浅谈灰土桩施工

浅谈灰土桩施工湿陷性黄土泛指饱和的结构不稳定的黄色土，湿陷性黄土的颗粒组成中粘粒的含量为8%～26%，在自重压力或自重压力与附加压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著下沉。它的这种特性，会对结构物带来不同程度的危害，使路基及结构物大幅度沉降、折裂、倾斜，严重影响其安全和使用。处理湿陷性黄土地基的方法很多，主要有换填土、重锤夯实、强夯法、预浸法、挤密法、化学加固法等，可根据湿陷性黄土的不同类型和工程特点选择不同的处理方法，本文结合xx高速xx标湿陷性黄土地基灰土桩处理的实际情况，介绍了灰土桩处理的施工工艺、质量控制与检验，供同行参考。工程概况xx高速公路路基xx合同段起于xx市xx县xx镇xx地东ZK443+000处，经xx地、跨越xx铁路、过小平房、石灰窑、xx村，最后到达本合同段终点K449+100。本合同段所经地区为构造剥蚀低山地貌，山势延绵，从xx地起点至xx铁路之间为湿陷性黄土处理段落，处理方法为强夯、灰土桩，灰土桩处理范围为路基基底及桥台及台后，路基基底桩长6米，共24299m;桥台及台后桩长7米,共39353m。二、灰土桩施工1、设计要求灰土桩采用桩径40cm，三角形布置，路基基底处桩心距选用1.5m，桥台及台后灰土桩桩心距采用1.3m，地基处理宽度为坡角外2m。灰与土的体积比为2：8，桩内灰土压实度﹥0.97，桩间土压实度﹥0.93。灰土桩整体施工完成后，对桩顶松土碾压密实后铺设30cm厚5%灰土隔水层。2、材质要求土料选用黄土；石灰选用Ⅲ级以上生石灰，使用前4～7天浇水充分消解并过筛，颗粒直径应小于5mm，不含未熟化生石灰块。经试验确定土料合理含水率，该含水率能使经拌合后的灰土基本达到最佳含水率的要求。每天施工前核定土的含水率是否为合理值，以保证拌和后灰土的含水量接近最佳含水量。3、施工准备A、检测原状土的含水量：检测地基土的含水率、饱和度，当地基土的含水率小于12％或大于24％、饱和度大于65％时，应及时通知设计单位予以确认，由设计单位确定是否变更设计。B、标准试验施工前按规定频率做好石灰原材料的自检和抽检工作，保证原材料的质量达到设计要求。并做好灰土的掺配试验工作，通过击实试验确定灰土最大干密度和最佳含水量。C、场地清理施工前将路基处理范围内表土清除并整平基底，形成作业面。D、施工放样在经过整平处理的设计路段，按照设计桩心距（路基基底桩心距为1.5米，桥台及台后桩心距1.3m）采用三角形布置桩位，桩位处以白灰或小木桩标注。并对每排起始桩桩位进行栓桩。E、备料施工前将施工所用土和生石灰准备妥当。土料宜为天然的黄土状亚粘土或轻亚粘土。石灰应使用消解的石灰粉，粒径不大于5mm，不得含有未熟化的生石灰块。现场按体积比进行均匀拌制，达到颜色一致并使含水量保持在最佳含水量左右，现场可用“手捏成团，落地开花”的标准初步鉴定其含水量。灰土拌制根据回填要求随拌随用，已拌成灰土不得超过24小时或隔夜使用；被雨水淋湿、浸泡的灰土严禁使用，按作废处理。下雨期间不进行灰土拌制。4、施工工艺A、试桩施工前进行成孔、夯填和挤密效果试验，确定有关施工技术参数：每次下灰厚度、数量、落锤高度、夯击次数等作为以后施工时的参照依据。并对试桩进行测试承载力和挤密效果等，对含水率较大的（如大于塑限含水率）应特别关注缩孔的问题，因缩孔影响桩长和桩径时，应及时与设计单位协商予以解决。试桩数量应符合设计要求且不得少于2个施工单元（如按三角形布置每个施工单元7根桩）。B、成孔处理区段地基土的含水量宜接近最佳含水量，当土的含水率低于12％时，宜对处理范围内的土层进行增湿。增湿处理应在地基处理前4～6d完成，需增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔均匀地渗入处理范围的土层中。桩机就位，使沉管尖对准桩位，调平扩桩机架，使桩管保持垂直，用线锤吊线检查桩管垂直度，确保垂直度偏差不大于1.5%。采用机械成孔。成孔时，地基土的含水率一般应掌握在12%～23%：低于12%成孔较困难；当大于23%时，易颈缩，或成桩后桩心软化，因此，低于最优含水率的土需加水增湿，大于最优含水率的土，需采取晾晒干措施。