巖土工程地基處理中素土擠密樁的應(yīng)用優(yōu)勢及具體策略

葉必軍

地基處理是巖土工程施工過程中非常基礎(chǔ)、非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。而素土擠密樁則是一種非常有效的地基處理技術(shù)方法，可以利用專業(yè)設(shè)備形成的橫向擠壓作用，對地基的密實(shí)度和穩(wěn)定性進(jìn)行提高。本文重點(diǎn)針對巖土工程地基處理中素土擠密樁的應(yīng)用優(yōu)勢及具體策略進(jìn)行了詳細(xì)的分析，旨在借助科學(xué)合理的技術(shù)措施提高巖土工程地基的穩(wěn)定性與承載能力，以供參考。

素土擠密樁是一種應(yīng)用前景非常廣泛的地基加固技術(shù)，可以通過濕陷性等問題的解決，提升地基的整體性能。與其他地基處理技術(shù)相比，素土擠密樁的應(yīng)用表現(xiàn)出了施工效率高、施工成本低、施工周期短等優(yōu)勢。在巖土工程地基處理中，要想將素土擠密樁的應(yīng)用優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，不僅要掌握素土擠密樁的應(yīng)用原理和應(yīng)用要點(diǎn)，還要對素土擠密樁應(yīng)用過程中存在的問題進(jìn)行妥善的處理與解決。

一、素土擠密樁的應(yīng)用概述

1.素土擠密樁的應(yīng)用原理

近幾年來，素土擠密樁已經(jīng)在巖土工程地基處理過程中得到廣泛的應(yīng)用。這是一種以擠壓和密實(shí)土地為主要途徑的地基加固技術(shù)。應(yīng)用原理為，樁孔位置原有土體被強(qiáng)制側(cè)向擠壓，相鄰樁孔間的土體密實(shí)度增大。成孔后，樁孔內(nèi)填入土料，然后分層夯實(shí)，形成密實(shí)且強(qiáng)度較高的樁。同時(shí)，孔壁土體通過被夯材料徑向擴(kuò)張而被進(jìn)一步擠密，樁間土和樁體土兩者緊密膠結(jié)在一起，保證復(fù)合地基承受荷載后，樁、土的位移能協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，素土擠密樁地基也可視為厚度較大的素土墊層。在巖土工程地基處理過程中，通過基礎(chǔ)傳遞給復(fù)合地基的外壓力隨樁間土的等量壓縮，應(yīng)力會集中到樁體上去，使樁間土應(yīng)力相對減小。因此，復(fù)合地基比天然地基具有更大的承載能力和抗剪強(qiáng)度，可以使建筑物的整體沉降和差異沉降相對減小，同時(shí)樁周土得到擠密，其濕陷性等問題也可以得到全部消除或部分消除。

2.素土擠密樁的應(yīng)用范圍

在巖土工程的地基處理過程中，素土擠密樁主要應(yīng)用于濕陷性黃土、膨脹土以及液化土地基等軟弱地基的處理中。首先，針對濕陷性黃土地基，素土擠密樁的應(yīng)用可以對地基的濕陷性問題進(jìn)行妥善的處理。其次，針對膨脹土地基，素土擠密樁的應(yīng)用可以對地基的膨脹性進(jìn)行有效的控制。最后，針對液化土地基，素土擠密樁的應(yīng)用可以顯著提高地基的抗液化能力。

3.素土擠密樁的應(yīng)用優(yōu)勢

在巖土工程地基處理過程中，對素土擠密樁進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用，不僅可以對土層的滲透性與濕陷性問題進(jìn)行改善，還可以增強(qiáng)土體的水穩(wěn)性和承載力。如果巖土工程地基處理過程中，需要對施工現(xiàn)場的濕陷性問題進(jìn)行消除和控制，可以將素土擠密樁作為最佳的地基加固技術(shù)。如果巖土工程地基位于地下水位以下的水層，則不建議使用這一技術(shù)。素土擠密樁是一種柔性樁，能夠在不采取大范圍開挖作業(yè)的情況下，將區(qū)域內(nèi)的土體移動至四周。并且施工材料可以就地選擇，施工過程非常便捷，施工成本整體偏低，施工效率整體偏高。為了將素土擠密樁的應(yīng)用優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，需要在成樁后，做好抽樣檢驗(yàn)工作，以對地基的處理質(zhì)量有一個(gè)準(zhǔn)確的把握。同時(shí)，提升施工流程的規(guī)范性，并利用土層干密度等參數(shù)，將擠密系數(shù)、壓實(shí)系數(shù)計(jì)算出來。如果巖土工程非常重要，在將素土擠密樁應(yīng)用到地基處理環(huán)節(jié)時(shí)，還需要利用荷載試驗(yàn)、環(huán)刀取樣等方式，對土體的濕陷性、壓縮性問題進(jìn)行檢查。

