振动沉管挤密砂桩施工技术探讨

振动沉管挤密砂桩施工技术探讨

发表时间：2018-07-18T10:11:49.767Z 来源：《防护工程》2018年第6期作者：曾思杰[导读] 本工程地基处理有砂桩138万m，砂桩桩径0.5m，正方形布置，桩间距1.5×1.5m，主要集中在中心岛区域东北侧。中交第三航务工程局有限公司厦门分公司福建厦门 361001 摘要：本文以马銮湾片区生态修复（一期）工程围堰工程施工为例，从挤密砂桩施工工艺、质量控制要求及原材料供应方式等方面介绍了挤密砂桩软基处理中的应用。关键词：围堰；挤密砂桩；质量控制1 工程概况

本项目位于厦门西马銮湾区域，地处海沧、集美两区交界处。马銮湾片区生态修复（一期）工程主要内容包括清淤工程、场平工程、围堰工程、围墙工程及临时排水工程。马銮湾片区生态修复（一期）工程一标段项目位于位于厦门西海域西北偶，地处海沧、集美、杏林交界。本次实施施工的振冲砂位于中心岛区域，为围堰工程的重要组成部分，按设计要求，围堰地基淤泥厚度较大，最厚淤泥厚度大于

6m，中心岛东北部分围堰基础采用先回填中粗砂垫层后施打砂桩进行处理。本工程地基处理有砂桩138万m，砂桩桩径0.5m，正方形布置，桩间距1.5×1.5m，主要集中在中心岛区域东北侧。

图1 工程平面布置图

2 施工难点

2.1 周围环境复杂、淤泥厚度大根据历史海图，拟建场地原始地貌属浅海地貌，位于位于厦门西海域西北偶，地处海沧、集美、杏林交界。根据场地地质勘探成果分析，拟建场地地形地貌为海岸堆积阶地，主要有鱼塘、虾池等。本次实施施工的振冲砂位于中心岛区域，为围堰工程的重要组成部分，工程量大，时间紧。围堰地基淤泥厚度较大，最厚淤泥厚度大于6m。

2.2砂桩施工时间紧、任务重。本工程地基处理有砂桩138万m，砂桩桩径0.5m，正方形布置，桩间距1.5×1.5m。全面开展挤密砂桩施工是围堰施工开展的首要重要部分，为之后的充填砂袋、吹填施工提供施工条件，砂桩施工影响着企业形象。

3.试验区、施工参数及技术指标确定3.1 试验区确定

我部为了本工程砂桩的顺利进行，在实践的基础上完善施工组织、质量管理等各方面的内容。选择ZH K0+350～ZH K0+450围堰段作为本项目砂桩的首件工程，利用这围堰段施工工艺和施工流程的组织实施，总结经验、找出不足、改进方法，为以后砂桩的顺利施工找准突破口。

首片砂桩施工区域位置如下：

图2 砂桩试桩施工区域3.2 试验区施工参数及质量控制标准根据设计要求，采用DZ75KS振冲器，回填砂料振冲加密。砂桩桩径0.5m，正方形布置，桩间距1.5×1.5m，试桩施打孔间距定为3m，正方形布置，具体施工参数如下：试桩施打孔间距：3m。

振动锤功率：37kw×2。

沉桩时静加压力：20T。

允许静拔桩力：40T。

送到振冲器的喷水压：0.8MPa。

空振电流：40A。

密实电流：70A以上。

留振时间：20s。

3.3质量控制标准

挤密砂桩施工时应记录详细施工记录，包括施打位置、实际桩顶标高、实际桩底标高、桩长、垂直度、桩位平面误差、实际灌砂量，具体控制标准详见如下：

砂桩质量标准表1

4 施工工艺

4.1测量放样：振冲施工前，首先由测量人员进行放点，用RTK放取控制点，再用钢卷尺逐点量取，振冲点位置严格按照振冲点平面布置图横竖间距3.0m进行放点，每放一点，施工人员在点位上插旗竿做标记。

