振動(dòng)擠密砂樁施工技術(shù)在高速公路軟基處理中的應(yīng)用

林昆

（楚雄公路局，云南 楚雄675000）

1 工程概況

本工程的地質(zhì)構(gòu)造為海積層較厚的淤泥層和黏土層，主要為沖積形成的卵石層、粉砂層；地下水的主要類型是上部土層的孔隙水。本工程適用等邊三角形布設(shè)振動(dòng)擠密砂樁，成孔直徑0.5m，樁間距離1.2~1.5m，砂樁的長(zhǎng)度為12~16m，并在樁頂鋪設(shè)0.5m 的中粗砂墊層，最后將土工格柵設(shè)置在高度大于

4m 的路基填土段落。

2 振動(dòng)擠密砂樁的主要施工工藝

2.1 砂樁施工流程

砂樁施工流程如圖1 所示。

圖1 砂樁施工流程圖

2.2 砂樁施工工藝

以設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，對(duì)軟基處理寬度以及路基中心線進(jìn)行測(cè)設(shè)，主要工藝如下：（1）使用全站儀對(duì)路基軟基的處理范圍進(jìn)行確定，再用石灰粉對(duì)邊界線進(jìn)行標(biāo)注，并對(duì)路基兩側(cè)的控制樁位進(jìn)行確定，以樁位布置圖和施工計(jì)劃為基礎(chǔ)，使用卷尺確定砂樁位置，用小木樁定出每個(gè)砂樁位置同時(shí)用石灰粉撒點(diǎn)標(biāo)記；（2）在沉入樁管之前，使用紅油漆對(duì)沉管的深度進(jìn)行標(biāo)注，從而達(dá)到控制砂樁施工現(xiàn)場(chǎng)深度的目的；（3）樁機(jī)就位后，對(duì)樁管的垂直度以及樁基的平穩(wěn)性進(jìn)行檢查，確保其符合要求，為了使樁身保持垂直，還應(yīng)該使用全站儀校準(zhǔn)垂直和水平2 個(gè)方向；（4）啟動(dòng)樁錘電機(jī)，以紅色標(biāo)記位置為基礎(chǔ)，對(duì)樁基下沉過程進(jìn)行控制，與此同時(shí)，再上料，并對(duì)灌砂量進(jìn)行控制，直到樁管被灌滿為止；（5）將砂料加入樁管后，一邊振動(dòng)一邊慢慢地將樁管拔出，再以試樁過程為基礎(chǔ)，對(duì)拔管速度進(jìn)行控制，將其提到地面[1]。

2.3 檢樁并對(duì)加筋砂墊層進(jìn)行施工

在成樁后的第30 天時(shí)，對(duì)樁長(zhǎng)以及樁身密度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方式為靜力觸探，以設(shè)計(jì)要求為基礎(chǔ)，對(duì)檢驗(yàn)頻率進(jìn)行選擇，通過與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可以判斷出樁身是否完整。在對(duì)砂墊層進(jìn)行鋪設(shè)之前，應(yīng)該檢驗(yàn)土工格柵以及中粗砂，當(dāng)其達(dá)到要求后才能對(duì)墊層進(jìn)行鋪設(shè)。

2.4 堆載、卸載

在進(jìn)行堆載預(yù)壓時(shí)，可直接使用路基填筑材料，在攤鋪填筑時(shí)應(yīng)分層均勻施工，且應(yīng)該按照規(guī)范進(jìn)行壓實(shí)。以設(shè)計(jì)圖紙要求為基礎(chǔ)，要求堆載后的沉降量不得大于10cm，且通過2 個(gè)月的連續(xù)觀測(cè)其累計(jì)沉降量應(yīng)小于5mm/月，這時(shí)才能卸載。

2.5 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

側(cè)向位移、分層沉降觀測(cè)以及表面沉降觀測(cè)等為主要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。以圖紙為基礎(chǔ)，確定軟基監(jiān)控項(xiàng)目的數(shù)量，并由專業(yè)的檢測(cè)單位制定檢測(cè)方案，在對(duì)加固效果和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估的過程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照軟基監(jiān)控的結(jié)果進(jìn)行。

3 振動(dòng)擠密砂樁中常見問題及解決方式

3.1 樁身密實(shí)度不足

樁身密實(shí)度不足的原因：在灌注的過程中，砂量不足、加水量較少或者砂的含水率低，都會(huì)使樁身密實(shí)度不足。解決辦法：對(duì)拔管速度以及投砂量進(jìn)行控制，與此同時(shí)，還應(yīng)該保證樁管內(nèi)具有充足的水量，將管內(nèi)砂料振動(dòng)密實(shí)，除此之外，還應(yīng)該對(duì)樁機(jī)設(shè)備進(jìn)行定期的檢修和保養(yǎng)，保障機(jī)械的動(dòng)力。

3.2 樁身傾斜問題

樁身傾斜的原因：在沉樁的過程中，由于臨樁振沖以及樁管豎直度不足的影響，會(huì)導(dǎo)致已成型的砂樁出現(xiàn)傾斜的問題。解決辦法：在制定打樁順序方案以及布置樁位的時(shí)候，應(yīng)該以規(guī)范要求為基礎(chǔ)，使用間隔跳躍施工的方式對(duì)相鄰樁進(jìn)行施工，防止臨近樁振動(dòng)影響樁身的豎直度。

