灰土挤密桩地基加固技术在湿陷性黄土地区的应

[12-11 17:00:56] 来源：http://www.tmgc8.com 铁路工程 阅读：3378次

摘要：通过对湿陷性黄土地区灰土挤密桩地基加固处理施工技术的总结，介绍了灰土挤密桩的施工工艺、质量控制和塌孔预防，为类似工程的施工起到借鉴作用。
关键词：湿陷性黄土；灰土挤密桩；施工；加固
中图分类号：U215.7 文献标识码：B 文章编号：1007—6921(2010)20—0110—02

兰新铁路兰州西至武威南段是我国铁路网“八纵八横”中重要的“一横”，兰武铁路增建二线工程地处西北地区，所经地段多为Ⅲ级自重湿陷性砂质黄土，承载力较低，故需进行地基加固处理。施工中地基加固措施有：灰土挤密桩、碎石挤密桩、重锤夯实、重型碾压、基床底层范围内换填二八灰土等多种方式。笔者通过对灰土挤密桩的施工进行总结，以期对类似工程的施工起到一定的指导作用。
1 工程概况

兰武二线铁路黄羊段灰土挤密桩地基加固处理范围为：DK253+700-DK254+450和DK255+0 20-DK255+330。设计标准：桩径D=400mm，桩长H=5.0m，正三角形布置，桩距1.3m，排距1 .13m，填料为2:8灰土。
2 加固原理

湿陷性黄土属于非饱和的欠压密土，孔隙比较大而干密度小为其主要特征，同时也是产生浸水湿陷性的根本原因。试验研究和工程实践证明，当使黄土的干密度及其压实系数（挤密系数）达到某一标准时，即可消除其湿陷性。灰土桩挤密法就是利用这一原理，通过原位深层挤压成孔，使桩间土得到加密，并与分层夯实2:8灰土的桩体构成非湿陷性的承载力较高的人工复合地基。灰土桩在挤密地基中的作用主要有：①分担荷载，降低土中应力；②桩对土的侧向约束作用；③提高地基的承载力和变形模量；④增强消除湿陷性的效果。
3 灰土挤密桩施工工艺
3.1 工艺程序

3.2 灰土挤密桩施工
3.2.1 施工准备。施工前首先要清理平整场地，清除高空和地面障碍物，将地表杂草、树根、腐殖土清理干净，做好临时排水设施，然后组织机械进场组装调试。打桩机安装过程中要全面检查，确保状态良好。同时进行土工试验，取现场素土和2:8灰土作击实试验，得出最大干密度和最佳含水量，以便在施工过程中控制各项技术指标，保证成桩质量。
3.2.2 布桩。打桩前按照图纸要求对桩位进行布置，确定桩位、编号并绘出桩位图。进行桩位放样时，偏差控制在桩间距的5%以内。因打桩过程存在挤土效应，故测量控制点要远离施工区域，并经常复核、校正。
3.2.3 填料拌制。土料宜采用黏性土，粒径不大于15mm，有机物含量不大于5%。使用熟石灰粉应符合Ⅲ级以上的质量标准，石灰活性组织CaO+MgO含量不低于60%，粒径不得大于5mm。拌制时，土料要先清除表层腐土后再使用，石灰必须使用试验合格品，灰土中不能含有垃圾杂物，土和石灰均要过筛。灰土严格按比例拌和，含水量应控制在最佳含水量的±3%以内，拌和均匀颜色一致后方可使用，灰土现拌现用。
3.2.4 成孔。施工前选择有代表性的地段进行工艺性试验(不少于3根)，确定主要工艺参数，指导后续施工。施工所用成孔设备为柴油锤打桩机（柴油锤型号DD30A，钢锤质量3 000kg,夯击频率40mm～55mm），施工时用打桩机将D=400mm的工具桩打入地下，然后拔出成孔。打桩前先在工具桩身上划出以米为单位的长度标记，以便观察工具桩的入土深度。桩机就位时工具桩一定要对正桩中心，偏差控制在桩间距的5%以内，然后调整工具桩的垂直度，校正后的垂直度偏差≤1.5%L(桩长)。桩身垂直度宜先用长条水准尺粗校，然后用经纬仪或吊线锤进行观测，施打中随时检查工具桩的垂直度。成孔挤密采用先外后里的顺序倒退施工，施工中不得漏孔。

