素土挤密桩施工技术要点及质量控制分析

素土挤密桩施工技术要点及质量控制分析

白敏

 中铁三局集团建筑安装工程有限公司第二分公司 山西太原 030006

【摘要】：乌金山中学改扩建项目 1#宿舍楼、2#宿舍楼、1#教学楼、2#教学楼、实验楼、综合楼、餐厅/风雨操场地质勘探为非自重湿陷场地，湿陷等级为Ⅰ级，不均匀地基，存在液化，素土挤密桩施工工艺简单，能够高效的消除湿陷性黄土地区地基基础的湿陷性，经济效益良好，在乌金山项目中应用效果显著。

【关键词】：素土挤密桩；质量控制；施工技术

1  工程概况

乌金山中学改扩建工程 1#宿舍楼、2#宿舍楼、1#教学楼、2#教学楼、实验楼、综合楼、餐厅/风雨操场为乙类建筑，经勘察设计单位勘察，地质条件非自重湿陷场地，湿陷等级达到了一级，但基础埋置深度较深，地基土存在液化，为改善地基承载力及消除湿陷性，地基处理方式为素土挤密桩。

素土挤密桩桩径400mm,桩中心距0.9m,正三角形布置,有效桩长为6.2m。桩端持力层为第一层湿陷性粉土。孔内填料为土料,宜选用素土,土体中的有机物含量为1%-5%,且不得含有冻胀土和杂填土,渣土垃圾粒径规定为5-15mm。施工前应不大于20mm的筛网进行过筛。应分层回填夯实孔内填料三遍以上,压实系数为0.93-0.97。采用沉管成孔，桩间土的平均挤密系数为0.93。桩顶覆盖土层厚度应大于0.5m。桩顶标高以上设置300mm厚以上覆土作为褥垫层,宽出基础外边线500mm。垫层材料为2:8或3:7灰土,压实系数大于0.95。

2 素土挤密桩施工技术

2.1素土挤密桩施工流程

场地平整到打桩工作面（低于打桩工作面的分层夯实碾压回填，高于打桩工作面的土方开挖后压路机碾压平整）→桩位放线→锤击沉管挤密桩机成孔→成孔验收→素土验收→素土填孔→夯实成桩→成桩质量检验

2.2定位放线

根据《素土挤密桩图》中轴线与桩位关系，确定点位坐标，输入CAD进行排布，测算相对关系。点位误差测量精度控制在1cm以内。采用自动测量机器人进行放样，用30mm管径钢管柱打孔40-50cm深，做好桩位标记，做好护桩和放线记录，为下一步进行成孔作业施工做好准备。施工前应做好控制点和桩位点的保护工作。桩位的分组、编号完成后上报甲方、监理单位，以备施工检查需要。

2.3回填土料配备

回填原材料进场后，根据现场填料土位置取土样，根据实验结果确定填料最优含水率、级配比例和适宜干密度，作为填料拌制施工依据。严格按照工程试验配比、试验数据、设计标准要求的材料要求和标准进行配料。

土料：采用现场基坑挖出的素土时，控制填料的有机物含量不大于5%，且不得含有冻胀土和杂填土,渣土垃圾粒径规定为5-15mm。施工前应不大于20mm的筛网进行过筛。如填土本身含水率较低，应在使用前将其加水调整后方可使用，加水时应均匀喷洒。。 

2.4成孔

本工程采用锤击沉管挤密桩机进行成孔。

锤击沉管挤密桩机对准桩孔放线中心点后，利用沉管打桩机，在综合楼地基土中冲击挤土成孔，成孔过程后，随时测量孔深、孔径以及垂直度，使误差在设计范围允许内。

设计成孔允许偏差表

成孔机具定期检查，如成孔孔径、垂直度误差发生变化和异常，应及时对机具进行校验和调整，以机具处于最佳状态，满足施工要求。

成孔经自检合格后立即加盖多层板全覆盖，防止雨水进入孔内。并及时做好验收记录，填写成孔质量验评表，报监理复核。

3  施工主要技术控制措施

3.1对缩径情况的处理措施：采用锤击沉管挤密桩机成孔，填料挤密成桩也不会形成缩径，或形成缩径情况轻微。乌金山中学项目针对成桩缩孔的问题，采用机械二次扩孔，配合孔壁洒水护壁的方式，有效解决了施工过程中的孔径控制难题。

3.2通过试验确定技术参数进行施工(填料最优含水率13.7%、干密度1.8g/m³)，现场应针对出现问题及时调整。

3.3项目加强质量过程控制，采用预干或预湿处理等措施，使用前对填料进行检测，不合格的及时进行调整，保证填料满足设计要求的含水率。

3.4项目部安排专人进行成桩全过程跟踪，针对可能出现的地质复杂、暗洞等及时进行预警和处理，保证成桩顺利。

3.5对于场地地基土含水率较低，成桩挤密比较困难情况，在此区域施工时，现场技术人员应监督夯击次数，做好填料统计工作。出现异常情况应及时汇报公司，采取相应措施，确保地基挤密效果，消除湿陷性。

