張靜河南省弘陽(yáng)高速公路有限公司 河南鄭州 450016

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基于公路工程施工中灰土擠密樁技術(shù)的研究

張靜
河南省弘陽(yáng)高速公路有限公司 河南鄭州 450016

[摘要]作為濕陷性黃土地基處理的重要施工技術(shù)，灰土擠密樁施工技術(shù)目前在高速公路、鐵路等工程建設(shè)中得到了廣泛地應(yīng)用與推廣，灰土擠密樁成樁為橫向擠密，對(duì)于消除地基土的濕陷性、提高地基承載力、降低土體壓縮性效果顯著，可對(duì)抵抗?jié)裣菽芰M(jìn)行有效提升，同時(shí)也是工后沉降降低的重要方式。為此，本文主要對(duì)高速公路工程施工中灰土擠密樁的概況、施工準(zhǔn)備、技術(shù)應(yīng)用及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

[關(guān)鍵詞]灰土擠密樁技術(shù)；高速公路工程；應(yīng)用；概況；準(zhǔn)備工作；質(zhì)量控制

公路建設(shè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，在交通建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、縮短城鄉(xiāng)差距中起著關(guān)鍵性的作用。高速公路作為公路工程的重要構(gòu)成部分，為進(jìn)一步提升公路工程建設(shè)質(zhì)量，施工單位必須重視路基施工技術(shù)的應(yīng)用。灰土擠密樁技術(shù)作為公路工程軟基處理的重要方式，其施工效果將對(duì)公路工程整體質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，為此，施工單位必須提升灰土擠密樁施工技術(shù)，規(guī)范施工工藝，只有這樣才能推動(dòng)交通經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，才能為國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供一份力量。

一、灰土擠密樁施工原理

1、工后產(chǎn)生沉降的主要原因是黃土的強(qiáng)結(jié)構(gòu)性和孔隙，在實(shí)際施工中，灰土擠密樁因沖擊振動(dòng)充分?jǐn)_動(dòng)了樁周圍的土體，破壞了大孔隙黃土的原有結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)變得更加緊密，從而使抵抗?jié)裣莺驼裣莸哪芰Φ玫搅颂岣撸ず蟮某两狄驳玫搅擞行У臏p少。

2、在成樁過(guò)程中，樁間土因受到很大的側(cè)向擠壓力，通過(guò)被擠密加固，使強(qiáng)制擠密區(qū)、擠密區(qū)和擠密影響區(qū)得以形成，從而使樁周圍土體的模量得到了提高，地基整體的壓縮變形得到了有效的減少。

3、當(dāng)采用較重夯錘進(jìn)行施工時(shí)，孔內(nèi)加固原材料單位面積會(huì)受到高動(dòng)能、強(qiáng)夯擊的作用，地基土?xí)艿胶芨叩念A(yù)壓應(yīng)力，從而提高了樁體的強(qiáng)度，模量也會(huì)增大，這樣以來(lái)處理后的地基浸水及加載不會(huì)有明顯壓縮變形的產(chǎn)生。

4、樁體和樁間土得到有效的加固，復(fù)合黃土地基的整體剛度較均勻，可以確保行車的安全，提高行車的舒適度。

二、灰土擠密樁技術(shù)的施工準(zhǔn)備工作

1、施工技術(shù)準(zhǔn)備

項(xiàng)目部相關(guān)工作人員必須將樁位施工平面布置圖提供給各個(gè)施工隊(duì)進(jìn)行擬建施工段施工，并對(duì)處理范圍加以明確。項(xiàng)目部路基工程師應(yīng)對(duì)樁位施工范圍交底、現(xiàn)場(chǎng)放樣等工作負(fù)責(zé)，在放線施工后，及時(shí)向監(jiān)理工程師上報(bào)，并復(fù)核。同時(shí)做好技術(shù)交底工作。

2、施工機(jī)械準(zhǔn)備

選取錘擊式柴油打樁機(jī)作為公路工程成孔施工機(jī)械，一般其型號(hào)為DD-32，要求錘重大于樁管重量。夯實(shí)機(jī)具使用偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī)，配合沖擊錘。夯錘用鑄鋼制成，重量一般選用200kg，其豎向投影面積的靜壓力不小于20kPa，夯錘最大部分直徑較樁孔直徑小100mm，以便填料順利通過(guò)夯錘四周，夯錘形狀下端為拋物線形錐體或尖錐形錐體，上段成弧形。

3、夯擊設(shè)備及技術(shù)參數(shù)

偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī)，夯錘重100kg～150kg，落距2m，夯擊40次/ min～50次/min，同時(shí)嚴(yán)格控制填料速度，30cm～40cm為一層，夯實(shí)到發(fā)出清脆回聲為止，進(jìn)行下一層填料。要求夯錘重1.5t，落距2m，夯擊8次。

