浅析灰土挤密桩施工技术要点

杨晓攀

摘 要：本文以会老高速公路建设项目为实例，浅析关于灰土挤密桩的施工准备及施工技术要点内容。本项目沿线沟壑纵横，地形地貌较为复杂，沿线主要为湿陷性黄土、软弱土、盐渍土。岩性主要为第四系上更新统的风积黄土和全新统冲洪积黄土状土，全线原黄土地基湿陷性等级较高，对工程主体造成危害较大必须进行全面处理，主要为灰土挤密桩进行处置。灰土挤密桩成孔时为横向挤密，通过回填灰土夯实，可达到所要求加密处理后的最大干密度指标，可消除地基土的湿陷性，提高承载力，降低压缩性；其机具简单，施工方便，功效高。

关键词：灰土挤密桩；施工技术；要点

中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）20-0115-02

1 项目概述

会宁至老君坡（宁甘界）高速公路是甘肃与宁夏两省重要的省际高速公路联接线，会宁至老君坡（宁甘界）高速公路起于会宁县太平店镇大山川，设枢纽互通立交与既有G22青兰高速相接，止于老君坡镇沿坪村南侧（宁甘界），与宁夏规划的S60西吉至会宁高速公路顺接，路线全长8.671公里。

灰土挤密桩是利用锤击将钢管打入土中侧向挤密成孔，将钢管拔出后，在桩孔中分层回填灰土夯实而成，消除深层黄土湿陷性的同时，与桩间土共同组成复合地基以承受上部荷载。根据有关的规范、设计和以往施工的有关资料编制了《会老路湿陷性黄土灰土挤密桩施工指南》，指导会老路灰土挤密桩的施工。会老高速公路建设项目灰土挤密桩桩径设计为Φ40cm，等边三角形布置，石灰与素土的重量比为10%，全线设计灰土挤密桩总长度为2418834m。一般路段、涵洞及挡墙基底处理灰土挤密桩设计桩长为6m，桩间距为1m。桥涵台背灰土挤密桩基底处理设计桩长为15m，桩间距为1m。

2 试验段施工准备工作

为有效处理会老路建设项目湿陷性黄土地基，更好的解决原地基沉降问题，灰土挤密桩施工前应选择150m～250m路段进行试验段。试验段开始前应向监理部上报分项工程开工报告、试验桩试验大纲或方案等，待监理工程师批复后实施。要求试验段的布点、打孔、拌和、回填夯实等各道工序必须严格按设计及规范进行。通过试验段的相关数据和经验总结引领后续大面积开始施工，为此，试验段完成后，要认真、细致、准确的做好总结工作。

3 施工前准备

灰土挤密桩开始前，应先进行技术交底工作，技术交底时监理工程师同时参加，内容包括《灰土挤密桩施工技术交底》、《安全技术交底》、施工段落确定、人员配置、材料储备及检验情况、机械配置情况等。

作业条件：岩土工程勘察报告、施工图纸、施工组织设计、试验桩试验大纲或方案、灰土桩平面布置图和立面图，监理批复的有关文件应齐全。

施工前应在试验段挖与桩长同深度的探坑，通过试验确定相关地质资料，探坑直径不小于60cm，取探坑每延米的原状土由试验室确定其天然含水量、液限、塑限、最大干密度、最佳含水量、湿陷性黄土等级、压实度等指标。

3.1 安全防护工作准备

对施工环境进行围挡，施工现场周围必须确定无建筑物和电线、电缆等影响。对临时用电设备进行检查，严禁乱拉、乱接电线行为。施工区域人员必须穿反光马甲和佩戴安全帽。检查打桩机驾驶员是否持证上岗（必须持证上岗），接受技术交底。供水、供电、运输道路、现场小型临时设施已经设置就绪。

3.2 施工前材料、机械、人员准备

（1）材料要求。采用过筛素土，素土选用塑性指数10-20的黏土、粉质黏土或粉土，有机质含量不超过5%。石灰选用Ⅲ级以上的消石灰，有效CaO+MgO含量不得低于55%，使用前1-2天消解并过筛，粒径不大于5mm，不得夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多的水分，现场石灰存储要求密封。水选用自来水或净化水，水中氯离子、硫酸根离子、可溶物等有害物质不能超标。（2）设备要求。打桩机采用0.6t或1.2t柴油打桩机或自制锤击式打桩机作为成孔设备，要求对打桩机进行编号。夯实機采用偏心轮夹杆式夯实机和卷扬机提升式夯实机两种，夯锤用铸钢制成，重量一般选用100-300kg，其竖向投影面积的静压力不小于20kpa。夯锤最大部分的直径应较桩孔直径小100-150mm，以便填料顺利通过夯锤四周。要求对回填夯实机编号，打桩机及回填夯实机等设备必须合理配套。灰土拌合机采用强制式自动计量拌合机。自卸车、装载机、发电机等设备必须满足施工要求。（3）人员要求。监理工程师、安全员、技术员、试验员、驾驶员等就位并持证上岗。打桩机、回填夯实机操作者须经培训后，持有效的合格证书方可操作。全部作业人员要进行安全培训和技术交底。

