灰土挤密桩施工工艺工法
QB/ZTYJGYGF-LJLM-0112-2011） 第四工程有限公司 张云龙
1.前言
1.1工艺工法概况
灰土挤密桩，是软土地基加固处理的方法之一。通常在湿陷性黄土地区使用较广，用冲击或振动方法，把圆柱形钢质桩管打入原地基，拔出后形成桩孔，进而进行素土，灰土、石灰土、水泥土等物料的回填和夯实，达到形成增大直径的桩体，并同原地基一起形成复合地基。特点在于不取土，挤压原地基成孔；回填物料时，夯实物料进一步扩孔。 1.2工艺原理
由于灰土挤密桩的桩体变形模量远远大于桩间土的变形模量及桩间土侧向约束作用，地基承受荷载50%的受力由灰土挤密桩承担，从而降低桩间土的侧应力，限制土的侧向挤压力，使地基更加稳固。在软土地基中成孔，再分层装填水泥土,用橄榄锤夯实，在桩体密实度达到一定程度的同时，挤压桩间土，使桩间土的密实度达到预期效果，这样就形成复合地基,达到提高路基承载力的目的。 2.工艺工法特点
2.1变形模量会有明显增大，抗变形能力有明显提高。 2.2 工序简单，工艺成熟，便于现场控制操作，适用性强。 3.适用范围
适用于地下水位低的粉土、素填土、杂填土、黏性土等土质的软土地基加固。 4.主要引用标准
《公路工程质量检验评定标准》JTGF801； 《公路路基施工技术规范》JTG_F10； 《铁路路基施工规范》TB10202；
《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414； 《客运专线铁路路基工程施工技术指南》TZ212； 5.施工方法
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首先对所用水泥土进行各种指标检测，根据设计桩位和桩距，现场放点施工，灰土挤密桩采用柴油锤沉管成孔，在成孔完成后，用钢卷尺、测绳和吊锤对成孔直径、桩长和孔体垂直度进行检测。分层填料，利用橄榄锤逐层夯实水泥土成桩（每层填土厚度约50cm，每次填土压实厚度约25cm，夯击次数7击）。以提高地基的承载力或水稳性。成桩后，在桩上和桩间取土，对含水率、压实系数、挤密系数和湿陷性进行检测。 6.工艺流程及操作要点 6.1施工工艺流程
灰土挤密装施工工艺流程见图1。
施工准备 试 桩 成 孔 成 桩 不合格 检 测 平整场地
图1灰土挤密桩施工工艺流程图
6.2操作要点
6.2.1施工准备
1 经测量工程师进行施工放样，在线路的左中线右侧打出4个控制桩，然后按照设计要求的桩位中对中，采用钢卷尺丈量，放出每根桩位，桩位用白粉或木桩标识。
2 桩机就位，确保垂直度偏差不大于1%。 6.2.2 试桩
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对现场桩身材料进行配合比试验，以确定最佳含水量和最大干密度，水泥的掺量一般不小于8%，其压缩模量一般不小于100MPa，根据试验结果，确定水泥品种，并验证掺量。
通过试桩确定水泥品种与强度等级、水泥掺入量及水灰比，取得水泥土的重度、相对密实度、无侧限抗压强度、变形模量等指标以及夯锤的击实次数等施工数据。
6.2.3 成孔
成孔：先外排后里排，同排内间隔1-2孔进行，以免因挤压造成相邻孔缩孔或坍孔。施工时应控制拔管速度，在拔管前宜停10秒左右。沉管机成孔施工作业面应比设计桩顶高出0.5m，以保证桩头质量。当标高不够时，用土垫至施工标高并夯实，待施工后再将垫土挖除。
6.2.4 成桩
1 填料的拌制与运输
灰土要求采用厂拌，各种用料计量准确，配合比符合设计值，混合料外观颜色均一。采用运输车覆盖运输。回填料集中拌制，要随拌随用，拌合料不得超过6小时使用，被雨淋湿、浸泡严禁使用，下雨期间不进行拌制。
2 成桩： 孔深达到要求深度后，夯实孔底。回填填料前，将场地清理干净。然后人工采用铁锨向孔内分层填入拌合均匀的水泥土，夯实至设计标高。施工中设专人进行全过程监控，填写施工记录，并对发现的问题及时进行分析处理。
6.2.5检测
1 成孔检查：成孔后及时进行终孔检查。桩底标高以原地面固定点标高进行控制。桩径40cm，桩长不小于设计桩长、倾斜度不大于1.5%，桩位偏差不得大于5cm。成孔后将成孔机械移开成孔位置，并及时清理孔口土方。
2 成桩检测：对桩体的检测采用重Ⅱ型动力触探测试其密实度，每单元检测数量为该单元施工数量的2%，且不少于3根；桩间土的检验采用标准贯入法和原状土的相对紧密度试验法，检测点取单元桩体总数的3%，且不少于4点，桩间土质量检验位置设置在等边三角形的中心。
3检测标准
灰土挤密桩的质量检测工作主要分为现场桩体检测、三桩复合地基静载试验、室内灰土试样抗压强度试验、桩体压实系数试验及桩间湿陷性、压缩性试验，检
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测桩体数量为灰土桩总数的2％，桩间土检测频率为1％。具体如下。
（1）施工前对桩尖土作标准灌入试验，比较各土层强度增长情况，判定土层的承载力。检验频率以桩数的2%控制。
