淺析袋裝砂井在公路軟基處理中的質(zhì)量控制

羅演華

（廣東 河源 517000）

淺析袋裝砂井在公路軟基處理中的質(zhì)量控制

羅演華

（廣東 河源 517000）

文章介紹了袋裝砂井在公路軟基加固處理中的施工要求，結(jié)合實際工作經(jīng)驗，闡述了袋裝砂井在公路軟基加固處理中的質(zhì)量控制。

袋裝砂井；軟基加固處理；質(zhì)量控制

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)及新方法都應(yīng)用到處理軟土路基中。但是各種新技術(shù)及新方法都必須要有一個驗證過程，其間必然會存在各種各樣的難點暫時無法解決，因此，袋裝砂井在公路處理軟土路基中得到更廣泛的應(yīng)用。

1 袋裝砂井在公路軟基加固處理中的施工要求

袋裝砂井施工一般采用導(dǎo)管式振動打設(shè)機械，行進方式通常有軌道門架式、履帶臂架式、步履臂架式、吊機導(dǎo)架式等。袋裝砂井施工包括設(shè)備就位、整理樁尖、振動沉管、將砂袋放人導(dǎo)管、往管內(nèi)灌水、振動拔管等工序。

袋裝砂井施工要求：①砂袋宜用干砂密實灌制；②砂井應(yīng)定位準確，平面井距偏差不應(yīng)大于井徑，垂直度不應(yīng)大于1.5；③砂井深度不得小于設(shè)計要求，且埋入砂墊層的長度不應(yīng)小于0.5 m；④導(dǎo)管內(nèi)徑宜略大于砂井直徑，且應(yīng)在砂袋入口處的導(dǎo)管口裝設(shè)滾輪，避免砂袋被刮破；⑤灌砂用聚丙烯編織袋應(yīng)避免太陽光長時間直接照射；⑥拔管上帶砂袋的長度不宜超過0.50 m。

2 袋裝砂井在公路軟基加固處理中的質(zhì)量控制

2.1 袋裝砂井施工前質(zhì)量控制

2.1.1 控制原材料

控制砂墊層及砂袋用砂的質(zhì)量：砂袋是淤泥中游離水分滲透上升到地表的豎直通道，砂墊層則是上升到地表的自由水橫向排出路基的通道。這兩項是軟基加固處理的根基，若這兩個通道不暢，則后續(xù)施工全部失敗。

設(shè)計文件與施工規(guī)范對砂墊層材料的要求：潔凈中、粗砂，含泥量不大于5%。對砂袋用砂的要求：滲水率較高的中、粗砂，大于0.5 mm的砂含量宜占總量的50%以上，含泥量不大于3%，滲透系數(shù)不小于5×10－3cm/s。由于設(shè)計意圖不同，這兩種砂在某些參數(shù)上的要求是不同的。砂墊層側(cè)重于空隙率，以利于排水，砂要盡量粗；砂袋則側(cè)重于滲透率，以利于水通過毛細作用上升，細砂要占一定比例。

控制砂井用袋的質(zhì)量：砂袋是淤泥豎向排水通道的載體，一是要有一定的滲透性；二是要能夠承受在灌砂架上抖動砂袋產(chǎn)生的拉力；三是砂袋接頭要少。

2.1.2 對施工設(shè)備的要求

袋裝砂井的施工設(shè)備可分為履帶式和滾筒式。履帶式砂井機的行走或就位與常規(guī)的運輸設(shè)備一樣；滾筒式砂井機則要人為地反復(fù)調(diào)整砂井機下滾筒的角度來完成就位。

滾筒式設(shè)備在施工過程中，一是行走緩慢，直接導(dǎo)致施工進度慢；二是設(shè)備為了自穩(wěn)，滾筒長度通常超過10 m。設(shè)備在調(diào)頭時，滾筒要反復(fù)挪動，在已經(jīng)施工的位置，滾筒很容易碾破袋頭，在袋頭位置造成斷袋。因此本項目不推薦使用滾筒式施工設(shè)備。若設(shè)備緊張，必須使用時，則要把施工完成的砂袋預(yù)先埋入砂墊層，防止行走時碾破袋頭。

2.2 袋裝砂井施工過程的質(zhì)量控制

2.2.1 控制砂袋長度和灌砂率

砂袋長度的控制：為了在最短時間內(nèi)完成固結(jié)，要求袋裝砂井打穿淤泥層，盡可能把淤泥中的水引到地表。由于地質(zhì)變化的不確定，設(shè)計提供的砂袋長度與實際情況往往有出入。

在施工時，本項目以設(shè)計為參考，正式施工先試打的做法：每25 m選擇1個斷面，試打2個點，按照相鄰兩個斷面試打砂井的平均長度作為這段的施工長度，盡可能使每根砂井打穿淤泥，發(fā)揮最大作用。

灌砂率的控制：灌砂率是為了保證砂袋在施工各個階段都處于飽滿狀態(tài)。為了保證沙袋飽滿，本項目采用過程控制來確保砂袋飽滿。

（1）采用灌砂架灌砂，杜絕人工灌砂。要求灌砂架的高度大于砂袋的一半，確保灌砂過程中砂袋處于懸空狀態(tài)；灌好的砂袋要避免長時間曝曬。

（2）采用“二次抖動”的方式。除了在灌砂架上抖動一次外，在砂袋人井前掛到機架上隨打樁過程再次抖動，抖空部分及時補充，保證砂袋密實。

（3）加強對袋頭空虛部分的補灌。砂袋入井過程中的晃動，會使砂袋袋頭部分出現(xiàn)50～100 cm的空洞。如果不及時補砂或補充不完整，缺砂位置剛好在淤泥以下，很容易在砂墊層或土層以下“斷頸”，使砂井和砂墊層不能連通，形成“斷樁”。

