公路工程灰土挤密桩施工技术探讨

刘君旺

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公路工程灰土挤密桩施工技术探讨

刘君旺

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灰土挤密桩作为处理湿陷性黄土地基的一种常用施工方法，已在高速公路、铁路、大型厂区建设中被广泛应用，灰土挤密桩成桩为横向挤密，对于消除地基土的湿陷性、提高地基承载力、降低土体压缩性效果显著，可有效提高抵抗湿陷的能力，减小工后沉降。为此，本文主要对灰土挤密桩施工原理及施工技术应用进行了分析与探究。

公路工程；灰土挤密桩；施工技术

一、灰土挤密桩施工原理

1、工后产生沉降的主要原因是黄土的强结构性和孔隙，在实际施工中，灰土挤密桩因冲击振动充分扰动了桩周围的土体，破坏了大孔隙黄土的原有结构，使其结构变得更加紧密，从而使抵抗湿陷和振陷的能力得到了提高，工后的沉降也得到了有效的减少。

2、在成桩过程中，桩间土因受到很大的侧向挤压力，通过被挤密加固，使强制挤密区、挤密区和挤密影响区得以形成，从而使桩周围土体的模量得到了提高，地基整体的压缩变形得到了有效的减少。

3、当采用较重夯锤进行施工时，孔内加固原材料单位面积会受到高动能、强夯击的作用，地基土会受到很高的预压应力，从而提高了桩体的强度，模量也会增大，这样以来处理后的地基浸水及加载不会有明显压缩变形的产生。

4、桩体和桩间土得到有效的加固，复合黄土地基的整体刚度较均匀，可以确保行车的安全，提高行车的舒适度。

二、灰土挤密桩技术在公路工程施工中的应用

1、施工准备。详细调查分析工程地质报告、钻探资料、地基土和桩孔填料的击实试验资料、土质均匀性和含水量变化情况；详细研究平面定位图，基础和桩孔布置施工图；调查邻近区域的净空、地下管线、地下构筑物、相邻建筑物的资料。复核地基土的含水率、饱和度，当地基土的含水率小于12%或大于24%、饱和度大于65%时，及时通知设计单位予以确认，由设计单位确定是否变更设计。

2、测量放样。场地清理工作与整平工作应在施工前进行，如施工场地存在松软路段时，为有利于机械作业，应及时进行处理。在施工前应对基础中线、边线进行测量放样，并准确定位桩孔，同时进行标注。桩孔中心定点施工时可选用钢钎（直径20毫米）向土内插入20厘米的深度，随后将钢钎拔出并进行石灰灌注，以此确定其位置。当地基土质含水量较低时，应将其进行浸水湿润，确保其含水量符合施工要求。

3、灰土拌和。分别过筛土与消解后的石灰，随后遵循灰土体积进行配料拌和施工，一般情况下配合比为2：8，在拌料场进行3遍拌和后，将其运输到孔位附近，夯填施工前应在进行一次拌和作业。

4、成孔施工。待桩机安装到位后，注意调整桩机的位置，在桩机确保无误之后，先将桩管吊起然后缓缓地放下桩管，使得桩管、桩尖以及桩锤能够位于同一直线上，避免发生偏差。桩尖准备入土之时，应该先进行低锤轻击，待桩机进入土中一至两米的深度，保证各项都没有意外后，再按设计的要求采用锤头重2.5T的履带式灰土打桩机反复冲击土层成孔，孔深12m，孔径40cm。在沉管进行夯击之时，当桩管的倾斜度超过1%至1.5%时，就要拔出桩管并且将失误的桩孔填满好再进行重新打孔。待每次成功成孔之后要将桩管拔出，然后对桩尖进行检查看是否有损坏或偏离。在施工的重要部位，成孔和制桩的质量都需要进行严格地控制，必要的时候可以采取加密桩或者短桩的措施。沉管贯入度的测定需要在桩尖无损坏、锤击无偏离、锤的落距符合要求以及桩帽、弹性垫层符合规定的前提之下才能认定是有效的。

5、桩孔回填与夯实。一般采取就地挖取的纯净黄土与粘性土作为桩孔回填材料，这种材料不能应用于有机质含量8%以上的表层耕土或淤泥质土与杂填土内，这种土质中回填此类材料应进行过筛作业。一般情况下高速公路工程施工中，都会选用偏心轮夹杆式夯实机械作为灰土挤密桩施工的桩孔夯实机械，其夯锤重量为340千克，落距为45厘米，夯击次数为一分钟35到40次，夯锤提升主要依靠摩擦力。通过夯实试验，对每次填料数量与夯击次数进行合理确定。夯实机就位后必须确保其平稳性，夯锤应与桩孔位置对准，并确保其能自由落入孔底。夯填施工前，必须对孔径、孔深等位置进行详细检查，确保符合施工要求进行施工。填料施工前应对孔底夯实，夯击次数一般孔在8到10次以上，确保其深度在30厘米到50厘米以下时，其含水量符合施工要求后，进行分层夯填。遵循相关规定数量指定专人进行均匀填料，不能把送料车向倒料入孔直接倒入。

6、填夯质量检测。采用随机抽样检查法，检查数量不少于桩孔总数2%，常用检查方法有以下四种。

（1）轻便触探检验法。通过填夯试验求得触探锤击数N10和填料系数D之间的关系曲线，按设计要求的D值定出轻便触探检验的“检定锤击数”，施工检验时以实际锤击数不少于“检定锤击数”为合格。由此关系曲线图也可推测量出填料的压实系数D值。此项检验，宜在桩孔夯实后24小时内进行。

（2）小环刀深层取样检验法。采用洛阳铲在桩体中心铲孔，从基础底面起每隔1—1.5m用带有长杆的小环刀分层取出原状土样，测试其干容重和压实系数。

（3）开剖取样检验法。开剖桩体分层（每层1—1.5m）取样试验，每层取样不少于2个。

（4）夯击能量检验法。填料的压实系数D与施加给单位桩体的夯击能N之间具有对数关系，其表达式为D=a+blogN。如果锤重已定，则夯击能主要决定于填料的数量、夯锤实际落距（当夯锤提升高度一定时两者互成反比关系）和夯击次数。因此，只要测出夯锤的实际落距和击数就可算出单位桩体的夯击能。检验后，如果20%不符合要求，则应采取补救措施，如加桩或用小桩管二次挤密等方法。

三、结束语

综上所述，公路建设作为国民经济发展的重要组成部分，在交通建设、经济发展、缩短城乡差距中起着关键性的作用。近年来，随着社会经济发展速度的不断提升对公路工程建设提出新要求，高速公路作为公路工程的重要组成部分，要求通过创新体制、完善政策，进一步提升工程建设力度。灰土挤密桩技术作为高速公路工程施工的重要方式，其施工效果是否良好直接影响着高速公路工程的整体质量，为此，施工单位必须重视灰土挤密桩技术的应用，在规范施工工艺的同时，不断改进技术，提高高速公路建设的整体质量，推动交通经济的高速发展，为国民经济增长提供一份力量。

［1］张嘉辉. 湿陷性黄土地基处理技术在张石高速公路应用研究［D］.天津大学 2012