濕陷性黃土路基素土擠密樁處理方法

趙學(xué)亮

（廣州市市政集團(tuán)有限公司）

1 工程概況

S60 西吉至?xí)帲▽幐式纾┕饭こ?，是G22（青蘭高速）與G70（福銀高速）的聯(lián)絡(luò)線，也是《寧夏回族自治區(qū)省道網(wǎng)布局規(guī)劃（2015-2030 年）》中重要的省級(jí)高速公路。合同段起點(diǎn)K44+666 順接固原至西吉公路，路線自東向西布設(shè)，終點(diǎn)K53+000 位于楊家溝附近，路線全長(zhǎng)8.334km，采用雙向四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度采用80km/h，路基寬度21.5m，車(chē)輛荷載等級(jí)為公路-I級(jí)。

該路試驗(yàn)段確定段落樁號(hào)為K46+280-K46+325 左幅，路基工程采用濕陷性黃土路基素土擠密樁處理。

2 施工要求

項(xiàng)目部根據(jù)工程實(shí)際情況，采用履帶式素土打樁機(jī)沉管成孔、自動(dòng)回填?yuàn)A桿式夯實(shí)機(jī)夯實(shí)。

表1 主要機(jī)械設(shè)備配備

表2 主要試驗(yàn)儀器配備

⑴對(duì)施工機(jī)械、方案、施工參數(shù)的優(yōu)選和確定，研究適合路基素土擠密樁的成孔設(shè)備及夯填設(shè)備在該段地層施工的工效、施工參數(shù)，確定相應(yīng)地層的施工設(shè)備類(lèi)型及各種設(shè)備的搭配方式，篩選出最優(yōu)的施工機(jī)具搭配方案。

⑵對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)核對(duì)。

⑶檢驗(yàn)施工準(zhǔn)備工作的周密性、嚴(yán)謹(jǐn)性。

⑷根據(jù)試驗(yàn)確定施工工藝細(xì)則和質(zhì)量控制細(xì)則，用以指導(dǎo)正式工程的施工?？偨Y(jié)確定施工進(jìn)度指標(biāo)、資源配置、成本指標(biāo)、管理要點(diǎn)等實(shí)際資料，為后續(xù)施工規(guī)劃提供實(shí)際數(shù)據(jù)參數(shù)。

3 機(jī)械及實(shí)驗(yàn)儀器配備

4 施工準(zhǔn)備

⑴全線測(cè)量工作已完成，成果已上報(bào)并得到駐地辦批復(fù)。試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告已上報(bào)并得到駐地辦批復(fù)。

⑵施工便道已貫通，打樁機(jī)、自動(dòng)夾桿式夯實(shí)機(jī)、壓路機(jī)等機(jī)械全部進(jìn)場(chǎng)，并拼裝完成，可以滿足本項(xiàng)目素土擠密樁施工需要。

⑶技術(shù)人員、檢測(cè)人員、施工人員全部到位。

⑷測(cè)量、試驗(yàn)、檢測(cè)儀器全部到位并標(biāo)定完成，可以滿足施工需要。測(cè)量報(bào)告和試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告已上報(bào)駐地辦并獲得批復(fù)。

⑸素土擠密樁兩級(jí)技術(shù)交底工作已經(jīng)完成，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員及施工人員已熟悉素土擠密樁施工工藝及各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)。

⑹制定了安全、環(huán)保、文明施工的施工方案及措施。

5 施工方法

5.1 參數(shù)選定

⑴沉樁沉孔采用履帶式素土打樁機(jī)進(jìn)行，打樁機(jī)重3T，管徑為40㎝，成孔深度5m，夯錘重150kg。

⑵回填土采用自動(dòng)夾桿夯實(shí)機(jī)控制。

⑶素土取樣地點(diǎn)BK0+500 深3m 處，最佳含水率為12.4%，最大干密度為1.9g/㎝3；樁體控制壓實(shí)度不小于90%，樁間土壓實(shí)度不小于90%；濕陷系數(shù)小于0.015。

5.2 施工流程

5.2.1 工藝流程

工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1

5.2.2 場(chǎng)地清理

施工前對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)地整平，符合要求后方可施工；樁施工后，清除復(fù)合地基上部樁頭、樁間土松動(dòng)層，并進(jìn)行碾壓整平。

5.2.3 成孔

⑴本合同段素土擠密樁采用沉管法成孔。

⑵施工前，根據(jù)平面布置圖及樁位圖，測(cè)量組放出每個(gè)樁位中點(diǎn)，用50m 鋼尺拉通同一斷面左右兩個(gè)樁位，復(fù)核每個(gè)樁位的位置，樁孔中心點(diǎn)的偏差不應(yīng)超過(guò)樁距設(shè)計(jì)值的5%且不大于5cm，經(jīng)檢查無(wú)誤后，進(jìn)行施工。素土擠密樁采用沉管成孔，樁長(zhǎng)5m，樁徑40cm，樁間距為80cm，樁位平面按等邊三角形布置。

