公路工程中的土樁擠密施工技術(shù)

郝 珊 郭 秀

（唐河路達(dá)公路工程有限公司，河南 南陽 473400）

1 灰土擠密樁施工簡述

在地基施工中，按照已經(jīng)確定的施工位置地基層面上，利用合理的沖擊或者爆破的方式在土層中形成一個(gè)個(gè)空洞，再向空洞中填入各種土質(zhì)材料，主要以黏性土質(zhì)為主，每填充好一層，就要進(jìn)行擠壓壓實(shí)作業(yè)，使其更加結(jié)構(gòu)更加的緊密結(jié)實(shí)，增強(qiáng)土質(zhì)的密實(shí)度，壓實(shí)后就形成了土樁，這樣不僅加強(qiáng)了土樁的強(qiáng)度，多次的擠密施工也加強(qiáng)了土樁之間松軟土層的強(qiáng)度和緊密性，這樣兩者就組成了復(fù)合型地基，地基的承載能力將由兩者共同分擔(dān)，提高了公路的荷載能力，增加了公路工程的使用壽命。這種方式在一些土質(zhì)較為松軟的地區(qū)修建公路中常常用到，而且實(shí)用價(jià)值很高，這主要?dú)w功于所使用的填充材料，例如素土就是很好的填充材料，它是天然沉積所形成的土層，不含白灰和砂礫等雜質(zhì)，密度較為均勻，而且?guī)в幸欢ǖ恼承裕m合應(yīng)用于夯實(shí)和擠密等施工之中。

2 土樁擠密施工的適用范圍

處理一系列地基過程中的重大質(zhì)量的調(diào)控措施的擠密法是指管理地基成樁成孔的過程采取振動(dòng)、沉管和沖擊等方式，然后在孔內(nèi)填充碎土、砂石、土以及石灰，最后使用分層振實(shí)的方法將其開展夯實(shí)成樁。該方法是一種加固地基的新型方法，主要是在地下水的上方、濕陷性的素填土、黃土以及雜填土中進(jìn)行使用。調(diào)控樁孔的位置的土體主要是進(jìn)行成孔和夯實(shí)性管理的，一些被壓實(shí)的周圍的土體的管理與控制，擠密樁基周圍的土體，該方法還能夠機(jī)密操作附近的土體，然后消除存在樁間中的濕陷性土體進(jìn)行，從而有效地加強(qiáng)土體的承載力和，此外還能側(cè)向深層擠密土體，加固地基。

3 工程概況

本工程為某公路施工建設(shè)項(xiàng)目，全長為12.1m長，施工路段主要是k36+00～k48+100。在這段施工路段中的k41+683～k41+896是一段具有6m～8m深度、40cm樁基，并按照正三角進(jìn)行布置的濕陷性黃土。按照承載力的規(guī)范要求，橋臺(tái)和臺(tái)后土樁取1.3m的樁心距。土體積和土樁之間按照1∶4的比例進(jìn)行配置。在土樁處理之后，在頂面位置上設(shè)置上隔水層。

4 土樁施工方面的原料控制

4.1 素土

素土，即黏土，在實(shí)際使用前，要用篩子進(jìn)行過篩。在過篩時(shí)，要對篩孔進(jìn)行控制，不能過大，也不能過小，一般篩下的黏土顆粒為2cm。另外，選擇素土?xí)r，要把素土中所含的有機(jī)質(zhì)含量控制在5%以下。保持素土干凈，不能在素土中摻雜其他土質(zhì)，如凍土、膨脹土等。在條件允許下，可以有碎石顆粒，但要將碎石顆粒的直徑控制在5cm以內(nèi)，篩除〉5cm的碎石顆粒。

4.2 灰土

在選擇灰土?xí)r，不要摻入雜質(zhì)，要嚴(yán)格控制灰土顆粒的直徑，一般控制在1.5cm以內(nèi)。在拌和灰土?xí)r，要摻入直徑＜50mm的生石灰。需要注意的是，在把生石灰摻入灰土?xí)r，要確保生石灰含量不能超過5%。如果生石灰的含量過大，會(huì)減小土樁的密實(shí)度，并且在施工中，生石灰與水易發(fā)生反應(yīng)，軟化后會(huì)形成膏狀，失去生石灰的特性，使其發(fā)揮不出作用。

