平潭環湖路砂樁施工質量控制

■朱魯榮（中國水利水電第十六工程局有限公司，福州350003）

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平潭環湖路砂樁施工質量控制

■朱魯榮
（中國水利水電第十六工程局有限公司，福州350003）

平潭環湖路工程路基采用砂樁超載預壓處理，為確保后期堆載預壓順利進行，需控制好砂樁施工質量，使砂樁形成豎向連續密實的排水體。本文介紹對砂樁施工系列質量影響參數的分析，及相應的質量控制措施，供參考。

砂樁施工質量影響參數質量控制措施

1概述

平潭環湖路（東側段）位于平潭金井灣片區，K0+000～K0+800道路紅線內由海堤圍成的池塘、原平潭鹽場的鹽田地組成，該段從地勘地質鉆孔來看，大部分表層為吹填的1～4m厚砂，局部未吹填，其下為淤泥質土厚度14～21m，往下為粘土層。

設計的地基加固方案為：通過在淤泥質土中打設砂樁，進行大面積地基加固，形成豎向排水體，再采用加載方式促進地基排水固結。

根據設計圖紙要求，需保證整個樁體是連續密實的，不得出現斷樁、縮頸。施工質量主要通過樁體密實度進行判定，砂樁的密實度通過采用標貫試驗進行判斷。當砂樁標貫擊數大于10擊，平均擊數為13擊以上時，判定該砂樁施工質量合格。

砂樁超載預壓主要技術要求包括砂樁設計、加載堆載、卸載。本工程的砂樁原材料使用中細海砂，與正常的砂樁所使用的中粗砂在細度模數、粒徑等方面有顯著區別，并且施工技術規范在該方面的規定尚屬空白。為確保后期堆載預壓順利進行，最關鍵的是確保控制好砂樁施工質量，使砂樁形成豎向連續密實的排水體。

通過對系列質量影響參數的分析，并采取相應質量控制措施，本工程的砂樁施工質量通過了各相關參建方的聯合驗收，進行堆載，雖后期堆載沉降率不夠理想，但經設計確認可以卸載，進行后續施工。本工程的QC活動項目《提高砂樁樁體合格率》，獲得全國工程建設優秀質量管理小組二等獎。

2砂樁設計方案

為保證填砂路基在地震烈度7度時不液化，并對吹填砂進行擠密，砂樁工藝采用震動沉管成樁法。

砂樁設計樁徑為0.5m，樁間距為2m，樁長平均為25m，呈正三角形布置，砂樁調料量的充盈系數控制在1.2～1.4之間。

3砂樁施工工藝簡介

3.1施工工藝原理

本工程砂樁采用震動沉管成樁法。砂樁施工工藝如圖1所示。

圖1　砂樁施工工藝原理圖

3.2施工機械選擇

本工程砂樁采用DZ75SK打樁錘。為使鋼套管內外水壓維持平衡，使最大檢測深度處標貫擊數滿足設計要求，同時避免砂樁發生斷樁，樁頭采用喉頭式。

樁頭并不完全封閉，且長度短，寬度小，受力面積小。鋼套管提升30cm～50cm時，樁尖可自動靈活打開，樁管內砂料流入孔內。

3.3樁體材料

樁體材料選擇海砂，海砂為中細砂，不得用細砂，含水率不大于9%，含泥量不大于5%，最大粒徑不大于5mm，細度模數不小于1.80。

3.4施工注意要點

（1）施工砂樁順序為從道路兩邊向路中間施打。

（2）每次鋼套管在入土前，均須先投入2～3斗的海砂。

4砂樁施工的主要質量影響因素分析

4.1樁體提升速度過快

試驗段數據顯示，為確保樁體不出現斷樁、縮頸，樁體正常提升速度應控制在1.0～1.5m/min。

若樁體提升速度過快，樁體則不能有效擠密，并造成縮頸、斷樁，從而造成樁體密實度不足。

通過對施工中發現的不合格砂樁的原始記錄進行分析，不合格樁樁體中，提升速度大于1.5m/min的占79.03%。所以，樁體提升速度過快是影響砂樁施工質量的第一個主要因素。

