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论公路建筑中土桩挤密施工法的应用
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内容提示：在公路建筑中对于软土地基的处理方法有多种多样,而土（灰土、二灰）桩挤密法则是处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土和杂填土的一种地基加固法。本文对这一柔性桩的适应范围、材料质量、施工方法、质量控制要点、常见问题及对策作了简要介绍。
摘要:在公路建筑中对于软土地基的处理方法有多种多样,而土（灰土、二灰）桩挤密法则是处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土和杂填土的一种地基加固法。本文对这一柔性桩的适应范围、材料质量、施工方法、质量控制要点、常见问题及对策作了简要介绍。（参考《建筑中文网》）
关键词：公路建筑 土桩挤密 施工法
1 土（灰土、二灰土）桩挤密法的适应范围
1.1 挤密法。挤密法是以振动、冲击或沉管等方法成孔，然后向孔中填入砂石、碎石、土（或灰土、二灰土）、石灰或是其它材料，再加以振实而成为直径较大桩的方法。挤密法属于深层密实而成为直径较大桩体的方法。挤密法属于深层密实法之一，是当代地基处理方法重大进展的标志。
1.2 土（灰土、二灰土）桩挤密法。此法是处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土、素填土和杂填土的一种地基加固法。它是利用打入钢套管（或振动沉管、炸药爆破）在地基中成孔，通过“挤”压作用，使地基土得到加“密”，然后在孔中分层填入素土（或灰土、二灰土）后夯实而成土桩或灰土桩、二灰土桩。它们均属于柔性桩，与桩间土共同组成复合地基。
1.3 以处理地基目的选用桩的性质。①以清除地基的湿陷性为主要目的时，宜选用土桩；②以提高地基的承载力或水稳性为主要目的时，宜选用灰土桩或二灰土桩。
1.4 不宜采用土（灰土、二灰土）桩挤密法的情况。①地基含水量大于23%、饱和度大于0.65时不宜采用，除非施工时采取排水措施；②黄土层夹有薄沙砾层厚度大于0.4m时，不宜采用，因施工打孔困难。
2 土（灰土、二灰土）桩材料质量的控制
2.1 素土。素土的土料一般采用过筛（筛孔不大于20mm）的粉质粘土，土料中有机质含量不得超过5%，也不得含有冻土或膨胀土。素土若含有碎石，碎石的粒径不得大于50mm。
2.2 灰土。灰土中的土料宜用粒性土及塑性指数大于4的粉土，不得含有松软杂质，并应过筛，其颗粒粒径不得大于15mm。灰土中的石灰应使用新鲜的生石灰，其块径不得大于5cm，含石量不得大于5%。因为生石灰块过大，桩的密度不好，生石灰遇水膨胀后会软化成牙膏状，生石灰粉面太多，会产生喷浆现象。
2.3 二灰土。二灰土中的粉煤灰必须晾干，且与生石灰按一定的体积比拌和均匀，否则会影响增强作用。
3 土（灰土、二灰土）桩施工方法及质量控制
土（灰土、二灰）桩的施工必须按设计要求和现场条件选用沉管（振动或锤击）、冲击或爆扩等方法进行成孔，然后填料夯实。
3.1 成孔挤密。土（灰土、二灰土）桩的施工按施工工艺的不同，分为以下三种不同方式：
3.1.1 沉管法成孔方式。①施工方法：使用振动或锤击桩机，将带有特制桩尖的钢制桩管打入土层中至设计深度（一般最大深度为7～8m），然后慢慢拔出桩管即成孔。②质量控制：选用的打桩机技术性能应与桩管直径、长度、质量以及地基土特性等相适应；锤重不宜小于桩管质量的2倍，桩机就位必须平稳，桩管对正桩孔；沉管开始轻击慢沉，待桩管稳定后及时拔出，并防孔口破坏；成孔后若发生桩孔严重缩项和回淤，必须填入干砂，重新沉管成孔。
3.1.2 冲击法成孔方式。①施工方法：使用定型或简易冲击机，将锤头提升一定高度后自由落下，反复冲击使土层成孔。成孔深度一般可达20m以上，孔径为500～600m。②质量控制：选用机型应与现场土质条件和孔径设计直径相适应，必须在钻机上装置钢管导向器，确保锤头准确入土和防止孔口破坏；开孔时低锤勤击，锤头全部入土后正常冲程锤击，但不宜多用高冲程；在钢丝绳上必须设置长度标志，便于观测和掌握冲孔的深度。
