灰土擠密樁在濕陷性黃土路基中的應(yīng)用研究

牛許強(qiáng)

摘? 要：對(duì)于灰土擠密樁，其是對(duì)振動(dòng)沉樁機(jī)加以應(yīng)用，使存在通氣樁尖的鋼制樁管沉至土中相應(yīng)的設(shè)計(jì)深度。因?yàn)橄鲁翗豆艿倪^(guò)程中，會(huì)給附近黃土造成較大的橫向擠壓力，樁管把地基中相同體積的黃土擠向附近的土層，促使相應(yīng)的孔隙比減小，密度有所加大，這樣便可使其濕陷性得到有效消除，加強(qiáng)樁間土所具有的承載能力。針對(duì)灰土樁來(lái)講，樁體材料石灰與土之間會(huì)產(chǎn)生眾多物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生凝結(jié)形成具有一定強(qiáng)度的樁體，并且樁體與擠密土構(gòu)成相應(yīng)的復(fù)合地基，這樣可以有效加強(qiáng)地基土相應(yīng)的承載能力，使工程設(shè)計(jì)的實(shí)際需求得到良好滿(mǎn)足。

關(guān)鍵詞：灰土擠密樁;濕陷性黃土路基;應(yīng)用

1導(dǎo)言

濕陷性黃土路基作為一種較為普遍的軟弱地基，其孔隙率以及干密度都相對(duì)很低，此時(shí)如果施工人員無(wú)法正確處置地基，那就極易使得地基遭受作用力的影響，從而產(chǎn)生一系列不規(guī)則的沉降問(wèn)題，從而削弱了地基的平穩(wěn)性。通常來(lái)說(shuō)，土層濕陷系數(shù)不超過(guò)0.015，如此一來(lái)就能夠很好地削弱濕陷性屬性。當(dāng)下，灰土擠密樁是一項(xiàng)比較合理的地基處置技術(shù)，利用振動(dòng)沉樁機(jī)予以處置，能夠大幅度地減少土層孔隙率，提升密度，相應(yīng)地提高地基承載水平以及穩(wěn)定性，如此一來(lái)給后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)奠定重要基礎(chǔ)。

2濕陷性黃土基本特征

2.1濕陷性

濕陷性黃土在雨水或是地表水等作用下，致使內(nèi)部易溶解性鹽出現(xiàn)明顯溶解，對(duì)土體間所具有的膠合力造成了明顯的破壞，因此部分土體形成顆粒狀，并保持懸浮狀態(tài)。土體內(nèi)部，由于水的滲透，促使懸浮土體顆粒能夠逐漸沉積，同路基下部結(jié)構(gòu)結(jié)合，因?yàn)閮煞N類(lèi)型土體之間所形成的引力作用明顯超過(guò)土體自重，所以，土體顆粒依然處于最開(kāi)始位置，不會(huì)繼續(xù)出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，如此，造成區(qū)域范圍土體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，土體相應(yīng)的孔隙便會(huì)有所加大，在受到載荷作用力時(shí)，便比較容易發(fā)生變形的情況，產(chǎn)生濕陷的問(wèn)題，導(dǎo)致土體整體穩(wěn)定性受到一定影響。

2.2膨縮性

因地表水所形成的作用，導(dǎo)致土體出現(xiàn)明顯的膨脹變形，由于水分變化影響，造成出現(xiàn)不同程度的收縮，由于反復(fù)出現(xiàn)膨脹與收縮，土體較易形成相應(yīng)的裂紋，就此發(fā)生剝落現(xiàn)象，對(duì)路基穩(wěn)定性造成相應(yīng)的影響。

2.3難壓實(shí)性

具體工程施工期間，若是工程區(qū)域中濕陷性黃土所具有的最大干密度和最佳含水量相對(duì)偏高，對(duì)于土體的碾壓十分不利，很難實(shí)現(xiàn)有效壓實(shí)。

