灰土擠密樁在濕陷性黃土路基加固中的探索

宋 迎

（三門峽科建工程監(jiān)理咨詢有限公司，河南 三門峽 472000）

1 工程概況

經(jīng)地質(zhì)勘查結(jié)果顯示，按地貌單元?jiǎng)澐帜彻饭こ虒儆邳S河南(右)岸Ⅱ級(jí)階地，場(chǎng)地地層上部為第四紀(jì)風(fēng)沖積—洪積碎屑沉積物，主要土質(zhì)類型為填土、黃土狀粉土。通過試坑浸水試驗(yàn)，12cm為自重濕陷量，由此可測(cè)得本路段為自重濕陷性黃土地質(zhì)，且為II級(jí)濕陷等級(jí)，具有較差的土體物理力學(xué)性質(zhì)。結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，決定采用灰土擠密樁進(jìn)行濕陷性黃土地基處理。

2 灰土擠密樁加固原理

灰土擠密樁最早產(chǎn)生于前蘇聯(lián)，主要用于黃土地基濕陷性消除方面，到20世紀(jì)中期才得到了逐步推廣及大量使用?；彝翑D密樁是指在地基土上通過沖擊進(jìn)行擠土成孔，隨后將灰土夯填到孔內(nèi)以此成樁。成孔過程中，樁孔位置的土將由側(cè)邊不斷擠出，進(jìn)而能夠擠密樁附近的土?；彝翑D密樁能夠充分混合各類比例的熟石灰和土，且利用多種方法向孔內(nèi)夯入灰土。其加固原理為，其一利用成孔與夯實(shí)地基土被擠壓成孔，促使樁孔中的土體由側(cè)面擠出，此時(shí)壓縮、擾動(dòng)與重塑為樁附近土體的主要狀態(tài)，如土體擠密到相應(yīng)程度，即可消除其濕陷性；其二作為一種氣硬性膠凝物質(zhì)，石灰是最常用的一種建筑材料。當(dāng)充分混合熟石灰和土后，就會(huì)出現(xiàn)一系列物理化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而有硅酸鈣等水化物等生成，待其凝結(jié)后即可形成具備較高強(qiáng)度的樁體，當(dāng)樁體與土體（擠密后）相互結(jié)合，即可形成復(fù)合地基。

3 灰土擠密樁施工準(zhǔn)備

1）施工準(zhǔn)備。施工相關(guān)人員需向各個(gè)施工隊(duì)提供樁位施工平面布置圖，并進(jìn)行擬建施工段施工，以此明確處理范圍。樁位施工范圍交底、現(xiàn)場(chǎng)放樣等工作應(yīng)由項(xiàng)目部路基工程師負(fù)責(zé)，在放線施工完成時(shí)，需向監(jiān)理人員及時(shí)報(bào)告，并做好復(fù)核與技術(shù)交底工作。

2）樁孔填料。按照路基實(shí)際情況及施工技術(shù)規(guī)范，對(duì)樁孔填料加以確定。土料、石灰質(zhì)量等條件需與灰土墊層相符。一般可選取粉煤灰、電石渣取代灰土墊層的熟化石灰，具體材料如下：

土：就地開挖粘性、塑性指數(shù)在4以上粉土可優(yōu)先選擇，要求土內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量必須控制在5%以下。使用前應(yīng)做好篩除作業(yè)，將其粒徑控制在15毫米以下，含水量也需與施工要求相符。

石灰：選取超過III級(jí)的新鮮塊灰，其氧化鈣、氧化鎂含量越多效果越佳，消解、過篩工作需在使用前1到2天進(jìn)行，要求其生石灰塊粒徑必須控制在5毫米以下，不能存有其它雜物。夯實(shí)質(zhì)量應(yīng)用壓實(shí)系數(shù)則應(yīng)在0.97以下有效控制。

4 灰土擠密樁施工工藝

1）測(cè)量放樣。路基施工前期，就要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整和清理，在軟基路段的施工過程中，為保障施工機(jī)械可以順利的施工，就要把軟基處理的工作做好。在測(cè)量放樣施工的過程中，應(yīng)該先測(cè)量邊線和中線，而樁位定位以后也要及時(shí)的進(jìn)行標(biāo)注。

2）灰土拌和。首先要篩土和消解石灰，其次在根據(jù)灰土體積的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行配料拌和施工，一般情況下配合的標(biāo)準(zhǔn)比例為2：8，拌料場(chǎng)進(jìn)行3遍拌和以后，要將拌和后的石灰運(yùn)輸?shù)娇孜桓浇惶钍┕ひ郧皯?yīng)該再進(jìn)行一次拌和作業(yè)。

