淺析公路工程中土樁擠密施工技術(shù)控制

許俊明+安文舉

摘 要：作為一種新的軟土地基的處理方法，軟基振動(dòng)沉管擠密碎石樁的運(yùn)用能夠使粉土和砂土地基實(shí)施加固，能夠?qū)⒌鼗某休d力增加，減少沉降量，避免出現(xiàn)地震液化，同時(shí)也可在對(duì)軟弱粘性土的整體穩(wěn)定性的增加中得到運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：公路工程；土樁擠密施工

1 土樁擠密法

土樁擠密法（soilcompactionpile），按預(yù)定平面位置，采用沉管、沖擊或爆破等方法成孔，然后在孔中填以素土（粘性土）或灰土，分層搗實(shí)，形成土樁。土樁與擠密后的樁間土組成復(fù)合地基，共同承受基礎(chǔ)所傳遞的荷載。此法常用于處理濕陷性黃土地基、雜填土地基和填土地基，處理深度一般為5～10米，自50年代開(kāi)始，最大處理深度可達(dá)15米以上。處理后的地基承載力一般提高50～100%。土樁（包括灰土樁）擠密地基的樁徑、樁距和孔深通過(guò)試驗(yàn)求得。樁孔直徑一般為30～50厘米，樁距（樁孔的中心距離S）約為樁孔直徑的2～3倍。擠密樁法與其它地基處理方法比較，有如下主要特征：

1、灰土、素土等擠密樁法是橫向擠密，但可同樣達(dá)到所要求加密處理后的最大干密度的指標(biāo)；

2、與土墊層相比，無(wú)需開(kāi)挖回填，因而節(jié)約了開(kāi)挖和回填土方的工作量。比換填法縮短工期約一半，

3、由于不受開(kāi)挖和回填的限制，一般處理深度可達(dá)12～20m；

4、由于填入樁孔的材料均屬就地取材，因而比其它處理濕陷性黃土和人工填土的方法造價(jià)為低，取得很好的效益。

灰土、素土等擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，可處理地基的深度為5～20m。當(dāng)以消除地基土的濕陷性為主要目的時(shí)，宜選用素土擠密樁法。當(dāng)以提高地基土的承載力或增強(qiáng)其水穩(wěn)性為主要目的時(shí)，宜選用灰土擠密樁法。當(dāng)?shù)鼗恋暮看笥?4%、飽和度大于65%時(shí)，不宜選用灰土擠密樁法或素土擠密樁法。

2 公路工程土樁擠密施工材料準(zhǔn)備

1、素土

在土樁施工中運(yùn)用的素土材料主要是粉質(zhì)粘土，在實(shí)際應(yīng)用之前，應(yīng)采用篩子進(jìn)行過(guò)篩處理，控制篩子的篩孔大小，使其小于2cm。其次，在選擇素土?xí)r，應(yīng)對(duì)素土原材料內(nèi)含有的有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)達(dá)到5%以下，禁止在素土中對(duì)膨脹土、凍土或其他土質(zhì)進(jìn)行摻入。當(dāng)然，允許素土內(nèi)有碎石存在，進(jìn)碎石的粒徑控制在小于5cm，對(duì)于超過(guò)5cm的碎石可進(jìn)行剔除。

2、灰土

土樁施工中，運(yùn)用的灰土原材料是塑性指數(shù)超過(guò)4的及粒性粉土，在選擇灰土材料時(shí)，應(yīng)禁止里邊有松軟性雜志摻入，嚴(yán)格對(duì)灰土的顆粒粒徑進(jìn)行控制，使其達(dá)到小于1.5cm。另外，在拌和灰土?xí)r，可對(duì)小于50mm粒徑大小的生石灰進(jìn)行運(yùn)用，使其作為石灰摻料。此時(shí)，應(yīng)注意的是，應(yīng)嚴(yán)格對(duì)生石灰的摻入量進(jìn)行控制，盡可能將生石灰的含量控制在小于5%，避免由于較大生石灰粒徑造成含量過(guò)大問(wèn)題出現(xiàn)，從而對(duì)土樁的密實(shí)度造成影響，在施工過(guò)程中，結(jié)合生石灰和水容易出現(xiàn)反應(yīng)，當(dāng)軟化后會(huì)出現(xiàn)膏狀，從而無(wú)法將其作用得到充分發(fā)揮。

3、二灰土

土樁擠密施工技術(shù)應(yīng)用中，為了進(jìn)一步加強(qiáng)地基的密實(shí)效果，都會(huì)在原材料中加入一些二灰土，利用二灰土中含有的粉煤灰來(lái)增強(qiáng)施工效果。但二灰土中的粉煤灰必須要曬干后才能加以使用，且使用時(shí)還必須按照一定的體積比與原材料中摻加進(jìn)的生石灰拌和均勻。

3 公路工程土樁擠密施工技術(shù)控制分析

1、成孔擠密

（1）沖擊法

沖擊法成孔主要是利用定型或簡(jiǎn)易沖擊機(jī)來(lái)進(jìn)行，施工工藝是將錘頭升高到一定高度后，再任其自由下落，這樣就會(huì)對(duì)土層造成嚴(yán)重的沖擊，重復(fù)這樣的操作，直至成孔結(jié)束，通過(guò)這種方式得到的孔，孔深通常超過(guò)20米，孔徑范圍為500到600米。為了保證孔的質(zhì)量，需要做到下面幾點(diǎn)：