3灰土擠密樁施工工法原理

從本質(zhì)上講，濕陷性黃土容易塌陷的主要原因是土壤本身疏松及多孔的結(jié)構(gòu)。治理濕陷性黃土主要是要改變土壤疏松多孔的特點(diǎn)，幫助土壤形成聯(lián)結(jié)性、密實(shí)性更好的結(jié)構(gòu)。在路基施工時(shí)，灰土擠密樁的特點(diǎn)在于不需要大面積開(kāi)挖取土進(jìn)行地基處理，而是不取土便可治理土，即利用機(jī)械將圓柱形鋼制樁管擠壓打進(jìn)原地基成孔，打樁成孔的過(guò)程中會(huì)對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生擾動(dòng)作用，使得周?chē)馏w被逐漸擠密，消除土壤的疏松多孔結(jié)構(gòu)，用配置好的灰土填進(jìn)樁孔內(nèi)，并進(jìn)行夯實(shí)，從而更好地?cái)U(kuò)孔，達(dá)到形成增大直徑的樁體，樁與樁會(huì)對(duì)其之間的土壤產(chǎn)生較強(qiáng)的側(cè)向擠壓作用，此時(shí)濕陷性黃土結(jié)構(gòu)中便產(chǎn)生了較多的擠密區(qū)域，兩個(gè)鄰近的灰土擠密樁會(huì)形成和模板、框架等比較相似的約束結(jié)構(gòu)，便使土體的模量得到了很大程度的提升，提高土體的抗變形能力?；彝翑D密樁的樁體變形模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁間土體的變形模量和樁間土側(cè)向約束作用，地基承受荷載50%的受力是由灰土擠密樁承擔(dān)的，這樣便可以降低樁間土的側(cè)應(yīng)力，限制樁間土的側(cè)向擠壓力，使得復(fù)合地基整體更加穩(wěn)固，為路基等上部結(jié)構(gòu)打下穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

4灰土擠密樁在濕陷性黃土路基地基處理中的應(yīng)用

G309線固西路A7合同段起訖樁號(hào)為K33+000-K44+426.915，處西北黃土高原旱丘陵壑區(qū)，段內(nèi)黃土廣泛覆蓋，溝壑縱橫，地形地貌較為復(fù)雜，最大填土高度為20m，填方總量為35.8萬(wàn)m3，灰土擠密樁設(shè)計(jì)123564m，濕陷性等級(jí)為三級(jí)，極易造成路基不均勻或過(guò)量沉降破壞，處理地基濕陷性的方式為12%的灰土擠密樁，樁長(zhǎng)6m，樁徑40cm，樁間距1.2m，采用等邊三角形的布置形式。

4.1場(chǎng)地工程地質(zhì)與環(huán)境條件

第一，包括工程施工場(chǎng)地的工程地質(zhì)勘察報(bào)告和對(duì)應(yīng)的相關(guān)地質(zhì)資料，土的均勻性及含水量實(shí)際變化情況相關(guān)資料。第二，工程施工平面定位圖，樁孔采用的布置形式施工圖。測(cè)量放線，確定相應(yīng)的控制軸線和大樁長(zhǎng)地邊線，同時(shí)做好相關(guān)標(biāo)識(shí)。第三，工程建筑場(chǎng)地與緊鄰區(qū)域的凈空、管線等相關(guān)資料。第四，水電的布置。工程施工用水在本地打淺井，與城市供水系統(tǒng)之間相互結(jié)合。第五，在相關(guān)設(shè)備進(jìn)入工程施工現(xiàn)場(chǎng)以后，首先進(jìn)行安裝調(diào)試，做好工程施工相關(guān)準(zhǔn)備工作，并對(duì)場(chǎng)地底層有一定熟悉，對(duì)樁基的相關(guān)施工參數(shù)加以確立，同時(shí)根據(jù)已定參數(shù)進(jìn)行設(shè)備的相應(yīng)調(diào)試。

