段中的灰土擠密樁施工工藝，并解決了因路基填土較高引起的不均勻沉降問題。

1 工程概況

在國道310三門峽西至豫陜界段南移新建工程K97+551.26-ZK116953.225（YK16+951.896）路段，工程設(shè)計(jì)填土較高且沉降不滿足要求的橋頭路段采用灰土擠密樁地基處理措施，梅花形布置，灰土擠密樁樁徑采用300mm，樁間距一般為0.9～1.1m，樁長為10m、13m兩種，處理長度為3倍橋頭路基填高+20m過渡段，工程施工路段土質(zhì)主要以黃土狀粉土為主，局部路段夾粉細(xì)砂，呈松散狀，承載力低；黃土濕陷等級(jí)為Ⅲ級(jí)濕陷。

2 灰土擠密樁施工

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）樁徑D：30cm；樁深h：10m和13m兩種；（2）灰土配比：3∶7（體積比）；（3）間距：0.9m和1.1m兩種，呈梅花型布置；4）成孔及夯實(shí)所需機(jī)械設(shè)備；（5）材料要求：土料選用粉質(zhì)黏土，土中有機(jī)質(zhì)含量 不應(yīng)超過5%，石灰選用消石灰或生石灰粉，粒徑不應(yīng)大于2.36mm。施工工藝流程如圖1所示。

2.2 施工步驟

步驟一：場(chǎng)地平整。使用挖掘機(jī)械開挖至樁施工頂面0.3m，采用人工清底整平，平整時(shí)需設(shè)置縱坡，縱坡沿結(jié)構(gòu)物相鄰臺(tái)后方向設(shè)置其坡度為3%，平整時(shí)及時(shí)對(duì)土基自然含水率進(jìn)行檢測(cè)，必須保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

步驟二：灰土擠密樁孔位及檢查點(diǎn)設(shè)置。在準(zhǔn)確樁位撒上石灰粉并按要求隔孔編號(hào)，標(biāo)記后立即使用鋼釬向下打孔，深度為0.3m以上。

步驟三：鉆孔施工。采用隔排隔樁跳打的方法，施工前先對(duì)樁進(jìn)行編號(hào)，然后確定成孔順序，施工順序?yàn)閺膬蛇呄蛑虚g。保證成孔孔深不小于設(shè)計(jì)要求，其垂直度控制在1.5%之內(nèi)。

步驟四：拌料回填?；彝翑D密樁采用石灰改良土，其體積比為3∶7，施工前應(yīng)先將夯填土和石灰送至試驗(yàn)室做原材料試驗(yàn)及擊實(shí)試驗(yàn)，求得最大干容量和最優(yōu)含水率；每天施工前核定土的含水率是否為合理值，以保證拌和后灰土的含水率接近最佳含水率。

步驟五：樁基擠密夯實(shí)。采用液壓夯實(shí)機(jī)，錘底面積不宜過大，夯錘直徑宜采用20～30cm。施工前應(yīng)注意提前清除孔內(nèi)的雜物及積水，清除后需先將孔底夯實(shí)，并檢查其密實(shí)度是否合格，檢查合格后進(jìn)行填料，施工時(shí)應(yīng)分層夯筑，夯擊次數(shù)及分層層數(shù)由成樁試驗(yàn)確定。樁身壓實(shí)系數(shù)≥0.97，樁間土的平均壓實(shí)系數(shù)≥0.93。每層投料量由試驗(yàn)確定且不得大于試驗(yàn)值，每層的夯擊次數(shù)必須大于試驗(yàn)確定的次數(shù)，不能因加快施工速度而進(jìn)行快填，更不允許使用送料車直接倒料入孔。夯錘的落距需大于50cm，并觀察夯錘下落接觸夯層的瞬間是否有力。每層應(yīng)及時(shí)檢查灰土的密實(shí)度并做好記錄，填料、夯擊交替進(jìn)行，均勻夯擊至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上20～30cm時(shí)為止。

步驟六：成樁驗(yàn)收。樁中心距允許偏差±100mm，抽查樁數(shù)3%；樁徑不小于30cm，抽查樁數(shù)3%；樁長不小于設(shè)計(jì)值；豎直度允許偏差1.5%，抽查樁數(shù)3%；復(fù)合地基承載力不小于2倍天然地基承載力，并不大于250kPa，抽查成樁數(shù)的0.2%，并不少于3根；樁間土的平均壓實(shí)系數(shù)≥0.93；樁身填料的平均壓實(shí)系數(shù)≥0.93。

上述濕陷性黃土地區(qū)灰土擠密樁施工技術(shù)方案中若出現(xiàn)縮孔或塌孔、擠密效果差現(xiàn)象時(shí)，通過檢查地基土的含水量并進(jìn)行一下處理：當(dāng)含水量過大時(shí)，應(yīng)采用套管成孔，若成孔后發(fā)現(xiàn)樁孔縮頸較嚴(yán)重，需在孔內(nèi)填入干散沙土、生石灰塊或磚渣，稍停一段時(shí)間再將樁管沉入土中；當(dāng)含水量過小時(shí)，鉆孔前應(yīng)先浸濕加固范圍的土層，使之達(dá)到或接近最佳含水量。

3 結(jié)語

本文結(jié)合國道310三門峽西至豫陜界段南移新建工程介紹了一種灰土擠密樁施工工藝，此灰土擠密樁施工工藝很好的解決了濕陷性黃土地區(qū)橋頭路段中因路基填土高度較高引起的不均勻沉降問題，并很好地消除了黃土的濕陷性，提高了路基的穩(wěn)定性，并保證了本段公路的安全使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 李琳.濕陷性黃土性質(zhì)分析與地基處理方法研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（12）：132.

[2] 孫昭，范冠先.淺析灰土擠密樁的地基加固原理及其在濕陷性黃土地區(qū)的工程應(yīng)用[J].江西建材，2015（19）：54-55.