淺談灰土擠密樁在高速公路工程軟基處理中的應用

張建立

中鐵六局集團北京鐵建公司 北京 100036

華北，西北等地區有可折疊黃土。由于濕陷性黃土的孔隙度大，干密度小，水對該土地的影響很大。在大水的情況下，其重量將變得非常大，因此容易引起坍塌變形，地面沉降，并且這種情況對地面結構具有破壞性影響。近年來，在處理軟土時，石灰土壓實樁已被用作經濟有效地處理地基的方法，因為它們具有建造周期短，建造成本低，并且在施工期間需要較少的設備和簡單的操作。成品的基礎是可靠的，并且在建筑中使用大量的工業廢料，這使得工業廢物能夠二次利用。除了消除濕陷性黃土的濕陷性外，石灰土樁還可以使石灰土樁和壓實土層形成復合地基，從而提高地基承受建筑物受力的能力，提高強度的基礎，并減少基礎。工程特性如變形。

1 灰土擠密樁概述

我們國家的幅員遼闊，其自重濕陷性黃土分布廣泛，特別是在西北地區。在濕陷性黃土分布廣泛的地區公路工程施工前，必須對軟基地進行適當加固，以保證上部工程施工結構的穩定性和安全性。目前，公路工程的軟土地基處理方法主要包括強混凝土，石灰土壓實樁，挖掘回填，更換方法和墊層方法。本文主要介紹了石灰土擠密樁在公路工程軟基中的應用。石灰土壓實樁是一種柔性樁基。它廣泛應用于濕陷性黃土的地基處理和地下水位以上的填土。與剛性樁相比，灰土擠密樁具有獨特的樁身性能，承載力明顯較低。然而，在壓實處理后，樁身和基礎可以共同承載上部荷載力，樁間土壤形成復合地基，從而引導上部荷載向下傳遞并產生應力擴散，從而減少加固深度內的額外性。壓力水平。同時，灰土擠密樁在樁端不需要堅固的承重層，因此在濕陷性黃土地區具有廣泛的應用價值。

結合目前的工程實踐經驗，石灰土壓實樁一般可用于濕陷性黃土地基處理，含水率在10%-24%以上，有效處理深度可達12.0m以上。在軟基處理過程中，灰土擠密樁技術的應用具有以下特點：一是采用灰土擠密樁技術進行樁基處理，無需大規模開挖作業，減少土方開挖。路基挖掘量可以作為土洞，節省土方成本。其次，軟土壓實樁技術的應用可以用于橫向處理軟基，處理深度大，厚度較大的黃土面積基礎自重濕陷性具有良好的處理效果；第三，在石灰土壓實樁處理過程中，可采用石灰土脫水加固和凝膠足骨加速地基土的固結，促進基礎強度的提高；四是在灰土擠密樁技術實施過程中，工作平臺占地面積小，對各種施工環境適應性強，總體成本低，具有在基層推廣應用的價值。

2 灰土擠密樁施工

2.1 工程概況

公路項目位于A市西北郊區。沿該地區的區域分布在黃土層。根據調查數據，沿路分布為馬蘭黃土和黃土狀土壤，厚底較大。它以灰黃色原生黃土為主，水泥壓實性能差。可折疊程度中等至強，可折疊。黃土厚度為10.0-20.0m。為了盡量減少沿地區濕陷性黃土堆積對工程建設的影響，提高地基承載力水平，降低地基濕陷性和土體可壓縮性，該項目是采用石灰土壓實樁技術軟化土地基礎被處理。根據該項目的預設計劃，開挖段石灰土擠密樁的處理寬度為路基兩側側溝外側與填土寬度之間的總寬度。截面是路基兩排水溝內側之間的總寬度。本合同段石灰土壓實樁直徑40cm，樁長15.0m，樁間距1.0m，方形排列，共147，064根。樁的總長度為667，358米。

2.2 施工參數

根據公路工程施工總體情況，將軟土壓實樁技術應用于軟土地基過程中確定的基本工藝參數如下：（1）選用DD32導向式柴油打樁機成型孔，樁錘的質量對于5.82t，填孔搗固機是一種夾桿式搗固機，錘重標準為270kg，直徑為25cm。（2）回填厚度按10.0cm標準設定，夯實次數控制；（3）石灰為二次熟石灰，鈣鎂含量>60%，石灰土含水量為14.0%-6.0%，最大干密度為1.71g/cm3，樁壓實控制度在0.97以上，樁之間的平均壓實系數大于0.90cm。

