袋裝砂井軟基處理工藝控制要點淺析

陳建國

(徐州市公路工程總公司，江蘇 徐州221003)

1、工程技術原理及基本要求

⑴原理:袋裝砂井是把砂裝入長條形、透水性好的紡織袋內，然后用專門的機具設備打入軟土地基內代替普通大直徑砂井。袋裝砂井既有大直徑砂井的作用，又可以保證砂井的連續(xù)性，避免縮徑現(xiàn)象。由于袋裝砂井的直徑小，材料消耗小，造價低，施工速度快，設備輕型，更適應在軟弱的地基上施工。袋裝砂井適用于軟土層厚度>5m，且路堤高度的自重靜壓超過天然地基承載力很多時，常采用袋裝砂井法。

⑵材料要求:采用聚丙烯或其他抗拉強度能保證承受砂袋自重的紡織料，裝砂后砂袋的滲透系數(shù)不小于砂的滲透系數(shù)。砂采用滲水率較高的中、粗砂，粒徑>0.5mm的砂的含量宜占總量的50%以上，含泥量≤3%，滲透系數(shù)≥5×103 cm/s。采用風干砂，以免袋內砂干燥后體積減小，造成袋裝砂樁縮短與排水墊層不搭接等質量事故。

⑶砂井的布置:袋裝砂井可呈矩形，梅花形布置，井徑采用7～12cm的直徑，井距1～2m，砂墊層厚40～50cm。

⑷工藝流程:整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機具定位→打入套管→沉入砂袋→拔出套管→機具移位→埋砂袋頭→攤鋪上層砂墊層

2、前期準備工作

⑴首先進行測量放樣，將大面積施工區(qū)域按設計要求劃分不同長度砂井區(qū)，并將暫不處理的區(qū)域劃隔出來。檢查鋪填砂墊層的工作厚度，不符合設計要求的應進行補砂，盡量使砂層表面平整密實。

⑵施工前現(xiàn)場做好臨時設施和施工組織方案，分派任務，要求各機組負責人，施工員明確各自施工區(qū)域與要求。由于廣東地區(qū)軟基處理深度一般在15-18m左右，均很少超過20m，為使施工現(xiàn)場組織工作有條不紊地進行，因此，需在大面積開工前進行試打，以臨時對砂井機調整井架高度和樁管長度，以保證機架行走安全平穩(wěn)和具有足夠長的打設能力。

⑶為準確掌握進度與質量，對當天完成的砂井數(shù)量現(xiàn)場清點，并加大抽查頻率；當天施工記錄必須經(jīng)跟班施工員簽字；現(xiàn)場采用人工撥拉砂井檢驗是否短砂井或灌砂是否飽滿。決不能片面追求進度不求質量。按劃定的區(qū)域施工打完砂井，現(xiàn)場清點檢查和質量驗收。監(jiān)理工程師簽證后，即可填砂覆蓋，交由建設單位安排堆土預壓。采用平行流水作業(yè)使軟基提前進入預壓期，縮短了工序銜接引起的停歇時間。

⑷施工前一定要對砂袋提出質量要求并進行性能檢測，一般情況下工地上按進貨數(shù)量分批抽檢。為了保證軟基處理質量，除了必須做好"三通一平"外，還要詳細了解地質鉆探或軟基試驗資料，了解地下軟弱層、砂層、亞粘土層或亞砂土層的分布情況，以及溝、道路走向。對砂墊層要求有足夠厚度，均勻、連續(xù)、有中、粗砂級配，含泥量應小于5%；場地要求無明顯起伏，控制一定橫向坡度，施工前測出施工插砂井的區(qū)域位置并作好標志，按設計要求定出砂井行列距離，以利于樁管定位，提高工作效率。

3、質量控制措施及施工注意事項

為保證施工質量與工程進度，在袋裝砂井施打中應重點做好以下環(huán)節(jié)的控制：

（1）考慮到袋裝砂井上下兩端灌砂打結的需要，砂袋必須事先下足材料長度，并且灌砂要逐段灌滿，并用力抖落至密實狀態(tài)，采用這種方式預裝的袋裝砂井便于施工過程的質量檢驗，從一定程度上可防止偷工減料行為的發(fā)生。過去一些砂井質量問題常發(fā)生砂袋下料長度不足、灌砂率不飽滿、達不到施打深度等不規(guī)范操作，從而造成了排水不理想，效果不明顯等降低預期效果的情況。

（2）樁管斷面尺寸應盡量小并應有足夠的剛度，管壁壁厚一般不少于8mm，可為圓形或菱形，以減少施插時對土層的擾動。為提高工作效率，軟土層路段施工時可采用雙管機進行作業(yè)。但有一點應注意，有時采用雙管機進行施打的工作效率并不高，主要是因為機組人員配備較少，灌砂速度跟不上及砂袋沉入樁管的速度緩慢所致。另外,雙管機最大的毛病是，如土層中遇有硬殼層或石塊等特殊地質的影響時，一根管難以施插則影響了打設速度。

