振动挤密砂桩施工技术在高速公路软基处理中的应用

林昆

（楚雄公路局，云南 楚雄675000）

1 工程概况

本工程的地质构造为海积层较厚的淤泥层和黏土层，主要为冲积形成的卵石层、粉砂层；地下水的主要类型是上部土层的孔隙水。本工程适用等边三角形布设振动挤密砂桩，成孔直径0.5m，桩间距离1.2~1.5m，砂桩的长度为12~16m，并在桩顶铺设0.5m 的中粗砂垫层，最后将土工格栅设置在高度大于

4m 的路基填土段落。

2 振动挤密砂桩的主要施工工艺

2.1 砂桩施工流程

砂桩施工流程如图1 所示。

图1 砂桩施工流程图

2.2 砂桩施工工艺

以设计为基础，对软基处理宽度以及路基中心线进行测设，主要工艺如下：（1）使用全站仪对路基软基的处理范围进行确定，再用石灰粉对边界线进行标注，并对路基两侧的控制桩位进行确定，以桩位布置图和施工计划为基础，使用卷尺确定砂桩位置，用小木桩定出每个砂桩位置同时用石灰粉撒点标记；（2）在沉入桩管之前，使用红油漆对沉管的深度进行标注，从而达到控制砂桩施工现场深度的目的；（3）桩机就位后，对桩管的垂直度以及桩基的平稳性进行检查，确保其符合要求，为了使桩身保持垂直，还应该使用全站仪校准垂直和水平2 个方向；（4）启动桩锤电机，以红色标记位置为基础，对桩基下沉过程进行控制，与此同时，再上料，并对灌砂量进行控制，直到桩管被灌满为止；（5）将砂料加入桩管后，一边振动一边慢慢地将桩管拔出，再以试桩过程为基础，对拔管速度进行控制，将其提到地面[1]。

2.3 检桩并对加筋砂垫层进行施工

在成桩后的第30 天时，对桩长以及桩身密度进行检测，检测方式为静力触探，以设计要求为基础，对检验频率进行选择，通过与现场数据进行对比，可以判断出桩身是否完整。在对砂垫层进行铺设之前，应该检验土工格栅以及中粗砂，当其达到要求后才能对垫层进行铺设。

2.4 堆载、卸载

在进行堆载预压时，可直接使用路基填筑材料，在摊铺填筑时应分层均匀施工，且应该按照规范进行压实。以设计图纸要求为基础，要求堆载后的沉降量不得大于10cm，且通过2 个月的连续观测其累计沉降量应小于5mm/月，这时才能卸载。

2.5 现场监测

侧向位移、分层沉降观测以及表面沉降观测等为主要的监测项目。以图纸为基础，确定软基监控项目的数量，并由专业的检测单位制定检测方案，在对加固效果和设计方案进行评估的过程中，应该严格按照软基监控的结果进行。

3 振动挤密砂桩中常见问题及解决方式

3.1 桩身密实度不足

桩身密实度不足的原因：在灌注的过程中，砂量不足、加水量较少或者砂的含水率低，都会使桩身密实度不足。解决办法：对拔管速度以及投砂量进行控制，与此同时，还应该保证桩管内具有充足的水量，将管内砂料振动密实，除此之外，还应该对桩机设备进行定期的检修和保养，保障机械的动力。

3.2 桩身倾斜问题

桩身倾斜的原因：在沉桩的过程中，由于临桩振冲以及桩管竖直度不足的影响，会导致已成型的砂桩出现倾斜的问题。解决办法：在制定打桩顺序方案以及布置桩位的时候，应该以规范要求为基础，使用间隔跳跃施工的方式对相邻桩进行施工，防止临近桩振动影响桩身的竖直度。

3.3 短桩

短桩的原因：（1）桩底端无料或者砂料偏少以及桩底空松都会造成短桩；（2）在沉管的过程中出现孤石或者局部硬土层，如果处理不及时也会出现短桩的问题。可以采取以下解决办法：（1）在拔管之前应该将砂料灌满管道，并且应该有1min 的留振，保障孔底填满砂料。如果在拔管的时候出现下料不足现象，施工人员应该补充填料，增加桩长。（2）在沉管成孔的过程中，如果发现孤石或者硬土层，应该停止作业，并将问题反映给现场的监理人员，将沉管拔出后，通过试打找出硬土层的具体为止，再与业主及设计进行协商，采取措施进行解决。

3.4 断桩

断桩的原因：在砂桩的施工过程中断桩是较为常见的隐患，产生断桩的原因有沉管活页无法打开以及塌孔等。断桩是砂桩施工中常见的病害，造成的原因有塌孔、沉管活页打不开等。可以采用以下解决办法：（1）对拔管速度进行控制，保证填充的密实度，与此同时，为了防止出现塌孔还应该避免空振；（2）定时检修沉管底部的活页，确保施工流畅。

3.5 堵管

堵管的原因：（1）活页不灵活，导致下料困难；（2）砂料铲运过程中，装载机带有泥团，发生堵管问题。解决办法：（1）沉管施工之前，施工人员应该将部分砂料灌注在管内，避免因淤泥堵住活页缝隙造成下料困难；（2）在砂料进场之前应该对其进行检验，符合规范才能入场，施工人员应该事先清理场地。

4 分析位移监测及沉降稳定

4.1 监测目的

路基施工过程中监测是必不可少的，在对现场施工进行指导的过程中，应该以监测信息为依据，与此同时，还可以根据监测成果对填土速率以及施工速度进行控制，与此同时，通过监测还可以了解软基路基的稳定性，对铺筑时间进行规划。

4.2 监测方法

地表水平位移监测以及地表沉降监测都是监测工作的主要内容。将沉降标埋设在规定位置，定期对基准点以及镀锌管上测量点的位置进行测量，并计算两者的高程，这是地表沉降检测的主要方法。埋设好位移观测标志后，以极坐标为依据，读取位移观测点坐标，达到监测观测点位移变化量的目的。

4.3 分析监测结果

在加固处理挤密砂桩后，本工程对其进行分级分层堆载预压。根据预压的结果可以得出时间与沉降量、水平位移之间的关系，可以对软土地基不同时间的变形量、固结度以及最终固结变形量进行推算，为卸载时间的确定以及分析软基处理的效果提供依据。对该工程进行监测可以看出，前3 个月沉降量变化较快，到第4 个月的时候变化趋于稳定，可以看出该路基沉降稳定。而通过对水平位移观测点进行观察可以看出，该工程的水平位移变化较小，且经过巡视没有明显缺陷，因此该工程的施工方案可行[2]。

5 结语

本文通过对某工程实例进行分析看出，振动挤密砂桩具有施工工艺成熟简单、施工设备单一等优点，因此，其前景良好。在实际施工过程中，施工人员应该以规范为基础，以砂桩的施工工艺参数为依据，制定规范施工方案对振动挤密砂桩进行施工，提高高速公路的施工质量。