2.3 施工工藝

在第一步中，在施工石灰土壓實樁之前，專人負責將待處理區域的土方挖掘到石灰土樁的設計標高以上30厘米處[1]。檢查正確后，使用整平機進行整平處理，噴水并按壓使用。第二步，根據工程設計要求，確定現場施工中路基邊樁，路堤邊坡腳樁，中樁和四分段樁的具體位置。每個部分按10.0m標準設置，并安排五個測量點。同時，路線控制樁設置在離道路中心一定距離處，以增強施工期間的防護效果。第三步，在現場施工前，對原狀土的試驗和檢查工作在待處理區域的某一區域進行，分層控制標準為30.0~100.0cm，100.0~300.0cm，和300.0至500.0厘米。通過試驗和檢測，收集施工現場原狀土的天然含水量，空隙率，土壤比重，液態塑性極限和塑性指數等基本數據。在第四步中，根據樁間距1.0m，樁面布置以等邊三角形方式布置在施工現場。根據項目的路線方向，項目部門將以路基橫斷面為橫軸標準，以道路為標準。CAD加工后，將根據設計樁的數量繪制施工現場的樁位布局，并在濕地進行樁的布置。畫點。第五步是用錘頭重5.82t導柱式柴油石灰打樁機反復沖擊土層進洞，洞深15m，孔徑40cm，石灰土樁施工順序為第一步行和內行，內行為1~2。孔，以避免振動引起的相鄰孔的收縮或坍塌。第六步，樁孔作業完成后，應安排專人對孔位，垂直度，樁徑和深度進行詳細檢查。特別是，應檢查樁孔中心點的偏差，確保其低于樁間距設計值的5.0%標準（同時應控制在5.0cm范圍內）。樁孔垂直偏差的偏差不得超過1.5%，孔徑誤差應控制在±5.0cm以內，深度誤差應按-10.0cm以下標準控制。在第七步中，用桿式搗固機連續粉碎搗固機。夯具的重量為270kg。在填充樁孔之前，底部被夯實，夯實次數為8次，然后最多使用石灰土（灰分與土壤的質量比為10%）。含水量好（一般在15.0~18.0%范圍內，根據經驗“手握成一組，落地花”驗證方法）分層回填壓實。

3 灰土擠密樁質量檢測

3.1 灰土樁的加固效果

經過兩年的樁基成型，與設計相比，石灰土樁增加了約1.5cm。增加的原因是當樁受到沖擊時，樁孔附近的土壤不能抵抗沖擊力下的變形而引起擠壓。吸收大量水后土壤變得笨重。石灰土樁的膨脹量小于石灰樁的膨脹量，因為石灰樁中的主要材料在被吸收到水中后會膨脹，而石灰土樁中的主要材料基本上是成熟的。在被吸收到水中之前，它的膨脹量可以忽略不計[2]。石灰土樁和樁周圍的土壤可以緊密地連接在一起，形成圍繞樁的水泥層。石灰土堆中的石灰顆粒可以有效地在土壤中發揮作用，一部分石灰顆粒與周圍的土壤發生化學反應，形成水泥材料，如碳酸鈣，使樁與土壤緊密連接，增加基礎的力量。

3.2 灰土樁樁周土的擠密效果

人工生產的樁孔壓實石灰土樁由于易開孔，使用簡單，噪音低等特點，在許多基礎生產中得到廣泛應用，石灰土樁的使用也是經濟的。石灰土樁對樁周土壓實的影響不是特別大。不同距離石灰土樁的土壤干密度差異不是很大。石灰土的壓縮改善不是特別大，樁與樁之間的土壓縮系數遠小于原始土，壓縮模量大于天然土。樁和樁之間的土壤具有相對高的剪切強度并且具有非常好的抗剪切性。樁與樁之間的土壤具有非常明顯的硬化現象，樁與樁之間的抗剪強度大于天然土的抗剪強度。這是因為石灰土樁越接近，石灰土樁對天然土壤的壓實效果越好。壓實后，石灰土樁破壞了天然土壤的原始結構，空隙率變小，土壤密度變大，土壤原始。消除了可收縮性，并且在剪切過程中發生剪切，并且增加了壓實的強度，從而顯著提高了基礎的承載能力[3]。施工過程中應注意的問題是采取挖掘隔離溝，減少振動波，嚴格控制施工時間等措施，避免鉆孔機在形成孔時產生的振動和噪聲，影響周圍的建筑物和居民。

在擠壓樁施工過程中，機器會產生機械振動，但對施工現場周圍建筑物的影響很小，對一般磚混結構和鋼筋混凝土框架結構的影響幾乎不存在。對于一些舊的土坯房和臨時房屋，會發生一些墻面剝落或墻壁開裂，其影響不僅與距離有關。另外，在壓入孔的施工過程中，要注意漏孔和漏孔的現象。在孔形成后，有必要及時檢查施工質量，并做好施工記錄。如果難以打孔和拉孔。在樁的情況下，可以在樁的頂端和樁管處設置寬度為5cm，厚度為約1.2cm的環，這可以有效地減輕浸入管和拔管中遇到的困難。我們還必須密切關注石灰土的混合比例。混合比必須符合設計要求[4]。石灰粉和土壤應篩選一次。它必須及時回填和壓實，不能等到第二天。最后，有必要填充樁孔并進行壓實。在這個過程中，必須小心謹慎。在施工過程中，可以進行測試以確定合理的填料量和砰擊次數，以確保填充質量。