3.1.3 爆扩法成孔方式。①药眼施工法。在含水量超过22%的土层，将直径为1～30mm钢钎打入土中，拔出钢钎形成药眼（小孔），往药眼内装填炸药和1～2个电雷管，引爆后即成桩孔。其质量控制主要是对使用的炸药要为国家生产的产品，并把握好用药当量。②药管施工法。在含水较大的土层，用洛阳铲或扁头铲在土中挖成直径60～80mm和深度与桩孔设计值相同的孔洞，然后往孔洞内放入直径为12～30mm的炸药管和1～2枚电雷管，引爆后即成桩孔。其质量控制是使用的炸药必须是国家生产的产品，计算好用药当量。
3.2 填料夯实
3.2.1 施工方法：①回填夯实施工前，应进行回填试验，以确定每次合理的填料数量和夯击数；②根据回填夯实质量标准确定检测方法应达到的指标。
3.2.2 选用桩孔填料夯实机：①偏心轮夹杆式夯实机。夯锤重100～150kg，夯锤钢管一般长6～8m，管径为60～80mm，钢管与夯锤焊成整体，钢管夹在一双同步向偏心轮中间，由偏心轮转动时半轮瓦片夹带上升和半轮转空自由落锤作用，往返循环，夯实填料。②电动卷场机提升式人工操作夯实机。锤重可达450kg，落距1～3m，夯击量大，一次可填入较多的土料，夯实效果较好。
3.2.3 质量控制：①锤重不宜小于100kg，最大直径应比桩孔直径小100～160mm。②夯锤机就位必须保持平衡，夯锤必须对准桩孔。③清除干净桩孔内杂物和积水。④人工填料必须由专人按规定数量均匀填入，严禁用送料车直接倒料入孔。⑤基础地面以上应预留0.7～1m厚的土层，施工结束将表层挤松的土挖除或分层夯实。⑥必须设置专人监测成孔质量及回填夯实质量。⑦必须制定和落实防雨防冻措施。
4 施工质量控制要点
4.1 施工前试验。施工前应在现场进行成孔、夯实工艺和挤密效果试验，以试验数据确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度等要求。
4.2 地基土含水量控制。成孔施工时，地基土宜接近最佳含水量，当含水量低于12%时，宜用水增湿至最佳含水量。
4.3 桩孔中心点控制。桩孔中心点的偏差不能超过桩距设计值的5%，且不大于50mm。
4.4 桩孔垂直度偏差控制。偏差应小于1.5%。
4.5 桩孔直径控制。①沉管法,桩孔直径误差为±50mm，桩孔深度误差为±100mm。②冲击法或爆扩法，桩孔直径的误差不得超过设计值的 100mm～50mm，桩孔深度不应小于设计深度的300mm。
4.6 回填夯实控制。向孔内填料前，孔底必须夯实，夯击次数不少于8次。然后用素土或灰土在最佳含水量状态下分层回填夯实，每次回填厚度为300～400mm。压实系数素土不应小于0.95，灰土不应小于0.97。
4.7 夯实施工工序控制。成孔和回填夯实的施工顺序应间隔进行，同排内间隔1～2孔进行，以防邻孔缩孔或塌孔。
5 常见问题及对策
5.1 缩孔或塌孔。①地基土的含水率过大或过小。含水量过大（超过20%），可往孔内灌入干土粉或石灰粉以吸收部份水分，或快速成孔浇灌，或边成孔边下套管；含水率过小（低于12%），应先用水增湿加固范围内土层至最佳含水量。②未按规定的顺序进行。成孔顺序必须先外围，后里圈并间隔进行。③未及时回填夯实。对已成孔，应防止受水浸湿，且应当天回填夯实。④桩孔较密。为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔填一孔；当桩密、土质松软时，应采取间隔跳打夯实。
5.2 桩身疏松或断裂。①未按施工规定操作，回填过快，夯击次数不够。桩孔填料前应先夯击孔底3～4锤，根据试验测定的密度要求，随填随夯，严格控制下料速度和夯击次数。②填料未拌和均匀，含水率过大或过少。回填料应拌和均匀，含水量过小时应用水湿至最佳含水量。③填料实际用量未达计算用量。每个孔填料用量应与计算用量基本相符。④锤重、锤型和落距选择不当。a夯锤不宜小于100kg。b锤型以梨花形或枣核型较适合，落距一般应大于2m。c地下水位高应先降水位再回填。④对已出现疏松、断裂或夹层，应全部取出，按规定重新夯实至达设计质量为止。
5.3 桩径干密度不均匀。①违反操作规程，土或灰土未计量，拌和不均匀，干湿不一。严格按操作规程施工。②干土或灰土厚度不一致。灰土要按配合比称量，搅拌必须均匀，干湿度要适度。③夯击高度、次数不一。每次干土或灰土厚度、数量、落锤高度、夯击次数必须按试验规定做到前后一致。④检查验收不严。施工中必须严格按质量评定标准进行抽样检验。
参考文献:
[1]刘吉士.阎洪河主编.公路路基施工技术.北京.人民交通出版社.2003.
