素土擠密樁濕陷性黃土地基處理施工措施

顏 康

(中交三公局第一工程有限公司，北京 101318)

0 引 言

陷性黃土地基承載能力低，施工中容易出現(xiàn)沉陷問(wèn)題。因此在施工時(shí)需要了解陷性黃土地基特征，合理將素土擠密樁技術(shù)應(yīng)用到工程實(shí)際中改善地基性能。故而對(duì)素土擠密樁工藝要點(diǎn)進(jìn)行分析，尋找出科學(xué)有效的施工方案對(duì)提升項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量有重要幫助。

1 施工工藝原理

其一，利用擠密的作用，促進(jìn)樁間基土密實(shí)度的提升，在擠密樁打入施工之后，樁體周邊結(jié)構(gòu)的土體密實(shí)度得到提升，孔隙率減少、壓縮性減小、承載性能得到提升，從而滿足工程的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。其二，樁身對(duì)于場(chǎng)地土進(jìn)行了必要的擠密性作用，保證地基土結(jié)構(gòu)的隔水性滿足要求，發(fā)揮出擠密的優(yōu)勢(shì)，防水、隔水的效果全面提升，也會(huì)讓地基土成為不透水或者弱透水的狀態(tài)。其三，樁孔內(nèi)土體材料經(jīng)過(guò)夯填施工，保證擠密后樁體結(jié)構(gòu)的承載性能得到提升，有效的提高樁體結(jié)構(gòu)的性能和標(biāo)準(zhǔn)。

2 工程概況

某高速公路項(xiàng)目是當(dāng)?shù)刂匾慕煌ㄔO(shè)施，改善地區(qū)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展存在積極的作用。選取其中一部分進(jìn)行試驗(yàn)和分析，其公路的線路長(zhǎng)度為8.555 km，設(shè)計(jì)方案為雙向四車道的形式，設(shè)計(jì)行駛速度為80 km/h，路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)寬度為21.5 m，整個(gè)道路的荷載設(shè)計(jì)為公路-I級(jí)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，本次試驗(yàn)中選取的路段地質(zhì)條件為濕陷性黃土，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，技術(shù)人員展開全面分析，最終選擇應(yīng)用素土擠密樁的方式施工。

3 施工要求

第一，現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械設(shè)備、施工方案以及技術(shù)指標(biāo)等要選擇和確定，并且做好現(xiàn)場(chǎng)施工管理和控制，深入研究和分析路基素土擠密樁成孔設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)和要求，做好夯填設(shè)備的管控，明確施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，各項(xiàng)設(shè)備和材料充分地利用，滿足施工的要求。第二，做好現(xiàn)場(chǎng)勘查工作，給設(shè)計(jì)方案的確定提供基礎(chǔ)，并且做好設(shè)計(jì)參數(shù)的全面審查。第三，檢查設(shè)備的性能，不會(huì)有任何故障或者隱患問(wèn)題。第四，制定施工工藝標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量管理的原則，為現(xiàn)場(chǎng)施工順利的進(jìn)行起到指導(dǎo)性的作用。明確項(xiàng)目施工進(jìn)度標(biāo)準(zhǔn)，制定進(jìn)度管理工作計(jì)劃，保證資源配置、成本指標(biāo)、管理要點(diǎn)都非常的明確，以實(shí)現(xiàn)工作效果和質(zhì)量的全面提升。

4 機(jī)械配備

根據(jù)項(xiàng)目施工要求，選擇配備合適的機(jī)械設(shè)備，具體見表1。

表1 施工設(shè)備配置

5 施工準(zhǔn)備

其一，對(duì)整個(gè)線路范圍進(jìn)行全面測(cè)量，將結(jié)果直接上報(bào)該上級(jí)部門，審批通過(guò)后才能繼續(xù)開展后續(xù)的工作。其二，建設(shè)符合現(xiàn)場(chǎng)施工需要的施工便道，打樁機(jī)、夯實(shí)機(jī)、壓路機(jī)等設(shè)備陸續(xù)進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)備性能合格，運(yùn)行狀況良好，保證不會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)施工產(chǎn)生任何的影響。其三，組建高水平的施工團(tuán)隊(duì)，技術(shù)人員、檢測(cè)人員、施工人員全部進(jìn)入到施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，且各級(jí)人員素質(zhì)和水平符合要求。其四，檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)儀器準(zhǔn)備到位，功能正常、結(jié)構(gòu)完好，符合工作的需要。其五，素土擠密樁三級(jí)技術(shù)交底結(jié)束，組織人員進(jìn)行全面的分析，了解各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，保證功能性滿足要求。其六，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，了解設(shè)計(jì)方案，保證項(xiàng)目安全、環(huán)保、文明施工都滿足要求。

6 施工方法

6.1 參數(shù)選定

(1)沉樁沉孔選擇應(yīng)用履帶素土打樁機(jī)開展項(xiàng)目施工，設(shè)備自重3 t，管徑為40 cm，成孔的深度為5 m，夯錘重量為150 kg。

(2)回填土選擇應(yīng)用自動(dòng)夾桿夯實(shí)機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工。

(3)確定最佳的素土取樣點(diǎn)，確定最佳含水率為12.4%，樁體結(jié)構(gòu)壓實(shí)度必須超過(guò)90%，樁間土壓實(shí)度超過(guò)90%，濕陷系數(shù)在0.015以內(nèi)。

