公路工程中的土桩挤密施工技术

2021-04-14郝珊郭秀

卷宗 2021年24期

郝珊郭秀

（唐河路达公路工程有限公司，河南南阳 473400）

1 灰土挤密桩施工简述

在地基施工中，按照已经确定的施工位置地基层面上，利用合理的冲击或者爆破的方式在土层中形成一个个空洞，再向空洞中填入各种土质材料，主要以黏性土质为主，每填充好一层，就要进行挤压压实作业，使其更加结构更加的紧密结实，增强土质的密实度，压实后就形成了土桩，这样不仅加强了土桩的强度，多次的挤密施工也加强了土桩之间松软土层的强度和紧密性，这样两者就组成了复合型地基，地基的承载能力将由两者共同分担，提高了公路的荷载能力，增加了公路工程的使用寿命。这种方式在一些土质较为松软的地区修建公路中常常用到，而且实用价值很高，这主要归功于所使用的填充材料，例如素土就是很好的填充材料，它是天然沉积所形成的土层，不含白灰和砂砾等杂质，密度较为均匀，而且带有一定的粘性，适合应用于夯实和挤密等施工之中。

2 土桩挤密施工的适用范围

处理一系列地基过程中的重大质量的调控措施的挤密法是指管理地基成桩成孔的过程采取振动、沉管和冲击等方式，然后在孔内填充碎土、砂石、土以及石灰，最后使用分层振实的方法将其开展夯实成桩。该方法是一种加固地基的新型方法，主要是在地下水的上方、湿陷性的素填土、黄土以及杂填土中进行使用。调控桩孔的位置的土体主要是进行成孔和夯实性管理的，一些被压实的周围的土体的管理与控制，挤密桩基周围的土体，该方法还能够机密操作附近的土体，然后消除存在桩间中的湿陷性土体进行，从而有效地加强土体的承载力和，此外还能侧向深层挤密土体，加固地基。

3 工程概况

本工程为某公路施工建设项目，全长为12.1m长，施工路段主要是k36+00～k48+100。在这段施工路段中的k41+683～k41+896是一段具有6m～8m深度、40cm桩基，并按照正三角进行布置的湿陷性黄土。按照承载力的规范要求，桥台和台后土桩取1.3m的桩心距。土体积和土桩之间按照1∶4的比例进行配置。在土桩处理之后，在顶面位置上设置上隔水层。

4 土桩施工方面的原料控制

4.1 素土

素土，即黏土，在实际使用前，要用筛子进行过筛。在过筛时，要对筛孔进行控制，不能过大，也不能过小，一般筛下的黏土颗粒为2cm。另外，选择素土时，要把素土中所含的有机质含量控制在5%以下。保持素土干净，不能在素土中掺杂其他土质，如冻土、膨胀土等。在条件允许下，可以有碎石颗粒，但要将碎石颗粒的直径控制在5cm以内，筛除〉5cm的碎石颗粒。

4.2 灰土

在选择灰土时，不要掺入杂质，要严格控制灰土颗粒的直径，一般控制在1.5cm以内。在拌和灰土时，要掺入直径＜50mm的生石灰。需要注意的是，在把生石灰掺入灰土时，要确保生石灰含量不能超过5%。如果生石灰的含量过大，会减小土桩的密实度，并且在施工中，生石灰与水易发生反应，软化后会形成膏状，失去生石灰的特性，使其发挥不出作用。

4.3 二灰土

二灰土中的粉煤灰只有晾干使用并根据一定比例和生石灰混合才能保证其增强效果达到预期目标。二灰土材料的使用能够提高土桩技术施工原材料的密实性，所以在使用土桩技术时，一般会在原材料中添加一定含量的二灰土。二灰土之所由有这样的性能，主要是因为其内部含有粉煤灰，这些粉煤灰在晒干后掺入到施工原材料中，对原材料有良好的加固效果，能够明显提高土桩技术的使用效果。

5 公路工程土桩挤密施工前准备

5.1 桩孔填料

第一、桩孔所需要的填料需要结合本工程实际的情况和技术规格要求进行合理的确定。在实际选取材料中，需要结合灰土垫层的性质进行确定土料和石灰的质量问题。第二、可以选取具有4以上塑性指数和不超过5%有机质含量的粉土，由于施工中，需要严格控制好土料的粒径，因此在使用之前，筛除15mm以下的。第三、本工程施工中选取含有越多氧化钙和氧化镁的三级新鲜块灰，在使用前的1d～2d，消解和过筛出不超过5mm粒径的石灰块。

5.2 施工机械的准备

施工机械的准备工作也不容忽视。当前主要进行灰土挤密桩施工所使用的设备是锤式柴油打桩机，其规格和型号要具体情况具体分析，为提升工作效率，一般来说，锤式柴油打桩机的锤重量要不低于桩的自身重量。在桩夯实的过程中，施工人员要提前明确夯实的周期，周期的制定过短或过长都会影响实际的桩稳固性。