二、巖土工程地基處理中素土擠密樁的應(yīng)用方法

1.樁型選擇

在樁型選擇環(huán)節(jié)，需要對巖土工程的地基情況進(jìn)行分析，了解地基的處理要求，然后再以此為基礎(chǔ)選擇出合適的樁型。目前，素土擠密樁的樁型比較多，但常用的樁型主要有三種：一是圓形擠密樁、二是方形擠密樁、三是多邊形擠密樁。對施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件有一個(gè)準(zhǔn)確的把握，并在此基礎(chǔ)上選擇出合適的樁型，可以從整體上提高地基處理效果。

2.鉆孔

在樁孔鉆取環(huán)節(jié)，需要將樁孔直徑控制在50～80cm之間，將樁孔深度控制在設(shè)計(jì)孔深與至固層之間。在鉆孔的過程中，需要先對現(xiàn)場的地質(zhì)條件進(jìn)行分析，然后再選擇出合適的鉆掘工藝，減少樁身傾斜或者環(huán)境破壞等問題的發(fā)生。

3.灌漿

在素土擠密樁的應(yīng)用過程中，灌漿是最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié)，做好水泥漿或高分子物質(zhì)的灌注工作，將擠壓出的土體調(diào)整為稠密型孔殼結(jié)構(gòu)。為了加強(qiáng)灌漿施工質(zhì)量控制，提高土體的固結(jié)性能，需要對漿液的配比進(jìn)行嚴(yán)格控制。

4.擠壓

在素土擠密樁的應(yīng)用過程中，擠壓是最后一個(gè)環(huán)節(jié)，主要是通過擠壓作用，提高樁身的密實(shí)性。為了加強(qiáng)擠壓質(zhì)量控制，需要對擠壓力度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免周圍生態(tài)環(huán)境遭到破壞。

三、巖土工程地基處理中素土擠密樁的應(yīng)用要點(diǎn)

1.前期準(zhǔn)備

在正式開始施工之前，需要對工程設(shè)計(jì)方案和施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上明確素土擠密樁的施工量和施工目標(biāo)，做好各方面的準(zhǔn)備工作。首先，制作施工現(xiàn)場地面平整圖，確認(rèn)水電能夠正常供應(yīng)，對施工現(xiàn)場的用水用電行為進(jìn)行合理的規(guī)劃，將施工現(xiàn)場的障礙物進(jìn)行清理，了解周圍建筑物及地下管網(wǎng)的埋設(shè)情況，使現(xiàn)場人員的工作需求和生活需求得到滿足。其次，設(shè)立專門的現(xiàn)場管理部門，對各崗位職責(zé)予以明確，并做好技術(shù)交底、圖紙會審以及人員培訓(xùn)等工作，為后續(xù)的施工建設(shè)打好基礎(chǔ)。最后，對巖土工程的施工進(jìn)度和施工需求進(jìn)行分析，然后以此為基礎(chǔ)對夯實(shí)機(jī)、全站儀和裝載機(jī)等設(shè)備的配置進(jìn)行規(guī)劃。同時(shí)，做好這些設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)工作，確保這些設(shè)備能夠在地基處理中正常運(yùn)行。

2.工藝試驗(yàn)