三、灰土擠密樁技術(shù)在高速公路工程施工中的應(yīng)用

1、測(cè)量放樣。公路工程施工前期，必須做好清理場(chǎng)地與場(chǎng)地平整工作，在軟基路段施工中，為確保施工機(jī)械能夠順利施工，必須做好軟基處理工作。在測(cè)量放樣施工環(huán)節(jié)，應(yīng)先測(cè)量中線與邊線，在樁位定位后及時(shí)進(jìn)行相關(guān)標(biāo)注。

2、灰土拌和。分別過(guò)篩土與消解后的石灰，隨后遵循灰土體積進(jìn)行配料拌和施工，一般情況下配合比為2:8，在拌料場(chǎng)進(jìn)行3遍拌和后，將其運(yùn)輸?shù)娇孜桓浇惶钍┕で皯?yīng)在進(jìn)行一次拌和作業(yè)。

3、成孔施工。待樁機(jī)安裝到位后，注意調(diào)整樁機(jī)的位置，在樁機(jī)確保無(wú)誤之后，先將樁管吊起然后緩緩地放下樁管，使得樁管、樁尖以及樁錘能夠位于同一直線上，避免發(fā)生偏差。樁尖準(zhǔn)備入土之時(shí)，應(yīng)該先進(jìn)行低錘輕擊，待樁機(jī)進(jìn)入土中一至兩米的深度，保證各項(xiàng)都沒(méi)有意外后，再按設(shè)計(jì)的要求采用錘頭重2.5T的履帶式灰土打樁機(jī)反復(fù)沖擊土層成孔，孔深12m，孔徑40cm。在沉管進(jìn)行夯擊之時(shí)，當(dāng)樁管的傾斜度超過(guò)1%至1.5%時(shí)，就要拔出樁管并且將失誤的樁孔填滿好再進(jìn)行重新打孔。待每次成功成孔之后要將樁管拔出，然后對(duì)樁尖進(jìn)行檢查看是否有損壞或偏離。在施工的重要部位，成孔和制樁的質(zhì)量都需要進(jìn)行嚴(yán)格地控制，必要的時(shí)候可以采取加密樁或者短樁的措施。沉管貫入度的測(cè)定需要在樁尖無(wú)損壞、錘擊無(wú)偏離、錘的落距符合要求以及樁帽、彈性墊層符合規(guī)定的前提之下才能認(rèn)定是有效的。在沉管時(shí)，施工人員需注意保持樁機(jī)的垂直不允許樁機(jī)傾斜移位；開(kāi)始錘擊沉管應(yīng)先用輕錘慢沉，等到確定樁管不會(huì)發(fā)生移位之后方可以用正常速度來(lái)沉管。成孔后，立即檢查孔位、垂直度、樁徑和深度，樁孔中心點(diǎn)的偏差不應(yīng)超過(guò)樁徑的0.4倍（即16cm），樁孔垂直度偏差小于1.5%，孔徑誤差為-20mm、深度誤差為+500mm；再進(jìn)行成孔施工時(shí)，先外后的是施工的一項(xiàng)重要規(guī)則，同排內(nèi)的樁孔間隔至少一孔或者兩孔，及時(shí)檢查成孔之后的樁孔是否發(fā)生縮頸，滲水和回淤的現(xiàn)象，并對(duì)以上現(xiàn)象做好記錄。

4、樁孔回填與夯實(shí)。一般采取就地挖取的純凈黃土與粘性土作為樁孔回填材料，這種材料不能應(yīng)用于有機(jī)質(zhì)含量8%以上的表層耕土或淤泥質(zhì)土與雜填土內(nèi)，這種土質(zhì)中回填此類材料應(yīng)進(jìn)行過(guò)篩作業(yè)。一般情況下高速公路工程施工中，都會(huì)選用偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī)械作為灰土擠密樁施工的樁孔夯實(shí)機(jī)械，其夯錘重量為340千克，落距為45厘米，夯擊次數(shù)為一分鐘35到40次，夯錘提升主要依靠摩擦力。通過(guò)夯實(shí)試驗(yàn)，對(duì)每次填料數(shù)量與夯擊次數(shù)進(jìn)行合理確定。夯實(shí)機(jī)就位后必須確保其平穩(wěn)性，夯錘應(yīng)與樁孔位置對(duì)準(zhǔn)，并確保其能自由落入孔底。夯填施工前，必須對(duì)孔徑、孔深等位置進(jìn)行詳細(xì)檢查，確保符合施工要求進(jìn)行施工。填料施工前應(yīng)對(duì)孔底夯實(shí)，夯擊次數(shù)一般孔在8到10次以上，確保其深度在30厘米到50厘米以下時(shí)，其含水量符合施工要求后，進(jìn)行分層夯填。遵循相關(guān)規(guī)定數(shù)量指定專人進(jìn)行均勻填料，不能把送料車向倒料入孔直接倒入。交替進(jìn)行填料與夯擊作業(yè)，夯擊時(shí)應(yīng)確保其均勻度，當(dāng)夯擊到高于設(shè)計(jì)標(biāo)高20到30厘米位置時(shí)，停止夯擊作業(yè)。選用素土輕擊方式處理樁頂?shù)降孛婵諜n位置，做好樁上灰土墊層后，應(yīng)及時(shí)挖除多出設(shè)計(jì)樁頂?shù)臉额^與松動(dòng)土層。