⑶樁機(jī)就位時(shí)必須平穩(wěn)，不發(fā)生移動(dòng)或傾斜。沉管對(duì)準(zhǔn)樁位中心點(diǎn)慢慢向下?lián)羧?，避免引起坍孔、擴(kuò)孔。在樁桿5m 和5.5m 處做標(biāo)記（扣除鉆頭長(zhǎng)度)，用來(lái)控制成孔深度。成孔后若發(fā)生樁孔嚴(yán)重縮徑或傾斜，填入干砂重新復(fù)打成孔。

⑷樁孔完成后，應(yīng)立即檢查孔位、垂直度、樁徑和深度等，樁孔中心點(diǎn)的偏差不應(yīng)超過(guò)樁距設(shè)計(jì)值的5%且不大于5cm，樁孔垂直度偏差應(yīng)小于1.5%；對(duì)沉管法，其樁孔直徑誤差為±5cm，深度誤差為-10cm，檢查合格后應(yīng)及時(shí)回填，以防雨水浸蝕。

⑸素土擠密樁按設(shè)計(jì)隔排跳樁施工，如圖2 所示。

圖2

5.2.4 鉆孔回填

⑴土料中有機(jī)質(zhì)含量不得超過(guò)2%，不得含有凍土和膨脹土，使用時(shí)應(yīng)過(guò)10～20mm 篩，混合料含水量應(yīng)滿足土料的最佳含水量。應(yīng)為低液限粉土或液限粘土，塑性指數(shù)不大于8。

⑵夯錘重量150kg，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(guò)夯錘四周，夯錘形狀下端應(yīng)為拋物線形錐體或尖錐形錐體，上段呈弧形。

⑶用土料在最佳含水量狀態(tài)下分層回填夯實(shí)，壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.90（重型標(biāo)準(zhǔn)），填料的含水量如超過(guò)最佳含水量的±3%時(shí)，應(yīng)曬干或?yàn)⑺疂駶?rùn)。

⑷不同夯擊時(shí)間回填，如表3。

表3

⑸施工過(guò)程中，檢測(cè)成孔及回填夯實(shí)的質(zhì)量，并及時(shí)做好施工記錄。

⑹成樁完成后對(duì)樁頭用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓密實(shí)，樁間土的壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到90%。

5.3 樁間土濕陷性

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定黃土濕陷系數(shù)小于0.015，即黃土濕陷性已消除。夾桿機(jī)送土夯實(shí)參數(shù)：送土3s，夯實(shí)20s（自動(dòng)夯實(shí)設(shè)備為每次送料3s，錘重最少應(yīng)達(dá)到150kg。）并以此結(jié)論作為后續(xù)施工的控制方法，后續(xù)施工中嚴(yán)格按照試驗(yàn)段施工方案和試驗(yàn)結(jié)果確定的數(shù)據(jù)施工。

6 素土擠密樁施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制要點(diǎn)

施工現(xiàn)場(chǎng)控制好素土的最佳含水量、送土及夯實(shí)參數(shù)時(shí)間，樁間土及樁體夯實(shí)素土的濕陷系數(shù)按σs＜0.015 控制。樁體及樁間土壓實(shí)度不小于90%，采用汽車(chē)鉆心取樣，環(huán)刀法檢測(cè)。復(fù)核地基承載力在擠密樁體成樁14 天后，抽取總數(shù)的1‰點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，樁體的壓實(shí)系數(shù)不小于0.90，經(jīng)處理后的復(fù)合地基承載力不應(yīng)小于180kPa。每段施工后，用平地機(jī)將表面浮土刮開(kāi)，清點(diǎn)素土擠密樁數(shù)量。

7 結(jié)論

素土擠密樁施工技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，將其科學(xué)合理地應(yīng)用于濕陷性黃土區(qū)域工程建設(shè)之中，能夠有效地處理濕陷性黃土地基，提高黃土地基的承載力，滿足工程建設(shè)要求。當(dāng)然，要想真正實(shí)現(xiàn)這一目的，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及施工要求，有序、合理地展開(kāi)素土擠密樁施工作業(yè)，并實(shí)施復(fù)核地基承載力試驗(yàn)，檢驗(yàn)樁體承載力是否達(dá)標(biāo)，才能真正地保證地基具有較強(qiáng)的穩(wěn)固性。

在濕陷性黃土區(qū)域工程建設(shè)中有效應(yīng)用素土擠密樁施工技術(shù)，有利于促進(jìn)工程良好建成。