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[摘 要]介绍郑西客运专线水泥土挤密桩路基加固的技术标准、施工工艺及注意事项
[关键词]客运专线 路基加固 水泥土挤密桩 施工技术
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）0510049－01
一、工程概况
该段水泥土挤密桩施工属于郑西客运专线郑州至渑池段，该地段为非自重湿陷性黄土，湿陷等级为Ⅰ级，承载力低，抗剪强度弱等，故采用水泥土挤密桩处理，从而消除黄土地基的湿陷性，保证路基工后沉降满足要求。水文地质情况：地表水和地下水均不发育。
二、基本操作及加固原理
基本操作。水泥土挤密桩是采用机械成孔，选用相对单一的土质材料，与水泥按一定配比，在灰土拌合站充分拌和均匀制成水泥土，分层向孔内回填并强力夯实，制成均匀的水泥土桩。桩和桩间土一起形成复合地基；2、加固原理。一是成桩夯实过程中挤密桩间土，使桩周土强度有一定程度提高，二是水泥土本身夯实成桩，且水泥与土混合后可产生离子交换等一系列物理化学反应，使桩体本身有较高强度，具水硬性。处理后的复合地基强度和抗变形能力有明显提高。
三、施工参数
配合比：配合比为12%（质量比）水泥土，最优含水量为16.5%，最大干密度为1.76g/cm3，28天无侧限抗压强度为3135.16KPa；桩长、根数及桩径：桩长为14m，桩间距为1.05m，桩径为40cm，根数为每组7根，梅花型布置；原状土的物理力学性质：最优含水量为14.6%，最大干密度1.77g/cm3；设计要求：挤密桩室内无侧限抗压强度不小于3000KPa，现场荷载试验单桩承载力不小于194.39KN，复合地基承载力不小于332.30KPa，复合地基压缩模量第一层为23.888MPa，第二层为33.755MPa。第三层为35.90MPa。
四、施工设备
成孔设备:2.5t柴油打桩机，桩管直径400mm，长度比设计桩长长1～2m；夯实设备:提升式夯实机；回填设备:铁锹、量斗、铁筛、手推车等。
五、施工工艺
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。
成孔工艺：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。采用锤击打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。成孔顺序为先从里（或中间）向外间隔1～2孔进行，以免因挤压造成相邻孔缩孔或坍孔。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。
水泥土拌制与运输：土料选用取土场黄土，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。水泥土配合比按设计要求采用厂拌，采用运输车覆盖运输。根据室内土工试验严格控制水泥土含水量，若含水量大采用分摊晾干，若含水量小采用洒水润湿。
水泥土回填夯实：水泥土分层回填夯实，逐层以量斗定量向桩孔内下料，每层回填虚铺厚度250～300mm，采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实，落锤高度不小于2m，每层夯实不小于10锤。桩顶高出设计标高150mm，挖土时将高出部分铲除。采用锤击夹杆夯实机夯填，锤径28cm，锤重1800N，落距50～60cm，每分钟夯击次数为42～45次。
注意事项：水泥土桩尽可能打一孔填一孔，打孔时采用间隔打法；水泥土要配比准确，干湿适度，严格控制虚铺厚度。机械夯实时落锤高度及锤击次数等严格按要求施工，以免出现夹层、松散等情况，确保桩身质量。
六、桩缩孔或塌孔，挤密效果差的施工措施
(1)现象。夯打时造成缩颈或堵塞，挤密成孔困难；桩孔内受水浸湿，桩间距过大等使挤密效果差。(2)原因分析。地基土含水量过大，土层呈强度极低的流塑状，挤密成孔时易发生缩孔；含水量过小，土层呈坚硬状，挤密成孔时易碎裂松动而塌孔。不按规定的施工顺序进行。对已成的孔没有及时回填夯实。桩间距过大，挤密效果不够，均匀性差。(3)防治措施。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。当含水量过大时，必须采用套管成孔。成孔后如发现桩孔缩颈比较严重，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，应预先浸湿加固范围的土层，使之达到或接近最佳含水量。对已成的孔，应防止受水浸湿且必须当天回填夯实。施工时应保持桩位正确，桩深应符合设计要求。为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔，填一孔，或隔几个桩位跳打夯实。控制桩的有效挤实范围。
七、质量检验
桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定；桩孔夯填质量检验：采用钻孔或开剖随机取样检查，进行室内无侧限抗压强度试验，抽查数量大于桩孔数的2%，同时每台班至少检验2根，确保夯填密实度，压实系数不小于0.97；桩间土挤密效果检验：在任意3个桩孔构成的挤密单元内，按1～1.5m为一层分层剖开，测取土的干容重或密实度，并与原状土的室内试验数据进行对比分析，当桩间土的平均密实度不小于0.93或湿陷性系数不大于0.015时，即已达到挤密效果，否则就要采取补夯或其它补充挤密措施。
水泥土挤密桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法
参考文献：
[1]许贤敏、付庚，水泥土的性能及其在国外的应用（下）[J].吉林建材2004（06）.
