水泥土擠密樁施工技術(shù)

涂明

摘要：西寧至互助一級公路擴能改造工程XHSG-2標段大莊大橋橋尾YK41+731-YK41+756段部分水泥土擠密樁處理工程。

Abstract： This paper introduces the treatment of part of the cement-soil compacted pile at the YK41 + 731-YK41 + 756 section of the Dazhuang Bridge end of the XHSG-2 section of the Xining to Huzhu Class I highway expansion and reconstruction project.

關(guān)鍵詞：路基加固;水泥土擠密施工技術(shù)

Key words： roadbed reinforcement;cement soil compaction construction technology

中圖分類號：U213.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）08-0125-03

1 ?工程概述

1.1 工程概況

項目地處西寧市和海東市互助縣境內(nèi)，位于青海省東北部，是《青海省省道網(wǎng)規(guī)劃（2014-2030 年）》中“5條放射線、24 條南北縱線、19 條東西橫線”中 5 條放射線之一“省道 101 線西寧高速”的重要組成部分，是連接省會西寧市和海東市互助縣的快速通道，同時與青海北部新的省際大通道加定（青甘界）至海晏公路連接，使本項目成為西寧地區(qū)新的出省通道組成部分，成為加強青甘兩省經(jīng)濟互聯(lián)互通的重要干線公路之一。

本合同段起于互助縣威遠鎮(zhèn)余家村（起點樁號為K27+800），經(jīng)互助東立交、跨平互大公路、大莊附近設(shè)置大莊隧道翻越山頭后，終點與加定至海晏公路中威遠互通立交相接（實現(xiàn)西互高速與加海一級公路的交通轉(zhuǎn)換）（終點樁號為YK42+780.042），全長14.98km（分離式路基以右線計），采用雙向四車道高速路公路標準建設(shè)，設(shè)計速度100km/h，其中K27+800-K39+350段為整體式路基，路基寬度26m，簽約合同價8.9295億元，合同工期42個月。

本段位于大莊大橋14#橋臺臺背處理段落內(nèi)（K41+731-K41+756），地貌為沖洪積河漫灘、階地地貌，地形高程一般為2666-2673m，最大地形相對高差約7m，地形起伏較小。南略高千北，東略高于西。根據(jù)鉆探揭露及工程地質(zhì)調(diào)繪，地層巖性主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積圓礫、粉土， 新近系風化泥巖。

1.2 施工工藝流程圖

1.3 施工要求和技術(shù)控制

在施工之前由工程的技術(shù)人員選擇具備一定代表性的路段進行成樁工藝和成樁擠密試驗。如果在實驗過程中發(fā)現(xiàn)成樁質(zhì)量并不能滿足工程要求，需要對成樁過程中的施工參數(shù)進行調(diào)整，在調(diào)整完成之后繼續(xù)進行成樁試驗，直至成樁質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

①樁點布置：采用正三角形布置。

②樁間距：1.0m。

③樁長：按施工圖設(shè)計長度施工。

④樁徑：0.40m。

⑤設(shè)計樁間土平均擠密系數(shù)ηc：0.93。

⑥樁頂設(shè)置50cm厚3%水泥土墊層。

1.4 技術(shù)保證

在本工程施工中，水泥土擠密樁施工采用沉管擠密施工的成孔方法，在施工過程中進行灰土拌制，拌制比例為8%，采用人工填料的施工方式?？梢杂脢A桿錘夯實機進行分層回填和夯實。夾桿錘夯實機的夯實重量控制在100千克到125千克之間。在施工過程中，按照隔排跳打或者實際的成孔情況進行隔樁法施工，可以利用柴油打樁機將特制鋼管打至土層中，直至進入土層的深度滿足設(shè)計要求，然后再將樁管進行拔出，完成成孔操作。在沉管成孔實工中需要注意以下內(nèi)容：第一，在利用樁機施工時，必須要保證樁機的平穩(wěn)性，不得在打樁過程中出現(xiàn)樁機的移動或者傾斜，保障沉管施工的質(zhì)量符合施工要求，避免出現(xiàn)沉管質(zhì)量不佳的現(xiàn)象。第二，在沉管施工中必須保障輕擊慢沉的原則，直至沉管方向穩(wěn)定之后再進行沉管施工速度的提升，保證在規(guī)定時間內(nèi)完成施工任務(wù)。第三，在施工之前完成的樁孔如果出現(xiàn)了土層變化，或者沉管施工中存在反?，F(xiàn)象，需要根據(jù)施工中的相關(guān)記錄以及沉管施工時間加大分析，找出出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的原因，并制定嚴格的問題解決措施。通常情況下，在成樁施工中需要保持樁機的平穩(wěn)，并且讓樁機中心對準施工位置的中心點，然后再進行底夯和填料，并且對填料進行夯實，直至填料和夯實施工到設(shè)計樁頂時，完成施工。完成施工之后，對樁機進行移位。

