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        淺談灰土擠密樁在公路地基處理中的應(yīng)用

        2018-11-07 09:18:14王紅倫辛耀光
        卷宗 2018年27期
        關(guān)鍵詞:作用機(jī)理

        王紅倫 辛耀光

        摘 要:為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,滿足交通量需求,緩解交通壓力。必須做好路基填筑施工工作,本文將灰土擠密樁用于濕陷性黃土地基治理施工,可提高路基承載力,進(jìn)一步提升工程整體質(zhì)量。

        關(guān)鍵詞:灰土擠密樁;濕陷性黃土地基;作用機(jī)理

        1 工程概況

        某公路位于盆地黃土區(qū),路基濕陷等級(jí)在Ⅲ以上,濕陷厚度達(dá)10mm,容許承載力為120KPa左右。經(jīng)過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的勘測(cè),擬采用灰土擠密樁對(duì)濕陷性黃土路基進(jìn)行處理,根據(jù)實(shí)際濕陷厚度,樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)為6—9m左右,直徑為0.4m,灰土配合比為3:7。采用沉管法成孔,嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工,保證工程質(zhì)量的前提下,提高施工效率,在規(guī)定工期內(nèi)完成工程建設(shè)。

        2 灰土擠密樁作用機(jī)理

        1934年前蘇聯(lián)阿別列夫教授首次提出濕陷性黃土地基土樁擠密法,可選取沉管、爆炸及沖擊等方式獲取樁孔,目前該項(xiàng)技術(shù)仍被廣泛用于軟基處理工程中,其主要優(yōu)勢(shì)為施工便捷、速度快、成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單、效率高等。該技術(shù)的作用機(jī)理如下:

        1)土的側(cè)向擠密作用。擠壓成孔過程中,樁孔位置土體將產(chǎn)生側(cè)向擠壓現(xiàn)象,提高樁附近相應(yīng)區(qū)域內(nèi)土層密實(shí)度。其中樁間距、土的天然含水量及干密度等為影響土擠密效果的主要因素。

        2)灰土性質(zhì)作用。石灰、土為灰土樁的主要構(gòu)成材料,按照一定比例均勻拌和,且通過樁孔夯實(shí)密實(shí)可獲取灰土擠密樁。其不僅能夠提升地基承載力,還能將黃土濕陷性消除,是降低地基沉降量的有效施工方式。

        3)樁體作用。相比樁間土變形模量,樁體變形模量較大,能夠?qū)?fù)合地基壓縮變形模量有效提升,能夠消除持力層內(nèi)出現(xiàn)的大量壓縮變形及濕陷變形因素。

        3 公路地基處理中灰土擠密樁施工工藝

        3.1 施工材料準(zhǔn)備

        灰土擠密樁施工所采用的主要材料是土料和石灰,二者拌合之后產(chǎn)生膠泥反應(yīng),提升灰土樁的整體強(qiáng)度,且具有良好的水穩(wěn)性能。應(yīng)在充分掌握公路工程實(shí)際地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,確定所需材料的規(guī)格及數(shù)量。通常采用粘性土或粉土,塑性指數(shù)大于4,且將有機(jī)質(zhì)含量控制在5%以內(nèi),禁止采用耕植土。石灰需提前3—4天消解,并進(jìn)行篩選,及時(shí)清除雜質(zhì)及生石灰塊,最大粒徑不得超過5mm,石灰質(zhì)量應(yīng)保持在Ⅲ級(jí)以上。嚴(yán)格按照《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》的要求對(duì)原材料進(jìn)行土工試驗(yàn),明確其各項(xiàng)技術(shù)參數(shù),諸如最大干密度、最佳含水量等,以此為依據(jù)確定最佳配合比。

        3.2 樁位放樣

        全面清理施工現(xiàn)場(chǎng)的碎石、雜物,整平場(chǎng)地,并適當(dāng)碾壓密實(shí),提高基層承載能力。隨后繪制樁位平面圖,注明施工順序、編號(hào)等,以此為依據(jù)進(jìn)行樁位放樣,采用全站儀測(cè)量樁體位置,將誤差控制在5cm以內(nèi),樁點(diǎn)通常布設(shè)為梅花狀,撒入石灰定點(diǎn)。待放樣工作完成后,由專業(yè)技術(shù)人員復(fù)核驗(yàn)收,一旦出現(xiàn)誤差過大現(xiàn)象,必須及時(shí)采取糾偏措施,為后期施工提供積極指導(dǎo)。

        3.3 成孔施工

        為保證樁孔質(zhì)量,宜進(jìn)行成孔擠密試驗(yàn),并按照規(guī)定要求檢驗(yàn)擠密效果,以此為依據(jù)適當(dāng)調(diào)整設(shè)計(jì)方案,通常情況下,成孔試驗(yàn)數(shù)量應(yīng)在3個(gè)以上,以保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)應(yīng)注重分析試驗(yàn)階段存在的問題,明確具體原因,并提出相應(yīng)的解決方案,避免正式施工中出現(xiàn)類似問題。沖擊法、沉管法、爆擴(kuò)法等是成孔擠密施工中常用的方法,其主要原理是側(cè)向擠密樁孔內(nèi)部土體,不同方法適用的土質(zhì)情況也存在差異,應(yīng)充分掌握實(shí)際地質(zhì)條件,選取適宜的施工方式。其中沖擊法應(yīng)用較為普遍,將沉管機(jī)運(yùn)行至指定位置,并安裝固定,沉管樁尖與樁位中心保持一致,校核樁管垂直度,將其誤差控制在1.5%以內(nèi),樁尖入土后低垂輕擊,直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度。通常情況下,由坡腳位置開始施工,逐漸向外推進(jìn),宜間隔進(jìn)行成孔施工。

