振動擠密砂樁在基礎處理工程中的應用

薛曉光

（安徽水利開發(fā)股份有限公司 蚌埠市 233000）

振動擠密砂樁的加固原理是以振動或沖擊的方法成孔，然后在孔中填入砂、石、土、石灰、灰土或其他材料，并加以搗實成為樁體，按其填入的材料分別稱為砂樁、砂石樁、石灰樁、灰土樁等。擠密法一般采用打樁機或振動打樁機施工。

振動擠密砂樁是在對天然地基的承載能力進行分析后，認為天然地基不能滿足承載為要求時采取的一種地基加固處理方法。它主要采用振動沉管法施工，即在振動錘的振動作用下，將樁管打入地基土中至設計深度，然后利用風壓投入填料并振于地基土中，重復壓拔管、振動擠密面成為砂樁。

1 工程概況

安徽省城西湖陳郢排灌站重建工程振動擠密砂樁基礎處理工程位于城西湖蓄洪區(qū)內，擬建一III等泵站。其主要建筑物為3級，堤防及穿堤箱涵均為2級建筑物。由于站基持力層為細砂層，細砂層主要為極細砂，局部為砂壤土，較松散，標貫擊數(shù)最小值小于8擊，平均值為11.9擊，天然地基不能滿足承載力要求，設計擬采用振動擠密砂樁對地基進行加固處理。處理范圍為：站身及匯水箱、排灌控制段平底段、前池翼墻、進水閘及其翼墻。

2 現(xiàn)場施工條件

施工圖紙設計擠密砂樁施工工作面高程為：站身、匯水箱、控制段14.0m，前池14.0～16.7m，進水閘16.7m。根據(jù)地質報告及高噴防滲墻鉆孔取芯分析：14.0m高程為細砂層，16.7m高程為輕粉質壤土層。設備安裝、施工均只能在基坑內完成，施工難度較大。由于施工場區(qū)較狹窄，南側為棄土場，北側為老站，考慮施工用材料及以后施工方便，計劃在老站交通橋南側修筑一條下坡道路。

3 砂樁布置與工程分析

砂樁采用大面積滿堂布樁，梅花形布置各部位，砂樁直徑為300mm，施工間距為：站身、匯水箱、控制段1.2m，前池翼墻底板0.9m，進水閘底板1.5m。砂樁底高程11.0m，共布樁1730根。

4 設備狀況

本工程采用振動沉管設備為浙江瑞安生產的D260筒式主架。采用DZ60A中孔振動。行走采用走管式行走，砂樁施工采用活瓣樁靴，沉管時樁靴閉合，拔出時樁瓣自動打開，活瓣樁靴有密封性好、自散性能好、不能被土的回彈所阻礙等特點。場內施工采用手推車運送黃砂，人工灌砂，并配備設備維修設施。

5 施工準備

a.區(qū)域的劃分。依據(jù)設計圖紙，對不同樁長、不同間距的施工區(qū)域進行劃分，設置標記。

b.基坑內標高應基本一致，高差不大于20cm，基坑開挖結束后，在泵室、匯水箱、控制段部位設置降水井6個，前池設降水井2個，保證基坑內沒有積水，以確保擠密砂樁在干燥的條件下施工。

c.施工放線。砂樁施工前，先進行構筑物的縱向及橫向主軸線放樣，然后以主軸線為基線用經緯儀配合鋼卷尺對每個樁位進行放樣，釘竹簽樁并在竹簽上標注該樁的樁號及高程。

d.原材料。砂樁施工前，現(xiàn)場必須備足材料，經檢測合格的砂料，就近堆放于場內。

e.施工設備。施工設備必須經調試運行，確保運行良好。

f.施工用電。施工用電從現(xiàn)場配電房接入。

g.檢測設備齊全，保證在施工過程中對施工質量進行及時有效的監(jiān)控。

6 施工工藝流程

施工工藝流程為：樁機就位→振動沉管至設計標高→灌砂料→振動拔管至結束→移至下一樁位。設備移至樁位時，必須保證機架水平、樁架垂直，保證砂樁施工垂直度不大于1.5%。樁架垂直度采用垂線控制，當線錘的線與樁架的桅桿平行對中時才能進入下道工序，樁位中心偏移不得大于設計樁直徑的0.2倍，樁位中心控制以放線點竹簽為標記。下管時使樁尖正對竹簽，才能下管。如發(fā)現(xiàn)偏移應立即拔管重新對中下管。

