擠密砂樁在陸域軟弱地基施工中的應用

王康宏

摘 要：砂樁施工主要用于建筑、水利等工程中的松散沙土、人工填土、軟性粘土、雜填土等，提高地基的強度與穩定性，避免或減少沉降量。本文對海口港新海港區汽車客貨滾裝碼頭一期工程后方陸域軟弱地基的擠密砂樁加固處理施工進行介紹，并根據相關檢測試驗檢測擠密砂樁施工的效果。

關鍵詞：擠密砂石樁 標貫試驗 拔管 地基施工

1.擠密砂樁

擠密砂樁是在地基中沉入樁管，然后邊拔邊灌入砂，并振實，在地基中形成密實砂柱體。主要作用是擠密樁周圍的軟弱或松散土層，使其與砂樁共同組成復合地基，以提高軟基抗剪強度，減小沉降量，加固軟土地基的固結，提高地基的穩定性。當前國內外的樁基建設工程中多數施工均會采取擠密砂樁，在海岸陸域軟弱地基施工中應用最為廣泛。

2.擠密砂樁在軟弱地基施工中的應用與分析

本文的擠密砂樁施工主要是針對海口港新海港區汽車客貨滾裝碼頭一期工程，該工程的陸域總面積是33萬㎡。在該工程的地質勘查中可知，該陸域范圍為復雜的軟弱土層分布，有淤泥、混間砂層、粉細砂等，其厚度為3～8M左后，土層具有較高的壓縮性，只有通過地基的加固處理，才能滿足后續的建設需求。根據規劃、設計要求和地基處理方案，要將地基處理劃分4個區域，分別是A、B、C、D區，需處理的地基總面積是30萬㎡。C區采取擠密砂樁施工，其面積是2.5萬㎡，通過計算，要設立39366根砂樁。

2.1擠密砂樁施工設計布置

根據有關地基處理范圍要求，擠密砂樁的加固范圍必須要比基礎寬度大，各邊放寬在1～3排樁以上，并且要大于等于0.5m，部分特殊工程要求要超過基礎寬度的1.2倍。為防止砂層液化，各邊的放寬量要大于等于處理深度0.5倍。經設計計算，砂樁樁徑=0.5 m，樁距0.8 m。具體的施工平面圖、砂樁平面布置如圖1，圖2。

2.2擠密砂樁施工工藝（如圖3）

2.3擠密砂樁施工工藝控制

2.3.1前期技術準備

首先要詳細閱讀工程地質勘察報告，掌握本作業區的水文、地質情況進行。其次要認真審閱施工圖紙，通過圖紙會審，掌握圖紙和設計文件中的地基加固的要求。第三，根據現場情況，做好擠密砂樁施工方案的編制工作，組織工程部技術人員、操作人員進行技術交底。第四，進行測量放樣工作，包括交底、復測及檢查等工作流程。第五，需要通過典型施工后再進行砂樁施工，以便確定砂樁的拔管速度、投料、電流值、砂含水量等施工參數。

2.3.2現場施工前的準備工作

砂樁典型施前清理場地上的障礙物，進行場地平整，將前期施工所用的中粗砂備足堆放好，一般要堆放在密砂樁施工區邊界線旁邊。布置好現場施工用電，根據用電需求，配置6×300 kW的發電機組，用于樁機、現場照明等。

2.3.3施工步驟

①平整場地和測量放樣。根據設計標高要求，對現場使用裝載機進行平整作業。接著對現場進行測量放樣，儀器為GPS 測量儀，將樁位用小竹簽標記出來，并綁上紅繩，用于施工中的復核樁位。

②樁機就位與下沉樁管。對樁機的平整度、樁管垂直度進行檢查，樁位水平偏差是否小于等于套管外徑的0.3 倍，套管垂直度偏差是否小于等于1.5%，否則為不合格。接著將樁靴尖對準樁位，讓樁錘自重下沉樁管，當下沉到 1～2 m時才啟動振動錘，這樣能避免或減少樁位偏差。

③加料。當樁管插入至設計標高，即可以加料。

④邊振邊拔。邊振邊均勻緩慢拔出樁管，拔出的同時往樁管打開水泵灌水，加強砂樁的密實度，速度是1.0～2.0m/min，每0.5～1.0m就要留振20～30s，并反向插入土。提升與反插速度應均勻，由深到淺的反插，確保足夠的樁長和灌入砂量。沉管每提升 0.5～1.0m反插一次，直至樁管拔出地面。

⑤移樁。移動樁機，至下一樁位同樣施工。

⑥回填。由于砂樁具備豎向排水功能，當鋪完墊層后，施工區域會發生固結沉降。對于復測時發現需補填的，應采用中、粗砂進行分層碾壓補填。

⑦鋪設砂墊層。若施工現場在砂樁施工后出現隆起情況，應推平場地再鋪設中、粗砂墊層。鋪設墊層應清除雜物或者泥漿。

⑧在整個施工過程中，要要做好各步驟施工的檢查記錄，具體有每一樁段的砂料填充量、樁管的往復擠壓振動次數與時間和升降幅度與速度，此外還要校核各工藝參數是否符合要求。

⑨檢測評定。在通過質量檢測后，發現與設計要求不相符的砂樁質量問題，必須補救措施，例如加樁等，在補救措施完后要再一次檢測評定，直到合格通過。

2.3.4施工質量控制

①沉樁時樁管豎直度不夠，或受鄰樁振動影響，容易引起已成樁傾斜。因此成樁時要經常校正樁管豎直度，相鄰樁應間隔跳躍施工，避免相互震動影響。

②確保成樁的灌砂量滿足要求，若灌砂量不足，砂的含水率不佳，就會引起樁身密實度低，甚至出現地基疏松、下沉等現象。

③沉樁時遭遇局部硬土層或孤石，處理不當也會造成樁長不夠。最好的處理方法是即時停機，在樁位旁邊試打，確定硬土層范圍，以便確定變更樁位接著沉樁。

④投料不合理、反插次數和深度有誤都會引起樁縮徑，必須確保投料比例、反插深度和次數滿足要求。

3.擠密砂樁施工處理效果3.1外觀檢測

成樁7天后，進行地基開挖檢測，開挖深度1m，主要檢查樁徑、樁距等外型尺寸是否符合設計尺寸，同時觀察其樁體成形情況、樁身是否圓順。

3.2抽芯檢測

在施工結束間隔1-2周內進行，采用N63.5標準貫入法檢測樁身及樁間土的擠密效果，以不小于設計要求的數值為合格。標準貫入試驗以樁數的1%控制，孔位隨意布置。

樁體標準貫入試驗N63.5≥18擊。

3.3標貫試驗

通常標準貫入試驗捶擊數是判別砂土是否液化的標準，因此，在擠密砂樁施工前后，試驗段均進行行標準貫入試驗。將實際施工效果和前期數據進行對比，從而驗證擠密砂樁施工是否對軟弱地基有所改善，是否提高了地基承載力。擠密砂樁施工前后標貫結果如表1所示。

從表格中可以得出，地基處理前的平均標貫擊數是13.2，其承載能力較差，容易發生砂土松脫、沉降現象。在擠密砂樁施工后，平均標貫擊數是19.4，其擊數增幅達到47%，砂樁地基的承載能力得到有效提升。

4.結語

綜述，通過對軟土地基進行了擠密砂樁的成樁施工和試驗檢測，土層密實度有不同程度的改善，有效加固了地基承載力，降低了地基沉降的風險。

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