2.2.2 樁頭淤泥的及時處理

砂井機移位施工下一個樁位時，導(dǎo)管上附著的淤泥會隨打樁機的震動下滑，聚積在樁頭位置，在砂袋周圍形成一個泥堆，把砂袋包裹，使砂袋和砂墊層隔離，導(dǎo)致排水系統(tǒng)堵塞。因此在施工中要派專人清運落在導(dǎo)管周圍的淤泥。

2.2.3 雨季施工的注意事項

雨季尤其是雷雨天氣，最好不進行砂井施工。但砂井用砂要及時覆蓋，保證不淋雨，這樣在雨停后可以馬上進行灌袋。否則會造成濕砂很難入袋，或入袋風干后，體積縮小，灌砂率難以保證。

2.3 控制加載

路基填筑的過程就是對袋裝砂井加載的過程，這個過程的控制直接影響到施工進度、路基穩(wěn)定、袋裝砂井的處理效果。控制加載一般是通過孔隙水壓力觀測分析來判斷加載速率，從而達到控制加載。

2.3.1 孔隙水壓力→時間→荷載關(guān)系過程線

從中可以看出，3個測點孔隙水壓力的消漲變化與荷載的變化均成很好的對應(yīng)關(guān)系，反應(yīng)相當靈敏，符合一般規(guī)律?？紫端畨毫ψ畲笾蛋l(fā)生在路基中線下－8 m（埋設(shè)深度10 m）處的淤泥層中。2.3.2 孔隙水壓力系數(shù)

根據(jù)開普頓提出的孔隙水壓力理論，孔隙水壓力系數(shù)B值的表達式為：

綜合孔隙水壓力系數(shù)B表達式為：

式中，△U：孔隙水壓力增量，kPa；

△P：荷載增量，kPa；

Ui：第i測點孔隙水壓力，kPa；

Uo：初始孔隙水壓力，kPa；

Σ△Pi：累計到第i級的總荷載，kPa。按上式，第1號孔壓測點在各級荷載作用下的單級孔壓系數(shù)、綜合孔壓系數(shù)匯總。

加載后，第3、4、5級單級孔壓系數(shù)與第1、4、5級綜合孔壓系數(shù)均未超過設(shè)計控制標準。第1級的單級孔壓系數(shù)與第3級的綜合孔壓系數(shù)雖然超過了上述控制指標，但沒有超過本工程修正標準控制值，路基穩(wěn)定。路基兩側(cè)砂墊層有明水滲出，表明袋裝砂井達到了預(yù)期效果。

2.3.3 孔隙水壓力觀測

最大孔隙水壓力的確定：孔隙水壓力觀測的重點之一是如何盡可能地捕捉到加載后的最大孔隙水壓力值，以利對路基發(fā)展趨勢做出判斷。由于最大孔隙水壓力值往往消散較快，特別是排水條件較好的區(qū)段更是如此。如果機械地與沉降、位移“同步觀測”，即：加載期間每天觀測1次，能獲得最大孔隙水壓力的幾率則很小。因此，須變“同步觀測”為“跟蹤觀測”，其方法為觀測工作在加載土離孔壓測點10 m左右時，就守候其旁開始進行并定時觀測，一般每隔15～30 min觀測一次。直至加載土超過測點位置10 m以上，或觀測到的孔壓值穩(wěn)定4 h以上，或孔壓值開始下降后為止。取其最大值可視為本級加載后的最大孔隙水壓力值。

荷載增量的測量方法：在進行孔壓觀測的同時，應(yīng)進行加載增量的測量。利用提供的填土壓實厚度，取其算術(shù)平均值作為填土厚度。這樣雖然簡單，但往往不夠準確。因此，可在離孔壓測點兩端4～5 m處，各設(shè)一固定觀測點，當加載完成且經(jīng)碾壓后，即對該點地面高程進行測量，取其差值與兩次觀測間沉降量之和作為本次加載增量。

2.4 做好隱蔽工程檢測及后期維護

施工完成后，袋裝砂井便成了隱蔽工程。本項目利用“鉆孔樁循環(huán)清渣”原理，把施工完畢的砂袋成功地完整抽取出來，完成了對袋裝砂井隱蔽工程的有效檢測。

成功控制袋裝砂井、砂墊層的施工質(zhì)量，并不等于軟基加固已經(jīng)進入正常的堆載預(yù)壓期。確保砂井、砂墊層排水通暢，是貫穿整個預(yù)壓期的大事，預(yù)壓期保證砂墊層出水口的暢通，與控制砂井質(zhì)量同等重要。在路基加載過程中對砂墊層被完全覆蓋的位置，要及時清理覆蓋物。若覆蓋物難以清理，則要用滲溝、盲溝或PVC管連通砂墊層，保證內(nèi)部水分可以排出。由于砂墊層被堵塞，使軟基深層孔隙水壓持續(xù)高值，造成路基安全隱患并不鮮見。

3 結(jié)束語

綜上所述，軟基具有強度低、壓縮變形大及觸變性明顯等不良工程特性，在軟基上修筑高等級公路，若不加以處理，常會發(fā)生路基失穩(wěn)、沉陷等病害，影響公路的正常運營。因此，選用既簡單可行又經(jīng)濟合理的處理方法加固軟土地基，提高其承載力并減少工后沉降，具有十分重要的意義。

Discussion on Sand Wick’s Quality Control in the Road Soft Ground Treatment

Luo Yanhua

The author discusses sand wick’s construction requirements in the road soft ground treatment, combined with practical working experience, describes sand wick’s quality control in the road soft ground treatment.

sand wick; soft ground treatment; quality control

U416.1

A

1000－8136（2011）06－0090－02