（2）桩身密实度检验采用重Ⅱ型动力触探法，贯入量10cm时，击数不应小于5击。
（3）复合地基承载力检验数量不少于总桩数的0.3%且不少于3点，单桩承载力试验数量不少于总桩数的2%。
（4）施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。对于饱和粘性土地基应待空隙水压力消散后进行，间隔时间不宜少于28天；对于粉土、砂土和杂填土地基，不宜少于7天。
（5）桩体现场检测内容主要包括桩径、桩距、桩长、桩体土，其中桩距、桩径采用钢卷尺现场量测，桩长、桩体土芯样通过钻孔取芯方法检测、桩间土采用人工探井取原状土样检测。
（6）单桩桩体要求合格率达到80%，段落工程质量等级以桩体合格率达到85%为合格，达到95%为优良。 7.劳动力组织
一段100m地基处理所需的人员及分工参照表1，具体可根据现场实际情况进行调整。
表1 灰土挤密桩施工劳动力组织表
序号 1 2 3 4 5 工 种 现场负责人 测量、技术人员 安全员 机械手 普工 数量 1人 2人 1人 3人 6人 备注 负责指挥现场生 放样桩位，监控施工过程技术质量 施工安全管理 机械操作 碎石料灌注等作业 8.主要机具设备 一段100m地基处理所需的主要机具设备见表2，具体可根据现场实际情况进行调整。
表2 灰土挤密桩施工机具设备表
序号 1 设备名称 振动打桩机 设备型号 DZ90A 4
设备数量 1 备注
2 5 装载机 沉管 SL-30 Φ50mm 1 2 9.质量控制
9.1易出现的质量问题
9.1.1水泥掺量和原材料的质量； 9.1.2成孔深度保证满足设计要求； 9.2保证措施
9.2.1严格控制材料质量及水泥土掺量。土料有机质含量不得超过5%，不得含有冻土或膨胀土，使用网格孔径不大于20mm的筛片过滤原土。土料与水泥应拌合均匀，水泥的掺量不小于黄土干质量的8%。
9.2.2要时刻查看沉管垂直度标尺，填料人员要很清楚夯击锤次数，要掌握好“三点一线”（杆、锤尖、孔口），只有这样才能保证每次夯锤落体的能量足够压实填料。
9.2.3在桩架或钢管上标出控制深度标记，每隔50cm焊上尺寸标志，即0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m、3.5m……直至桩帽下50cm止，以便施工中进行深度观测。 10.安全措施
10．1主要安全风险分析
安全风险包括各种机械设备操作安全、机械伤害、物体打击等方面。 10．2保证措施
10.2.1所有施工人员进入工地佩戴安全帽。 10.2.2现场安全警示标识齐全。
10.2.3所用机械、电气设备必须达到安全防护标准，设备接电应由专业电工进行。
10.2.4柴油打桩机成孔作业施工做好孔口防护，防止人员或异物坠落。 10.2.5柴油打桩机和夹杆锤作业时，机下不得站人。测量人员应在夹杆锤停止作业后进行量测工作，量测工作完成后应向夯机手挥手示意，夹杆锤机手在看到示意后方可进行夯击作业。
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10.2.6施工前及施工过程中经常检查钢丝绳的磨损情况，卡扣的紧固程度以及转向装置灵活性，防止事故发生。 11.环保措施
11.1使用机械设备时，要尽量减少噪声、废气等污染。 11.2汽车进入施工场地应减速行驶，避免扬尘。
11.3配备足够数量的洒水车以保证将汽车行走施工道路的粉尘(扬尘)控制在最低限度。
11.4灰土拌合应配备防尘设备，为工作人员配备必要的劳保防护用品。 12.应用实例 12.1工程简介
新建铁路西安至宝鸡客运专线XBZQ-1标杨凌南车站DK559+280～DK560+180段路基地基处理工程。长度900m，地貌单元为渭河一级阶地，地形平坦，地势开阔，高程一般为454.70～457.15m左右，相对高差2.45m。 12.2施工情况
设计地基处理为灰土挤密桩，桩径为0.4m，桩间距为1m，桩位采用正三角形布置。1DK559+280～DK560+180.00段路基地基施工，其中DK559+280～DK559+400桩长8m；DK559+400～DK560+100桩长8～11m；DK560+100～DK560+180桩长9～11m。总体开工时间为2010年7月，由于本段路基发生一类变更影响，结束时间为2011年6月。平均日完成70根（700～800m）左右。 12.3工程结果评价
12.3.1采用灰土挤密桩施工成本低，并且挤密后的密实度容易达到要求。 12.3.2灰土挤密桩复合地基处理方式施工质量好，满足设计要求，有效的达到加固地基、消除湿陷性的目的；为主体施工创造了良好的有利条件，确保了施工进度，赢得业主和监理的高度评价，取得了良好的经济和社会效益。 12.4建设效果及施工图片
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图2 点位放样
图3 钻架校验
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