在具體的施工過程中，還需要做好原位測試、試樁以及室內(nèi)試驗(yàn)等工作，為后續(xù)的施工操作提供指導(dǎo)。首先，試驗(yàn)孔距有兩種，如果平均擠密度在0.93以上，那么孔距應(yīng)當(dāng)為1m×1m、1.3m×1.3m。如果平均及密度在0.95以上，那么孔距應(yīng)當(dāng)為0.8m×0.8m、1m×1m。然后再嚴(yán)格按照箱規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。其次，針對樁徑的處理，需要將孔徑始終控制在400mm以內(nèi)，以免樁基過重，增加進(jìn)場成本。再次，在布樁試驗(yàn)結(jié)束后，安排專業(yè)的第三方機(jī)構(gòu)對布樁質(zhì)量進(jìn)行檢測，并做好含水量、孔隙率、濕陷系數(shù)等指標(biāo)的評估。然后，在保證各項(xiàng)指標(biāo)符合要求的基礎(chǔ)上，對樁間距進(jìn)行合理性調(diào)整，為施工成本的控制提供保證。最后，完成取樣操作后，需要利用中粗沙進(jìn)行及時(shí)回填，待各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，再正式開始施工操作。

3.布孔

在準(zhǔn)確把握施工現(xiàn)場實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，對孔位進(jìn)行合理的排布。使用全站儀等設(shè)備，加強(qiáng)測量放線質(zhì)量的控制，確保控制點(diǎn)坐標(biāo)的明確，加強(qiáng)施工平臺的搭設(shè)。同時(shí)，還要加強(qiáng)周圍土源情況的檢查，如果發(fā)現(xiàn)需要從外部采購?fù)馏w，還需要對土體的采購量與采購單價(jià)進(jìn)行分析，并制定出性價(jià)比較高的采購方案。另外，還需要結(jié)合坐標(biāo)點(diǎn)的具體位置，對樁位進(jìn)行明確，利用白灰進(jìn)行標(biāo)識，做好施工記錄，確保樁位偏差始終在20mm以內(nèi)。

4.成孔

施工人員需要按照先里后外的順序進(jìn)行成孔操作。針對局部部分的處理，可以按照先外后里的順序。避免臨孔互相擠壓等情況的出現(xiàn)，以免因?yàn)檎駝印⒖s孔等操作引起樁孔坍塌等問題。為了保證成孔質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以利用油漆進(jìn)行標(biāo)識。然后加強(qiáng)重心點(diǎn)、垂直度的控制，加強(qiáng)孔深、孔徑等參數(shù)的記錄，以免成孔偏差過大。選擇跳打方式進(jìn)行施工，墊好緩沖材料，并將樁錘、樁管和樁尖始終位于同一平面上。這樣，就可以利用樁錘自身的重力和垂直力，順利壓入樁管。如果樁身傾斜度過大，需要采取重新填孔、施工等措施，在成孔后，還就需要做好清底和內(nèi)部土層夯實(shí)工作。針對壓實(shí)系數(shù)的控制，需要對材料的含水量進(jìn)行重點(diǎn)予以控制，并通過抽樣檢查等方式剔除不合格的材料。確保垂直度、孔深、重心位移都達(dá)到相關(guān)要求后，再正式開始施工。如果其中一項(xiàng)不達(dá)標(biāo)，都無法正式開始成孔操作。此時(shí)，需要做好樁身的覆蓋保護(hù)工作，防止異物趁機(jī)進(jìn)入樁孔。

5.回填夯實(shí)

在將黏性素土填入之前，需要先將土體過篩，將雜土、膨脹土、凍土塊等剔除出去，并對土體的有機(jī)質(zhì)、含水量等進(jìn)行檢測，確保其符合相關(guān)要求。在正式開始填料之前，需要利用空夯操作，提高孔底密實(shí)度，然后再進(jìn)行填料和夯實(shí)。在這一操作過程中，需要將填料交由專門的工作人員負(fù)責(zé)。為了防止出現(xiàn)帶剎車放錘等違規(guī)現(xiàn)象，保證重錘作用得以充分發(fā)揮，需要確保每一次動作都擊實(shí)。如果發(fā)現(xiàn)地基土質(zhì)與原設(shè)計(jì)方案不相符，則不能開始后續(xù)操作，而是要先分析清除原因，并進(jìn)行妥善處理。

