袋裝砂井在軌道交通工程較硬地質(zhì)條件軟基處理中的應(yīng)用

1、工程基本情況

東莞市城市快速軌道交通R2線工程的東城車輛段與綜合基地±0.00以下工程，位于東莞市東城區(qū)及茶山鎮(zhèn)交界處，此工程北側(cè)有茶山環(huán)城道路和污水處理廠，東南側(cè)有變電站和坑口排站，南側(cè)位臨寒溪河，呈南北向布局。工程建設(shè)內(nèi)容包括：站場土石方工程、軟基處理工程、出入段明挖工程、框架箱梁工程、原茶山污水廠尾水管改遷工程、邊坡防護(hù)工程等。工程造價約3.34億元。東城車輛段段址區(qū)域內(nèi)存在大量魚塘，地勢平坦，有少量房屋?，F(xiàn)狀塘埂高程平均4m，魚塘水深平均2m。施工范圍內(nèi)有兩條高壓線（一條為220千伏，一條為110千伏）穿過，影響軟基處理等工序的施工。

車輛段段址范圍內(nèi)上覆地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填筑土（Q4ml），全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl），更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl），第四系殘積層（Qel），下伏基巖為震旦系大紺山組（Zd）混合片麻巖。

受東江水位的制約，地下水位除受潮漲潮落影響外，一般較為穩(wěn)定。由于與寒溪河緊鄰，地下水側(cè)向補(bǔ)給豐富，是場地地下水的充足補(bǔ)給源。（如圖1）

2、既有岸堤、塘埂、道路等地質(zhì)較硬部位軟基處理方案比選

＞＞圖1 施工場地平面圖

車輛段場坪軟基處理采用塑料排水板施工為主，攪拌樁施工以及高壓旋噴樁穿插施工。然而在既有岸堤、塘埂、道路部位，塑料排水板施工比較困難。根據(jù)以往經(jīng)驗，攪拌樁、高壓旋噴樁、袋裝砂井等施工方法均能處理塘梗等相對較硬的區(qū)域，我司根據(jù)現(xiàn)場的實際情況、工程造價、工期及材料采購等各方面考慮，詳細(xì)分析各方案的優(yōu)點(diǎn)及工期，推薦采用袋裝砂井。（如表1）

經(jīng)以上各方案的比較，袋裝砂井具有施工速度快、節(jié)約工期、成本低，參建各方一致同意我司推薦采用袋裝砂井方案。

3、袋裝砂井施工工藝

3.1袋裝砂井設(shè)計

袋裝砂井按正方形布置，直徑為70cm，間距為1.0m，設(shè)計長度視軟土深度和填土高度不同而不同，施工長度=設(shè)計長度+30cm，砂井袋采用聚丙烯編織布；砂料采用潔凈的干中粗砂，含泥量不大于3%，有機(jī)質(zhì)含量不大于1%，并采用合適的施工機(jī)械以保證砂的密實度。

3.2施工方法及技術(shù)措施

⑴施工準(zhǔn)備

在砂井平面布置圖上標(biāo)出打樁順序，分析研究鉆孔柱狀圖、地質(zhì)剖面圖，了解土體的力學(xué)指標(biāo)和顆粒成分、砂井標(biāo)高處的上下土層性質(zhì)的變化，了解挖泥分層厚度和局部深度情況，最后針對井管施工可能出現(xiàn)的問題制定相應(yīng)的解決方案。

⑵測量放樣

①根據(jù)控制基線測出各樁位，并與監(jiān)理人員、業(yè)主代表進(jìn)行基線和樁位的復(fù)核、簽證工作，樁位確立后指揮樁機(jī)進(jìn)入施工地點(diǎn)。

②用全站儀測放各分區(qū)的砂井的控制點(diǎn)，在控制點(diǎn)打下木樁作為標(biāo)志。

③根據(jù)已設(shè)置的測量基點(diǎn)，分區(qū)位用鋼尺與經(jīng)緯儀按正方形設(shè)置，按設(shè)計間距測放出砂井打設(shè)位置，并用簽子插入砂墊層作好標(biāo)記。

⑶就位袋裝砂井機(jī)

根據(jù)樁位標(biāo)識進(jìn)行砂井機(jī)定位。施工袋裝砂井實工中，打設(shè)機(jī)確定位置時，調(diào)整樁機(jī)的位置，使管靴與板位標(biāo)記的偏差需控制在70mm以下，再調(diào)整樁架的垂直度。

