挤密砂桩软基处理施工分析

挤密砂桩软基处理施工分析

摘要：通过对福建省福鼎至宁德高速公路漳湾互通段挤密砂桩软基处理的施工实践，比较系统地揭示了挤密砂桩固结排水加固软土地基的作用机理，以及施工过程中的质量控制的方法。

关键词：挤密砂桩；施工实践；质量控制

1 地质与工程基本概况

1.1地质概况

福宁高速公路A23合同段漳湾互通区，地形地质比较复杂，在西坡塘一带为靠近河水及海湾地带的滨海堆积平原，现开垦为农田和池塘养鱼，穿越此地段的工程地质为流塑性软土和粘土。原地表排水条件较差，靠自然漫流排水。根据砂桩软基地质地段的有关地质钻探资料所示的地质基本情况为：

0～0.8m，湿至饱和灰黄色素填土；

0.8～2.2m，灰黑色饱和流塑性淤泥，

2.2～7.4m，灰白色饱和软塑性粘土；

7.4～12.3m，灰黄色饱和中密卵石质亚粘土。

从现场取土做试验，淤泥含水量达65%～75%，软土地基承载力小于35Kpa，为软土地基，故应作相应的软基处理。

1.2工程概况

漳湾互通区软基处理地段挤密砂桩共33.3万米，原设计为挤密碎石桩，根据不同地段探测淤泥层厚度变化，桩距采用1.1m～1.6m间距，桩位梅花形布置，经过长达四个月的试桩，因该地段地基层为过饱和流至软塑性淤泥，含水量高达65%以上。桩孔孔壁挤压变形大，此外，挤密碎石桩以碎石为投料，在施工条件限制，投料下去，试桩均以失败告终，后经研究决定变更为挤密砂桩且桩距不变，并试桩成功。

2挤密砂桩施工流程

挤密砂桩施工工艺流程

⑴在挤密砂桩施工前绘制好桩位图，并按顺序编号；

⑵按照松方系数值1.30计算出每米投料量及设计桩长总投料量，并换算成斗车车数，做好投料管管长的标识，确保桩长。

⑶按大地坐标系统，用全站仪放样，敷设出路基中、边桩后用木桩固定每根桩的具体位置。

⑷桩机就位，调节导杆使桩管垂直度满足偏差不大于1.5%的要求，提升桩管离地面50cm，将桩管平底活页闭合，加压、振动沉管至设计深度，如果没有达到持力层，则必须继续沉至持力层下50cm为止。（在振动锤激振力作用下，以桩管沉入速度小于0.2米／分钟或工作电流表值是否超过55～56A作为是否进入持力层的判断依据）。

⑸水泵往桩管里注水至三分之一桩管后，即进行第一次投料以投满桩管为准，后待拔管3.5米再边加水边用加料斗添加剩余的投料。

⑹启动拔管前留振1分钟后，边开桩机振动锤边缓慢提升桩管，提升速度应控制在1.0米／分钟，且每提升1米留振20秒钟，边振边加水，直至将桩管提升到孔口。

⑺工作面地表为流塑性淤泥，受到已施工群桩侧向挤压作用下，已施工地段地表隆起了1.5～

2.0米，由于地基应变在砂桩施工完成后，未能全面消失，使得相邻未施工地基产生了应力集中，破坏原地基应力动态平衡，须经过一段时间的塑变过程，故桩机移位进入下一个桩位施工时，为了避免产生坍孔缩颈现象，影响成桩质量，桩位施工的顺序应按隔行隔列跳跃施工。

3施工质量控制

3.1建立完善的内部质量控制和保障体系

挤密砂桩施工属于隐蔽工程施工项目，项目部设置质检部，配二名专职质检员，并且每台桩机每班安排一名施工技术人员跟班作业，并做好值班记录，随时掌握施工动态，建立项目部对施工站点的查岗制度，并建立相应的奖惩制度。

3.2加强对“技术规范”和“评定标准”学习

组织技术骨干和现场施工人员，学习《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》，由总工室总结挤密砂桩施工技术要领、将关键工序和主要施工质量控制参数编著成册，人手一册，并结合《公路工程质量检验评定标准》及招标文件中《技术规范》有关内容进行学习，为确保挤密砂桩质量提供有力的理论保障。

3.3加强对原材料的试验管理

挤密砂桩所需中粗砂通过招投标，由指挥部指定的砂场提供砂作填料，施工单位中心试验人员和监理试验人员到现场抽检，检测合格后方可使用。质检部及实验室有关人员定时不定时到现场随机抽检，严格控制中粗砂的含泥量不大于5%，建立质量动态管理模式，确保挤密砂桩成桩质量。

