挤密砂桩施工工艺控制

任玉勇柏德胜

（中国葛洲坝集团第五工程有限公司，湖北，宜昌，443002）

【摘要】软基处理施工采取分区、分段的方法进行施工，软基处理的质量直接影响路基的后期质量，笔者结合工程实际论述挤密砂桩施工过程中施工工艺控制及其要点。

【关键词】软基处理；挤密砂桩；施工工艺；沉管成孔。

一、工程概况

本工程为福州滨海大通道福清段，位于元洪投资区和规划福清滨海新城东部沿海，路线所穿越地貌为滨海冲海积平原地貌，主要为海水养殖区域，部分路段跨越潮间带，不良地质体主要海域滩涂内的软土体，可采用排水固结、超载预压等方法处理。本合同段路软基处理方式主要为挤密砂桩。软基处理工程量较大，其中砂桩1200112m。软基理施工采取分区、分段的方法进行施工，软基处理的质量直接影响路基的后期质量。

整条公路路基均采用砂桩处理软基，砂桩桩径为φ500mm，桩位成等边三角形布置，桩距为1.3～1.6m，桩长为5.6～20.3m，桩底须穿透淤泥层进入中砂层或粉质粘土层50cm，材料采用中粗砂，含泥量应小于3%，渗透系数不小于5X10-3cm/S,有机质含量小于1%，施工过程中桩孔内填料量初步按桩孔体积乘以充盈系数确定，其中充盈系数应大于1.4，经过试验，拟选用的粗砂渗透系数为3.86X10-2cm/S。

二、施工准备

（1）场地平整

正式进场施工前，进行管线调查后，清除施工场地地面以下2米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。

（2）材料检验

砂料进场前要根据验标规定的检验批次、数量及检验方法对砂进行含泥量、级配的检验，检验合格后方可进场。

（3）砂桩采用振动沉管桩机，检查到场机械各项性能，保证运转良好，定期保养、维修。

（4）工艺试验

正式施工前必须进行成桩工艺试验，试验拟定在K178+360桩号，设计桩长30m，间距1.5m。先选取10根桩进行成桩工艺试验，检验和确定砂桩成桩施工方法和填砂量、拔管高度、留振时间等关键工艺参数（依据电流控制质量标准，主要把握好留振时间，以保证桩身连续性和成桩均匀性）根据试验结果，制定实施性施工工艺细则，并对现场施工人员及技术人员进行岗前培训。

三、砂桩施工过程及方法要点

（1）桩位放样

施工前用全站仪测定砂桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。

（2）钻机就位

钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔垂直度误差小于0.3%；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证孔底标高满足设计深度。

（3）沉管成孔

启动桩锤电机振动桩锤，使桩管下沉至设计深度。桩管下沉入土后，严格控制沉入深度，确保达到设计桩长。桩管下沉过程中，应沿导向架，并始终保持同导杆平行，如发生桩管偏斜须及时扶正桩管。

（4）桩管灌砂

桩管插入到设计标高时，开始上料，上料时控制灌砂量，按照计算灌砂量的1.4倍进行灌入（拔管过程中进行补砂），直至灌满桩管。

（5）管口冲水、振密

采用冲水法沉砂，向管内填砂的同时，向管内充水，利于砂排出桩外。当拨管快拨出地面时，停止充水。

（6）振动拔管并向管内投料

第一次把桩管提升80-100cm，提升时桩端合叶自动打开，桩管内砂料流入孔内。启动管前留振1min后（观察料斗中砂料变化，如砂料不减少，说明合叶没有打开，要继续提升桩管，直到合叶打开为止），边开桩机振动锤边缓慢提升桩管，提升速度控制在0.5m/min。每升0.5m振动挤压20s，挤压时间为桩管难以下沉为宜，如此反复升降压拨桩管，直至所灌砂将地基挤密。边振动边加水，直至将桩管提升到孔口。如上料量不够须在拔管过程中进行加料（具体根据试桩工艺以及现场情况而定），以保证成桩桩顶标高以及灌砂量满足设计要求（实际灌砂量不小于计算值的140%）。

（7）沉管拔出孔口。

（8）孔口投料。

当沉管拔出后发现灌砂未灌满桩体（桩顶面以下1m左右），采用人工向孔内投料。向管内投砂的同时，向管内充水，桩头部位用振捣棒振捣密实至设计标高。发生以上情况须根据试桩工艺调整灌砂量、留振时间，以确保桩身连续性和成桩均匀性。

（9）完成该桩灌砂量，桩管提至地面，桩管移到下一桩位。

四、质量检测

4.1实验原理及依据

试验手段采用标准贯入法，检测数量按砂桩根数的2%布设测点，主要检测桩长、桩身完整性、透水系数等参数。其桩径、桩距、垂直度等检测指标在砂桩施工过程中现场控制为主，桩径、桩距采用测量仪器控制，垂直度采用吊线锤平控制。

本次实验依据规范及规程为：

（1）中华人民共和国行业标准《静力触探实验规程》YS5223-2000。

（2）福建省建设工程建设地方标准《建筑地基检测技术规程》DBJ/T13-146-2012。

4.2现场测试步骤

（1）实验工作开始前，由业主方、监理方根据设计资料进行随机抽样确定待检测桩编号，抽样检测。

（2）在工作现场,清除地表约0.5米的砂垫层后，下四根地锚或沙袋压重作为反力。严格遵循《静力触探实验规程》，保证贯入的垂直度在误差允许范围之内。贯入速率按1.2±0.3/分钟进行。

（3）在地面下1到6米内，每贯入2米，就进行仪器的归零调整，终孔时起拔探头再次进行归零调整。

（4）在反力装置失效和探杆明显弯曲时或超过设计深度时，即可终孔。

4.3实验数据及分析结果

根据现场实验数据绘制锥尖阻力及侧阻力与深度的关系曲线，通过实测桩的阻力值相对桩间土阻力值的变化，并结合地勘资料，判断实验深度内各地层分层情况并成图。

通过对静力触探实验结果的分析，所检测大部分砂桩静力触探曲线呈明显砂桩形态；针对个别砂桩桩身的锥尖阻力及侧阻力值与在邻近区域桩间土位置所测的静探结果相比有明显差异，根据阻力值及曲线形态变化，判定为桩身连续。由于该段砂桩开始检测前砂垫层已施工，实际开始检测的桩顶位置与实际施工桩顶高不一致，所描述桩身位置是实际检测桩顶位置往下累计综合分析所抽检的42根砂桩，在实验深度范围内所检测到的砂桩桩身连续性良好。

五、结论与建议

静力触探法适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含砾较少的碎石土，作为一种快速、准确、有效的岩土原位测试方法，在岩土勘察及工程检测工作中发挥了重要作用。根据本工程场地检测的要求，开展了此次双桥静力触探测试。主要目的是通过静力触探实验分别采集各施工砂桩不同深度的锥尖阻力（qc）、侧壁阻力（fs）数值，并按规范进行数据统计、计算、绘图，利用绘制的qc、fs曲线图结合地区经验值及地质资料等，可对砂土层进行较准确的力学划分，据此判断施工砂桩的桩身连续性。

根据以上对实验的统计和分析可知，里程段内所抽检的砂桩桩身连续性良好，无明显缺陷。