龔丕恭 李俊黏
摘要:本文對灰土擠密樁技術(shù)的概況、適用范圍、材料準(zhǔn)備以及具體應(yīng)用等進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討,為實(shí)際的施工工作提供一定的借鑒和參考。
關(guān)鍵詞:公路工程;土樁擠密;施工技術(shù);質(zhì)量控制
一、土樁擠密施工的適用范圍
擠密法屬于深層密實(shí)法之一,是當(dāng)代地基處理方法重大進(jìn)展的標(biāo)志。其作用機(jī)理是深層密實(shí)。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。
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。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。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。
二、公路工程土樁擠密施工材料準(zhǔn)備
(一)素土
在土樁施工中運(yùn)用的素土材料主要是粉質(zhì)粘土,在實(shí)際應(yīng)用之前,應(yīng)采用篩子進(jìn)行過篩處理,控制篩子的篩孔大小,使其小于2cm。其次,在選擇素土?xí)r,應(yīng)對素土原材料內(nèi)含有的有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)達(dá)到5%以下,禁止在素土中對膨脹土、凍土或其他土質(zhì)進(jìn)行摻入。當(dāng)然,允許素土內(nèi)有碎石存在,進(jìn)碎石的粒徑控制在小于5cm,對于超過5cm的碎石可進(jìn)行剔除。
(二)灰土
土樁施工中,運(yùn)用的灰土原材料是塑性指數(shù)超過4的及粒性粉土,在選擇灰土材料時,應(yīng)禁止里邊有松軟性雜志摻入,嚴(yán)格對灰土的顆粒粒徑進(jìn)行控制,使其達(dá)到小于1.5cm。另外,在拌和灰土?xí)r,可對小于50mm粒徑大小的生石灰進(jìn)行運(yùn)用,使其作為石灰摻料。此時,應(yīng)注意的是,應(yīng)嚴(yán)格對生石灰的摻入量進(jìn)行控制,盡可能將生石灰的含量控制在小于5%,避免由于較大生石灰粒徑造成含量過大問題出現(xiàn),從而對土樁的密實(shí)度造成影響,在施工過程中,結(jié)合生石灰和水容易出現(xiàn)反應(yīng),當(dāng)軟化后會出現(xiàn)膏狀,從而無法將其作用得到充分發(fā)揮。
(三)二灰土
土樁擠密施工技術(shù)應(yīng)用中,為了進(jìn)一步加強(qiáng)地基的密實(shí)效果,都會在原材料中加入一些二灰土,利用二灰土中含有的粉煤灰來增強(qiáng)施工效果。但二灰土中的粉煤灰必須要曬干后才能加以使用,且使用時還必須按照一定的體積比與原材料中摻加進(jìn)的生石灰拌和均勻。
三、公路工程土樁擠密施工技術(shù)控制分析
(一)成孔擠密
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):
第一要根據(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損壞,需要裝設(shè)鋼管導(dǎo)向器在鉆機(jī)上。第二不能再開孔前,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)錘頭完全進(jìn)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。第三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。
2.沉管法
振動機(jī)或錘擊樁機(jī)是沉管法成孔的主要器具,由精鋼制成打入土層的樁管所帶有的樁尖需要以設(shè)計(jì)深度為參考,使樁管入土深度達(dá)到8米。在拔出樁管的時候,必須對速度進(jìn)行控制,不能過快也不能過慢,在拔出的過程,逐漸形成孔洞。在對設(shè)備進(jìn)行選擇的時候,需要對樁管的直徑、長度、質(zhì)量、地基土質(zhì)等進(jìn)行嚴(yán)格考量,使成孔質(zhì)量與規(guī)定要求相符合。選擇錘擊樁機(jī)的時候,需要使錘重在樁管重量的兩倍以上,為了提高樁管的落入精準(zhǔn)度,需要借助于平穩(wěn)就位樁機(jī),使其與樁孔能夠嚴(yán)密對照。在沉管的過程中,需要對操作的速度和力度等進(jìn)行嚴(yán)格控制,要做到輕擊慢沉,在樁管逐漸穩(wěn)定的時候,在合適的時間拔出,避免孔口的破壞,使這種方法能夠達(dá)到理想的效果。
3.爆擴(kuò)法
爆擴(kuò)法成孔方式包括兩種,即藥眼施工法和藥管施工法。其中選用藥眼施工法時,具體施工方式是將直徑為1-30mm鋼釬打入土層中(施工土層的含水量應(yīng)超過22%),然后將鋼釬撥出,即形成藥眼(小孔),將炸藥和1-2個雷管填入到藥眼內(nèi),進(jìn)行引爆,隨即形成樁孔。需要進(jìn)行的質(zhì)量控制關(guān)鍵是要確保炸藥應(yīng)為國家生產(chǎn)的產(chǎn)品,并且炸藥的用量需要把握好。當(dāng)選用藥管施工法時,比較適合含水較大的土層,利用洛陽鏟或扁頭鏟進(jìn)行挖掘,在土中形成空洞,其直徑應(yīng)為60~80mm和并且深度要與樁孔設(shè)計(jì)值相同,然后將直徑為12~30mm的炸藥管和1~2枚的電雷管放入孔洞內(nèi),安置完畢后,實(shí)施引爆,即成樁孔。
(二)填料夯實(shí)
必須經(jīng)過回填試驗(yàn),確定合理的填料數(shù)量和夯擊數(shù)后,才能進(jìn)行回填夯實(shí)施工。常見的樁孔填料夯實(shí)機(jī)是電動卷揚(yáng)機(jī)提升式夯實(shí)機(jī),它的錘重可達(dá)450kg,所以具有夯機(jī)能量大,夯實(shí)效果好的特點(diǎn)。此外還有偏心輪夾桿式夯實(shí)機(jī),它的夯錘重達(dá)100-150kg,具有6-8m長的夯錘鋼管,其管徑是60-80mm。它的特點(diǎn)是鋼管與夯錘被焊成一個整體,一雙同步向偏心輪將鋼管夾在中間,進(jìn)行夯實(shí)填料。質(zhì)量控制需要注意的事項(xiàng)有以下幾點(diǎn)。首先,保證錘重不小于100kg,錘的最大直徑要比樁孔的直徑小100-160mm。其次,在夯錘機(jī)就位時必須確保其平衡,而且夯錘一定要對準(zhǔn)樁孔。此外,需要將樁孔內(nèi)雜物和積水清理干凈。
四、結(jié)束語
綜上所述,在公路工程的施工過程中,土樁擠密施工技術(shù)具有非常關(guān)鍵的應(yīng)用,直接影響著施工進(jìn)度以及最終的施工質(zhì)量。需要充分意識到這一技術(shù)在施工中的重要作用,做好素土、灰土、二灰土等的施工工作,利用沖擊法、沉管法、爆擴(kuò)法保證成孔擠密環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量,然后進(jìn)行填料夯實(shí),使每個步驟都能夠達(dá)到施工的標(biāo)準(zhǔn)。通過一系列綜合有效的措施,提高公路功臣的質(zhì)量,促進(jìn)交通行業(yè)的順利健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]陳亞力.土樁擠密施工技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用[J].華東公路,2017(03).