3.2.5 成孔检查。成孔后成一批孔报检一批，检查合格后再回填灰土。成孔检查包括孔深、孔径、垂直度、孔间距。孔深不小于设计值，孔径偏差小于±50mm，倾斜度不大于孔深的1.5%，孔间距不宜超过桩距设计值的5%。
3.2.6 灰土回填夯实。回填夯实采用人工回填，电动梨形夯实机和偏心轮夹杆夯实机夯实，现场配备发电机、灰土运输车。首先进行底夯，夯实孔底塌落土，夯填时夯锤对准孔中心自由落入孔底，底夯一般5～8击，至听到清脆夯声为止。灰土夯填时，人工填料要一锹三击保证夯填密实，直到听到清脆夯声再进行下次填料，直至填满桩孔。www.tmgc8.com
3.2.7 成桩检测。灰土桩成桩后，用动力触探(N10，N63.5)方法对总桩数的2%进行随机抽检，使用平板载荷试验方法对总桩数的2‰进行复合地基承载力检验。
4 灰土挤密桩塌孔问题的预防

施工中经常出现桩孔塌孔现象，经过对引起塌孔的原因进行分析和研究，结合施工机械的特点制定了以下切实可行的预防方法。
4.1 通过改变施工顺序预防塌孔

成孔施工中相邻两孔间隔距离很近，柴油锤的冲击力对相邻桩孔影响很大，这是引起桩孔塌孔的一个原因。针对这一原因，施工中采取间隔跳打方法预防塌孔。如图2所示，A、B 、 C三排桩同时施工，先从一个方向三角跳打施工标志为网格圆点的桩，待回填夯实后再按相同方法施工标志为空心圆点的桩，待回填夯实后再按相同方法施工标志为实心圆点的桩。对剩余不足三排的桩孔，采用单排间隔跳打、夯填的方法。经过现场试桩，有效地解决了大部分塌孔现象，效果很好。同时，间隔跳打也有利于更好的挤密，施工中全部采用此方法。

4.2 通过控制地基含水量预防塌孔

地基土质干燥，也是塌孔的一个原因。当含水量低于12%时，宜对处理范围内的土层进行蒸湿。施工中对有条件的地方在地基处理前4～6天，对需要蒸湿的地基土将水通过一定数量和一定深度的渗水孔均匀地进入拟处理范围内的土层中，通过改变地基土的含水量，起到预防塌孔的作用。
4.3 通过润滑工具桩预防塌孔

施工时打入地基中的工具桩拔出时由于摩擦阻力的作用，不能一次拔出，几次冲击后也易塌孔。针对这一原因，施工过程中在工具桩打入地基和拔出过程中沿工具桩壁进行浇水，在减小摩擦力的同时孔壁四周形成了一层保护泥浆，有效地降低了拔桩引起的塌孔现象。
4.4 通过改进施工机械预防塌孔

针对拔桩时引起的塌孔问题，结合施工机械的特点，也可在工具桩桩头处增加一个扩孔环，施工时扩孔环卡在工具桩的头部一起打入地基中。拔桩时将扩孔环留在桩孔中，待工具桩提升一定的高度后用钢丝绳将扩孔环随工具桩一同拔出。这样成孔的孔径比工具桩的直径稍大一些，工具桩拔出时变得非常容易，此法也可预防塌孔。

通过以上方法的实施，桩孔塌孔问题得到了很好的解决，既保证了灰土桩的施工质量，又加快了施工进度，取得了良好效果。
5 结束语

灰土挤密桩对改善湿陷性黄土效果明显，应用广泛。笔者通过对灰土桩施工工艺、质量控制和如何预防塌孔进行总结，以期为类似工程施工起到一定指导作用。
［参考文献］
［1］龚晓南地基处理手册［M］北京：中国建筑工业出版社，2008.
［2］叶书麟地基处理工程实例应用手册［M］北京：中国建筑工业出版社，199 8.

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