3.3 短樁

短樁的原因：（1）樁底端無料或者砂料偏少以及樁底空松都會(huì)造成短樁；（2）在沉管的過程中出現(xiàn)孤石或者局部硬土層，如果處理不及時(shí)也會(huì)出現(xiàn)短樁的問題?？梢圆扇∫韵陆鉀Q辦法：（1）在拔管之前應(yīng)該將砂料灌滿管道，并且應(yīng)該有1min 的留振，保障孔底填滿砂料。如果在拔管的時(shí)候出現(xiàn)下料不足現(xiàn)象，施工人員應(yīng)該補(bǔ)充填料，增加樁長(zhǎng)。（2）在沉管成孔的過程中，如果發(fā)現(xiàn)孤石或者硬土層，應(yīng)該停止作業(yè)，并將問題反映給現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)理人員，將沉管拔出后，通過試打找出硬土層的具體為止，再與業(yè)主及設(shè)計(jì)進(jìn)行協(xié)商，采取措施進(jìn)行解決。

3.4 斷樁

斷樁的原因：在砂樁的施工過程中斷樁是較為常見的隱患，產(chǎn)生斷樁的原因有沉管活頁無法打開以及塌孔等。斷樁是砂樁施工中常見的病害，造成的原因有塌孔、沉管活頁打不開等。可以采用以下解決辦法：（1）對(duì)拔管速度進(jìn)行控制，保證填充的密實(shí)度，與此同時(shí)，為了防止出現(xiàn)塌孔還應(yīng)該避免空振；（2）定時(shí)檢修沉管底部的活頁，確保施工流暢。

3.5 堵管

堵管的原因：（1）活頁不靈活，導(dǎo)致下料困難；（2）砂料鏟運(yùn)過程中，裝載機(jī)帶有泥團(tuán)，發(fā)生堵管問題。解決辦法：（1）沉管施工之前，施工人員應(yīng)該將部分砂料灌注在管內(nèi)，避免因淤泥堵住活頁縫隙造成下料困難；（2）在砂料進(jìn)場(chǎng)之前應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，符合規(guī)范才能入場(chǎng)，施工人員應(yīng)該事先清理場(chǎng)地。

4 分析位移監(jiān)測(cè)及沉降穩(wěn)定

4.1 監(jiān)測(cè)目的

路基施工過程中監(jiān)測(cè)是必不可少的，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行指導(dǎo)的過程中，應(yīng)該以監(jiān)測(cè)信息為依據(jù)，與此同時(shí)，還可以根據(jù)監(jiān)測(cè)成果對(duì)填土速率以及施工速度進(jìn)行控制，與此同時(shí)，通過監(jiān)測(cè)還可以了解軟基路基的穩(wěn)定性，對(duì)鋪筑時(shí)間進(jìn)行規(guī)劃。

4.2 監(jiān)測(cè)方法

地表水平位移監(jiān)測(cè)以及地表沉降監(jiān)測(cè)都是監(jiān)測(cè)工作的主要內(nèi)容。將沉降標(biāo)埋設(shè)在規(guī)定位置，定期對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)以及鍍鋅管上測(cè)量點(diǎn)的位置進(jìn)行測(cè)量，并計(jì)算兩者的高程，這是地表沉降檢測(cè)的主要方法。埋設(shè)好位移觀測(cè)標(biāo)志后，以極坐標(biāo)為依據(jù)，讀取位移觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，達(dá)到監(jiān)測(cè)觀測(cè)點(diǎn)位移變化量的目的。

4.3 分析監(jiān)測(cè)結(jié)果

在加固處理擠密砂樁后，本工程對(duì)其進(jìn)行分級(jí)分層堆載預(yù)壓。根據(jù)預(yù)壓的結(jié)果可以得出時(shí)間與沉降量、水平位移之間的關(guān)系，可以對(duì)軟土地基不同時(shí)間的變形量、固結(jié)度以及最終固結(jié)變形量進(jìn)行推算，為卸載時(shí)間的確定以及分析軟基處理的效果提供依據(jù)。對(duì)該工程進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以看出，前3 個(gè)月沉降量變化較快，到第4 個(gè)月的時(shí)候變化趨于穩(wěn)定，可以看出該路基沉降穩(wěn)定。而通過對(duì)水平位移觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀察可以看出，該工程的水平位移變化較小，且經(jīng)過巡視沒有明顯缺陷，因此該工程的施工方案可行[2]。

5 結(jié)語

本文通過對(duì)某工程實(shí)例進(jìn)行分析看出，振動(dòng)擠密砂樁具有施工工藝成熟簡(jiǎn)單、施工設(shè)備單一等優(yōu)點(diǎn)，因此，其前景良好。在實(shí)際施工過程中，施工人員應(yīng)該以規(guī)范為基礎(chǔ)，以砂樁的施工工藝參數(shù)為依據(jù)，制定規(guī)范施工方案對(duì)振動(dòng)擠密砂樁進(jìn)行施工，提高高速公路的施工質(zhì)量。