6.1 樁機就位

閉合樁靴振動沉管距地坪20cm時，檢查樁尖閉合情況。如閉合不良，須及時整改，在套管內投砂2～3斗，以免下沉時泥漿進入樁管，對砂樁質量造成影響。標高控制：根據(jù)設計長度要求，計算出樁管入土深度，做好標記，當砂樁長度發(fā)生變化時及時調換相應長度的樁管，以滿足施工要求。

6.2 灌注量砂

將套管沉入設計要求的標高，由料斗投入所需的砂料，用砂量以手推車計量，事先裝一手推車砂，稱量好砂料重量，然后以此為標準進行計量，投入量不小于設計值的95%，投入的砂料中不能含有雜草及石塊、土塊等雜物。含水量控制在2.5%左右。

6.3 振動拔管

當砂料灌注至滿足要求后啟動振動錘，振動拔管50cm后再下沉至設計底高程，留振20s以保證樁靴散開，使底部砂樁的密實度達到設計規(guī)范要求再拔管。拔管速度應控制在1～1.5m/min范圍內。在正式施工前，先施工試驗樁，找到合適的拔管速度，拔管不能過快，以免形成斷樁、縮頸、造成質量事故。當拔管即將出土時（即砂樁頂部），還須留振20s，以保證砂樁頂部的密實度。

7 施工順序與計劃

砂樁施工采用分段制，與其他工序組合成流水作業(yè)，施工時由東至西，施工東段即控制段、匯水箱、站身位第一施工段，樁數(shù)為743根，施工工期為15天；中段前池為第二施工段，樁數(shù)為716根，施工工期為12天；西段進水閘和翼墻為第三施工段，樁數(shù)為271根，施工工期為4天?？偣て跒?1天，總體上從外圍或兩側向中間隔行進行施工。

8 施工質量控制

8.1 樁位編號

依據(jù)施工順序設計要求的不同，對樁進行編號，這樣既方便施工，又有利于控制施工質量和進度，防止發(fā)生砂樁漏打現(xiàn)象。

8.2 樁位控制

根據(jù)放樣的縱、橫主軸線，對砂樁進行定位，用毛竹簽標識樁位，偏差不大于6cm。打樁時根據(jù)竹簽進行定位，施工中經常檢測其樁位的準確性，以免發(fā)生偏移。

8.3 材料控制

根據(jù)設計要求采用中粗砂作填料，其含泥量不大于5%，細度模數(shù)在2.6～3之間，含水量在2.5%左右。必須對進場的材料嚴格把關，不合格的砂料杜絕進場。要有一定的砂料儲備，以保持連續(xù)施工。

8.4 施工控制

樁架就位時要用線錘在垂直的兩個方向對套管進行垂直度控制，將垂直度控制在1.5%范圍內，移動樁機時要確保枕木平實，每移位一次對樁架本身的垂直度都要重新嚴格校對、調整。

8.5 砂樁試驗

在正式施工前，要進行試樁，分析地質情況，根據(jù)《振動擠密砂樁施工技術要求》規(guī)定的參數(shù)現(xiàn)場試驗，確定成樁參數(shù)。經檢測合格后，再用試樁的參數(shù)指導現(xiàn)場施工。正式施工時，配備專人記錄每根樁的樁號、成樁時間、深度、砂料用量等，施工過程中如需重復沉管或遇到停水、停電、機械故障等，應在施工記錄表備注欄內做詳細記錄。記錄表每日一統(tǒng)計，并于次日把記錄表報送監(jiān)理部審核。

9 質量檢測

振動施工結束后，應及時進行成樁、樁間土、復全地基處理效果檢驗。隨機抽驗率為1%～5%，每項試驗的樁數(shù)應不少于3根。

a.采用干密度試驗確定振密程度。分別對樁體、樁間土取樣檢測振動加密后的土樣干密度和相對密度，并與振動前作對比。

b.采用標準貫入試驗檢測樁體、樁間土的標貫擊數(shù)，并與振動前作對比。

c.采用樁土復合地基靜載荷試驗測定復合土體承載力及沉降量。

經檢測，軟土地基經過振動擠密砂樁處理后，地面沉降得到很好的控制。完全符合地基承載力的要求，達到了設計標準。該方法能有效地消除砂土液化問題，提高地基承載力，降低施工成本，提高經濟效益。

10 結語

地基處理的方法較多，各種方法的選用，應從地基條件、處理的指標及范圍、工程經費、工程進度和材料來源等多方面進行綜合考慮。實踐證明：安徽省城西湖陳郢排灌站重建工程地基處理選用振動擠密砂樁基礎，綜合效果良好。建成使用7年多來，至今完好無病害。