3.4狠抓挤密砂桩施工关键环节质量的控制

挤密砂桩属于地下隐蔽工程，故挤密砂桩施工过程中，必须严格按设计规范进行施工操作，特别是对投料量、加水量、拔管速度等的控制。若发现投料量不足，桩管加水不够等偷工减料现象，必须立即对当事人和桩机负责人及有关人员进行批评教育并给予相应的处罚。

4挤密砂桩软基处理成果的质量检测分析

4.1施工单位对软基处理成果质检

在成桩后一个月后，施工单位对挤密砂桩进行密实度重型Ⅱ检测，采用检查标准：0～5m内每10cm平均击数不小于6击、5m以下不小于11击。

自检检测结果如下：

挤密砂桩平均0～1.2m，密实度状况呈松散状态；1.2～1.8m呈中密至稠密状态，1.8～5.0m 稍密实，5.0～8m密实状态。

初步分析原因：地表下0～1.5m，由于侧向约束软弱，桩体受周围介质的挤压不足，难以成桩，即难以达到中密状态。

4.2挤密砂桩检测单位情况及成桩质量分析

28d龄期挤密砂桩的检测由福建省物探地基检测站承担。并按单桩承载力、密实度标准贯入和复合地基承载力三项指标对挤密砂桩软基处理成果进行综合评价。

4.2.1单桩承载力试验

单桩允许承载力设计值［σ］=300Kpa，检测单位共做了两组试验，一组检测值为311Kpa ＞［σ］满足要求合格；另一组值为219Kpa＜［σ］不满足为不合格，原因在于挤密砂桩是以中粗为填料，中粗砂本身属于松散介质，所以成桩刚度极小故单桩承载力试验对非刚性桩体意义不大。

4.2.2挤密砂桩密实度标准贯入检测

福建省物探地基检测站以标准贯入试验检测砂桩密实度，检测按每贯入30cm为震击锤

击数，检测依据国标《岩土工程勘察规范》和《建筑地基处理技术规范》，并以0～3m，每贯入30cm时锤重为N63.5锤的击次数不小于7击；3～7.5m，每贯入30cm的N63.5锤击次数不小于15击；7.5m以下，每贯入30cm时N63.5锤的击次数不小于18击为标准来判断砂桩的密实度是否合格,共对56根砂桩进行检测,检测结果：N63.5锤击数一般在18～23之间,指标离散值小,处于中密状态。

从检测结果看：挤密砂桩采用灌水挤密施工方法，砂中的含水量大，施工过后，地表抬高1.0～1.5m,即使经28d桩龄,桩基上面没有荷载作用下,固结率低且含水量难以降到中密时的最佳含水量。因此砂桩密实度检测结果没有达到密实状态只呈中密状，故必须通过在其上部进行加荷，待其排水固结后，砂桩的密实程度才会进一步的提高。

4.2.3复合地基允许承载力为［σ］≥150Kpa（设计值）

福建省物探地基检测站对砂桩复合地基承载力进行了八组检测试验，其中四组是在场地未碾压上做的，另外四组是在经碾压的场地上做，碾压过的复合地基承载力为110Kpa，未碾压过的场地复合地基承载力为112Kpa，可见地基表层，碾压对其承载力影响不大，两者复合承载力数值均小于设计值150Kpa的要求，只有通过挤密砂桩固结排水后，复合地基承载力才能进一步的提高，也只能这样才能达到预期的软基处理效果。

5 结束语

挤密砂桩的填料为透水性良好的中粗砂，主要起排水固结作用，改善桩体周围介质的物理性质，提高土介质应力，从而提高桩体与土介质之间的相互作用共同构成地基复合承载力。挤密砂桩施工后，地表降了约1.0～1.2m，土介质含水量增高，施工过程中对土介质扰动，故土应力值比未施工前下降。在未进行填土加载情况下，复合地基功效也体现不出来。因而对挤密砂桩软基处理质量的评定不能从单桩承载力和复合地基承载力的检测来评定，而主要是通过标准贯入密实度检测试验来评定。然而标准贯入各级数是以国标《岩土工程勘察规范》和《建筑地基处理技术规范》的标准来判定的，而两规范仅适用于岩土中干性或半干性的中间土地基加固，而对含水量特大的软土地基，标贯级数也应有所区别。因此我们建议对砂桩密实度的标准贯入试验的标贯级数数值可以适当的降低，这也比较符合工程实际，也更为合理。

参考文献：

「1」《岩土工程勘察规范》（GB50021—94）

「2」《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—91）

「3」《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071—98）

「4」《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017—96）