⑷井管施打

＞＞圖2 現(xiàn)場施工圖

＞＞表1 袋裝砂井、攪拌樁、旋噴樁方案對比

＞＞表2 袋裝砂井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢查頻率

井管施工采用錘擊法。首先將井管夾住，再調(diào)整其垂直度，緩放樁錘壓管，微調(diào)井管的垂直度及平面位置至達(dá)到施工要求。施打過程中，尤其在基槽邊坡上施打井管時要盡量避免井管的移動及搖動，過程中盡量不停頓，連續(xù)施打至設(shè)計深度。管底以標(biāo)高控制為主，貫入擊數(shù)為次，應(yīng)保證管底標(biāo)高及設(shè)計深度。（如圖2）

⑸孔內(nèi)放砂袋、振實、拔樁管

井管沉入土層中到達(dá)設(shè)計深度，將砂袋放入井管，砂井灌砂率應(yīng)大于95%，砂井袋應(yīng)深入砂墊層0.5m以上。砂袋入井應(yīng)用樁架吊起垂直下井，防止砂袋發(fā)生扭結(jié)、縮頸、斷裂和砂袋磨損。砂袋質(zhì)量要符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求，灌砂過程中，砂袋不應(yīng)出現(xiàn)空、散、破的現(xiàn)象。施工中若發(fā)生上述現(xiàn)象，應(yīng)在原邊緣重打，連續(xù)兩次將砂袋帶出時，應(yīng)停止施工，待查明原因再施工。根據(jù)施工進(jìn)度，控制裝砂的數(shù)量，以免積壓過多，長時間露天堆放，使編織袋老化。

拔鋼套管時應(yīng)注意垂直起吊，以防帶出或損壞砂袋。

⑹袋裝砂井施工質(zhì)量控制

樁身連續(xù)性用撥出管速度控制。撥管速度根據(jù)試驗確定，撥管1m控制在30秒內(nèi)。施工中要保證砂井不斷井，砂井須伸入砂墊層50cm，將開口扎牢，并不得臥倒。樁直徑用灌砂量控制。當(dāng)灌砂量沒有達(dá)到施工要求時，可在原位再沉下樁管道灌砂1次或在側(cè)部補(bǔ)加1根砂樁。砂墊厚度符合設(shè)計要求，在砂墊層表層不能含有裂口的碎礫石，以免損傷土工布。在砂礫墊層鋪設(shè)完之后，每隔約50～100m擺放一些靜力觸探孔，以驗證地層條件的準(zhǔn)確性及確定合適的的處理深度。袋裝砂井需穿透軟50cm土層。袋裝砂井的平面布設(shè)、長度、灌砂數(shù)量要嚴(yán)格作出記錄，并報監(jiān)理人員批準(zhǔn)后，才可進(jìn)行下一工序的施工。袋裝砂井深度要大于設(shè)計深度，頂部伸入砂墊層50cm以上，使其與砂礫墊層相貫通，確保排水暢通。袋裝砂井套管插入地基時要按要求控制垂直度和樁位，沉入深度要保證砂袋放至井底標(biāo)高。撥管時需防止帶出砂袋。

砂井的井距、樁徑、樁長、灌砂量、豎直度的允許偏差應(yīng)符合表2規(guī)定。

4、施工效果及運(yùn)用

（1）現(xiàn)東城車輛段已移交上部結(jié)構(gòu)單位施工，經(jīng)我司后續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，袋裝砂井處理區(qū)域，工后沉降小，滿足施工工后沉降要求和車輛段的功能使用要求。

（2）較深層攪拌樁、高壓旋噴樁，袋裝砂井節(jié)省工程造價約500萬元。

（3）施工工期短，比攪拌樁、旋噴樁工期節(jié)約了4.5個月，為后續(xù)場地移交提供了時間的便利，得到業(yè)主及參建各方的一致認(rèn)同。

（4）袋裝砂井在東城車輛段的成功運(yùn)用，具有節(jié)約工期、降低工程造價等優(yōu)勢，已在我司其他地基處理的類似工程中推廣運(yùn)用，特別是珠海十字門中央商務(wù)區(qū)橫琴片區(qū)市政基礎(chǔ)設(shè)施工程中得到大量推廣運(yùn)用。

5、結(jié)束語

經(jīng)過本工程的實際應(yīng)用及沉降觀測，袋裝砂井能很好解決既有岸堤、塘埂、道路等地質(zhì)較硬部位軟基工程，達(dá)到預(yù)期的效果，又節(jié)省了工程造價及工期，對類似的軟基處理工程有良好的借鑒意義。