4.2 桩架就位：调整导杆的垂直度，提升桩管，将桩头活页闭合，然后振冲桩管对准放样定位点。

图4 活瓣式桩头

4.3加压并开动振动锤，将套管沉入穿透淤泥层≥20cm：启动振冲锤，避免造孔中塌砂将振冲器抱住，下沉速度宜快。振冲器施打过程中，保持桩机机架稳固可靠，套管上下移动的导轨应保持垂直，采用经纬仪校准其垂直度。

施打过程，成孔速度控制在1~2m/min，并观察振冲器桩架及电流变化，桩架前端受力抬起，且振重器持续振冲1min，套管没有下沉，此时确定桩底穿透淤泥层≥20cm。

4．4 灌砂、提升：当桩管下沉穿透淤泥层≥20cm时，开始灌砂，桩管内灌满水，使砂料呈饱和水状态。

4.5边振边均匀缓慢拔出桩管，直至桩管全部拔出。桩管提升速度控制在1.0~1.5m/min，每拔起0.5m停拔续振动20秒。在这一深度上留振20s，并观察振冲器电流是否达到密实电流70A，电流达到密实电流方可继续提升。

图7 桩管提升

4.6 对照现场施工简图，做好该孔位的振冲原始施工数据记录

4.7 关机、关水和移机定位，在另一个样点上施工。

5 试验检测

根据设计文件要求，试桩完成14天后对试验桩桩身进行完整性及密实度检验，频率为砂桩的1%进行检测。

5.1 标准贯入试验

在试验区做三个标贯试验，2016年6月30日当日完成。检测点位位于ZH K0+350~ZH K0+450围堰段区。

5.1.1检测原理：采用工程钻机先钻至预定深度，安装好标准贯入设备并放到钻孔底部，用质量63.5kg穿心锤以76cm的落距，将标准规格的贯入器，自钻孔底部预打15cm，记录再打入30cm的锤击数，即为标准贯入试验锤击数。

检测标准：检测深度为桩顶一下1.5m开始计数，要求标贯击数N63.5≥12击。

图8 砂桩检测试验

5.1.2操作过程：

在首片砂桩施工区选择3个点作标准贯入试验，检测深度由施工单位根据加固体的厚度确定。

①钻具钻至试验土层标高以上约15厘米处，以避下层土受扰动。

②采用工程钻机至预定深度，安装标准贯入设备并放到钻孔底部，用质量63.5kg的穿心锤以76cm的落距，使其自由下落，将贯入器直打入土层中15厘米。以后每打入土层30厘米的锤击数，即为实测锤击数N0。标贯SPT 要求每2m 进行一次标贯试验。

5.2 根据现场标准贯入试验检验，测三个点每层标贯击数均超过12击

6 砂桩施工主要要点

6.1 工艺要点

起吊振冲器对准布点，保持自由垂悬状态。

启动振冲器和水泵，为了避免造孔中塌砂将振冲器导管抱死，造孔速度宜快，造孔速度控制在8~10m/min，水压保持0.8Mpa左右，水量控制在200~400L/min，施工中根据实际情况及时调整水压和水量，确保振冲器下沉。振冲器下沉到离设计深度30~50cm，需减少水压和水量。振冲到设计深度后，开始回填砂，每次回填高度不宜超过50cm，回填后先振动5~10s，然后边提边振。

振冲器的提升按设计结合试验确定的密实电流和控制标准，根据以往类似工程的施工经验，本工程以0.8m/min速度提升振冲器，每提升50~100cm，留振25~30s，直至提升至表层1m深度，并观察振冲器电机电流变化，其密实电流一般超过空振电流25~30A，记录每次提升速度、留振时间和密实电流，如此重复上述步骤，直至全孔处理完成。

关闭振动器，水泵、转移至下一个桩位。

6.2 施工要点

6.2.1 密实电流、留振时间，是振冲密实施工的两个根本要素，直接影响振冲密实质量，为此，在施工过程中，必须有专人进行监控检查，认真做好原始记录，并且严防布点的漏振，以确保技术方案的实施和振冲密实质量。

6.2.2 如遇到振冲器不能贯入的情况，可采取增设辅助水管，加大水压和水量，加快振冲器下降的速度。

6.3 场地整平