[2]张付奎、尹胜兰，水泥土及其在城镇建设中的应用[J].小城镇建设2004（03）.
[关键词]客运专线 路基加固 水泥土挤密桩 施工技术
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）0510049－01
一、工程概况
该段水泥土挤密桩施工属于郑西客运专线郑州至渑池段，该地段为非自重湿陷性黄土，湿陷等级为Ⅰ级，承载力低，抗剪强度弱等，故采用水泥土挤密桩处理，从而消除黄土地基的湿陷性，保证路基工后沉降满足要求。水文地质情况：地表水和地下水均不发育。
二、基本操作及加固原理
基本操作。水泥土挤密桩是采用机械成孔，选用相对单一的土质材料，与水泥按一定配比，在灰土拌合站充分拌和均匀制成水泥土，分层向孔内回填并强力夯实，制成均匀的水泥土桩。桩和桩间土一起形成复合地基；2、加固原理。一是成桩夯实过程中挤密桩间土，使桩周土强度有一定程度提高，二是水泥土本身夯实成桩，且水泥与土混合后可产生离子交换等一系列物理化学反应，使桩体本身有较高强度，具水硬性。处理后的复合地基强度和抗变形能力有明显提高。
三、施工参数
配合比：配合比为12%（质量比）水泥土，最优含水量为16.5%，最大干密度为1.76g/cm3，28天无侧限抗压强度为3135.16KPa；桩长、根数及桩径：桩长为14m，桩间距为1.05m，桩径为40cm，根数为每组7根，梅花型布置；原状土的物理力学性质：最优含水量为14.6%，最大干密度1.77g/cm3；设计要求：挤密桩室内无侧限抗压强度不小于3000KPa，现场荷载试验单桩承载力不小于194.39KN，复合地基承载力不小于332.30KPa，复合地基压缩模量第一层为23.888MPa，第二层为33.755MPa。第三层为35.90MPa。
四、施工设备
成孔设备:2.5t柴油打桩机，桩管直径400mm，长度比设计桩长长1～2m；夯实设备:提升式夯实机；回填设备:铁锹、量斗、铁筛、手推车等。
五、施工工艺
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。
成孔工艺：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。采用锤击打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。成孔顺序为先从里（或中间）向外间隔1～2孔进行，以免因挤压造成相邻孔缩孔或坍孔。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。
水泥土拌制与运输：土料选用取土场黄土，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。水泥土配合比按设计要求采用厂拌，采用运输车覆盖运输。根据室内土工试验严格控制水泥土含水量，若含水量大采用分摊晾干，若含水量小采用洒水润湿。
水泥土回填夯实：水泥土分层回填夯实，逐层以量斗定量向桩孔内下料，每层回填虚铺厚度250～300mm，采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实，落锤高度不小于2m，每层夯实不小于10锤。桩顶高出设计标高150mm，挖土时将高出部分铲除。采用锤击夹杆夯实机夯填，锤径28cm，锤重1800N，落距50～60cm，每分钟夯击次数为42～45次。
注意事项：水泥土桩尽可能打一孔填一孔，打孔时采用间隔打法；水泥土要配比准确，干湿适度，严格控制虚铺厚度。机械夯实时落锤高度及锤击次数等严格按要求施工，以免出现夹层、松散等情况，确保桩身质量。
六、桩缩孔或塌孔，挤密效果差的施工措施
(1)现象。夯打时造成缩颈或堵塞，挤密成孔困难；桩孔内受水浸湿，桩间距过大等使挤密效果差。(2)原因分析。地基土含水量过大，土层呈强度极低的流塑状，挤密成孔时易发生缩孔；含水量过小，土层呈坚硬状，挤密成孔时易碎裂松动而塌孔。不按规定的施工顺序进行。对已成的孔没有及时回填夯实。桩间距过大，挤密效果不够，均匀性差。(3)防治措施。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。当含水量过大时，必须采用套管成孔。成孔后如发现桩孔缩颈比较严重，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，应预先浸湿加固范围的土层，使之达到或接近最佳含水量。对已成的孔，应防止受水浸湿且必须当天回填夯实。施工时应保持桩位正确，桩深应符合设计要求。为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔，填一孔，或隔几个桩位跳打夯实。控制桩的有效挤实范围。
七、质量检验
桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定；桩孔夯填质量检验：采用钻孔或开剖随机取样检查，进行室内无侧限抗压强度试验，抽查数量大于桩孔数的2%，同时每台班至少检验2根，确保夯填密实度，压实系数不小于0.97；桩间土挤密效果检验：在任意3个桩孔构成的挤密单元内，按1～1.5m为一层分层剖开，测取土的干容重或密实度，并与原状土的室内试验数据进行对比分析，当桩间土的平均密实度不小于0.93或湿陷性系数不大于0.015时，即已达到挤密效果，否则就要采取补夯或其它补充挤密措施。
水泥土挤密桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法
参考文献：
[1]许贤敏、付庚，水泥土的性能及其在国外的应用（下）[J].吉林建材2004（06）.
[2]张付奎、尹胜兰，水泥土及其在城镇建设中的应用[J].小城镇建设2004（03）.