四、高速公路工程施工中灰土擠密樁技術(shù)的質(zhì)量控制措施

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，大量新技術(shù)逐漸應(yīng)用于公路工程建設(shè)，在公路工程快速發(fā)展的同時(shí)，還存在諸多病害問(wèn)題，如軟土地基等，為有效避免該現(xiàn)象的出現(xiàn)，施工單位必須重視軟基加固技術(shù)的選擇，灰土擠密樁技術(shù)作為公路工程軟基處理的重要技術(shù)之一，其施工技術(shù)水平的高低將直接影響到公路工程的整體質(zhì)量，為此施工企業(yè)必須做好施工準(zhǔn)備工作，規(guī)范施工工藝，只有這樣才能確保公路工程施工質(zhì)量，才能推動(dòng)公路事業(yè)的快速發(fā)展。

1、夯打時(shí)，孔內(nèi)有滲水、涌水、積水。產(chǎn)生原因是地下水位太高及沒(méi)有做好排水設(shè)施。

2、施工時(shí)避開(kāi)中午吃飯休息及晚上吃飯時(shí)間段，一般情況下禁止晚上加班施工，以免噪聲及振動(dòng)影響群眾生活。

3、灰土擠密樁施工前，應(yīng)先進(jìn)行臨時(shí)便道的修建，并做好預(yù)防施工，在與便道相近的空地位置進(jìn)行碾壓整平施工，并將其作為臨時(shí)堆放材料的場(chǎng)地。隨后統(tǒng)一編排各個(gè)進(jìn)場(chǎng)施工的機(jī)械，并根據(jù)相關(guān)施工規(guī)定進(jìn)行“設(shè)備進(jìn)場(chǎng)許可證”的填寫，要求進(jìn)行機(jī)械設(shè)備型號(hào)、施工速度及行程的標(biāo)注。

4、人工回填時(shí)，裝載機(jī)將灰土堆放在孔口的距離必須大于1m，這樣可以保證人工從鏟灰土到填入孔內(nèi)有一定的時(shí)間差（通過(guò)距離保證時(shí)間差），同時(shí)可避免人工一次性將大量灰土直接推入孔內(nèi)。在夯實(shí)過(guò)程中操作人員必須隨時(shí)觀察夯實(shí)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況（夯實(shí)機(jī)就位是否平穩(wěn)、夯錘是否在孔中心、夯錘提升高度是否正常、夯錘是否處于自由落體狀態(tài)、且每次夯擊是否夯實(shí)、自動(dòng)回機(jī)灰土流量是否正常），保證夯實(shí)效果。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著改革開(kāi)放的不斷深入，我國(guó)公路工程事業(yè)也得到了極大的發(fā)展?；彝翑D密樁作為公路工程施工的重要方式，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況，及時(shí)采取行之有效的措施進(jìn)行處理，才能確保公路工程路基施工質(zhì)量，才能為國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]張嘉輝.濕陷性黃土地基處理技術(shù)在張石高速公路應(yīng)用研究[D].天津大學(xué),2008

[2]黃闖.灰土擠密樁在隴西濕陷性黃土敏感地區(qū)高速公路地基處理中的應(yīng)用[J].公路與汽運(yùn),2012(04)

[3]劉可,趙國(guó)志,李春滿,王喆.灰土擠密樁在阜朝高速公路路基工程濕陷性黃土地基處理中的應(yīng)用[J].北方交通,2008(05)

[4]王雪浪,朱彥鵬.灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基理論分析及試驗(yàn)[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010(02)

[5]楊文江.灰土擠密樁處理黃土濕陷性在高速公路路基設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山西交通科技,2008(05)

[6]何金學(xué).灰土擠密樁在濕陷性黃土地基中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2012,7(02):87-88.

[7]尹玉霞,譚景和.灰土擠密樁法在濕陷性黃土地基處理中的應(yīng)用[J].土工基礎(chǔ),2012,8(02):67-68.