采用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，下端作成60°角度锥形活动桩尖，施工前在桩架或钢管上标出控制深度标记，以便施工中进行钢管深度观测。灰土挤密桩施工时应控制拔管速度，在拔管前宜停顿10秒左右。成孔后清底夯实、夯平，夯实次数不小于8击，成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，合格后进行下道工序施工或用盖板盖住孔口防止杂物落入。C、灰土填夯对已成孔，应防止受水浸湿，且应当天回填夯实；为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔，填一孔，当桩孔较密，土质松软，应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底3～4锤；根据试验测定的密实度要求，随填随夯，严格控制下料速度和夯击次数；回填料应拌合均匀，并控制其含水量；每个孔填料用量应与计算用量基本符合；夯锤重不宜小于100Kg；锤型以梨型或枣核型较合适。有利于夯实边缘土，不宜采用平头夯锤，落距一般应大于2m,每层夯实不少于10锤,逐层以量斗定量向桩孔内下料，每层回填厚度280～320mm；如地下水位较高，应降低水位后再回填夯实。已出现疏松、断裂或夹层，应用铲全部取出来，按规定重新填夯灰土，达到设计要求。认真按操作规程施工，灰土要按配合比称量，搅拌要均匀，干湿要适度。成孔和回填夯实施工应先外排后里排，同排内应间隔1～2孔进行，以免因振动挤压造成相邻孔缩孔或坍孔。质量控制1、原材料控制：灰土挤密桩所用石灰质量应符合设计要求。设计无要求时，石灰中活性CaO、MgO含量不应低于65%（按干重计），粒径应小于5mm，夹石量不大于5%。检验数量：同一厂家、同一产地的石灰，每200t为一批，不足按200t也按一批计。每批抽样检验1次。检验方法：检查石灰质量证明文件，按《建筑石灰试验方法》（JC/T478）规定的试验方法进行抽样检验。检验其CaO、MgO合量，及CaO、MgO各自含量，经试验我标段采用的生石灰各项指标如下：CaO、MgO合量：88.3%CaO含量：84.4%MgO含量：3.9%符合建筑用石灰标准。2、施工过程控制：A、设专人监理成孔及回填夯实的质量。如发现地基土质与勘察资料不符，应立即停止施工，查明情况，待设计人员确认及采取有效措施后，方可继续施工，并详细记录锤击次数和振动沉入时间、出现的问题和处理方法。B、在成桩过程中，随时观察地面升降和桩顶上升，桩顶上升过大就意味着断桩，要调整成桩施工工艺。C、雨季施工，应采取防雨措施，现场存放的石灰做到苫盖，随用随取，对拌和好未用尽的灰土要及时苫盖，对防止灰土和土料淋湿后影响工程质量。D、灰土挤密桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。3、灰土质量控制为了保证灰土质量，严格按灰土配合比施工，我标段特设灰土桩施工现场专职试验员一名，每天测定相应施工段落土样的天然含水量，使掺灰后能达到最佳含水量，如现场的土掺灰后很难达到最佳含水量±2%，必须采取相应措施，翻松晾晒或加水拌和，成孔后严格按灰与土体积比2：8控制填入桩内灰土，每孔都按标准曲线进行石灰剂量测定，发现剂量不合格灰土，必须重新进行拌制。四、质量检验：1、压实度：灰土桩施工前，先将需要灰土桩挤密的路基基底进行清表碾压，达到规定的93%压实标准后再进行灰土桩的施工，碾压过程中保持土的含水量在最佳含水量的±2%以内，如超出范围则相应进行洒水或晾晒，达到含水量要求后进行碾压，直到达到规定的压实度标准。灰土桩施工结束后，按标准击实结果进行压实度检验，利用灌砂法检查桩内填料压实度，孔内填料应分层回填夯实，其压实系数不应小于97％。如检测不合格应重新锤击，直至检测合格。在每一施工段结束后应对桩间土及时检测，并使桩间土的压实度大于93％,如不合格必须重新进行碾压。2、桩身质量桩身质量检验按桩数量的3%钻芯取样，宜每1m取土样测定干密度，在桩半径2/3处钻取垂直芯样，检查灰土的拌和均匀情况，并从芯样中取土样按标准曲线测定石灰剂量。结束语：灰土桩处理湿陷性黄土