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淺析土樁擠密施工技術在公路工程中的應用

摘要:目前在公路工程中所使用的軟土地基處理方法種類繁多,而對于其中位于地下水位上方的濕陷性黃土、雜填土和新近積黃土最有效的處理方法就是土樁擠密施工技術。擠密法是深層密實法的一個分支,標志著當代地基處理方法取得的重大進展。本文對其適用範圍、材料控制、施工要點及常見問題進行了一些簡單分析與介紹。
  關鍵詞:公路工程;土樁擠密;施工技術
  中图分类号:TE933 文献标识码:A
  1土樁擠密施工的適用範圍
  擠密法是一種用來形成直徑較大狀的方法,它先通過振動、沈管與沖擊等方法成孔,然後用碎土、砂石、土及石灰(可根據實際需要替換其他材料)來填充孔,最後再通過振實的方式將其處理成樁。擠密法形成較大直徑樁體的作用機理是深層密實,因此,擠密法是深層密實法的一個分支,標志著當代地基處理方法取得的重大進展。
  根據填充的土質不同,擠密法通常分土樁、灰土及二灰土樁擠密法。
  土樁擠密法主要是用來對地基進行加固,通常適用于處理位于地下水上方具有濕陷性特性的素填土、黃土及雜填土等地基。此類方法主要采用振動沈管、打入鋼套管或炸藥爆擴等方式在地基成樁,然後再以分層的形式來進行孔的回填土操作,最後夯實即可。樁孔位置的土體在經過成孔及夯實等操作後,會全部被擠壓到附近的土體中,樁附近的土體就被擠密,如此一來,通過對周圍土體的擠密就能夠消除樁間土體的濕陷性,並同時在一定程度上增強了土體的承載力,這種方法主要是通過對土體的側向深層擠密來實現對地基的加固。
  要對地基的地質條件進行分析後,再根據具體的情況與需求來確定狀的性質,如果地基濕陷情況比較嚴重的話,處理目的就是清除濕陷性,此時應該采用土樁擠密法進行加固,假若需要提高地基的水穩性或承載力的話,就應該采用灰土樁或二灰土樁。
  2不適宜采用土樁擠密法的情況
  並不是所有的地基都適宜采用土樁擠密法來進行加固,爲了有效地使用土樁擠密法,必須要對地基的土質進行合理的分析與判斷。假若地基的含水量超過23%,飽和度高于0.65,就不適宜對其采用土樁擠密法來加固,但,如果在施工過程中采用適當的措施來降低地基的含水量的話,就可以采用。另外,黃土層中通常夾有薄沙礫層,假若薄沙礫層厚度超過4cm的話,對其采用土樁擠密法加固的話,施工中的成孔操作難度就非常大。
  3土樁材料質量的控制
  3.1素土
  土樁擠密法中土樁使用的素土主要是粉質粘土,而且都要用篩孔小于2cm的篩子對其進行過篩處理。不允許裏面有大于5%的有機質,嚴禁在回填素土中摻雜凍土或膨脹土。素土中可以存在碎石,但其粒徑必須保持在5cm以下。
  3.2灰土
  通常選用過篩的塑性指數超過4和粒性土的粉土作爲土樁中的灰土,不允許在裏面摻雜有松軟雜質,並確保顆粒粒徑在1.5cm這個範圍內。灰土中應使用塊徑小于50mm的新鮮生石灰作爲石灰摻料,並將含石量控制在5%以下。要嚴格控制灰土中的生石灰,這是因爲,假若生石灰塊徑過大,就會對樁的密度造成不利影響,而且生石灰容易和水發生反應,軟化爲膏狀,同時,生石灰粉面也比較多,潛在噴漿的危險。
  3.3二灰土
  爲了不影響增強效果,二灰土中的粉煤灰需要晾幹後才能使用,而且要按照一定的體積比和生石灰拌和均勻。
  4施工要點
  4.1成孔擠密
  4.11沖擊法
  沖擊法成孔主要是利用定型或簡易沖擊機來進行,施工工藝是將錘頭升高到一定高度後,再任其自由下落,這樣就會對土層造成嚴重的沖擊,重複這樣的操作,直至成孔結束,通過這種方式得到的孔,孔深通常超過20米,孔徑範圍爲500到600米。
  爲了保證孔的質量,需要做到下面幾點:
  (1)要根據現場土質狀況與孔徑設計直徑來選擇適合的機型來進行施工,爲避免錘頭入土位置錯誤或在沖擊過程中造成孔口損壞,需要裝設鋼管導向器在鑽機上。
  (2)不能再開孔前,將錘提的過高,要控制在較低的位置,並且沖擊次數要頻繁,當錘頭完全入土後,則轉換成正常的沖程錘擊,這時候,仍然不允許過多的使用高沖程。
  (3)爲了方便觀測沖孔的深度,從而對其進行控制,必須要在鋼絲繩上設置長度標志。
  4.1.2沈管法
  沈管法成孔的主要器具是振動或錘擊樁機,打入土層的樁管所帶有的樁尖是由精鋼特制而成的,樁管入土深度是設計深度,一般爲7到8米,樁管的拔出操作必須要緩慢進行,拔出後即成孔。
  爲了保證成孔的質量,選擇操作設備時,對于打樁機,要求其性能必須要和樁管直徑、長度、質量和地基土質條件相適應;對于錘擊樁機,應選取錘重超過樁管重量兩倍的。爲了保證樁管准確的落入樁孔中,需要采用平穩就位樁機來協助操作。在整個沈管過程中,都要注意控制操作的速度和力度,要做到輕擊慢沈,一旦樁管穩定,就要及時將其拔出,拔出過程中,要注意不要破壞孔口。另外,成孔後,如果樁孔出現嚴重的縮項及回淤情況,需要及時填入幹砂,並再重複一次沈管成孔。
  4.1.3爆擴法
  爆擴法成孔主要包括藥眼施工法與藥管施工法。
  (1)藥管施工法。藥管施工法通常用于土層含水量比較大的地基,具體施工程序爲:首先使用扁頭鏟或洛陽鏟在土中挖掘出一個直徑爲6到8cm的空洞,挖深要與樁孔設計深度保持一致,然後,把炸藥管和兩枚左右的電雷管放入孔洞中,炸藥管直徑應選擇1.2到3cm。一切就緒後,就進行引爆,至此,成孔完成。爲了保證施工質量使用的炸藥一定要選擇國家生産的,而且要嚴格控制炸藥的用量。
  (2)藥眼施工。藥眼施工法通常用于土層含水量大于22%的地基,具體施工程序爲:首先要對土層打入鋼杆,杆徑取值爲0.1到3cm,拔出鋼杆後,藥眼形成,然後在藥眼中填入炸藥及1到2個雷管,一切就緒,就進行引爆,至此,程控完成。確保施工質量的措施和藥管施工法一致,就是使用的炸藥要確保是國家生産的。

  

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