第一要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)狀況與孔徑設(shè)計(jì)直徑來(lái)選擇適合的機(jī)型來(lái)進(jìn)行施工，為避免錘頭入土位置錯(cuò)誤或在沖擊過(guò)程中造成孔損壞，需要裝設(shè)鋼管導(dǎo)向器在鉆機(jī)上。第二不能再開(kāi)孔前，將錘提的過(guò)高，要控制在較低的位置，并且沖擊次數(shù)要頻繁，當(dāng)錘頭完全進(jìn)入土后，則轉(zhuǎn)換成正常的沖程錘擊，這時(shí)候仍然不允許過(guò)多的使用高沖程。第三為了方便觀測(cè)沖孔的深度，從而對(duì)其進(jìn)行控制，必須要在鋼絲繩上設(shè)置長(zhǎng)度標(biāo)志。

（2）沉管法

沉管法成孔的主要器具是振動(dòng)或錘擊樁機(jī)，打入土層的樁管所帶有的樁尖是由精鋼特制而成的，樁管入土深度是設(shè)計(jì)深度，一般為到8米，樁管的拔出操作必須要緩慢進(jìn)行，拔出后即成孔。為了保證成孔的質(zhì)量，選擇操作設(shè)備時(shí)，對(duì)于打樁機(jī)，要求其性能必須要和樁管直徑、長(zhǎng)度、質(zhì)量和地基土質(zhì)條件相適應(yīng)；對(duì)于錘擊樁機(jī)，應(yīng)選取錘重超過(guò)樁管重量?jī)杀兜摹榱吮ＷC樁管準(zhǔn)確的落入樁孔中，需要采用平穩(wěn)就位樁機(jī)來(lái)協(xié)助操作。在整個(gè)沉管過(guò)程中，都要注意控制操作的速度和力度，要做到輕擊慢沉，一旦樁管穩(wěn)定，就要及時(shí)將其拔出，拔出過(guò)程中，要注意不要破壞孔口。另外，成孔后，如果樁孔出現(xiàn)嚴(yán)重的縮項(xiàng)及回淤情況，需要及時(shí)填入干砂，并再重復(fù)一次沉管成孔。

（3）爆擴(kuò)法成孔方式

爆擴(kuò)法成孔方式主要包括藥眼施工法和藥管施工法兩種。其中，再低藥眼施工法進(jìn)行選用時(shí)，施工方式主要是在土層中對(duì)直徑為1～30mm的鋼纖進(jìn)行打入，然后拔出鋼纖，即產(chǎn)生藥眼，將炸藥和1～2個(gè)雷管向藥眼內(nèi)填入，進(jìn)行引爆，隨即出現(xiàn)樁孔。需要控制的質(zhì)量關(guān)鍵是確保炸藥與國(guó)家生產(chǎn)的產(chǎn)品相滿足，并把握好炸藥的用量。在對(duì)藥管施工法進(jìn)行選用時(shí)，與較大含水量的土層較為適用。采用洛陽(yáng)鏟或扁頭鏟是時(shí)候挖掘，在土中形成空洞，使其直徑控制在60～80mm，并使其深度滿足樁孔設(shè)計(jì)值，向孔洞內(nèi)對(duì)直徑為12～30mm的炸藥管和1～2枚電雷管放入，當(dāng)安裝完成之后即可引爆，從而產(chǎn)生樁孔。需對(duì)質(zhì)量實(shí)施控制，使其與藥眼施工法相符，即屬于國(guó)家生產(chǎn)的炸藥和用量。

2、填料夯實(shí)

必須經(jīng)過(guò)回填試驗(yàn)，確定合理的填料數(shù)量和夯擊數(shù)后，才能進(jìn)行回填夯實(shí)施工。常見(jiàn)的樁孔填料夯實(shí)機(jī)是電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升式夯實(shí)機(jī)，它的錘重可達(dá)450kg，所以具有夯機(jī)能量大，夯實(shí)效果好的特點(diǎn)。此外還有偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī)，它的夯錘重達(dá)100～150kg，具有6～8m長(zhǎng)的夯錘鋼管，其管徑是60～80mm。它的特點(diǎn)是鋼管與夯錘被焊成一個(gè)整體，一雙同步向偏心輪將鋼管夾在中間，進(jìn)行夯實(shí)填料。質(zhì)量控制需要注意的事項(xiàng)有以下幾點(diǎn)。首先，保證錘重不小于100kg，錘的最大直徑要比樁孔的直徑小100～160mm。其次，在夯錘機(jī)就位時(shí)必須確保其平衡，而且夯錘一定要對(duì)準(zhǔn)樁孔。此外，需要將樁孔內(nèi)雜物和積水清理干凈。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前在公路工程中所使用的軟土地基處理方法種類繁多，而對(duì)于其中位于地下水位上方的濕陷性黃土、雜填土和新近積黃土最有效的處理方法就是土樁擠密施工技術(shù)。擠密法是深層密實(shí)法的一個(gè)分支，標(biāo)志著當(dāng)代地基處理方法取得的重大進(jìn)展。其不僅可以對(duì)軟土地基進(jìn)行加固壓實(shí)，還可以提高公路施工的質(zhì)量。因此，在我國(guó)公路工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

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