浅析土桩挤密施工技术在公路工程中的应用

王义堂

（新康监狱，山西 太原 030006）

1 土桩挤密施工的适用范围

挤密法是一种用来形成直径较大状的方法，它先通过振动、沉管与冲击等方法成孔，然后用碎土、砂石、土及石灰（可根据实际需要替换其他材料）来填充孔，最后再通过振实的方式将其处理成桩。挤密法形成较大直径桩体的作用机理是深层密实，因此，挤密法是深层密实法的一个分支，标志着当代地基处理方法取得的重大进展。

根据填充的土质不同，挤密法通常分土桩、灰土及二灰土桩挤密法。

土桩挤密法主要是用来对地基进行加固，通常适用于处理位于地下水上方具有湿陷性特性的素填土、黄土及杂填土等地基。此类方法主要采用振动沉管、打入钢套管或炸药爆扩等方式在地基成桩，然后再以分层的形式来进行孔的回填土操作，最后夯实即可。桩孔位置的土体在经过成孔及夯实等操作后，会全部被挤压到附近的土体中，桩附近的土体就被挤密，如此一来，通过对周围土体的挤密就能够消除桩间土体的湿陷性，并同时在一定程度上增强了土体的承载力，这种方法主要是通过对土体的侧向深层挤密来实现对地基的加固。

要对地基的地质条件进行分析后，再根据具体的情况与需求来确定状的性质，如果地基湿陷情况比较严重的话，处理目的就是清除湿陷性，此时应该采用土桩挤密法进行加固，假若需要提高地基的水稳性或承载力的话，就应该采用灰土桩或二灰土桩。

2 不适宜采用土桩挤密法的情况

并不是所有的地基都适宜采用土桩挤密法来进行加固，为了有效地使用土桩挤密法，必须要对地基的土质进行合理的分析与判断。假若地基的含水量超过23%，饱和度高于0.65，就不适宜对其采用土桩挤密法来加固，但，如果在施工过程中采用适当的措施来降低地基的含水量的话，就可以采用。另外，黄土层中通常夹有薄沙砾层，假若薄沙砾层厚度超过4cm的话，对其采用土桩挤密法加固的话，施工中的成孔操作难度就非常大。

3 土桩材料质量的控制

3.1 素土

土桩挤密法中土桩使用的素土主要是粉质粘土，而且都要用筛孔小于2cm的筛子对其进行过筛处理。不允许里面有大于5%的有机质，严禁在回填素土中掺杂冻土或膨胀土。素土中可以存在碎石，但其粒径必须保持在5cm以下。

3.2 灰土

通常选用过筛的塑性指数超过4和粒性土的粉土作为土桩中的灰土，不允许在里面掺杂有松软杂质，并确保颗粒粒径在1.5cm这个范围内。灰土中应使用块径小于50mm的新鲜生石灰作为石灰掺料，并将含石量控制在5%以下。要严格控制灰土中的生石灰，这是因为，假若生石灰块径过大，就会对桩的密度造成不利影响，而且生石灰容易和水发生反应，软化为膏状，同时，生石灰粉面也比较多，潜在喷浆的危险。

3.3 二灰土

为了不影响增强效果，二灰土中的粉煤灰需要晾干后才能使用，而且要按照一定的体积比和生石灰拌和均匀。

4 施工要点

4.1 成孔挤密

4.1.1 冲击法

冲击法成孔主要是利用定型或简易冲击机来进行，施工工艺是将锤头升高到一定高度后，再任其自由下落，这样就会对土层造成严重的冲击，重复这样的操作，直至成孔结束，通过这种方式得到的孔，孔深通常超过20米，孔径范围为500到600米。

为了保证孔的质量，需要做到下面几点:

（1）要根据现场土质状况与孔径设计直径来选择适合的机型来进行施工，为避免锤头入土位置错误或在冲击过程中造成孔口损坏，需要装设钢管导向器在钻机上。

（2）不能再开孔前，将锤提的过高，要控制在较低的位置，并且冲击次数要频繁，当锤头完全入土后，则转换成正常的冲程锤击，这时候，仍然不允许过多的使用高冲程。

（3）为了方便观测冲孔的深度，从而对其进行控制，必须要在钢丝绳上设置长度标志。

4.1.2 沉管法

沉管法成孔的主要器具是振动或锤击桩机，打入土层的桩管所带有的桩尖是由精钢特制而成的，桩管入土深度是设计深度，一般为7到8米，桩管的拔出操作必须要缓慢进行，拔出后即成孔。