3.3 質量控制

質量控制標準執行《公路工程質量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2017）、《黃土地區公路路基設計與施工技術規范》（JTGTD31-05-2017）、《公路路基施工技術規范》（JTGF10-2006）。灰土樁成樁檢驗項目及允許偏差見表1。

表1 灰土擠密樁工程質量檢驗標準

3.4 質量保證措施

加強原料的質量控制。未通過檢驗的產品不得在現場使用。應測試白色灰分GaO+MgO的含量，并測試灰分的混合灰分和水分含量。灰分劑量不得低于設計允許值。水分含量保證在最佳水分含量的±2%范圍內。

打樁機必須就位，不得移動或傾斜。樁管和樁位置居中，樁管的垂直偏差不應超過1.5%。

樁孔的回填以一定的速率回填。斜面數量符合測試確定的技術要求。回填以均勻有序的方式進行[5]。層狀回填的厚度不得超過試驗確定的最大厚度。

應根據田地的用量混合石灰土，混合包裝不應超過24小時。嚴禁使用被雨淋濕浸泡的包裝。雨中不應混合土壤。

在雨季或低溫季節，應采取防雨或防凍措施，以防止土壤變濕或凍結。

當石灰土填料填充到樁的頂部時，應重復并回填幾次，以確保樁頂的緊湊性。

對現場施工進行現場監督，現場記錄，并隨時進行抽查。

4 安全措施

認真貫徹“安全第一，預防為主”的方針，按照國家有關規定，結合施工單位的實際情況和項目的具體特點，組成專職保安人員和部分人員-團隊的時間安全官和現場安全和電力參與的負責人[6]。安全生產管理網絡，實施安全生產責任制，明確各級人員的責任，做好項目的安全生產；

嚴格遵循公路路基施工安全規定，開展項目評審，人員培訓，證據收集，機械接收驗收等工作；

進入現場的施工人員必須進行安全教育，加強監控，并設立專職安保人員對現場進行現場管理；

做好初步調查，在施工開始前對通信電纜和電纜進行詳細調查，并制定詳細的保護措施；

及時蓋住未填充的孔，蓋住施工現場，并制作警告標志。禁止非施工人員進入。

各類機電設備的操作人員必須經過專業系統的培訓，掌握機器的結構，性能和操作規范，保持和消除一般障礙；

施工前應對機器進行徹底檢查，及時解決問題。檢查后，進行試運行，嚴禁機械設備。機械操作必須符合安全技術操作要求，并由專人操作，加強機械的維護和修理，確保機械設備，零部件的正常使用；

機械師必須經過培訓和認證才能工作，并且需要特殊的飛機；

機構設備不得操作和超載，并且在操作期間不得修理。對于機械和電氣設備，必須采取措施防止雨水和濕氣[7]。下雨后檢查機器和設備；

機械設備必須穩定運行并定期維護；

禁止在施工現場使用的非電氣設備操作人員進行篡改；

現場所有人員必須遵守施工安全管理，加強人員火電用電意識，加強管理和檢查；

5 應用實例

5.1 工程概況

平涼（華亭）以天水高速公路項目PT5標準，設計需要用石灰土壓實樁共處理58段，全線設計的石灰土壓實樁總長度為244萬米，處理面積31萬平方米米，樁長根據路基填充高度不同長度分別為6m和8m，樁徑為40cm。樁位置為等邊三角形，路堤高度小于8m，樁間距1.2m，路堤高度大于8m。石灰石樁石灰用量為12%（質量比）石灰比二級灰分大，樁的壓實度要求不低于97%（重壓實標準）。

5.2 施工情況

PT5標準244萬米石灰土壓實樁施工樁間距為1.2米，等邊三角形排列，樁徑為0.4米，樁長為8米。成孔機械是：導桿柴油錘；搗固機是：夾桿錘重量為150KG。12%石灰土的最大干密度為1.72，最佳含水率為17.2%。石灰土填料分層填充，每層0.032m3，層厚25cm，錘擊次數為13次。共有20套普通柴油錘打樁機和40套偏心輪夾鉗。每個柴油錘配有2個偏心輪夾錘。每套設備每天用約1000米石灰土堆建造。該項目是2017年12月至2018年。7月，除了受拆遷影響的部分外，總量的88%已經完成。

5.3 工程結果評價

采用石灰土擠密樁施工方法。整個施工過程安全，穩定，快速，高質量可控。經過測試，該方法達到了消除基礎濕陷性的目的，施工環境沒有造成任何惡劣環境。影響，施工進度目標按時完成，工程質量率高，未發生安全生產事故，受到各方好評[8-9]。

現場應用實例見下圖：

圖1 灰土拌和機施工圖

6 結語

灰土壓實樁基因構造簡單，成本低，廣泛應用于濕陷性黃土地區。然而，隨著中國基礎設施建設規模的不斷擴大，基礎所需的承載力也越來越高，一些承載力和性能更好的基礎不斷出現，石灰土的壓實應用范圍也在不斷擴大。樁減少了。但是，這種施工過程仍將用于濕陷性黃土地區的大型公路路基。