灰土挤密桩施工技术的优化与应用研究

灰土挤密桩施工技术的优化与应用研究

张青川

西部环宇建设集团有限公司 甘肃省庆阳市 745000

摘要：

本文结合湿陷性黄土地区G309线合水（老城）至西峰段公路工程路基地基处理，深入探讨了灰土挤密桩施工技术的优化方法及其在公路工程中的应用效果。通过对现有施工技术的分析，提出了针对性地优化措施，并通过实验验证了优化后的施工技术在提高工程质量、缩短工期和降低成本方面的优势。

关键词：灰土挤密桩；施工技术；优化方法；应用效果

一、引言

　　灰土挤密桩作为一种常见的地基处理方法，在工程建设中发挥着重要作用。然而，传统的灰土挤密桩施工技术存在一些问题，如施工效率低、质量不稳定等，影响了工程的质量和进度。因此，对灰土挤密桩施工技术进行优化研究具有重要意义。

二、研究背景与目的

　　随着公路建设的快速发展，公路支挡防护工程及路基对地基处理技术的要求也越来越高。尤其在湿陷性黄土地区，为消除结构物基底黄土的湿陷性，确保结构物地基稳定，我们不断探索研究并采取了大量的措施。灰土挤密桩作为一种经济、实用的地基处理方法，得到了广泛应用。然而，在实际施工过程中，由于施工技术的限制，往往难以达到理想的处理效果。因此，本文旨在通过对灰土挤密桩施工技术的优化研究，提高施工效率和质量，为工程建设提供更为可靠的基底处理方案。

三、研究方法与过程

　　本研究采用理论分析、实验验证和案例分析相结合的方法。首先，对灰土挤密桩的施工原理进行深入研究，分析其影响施工效果的关键因素。

然后，针对这些因素提出优化措施，包括改进施工设备、优化施工参数等。最后，通过实际工程案例进行验证，评估优化后的施工技术在提高工程质量、缩短工期和降低成本方面的效果。

3.1工程概况

G309线合水（老城）至西峰段工程项目位于甘肃省庆阳市境内，主线里程53.143km，采用一级公路标准，路基宽度25.5m。路基基底采用石灰土挤密桩处理，石灰土桩桩径为40cm，等边三角形布置，桩间距1.0m，单桩长8m，桩身采用10%石灰土，桩顶设置50cm8%石灰土封层，桩间土挤密后的平均挤密系数不小于0.90。分层填料厚度不得大于35cm，压实度不小于97%，本项目共计灰土挤密桩27.2万延米。

3.2灰土挤密桩施工关键影响因素分析

1、现场拌和灰土时灰剂量及含水率的均匀性不易控制，影响成桩实体质量；

2、施工过程中桩位放样频繁造成机械等待窝工，单桩采用坐标放样时桩位坐标计算繁琐，使用钢尺等简易工具放样时，桩位控制精度差且效率低下增加人工成本，跳桩、漏桩现象时常发生；

3、传统的灰土挤密桩施工时，采用人工检测控制成孔垂直度较为困难，桩身长度往往不能达标且耗时较长效率低下。

4、灰土填料的厚度及夯击次数靠人工检查及监测，造成灌入量不够等严重影响成桩质量；

5、除桩顶及桩间土的压实度检测较为容易，若施工过程不能一以贯之严格控制施工质量，桩身部分压实度质量很难检测，影响施工质量难以达到设计要求。

3.3优化方法

本项目灰土挤密桩采用一种基于北斗定位的挤密桩质量管控信息化系统。对施工设备进行优化，将设计参数经辅助工具软件数据化、程序化。

1、灰土采用厂拌法严格控制灰土拌和质量，实时检测灰土灰剂量与含水率，确保出厂拌合物各项指标符合设计及规范要求。

2、为杜绝在施工过程中因人为等因素导致的施工质量不合格、工艺工法不达标的情况，施工时在拌和机及打桩机上安装北斗IPS-200B300B 灰土挤密桩信息化质量监测系统，将设计参数通过CAD等辅助软件转化为数据导入监测系统，利用信息化系统来管理施工过程，能有效杜绝灰土挤密桩施工过程中点位放样繁琐、漏桩、跳桩、桩身垂直度不达标、成桩深度不达标、灌入量不够等严重影响工程质量的情况发生。

