袋装砂井软基处理工艺控制要点浅析

2011-12-30陈建国

中国新技术新产品 2011年4期

陈建国

(徐州市公路工程总公司，江苏徐州221003)

1、工程技术原理及基本要求

⑴原理:袋装砂井是把砂装入长条形、透水性好的纺织袋内，然后用专门的机具设备打入软土地基内代替普通大直径砂井。袋装砂井既有大直径砂井的作用，又可以保证砂井的连续性，避免缩径现象。由于袋装砂井的直径小，材料消耗小，造价低，施工速度快，设备轻型，更适应在软弱的地基上施工。袋装砂井适用于软土层厚度>5m，且路堤高度的自重静压超过天然地基承载力很多时，常采用袋装砂井法。

⑵材料要求:采用聚丙烯或其他抗拉强度能保证承受砂袋自重的纺织料，装砂后砂袋的渗透系数不小于砂的渗透系数。砂采用渗水率较高的中、粗砂，粒径>0.5mm的砂的含量宜占总量的50%以上，含泥量≤3%，渗透系数≥5×103 cm/s。采用风干砂，以免袋内砂干燥后体积减小，造成袋装砂桩缩短与排水垫层不搭接等质量事故。

⑶砂井的布置:袋装砂井可呈矩形，梅花形布置，井径采用7～12cm的直径，井距1～2m，砂垫层厚40～50cm。

⑷工艺流程:整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具定位→打入套管→沉入砂袋→拔出套管→机具移位→埋砂袋头→摊铺上层砂垫层

2、前期准备工作

⑴首先进行测量放样，将大面积施工区域按设计要求划分不同长度砂井区，并将暂不处理的区域划隔出来。检查铺填砂垫层的工作厚度，不符合设计要求的应进行补砂，尽量使砂层表面平整密实。

⑵施工前现场做好临时设施和施工组织方案，分派任务，要求各机组负责人，施工员明确各自施工区域与要求。由于广东地区软基处理深度一般在15-18m左右，均很少超过20m，为使施工现场组织工作有条不紊地进行，因此，需在大面积开工前进行试打，以临时对砂井机调整井架高度和桩管长度，以保证机架行走安全平稳和具有足够长的打设能力。

⑶为准确掌握进度与质量，对当天完成的砂井数量现场清点，并加大抽查频率；当天施工记录必须经跟班施工员签字；现场采用人工拨拉砂井检验是否短砂井或灌砂是否饱满。决不能片面追求进度不求质量。按划定的区域施工打完砂井，现场清点检查和质量验收。监理工程师签证后，即可填砂覆盖，交由建设单位安排堆土预压。采用平行流水作业使软基提前进入预压期，缩短了工序衔接引起的停歇时间。

⑷施工前一定要对砂袋提出质量要求并进行性能检测，一般情况下工地上按进货数量分批抽检。为了保证软基处理质量，除了必须做好"三通一平"外，还要详细了解地质钻探或软基试验资料，了解地下软弱层、砂层、亚粘土层或亚砂土层的分布情况，以及沟、道路走向。对砂垫层要求有足够厚度，均匀、连续、有中、粗砂级配，含泥量应小于5%；场地要求无明显起伏，控制一定横向坡度，施工前测出施工插砂井的区域位置并作好标志，按设计要求定出砂井行列距离，以利于桩管定位，提高工作效率。

3、质量控制措施及施工注意事项

为保证施工质量与工程进度，在袋装砂井施打中应重点做好以下环节的控制：

（1）考虑到袋装砂井上下两端灌砂打结的需要，砂袋必须事先下足材料长度，并且灌砂要逐段灌满，并用力抖落至密实状态，采用这种方式预装的袋装砂井便于施工过程的质量检验，从一定程度上可防止偷工减料行为的发生。过去一些砂井质量问题常发生砂袋下料长度不足、灌砂率不饱满、达不到施打深度等不规范操作，从而造成了排水不理想，效果不明显等降低预期效果的情况。