四、巖土工程地基處理中素土擠密樁的應(yīng)用問題及解決

1.縮頸問題及處理

在拔管的時(shí)候，如果遇到軟弱土層，或則土層含水量比較高，那么就可能因?yàn)榭s頸問題，使樁孔面積縮小。如果不能對這一問題進(jìn)行妥善的處理和解決，不僅會對樁錘的順利下落產(chǎn)生影響，還會引起填料堵塞等問題，使施工質(zhì)量達(dá)不到預(yù)期。

如果縮頸問題不嚴(yán)重，或者只有樁孔上部出現(xiàn)縮頸問題，可以直接利用工具，將凸出部分鏟去。如果縮頸問題比較嚴(yán)重，則需要采取更為復(fù)雜的處理措施。例如，先通過復(fù)打沖孔、重錘反復(fù)底夯等方式將干土填入樁孔，然后再重新打入樁管，利用新填入土的擠壓力，將多余水分吸收掉。在縮頸問題處理過程中，不僅要嚴(yán)格按照成孔擠密順序進(jìn)行操作，間隔跳打，還需要在成孔當(dāng)天完成回填夯實(shí)作業(yè)，降低水浸濕等問題的出現(xiàn)概率。

2.樁孔傾斜問題及處理

在素土擠密樁應(yīng)用過程中，如果樁機(jī)傾斜、土質(zhì)均勻度不夠高，那么還有可能出現(xiàn)樁孔傾斜問題。如果四周土質(zhì)硬度不達(dá)標(biāo)，擊打過程中就會出現(xiàn)樁孔傾斜問題。如果遇到障礙物，樁管傾斜的概率更是會大幅度提高。如果樁管傾斜問題已經(jīng)出現(xiàn)，并且土層的均勻性也受到了影響，那么還會增加拔管難度。所以，必須要做好現(xiàn)場勘探工作，并對樁管傾斜率進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

在施工過程中，一旦發(fā)現(xiàn)樁孔傾斜問題，需要在第一時(shí)間暫停施工，先漿樁管拔出來，再將土料填入其中，進(jìn)行復(fù)打。要想加強(qiáng)樁孔傾斜問題的預(yù)防，需要在正式開始施工之前，對地下障礙物、土質(zhì)均勻情況等進(jìn)行探明，然后將障礙物挖去除。如果樁孔傾斜問題與樁機(jī)有關(guān)，則施工人員在施工操作過程中，需要對樁機(jī)操作的平穩(wěn)性進(jìn)行重點(diǎn)控制，并利用吊線錘的方式，使樁管垂直打入其中。

3.疏松和斷裂問題及處理

在素土擠密樁的應(yīng)用過程中，如果不能保證回填夯實(shí)的密實(shí)度，那么將有可能出現(xiàn)斷裂、疏松等問題。例如，如果沒有做好施工控制工作，施工人員沒有嚴(yán)格按照相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，且頻繁出現(xiàn)不規(guī)范操作行為，沒有對工藝參數(shù)、機(jī)械設(shè)備參數(shù)等進(jìn)行合理的設(shè)置，那么回填料的含水量必然會偏高。

要想避免這一問題的出現(xiàn)，需要對施工管理工作予以高度的重視，嚴(yán)格按照相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。同時(shí)，加強(qiáng)現(xiàn)場施工監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的各種問題，并進(jìn)行妥善的處理與解決。另外，還要對回填料的拌和均勻度進(jìn)行控制，對含水率實(shí)驗(yàn)質(zhì)量進(jìn)行控制，確保回填料符合相關(guān)要求。為了控制邊緣土的夯實(shí)質(zhì)量，在夯錘選擇方面，要優(yōu)先使用棗核形夯錘或者梨形夯錘，盡量不要選擇平頭形夯錘。

五、結(jié)語

綜上所述，在巖土工程地基處理過程中，素土擠密樁是一種非常重要的地基處理方法，可以通過對地基物理性質(zhì)和力學(xué)性能的調(diào)整，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，為巖土工程施工質(zhì)量提供保證。但是，不同的巖土工程項(xiàng)目有著不同的地基處理要求。為了提高巖土工程地基處理質(zhì)量，還需要結(jié)合更多巖土工程的實(shí)際情況，探索出更多、更適合的地基處理方法和技術(shù)。