浅谈坐标法在挤密桩质量控制中的应用

张玉龙

摘 要：本文结合西吉至会宁（宁甘界）高速公路工程实例围绕坐标法控制挤密桩施工质量的整个过程，应用坐标控制挤密桩数量及桩位的方法进行了总结分析，着重从施工准备、坐标控制要点及素土挤密桩在施工后的桩体数量得到有效地控制等内容进行了论述。

关键词：素土挤密桩；坐标法；桩体数量控制

中图分类号：TU753 文献标识码：A

1.项目概况

本项目分布大量的湿陷性黄土，主要为上更新统风积马兰黄土，具有大孔隙、垂直节理发育、结构疏松的特点。湿陷性黄土层厚3.5m～15m不等，湿陷类型及湿陷性等级基本为非自重湿陷性黄土Ⅰ级（轻微）～自重湿陷性黄土Ⅱ级（中等），局部存在Ⅳ级（很严重）段落，厚度约14.8m。湿陷性黄土处理的目的：消除地基的湿陷性、提高地基承载力、降低土的压缩性。对于自重湿陷性黄土Ⅱ级（中等）路段，当路基填土高度h<4m时，上部换填50cm厚8%水泥土，下部换填70cm厚普通土；当路基填土高度介于4m～20m时，采用素土挤密桩进行处理；当路基填土高度h>20m时，采用水泥土挤密桩进行处理。对于自重湿陷性黄土Ⅲ级（严重）及自重湿陷性黄土Ⅳ级（很严重）路段，当路基填土高度h≤20m时，采用素土挤密桩进行处理；当路基填土高度h>20m时，采用水泥土挤密桩进行处理。本项目X合同段素土挤密桩设计数量为770260m，水泥土挤密桩131303m。

2.处理措施及加固原理

湿陷性黄土是指黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏并发生显著附加下沉、强度也随之降低的黄土。湿陷性黄土的地基湿陷特性对于高等级公路路基具有不同程度的危害，能使路基路面发生大幅度沉降、开裂、倾斜甚至严重影响公路的正常使用。据《湿陷性黄土地区建筑规范》和本项目设计文件，施工采用沉管成孔，成管成孔是采用打桩机，将带有桩尖的桩管打入土层至设计标高，然后拔出桩管即成孔，沉管法所成桩孔较规则，挤密效果和施工工艺都较容易掌握。设计采用挤密桩桩径40cm，桩间距80cm、按等边三角形布置，有效桩长5m～6m，桩体压实系数不小于0.90。桩间土0cm～30cm范围压实度不小于90%，桩间土及桩孔内夯实土的湿陷系数δs﹤0.015，即证明湿陷性已消除。

挤密桩桩间土通过打桩机冲击振动夯实和横向挤压作用，使桩孔内的土质被强制挤向桩孔周围的土体中，随后在桩孔分层回填并夯实素土或水泥土，形成密实而强度较高的桩体，并通过被夯实土体径向扩张而使桩间土进一步被挤密，从而使桩体和桩间土紧密胶合成复合地基，致使土的孔隙变小，密实度增大，压缩性降低，力学性质得到改善，同时素土桩体也被夯击的更加密实，提高整个地基承载力和稳定性。对于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基，处理深度为5m～6m，对于消除土的湿陷性、提高地基承载力以及水稳定性作用明显，且素土（水泥土）挤密桩填土可就地取材、降低工程造价、机具简单、施工方便、功效高，对于消除黄土湿陷性，减小沉降方面具有显著作用，使复合地基承载力有很大提高。因此广泛用于湿陷性黄土地基的加固。