（2）桩管断面尺寸应尽量小并应有足够的刚度，管壁壁厚一般不少于8mm，可为圆形或菱形，以减少施插时对土层的扰动。为提高工作效率，软土层路段施工时可采用双管机进行作业。但有一点应注意，有时采用双管机进行施打的工作效率并不高，主要是因为机组人员配备较少，灌砂速度跟不上及砂袋沉入桩管的速度缓慢所致。另外,双管机最大的毛病是，如土层中遇有硬壳层或石块等特殊地质的影响时，一根管难以施插则影响了打设速度。

（3）总结和比较过去采用"塑料排水板"进行软基处理时所使用过的许多桩靴，本人认为,薄铁皮桩靴和钢筋桩靴有加工方便、简单适用、回带现象少、淤泥堵管少等优点。但袋装砂井的施工与之比较亦有所区别。为了防止泥浆挤入管内以致砂井在导管上拨时出现上牵现象，因此，需要采用设计合理的桩靴来改善这一问题。根据现有经验，目前工地上采用较多的是活页瓣式防泥装置。但具体采用何种桩靴，应视土质及试验情况而定。为使桩靴牵引砂井顺利插入土层，必要时还需配置适当的桩头来达到预防地下泥浆注入管内的现象。如施工过程中出现"回带"现象，应先暂停施工，待找出原因定出对策再复工试打，现场一般采用清管、灌注清水等方法较多。如桩管经常进砂、进淤泥严重，则应反复实验和摸索，从中选用合适的桩头或改进管尖开口。

（4）由于施打砂井属于地下隐蔽工程，砂井的打设是否符合设计要求，一般只有等到堆载预压后从砂垫层排水量的大小才能准确地了解到其实际的处理效果。倘若排水效果好，则能加速软基固结，将土强度提高。如果在砂井打设后钻孔埋设监测仪器，如地表沉降观测杆，孔隙水压力计等配套设施，就可准确、形象地观测到软基应力的应变状态。由于受条件所限，监测难以实施时，砂井的质量控制关键应是加强施工前材料检查，施工过程的中间控制和最后验收，防止漏打，短桩或打高不到位等情况发生。因此，每个工作班都应派驻施工员，质检员进行仔细检查、指导和监督，掌握每个工序的控制质量，包括检查砂袋质量，是否有损坏、老化、污染；检查灌装的砂袋是否符合设计长度与灌砂率是否满足要求，是否有漏砂现象；施工中要进一步核定设计要求的施工区域及桩体位置，防止间距拉大或布置不均匀，同时应检查桩机垂直度，以免砂井打设倾斜度过大。施工员要认真、真实地记录每天的实际施工情况，如每根桩的确切位置与进尺，注意控制好施插和拨管速度，防止对土层扰动太大，拨管速度一般以8m/min为宜。如遇地下孤石出现桩管难以下插的情况，则应适当改变位置重新施打；如遇"回带"现象，应研究决定是否需要补打；如出现桩机滑轮钢丝绳损耗及电气安全事故，则应暂停施工。在众多的工序控制环节中，施工记录对软基地下隐蔽工程尤为重要，否则如果质量把关不严，出现质量问题就难以查找原因，造成失稳事故或排水不畅，带来工后沉降偏大从而延误下一工序的顺利实施。

（5）在过去一段时期，软基工程加固中经常发生一些严重的质量事故，这与软基施工管理不严，片面追求进度，夜间施工及施工队伍技术素质差，分包管理不好等有关，如某个工程要求打设砂井，施工员在现场时进度缓慢，待施工员离开后或到了夜间施工时，工程进度却反而十分的快，原来机组蓄意打短砂井，弄虚作假，将砂袋下料为设计要求的1/3，灌砂快，砂井机只需轻轻在桩位处施插几米深，就人工将砂井（装满砂的砂袋）丢入孔洞，留露桩头。针对这些情况，现场可用手头葫芦将砂井拉拔，验证实际施打长度，以防止打短桩行为的出现。