淺談灰土擠密樁在公路地基處理中的應(yīng)用

王紅倫 辛耀光

摘 要：為適應(yīng)經(jīng)濟社會發(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；作用機理

1 工程概況

某公路位于盆地黃土區(qū)，路基濕陷等級在Ⅲ以上，濕陷厚度達(dá)10mm，容許承載力為120KPa左右。經(jīng)過對施工現(xiàn)場實際情況的勘測，擬采用灰土擠密樁對濕陷性黃土路基進行處理，根據(jù)實際濕陷厚度，樁長設(shè)計為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，目前該項技術(shù)仍被廣泛用于軟基處理工程中，其主要優(yōu)勢為施工便捷、速度快、成本低、設(shè)備簡單、效率高等。該技術(shù)的作用機理如下：

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，且通過樁孔夯實密實可獲取灰土擠密樁。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度，且具有良好的水穩(wěn)性能。應(yīng)在充分掌握公路工程實際地質(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，并進行篩選，及時清除雜質(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級以上。嚴(yán)格按照《公路土工試驗規(guī)程》的要求對原材料進行土工試驗，明確其各項技術(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)場的碎石、雜物，整平場地，并適當(dāng)碾壓密實，提高基層承載能力。隨后繪制樁位平面圖，注明施工順序、編號等，以此為依據(jù)進行樁位放樣，采用全站儀測量樁體位置，將誤差控制在5cm以內(nèi)，樁點通常布設(shè)為梅花狀，撒入石灰定點。待放樣工作完成后，由專業(yè)技術(shù)人員復(fù)核驗收，一旦出現(xiàn)誤差過大現(xiàn)象，必須及時采取糾偏措施，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，宜進行成孔擠密試驗，并按照規(guī)定要求檢驗擠密效果，以此為依據(jù)適當(dāng)調(diào)整設(shè)計方案，通常情況下，成孔試驗數(shù)量應(yīng)在3個以上，以保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時應(yīng)注重分析試驗階段存在的問題，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，將沉管機運行至指定位置，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)計深度。通常情況下，由坡腳位置開始施工，逐漸向外推進，宜間隔進行成孔施工。

3.4 填料拌合及運輸

根據(jù)配合比例確定各項原材料用量，充分?jǐn)嚢杈鶆?，且顏色保持一致，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，可能會出現(xiàn)揚塵現(xiàn)象，造成環(huán)境污染，同時含水量也不宜過大，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)及時采用自卸車輛運送至施工現(xiàn)場，做好運輸車輛的覆蓋工作，避免在運輸過程中出現(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)夯實孔底，消除底部虛土，根據(jù)實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，以免影響壓實程度。采用量斗向樁孔內(nèi)定量下料，由夯實機械分層夯實，直至達(dá)到設(shè)計標(biāo)高。應(yīng)保證夯實機安裝的穩(wěn)定性，不得在夯實過程中出現(xiàn)傾斜或位移現(xiàn)象，降低樁體的整體性及穩(wěn)定性。組織施工人員實時記錄填料數(shù)量、夯擊次數(shù)等相關(guān)參數(shù)，為后期質(zhì)量驗收提供數(shù)據(jù)支持。待樁體施工完成后，應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)組織技術(shù)人員檢測成樁質(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，并及時采取相應(yīng)的處理措施，確保灰土擠密樁的穩(wěn)定性，實現(xiàn)對路基的有效加固。

4 公路地基處理中灰土擠密樁質(zhì)量檢測

1）基礎(chǔ)軸線、臨時水準(zhǔn)點位置、高程位置等都是樁孔位置檢驗的重點內(nèi)容。必須在成孔后及時檢驗樁孔的質(zhì)量，并對樁孔間距、孔徑、孔深及垂直度進行檢查，確保各項指標(biāo)與施工相關(guān)規(guī)定相符合。

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

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

3）在夯實過程中操作人員必須隨時觀察夯實機的運轉(zhuǎn)情況（夯實機就位是否平穩(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、自動回機灰土流量是否正常），保證夯實效果。

5 結(jié)束語

綜上所述，伴隨社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國公路建設(shè)規(guī)模逐步擴大。公路工程對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，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)充分了解工程的實際情況，確保施工方案的科學(xué)性，同時在薄弱環(huán)節(jié)加強質(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。

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