灰土挤密桩在地基加固中的应用.doc

灰土挤密桩在地基加固中的应用作者：邵明彦【摘要】灰土挤密桩是在粘性土地基中采用三七灰作成柱体，通过生石灰消解吸水继而生成水化物，降低粘性土的含水量，从而提高地基强度，减少沉降量。用它改善地基，不需要上置荷载，具有短时间内发挥作用的优点。【关键词】灰土桩 施工方案 承载力一、概述灰土挤密桩一种比较常用的地基加固措施，它主要是利用用沉管、冲击或爆炸等方法在地基中挤土形成桩孔，把消解后的熟石灰与粘性土作为灰土桩料（体积比为37）向孔内夯填，桩体材料之间经过一系列物理和化学反应其化学反应式为：Ca(OH)2+CO2CaC03,Ca(OH)2+SiO2CaSiO3后，凝结成一定强度的桩体形成灰土挤密桩，从而达到加固地基承载力的目的。二、工程实例1、工程概况：郑石高速No.3合同段，起点桩号为k17+750,终点桩号为k28+200（其中k23+250k24+400为独立特大桥No.4合同段），全长9.300324公里，属于黄土塬、黄土梁地貌，冲沟发育，地形起伏较大。地表岩性为浅黄色亚沙土及亚粘土，地基土为厚层状黄土状土，有湿陷性湿陷等级为二级，局部为自重湿陷性黄土。地表承载力：140160kPa。地下水位埋深大于20米。为了消除黄土路基的工后沉降，保证工程质量，对填土高度大于6米的地段采取灰土挤密桩的处理，灰土桩桩径D=40cm，自路基中心向外侧按正三角形布置设置至坡角，桩间距1米，桩长6至10米，共计23200根。2、施工方案: 为了保证灰土挤密桩的工程质量和合理的组织施工，我标段根据设计提供的地质情况，经综合分析比较后，发现k24+600k24+701的地质情况比较有代表性，所以选用该地段内的13根灰土桩作为试验桩于2006年1月3日开始施工。试验桩布置：试验桩按图纸要求，进行三角形布置，桩距1米。平面布置如下图所示：打桩顺序路线方向1米1米1米1米1米1米1米1米1米1米根据试验段的情况，灰土挤密桩采用DZ-60型沉管桩机，机械击振力为36t，机械振动频率1015次/分钟，配制管径为DN377mm，将桩管下端用钢板焊死，板下焊十字钢板以利于成孔。3：7灰土集中场拌，自卸汽车运至施工现场，成孔以后对其质量进行严格检查，确认合格后，将预拌好的灰土人工分层灌入孔内，逐层夯实。其中施工顺序及灰土桩试桩位置见下图所示： 图中，圆表示灰土桩，有阴影的部分表示试验桩，箭头表示施工顺序。3、施工步骤（1）施工准备对选择的灰土桩所在的路段按照路基施工的要求进行了清表，厚度约30cm，并且进行了初步的整平、压实，使地面比较平坦后进行准确的桩位放样。施工所需土料采用就地挖取的纯净黄土或一般粘性土，使用前进行过筛，粒径不超过15mm，并进行质量检测，确定其性质及含水量。白灰采用级以上白灰，生石灰在消解3-4天后进行过筛，粒径不超过5mm。（2）灰土拌和施工前，首先整平压实拌和场地，控制灰和土的含水量接近最佳含水量17%，过干或过湿时，进行处理达到要求后方可使用。灰和土过筛后，根据现场情况采用挖掘机或铲车配合推土机严格按37体积比进行拌和。拌和后的灰土均匀一致，含水量适宜。（3）成孔：采用DZ-60型沉管桩机，将钢管（直径为377厘米）打入基底，达到设计深度后，将钢管拔除。检查桩孔的质量，包括孔径、深度等，合格后进行灌填；如果发生缩孔、深度变浅等异常情况，做好记录，及时进行处理。（4）桩孔夯填：根据孔深情况，结合压实要求，将预拌好的灰土人工分层灌入孔内，回填分3到4次分层回填夯实（控制参数：每延米桩体体积3.140.22=0.1256m3）。第一次填料控在4米深度以内，钢管振动夯实，夯实时间控制在3060秒，以后每次填料控制在2米以内，压实系数0.96，直至路基底面标高处为止，桩孔填料夯实高度高出设计标高2030cm。（5）数据记录：认真记录成孔及回填夯实的各项数据，并按施工原始记录表逐项进行填写。4、施工重点控制分析地基土的含水量控制：地基土的含水量在达到或接近最佳含水量时，挤密效果最好。当由于土的含水量过大，造成成孔后桩孔缩颈比较严重，可在孔内填入干散砂土、生石灰块或砖渣，稍停一段时间后再将桩管沉人土中，重新成孔。如含水量过小，则预先浸湿加固范围的土层，使之达到或接近最佳含水量。 成孔挤密的顺序，由中间向两边逐排扩展，跳桩成孔，即隔一个打一个，第二遍打加桩，两遍成排。对已成的孔，为防止受水浸湿必须当天回填夯实。施工时必须保持桩位正确，桩深符合设计要求。为避免夯打造成缩颈堵塞，打一孔，填一孔，或隔几个桩位跳打夯实。灰土桩施工完成后，其上做40厘米8%的灰土垫层。灰土采用场外集中拌合，分层摊铺碾压密实。三、质量保证措施1、定位放线 施工前，对已放轴线，进行复测，并做好后视，以作为施工中复桩位之用。轴线准确，符合规范要求，进行下道工序。2、对于施工工艺中的质保措施（1）桩机对位，调平。 定位放线后，桩机就位，首先将预制桩管与所放桩位中心对准，扶平，桩管悬于桩位上，使桩管口自由下垂，管口与桩位相对其误差不大于1cm。在桩机主杆上挂一线坠，然后利用左、右支杆调直主杆，保证桩管垂直度误差小于1%。（2）振动下沉 在沉管前用水平仪器对现场自然地坪进行测量，然后计算出沉管深度及桩顶距自然地坪的相对标高，用红油漆在桩管上作出标记，以便于机长控制桩管入土深度。（3）压实。本工艺分三次压实，根据设计要求的压实系数，需现场试验振动压实时间，以满足设计要求。3、成孔和孔内回填夯实，应符合下列要求：成孔和孔内回填夯实的顺序，对整片处理宜从里向外，对大型工程采取分段施工。向孔内填料前孔底应夯实，并抽样检查孔的直径，深度和垂直度。孔的垂直度偏差应小于1.5%；孔的中心点偏差应小于设计桩距的5%；桩体压实系数不小于0.96；应做到打一孔填一孔。4、灰土垫层施工灰土桩完成后，清除桩头，进行2：8灰土垫层施工5、防冻措施冬季施工，做好保温工作，拌合好的灰土覆盖进行保温，防止灰土冻结。四、检测成果灰土桩施工完毕后，我标段委托河南省地球物理工程勘察院对灰土桩质量情况进行了检测，包括低应变桩身完整性检测、复合地基静载荷试验。检测的1