3.施工准备

（1）施工工艺流程（图1）

施工工艺流程，本次重点对桩体坐标编制、桩孔坐标放样、验收桩体数量和桩位步骤论述。

（2）坐标编制

施工准备阶段统计施工图设计挤密桩段落，并汇总段落及桩数。按照湿陷性黄土路基处理工程数量表中要求处理的段落长度、宽度及桩数， 利用CAD技术进行坐标点绘制。在CAD界面中桩位布点时，遵循“先控制后碎部”的原则，即在CAD界面先导入路线起讫点、交点及曲线元素等控制点坐标绘制出路线（中线），然后根据挤密桩处理宽度由中线向边线分布桩位，路线纵向桩间距69.3cm、横向间距80cm。在CAD界面中布设完桩位后，找到每排桩的两根起讫桩，使用CAD“id”命令自动生成起讫桩坐标，y坐标导出至Excel x坐标处、x坐标导出至Excel y坐标处，x1-x2=南北方向坐标增量△x、y1-y2=东西方向坐标增量△y，则x3=x2-△x、y3=y2-△y…xn=xn-△x、yn=yn-△y 以此类推。此方法适合工程中大量的坐标点计算。

桩位坐标编号，纵向由第1列、2列、3列…n列，横向由第1排、3排、5排…n排，列排相交处为一个桩位的X和Y坐标，以此类推。坐标编制表，见表1。

4.坐标控制要点

（1）桩孔坐标放样

施工前，根据坐标计算表（表1）、平面布置图及桩位图。用RTK放样列排起讫点坐标，路线方向桩位段落宜控制在30m内，结合钢尺（50m）放样每个桩位中心的位置，钢尺量测路线纵向桩间距69.3cm、横向间距80cm。放样完成后抽检：抽检频率为2%，控制桩孔的中心点的偏差不超过桩距设计值的5%且不大于5cm，经检查合格后，此工序开工。

（2）按隔两排跳桩施工布点，如图2所示。

（a）图中表示首先进行施工的桩，第一次施工第1、4、7…排。

（b）图中表示随后进行施工的桩，第二次施工第2、5、8…排。

（c）图中表示随后进行施工的桩，第三次施工第3、6、9…排。

（3）桩体数量及桩位验收

依据《S60西吉至会宁（宁甘界）公路工程》设计文件及《湿陷性黄土地区建筑规范》的要求，桩体完成后，验收桩间距、桩径、桩长、垂直度、桩体压实系数、桩间挤密系数、桩间土湿陷性系数、单桩复合地基承载力及检测等。

其中桩间距的控制即桩体数量及桩位的控制。挤密桩施工后，对照坐标表进行桩体数量及桩位抽检，按2%的抽检频率在作业面上二次放样，采用人工开挖，工具为铁锹。此方法开挖：破坏性极小、开挖范围少、速度快。桩体顶面土清除后（一般厚度≤30cm），根据桩体土与桩间土颜色和土体层理判断桩体是否存在，如漏施工则此项不合格；连续清除3个桩的桩顶土（宜为等边三角形），检测桩间距，如偏差值超过4cm，则此项不合格，对应的桩位也不合格。

5.控制效果

①未编制逐桩坐标的挤密桩工后数量检测破坏性较严重，且需调入装载机、平地机等大型设备辅助检测；②人为因素。对于挤密桩边角部位、辅助检测机械达不到的部位，施工队利用此漏洞“偷工减料”。③管理体系不健全，管理人员缺乏责任心。

为了切实解决上述出现的问题，挤密桩桩体数量及桩位控制采用坐标法。新版《公路工程施工监理规范》JTG G10-2016中规定：挤密桩分项工程监理旁站项目为试验段，注重工序巡视、工后验收。坐标法控制挤密桩数量遵循了新版监理规范规定，每根桩对应一组坐标，相当于每根桩有一个“身份证”，在工后检测时很容易“对号入座”，因此项目部为保证合格率必须按照逐桩坐标完成挤密桩设计数量。

结语

对于挤密桩施工检测指标有桩体数量、桩间距、桩径、桩长、垂直度等多项，但桩体数量施工达到有效的设计数量，直接影响路基地基土体挤密效果。坐标法控制挤密桩桩体数量，只是一种管理手段，不是目的。要保證桩体质量及处理效果，各参建单位必须具有严谨、科学的态度、高度的责任心。在施工项目各环节都要精益求精、不断创新，标准化、信息化及精细化施工，才能保证最终的施工质量。

参考文献

[1]陈立文.素土挤密桩的施工质量控制[J].黑龙江科技信息，2016（30）：56-57.

[2]陈锡钢.素土挤密桩湿陷性黄土地基处理施工要点[J].山西建筑，2016（13）：60-61.endprint