        3.4 填料拌合及運(yùn)輸

        根據(jù)配合比例確定各項(xiàng)原材料用量,充分?jǐn)嚢杈鶆颍翌伾3忠恢?,在拌合過程中應(yīng)適量加水,與最佳含水量誤差控制在1%—2%左右。若含水量過小,可能會(huì)出現(xiàn)揚(yáng)塵現(xiàn)象,造成環(huán)境污染,同時(shí)含水量也不宜過大,以免存在花白料、結(jié)塊等問題,影響材料使用性能。拌制完成的填料應(yīng)及時(shí)采用自卸車輛運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng),做好運(yùn)輸車輛的覆蓋工作,避免在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)溫度、水分等流失過快。

        3.5 樁孔填夯

        首先,按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)成孔質(zhì)量,確保垂直度、孔徑等達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),將誤差控制在條件允許范圍之內(nèi),防止對(duì)成樁質(zhì)量造成影響。為避免后期施工過程中出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象,還應(yīng)當(dāng)夯實(shí)孔底,消除底部虛土,根據(jù)實(shí)際情況確定最佳的夯擊次數(shù)。

        其次,按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行夯填施工,填料應(yīng)分層回填,每層厚度控制在300-400mm左右,不宜過大,以免影響壓實(shí)程度。采用量斗向樁孔內(nèi)定量下料,由夯實(shí)機(jī)械分層夯實(shí),直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。應(yīng)保證夯實(shí)機(jī)安裝的穩(wěn)定性,不得在夯實(shí)過程中出現(xiàn)傾斜或位移現(xiàn)象,降低樁體的整體性及穩(wěn)定性。組織施工人員實(shí)時(shí)記錄填料數(shù)量、夯擊次數(shù)等相關(guān)參數(shù),為后期質(zhì)量驗(yàn)收提供數(shù)據(jù)支持。待樁體施工完成后,應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)組織技術(shù)人員檢測(cè)成樁質(zhì)量,一旦存在質(zhì)量不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象,必須分析問題出現(xiàn)的具體原因,并及時(shí)采取相應(yīng)的處理措施,確?;彝翑D密樁的穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)對(duì)路基的有效加固。

        4 公路地基處理中灰土擠密樁質(zhì)量檢測(cè)

        1)基礎(chǔ)軸線、臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)位置、高程位置等都是樁孔位置檢驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容。必須在成孔后及時(shí)檢驗(yàn)樁孔的質(zhì)量,并對(duì)樁孔間距、孔徑、孔深及垂直度進(jìn)行檢查,確保各項(xiàng)指標(biāo)與施工相關(guān)規(guī)定相符合。

        同時(shí)選用科學(xué)有效的檢測(cè)方法對(duì)樁身夯填質(zhì)量進(jìn)行有效檢驗(yàn),抽樣檢測(cè)的數(shù)量應(yīng)控制在總樁孔數(shù)量的2%以上,選用隨機(jī)抽樣的方式進(jìn)行。也可以通過小環(huán)刀深層取樣試驗(yàn)法進(jìn)行施工,從樁底起每夯填1.5米,人工取出夯實(shí)機(jī)的偏心輪夾桿,在樁體中心位置利用洛陽(yáng)鏟進(jìn)行鏟孔施工,隨后通過帶有長(zhǎng)桿的小環(huán)刀將夯實(shí)土樣取出,并對(duì)其干容重與壓實(shí)系數(shù)進(jìn)行檢測(cè),應(yīng)確保夯實(shí)后灰土樁填料壓實(shí)系數(shù)在0.97以上。

        2)在樁間土擠密效果檢測(cè)中,應(yīng)在3個(gè)樁孔構(gòu)成的擠密單元內(nèi)進(jìn)行重心位置選取施工。將土層1.5米設(shè)為一層進(jìn)行土樣取出作業(yè),確保擠密后濕陷性黃土樁間土平均壓實(shí)度在93%以上。在濕陷性消除效果檢測(cè)中,可利用室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)樁間土與樁孔內(nèi)夯實(shí)灰土的濕陷系數(shù),確保濕陷系數(shù)在0.015以下。

        3)在夯實(shí)過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。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大。公路工程對(duì)地基承載力具有較高要求,在天然地基承載力無法滿足施工需求時(shí),必須采取科學(xué)有效的措施予以處理。將灰土擠密樁用于濕陷性黃土地基治理,可有效提高地基承載力、強(qiáng)度,有利于提高工程質(zhì)量。為此,在具體施工操作過程中,應(yīng)充分了解工程的實(shí)際情況,確保施工方案的科學(xué)性,同時(shí)在薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)質(zhì)量控制措施,減少在施工中存在的安全隱患,從整體上提高公路工程的施工質(zhì)量。

        參考文獻(xiàn)

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