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(shí)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(jī)或振動打樁機(jī)施工。

振動擠密砂樁是在對天然地基的承載能力進(jìn)行分析后，認(rèn)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(shè)計(jì)深度，然后利用風(fēng)壓投入填料并振于地基土中，重復(fù)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(chǔ)處理工程位于城西湖蓄洪區(qū)內(nèi)，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(xì)砂層，細(xì)砂層主要為極細(xì)砂，局部為砂壤土，較松散，標(biāo)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(shè)計(jì)擬采用振動擠密砂樁對地基進(jìn)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(jìn)水閘及其翼墻。

2 現(xiàn)場施工條件

施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)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(jìn)水閘16.7m。根據(jù)地質(zhì)報告及高噴防滲墻鉆孔取芯分析：14.0m高程為細(xì)砂層，16.7m高程為輕粉質(zhì)壤土層。設(shè)備安裝、施工均只能在基坑內(nèi)完成，施工難度較大。由于施工場區(qū)較狹窄，南側(cè)為棄土場，北側(cè)為老站，考慮施工用材料及以后施工方便，計(jì)劃在老站交通橋南側(cè)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(jìn)水閘底板1.5m。砂樁底高程11.0m，共布樁1730根。

4 設(shè)備狀況

本工程采用振動沉管設(shè)備為浙江瑞安生產(chǎn)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(diǎn)。場內(nèi)施工采用手推車運(yùn)送黃砂，人工灌砂，并配備設(shè)備維修設(shè)施。

5 施工準(zhǔn)備

a.區(qū)域的劃分。依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，對不同樁長、不同間距的施工區(qū)域進(jìn)行劃分，設(shè)置標(biāo)記。

b.基坑內(nèi)標(biāo)高應(yīng)基本一致，高差不大于20cm，基坑開挖結(jié)束后，在泵室、匯水箱、控制段部位設(shè)置降水井6個，前池設(shè)降水井2個，保證基坑內(nèi)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(jìn)行構(gòu)筑物的縱向及橫向主軸線放樣，然后以主軸線為基線用經(jīng)緯儀配合鋼卷尺對每個樁位進(jìn)行放樣，釘竹簽樁并在竹簽上標(biāo)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(jīng)檢測合格的砂料，就近堆放于場內(nèi)。

e.施工設(shè)備。施工設(shè)備必須經(jīng)調(diào)試運(yùn)行，確保運(yùn)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(shè)備齊全，保證在施工過程中對施工質(zhì)量進(jìn)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(jī)就位→振動沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高→灌砂料→振動拔管至結(jié)束→移至下一樁位。設(shè)備移至樁位時，必須保證機(jī)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(dāng)線錘的線與樁架的桅桿平行對中時才能進(jìn)入下道工序，樁位中心偏移不得大于設(shè)計(jì)樁直徑的0.2倍，樁位中心控制以放線點(diǎn)竹簽為標(biāo)記。下管時使樁尖正對竹簽，才能下管。如發(fā)現(xiàn)偏移應(yīng)立即拔管重新對中下管。

6.1 樁機(jī)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(nèi)投砂2～3斗，以免下沉?xí)r泥漿進(jìn)入樁管，對砂樁質(zhì)量造成影響。標(biāo)高控制：根據(jù)設(shè)計(jì)長度要求，計(jì)算出樁管入土深度，做好標(biāo)記，當(dāng)砂樁長度發(fā)生變化時及時調(diào)換相應(yīng)長度的樁管，以滿足施工要求。

6.2 灌注量砂

將套管沉入設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高，由料斗投入所需的砂料，用砂量以手推車計(jì)量，事先裝一手推車砂，稱量好砂料重量，然后以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)量，投入量不小于設(shè)計(jì)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(dāng)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(shè)計(jì)底高程，留振20s以保證樁靴散開，使底部砂樁的密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求再拔管。拔管速度應(yīng)控制在1～1.5m/min范圍內(nèi)。在正式施工前，先施工試驗(yàn)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(zhì)量事故。當(dāng)拔管即將出土?xí)r（即砂樁頂部），還須留振20s，以保證砂樁頂部的密實(shí)度。

7 施工順序與計(jì)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(jìn)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(cè)向中間隔行進(jìn)行施工。

8 施工質(zhì)量控制

8.1 樁位編號

依據(jù)施工順序設(shè)計(jì)要求的不同，對樁進(jìn)行編號，這樣既方便施工，又有利于控制施工質(zhì)量和進(jìn)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(jìn)行定位，用毛竹簽標(biāo)識樁位，偏差不大于6cm。打樁時根據(jù)竹簽進(jìn)行定位，施工中經(jīng)常檢測其樁位的準(zhǔn)確性，以免發(fā)生偏移。

8.3 材料控制

根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用中粗砂作填料，其含泥量不大于5%，細(xì)度模數(shù)在2.6～3之間，含水量在2.5%左右。必須對進(jìn)場的材料嚴(yán)格把關(guān)，不合格的砂料杜絕進(jìn)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?qū)μ坠苓M(jìn)行垂直度控制，將垂直度控制在1.5%范圍內(nèi)，移動樁機(jī)時要確保枕木平實(shí)，每移位一次對樁架本身的垂直度都要重新嚴(yán)格校對、調(diào)整。

8.5 砂樁試驗(yàn)

在正式施工前，要進(jìn)行試樁，分析地質(zhì)情況，根據(jù)《振動擠密砂樁施工技術(shù)要求》規(guī)定的參數(shù)現(xiàn)場試驗(yàn)，確定成樁參數(shù)。經(jīng)檢測合格后，再用試樁的參數(shù)指導(dǎo)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(fù)沉管或遇到停水、停電、機(jī)械故障等，應(yīng)在施工記錄表備注欄內(nèi)做詳細(xì)記錄。記錄表每日一統(tǒng)計(jì)，并于次日把記錄表報送監(jiān)理部審核。

9 質(zhì)量檢測

振動施工結(jié)束后，應(yīng)及時進(jìn)行成樁、樁間土、復(fù)全地基處理效果檢驗(yàn)。隨機(jī)抽驗(yàn)率為1%～5%，每項(xiàng)試驗(yàn)的樁數(shù)應(yīng)不少于3根。

a.采用干密度試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)檢測樁體、樁間土的標(biāo)貫擊數(shù)，并與振動前作對比。

c.采用樁土復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)測定復(fù)合土體承載力及沉降量。

經(jīng)檢測，軟土地基經(jīng)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(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。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(jīng)濟(jì)效益。

10 結(jié)語

地基處理的方法較多，各種方法的選用，應(yīng)從地基條件、處理的指標(biāo)及范圍、工程經(jīng)費(fèi)、工程進(jìn)度和材料來源等多方面進(jìn)行綜合考慮。實(shí)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(chǔ)，綜合效果良好。建成使用7年多來，至今完好無病害。