3）成孔施工。樁機(jī)安裝到位以后，要先調(diào)整樁機(jī)的位置，確保樁機(jī)無誤以后，將樁管吊起慢慢地放下樁管，讓樁錘以及樁尖能夠處于同一條直線上，應(yīng)避免發(fā)生偏差。在樁尖準(zhǔn)備入土?xí)r，應(yīng)該先進(jìn)行低錘輕擊，等到樁機(jī)入土1米到2米之間，確保各項(xiàng)施工都沒有意外以后，再按要求采用錘頭重2.5T的履帶式灰土打樁機(jī)重復(fù)沖擊土層成孔，孔的深度應(yīng)為12m，孔徑應(yīng)為40cm。沉管進(jìn)行夯擊時(shí)，假如樁管的傾斜度超過1%-5%時(shí)，就要先拔出樁管把失誤的樁孔填滿以后，再重新進(jìn)行打孔。等每次成功成孔以后要將樁管拔出，對(duì)樁尖進(jìn)行查看是否偏離或者損壞。在施工過程中對(duì)于比較重要的部分，制樁的質(zhì)量與成孔的質(zhì)量都需要進(jìn)行嚴(yán)密的控制，必要時(shí)也可采取加密樁或短樁措施。在測(cè)定沉管貫入度時(shí)，要確保錘擊無偏離、樁尖無損壞、錘的落距保持在規(guī)定之內(nèi)以及彈性墊層、樁帽也要符合相關(guān)的要求才能確保測(cè)定沉管貫入度的質(zhì)量。進(jìn)行沉管施工時(shí)，相關(guān)的工作人員要注意，要保證樁機(jī)沒有發(fā)生位移的情況，開始錘擊沉管之前先用輕錘慢沉，確保樁管不在會(huì)發(fā)生偏移，再以平常的速度進(jìn)行沉管。成孔以后，應(yīng)該立即檢查樁徑 深度 空位 垂直度，其中樁孔中心點(diǎn)的偏移應(yīng)根據(jù)相關(guān)要求不能超過樁徑的0.4倍（16cm），而樁孔垂直度的偏差應(yīng)小于1.5%?？讖秸`差是-20mm 深度誤差在500mm左右；進(jìn)行成孔施工的時(shí)，先外后是施工的重要規(guī)則，同排以內(nèi)的樁孔間距應(yīng)為一孔或兩孔，并且要及時(shí)監(jiān)測(cè)樁孔是否會(huì)發(fā)生滲水 縮頸的情況發(fā)生，并做出相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)記錄。

4）樁孔回填與夯實(shí)。一般情況下會(huì)就地挖取純凈黃土和粘性土作為樁孔的回填材料，這一類型的材料不能應(yīng)用于有機(jī)質(zhì)含量8%以上的表層耕土淤泥質(zhì)土和雜填土內(nèi)，這類土質(zhì)要應(yīng)用在回填材料中就必須進(jìn)行過篩作業(yè)。而在正常情況下軟土路基路面的施工當(dāng)中，會(huì)選擇偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī)作為灰土擠密樁施工的孔樁夯實(shí)機(jī)械，一般情況下夯錘的重量為340kg，其落距是45cm，夯實(shí)的次數(shù)是1分鐘35-40次，而摩擦力是夯錘提升的依據(jù)。只有通過夯實(shí)實(shí)驗(yàn)，才能對(duì)填料的數(shù)量與夯擊次數(shù)進(jìn)行合體的調(diào)配。夯實(shí)機(jī)在施工之前要保障其平穩(wěn)性，夯錘和夯孔的位置要確保在同一條直線上，并保證夯錘能自由落入孔底。而在夯填施工以前，要對(duì)孔深、孔徑等進(jìn)行細(xì)致的監(jiān)測(cè)，要保證符合相關(guān)要求以后才能進(jìn)行施工。在填料施工之前，要對(duì)孔底進(jìn)行夯實(shí)，一般情況下夯實(shí)的次數(shù)在8-10次以上，在保證深度在30cm-50cm以下，含水量符合相關(guān)規(guī)定以后，進(jìn)行分層夯填。要遵守相關(guān)要求的數(shù)量，在指定相關(guān)施工人員進(jìn)行均勻填料，送料車不可以向倒料孔直接倒入。夯實(shí)作業(yè)與交替進(jìn)行填料時(shí)，應(yīng)保證勻速夯機(jī)，當(dāng)夯機(jī)大于設(shè)計(jì)標(biāo)高20cm-30cm時(shí)，應(yīng)暫停夯擊作業(yè)。應(yīng)選擇素土輕擊方式處理樁頂?shù)降孛婵諜n位置，做好樁上灰土墊層以后，在及時(shí)挖出多于設(shè)計(jì)樁頂?shù)乃蓜?dòng)圖層和樁頭。

5）質(zhì)量控制措施。第一，夯擊施工過程中，樁孔內(nèi)存在滲水、涌水、積水情況，需及時(shí)將水從孔內(nèi)排出。第二，沉管成孔時(shí)，若遇到障礙物，需采取以下方法處理。探查時(shí)，可通過洛陽鏟，隨后將障礙物挖除，也可在其上面或四周進(jìn)行樁數(shù)增加，從而提高局部處理深度，保證質(zhì)量。當(dāng)遇到未填實(shí)的坑洞時(shí)，由于其面積較小，不便挖除，需打通樁并在該范圍內(nèi)增加樁數(shù)，也可從結(jié)構(gòu)上采取一定處理方法。第三，夯擊過程中，若遇到縮頸、堵塞、成孔難、孔壁坍塌等問題，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理采取處理方法。例如，含水量太大，存在嚴(yán)重縮頸問題，可將干砂、生石灰塊、碎磚碴等材料填筑于孔內(nèi)。若含水量太小，需先浸水，保證其滿足最佳含水量規(guī)定值。

5 結(jié)束語

總之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，對(duì)公路工程建設(shè)提出新要求，要求通過創(chuàng)新體制、完善政策，進(jìn)一步提升工程建設(shè)力度。灰土擠密樁技術(shù)作為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(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供一份力量。