樁孔的垂直度允許偏差為±1%，孔中心距允許偏差為樁距的±5%。樁頂設(shè)計標高以上預(yù)留的覆蓋土層厚度不小于0.5m，成樁檢驗合格后將樁頂設(shè)計標高以上預(yù)留的覆蓋土層挖除或夯壓密實，再鋪設(shè)0.5m厚水泥土拌合質(zhì)量比為3%的水泥土墊層。

2 ?水泥土擠密樁的施工工藝

2.1 場地平整

水泥土樁場地平整，先是用平地機掛平，再用壓路機壓實，使機械設(shè)備移動方便。

2.2 施工放樣

根據(jù)基礎(chǔ)平面布置圖及樁位圖，通過坐標控制點，準確定出每個施工樁位點，并做好標識（小木樁系醒目標志），經(jīng)檢驗無誤后，再進行施工，并做好記錄。樁孔中心點的偏差不超過5cm。 樁直徑40cm，按正三角形布置，樁間距1m。施工前清楚地表耕植土，場地平整時應(yīng)避免基底土層受擾動，樁頂標高以上應(yīng)預(yù)留約500mm 厚的土層，待地基處理完后再挖至設(shè)計標高，整平場地。

2.3 施工要求

在水泥土擠密樁施工中進行材料配置時，需要保持水泥樁的水泥量在8%以內(nèi)，選用的土料以粉質(zhì)粘土為最佳，而且要求土質(zhì)中約含有5%以下的有機質(zhì)。在進行混合料拌制時，不允許應(yīng)用的土料中含有耕土和淤泥質(zhì)土，更不允許土料中含有磚塊、生活垃圾等雜物。樁體內(nèi)平均壓實度不小于97%，擠密系數(shù)不小于0.93，成樁后樁頂設(shè)置50cm3%的水泥土墊層。自動夾桿錘先是空夯10次以上聽到清脆的聲音再下料夯實，下料采用自動繼電器控制，每次下料5秒鐘，下料土約20cm厚，夯25下之后在聽到清脆的聲音之后繼續(xù)下料夯實，以此循環(huán)往復施工。

水泥土拌和后，做到隨拌隨用，嚴禁水泥土存放“過夜”現(xiàn)象，當天拌和的水泥土當天施工使用。

2.4 施工步驟

水泥土擠密樁的施工流程為：第一步，夯機準備到位，并保障夯機的平穩(wěn)性，將夯機對準樁孔中心。第二步，進行底夯;第三步，開始填料;第四步，將填料進行夯實;第五步，將材料夯實到設(shè)計樁頂標高，第六步，進行夯機移位。

2.5 拌和

在水泥土擠密樁施工中要求水泥樁的水泥含量控制在8%以內(nèi)，應(yīng)用的土料選擇為粉質(zhì)粘土，而且要求土料中含有低于5%的有機質(zhì)，在混合料的拌制過程中應(yīng)用的土料堅決不允許出現(xiàn)表層耕土、淤泥質(zhì)土或者土內(nèi)含有磚塊、生活垃圾等雜物，在進行混合料的拌制之前，對土料進行篩選，篩選完成之后的土塊粒徑要在15mm以下。為了強化工程施工質(zhì)量，需要加大對水泥型號的科學化選擇，最好選用p.03 2.5的硅酸鹽水泥。在混合料的拌制過程中，需要對水泥土的含水量進行經(jīng)常檢測，有效確保水泥土含水量達到最優(yōu)，如果發(fā)現(xiàn)水泥土的含水量超過最優(yōu)質(zhì)的2%以上時，需要進行灑水濕潤或者將水泥土進行晾曬。拌制完成的水泥土需要保持攪拌均勻，顏色一致。在拌制好混合料之后，要盡快進行使用，超過6小時以上時需要將拌制好的水泥土丟棄。