为了保证成孔的质量，选择操作设备时，对于打桩机，要求其性能必须要和桩管直径、长度、质量和地基土质条件相适应；对于锤击桩机，应选取锤重超过桩管重量两倍的。为了保证桩管准确的落入桩孔中，需要采用平稳就位桩机来协助操作。在整个沉管过程中，都要注意控制操作的速度和力度，要做到轻击慢沉，一旦桩管稳定，就要及时将其拔出，拔出过程中，要注意不要破坏孔口。另外，成孔后，如果桩孔出现严重的缩项及回淤情况，需要及时填入干砂，并再重复一次沉管成孔。

4.1.3 爆扩法

爆扩法成孔主要包括药眼施工法与药管施工法。

（1）药管施工法。药管施工法通常用于土层含水量比较大的地基，具体施工程序为:首先使用扁头铲或洛阳铲在土中挖掘出一个直径为6到8cm的空洞，挖深要与桩孔设计深度保持一致，然后，把炸药管和两枚左右的电雷管放入孔洞中，炸药管直径应选择1.2到3cm。一切就绪后，就进行引爆，至此，成孔完成。为了保证施工质量使用的炸药一定要选择国家生产的，而且要严格控制炸药的用量。

（2）药眼施工。药眼施工法通常用于土层含水量大于22%的地基，具体施工程序为:首先要对土层打入钢杆，杆径取值为0.1到3cm，拔出钢杆后，药眼形成，然后在药眼中填入炸药及1到2个雷管，一切就绪，就进行引爆，至此，程控完成。确保施工质量的措施和药管施工法一致，就是使用的炸药要确保是国家生产的。

4.2 填料夯实

在进行正式的回填夯实施工前，必须要先进行回填试验，明确填料数夯量和夯击数。使用的夯实器具通常是电动卷扬机提升式夯实机，它不但夯机能量大，而且夯实效果好，这是由于其锤重高达450千克。另外，偏心轮夹杆式夯实机也比较常见，它的夯锤钢管长约6到8米，管径为6到8厘米，锤重为100到150千克，特点是钢管和夯锤被焊成一个整体，钢管被一双同步向偏心轮夹在中间。为了确保夯实质量，要确保锤重大于100千克，锤径最大值小于桩孔孔径10到60cm，同时，确保锤机平衡就位，而且位于桩孔中。另外，还要保证桩孔没有积水或其他杂物，严禁送料车将填料直接倒入孔中，要采用专业人员进行填料，并预留70到100厘米的土层在基础地面上。结束操作后还需要采取一定的防雨防冻措施。

5 常见的问题与对策

5.1 桩身疏松或断裂

造成土桩桩身疏松或断裂的主要原因有:

（1）没有将填料搅拌均匀，含水量超过标准值或小于标准值，含水量不够时，应该用水湿到标准值；

（2）没有严格按照施工要求进行操作，回填速度过快，而且夯击次数不足。夯击在对桩孔进行填料之前，对应先对孔底夯击三到四锤，并按照测定的密度，一边填一边夯击，要对下料的速度及夯击次数进行严格的控制。

5.2 缩孔或塌孔

造成土桩缩孔或塌孔的主要原因有:

（1）地基土质的含水量不足或过大；

（2）没有按照规定的顺序来成孔，应该严格按照先外后内，中间停顿的顺序来成孔；

（3）没有及时回填夯实。为了避免已成的孔被水浸湿，应该在成孔当天及时回填。

总结

综上所述，土桩挤密施工技术非常适用于公路工程中的软土地基，能够对其有很好的加固作用，而且操作简单。然而，在施工的同时，也要注意其存在的一些问题。

[1]叶伟，浅析公路工程中土桩挤密施工技术，黑龙江科技信息[J]，2011(22).

[2]鲍爱国，公路工程中土桩挤密施工技术，中国新技术新产品[J]，2010(3).