振動擠密砂樁施工技術在高速公路軟基處理中的應用

林昆

（楚雄公路局，云南 楚雄675000）

1 工程概況

本工程的地質構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振動擠密砂樁，成孔直徑0.5m，樁間距離1.2~1.5m，砂樁的長度為12~16m，并在樁頂鋪設0.5m 的中粗砂墊層，最后將土工格柵設置在高度大于

4m 的路基填土段落。

2 振動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

以設計為基礎，對軟基處理寬度以及路基中心線進行測設，主要工藝如下：（1）使用全站儀對路基軟基的處理范圍進行確定，再用石灰粉對邊界線進行標注，并對路基兩側的控制樁位進行確定，以樁位布置圖和施工計劃為基礎，使用卷尺確定砂樁位置，用小木樁定出每個砂樁位置同時用石灰粉撒點標記；（2）在沉入樁管之前，使用紅油漆對沉管的深度進行標注，從而達到控制砂樁施工現場深度的目的；（3）樁機就位后，對樁管的垂直度以及樁基的平穩性進行檢查，確保其符合要求，為了使樁身保持垂直，還應該使用全站儀校準垂直和水平2 個方向；（4）啟動樁錘電機，以紅色標記位置為基礎，對樁基下沉過程進行控制，與此同時，再上料，并對灌砂量進行控制，直到樁管被灌滿為止；（5）將砂料加入樁管后，一邊振動一邊慢慢地將樁管拔出，再以試樁過程為基礎，對拔管速度進行控制，將其提到地面[1]。

2.3 檢樁并對加筋砂墊層進行施工

在成樁后的第30 天時，對樁長以及樁身密度進行檢測，檢測方式為靜力觸探，以設計要求為基礎，對檢驗頻率進行選擇，通過與現場數據進行對比，可以判斷出樁身是否完整。在對砂墊層進行鋪設之前，應該檢驗土工格柵以及中粗砂，當其達到要求后才能對墊層進行鋪設。

2.4 堆載、卸載

在進行堆載預壓時，可直接使用路基填筑材料，在攤鋪填筑時應分層均勻施工，且應該按照規范進行壓實。以設計圖紙要求為基礎，要求堆載后的沉降量不得大于10cm，且通過2 個月的連續觀測其累計沉降量應小于5mm/月，這時才能卸載。

2.5 現場監測

側向位移、分層沉降觀測以及表面沉降觀測等為主要的監測項目。以圖紙為基礎，確定軟基監控項目的數量，并由專業的檢測單位制定檢測方案，在對加固效果和設計方案進行評估的過程中，應該嚴格按照軟基監控的結果進行。

3 振動擠密砂樁中常見問題及解決方式

3.1 樁身密實度不足

樁身密實度不足的原因：在灌注的過程中，砂量不足、加水量較少或者砂的含水率低，都會使樁身密實度不足。解決辦法：對拔管速度以及投砂量進行控制，與此同時，還應該保證樁管內具有充足的水量，將管內砂料振動密實，除此之外，還應該對樁機設備進行定期的檢修和保養，保障機械的動力。

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，會導致已成型的砂樁出現傾斜的問題。解決辦法：在制定打樁順序方案以及布置樁位的時候，應該以規范要求為基礎，使用間隔跳躍施工的方式對相鄰樁進行施工，防止臨近樁振動影響樁身的豎直度。

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造成短樁；（2）在沉管的過程中出現孤石或者局部硬土層，如果處理不及時也會出現短樁的問題。可以采取以下解決辦法：（1）在拔管之前應該將砂料灌滿管道，并且應該有1min 的留振，保障孔底填滿砂料。如果在拔管的時候出現下料不足現象，施工人員應該補充填料，增加樁長。（2）在沉管成孔的過程中，如果發現孤石或者硬土層，應該停止作業，并將問題反映給現場的監理人員，將沉管拔出后，通過試打找出硬土層的具體為止，再與業主及設計進行協商，采取措施進行解決。

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）對拔管速度進行控制，保證填充的密實度，與此同時，為了防止出現塌孔還應該避免空振；（2）定時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，導致下料困難；（2）砂料鏟運過程中，裝載機帶有泥團，發生堵管問題。解決辦法：（1）沉管施工之前，施工人員應該將部分砂料灌注在管內，避免因淤泥堵住活頁縫隙造成下料困難；（2）在砂料進場之前應該對其進行檢驗，符合規范才能入場，施工人員應該事先清理場地。

4 分析位移監測及沉降穩定

4.1 監測目的

路基施工過程中監測是必不可少的，在對現場施工進行指導的過程中，應該以監測信息為依據，與此同時，還可以根據監測成果對填土速率以及施工速度進行控制，與此同時，通過監測還可以了解軟基路基的穩定性，對鋪筑時間進行規劃。

4.2 監測方法

地表水平位移監測以及地表沉降監測都是監測工作的主要內容。將沉降標埋設在規定位置，定期對基準點以及鍍鋅管上測量點的位置進行測量，并計算兩者的高程，這是地表沉降檢測的主要方法。埋設好位移觀測標志后，以極坐標為依據，讀取位移觀測點坐標，達到監測觀測點位移變化量的目的。

4.3 分析監測結果

在加固處理擠密砂樁后，本工程對其進行分級分層堆載預壓。根據預壓的結果可以得出時間與沉降量、水平位移之間的關系，可以對軟土地基不同時間的變形量、固結度以及最終固結變形量進行推算，為卸載時間的確定以及分析軟基處理的效果提供依據。對該工程進行監測可以看出，前3 個月沉降量變化較快，到第4 個月的時候變化趨于穩定，可以看出該路基沉降穩定。而通過對水平位移觀測點進行觀察可以看出，該工程的水平位移變化較小，且經過巡視沒有明顯缺陷，因此該工程的施工方案可行[2]。

5 結語

本文通過對某工程實例進行分析看出，振動擠密砂樁具有施工工藝成熟簡單、施工設備單一等優點，因此，其前景良好。在實際施工過程中，施工人員應該以規范為基礎，以砂樁的施工工藝參數為依據，制定規范施工方案對振動擠密砂樁進行施工，提高高速公路的施工質量。