2.6 成品保護

施工完成的樁采用筷子進行標識，并采用三角旗圍擋警示，禁止施工車輛碾壓。

3 ?水泥土擠密樁的檢測流程

在成樁施工完成之后，需立即進行樁孔質(zhì)量的檢測，并且在檢測過程中要求所有的樁孔都需要經(jīng)過檢驗，并且有詳細的檢驗記錄，在檢驗合格之后才能進入到夯填施工步驟中。在進行孔內(nèi)填料時，尤其在進行夯實施工時，需要保持實時檢測，可以應(yīng)用抽樣檢查的方式，加大對樁孔質(zhì)量的檢測，一般來說，抽樣檢查的樁孔數(shù)量需要保障在總樁孔數(shù)量的2%以上。每一檢測班組需要保障檢測的樁孔數(shù)量在一個以上。檢驗過程中從樁頂直至樁底每一米選取兩個土樣進行樁孔填料的干密度檢測，檢測點位置需要設(shè)置在孔芯的2/3孔半徑處。監(jiān)測過程中得到的數(shù)據(jù)需要保障平均壓實系數(shù)在0.97以上，壓實系數(shù)最低為0.93。

應(yīng)抽檢處理深度內(nèi)樁間土的平均擠密系數(shù)nc。保障監(jiān)測探井數(shù)需要在總樁數(shù)的3%以上，而且每單項工程檢測過程中不得少于三個。在檢測過程中從樁頂向下0.5m開始，每隔一米選取兩個土樣進行檢測，得到土樣的檢測參數(shù)之后，進行擠密系數(shù)的計算，在成孔之后要求平均擠密系數(shù)在0.93以上，保障最小的樁孔擠密系數(shù)超過0.88。

在成樁之后的14天到28天之間進行成樁承載力檢測，檢測過程中要求檢測的成樁數(shù)量在總樁數(shù)的1%以上。在施工場地內(nèi)均勻選取檢測點，檢測點的孔徑需要控制在600mm，檢測深度需要在處理深度的一米以上。在對每個檢測點進行承載力檢測時，需要按照數(shù)量為一米的間距進行土樣采集，通過采集的土樣，對土層的濕陷性、壓縮性和干密度進行計算，保障其各項參數(shù)符合設(shè)計要求。在檢測點施工完成之后，需按照工程規(guī)定對檢測點進行回填，在回填過程中采用的填料為控制在8%的水泥土材料，并且保障壓實系數(shù)超過了0.97。在一些重點部位或大型工程進行承載力檢測時，還需要對處理深度的內(nèi)層土樣進行采集，保障其濕陷性、壓縮性等符合相關(guān)要求，并且進行靜荷載試驗或原位測試。

4 ?經(jīng)濟分析

綜上所看（表1），同條件的軟基處理工藝中，水泥土擠密樁造價最經(jīng)濟，設(shè)備、工藝簡單易操作;但如在成孔過程中出現(xiàn)塌孔或縮徑嚴重的，需要考慮采取其他適宜軟基處理工藝。

5 ?結(jié)束語

水泥土擠密樁廣泛應(yīng)用在高速公路路基地基處中，在濕陷性黃土路基軟基處理中效果更為顯著，提高了地基承載力，降低壓縮性;另外灰土擠密樁施工中應(yīng)用到的材料容易獲得，施工中應(yīng)用到的器械和施工工藝相對簡單，施工效率高，投入的成本相對較低。通常情況下，水泥土擠密樁主要應(yīng)用在天然含水量在12%～23%、厚度在10m以內(nèi)的土壤層中，尤其對雜填土、濕陷性黃土等軟土地基有較好的施工效果。復合地基承載力可達到300kPa以上，達到控制工后沉降的目的。

參考文獻：

[1]西寧至互助一級公路擴能改造工程施工XHSG-2標段施工圖設(shè)計.

[2]JTG B01—2014，公路工程技術(shù)標準[S].

[3]西寧至互助一級公路擴能改造工程施工XHSG-2標施工技術(shù)方案.