4 灰土挤密桩的施工工艺

4.1 测量放线

确定施工段落。

4.2 清表及碾压

按照设计要求清除30cm表土，采用最大激振力50吨振动羊角碾碾压3遍，整平压实后检测原状土的承载力及原地表的压实度。

4.3 孔位布设

采用白灰隔行、隔排进行布孔，同排内应间隔1-2孔进行，要求在每孔中心点钉Φ30mm的醒目塑料牌，布孔应分3-4次完成，全部孔布设完成后呈等边三角形分布，相邻两孔中心点间距为1m，杜绝出现漏孔现象。

4.4 试夯

确定夯锤重量、底面直径及落距，还应进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验，以确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度等要求。

4.5 成孔

将重锥形锤头垂直对准孔心，在打桩机气锤压力冲击下成孔，孔径不小于40cm，施工孔深比设计超深20-30cm，孔的垂直度偏差小于1.5%。成孔顺序应先外排后里排，成孔后应清底夯实、夯平，夯实次数不少于8击。已成型的孔，应做好保护措施，防止受水浸湿。

4.6 灰土混合料的拌和

（1）采用智能控制的稳定土拌合站（600t/h）进行场拌，混合料中石灰比例按质量比10%控制，配合比要求监理工程师批复后使用。（2）混合料每天开始拌合前，应检查灰和土的含水量，外加水与天然含水量的总和要比混合料的最佳含水量略高。（3）每天开始拌和首盘出料时取样用EDTA检测混合料含灰量是否满足设计要求，每天定时检查拌和情况，抽检混合料含灰量、含水量是否变化。高温作业时，早晚与中午的含水量要有区别，要按温度变化及时调整，天气炎热或运距较远时，混合料的含水量可高于最佳含水率1-2个百分比。（4）拌合机应配备带活门漏斗的料仓，由漏斗出料直接装车运输。

4.7 灰土混合料的回填夯实

桩孔检验合格后应立即进行分层回填夯实，要求技术员和监理人员必须全程旁站。每层回填松铺厚度10-15cm，采用偏心轮夹杆式夯实机，回填时要采取切实可行的措施控制好下料速度、斗门高度、送料器电机转速及下料数量，送料器每次下料2s夯击18s，送料器均匀的向桩孔下料、夯实，夯实机落锤高度不小于1-2m，每层夯实不少于10锤，做好原始数据记录，并通过试验桩确定达到设计压实度需要的最佳锤击次数、填料厚度、每次填料的方量，桩身混合料回填压实度不能小于97%。桩顶应高出设计标高不小于15cm，整平时将高出部分铲除。

5 质量控制及检测

（1）分层填筑松铺厚度和填筑时间、夯击遍数和时间、落锤高度、夯锤重量、桩体压实度、回填一根桩所需时间等参数。（2）成桩后在三角区沿桩长挖直径60cm探坑，检测从桩顶到桩底每延米桩间土压实度，桩体完整性、压实度、7d无侧限抗压强度，灰计量滴定和EDTA标准曲线，要求附有所有检测项目的试验报告。（3）比较灰土挤密桩施工前原地基和施工后相关试验参数变化情况。（4）应分段或选择有代表性的地质做灰土挤密桩桩体的复合地基承载力试验。（5）压实度检测应采用灌砂法或环刀法进行检测，复合地基承载力检测采用现场静载荷试验，灰剂量检测采用EDTA滴定方法检测。

6 施工中的常见问题及处理措施

（1）如遇到软基，必须采用碎石、石灰块、砖块等进行回填后进行成孔作业。成孔后如发现桩孔缩颈比较严重，可在孔内填入干散砂土、生石灰块或砖渣、碎石，稍停一段时间后再将桩管沉入土中，重新成孔。（2）如含水量过小，应预先浸湿加固范围的土层，使之达到或接近最佳含水量。（3）含水量过大的桩孔可采用钢护筒进行支护的方式進行或应及时上报监理工程师通过设计单位进行变更设计处理。（4）如遇陷穴，必须全部开挖，找出陷穴源头，利用重量比10%的石灰土分层夯实填筑。（5）严格按规范要求做好施工区域内临时防排水措施。（6）做好成品桩的保护工作。应在成品桩（7d后）顶部预留50cm厚的土层，方便车辆通行，待准备进行下一道工序施工时，将预留的50cm厚土层挖除，进行灰土垫层施工。（7）如压实度达不到设计要求，应进行1：1补桩作业。（8）当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时，应通过试验确定其适用性。

7 结语

通过全体参建人员的过程控制，有效的提高了灰土挤密桩的施工质量，消除了本段高速公路的黄土湿陷性，得到结论如下：（1）原地基黄土湿陷性消除，承载力提高。（2）复合地基承载力达到设计≧250Kpa的效果，最大承载力达到500Kpa。

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