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        淺析土樁擠密施工技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

        2012-12-28 12:26:25王義堂
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2012年18期
        關(guān)鍵詞:施工

        王義堂

        (新康監(jiān)獄,山西 太原 030006)

        1 土樁擠密施工的適用范圍

        擠密法是一種用來形成直徑較大狀的方法,它先通過振動、沉管與沖擊等方法成孔,然后用碎土、砂石、土及石灰(可根據(jù)實(shí)際需要替換其他材料)來填充孔,最后再通過振實(shí)的方式將其處理成樁。擠密法形成較大直徑樁體的作用機(jī)理是深層密實(shí),因此,擠密法是深層密實(shí)法的一個分支,標(biāo)志著當(dāng)代地基處理方法取得的重大進(jìn)展。

        根據(jù)填充的土質(zhì)不同,擠密法通常分土樁、灰土及二灰土樁擠密法。

        土樁擠密法主要是用來對地基進(jìn)行加固,通常適用于處理位于地下水上方具有濕陷性特性的素填土、黃土及雜填土等地基。此類方法主要采用振動沉管、打入鋼套管或炸藥爆擴(kuò)等方式在地基成樁,然后再以分層的形式來進(jìn)行孔的回填土操作,最后夯實(shí)即可。樁孔位置的土體在經(jīng)過成孔及夯實(shí)等操作后,會全部被擠壓到附近的土體中,樁附近的土體就被擠密,如此一來,通過對周圍土體的擠密就能夠消除樁間土體的濕陷性,并同時在一定程度上增強(qiáng)了土體的承載力,這種方法主要是通過對土體的側(cè)向深層擠密來實(shí)現(xiàn)對地基的加固。

        要對地基的地質(zhì)條件進(jìn)行分析后,再根據(jù)具體的情況與需求來確定狀的性質(zhì),如果地基濕陷情況比較嚴(yán)重的話,處理目的就是清除濕陷性,此時應(yīng)該采用土樁擠密法進(jìn)行加固,假若需要提高地基的水穩(wěn)性或承載力的話,就應(yīng)該采用灰土樁或二灰土樁。

        2 不適宜采用土樁擠密法的情況

        并不是所有的地基都適宜采用土樁擠密法來進(jìn)行加固,為了有效地使用土樁擠密法,必須要對地基的土質(zhì)進(jìn)行合理的分析與判斷。假若地基的含水量超過23%,飽和度高于0.65,就不適宜對其采用土樁擠密法來加固,但,如果在施工過程中采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫档偷鼗暮康脑?,就可以采用。另外,黃土層中通常夾有薄沙礫層,假若薄沙礫層厚度超過4cm的話,對其采用土樁擠密法加固的話,施工中的成孔操作難度就非常大。

        3 土樁材料質(zhì)量的控制

        3.1 素土

        土樁擠密法中土樁使用的素土主要是粉質(zhì)粘土,而且都要用篩孔小于2cm的篩子對其進(jìn)行過篩處理。不允許里面有大于5%的有機(jī)質(zhì),嚴(yán)禁在回填素土中摻雜凍土或膨脹土。素土中可以存在碎石,但其粒徑必須保持在5cm以下。

        3.2 灰土

        通常選用過篩的塑性指數(shù)超過4和粒性土的粉土作為土樁中的灰土,不允許在里面摻雜有松軟雜質(zhì),并確保顆粒粒徑在1.5cm這個范圍內(nèi)?;彝林袘?yīng)使用塊徑小于50mm的新鮮生石灰作為石灰摻料,并將含石量控制在5%以下。要嚴(yán)格控制灰土中的生石灰,這是因?yàn)椋偃羯覊K徑過大,就會對樁的密度造成不利影響,而且生石灰容易和水發(fā)生反應(yīng),軟化為膏狀,同時,生石灰粉面也比較多,潛在噴漿的危險。

        3.3 二灰土

        為了不影響增強(qiáng)效果,二灰土中的粉煤灰需要晾干后才能使用,而且要按照一定的體積比和生石灰拌和均勻。

        4 施工要點(diǎn)

        4.1 成孔擠密

        4.1.1 沖擊法

        沖擊法成孔主要是利用定型或簡易沖擊機(jī)來進(jìn)行,施工工藝是將錘頭升高到一定高度后,再任其自由下落,這樣就會對土層造成嚴(yán)重的沖擊,重復(fù)這樣的操作,直至成孔結(jié)束,通過這種方式得到的孔,孔深通常超過20米,孔徑范圍為500到600米。

        為了保證孔的質(zhì)量,需要做到下面幾點(diǎn):

        (1)要根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)狀況與孔徑設(shè)計(jì)直徑來選擇適合的機(jī)型來進(jìn)行施工,為避免錘頭入土位置錯誤或在沖擊過程中造成孔口損壞,需要裝設(shè)鋼管導(dǎo)向器在鉆機(jī)上。

        (2)不能再開孔前,將錘提的過高,要控制在較低的位置,并且沖擊次數(shù)要頻繁,當(dāng)錘頭完全入土后,則轉(zhuǎn)換成正常的沖程錘擊,這時候,仍然不允許過多的使用高沖程。