4.2反插次數不足

反插次數不足，將造成樁體不能有效密實，進而產生縮頸、斷樁，使樁體標貫擊數不能滿足設計要求。

根據對勘察設計文件提供的特殊路基標準橫斷面圖進行分析，高程-2m以上為填砂路段，標貫擊數為3～7擊，高程-2m以下為淤泥質土，標貫擊數＜3擊。結合地勘報告和地質條件，當標貫深度≥2m且單點最小擊數＜3擊，可判定該樁為斷樁。

選取具有代表性的不合格砂樁繪制各分層標貫擊數圖，可以看出，單點標貫擊數＜10擊的，多為4～10擊。只有4根樁在標貫深度2至10m處發生了斷樁，只占不合格樁體總數的6.67%。所以，大部分的不合格樁是由于縮頸造成的。

通過對不合格樁的原始記錄中的反插次數進行統計分析，平均反插次數小于3次/6m的占了70.96%，所以反插次數是影響砂樁施工質量的第二個主要因素。

4.3振動擠壓時間過短

試驗段數據顯示，當振動擠壓時間≥10s時，最大檢測深度處標貫擊數≥13擊。試驗段中，有62根密實度不合格樁，最大檢測深度處標貫擊數＜10擊的占了22.58%，最大檢測深度處標貫擊數＜13擊的占了87.10%。通過對現場樁機作業進行觀察分析，主要原因是樁機在沉入至設計深度處后直接進入樁體提升階段，未按設計要求在原地進行振動擠壓。所以，振動擠壓時間過短是影響砂樁施工質量的第三個主要因素。

5砂漿施工質量控制措施

5.1加強施工技術交底

由于砂樁在國內運用較少，絕大多數的項目現場管理人員及施工人員對關鍵工序理解不透徹甚至有誤。為加強對管理人員及施工人員的技術交底工作，在砂樁施工前，項目部臨時抽調樁機和專業操作人員，在現場進行標準化作業，其他管理人員及其他樁機操作人員進行觀摩，做到邊施工邊講解，使所有施工人員都能掌握施工要點及參數。

5.2施工過程管控

施工過程中，管理人員采取跟蹤作業和不定時抽查相結合的方式，當每根砂樁完成施打任務后，及時對砂樁原始記錄進行收集分析。若發現砂樁樁體提升速度≥1.5m/min，對該樁機操作進行及時糾正，并對該樁進行重打。

5.3優化施工參數

根據現場調查及施工人員的反饋，反插次數采用3 次/6m方案時，雖拔管高度更容易控制，但因拔管高度過大，反插次數難以得到保證。通過對反插參數進行優化，將反插次數提高至3次/4m，確保了反插次數滿足最小反插次數3次/6m的要求。

對現場管理人員收集的砂樁原始資料進行匯總分析，當反插次數不滿足要求時，及時予以糾正，對于反插次數小于3次/6m的砂樁須要求重打。

5.4優化施工工序

對現場每臺樁機每次往鋼套管內加料的時間，計時統計15次，每次加一斗料的平均耗時為11.25s。

為確保砂樁振動擠壓時間，控制加料時間，即在每次砂樁鋼套管到達設計標高時，原地邊振動邊往鋼套管內加一斗料后，方可進入樁體提升階段，進而保證振動擠壓時間。通過上述措施，現場每根砂樁平均振動擠壓時間達到10.83s，無單點振動擠壓時間小于10s的現象發生，振動擠壓時間滿足設計要求。

6施工效果

本工程砂樁檢測分析由福建省地質研究院負責。砂樁檢測分析施工完成后28d進行。通過采取上述質量控制措施，本工程的砂樁樁體合格率，由試驗段時的81.02%，上升至91.67%以上；而且砂樁標貫擊數的變異系數，由試驗段時的一般不小于0.5，下降至0.3，樁體均勻性由一般提升至良好。

7結語

由于淤泥質土透水性差，經砂樁處理后，在堆載預壓開始時，仍具有較大的孔隙水壓力，只有在填砂荷載的作用下，才會逐漸產生較大的沉降和不均勻變形，并需經過長時間的堆載預壓，才能壓密穩定。所以為使沉降大部分在堆載預壓期間完成，使其工后沉降滿足設計要求，確保地基加固質量和工期，應在施工過程中加強砂樁施工質量控制。上述砂樁施工質量控制可供類似工程參考。

［1］中華人民共和國行業標準.JGJ79-2002，建筑地基處理施工技術規范［S］.

［2］GB50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規范［S］.