4.3 二灰土

二灰土中的粉煤灰只有晾干使用并根據(jù)一定比例和生石灰混合才能保證其增強(qiáng)效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。二灰土材料的使用能夠提高土樁技術(shù)施工原材料的密實(shí)性，所以在使用土樁技術(shù)時(shí)，一般會(huì)在原材料中添加一定含量的二灰土。二灰土之所由有這樣的性能，主要是因?yàn)槠鋬?nèi)部含有粉煤灰，這些粉煤灰在曬干后摻入到施工原材料中，對原材料有良好的加固效果，能夠明顯提高土樁技術(shù)的使用效果。

5 公路工程土樁擠密施工前準(zhǔn)備

5.1 樁孔填料

第一、樁孔所需要的填料需要結(jié)合本工程實(shí)際的情況和技術(shù)規(guī)格要求進(jìn)行合理的確定。在實(shí)際選取材料中，需要結(jié)合灰土墊層的性質(zhì)進(jìn)行確定土料和石灰的質(zhì)量問題。第二、可以選取具有4以上塑性指數(shù)和不超過5%有機(jī)質(zhì)含量的粉土，由于施工中，需要嚴(yán)格控制好土料的粒徑，因此在使用之前，篩除15mm以下的。第三、本工程施工中選取含有越多氧化鈣和氧化鎂的三級新鮮塊灰，在使用前的1d～2d，消解和過篩出不超過5mm粒徑的石灰塊。

5.2 施工機(jī)械的準(zhǔn)備

施工機(jī)械的準(zhǔn)備工作也不容忽視。當(dāng)前主要進(jìn)行灰土擠密樁施工所使用的設(shè)備是錘式柴油打樁機(jī)，其規(guī)格和型號要具體情況具體分析，為提升工作效率，一般來說，錘式柴油打樁機(jī)的錘重量要不低于樁的自身重量。在樁夯實(shí)的過程中，施工人員要提前明確夯實(shí)的周期，周期的制定過短或過長都會(huì)影響實(shí)際的樁穩(wěn)固性。

6 公路工程土樁擠密施工技術(shù)控制分析

6.1 成孔擠密

1）沖擊法。沖擊法主要是通過相應(yīng)的沖擊機(jī)來完成應(yīng)用的，需要按照規(guī)定的高度上升沖擊機(jī)的錘頭，然后進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)，錘頭的自由下落會(huì)產(chǎn)生一定的重力加速度，從而形成巨大的沖擊力，作用于土層當(dāng)中，形成孔洞，這種方式通常可以獲得20m以上的孔深，孔徑范圍能夠達(dá)到500cm～600cm。而想要使該項(xiàng)工作的質(zhì)量及效率得到保證，在進(jìn)行實(shí)際的打孔施工時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

第一，在選擇沖擊機(jī)型號時(shí)，必須要對施工現(xiàn)場的實(shí)際情況加以考慮，施工的地質(zhì)條件不同，沖擊機(jī)的適用型號自然也不盡相同，除此之外，要對錘頭下落位置的準(zhǔn)確性加以保證，應(yīng)該在沖擊機(jī)上加裝鋼管導(dǎo)向器，這樣不但可以使錘頭入土的準(zhǔn)確性加以保證，還可以避免孔口受到錘頭沖擊而損壞。

第二，在進(jìn)行開孔以前，應(yīng)該對錘頭的高度加以控制，應(yīng)該停留在較低的位置上，不能過高，應(yīng)進(jìn)行頻繁的沖擊，當(dāng)整個(gè)錘頭入土以后，需要對錘擊的方法加以轉(zhuǎn)變，使用正常的沖程進(jìn)行錘擊，在此過程中，仍然不宜對高沖程進(jìn)行頻繁地使用。

2）沉管法。在使用沉管法時(shí)，所用的主要工具是錘擊樁機(jī)。錘擊樁機(jī)由精鋼特制，打入土層樁管的部分帶有樁尖。設(shè)計(jì)的深度一般為樁管入土深度7～8m。拔管施工要盡量緩慢，拔管結(jié)束后，完成成孔工作。為了保證成孔質(zhì)量，在選擇設(shè)備時(shí)，要確保樁機(jī)的性能，控制好樁管的直徑和長度，也要對地質(zhì)條件嚴(yán)格把控。若想使樁管準(zhǔn)確落入樁孔內(nèi)，要運(yùn)用就位樁機(jī)進(jìn)行輔助，在整個(gè)沉管施工中，要控制好操作的力度和速度，做到輕擊慢沉。樁管穩(wěn)定后應(yīng)及時(shí)拔出，在拔出過程中，要做到慢、穩(wěn)，不要破壞孔口。另外，成孔后一旦出現(xiàn)縮頸和回淤，要用干砂填入孔中，并重復(fù)一次沉管成孔操作。當(dāng)運(yùn)用沉管法施工時(shí)，要用鏟子挖除障礙物，還可以增加樁體，使局部深度得到有效改善。