        (3)為了方便觀測沖孔的深度,從而對其進(jìn)行控制,必須要在鋼絲繩上設(shè)置長度標(biāo)志。

        4.1.2 沉管法

        沉管法成孔的主要器具是振動或錘擊樁機(jī),打入土層的樁管所帶有的樁尖是由精鋼特制而成的,樁管入土深度是設(shè)計(jì)深度,一般為7到8米,樁管的拔出操作必須要緩慢進(jìn)行,拔出后即成孔。

        為了保證成孔的質(zhì)量,選擇操作設(shè)備時,對于打樁機(jī),要求其性能必須要和樁管直徑、長度、質(zhì)量和地基土質(zhì)條件相適應(yīng);對于錘擊樁機(jī),應(yīng)選取錘重超過樁管重量兩倍的。為了保證樁管準(zhǔn)確的落入樁孔中,需要采用平穩(wěn)就位樁機(jī)來協(xié)助操作。在整個沉管過程中,都要注意控制操作的速度和力度,要做到輕擊慢沉,一旦樁管穩(wěn)定,就要及時將其拔出,拔出過程中,要注意不要破壞孔口。另外,成孔后,如果樁孔出現(xiàn)嚴(yán)重的縮項(xiàng)及回淤情況,需要及時填入干砂,并再重復(fù)一次沉管成孔。

        4.1.3 爆擴(kuò)法

        爆擴(kuò)法成孔主要包括藥眼施工法與藥管施工法。

        (1)藥管施工法。藥管施工法通常用于土層含水量比較大的地基,具體施工程序?yàn)?首先使用扁頭鏟或洛陽鏟在土中挖掘出一個直徑為6到8cm的空洞,挖深要與樁孔設(shè)計(jì)深度保持一致,然后,把炸藥管和兩枚左右的電雷管放入孔洞中,炸藥管直徑應(yīng)選擇1.2到3cm。一切就緒后,就進(jìn)行引爆,至此,成孔完成。為了保證施工質(zhì)量使用的炸藥一定要選擇國家生產(chǎn)的,而且要嚴(yán)格控制炸藥的用量。

        (2)藥眼施工。藥眼施工法通常用于土層含水量大于22%的地基,具體施工程序?yàn)?首先要對土層打入鋼桿,桿徑取值為0.1到3cm,拔出鋼桿后,藥眼形成,然后在藥眼中填入炸藥及1到2個雷管,一切就緒,就進(jìn)行引爆,至此,程控完成。確保施工質(zhì)量的措施和藥管施工法一致,就是使用的炸藥要確保是國家生產(chǎn)的。

        4.2 填料夯實(shí)

        在進(jìn)行正式的回填夯實(shí)施工前,必須要先進(jìn)行回填試驗(yàn),明確填料數(shù)夯量和夯擊數(shù)。使用的夯實(shí)器具通常是電動卷揚(yáng)機(jī)提升式夯實(shí)機(jī),它不但夯機(jī)能量大,而且夯實(shí)效果好,這是由于其錘重高達(dá)450千克。另外,偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī)也比較常見,它的夯錘鋼管長約6到8米,管徑為6到8厘米,錘重為100到150千克,特點(diǎn)是鋼管和夯錘被焊成一個整體,鋼管被一雙同步向偏心輪夾在中間。為了確保夯實(shí)質(zhì)量,要確保錘重大于100千克,錘徑最大值小于樁孔孔徑10到60cm,同時,確保錘機(jī)平衡就位,而且位于樁孔中。另外,還要保證樁孔沒有積水或其他雜物,嚴(yán)禁送料車將填料直接倒入孔中,要采用專業(yè)人員進(jìn)行填料,并預(yù)留70到100厘米的土層在基礎(chǔ)地面上。結(jié)束操作后還需要采取一定的防雨防凍措施。

        5 常見的問題與對策

        5.1 樁身疏松或斷裂

        造成土樁樁身疏松或斷裂的主要原因有:

        (1)沒有將填料攪拌均勻,含水量超過標(biāo)準(zhǔn)值或小于標(biāo)準(zhǔn)值,含水量不夠時,應(yīng)該用水濕到標(biāo)準(zhǔn)值;

        (2)沒有嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行操作,回填速度過快,而且夯擊次數(shù)不足。夯擊在對樁孔進(jìn)行填料之前,對應(yīng)先對孔底夯擊三到四錘,并按照測定的密度,一邊填一邊夯擊,要對下料的速度及夯擊次數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

        5.2 縮孔或塌孔

        造成土樁縮孔或塌孔的主要原因有:

        (1)地基土質(zhì)的含水量不足或過大;

        (2)沒有按照規(guī)定的順序來成孔,應(yīng)該嚴(yán)格按照先外后內(nèi),中間停頓的順序來成孔;

        (3)沒有及時回填夯實(shí)。為了避免已成的孔被水浸濕,應(yīng)該在成孔當(dāng)天及時回填。

        總結(jié)

        綜上所述,土樁擠密施工技術(shù)非常適用于公路工程中的軟土地基,能夠?qū)ζ溆泻芎玫募庸套饔?,而且操作簡單。然而,在施工的同時,也要注意其存在的一些問題。

        [1]葉偉,淺析公路工程中土樁擠密施工技術(shù),黑龍江科技信息[J],2011(22).

        [2]鮑愛國,公路工程中土樁擠密施工技術(shù),中國新技術(shù)新產(chǎn)品[J],2010(3).

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