6 公路工程土桩挤密施工技术控制分析

6.1 成孔挤密

1）冲击法。冲击法主要是通过相应的冲击机来完成应用的，需要按照规定的高度上升冲击机的锤头，然后进行自由落体运动，锤头的自由下落会产生一定的重力加速度，从而形成巨大的冲击力，作用于土层当中，形成孔洞，这种方式通常可以获得20m以上的孔深，孔径范围能够达到500cm～600cm。而想要使该项工作的质量及效率得到保证，在进行实际的打孔施工时需要注意以下几点内容：

第一，在选择冲击机型号时，必须要对施工现场的实际情况加以考虑，施工的地质条件不同，冲击机的适用型号自然也不尽相同，除此之外，要对锤头下落位置的准确性加以保证，应该在冲击机上加装钢管导向器，这样不但可以使锤头入土的准确性加以保证，还可以避免孔口受到锤头冲击而损坏。

第二，在进行开孔以前，应该对锤头的高度加以控制，应该停留在较低的位置上，不能过高，应进行频繁的冲击，当整个锤头入土以后，需要对锤击的方法加以转变，使用正常的冲程进行锤击，在此过程中，仍然不宜对高冲程进行频繁地使用。

2）沉管法。在使用沉管法时，所用的主要工具是锤击桩机。锤击桩机由精钢特制，打入土层桩管的部分带有桩尖。设计的深度一般为桩管入土深度7～8m。拔管施工要尽量缓慢，拔管结束后，完成成孔工作。为了保证成孔质量，在选择设备时，要确保桩机的性能，控制好桩管的直径和长度，也要对地质条件严格把控。若想使桩管准确落入桩孔内，要运用就位桩机进行辅助，在整个沉管施工中，要控制好操作的力度和速度，做到轻击慢沉。桩管稳定后应及时拔出，在拔出过程中，要做到慢、稳，不要破坏孔口。另外，成孔后一旦出现缩颈和回淤，要用干砂填入孔中，并重复一次沉管成孔操作。当运用沉管法施工时，要用铲子挖除障碍物，还可以增加桩体，使局部深度得到有效改善。

3）爆扩法成孔方式。爆扩法成孔方式包括两种，即药眼施工法和药管施工法。其中选用药眼施工法时，具体施工方式是将直径为1—30mm钢钎打入土层中（施工土层的含水量应超过22%)，然后将钢钎拨出，即形成药眼（小孔），将炸药和1—2个雷管填入到药眼内，进行引爆，随即形成桩孔。需要进行的质量控制关键是要确保炸药应为国家生产的产品，并且炸药的用量需要把握好。当选用药管施工法时，比较适合含水较大的土层，利用洛阳铲或扁头铲进行挖掘，在土中形成空洞，其直径应为60～80mm和并且深度要与桩孔设计值相同，然后将直径为12～30mm的炸药管和1～2枚的电雷管放入孔洞内，安置完毕后，实施引爆，即成桩孔。需要进行的质量控制与药眼施工法一致，即采用国家生产的炸药和用量的把握。

6.2 填料夯实

只有在回填试验效果顺利开展之后，有效地控制填料数以及夯击数，才可以进行回填夯实施工。一般情况下，夯实施工中最经常使用具有450kg夯锤的夯击能量和较好夯实的效果的电动卷扬机提升夯实机。此外，也有可能会使用焊接具有6m～8m长度和管径、100kg～150kg的锤重期夯锤钢管和夯锤为一体的偏心轮夹杆式夯实机。此外，需要按照超过100kg和小于10cm～60cm的桩孔孔径的标准进行控制锤重和锤径最大值，确保夯实的质量。另外，确保没有积水和其他杂物存储在桩孔内，送料车的填料需要按照专业的填料操作步骤进行操作，而不能够直接倒入到孔位中，并预留出70cm～100cm的土层在基础的地面上。完成施工，还需要采取防水防冻措施，确保施工质量。

7 施工质量控制要点

施工质量控制需要把握以下要点。首先，在施工之前，在施工现场必须进行下列试验：成孔，夯实工艺和挤密效果的试验，通过试验得出的数据进行设定分层填料厚度，夯击次数以及夯实后干密度等要求。然后，在进行成孔施工时，确保地基土达到最佳含水量，如果其含水量低于12%的话，应该进行注水增湿，达到最佳含水量。桩孔中心点的偏差不得超出桩距设计值的5%。而且不能大于50mm。它的垂直度偏差也应小于1.5%。在将料填入孔内之前，必须进行不少于8次的夯击，确保孔底被夯实，回填夯实的材料是素土或灰土，条件是土层处于最佳含水量的状态。进行分层回填夯实时，其每次的回填厚度应为300—400mm。素土的压实系数不应小于0.95。灰土的压实系数则不应小于0.97。此外，还应注意进行施工时，为防止邻孔缩孔或者是塌孔的话，成孔和回填夯实的顺序必须间隔进行，且同排内应间隔1～2孔进行。