6.2 施工流程

(1)工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程圖

(2)場(chǎng)地清理

在現(xiàn)場(chǎng)開始施工前，需要對(duì)場(chǎng)地平整處理，達(dá)到要求后才能開始施工。樁體結(jié)構(gòu)施工完成后，保證上部結(jié)構(gòu)清理結(jié)束，并且碾壓施工平整，達(dá)到要求后才能開展施工。

(3)成孔

①在素土擠密樁施工中，需要選擇應(yīng)用沉管法開展成孔施工。②項(xiàng)目正式實(shí)施前，按照現(xiàn)場(chǎng)的平面布置圖、樁位圖進(jìn)行控制，測(cè)量人員需要明確具體的樁位中點(diǎn)，合理的確定樁位，檢測(cè)各個(gè)樁位的位置，保證位置精度合格，且中心點(diǎn)的偏差滿足要求，在檢查合格后，才能開始后續(xù)的施工。素土擠密樁選擇應(yīng)用沉管成孔的方法，樁體長(zhǎng)度為5 m，樁徑40 cm，樁間距為80 cm，樁體結(jié)構(gòu)采用三角形的方面是設(shè)置。③樁機(jī)安裝必須達(dá)到穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)有任何失穩(wěn)或者傾斜的問(wèn)題。沉管要對(duì)正樁體中心，緩慢打入施工，防止造成塌孔、擴(kuò)孔的問(wèn)題。在現(xiàn)場(chǎng)做好記錄和控制工作，保證成孔深度符合要求。成孔結(jié)束后，如果存在縮頸或者傾斜的問(wèn)題，要再次進(jìn)行打孔。④樁孔制作結(jié)束后，進(jìn)行深度、直徑、垂直度方面的檢測(cè)，各個(gè)位置的精度合格才能繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的施工。

(4)鉆孔回填

①涂料年內(nèi)的有機(jī)質(zhì)含量必須控制在2%以內(nèi)，不能使用凍土、膨潤(rùn)土等材料施工，且要應(yīng)用10～20 mm過(guò)篩處理，混合料的含水量達(dá)到最佳含水量的要求。使用低液限粉土或者液限粘土，塑性指數(shù)在8以內(nèi)。②夯錘重量為150 kg，其直徑一般要小于樁孔直徑10～15 cm，確保周邊可以直接通過(guò)，不會(huì)給樁孔產(chǎn)生任何的影響。③土料的含水量達(dá)到最佳的狀態(tài)，采取分層回填施工的方式，壓實(shí)系數(shù)在90%以上。④嚴(yán)格落實(shí)回填施工時(shí)間，如表3。⑤現(xiàn)場(chǎng)施工中，對(duì)成孔和回填夯實(shí)的質(zhì)量做好記錄，保證各項(xiàng)參數(shù)合格。⑥成樁工作結(jié)束后，樁頭應(yīng)用振動(dòng)壓路機(jī)開始碾壓施工，且要保證壓實(shí)度在90%以上。

表2 施工參數(shù)

6.3 樁間土濕陷性

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的要求，檢查確定濕陷性黃土的系數(shù)在0.015以內(nèi)，說(shuō)明已經(jīng)完全消除，符合工程的運(yùn)行要求。在夾桿機(jī)進(jìn)行夯實(shí)參數(shù)的確定時(shí)，送土3 s，夯實(shí)30 s，按照該參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的控制，落實(shí)質(zhì)量管控措施，保證各個(gè)試驗(yàn)路段的方案和結(jié)果都符合要求，從而提高施工數(shù)據(jù)精度，符合工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

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

在現(xiàn)場(chǎng)施工中，加強(qiáng)素土最佳含水量的控制，保證送土?xí)r間、夯實(shí)參數(shù)都符合設(shè)計(jì)方案的要求，從而提高素土擠密樁的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制水平。樁體與樁間土在施工后，壓實(shí)度全都超過(guò)90%的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用汽車鉆進(jìn)行取樣檢測(cè)，環(huán)刀法檢測(cè)。經(jīng)過(guò)施工之后的14 d進(jìn)行樁基承載力的復(fù)核檢測(cè)，抽取1‰的樁體測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其壓實(shí)度全部在90%以上，在處理結(jié)束后其承載性能超過(guò)180 kPa。在每個(gè)部分施工結(jié)束后，使用平地機(jī)把表面浮土清理干凈，并且保證素土擠密樁的數(shù)量符合要求。通過(guò)上述質(zhì)量管控要點(diǎn)的控制，加強(qiáng)施工參數(shù)的檢查和控制，發(fā)現(xiàn)本次工程的各項(xiàng)性能指標(biāo)合格，完全達(dá)到運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。

8 結(jié) 論

素土擠密樁施工技術(shù)是先進(jìn)的施工技術(shù)，對(duì)于工程的施工有著至關(guān)重要的作用，尤其是濕陷性黃土地質(zhì)條件下，保證地基結(jié)構(gòu)的承載性能滿足要求，達(dá)到項(xiàng)目運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然要想達(dá)到工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，必須加強(qiáng)施工技術(shù)規(guī)范和操作管控，并且落實(shí)素土擠密樁施工技術(shù)和工藝要點(diǎn)，提高樁體結(jié)構(gòu)承載力性能，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性合格。未來(lái)還要重點(diǎn)加強(qiáng)素土擠密樁施工技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，提高施工技術(shù)水平，滿足工程建設(shè)的要求，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展有著重要意義。