灰土挤密桩地基质量控制在临吉高速中的应用

寇 伟

(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)

0 引言

随着我国经济迅猛发展，工程日益增多，对地基承载力和沉降量要求更高，为弥补天然地基的不足，采用新工艺使地基得到加固。灰土挤密桩施工设备简单，工程造价低，相当于一般灌注桩、预制桩基础造价的50%左右。可以弥补其他桩断桩、离析等桩身质量问题，被广泛应用于我国华北等地区湿陷性黄土的地基处理。该类型桩的质量受到成桩工艺、机械设备、施工队伍素质等影响，施工质量控制的难度较大，因其隐蔽于地下，一旦出现质量问题，将严重影响工程安全，且不易补救。由此可见，灰土桩加固湿陷性地基的施工质量控制显得尤为重要。本文以山西境临汾至吉县高速公路路基第十三合同段特殊地基处理为例，阐述了山西地区灰土挤密桩地基施工阶段的组织措施、技术措施、质量控制及完工验收，详细介绍了该工艺的成孔及填料的质量控制。

1 工程概况

山西境临汾至吉县高速公路路基第十三标合同段(K210+800～K218+798.851)全标段处于山区，地形比较平坦，塬面开阔，多为高填方路基。区内分部的第四系上更新统马兰组(Qm3)黄土，主要由粉土、低液限黏土和粉质黏土组成，土质较为疏松，大孔和虫孔发育，具有垂直节理，具有湿陷性，一般其地层构造自上而下依次为0.2 m～0.5 m厚的耕土层;交替分布的风积黄土和残积古土壤。黄土的承载力标准值一般在160 kPa～180 kPa，古土壤的承载力标准值一般在180 kPa～200 kPa。黄土和古土壤均具有湿陷性，场地多为Ⅱ级(中等)或Ⅲ级(严重)自重湿陷性场地。各层土的含水量W一般在12%～24%，饱和度小于65%，平均含水量在16%～18%之间变化，地表下80 m以内无地下水。灰土桩设计按等边三角形进行布置，桩径为40 cm，平均深度7 m，回填灰土灰剂量为6%。

2 灰土挤密桩施工工艺标准

2.1 适用范围

该方法可用于处理采用灰土挤密桩加固的地基工程。

2.2 准备工作

对材料的要求:

1)土:土应过筛，其颗粒不应大于15 mm。2)石灰:应用Ⅲ级以上新鲜的块灰，使用前1 d～2 d消解并过筛，其颗粒不应大于5 mm，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。

2.3 所有人员及设备

1)人员安排及分工。人员安排及职责见表1。

表1 人员安排及职责 名

2)机械设备。a.成孔设备。0.6 t或1.2 t柴油打桩机或自制锤击式打桩机，亦可采用冲击钻或洛阳铲。b.夯实设备。卷扬机、提升式夯机或偏心轮夹杆式夯实机及梨形锤。c.主要工具。铁锹、量斗、水桶、胶管、喷壶、铁筛、手推胶轮车等。机械设备使用情况见表2。

表2 机械设备

2.4 工艺流程

1)操作工艺见图1。2)桩施工一般采取先将基坑挖好，预留0.5 mm ～0.7 mm 土层，冲击成孔，宜为 1.20 m ～1.50 m，然后在坑内施工土桩。桩的成孔方法可根据现场机具条件选用沉管(振动、锤击)法、爆扩法等。沉管法是用振动或锤击沉桩机将与桩孔同直径钢管打入土中拔管成孔。桩管顶设桩帽，下端做成锥形约呈60°角，桩尖可以上下活动。本法简单易行，孔壁光滑平整，挤密效果良好，但处理深度受桩架限制，一般不超过8 m。爆扩法系用钢钎打入土中形成25 mm～40 mm孔或洛阳铲打成60 mm～80 mm孔，然后在孔中装入条形炸药卷和2个～3个雷管，爆扩成15d～18d的孔(d为桩孔或药卷直径)。本法成孔简单，但孔径不易控制[1]。3)桩的施工顺序应该是先外排后里排成孔。成孔后应夯实孔底，夯实次数不少于8击，并立即夯填灰土[1]。4)当孔底有地下水流入，可采用井点降水后再回填填料或向桩孔内填入一定数量的干砖渣和石灰，经夯实后再分层填入填料[1]。

图1 施工工艺流程图

3 质量控制要素[2]

3.1 质量标准

1)主控项目。灰土挤密桩的桩数、排列尺寸、孔径、深度、填料质量及配合比，必须符合设计要求或施工规范的规定。2)一般项目。a.施工前应对土及灰土的质量、桩孔放样位置等做检查。b.施工中应对桩孔直径、桩孔深度、夯击次数、填料的含水量等做检查。c.施工结束后，应检查成桩的质量及地基承载力。d.土和灰土挤密桩地基质量检验标准应符合规范规定。

3.2 特殊工艺的关键控制点控制

特殊工艺的关键控制点控制措施见表3。

表3 特殊工艺的关键控制点控制

3.3 质量记录

1)隐蔽工程记录。2)灰土挤密桩施工记录。3)测量放线定位记录。4)检验批质量验收记录。

3.4 施工注意质量问题

1)桩缩孔或塌孔，挤密效果差。地基土的含水量在达到或接近最佳含水量时，挤密效果最好。当含水量过大时，必须采用套管成孔。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，稍停一段时间后再将桩管沉入土中，重新成孔。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。必须遵守成孔挤密的顺序，应先外圈后里圈并间隔进行。对已成的孔，应防止受水浸湿且必须当天回填夯实。施工时应保持桩位正确，桩深应符合设计要求。为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔，填一孔，或隔几个桩位跳打夯实。2)桩身回填夯击不密实、疏松、断裂。成孔深度应符合设计规定，桩孔填料前，应先夯击孔底3锤～4锤。根据试验测定的密实度要求，随填随夯，对持力层范围内(约5倍～10倍桩径的深度范围)的夯实质量应严格控制。若锤击数不够，可适当增加击数。回填料应拌合均匀，且适当控制其含水量，一般可按经验在现场直接判断。每个桩孔回填用料应与计算用量基本相符。夯锤重不宜小于100 kg，采用的锤型应有利于将边缘土夯实(如梨形锤和枣核形锤等)，不宜采用平头夯锤。3)成品保护。4)基础底面以上应预留0.7 m～1.0 m厚的土层，待施工结束后，将表层挤松的土挖除，分层夯压密实后，立即进行下道工序施工。5)雨期或冬期施工，应采取防雨、防冻措施，防止灰土受雨水淋湿或冻结。

4 结语

灰土挤密桩作为一种新工艺，可以用于湿陷性黄土处理，在灰土挤密桩施工过程中从原材料控制，重视人为因素，规范施工，并针对主要指标进行控制，从而提高其施工质量。

[1] 刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社，2002.

[2] GB J202-83，地基与基础工程施工及验收规范[S].