浅谈灰土挤密桩在高速公路工程软基处理中的应用

2019-07-24张建立

商品与质量 2019年8期

张建立

中铁六局集团北京铁建公司北京 100036

华北，西北等地区有可折叠黄土。由于湿陷性黄土的孔隙度大，干密度小，水对该土地的影响很大。在大水的情况下，其重量将变得非常大，因此容易引起坍塌变形，地面沉降，并且这种情况对地面结构具有破坏性影响。近年来，在处理软土时，石灰土压实桩已被用作经济有效地处理地基的方法，因为它们具有建造周期短，建造成本低，并且在施工期间需要较少的设备和简单的操作。成品的基础是可靠的，并且在建筑中使用大量的工业废料，这使得工业废物能够二次利用。除了消除湿陷性黄土的湿陷性外，石灰土桩还可以使石灰土桩和压实土层形成复合地基，从而提高地基承受建筑物受力的能力，提高强度的基础，并减少基础。工程特性如变形。

1 灰土挤密桩概述

我们国家的幅员辽阔，其自重湿陷性黄土分布广泛，特别是在西北地区。在湿陷性黄土分布广泛的地区公路工程施工前，必须对软基地进行适当加固，以保证上部工程施工结构的稳定性和安全性。目前，公路工程的软土地基处理方法主要包括强混凝土，石灰土压实桩，挖掘回填，更换方法和垫层方法。本文主要介绍了石灰土挤密桩在公路工程软基中的应用。石灰土压实桩是一种柔性桩基。它广泛应用于湿陷性黄土的地基处理和地下水位以上的填土。与刚性桩相比，灰土挤密桩具有独特的桩身性能，承载力明显较低。然而，在压实处理后，桩身和基础可以共同承载上部荷载力，桩间土壤形成复合地基，从而引导上部荷载向下传递并产生应力扩散，从而减少加固深度内的额外性。压力水平。同时，灰土挤密桩在桩端不需要坚固的承重层，因此在湿陷性黄土地区具有广泛的应用价值。

结合目前的工程实践经验，石灰土压实桩一般可用于湿陷性黄土地基处理，含水率在10%-24%以上，有效处理深度可达12.0m以上。在软基处理过程中，灰土挤密桩技术的应用具有以下特点：一是采用灰土挤密桩技术进行桩基处理，无需大规模开挖作业，减少土方开挖。路基挖掘量可以作为土洞，节省土方成本。其次，软土压实桩技术的应用可以用于横向处理软基，处理深度大，厚度较大的黄土面积基础自重湿陷性具有良好的处理效果；第三，在石灰土压实桩处理过程中，可采用石灰土脱水加固和凝胶足骨加速地基土的固结，促进基础强度的提高；四是在灰土挤密桩技术实施过程中，工作平台占地面积小，对各种施工环境适应性强，总体成本低，具有在基层推广应用的价值。

2 灰土挤密桩施工

2.1 工程概况

公路项目位于A市西北郊区。沿该地区的区域分布在黄土层。根据调查数据，沿路分布为马兰黄土和黄土状土壤，厚底较大。它以灰黄色原生黄土为主，水泥压实性能差。可折叠程度中等至强，可折叠。黄土厚度为10.0-20.0m。为了尽量减少沿地区湿陷性黄土堆积对工程建设的影响，提高地基承载力水平，降低地基湿陷性和土体可压缩性，该项目是采用石灰土压实桩技术软化土地基础被处理。根据该项目的预设计划，开挖段石灰土挤密桩的处理宽度为路基两侧侧沟外侧与填土宽度之间的总宽度。截面是路基两排水沟内侧之间的总宽度。本合同段石灰土压实桩直径40cm，桩长15.0m，桩间距1.0m，方形排列，共147，064根。桩的总长度为667，358米。

2.2 施工参数

根据公路工程施工总体情况，将软土压实桩技术应用于软土地基过程中确定的基本工艺参数如下：（1）选用DD32导向式柴油打桩机成型孔，桩锤的质量对于5.82t，填孔捣固机是一种夹杆式捣固机，锤重标准为270kg，直径为25cm。（2）回填厚度按10.0cm标准设定，夯实次数控制；（3）石灰为二次熟石灰，钙镁含量>60%，石灰土含水量为14.0%-6.0%，最大干密度为1.71g/cm3，桩压实控制度在0.97以上，桩之间的平均压实系数大于0.90cm。

