湿陷性黄土路基素土挤密桩处理方法

赵学亮

（广州市市政集团有限公司）

1 工程概况

S60 西吉至会宁（宁甘界）公路工程，是G22（青兰高速）与G70（福银高速）的联络线，也是《宁夏回族自治区省道网布局规划（2015-2030 年）》中重要的省级高速公路。合同段起点K44+666 顺接固原至西吉公路，路线自东向西布设，终点K53+000 位于杨家沟附近，路线全长8.334km，采用双向四车道高速公路标准建设，设计速度采用80km/h，路基宽度21.5m，车辆荷载等级为公路-I级。

该路试验段确定段落桩号为K46+280-K46+325 左幅，路基工程采用湿陷性黄土路基素土挤密桩处理。

2 施工要求

项目部根据工程实际情况，采用履带式素土打桩机沉管成孔、自动回填夹杆式夯实机夯实。

表1 主要机械设备配备

表2 主要试验仪器配备

⑴对施工机械、方案、施工参数的优选和确定，研究适合路基素土挤密桩的成孔设备及夯填设备在该段地层施工的工效、施工参数，确定相应地层的施工设备类型及各种设备的搭配方式，筛选出最优的施工机具搭配方案。

⑵对设计参数的现场地质核对。

⑶检验施工准备工作的周密性、严谨性。

⑷根据试验确定施工工艺细则和质量控制细则，用以指导正式工程的施工。总结确定施工进度指标、资源配置、成本指标、管理要点等实际资料，为后续施工规划提供实际数据参数。

3 机械及实验仪器配备

4 施工准备

⑴全线测量工作已完成，成果已上报并得到驻地办批复。试验检测报告已上报并得到驻地办批复。

⑵施工便道已贯通，打桩机、自动夹杆式夯实机、压路机等机械全部进场，并拼装完成，可以满足本项目素土挤密桩施工需要。

⑶技术人员、检测人员、施工人员全部到位。

⑷测量、试验、检测仪器全部到位并标定完成，可以满足施工需要。测量报告和试验检测报告已上报驻地办并获得批复。

⑸素土挤密桩两级技术交底工作已经完成，现场技术人员及施工人员已熟悉素土挤密桩施工工艺及各项检测指标。

⑹制定了安全、环保、文明施工的施工方案及措施。

5 施工方法

5.1 参数选定

⑴沉桩沉孔采用履带式素土打桩机进行，打桩机重3T，管径为40㎝，成孔深度5m，夯锤重150kg。

⑵回填土采用自动夹杆夯实机控制。

⑶素土取样地点BK0+500 深3m 处，最佳含水率为12.4%，最大干密度为1.9g/㎝3；桩体控制压实度不小于90%，桩间土压实度不小于90%；湿陷系数小于0.015。

5.2 施工流程

5.2.1 工艺流程

工艺流程见图1。

图1

5.2.2 场地清理

施工前对施工现场进行场地整平，符合要求后方可施工；桩施工后，清除复合地基上部桩头、桩间土松动层，并进行碾压整平。

5.2.3 成孔

⑴本合同段素土挤密桩采用沉管法成孔。

⑵施工前，根据平面布置图及桩位图，测量组放出每个桩位中点，用50m 钢尺拉通同一断面左右两个桩位，复核每个桩位的位置，桩孔中心点的偏差不应超过桩距设计值的5%且不大于5cm，经检查无误后，进行施工。素土挤密桩采用沉管成孔，桩长5m，桩径40cm，桩间距为80cm，桩位平面按等边三角形布置。

⑶桩机就位时必须平稳，不发生移动或倾斜。沉管对准桩位中心点慢慢向下击入，避免引起坍孔、扩孔。在桩杆5m 和5.5m 处做标记（扣除钻头长度)，用来控制成孔深度。成孔后若发生桩孔严重缩径或倾斜，填入干砂重新复打成孔。

⑷桩孔完成后，应立即检查孔位、垂直度、桩径和深度等，桩孔中心点的偏差不应超过桩距设计值的5%且不大于5cm，桩孔垂直度偏差应小于1.5%；对沉管法，其桩孔直径误差为±5cm，深度误差为-10cm，检查合格后应及时回填，以防雨水浸蚀。

⑸素土挤密桩按设计隔排跳桩施工，如图2 所示。

图2

5.2.4 钻孔回填

⑴土料中有机质含量不得超过2%，不得含有冻土和膨胀土，使用时应过10～20mm 筛，混合料含水量应满足土料的最佳含水量。应为低液限粉土或液限粘土，塑性指数不大于8。

⑵夯锤重量150kg，夯锤最大部分的直径应较桩孔直径小10～15cm，以便填料能顺利通过夯锤四周，夯锤形状下端应为抛物线形锥体或尖锥形锥体，上段呈弧形。

⑶用土料在最佳含水量状态下分层回填夯实，压实系数不应小于0.90（重型标准），填料的含水量如超过最佳含水量的±3%时，应晒干或洒水湿润。

⑷不同夯击时间回填，如表3。

表3

⑸施工过程中，检测成孔及回填夯实的质量，并及时做好施工记录。

⑹成桩完成后对桩头用振动压路机碾压密实，桩间土的压实度应达到90%。

5.3 桩间土湿陷性

根据现场试验确定黄土湿陷系数小于0.015，即黄土湿陷性已消除。夹杆机送土夯实参数：送土3s，夯实20s（自动夯实设备为每次送料3s，锤重最少应达到150kg。）并以此结论作为后续施工的控制方法，后续施工中严格按照试验段施工方案和试验结果确定的数据施工。

6 素土挤密桩施工现场质量控制要点

施工现场控制好素土的最佳含水量、送土及夯实参数时间，桩间土及桩体夯实素土的湿陷系数按σs＜0.015 控制。桩体及桩间土压实度不小于90%，采用汽车钻心取样，环刀法检测。复核地基承载力在挤密桩体成桩14 天后，抽取总数的1‰点进行检测，桩体的压实系数不小于0.90，经处理后的复合地基承载力不应小于180kPa。每段施工后，用平地机将表面浮土刮开，清点素土挤密桩数量。

7 结论

素土挤密桩施工技术具有较高的应用价值，将其科学合理地应用于湿陷性黄土区域工程建设之中，能够有效地处理湿陷性黄土地基，提高黄土地基的承载力，满足工程建设要求。当然，要想真正实现这一目的，一定要严格按照相关规范标准及施工要求，有序、合理地展开素土挤密桩施工作业，并实施复核地基承载力试验，检验桩体承载力是否达标，才能真正地保证地基具有较强的稳固性。

在湿陷性黄土区域工程建设中有效应用素土挤密桩施工技术，有利于促进工程良好建成。