3、利用信息化手段来管理整个施工过程，有效杜绝施工质量不达标的问题发生，也能让施工单位对整个项目的质量问题清晰可见、实时监控，随时调取，及时阻止和挽救。更能让项目质量真正做到有记录、可追溯。

4、以北斗高精度定位技术为基础，结合前端高精度传感器，将灰土挤密桩的施工过程用数字化的形式采集到云端平台，通过BIM模型平台和算法，对采集到的数据进行分析、整理。

5、结合施工规范和技术标准，对灰土挤密桩施工过程中的桩点位置、桩身垂直、送土次数、成孔深度等重要施工指标进行实时记录和数据比对，为未达标环节提前预警提示，让整个施工过程更清晰、更规范。

6、利用北斗定位技术，依照设计的桩点坐标为施工提供准确的桩点引导，通过机械前端安装高精度传感器，实时采集机械施工中的电流、转速、量程等指标，结合物联网算法，将数据转换、整理、分析后形成施工结果报告。

3.4实际应用效果及案例分析

通过对G309线灰土挤密桩施工数据进行分析，夯实厚度20cm，送土时间控制在2秒，夯击次数16次，夯实时间23秒，含水率控制在最佳含水率Wopt+0%

通过对桩径及桩间距进行分析，桩径偏差为0cm～+2cm，桩间距偏差为-1cm～+1cm，通过对桩间土平均挤密系数进行分析，桩间土平均挤密系数在0.92～0.94之间，符合设计及规范要求。

通过对以上数据进行分析，荷载值为250KPa时，最大沉降量为4.47mm，复合地基承载力特征值符合《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）附录B.0.10的规定要求：小于8mm。

四、研究结果与讨论

　　经过实验验证和案例分析，本研究得出以下结论：

1、优化后的灰土挤密桩施工技术能够显著提高施工效率，缩短工期。通过改进施工设备和优化施工参数，减少了施工过程中的等待时间和重复劳动，提高了工作效率。

2、优化后的施工技术能够有效提升工程质量。通过精确控制施工参数和加强施工质量监控，减少了施工质量的不稳定因素，提高了地基处理效果的可靠性和一致性。

3、优化后的施工技术还能够降低工程成本。通过提高施工效率和减少返工率，降低了人工成本和材料消耗，进而降低了整体工程成本。

五、总结与展望

　　本次研究通过对灰土挤密桩施工技术的优化研究，提出了有效的优化措施，并通过试验验证和案例分析验证了其在实际工程中的应用效果。研究结果表明，优化后的灰土挤密桩施工技术具有显著的优势和广泛的应用前景。

　　然而，本研究仍存在一定的局限性，如本文仅对湿陷性黄土地区，公路工程灰土挤密桩施工技术进行研究，未充分考虑不同地区地质条件对施工技术的影响等。未来研究可以进一步拓展研究范围，深入探讨灰土挤密桩施工技术在不同地质条件下的适用性和优化方法，为工程建设提供更为全面、高效的地基处理方案。

参考文献

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[2]李刚.灰土挤密桩在湿陷性黄土地基中的应用[J].路基工程，2010.1。

[3]邹忠.灰土挤密桩法在处理湿陷性黄土地基中的应用[J].山西建筑，201.,4。

[4]王雪浪,朱彦鹏,灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基理论分析及试验[J].西安建筑科技大学学报,2010.4。

附录

一  桩间土平均挤密系数表

二 复合地基静载试验汇总表

三  p-s、s-lgp、s-lgt曲线