2.3 施工工艺

在第一步中，在施工石灰土压实桩之前，专人负责将待处理区域的土方挖掘到石灰土桩的设计标高以上30厘米处[1]。检查正确后，使用整平机进行整平处理，喷水并按压使用。第二步，根据工程设计要求，确定现场施工中路基边桩，路堤边坡脚桩，中桩和四分段桩的具体位置。每个部分按10.0m标准设置，并安排五个测量点。同时，路线控制桩设置在离道路中心一定距离处，以增强施工期间的防护效果。第三步，在现场施工前，对原状土的试验和检查工作在待处理区域的某一区域进行，分层控制标准为30.0~100.0cm，100.0~300.0cm，和300.0至500.0厘米。通过试验和检测，收集施工现场原状土的天然含水量，空隙率，土壤比重，液态塑性极限和塑性指数等基本数据。在第四步中，根据桩间距1.0m，桩面布置以等边三角形方式布置在施工现场。根据项目的路线方向，项目部门将以路基横断面为横轴标准，以道路为标准。CAD加工后，将根据设计桩的数量绘制施工现场的桩位布局，并在湿地进行桩的布置。画点。第五步是用锤头重5.82t导柱式柴油石灰打桩机反复冲击土层进洞，洞深15m，孔径40cm，石灰土桩施工顺序为第一步行和内行，内行为1~2。孔，以避免振动引起的相邻孔的收缩或坍塌。第六步，桩孔作业完成后，应安排专人对孔位，垂直度，桩径和深度进行详细检查。特别是，应检查桩孔中心点的偏差，确保其低于桩间距设计值的5.0%标准（同时应控制在5.0cm范围内）。桩孔垂直偏差的偏差不得超过1.5%，孔径误差应控制在±5.0cm以内，深度误差应按-10.0cm以下标准控制。在第七步中，用杆式捣固机连续粉碎捣固机。夯具的重量为270kg。在填充桩孔之前，底部被夯实，夯实次数为8次，然后最多使用石灰土（灰分与土壤的质量比为10%）。含水量好（一般在15.0~18.0%范围内，根据经验“手握成一组，落地花”验证方法）分层回填压实。

3 灰土挤密桩质量检测

3.1 灰土桩的加固效果

经过两年的桩基成型，与设计相比，石灰土桩增加了约1.5cm。增加的原因是当桩受到冲击时，桩孔附近的土壤不能抵抗冲击力下的变形而引起挤压。吸收大量水后土壤变得笨重。石灰土桩的膨胀量小于石灰桩的膨胀量，因为石灰桩中的主要材料在被吸收到水中后会膨胀，而石灰土桩中的主要材料基本上是成熟的。在被吸收到水中之前，它的膨胀量可以忽略不计[2]。石灰土桩和桩周围的土壤可以紧密地连接在一起，形成围绕桩的水泥层。石灰土堆中的石灰颗粒可以有效地在土壤中发挥作用，一部分石灰颗粒与周围的土壤发生化学反应，形成水泥材料，如碳酸钙，使桩与土壤紧密连接，增加基础的力量。

3.2 灰土桩桩周土的挤密效果

人工生产的桩孔压实石灰土桩由于易开孔，使用简单，噪音低等特点，在许多基础生产中得到广泛应用，石灰土桩的使用也是经济的。石灰土桩对桩周土压实的影响不是特别大。不同距离石灰土桩的土壤干密度差异不是很大。石灰土的压缩改善不是特别大，桩与桩之间的土压缩系数远小于原始土，压缩模量大于天然土。桩和桩之间的土壤具有相对高的剪切强度并且具有非常好的抗剪切性。桩与桩之间的土壤具有非常明显的硬化现象，桩与桩之间的抗剪强度大于天然土的抗剪强度。这是因为石灰土桩越接近，石灰土桩对天然土壤的压实效果越好。压实后，石灰土桩破坏了天然土壤的原始结构，空隙率变小，土壤密度变大，土壤原始。消除了可收缩性，并且在剪切过程中发生剪切，并且增加了压实的强度，从而显着提高了基础的承载能力[3]。施工过程中应注意的问题是采取挖掘隔离沟，减少振动波，严格控制施工时间等措施，避免钻孔机在形成孔时产生的振动和噪声，影响周围的建筑物和居民。