4.2灰土擠密樁試樁施工

執(zhí)行試樁操作旨在利用輕便觸探試驗(yàn)將相應(yīng)的檢定錘擊數(shù)N10計(jì)算出。在成樁以后的48小時(shí)，針對(duì)樁體分層實(shí)施輕便初探檢驗(yàn)，對(duì)每擊入30mm的錘擊數(shù)N10加以記錄。相同層的三個(gè)N10值大體比較接近，求得平均值，即這一層填料在該層相應(yīng)的下料夯實(shí)錘擊數(shù)。在進(jìn)行輕便觸探檢驗(yàn)以后，實(shí)施分層取樣處理，沿著樁身每間隔1m使用環(huán)刀將原狀夯實(shí)試樣從中取出，分別進(jìn)行干密度的測(cè)定，對(duì)這一層填料平均壓實(shí)系數(shù)加以計(jì)算。工程設(shè)計(jì)要求土樁樁身相應(yīng)的干密度應(yīng)大于15.5kN/m3，樁間土干容重應(yīng)大于15kN/m3，擠密填孔以后，樁間土平均密實(shí)系數(shù)應(yīng)大于0.93。

4.3設(shè)置垂直夯入裝置以及增加控制措施

第一，負(fù)責(zé)人要合理解析工人工藝技術(shù)。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工人進(jìn)行解析，講解夯錘落入孔內(nèi)的效果展示，以及會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，在施工過(guò)程中要保證夯錘垂直落入樁孔內(nèi)，夯錘不與周邊土體觸碰，如產(chǎn)生觸碰則增加夯擊次數(shù)。第二，適時(shí)地推行現(xiàn)場(chǎng)撒白灰管理機(jī)制。針對(duì)以上夯錘會(huì)與土體接觸的情況在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)成孔好的場(chǎng)地進(jìn)行撒白灰管理制度，對(duì)樁孔周邊進(jìn)行定位放線，讓夯填機(jī)械按灰白的規(guī)劃路線行進(jìn)，給機(jī)械一個(gè)輔助定位線，方便工人對(duì)機(jī)械進(jìn)行控制，提高夯錘下落精度，避免夯填一擊調(diào)整一次機(jī)械，可提高工作效率，及樁孔質(zhì)量。通常來(lái)說(shuō)，白灰定位線等于夯填機(jī)械的寬度，平行于樁孔橫向等間距進(jìn)行放線，其樁孔位置在夯填機(jī)械中間，避免工人為了方便隨便停夯機(jī)，后輪位置會(huì)掉入未夯填樁孔內(nèi)，導(dǎo)致夯機(jī)械不水平，在橫向白灰線的基礎(chǔ)上放縱向白灰線，其主要目的是定位夯錘到夯錘機(jī)械后輪中心位置，在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，夯錘后輪位置只需要壓在縱向白灰線上，夯錘的位置就垂直于樁孔位置，減少試錘次數(shù)。方可提高工作效率，及工程質(zhì)量。第三，相應(yīng)地增加激光輔助控制線。在撒白灰的管理基礎(chǔ)上增加激光輔助控制線，讓夯錘更加精準(zhǔn)的夯入樁孔內(nèi)，工人只需要對(duì)正白灰線在結(jié)合激光輔助控制線就能100%讓樁孔夯入樁孔內(nèi)，進(jìn)一步提高夯錘下落精度。將發(fā)射激光的儀器固定在夯錘機(jī)械頂部位置，讓其可以垂直發(fā)射激光到地面上，產(chǎn)生激光輔助控制線，輔助控制線設(shè)置在距離樁孔20mm居中位處，激光儀器可隨重力隨左右前后擺動(dòng)自己隨時(shí)調(diào)節(jié)方向，將100%垂直地面，在撒白灰線的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高夯錘下落精度。提高工作效率，及工程質(zhì)量。

結(jié)束語(yǔ)

總之，采用灰土擠密樁處理濕陷性黃土可以有效地提高路基承載能力。灰土擠密樁的施工質(zhì)量具有隱蔽性，為了保證施工質(zhì)量，需要全面合理地考慮人員、材料、施工機(jī)械、方法和環(huán)境等各方面的因素，并根據(jù)灰土擠密樁的施工技術(shù)要點(diǎn)，嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，為后續(xù)公路的建設(shè)提供長(zhǎng)久穩(wěn)定的保障。

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