挤密砂桩在道路软基处理中的应用及质量控制分析

张凤阳

摘 要：某道路工程在软基处理中，选用挤密砂桩进行施工，使桩和桩间土之间形成复合地基，进而提高地基承载力。文章对该道路工程软基处理中所用的砂桩施工工艺和施工方法进行了总结和分析，从而采取有效的质量控制措施。通过质量检测，各项指标都满足规范要求，挤密砂桩的使用达到了理想的效果，在类似项目中可推广和应用。

关键词：挤密砂桩；软基处理；施工工艺；质量控制

1 工程概况

某道路工程C标段K6+800～K11+200处，工程地质性质较差，软土层较厚，软土地呈饱和流塑状态，其含水量较多、压缩性强、抗剪强度相对较低。经综合考虑，决定选用挤密砂桩对该路段的软土路基进行处理。在此段道路工程中，所使用的桩体材料是中粗砂，它的间距是1.5m，直径为50cm，采用三角形布设，桩打穿淤泥层进入下卧层要大于1.0m。在桩顶设置中粗砂加筋褥垫层80cm，垫层顶部铺设双向钢塑复合土工格栅。

2 挤密砂桩施工工艺

2.1施工材料要求

（1）砂料。在砂料的选择上，要选择渗水率较大、干净的中粗砂，将中粗砂的含泥量控制在3%以内，细度模数控制在3.0及以上。其中，中粗砂的有机质含量要小于1%，渗透系数应大于5×10-3cm/s。

（2）材料入场。在施工材料入场之前，本道路工程所采用的砂桩施工材料，都要通过检测单位的检测，才可以被应用到施工场地中来。

2.2施工机械

本道路工程中的砂桩施工选用的施工机械是DZ75振动砂桩机，数量为2台。在每台机械上，都配备有振动器，在桩机的下端，配有移动式打桩机架、活钢桩靴的桩管、装砂料斗等设备。

2.3挤密砂桩施工工艺

（1）砂桩的施工流程： 场地准备→测量放样→机具就位、桩管沉入→灌沙→拔管、桩管下沉→下一根桩施工→成桩检测→砂垫层施工。

（2）场地准备。在清理施工场地之前，要先检查并且迁移地面的构筑物、地下管线，在核实场地没有障碍物以后方可施工；要在路面开挖临时的排水沟，以便排出地表水，保持基面层的干燥性；参照设计图纸测量路基中心线以及砂桩桩位，用石灰线对确定好的地基处理宽度进行标注；设置砂石料的存放场地，铺设施工便道。

（3）机具就位、桩管沉入。在沉入桩管之前，需要确定好沉管的深度，这就需要参考设计桩长以及实际地面水平测量的结果，计算出沉管深度后使用红油漆在桩管上标记，以保证桩底能够达到设计高程。振动沉桩机就位，砂桩桩位中心位置应和活瓣桩尖的尖点位置保持一致，中心偏差不能出现在±5cm以外，同时，对机架进行调整，保证桩管垂直，垂直度要保持在1%以内。工作人员启动振动器，以2-3m/min的速度振动并沉入桩管到设计高程（即红油漆标注的位置），桩底高程的偏差要保持在10cm范围内。由于砂桩在振动挤密后，砂桩顶标高会降低，砂桩体积也会变小，所以在本工程中沉管顶应比地面高出1m，并灌满砂。

（4）加砂料。桩体砂主要是通过人工铲入至桩机的下料斗内，然后再经过下料斗输送至桩管中。在进行灌砂工作时，要控制砂料的含水量：饱和土层可以选用饱和状态砂，而杂填土层以及非饱和土层等，其含水量应被控制在8%以内。

（5）拔管、桩管下压。完成灌砂工作后，要边振动并慢慢拔出桩管，这对拔管的速度有一定的要求，控制在0.5m/min 以内最为合适。对进入到桩孔内的砂进行压实，以保证每米的灌砂量满足施工要求。单桩砂石设计灌入量q=0.237*h（h為实际施打桩长）。一旦出现灌砂量低于设计要求，须进行补桩，以保证桩体的密实度。

（6）当桩机完成上一桩位的施工时，可以移至下一桩位，并且重复上述工作。

（7）成桩检测。成桩28d后，要对其进行检测，检测工作为：静力触探强度试验、常规土工试验、检测贯入阻力十字板抗剪强度试验。检测完后，要和加固之前的数据进行对比。

（8）桩顶加筋垫层施工。在砂桩检测合格后，桩顶设置中粗砂加筋垫层80cm，在砂垫层的顶面，要铺设一层双向钢塑复合土工格栅。

3 施工质量控制要点

（1）在施工之前，工作人员要提交场地的工程地质报告，以便掌握道路工程的整体情况。

（2）在开始砂桩施工之前，要设计出砂桩施工布桩平面图。在平面图内，要对砂桩的位置、编号进行标准和说明；场地桩位放样后，要及时记录相关信息，确保实际桩位的施工和设计图之间的误差控制在5cm以内。

（3）除此之外，在正式动工前，要完成成桩试验工作。其中，试验桩的数量占据的比重是总桩数的1%。在进行试桩试验时，应尽可能的选择不同的底层、地貌以及不同的工况区域来开展工作，这样掌握到的施工经验和施工参数会更切合施工实际。

（4）在具体的施工过程中，要依据设计图纸中的桩长、桩径以及桩间距等进行施工，这样砂桩挤密的连续性和均匀性才能得到可靠保障。同时，起重设备在施工中应保持平稳，导向架应与地面垂直，值得注意的是垂直偏差应控制在1.5%以内，设计桩位和成孔中心的偏差也应小于50mm，而桩径的偏差应保持在50mm以内。

（5）砂灌入量至少应控制在设计值的95%以上，如果出现下料不顺畅的情况，可在管内适当加水。

（6）由于砂桩地基处理是一项相对隐蔽的工程，考虑到后期施工质量的控制及检测，工作人员必须加强监理，对数据进行原始记录，同时安排专人全程监督，并做好录像等实态记录。

4 质量检测

（1）因为砂的含水量和桩体密实度直接相关，所以实际施工中要注意砂的饱和度的控制。

（2）在对砂桩的施工质量进行验收时，应参考以下标准，如表1所示。

5 结语

在此道路工程中，选用的软基处理方法是挤密砂桩。在工程完工后，对道路的砂桩进行了检测和试验，各项指标均满足上面的质量验收标准，并且从由实测沉降曲线推算地基最终沉降量，路段工后沉降≤30cm，满足设计要求，这说明该挤密砂桩在道路软基处理中得到了较好的应用。

参考文献：

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[2]马振江，张敏赢，刘璐.挤密砂桩加固水下软土地基专用设备研制[J].中国港湾建设， 2014（01）.

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