在挤压桩施工过程中，机器会产生机械振动，但对施工现场周围建筑物的影响很小，对一般砖混结构和钢筋混凝土框架结构的影响几乎不存在。对于一些旧的土坯房和临时房屋，会发生一些墙面剥落或墙壁开裂，其影响不仅与距离有关。另外，在压入孔的施工过程中，要注意漏孔和漏孔的现象。在孔形成后，有必要及时检查施工质量，并做好施工记录。如果难以打孔和拉孔。在桩的情况下，可以在桩的顶端和桩管处设置宽度为5cm，厚度为约1.2cm的环，这可以有效地减轻浸入管和拔管中遇到的困难。我们还必须密切关注石灰土的混合比例。混合比必须符合设计要求[4]。石灰粉和土壤应筛选一次。它必须及时回填和压实，不能等到第二天。最后，有必要填充桩孔并进行压实。在这个过程中，必须小心谨慎。在施工过程中，可以进行测试以确定合理的填料量和砰击次数，以确保填充质量。

3.3 质量控制

质量控制标准执行《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2017）、《黄土地区公路路基设计与施工技术规范》（JTGTD31-05-2017）、《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）。灰土桩成桩检验项目及允许偏差见表1。

表1 灰土挤密桩工程质量检验标准

3.4 质量保证措施

加强原料的质量控制。未通过检验的产品不得在现场使用。应测试白色灰分GaO+MgO的含量，并测试灰分的混合灰分和水分含量。灰分剂量不得低于设计允许值。水分含量保证在最佳水分含量的±2%范围内。

打桩机必须就位，不得移动或倾斜。桩管和桩位置居中，桩管的垂直偏差不应超过1.5%。

桩孔的回填以一定的速率回填。斜面数量符合测试确定的技术要求。回填以均匀有序的方式进行[5]。层状回填的厚度不得超过试验确定的最大厚度。

应根据田地的用量混合石灰土，混合包装不应超过24小时。严禁使用被雨淋湿浸泡的包装。雨中不应混合土壤。

在雨季或低温季节，应采取防雨或防冻措施，以防止土壤变湿或冻结。

当石灰土填料填充到桩的顶部时，应重复并回填几次，以确保桩顶的紧凑性。

对现场施工进行现场监督，现场记录，并随时进行抽查。

4 安全措施

认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，按照国家有关规定，结合施工单位的实际情况和项目的具体特点，组成专职保安人员和部分人员-团队的时间安全官和现场安全和电力参与的负责人[6]。安全生产管理网络，实施安全生产责任制，明确各级人员的责任，做好项目的安全生产；

严格遵循公路路基施工安全规定，开展项目评审，人员培训，证据收集，机械接收验收等工作；

进入现场的施工人员必须进行安全教育，加强监控，并设立专职安保人员对现场进行现场管理；

做好初步调查，在施工开始前对通信电缆和电缆进行详细调查，并制定详细的保护措施；

及时盖住未填充的孔，盖住施工现场，并制作警告标志。禁止非施工人员进入。

各类机电设备的操作人员必须经过专业系统的培训，掌握机器的结构，性能和操作规范，保持和消除一般障碍；

施工前应对机器进行彻底检查，及时解决问题。检查后，进行试运行，严禁机械设备。机械操作必须符合安全技术操作要求，并由专人操作，加强机械的维护和修理，确保机械设备，零部件的正常使用；

机械师必须经过培训和认证才能工作，并且需要特殊的飞机；

机构设备不得操作和超载，并且在操作期间不得修理。对于机械和电气设备，必须采取措施防止雨水和湿气[7]。下雨后检查机器和设备；

机械设备必须稳定运行并定期维护；

禁止在施工现场使用的非电气设备操作人员进行篡改；

现场所有人员必须遵守施工安全管理，加强人员火电用电意识，加强管理和检查；

5 应用实例

5.1 工程概况

平凉（华亭）以天水高速公路项目PT5标准，设计需要用石灰土压实桩共处理58段，全线设计的石灰土压实桩总长度为244万米，处理面积31万平方米米，桩长根据路基填充高度不同长度分别为6m和8m，桩径为40cm。桩位置为等边三角形，路堤高度小于8m，桩间距1.2m，路堤高度大于8m。石灰石桩石灰用量为12%（质量比）石灰比二级灰分大，桩的压实度要求不低于97%（重压实标准）。

5.2 施工情况

PT5标准244万米石灰土压实桩施工桩间距为1.2米，等边三角形排列，桩径为0.4米，桩长为8米。成孔机械是：导杆柴油锤；捣固机是：夹杆锤重量为150KG。12%石灰土的最大干密度为1.72，最佳含水率为17.2%。石灰土填料分层填充，每层0.032m3，层厚25cm，锤击次数为13次。共有20套普通柴油锤打桩机和40套偏心轮夹钳。每个柴油锤配有2个偏心轮夹锤。每套设备每天用约1000米石灰土堆建造。该项目是2017年12月至2018年。7月，除了受拆迁影响的部分外，总量的88%已经完成。