（3）總結和比較過去采用"塑料排水板"進行軟基處理時所使用過的許多樁靴，本人認為,薄鐵皮樁靴和鋼筋樁靴有加工方便、簡單適用、回帶現(xiàn)象少、淤泥堵管少等優(yōu)點。但袋裝砂井的施工與之比較亦有所區(qū)別。為了防止泥漿擠入管內以致砂井在導管上撥時出現(xiàn)上牽現(xiàn)象，因此，需要采用設計合理的樁靴來改善這一問題。根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗，目前工地上采用較多的是活頁瓣式防泥裝置。但具體采用何種樁靴，應視土質及試驗情況而定。為使樁靴牽引砂井順利插入土層，必要時還需配置適當?shù)臉额^來達到預防地下泥漿注入管內的現(xiàn)象。如施工過程中出現(xiàn)"回帶"現(xiàn)象，應先暫停施工，待找出原因定出對策再復工試打，現(xiàn)場一般采用清管、灌注清水等方法較多。如樁管經(jīng)常進砂、進淤泥嚴重，則應反復實驗和摸索，從中選用合適的樁頭或改進管尖開口。

（4）由于施打砂井屬于地下隱蔽工程，砂井的打設是否符合設計要求，一般只有等到堆載預壓后從砂墊層排水量的大小才能準確地了解到其實際的處理效果。倘若排水效果好，則能加速軟基固結，將土強度提高。如果在砂井打設后鉆孔埋設監(jiān)測儀器，如地表沉降觀測桿，孔隙水壓力計等配套設施，就可準確、形象地觀測到軟基應力的應變狀態(tài)。由于受條件所限，監(jiān)測難以實施時，砂井的質量控制關鍵應是加強施工前材料檢查，施工過程的中間控制和最后驗收，防止漏打，短樁或打高不到位等情況發(fā)生。因此，每個工作班都應派駐施工員，質檢員進行仔細檢查、指導和監(jiān)督，掌握每個工序的控制質量，包括檢查砂袋質量，是否有損壞、老化、污染；檢查灌裝的砂袋是否符合設計長度與灌砂率是否滿足要求，是否有漏砂現(xiàn)象；施工中要進一步核定設計要求的施工區(qū)域及樁體位置，防止間距拉大或布置不均勻，同時應檢查樁機垂直度，以免砂井打設傾斜度過大。施工員要認真、真實地記錄每天的實際施工情況，如每根樁的確切位置與進尺，注意控制好施插和撥管速度，防止對土層擾動太大，撥管速度一般以8m/min為宜。如遇地下孤石出現(xiàn)樁管難以下插的情況，則應適當改變位置重新施打；如遇"回帶"現(xiàn)象，應研究決定是否需要補打；如出現(xiàn)樁機滑輪鋼絲繩損耗及電氣安全事故，則應暫停施工。在眾多的工序控制環(huán)節(jié)中，施工記錄對軟基地下隱蔽工程尤為重要，否則如果質量把關不嚴，出現(xiàn)質量問題就難以查找原因，造成失穩(wěn)事故或排水不暢，帶來工后沉降偏大從而延誤下一工序的順利實施。

（5）在過去一段時期，軟基工程加固中經(jīng)常發(fā)生一些嚴重的質量事故，這與軟基施工管理不嚴，片面追求進度，夜間施工及施工隊伍技術素質差，分包管理不好等有關，如某個工程要求打設砂井，施工員在現(xiàn)場時進度緩慢，待施工員離開后或到了夜間施工時，工程進度卻反而十分的快，原來機組蓄意打短砂井，弄虛作假，將砂袋下料為設計要求的1/3，灌砂快，砂井機只需輕輕在樁位處施插幾米深，就人工將砂井（裝滿砂的砂袋）丟入孔洞，留露樁頭。針對這些情況，現(xiàn)場可用手頭葫蘆將砂井拉拔，驗證實際施打長度，以防止打短樁行為的出現(xiàn)。

結語

綜上所述，袋裝砂井質量的好與壞，不在于這項工藝技術的難與易，而關鍵在人，只有依靠工作責任心強的施工員與質檢員，在施工過程中進行認真記錄，仔細觀察，一絲不茍，每一根砂井都盡量做到旁站檢查和監(jiān)督，這樣才能將每一根砂井的施工質量都納入到監(jiān)控中。只有做到這樣，才能嚴格控制好施工質量。

[1]沈媛媛.高速公路軟土地基處理方法的現(xiàn)狀及進展[J].安徽建筑，2001年06期.

[2]周愛國.高速公路軟基處理中袋裝砂井參數(shù)優(yōu)化探討.第六屆全國工程地質大會工程地質學報，2000年.