浅析公路工程中土桩挤密施工技术控制

许俊明+安文举

摘 要：作为一种新的软土地基的处理方法，软基振动沉管挤密碎石桩的运用能够使粉土和砂土地基实施加固，能够将地基的承载力增加，减少沉降量，避免出现地震液化，同时也可在对软弱粘性土的整体稳定性的增加中得到运用。

关键词：公路工程；土桩挤密施工

1 土桩挤密法

土桩挤密法（soilcompactionpile），按预定平面位置，采用沉管、冲击或爆破等方法成孔，然后在孔中填以素土（粘性土）或灰土，分层捣实，形成土桩。土桩与挤密后的桩间土组成复合地基，共同承受基础所传递的荷载。此法常用于处理湿陷性黄土地基、杂填土地基和填土地基，处理深度一般为5～10米，自50年代开始，最大处理深度可达15米以上。处理后的地基承载力一般提高50～100%。土桩（包括灰土桩）挤密地基的桩径、桩距和孔深通过试验求得。桩孔直径一般为30～50厘米，桩距（桩孔的中心距离S）约为桩孔直径的2～3倍。挤密桩法与其它地基处理方法比较，有如下主要特征：

1、灰土、素土等挤密桩法是横向挤密，但可同样达到所要求加密处理后的最大干密度的指标；

2、与土垫层相比，无需开挖回填，因而节约了开挖和回填土方的工作量。比换填法缩短工期约一半，

3、由于不受开挖和回填的限制，一般处理深度可达12～20m；

4、由于填入桩孔的材料均属就地取材，因而比其它处理湿陷性黄土和人工填土的方法造价为低，取得很好的效益。

灰土、素土等挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，可处理地基的深度为5～20m。当以消除地基土的湿陷性为主要目的时，宜选用素土挤密桩法。当以提高地基土的承载力或增强其水稳性为主要目的时，宜选用灰土挤密桩法。当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时，不宜选用灰土挤密桩法或素土挤密桩法。

2 公路工程土桩挤密施工材料准备

1、素土

在土桩施工中运用的素土材料主要是粉质粘土，在实际应用之前，应采用筛子进行过筛处理，控制筛子的筛孔大小，使其小于2cm。其次，在选择素土时，应对素土原材料内含有的有机质含量应达到5%以下，禁止在素土中对膨胀土、冻土或其他土质进行掺入。当然，允许素土内有碎石存在，进碎石的粒径控制在小于5cm，对于超过5cm的碎石可进行剔除。

2、灰土

土桩施工中，运用的灰土原材料是塑性指数超过4的及粒性粉土，在选择灰土材料时，应禁止里边有松软性杂志掺入，严格对灰土的颗粒粒径进行控制，使其达到小于1.5cm。另外，在拌和灰土时，可对小于50mm粒径大小的生石灰进行运用，使其作为石灰掺料。此时，应注意的是，应严格对生石灰的掺入量进行控制，尽可能将生石灰的含量控制在小于5%，避免由于较大生石灰粒径造成含量过大问题出现，从而对土桩的密实度造成影响，在施工过程中，结合生石灰和水容易出现反应，当软化后会出现膏状，从而无法将其作用得到充分发挥。

3、二灰土

土桩挤密施工技术应用中，为了进一步加强地基的密实效果，都会在原材料中加入一些二灰土，利用二灰土中含有的粉煤灰来增强施工效果。但二灰土中的粉煤灰必须要晒干后才能加以使用，且使用时还必须按照一定的体积比与原材料中掺加进的生石灰拌和均匀。

3 公路工程土桩挤密施工技术控制分析

1、成孔挤密

（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：

第一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损坏，需要装设钢管导向器在钻机上。第二不能再开孔前，将锤提的过高，要控制在较低的位置，并且冲击次数要频繁，当锤头完全进入土后，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。第三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。

（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。

（3）爆扩法成孔方式

爆扩法成孔方式主要包括药眼施工法和药管施工法两种。其中，再低药眼施工法进行选用时，施工方式主要是在土层中对直径为1～30mm的钢纤进行打入，然后拔出钢纤，即产生药眼，将炸药和1～2个雷管向药眼内填入，进行引爆，随即出现桩孔。需要控制的质量关键是确保炸药与国家生产的产品相满足，并把握好炸药的用量。在对药管施工法进行选用时，与较大含水量的土层较为适用。采用洛阳铲或扁头铲是时候挖掘，在土中形成空洞，使其直径控制在60～80mm，并使其深度满足桩孔设计值，向孔洞内对直径为12～30mm的炸药管和1～2枚电雷管放入，当安装完成之后即可引爆，从而产生桩孔。需对质量实施控制，使其与药眼施工法相符，即属于国家生产的炸药和用量。

2、填料夯实

必须经过回填试验，确定合理的填料数量和夯击数后，才能进行回填夯实施工。常见的桩孔填料夯实机是电动卷扬机提升式夯实机，它的锤重可达450kg，所以具有夯机能量大，夯实效果好的特点。此外还有偏心轮夹杆式夯实机，它的夯锤重达100～150kg，具有6～8m长的夯锤钢管，其管径是60～80mm。它的特点是钢管与夯锤被焊成一个整体，一双同步向偏心轮将钢管夹在中间，进行夯实填料。质量控制需要注意的事项有以下几点。首先，保证锤重不小于100kg，锤的最大直径要比桩孔的直径小100～160mm。其次，在夯锤机就位时必须确保其平衡，而且夯锤一定要对准桩孔。此外，需要将桩孔内杂物和积水清理干净。

4 结束语

综上所述，目前在公路工程中所使用的软土地基处理方法种类繁多，而对于其中位于地下水位上方的湿陷性黄土、杂填土和新近积黄土最有效的处理方法就是土桩挤密施工技术。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。其不仅可以对软土地基进行加固压实，还可以提高公路施工的质量。因此，在我国公路工程中得到了广泛的应用。

参考文献

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