[2]李军主编.高等级公路机械化施工设备与技术.北京.人民交通出版社.2003. 来源: 《建筑中文网》.
关键词：公路建筑 土桩挤密 施工法
1 土（灰土、二灰土）桩挤密法的适应范围
1.1 挤密法。挤密法是以振动、冲击或沉管等方法成孔，然后向孔中填入砂石、碎石、土（或灰土、二灰土）、石灰或是其它材料，再加以振实而成为直径较大桩的方法。挤密法属于深层密实而成为直径较大桩体的方法。挤密法属于深层密实法之一，是当代地基处理方法重大进展的标志。
1.2 土（灰土、二灰土）桩挤密法。此法是处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土、素填土和杂填土的一种地基加固法。它是利用打入钢套管（或振动沉管、炸药爆破）在地基中成孔，通过“挤”压作用，使地基土得到加“密”，然后在孔中分层填入素土（或灰土、二灰土）后夯实而成土桩或灰土桩、二灰土桩。它们均属于柔性桩，与桩间土共同组成复合地基。
1.3 以处理地基目的选用桩的性质。①以清除地基的湿陷性为主要目的时，宜选用土桩；②以提高地基的承载力或水稳性为主要目的时，宜选用灰土桩或二灰土桩。
1.4 不宜采用土（灰土、二灰土）桩挤密法的情况。①地基含水量大于23%、饱和度大于0.65时不宜采用，除非施工时采取排水措施；②黄土层夹有薄沙砾层厚度大于0.4m时，不宜采用，因施工打孔困难。
2 土（灰土、二灰土）桩材料质量的控制
2.1 素土。素土的土料一般采用过筛（筛孔不大于20mm）的粉质粘土，土料中有机质含量不得超过5%，也不得含有冻土或膨胀土。素土若含有碎石，碎石的粒径不得大于50mm。
2.2 灰土。灰土中的土料宜用粒性土及塑性指数大于4的粉土，不得含有松软杂质，并应过筛，其颗粒粒径不得大于15mm。灰土中的石灰应使用新鲜的生石灰，其块径不得大于5cm，含石量不得大于5%。因为生石灰块过大，桩的密度不好，生石灰遇水膨胀后会软化成牙膏状，生石灰粉面太多，会产生喷浆现象。
2.3 二灰土。二灰土中的粉煤灰必须晾干，且与生石灰按一定的体积比拌和均匀，否则会影响增强作用。
3 土（灰土、二灰土）桩施工方法及质量控制
土（灰土、二灰）桩的施工必须按设计要求和现场条件选用沉管（振动或锤击）、冲击或爆扩等方法进行成孔，然后填料夯实。
3.1 成孔挤密。土（灰土、二灰土）桩的施工按施工工艺的不同，分为以下三种不同方式：
3.1.1 沉管法成孔方式。①施工方法：使用振动或锤击桩机，将带有特制桩尖的钢制桩管打入土层中至设计深度（一般最大深度为7～8m），然后慢慢拔出桩管即成孔。②质量控制：选用的打桩机技术性能应与桩管直径、长度、质量以及地基土特性等相适应；锤重不宜小于桩管质量的2倍，桩机就位必须平稳，桩管对正桩孔；沉管开始轻击慢沉，待桩管稳定后及时拔出，并防孔口破坏；成孔后若发生桩孔严重缩项和回淤，必须填入干砂，重新沉管成孔。
3.1.2 冲击法成孔方式。①施工方法：使用定型或简易冲击机，将锤头提升一定高度后自由落下，反复冲击使土层成孔。成孔深度一般可达20m以上，孔径为500～600m。②质量控制：选用机型应与现场土质条件和孔径设计直径相适应，必须在钻机上装置钢管导向器，确保锤头准确入土和防止孔口破坏；开孔时低锤勤击，锤头全部入土后正常冲程锤击，但不宜多用高冲程；在钢丝绳上必须设置长度标志，便于观测和掌握冲孔的深度。
3.1.3 爆扩法成孔方式。①药眼施工法。在含水量超过22%的土层，将直径为1～30mm钢钎打入土中，拔出钢钎形成药眼（小孔），往药眼内装填炸药和1～2个电雷管，引爆后即成桩孔。其质量控制主要是对使用的炸药要为国家生产的产品，并把握好用药当量。②药管施工法。在含水较大的土层，用洛阳铲或扁头铲在土中挖成直径60～80mm和深度与桩孔设计值相同的孔洞，然后往孔洞内放入直径为12～30mm的炸药管和1～2枚电雷管，引爆后即成桩孔。其质量控制是使用的炸药必须是国家生产的产品，计算好用药当量。
3.2 填料夯实
3.2.1 施工方法：①回填夯实施工前，应进行回填试验，以确定每次合理的填料数量和夯击数；②根据回填夯实质量标准确定检测方法应达到的指标。