4 乌金山中学项目素土挤密桩常见问题及对策

4.1素土挤密桩产生缩孔或坍孔：

1）地基土的含水率异常、超标。含水量如果过大，土体不稳定，冲击挤密成孔后易缩孔；含水量过小，土层偏硬，挤密成孔后易破裂造成孔壁破坏，从而发生坍塌，破坏孔体。

2）挤密桩成孔的顺序不合理，应考虑均匀分布成孔，不得偏心成孔，过于集中成孔，容易因土体挤压造成临近孔位的塌孔，因此必须制定合理的成桩顺序，采用梅花式跳打等方式。3）已成孔的桩未及时回填夯实和防护，临近挤密桩成孔时对其造成侧压力，破坏孔体，因此已成孔的桩位要及时完成下道工序，避免此类现象发生。

4.2填料密度不满足设计要求

填料密度不足，主要表现为干密度不均匀、密实度低，主要有以下原因：

1）不按照设计施工，填料计量不准确，搅拌随意，不均匀，干湿度不满足要求。

2）现场使用的填料粒径过大、材质不满足试验要求，因此与设计要求发生偏差。

3）成孔过程中夯锤的行程不同、位置不准确，夯击次数随意，应严格按照本工程专项施工方案和设计、规范要求施工。

4）抽样检查部位不对，取样深度不够，应严格按照规范要求取样。

4.3桩身出现断层或疏松

1）回填速度过快，夯击次数不够，未按照规范及图纸要求施工。

2）干湿度未掌握好，含水量超标或不足，填料搅拌不均匀。

3）填料用量不足，造成成孔体积不足，二次补孔困难。

5 乌金山中学项目素土挤密桩质量控制要点

5.1制定合理的成孔顺序

根据施工图纸、现场勘察以及本工程地质情况，制定了先外围，后内圈的成桩顺序，有效避免了后成孔桩挤压对先成孔桩的破坏，避免缩孔和塌孔的出现率。另外应完成一孔桩，就回填一孔，夯实一孔，这样可以有效避免互相影响，加强了成品保护。

5.2成孔参数的保证

挤密桩的孔位空间坐标、孔直径、孔纵深、孔间距是保证成孔质量的重要几个参数。首先成孔机械在打桩前要调整好水平标高，复核桩位，调整各类参数，比如夯实力度、夯实位置，以保证垂直度和桩位。拔管作业时，应采用静力法施作，均匀控制速度，防止塌孔。发生缩孔时，可以采用小型螺旋钻机将孔内多余土体取出，再进行孔壁加固后，继续回填夯实。

5.3回填夯实质量控制

1）成孔后的孔内回填夯实密实性尤为重要，孔底处理更是关键要素，施工中往往忽略，在进行填料前，务必先夯击挤密桩桩孔孔底2-4锤次，方可再分层进行回填夯实。

2）回填料的颗粒必须满足图纸和设计要求，使用前必须过筛，保证颗粒不得大于20mm，控制含水率，加水应均匀。

3）挤密桩桩孔填料必须满足计算体积要求，乌金山中学项目考虑了1.25充盈系数，能够满足本工程的设计和相关规范要求。

4）必须控制回填土量、夯击次数、夯击落锤距离等参数，通过试验确定参数。

5.4加强关键工序数据采集

施工中对素土挤密桩的桩数、桩位（坐标）、成孔直径、成孔长度、垂直度、填料配比、夯击次数、落锤距离、夯实后的密度等参数进行详细记录，以备后续检查分析。

5.5严格质量验收

施工中严格按质量评定标准进行抽样检验，孔内填料夯实质量的抽检数量不应少于总数的1%，在全部孔深内，每1m取土样测定干密度，检测点的位置应在距孔心2/3孔半径处。孔内填料的夯实质量。对不符合设计要求的桩孔，要采取措施及时进行处理或者返工。

6 结束语

在乌金山中学改造项目中，通过素土挤密桩施工不仅消除了土的湿陷性，还提高了基础的承载力，用较小的造价，达到了显著的成果，保证了地基的安全，为以后类似乌金山中学项目的非自重湿陷场地地基处理工程提供了重要的技术参考。

参考文献

[1]郭雨落、霍立新.素土挤密桩地基处理质量技术控制要点[J]，山西建筑，2008.第31期:66,72

[2]李贤.素土挤密桩的施工质量控制[J]，建设管理，2010.10（总第136期）:47-48