3）爆擴(kuò)法成孔方式。爆擴(kuò)法成孔方式包括兩種，即藥眼施工法和藥管施工法。其中選用藥眼施工法時(shí)，具體施工方式是將直徑為1—30mm鋼釬打入土層中（施工土層的含水量應(yīng)超過22%)，然后將鋼釬撥出，即形成藥眼（小孔），將炸藥和1—2個(gè)雷管填入到藥眼內(nèi)，進(jìn)行引爆，隨即形成樁孔。需要進(jìn)行的質(zhì)量控制關(guān)鍵是要確保炸藥應(yīng)為國家生產(chǎn)的產(chǎn)品，并且炸藥的用量需要把握好。當(dāng)選用藥管施工法時(shí)，比較適合含水較大的土層，利用洛陽鏟或扁頭鏟進(jìn)行挖掘，在土中形成空洞，其直徑應(yīng)為60～80mm和并且深度要與樁孔設(shè)計(jì)值相同，然后將直徑為12～30mm的炸藥管和1～2枚的電雷管放入孔洞內(nèi)，安置完畢后，實(shí)施引爆，即成樁孔。需要進(jìn)行的質(zhì)量控制與藥眼施工法一致，即采用國家生產(chǎn)的炸藥和用量的把握。

6.2 填料夯實(shí)

只有在回填試驗(yàn)效果順利開展之后，有效地控制填料數(shù)以及夯擊數(shù)，才可以進(jìn)行回填夯實(shí)施工。一般情況下，夯實(shí)施工中最經(jīng)常使用具有450kg夯錘的夯擊能量和較好夯實(shí)的效果的電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)提升夯實(shí)機(jī)。此外，也有可能會(huì)使用焊接具有6m～8m長度和管徑、100kg～150kg的錘重期夯錘鋼管和夯錘為一體的偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī)。此外，需要按照超過100kg和小于10cm～60cm的樁孔孔徑的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制錘重和錘徑最大值，確保夯實(shí)的質(zhì)量。另外，確保沒有積水和其他雜物存儲(chǔ)在樁孔內(nèi)，送料車的填料需要按照專業(yè)的填料操作步驟進(jìn)行操作，而不能夠直接倒入到孔位中，并預(yù)留出70cm～100cm的土層在基礎(chǔ)的地面上。完成施工，還需要采取防水防凍措施，確保施工質(zhì)量。

7 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

施工質(zhì)量控制需要把握以下要點(diǎn)。首先，在施工之前，在施工現(xiàn)場必須進(jìn)行下列試驗(yàn)：成孔，夯實(shí)工藝和擠密效果的試驗(yàn)，通過試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定分層填料厚度，夯擊次數(shù)以及夯實(shí)后干密度等要求。然后，在進(jìn)行成孔施工時(shí)，確保地基土達(dá)到最佳含水量，如果其含水量低于12%的話，應(yīng)該進(jìn)行注水增濕，達(dá)到最佳含水量。樁孔中心點(diǎn)的偏差不得超出樁距設(shè)計(jì)值的5%。而且不能大于50mm。它的垂直度偏差也應(yīng)小于1.5%。在將料填入孔內(nèi)之前，必須進(jìn)行不少于8次的夯擊，確保孔底被夯實(shí)，回填夯實(shí)的材料是素土或灰土，條件是土層處于最佳含水量的狀態(tài)。進(jìn)行分層回填夯實(shí)時(shí)，其每次的回填厚度應(yīng)為300—400mm。素土的壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.95。灰土的壓實(shí)系數(shù)則不應(yīng)小于0.97。此外，還應(yīng)注意進(jìn)行施工時(shí)，為防止鄰孔縮孔或者是塌孔的話，成孔和回填夯實(shí)的順序必須間隔進(jìn)行，且同排內(nèi)應(yīng)間隔1～2孔進(jìn)行。

8 結(jié)束語

土樁擠密技術(shù)是一種新型技術(shù)，在公路工程施工過程中，需要做好原料控制，同時(shí)，做好前期準(zhǔn)備，從實(shí)際情況入手，解決存在的安全隱患。另外，需要采取合適的施工方法，保障良好的施工效果，發(fā)揮出技術(shù)的最佳效用，提升公路工程的施工質(zhì)量。