3.2.2 选用桩孔填料夯实机：①偏心轮夹杆式夯实机。夯锤重100～150kg，夯锤钢管一般长6～8m，管径为60～80mm，钢管与夯锤焊成整体，钢管夹在一双同步向偏心轮中间，由偏心轮转动时半轮瓦片夹带上升和半轮转空自由落锤作用，往返循环，夯实填料。②电动卷场机提升式人工操作夯实机。锤重可达450kg，落距1～3m，夯击量大，一次可填入较多的土料，夯实效果较好。
3.2.3 质量控制：①锤重不宜小于100kg，最大直径应比桩孔直径小100～160mm。②夯锤机就位必须保持平衡，夯锤必须对准桩孔。③清除干净桩孔内杂物和积水。④人工填料必须由专人按规定数量均匀填入，严禁用送料车直接倒料入孔。⑤基础地面以上应预留0.7～1m厚的土层，施工结束将表层挤松的土挖除或分层夯实。⑥必须设置专人监测成孔质量及回填夯实质量。⑦必须制定和落实防雨防冻措施。
4 施工质量控制要点
4.1 施工前试验。施工前应在现场进行成孔、夯实工艺和挤密效果试验，以试验数据确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度等要求。
4.2 地基土含水量控制。成孔施工时，地基土宜接近最佳含水量，当含水量低于12%时，宜用水增湿至最佳含水量。
4.3 桩孔中心点控制。桩孔中心点的偏差不能超过桩距设计值的5%，且不大于50mm。
4.4 桩孔垂直度偏差控制。偏差应小于1.5%。
4.5 桩孔直径控制。①沉管法,桩孔直径误差为±50mm，桩孔深度误差为±100mm。②冲击法或爆扩法，桩孔直径的误差不得超过设计值的 100mm～50mm，桩孔深度不应小于设计深度的300mm。
4.6 回填夯实控制。向孔内填料前，孔底必须夯实，夯击次数不少于8次。然后用素土或灰土在最佳含水量状态下分层回填夯实，每次回填厚度为300～400mm。压实系数素土不应小于0.95，灰土不应小于0.97。
4.7 夯实施工工序控制。成孔和回填夯实的施工顺序应间隔进行，同排内间隔1～2孔进行，以防邻孔缩孔或塌孔。
5 常见问题及对策
5.1 缩孔或塌孔。①地基土的含水率过大或过小。含水量过大（超过20%），可往孔内灌入干土粉或石灰粉以吸收部份水分，或快速成孔浇灌，或边成孔边下套管；含水率过小（低于12%），应先用水增湿加固范围内土层至最佳含水量。②未按规定的顺序进行。成孔顺序必须先外围，后里圈并间隔进行。③未及时回填夯实。对已成孔，应防止受水浸湿，且应当天回填夯实。④桩孔较密。为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔填一孔；当桩密、土质松软时，应采取间隔跳打夯实。
5.2 桩身疏松或断裂。①未按施工规定操作，回填过快，夯击次数不够。桩孔填料前应先夯击孔底3～4锤，根据试验测定的密度要求，随填随夯，严格控制下料速度和夯击次数。②填料未拌和均匀，含水率过大或过少。回填料应拌和均匀，含水量过小时应用水湿至最佳含水量。③填料实际用量未达计算用量。每个孔填料用量应与计算用量基本相符。④锤重、锤型和落距选择不当。a夯锤不宜小于100kg。b锤型以梨花形或枣核型较适合，落距一般应大于2m。c地下水位高应先降水位再回填。④对已出现疏松、断裂或夹层，应全部取出，按规定重新夯实至达设计质量为止。
5.3 桩径干密度不均匀。①违反操作规程，土或灰土未计量，拌和不均匀，干湿不一。严格按操作规程施工。②干土或灰土厚度不一致。灰土要按配合比称量，搅拌必须均匀，干湿度要适度。③夯击高度、次数不一。每次干土或灰土厚度、数量、落锤高度、夯击次数必须按试验规定做到前后一致。④检查验收不严。施工中必须严格按质量评定标准进行抽样检验。
参考文献:
[1]刘吉士.阎洪河主编.公路路基施工技术.北京.人民交通出版社.2003.
[2]李军主编.高等级公路机械化施工设备与技术.北京.人民交通出版社.2003. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200910/13269.htm
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