浅谈柱锤冲扩桩在西北地区人工填土地段加固地基的应用

颉冬冬

兰州生态创新城发展有限公司 甘肃兰州 730000

1 工程概况

该地区地貌上属黄河二阶地，地形相对平坦，试验段施工里程为DK0+130-DK0+230段，地基处理为预钻孔柱锤冲扩桩，桩径为0.6米，桩间距为1.5米，桩长8米，桩位采用正三角形布置。工程地质及水文情况：工点范围内地层主要为第四系全新统人工填土，主要分布于地表，淡黄色为主，厚1.2-5.3m，成分以砂质黄土为主，土质不均，局部夹有圆砾及碎石土，稍湿，稍密-中密，Ⅱ级普通土。人工填土下主要为砂质黄土（Q4a13），浅黄色，厚14.5-18.1m，以粉粒为主，土质较均，具孔隙，以稍湿为主，稍密-中密，Ⅱ级普通土σ0=120KPa。工程范围内未见地表水[1]。地基处理后，要达到以下要求：单桩复合地基承载力特征值不小于200kPa；满足桩体平均压实系数λc≥0.97；满足桩间土平均挤密系数ηc≥0.93；桩间土湿陷系数δs＜0.015。

2 施工工艺流程

主要施工方法：先外排后里排，隔排隔桩跳打法施工，预钻0.4米孔，然后冲扩成0.6米的设计桩径。施工流程：清理和平整场地→测量、定位放线→洛阳铲就位→挖孔→成孔检测→夯机就位→夯锤对中→填第一层填料→第一遍冲击夯实→测线检测→填夯第N层填料→冲击夯实→成桩→桩身密实度检验→承载力试验。

3 施工

3.1 柱锤冲扩桩施工过程

①清理平整施工场地，应将桩顶标高以上松土全部清除。②布置桩位，准确定出桩孔位置并进行编号。③成孔顺序应由外向里间隔分排进行，防止错位或漏孔。④洛阳铲挖机就位后，应保持平整稳固，使柱锤对准孔中心，并能自由地落入孔底，确保动能压强。⑤成孔：成孔达到要求深度后，用标准料斗或运料车将拌和好的填料分层填入桩孔并逐层夯实。锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯实度、夯击次数、总填料量等应根据试验或按当地经验确定。每个桩孔应夯填至桩顶设计标高以上至少0.5m，其上部桩孔宜用原槽土夯封。施工中应做好记录，并对发现的问题及时进行处理。⑥施工机具移位，重复上述步骤进行下一根桩施工。

现场施工参数

3.2 填料的拌制

水泥土采用装载机机械拌合且随拌随用，拌合采用称重比例进行试拌合，桩孔料按设计要求进行，水泥用量为10%，水泥采用P·S·A42.5普通硅酸盐水泥。土料采用纯净黄土，根据实验结果含水量12.9%，土中有机质含量为1.8%，符合设计用料。使用时过15mm筛，混合料的含水量应满足最优含水量，允许偏差不得大于±2%。土料与水泥应拌合均匀。各种用料采用称重计量进行用量控制，色泽一致，无灰团、灰条和花面现象。已拌成水泥土不得超过3小时或隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡水泥土严禁使用按作废处理。下雨期间不进行水泥土拌制。拌合完成后及时测定水泥土混合料含水量，每天不少于1次，并满足设计要求，进行混合料夯填施工[2]。

3.3 柱锤夯实就位

成孔后将柱锤提升对准成孔，并保持垂直稳定。由装载机把配比好的水泥土料铲到冲扩桩施工现场，每次铲料0.22方，可以填料厚度70cm。再由人工将料填进桩内，进行分层填筑，1.5t柱锤进行夯实。

3.4 水泥土回填夯实

施工顺序：清底夯—水泥土拌制—虚填—分层夯击—成桩。成孔至设计深度，将柱锤提升一定高度，自动脱钩下落冲击土层，如此反复冲击至设计成孔深度时，可在孔内填少量粗骨料继续冲击，直到孔底被夯密实。成孔后及时夯填，夯填施工由装载机配合人工填料，机械连续夯击，填土与夯击要配合好，夯锤与桩孔互相对中，使夯锤自由下落孔底。在向孔内填料前先夯实孔底。桩孔填料前，应清底并夯实，夯击次数为2次然后根据确定的分层回填厚度和夯击次数逐次填料夯实。夯填至桩顶设计标高以上至少0.5m，其上部桩孔宜用水泥改良土夯封。每台柱锤冲扩机自备柱锤，锤重1.5t，其竖向投影面积的静压力不小于20KPa，夯锤最大部分的直径比桩孔直径小90-120mm，以便填料顺利通过夯锤四周。10%水泥掺量试桩根数4根，每层回填厚度均为70cm，桩底以上3m夯实次数9次；2m至桩顶夯实次数11次。水泥土回填夯实采用连续施工，每个桩孔一次性分层回填夯实，不得间隔停顿或隔日施工以免降低桩的承载力。

3.5 成桩保护措施

柱锤冲扩桩成桩保护措施：28天内对挤密桩成桩范围内采用拉警戒线，配备专人防护，防止机械碾压对挤密桩桩身产生损坏。桩间土清理时采用人工配合小型挖掘机进行清理。

4 结语

本文通过工程实例，证明柱锤冲扩桩法在处理西北地区杂填土上具有明显施工效果，且具有施工简单、形成桩体速度快、工程效果明显、桩体填料拌制简单、可就地取材、工程费用低等优点，可广泛应用于人工杂填土地基处理工程中[3]。