陳 華

（福建路信交通建設(shè)監(jiān)理有限公司， 福建 福州 350000）

1 工程概況

福州沿海地區(qū)某施工合同段位于福建省福州市馬尾區(qū)瑯岐鎮(zhèn)海嶼村，與瑯岐江濱路連接。本項(xiàng)目軟土路基段落為AK0+000～AK1+106、BK0+501.7～BK0+566.3、CK0+000～CK0+065.3、DK0+078.8～DK0+145.2、EK0+475～EK0+502.1、CQK0+000～CQK0+325.379,路基填土高度1.29m～7.49m，填筑寬度為14m～62m，全長1129.4m，軟基處理面積36642.4平方米。

2 設(shè)計要求

軟土地基處理的目的是同時滿足穩(wěn)定性要求和沉降要求。

3 試樁施工及結(jié)果分析

正式施工開始前，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際地址情況，現(xiàn)場組織了多種軟基處理方式施工，現(xiàn)場施工情況及結(jié)果分析分別總結(jié)如下：

3.1 CFG樁（長螺旋鉆桿）：

3.1.1 現(xiàn)場施工情況：

1）2016年7月4日項(xiàng)目部在互通軟基試樁場地進(jìn)行了CFG樁工藝性試樁，設(shè)計樁長9m，混凝土坍落度140mm～180mm，現(xiàn)場嚴(yán)格控制提管速度以滿足規(guī)范要求，為保證樁頂混凝土工程質(zhì)量，樁身現(xiàn)場按超灌0.5m控制。

2）現(xiàn)場試樁施工中，通過記錄長螺旋鉆桿提升帶出的實(shí)際土層，確定地表下0.5m～5.9m為流塑狀淤泥、流動性較大，層厚5.4m，試驗(yàn)室對現(xiàn)場鉆取的流塑狀淤泥進(jìn)行試驗(yàn)，含水率70.4%、液性指數(shù)1.76、塑性指數(shù)20.49，與設(shè)計地勘資料基本相符。

3）試樁施工中，CFG樁6根樁設(shè)計C15混凝土7.2m3，現(xiàn)場施工灌注混凝土方量為17m3，超灌136%，充盈系數(shù)為2.36，超灌率較大。根據(jù)現(xiàn)場施工和地質(zhì)情況初步判斷，超方嚴(yán)重與流動性較大的流塑狀淤泥地質(zhì)有關(guān)。鉆進(jìn)過程中孔壁淤泥流入孔內(nèi)，造成CFG樁孔徑變大，同時泵壓混凝土擠入孔壁外側(cè)淤泥空腔中，造成較大超方。初步判斷流塑狀淤泥可能局部侵入樁身，存在樁身夾泥、混凝土離散，需通過樁基檢測確認(rèn)成樁質(zhì)量。

3.1.2 CFG樁檢測及試樁結(jié)論：

本合同段委托福建省交通科研所于7月13日，在業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理和施工單位四方見證下對CFG試樁進(jìn)行了小應(yīng)變檢測，現(xiàn)場檢測波形顯示CFG樁0～6m淤泥層樁身顯示波列抖動異常，通過波形判斷試樁樁身完整性類別為Ⅳ類樁（樁身有嚴(yán)重缺陷或斷樁），檢測人員建議通過樁身取芯進(jìn)一步驗(yàn)證樁基完整性及CFG樁成樁情況。

7月15 日委托有相應(yīng)檢測資質(zhì)的第三方檢測單位對CFG樁進(jìn)行了取芯，通過芯樣判斷樁身完整性，四方現(xiàn)場見證了CFG試樁1～3#、2～3#樁鉆芯。鉆芯情況為：

1）2 ～3 #樁取芯鉆孔深度3.9m，0～2.37m段芯樣連續(xù)、完整、膠結(jié)較好，芯樣側(cè)表面粗糙，骨料分布基本均勻；2.37m～3.9m段芯樣離析、不連續(xù)，骨料松散，部分嚴(yán)重離析呈現(xiàn)為泥沙和少量碎石，膠結(jié)差。

2）1 ～3 #樁鉆孔深度為2.9m，在芯樣2.9m處出現(xiàn)芯樣不連續(xù)、大部分嚴(yán)重離析，膠結(jié)差，骨料松散。

根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106～2014）標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計圖紙和CFG樁相關(guān)規(guī)范要求，通過CFG試樁低應(yīng)變檢測和現(xiàn)場取芯檢驗(yàn)報告判斷：CFG試樁1～3#和2～3#樁不成樁或成樁較破碎，CFG樁軟基處理方法不適用于本項(xiàng)目軟基海積淤泥地質(zhì)。

3.2 高壓旋噴樁：

3.2.1 現(xiàn)場施工情況：

1）2016年7月7日項(xiàng)目部在互通軟基試樁場地進(jìn)行了高壓旋噴樁工藝性試樁，設(shè)計樁長9m，為保證成樁效果實(shí)際超鉆0.5m，按照0.8:1和1:1水灰比，分別選取170kg/m、190kg/m、210kg/m三種水泥用量，噴漿壓力及提鉆速度按照相關(guān)規(guī)范要求選取。

2）現(xiàn)場試樁施工中，通過記錄鉆機(jī)鉆桿帶出的實(shí)際土層，確定地表下0.4m～5.8m為流塑狀淤泥、流動性較大，層厚5.4m，試驗(yàn)室對現(xiàn)場流塑狀淤泥取樣進(jìn)行試驗(yàn)，含水率70.4%、液性指數(shù)1.76、塑性指數(shù)20.49，與設(shè)計地勘資料基本相符。高壓旋噴樁試樁工藝參數(shù)見表1。

表1 高壓旋噴樁試樁工藝參數(shù)表

3.2.2 高壓旋噴樁檢測及試樁結(jié)論：

本合同段委托第三方樁基檢測單位于7月15日，在業(yè)主、監(jiān)理和施工單位三方見證下對高壓旋噴樁進(jìn)行了鉆芯取樣驗(yàn)證成樁效果及樁身完整性，三方現(xiàn)場見證對1～2#和3～2#樁進(jìn)行鉆芯取樣。

1）3 ～2 #樁設(shè)計樁長9m，水泥漿水灰比為1:1，每米水泥用量210kg，取芯鉆孔深度5.5m，0～2.97m水泥土芯樣連續(xù)、完整、膠結(jié)較好，芯樣側(cè)表面較光滑，水泥土攪拌基本均勻，斷口基本吻合，芯樣呈短柱狀；2.97m～5.5m段水泥土芯樣松散。

2）1 ～2 #樁設(shè)計樁長9m，水泥漿水灰比為0.8:1，每米水泥用量190kg，取芯鉆孔深度8.4m，0～3.8m水泥土芯樣連續(xù)、完整、膠結(jié)較好，芯樣側(cè)表面較光滑，水泥土攪拌基本均勻，斷口基本吻合，芯樣呈短柱狀；3.8m～8.4m段水泥土芯樣松散。

根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106～2014）標(biāo)準(zhǔn)和高壓旋噴樁施工相關(guān)規(guī)范要求，現(xiàn)場通過芯樣判斷高壓旋噴樁試樁1～2#和3～2#樁在淤泥層成樁效果較好，砂層段旋噴水泥漿未能達(dá)到設(shè)計加固效果，通過芯樣現(xiàn)場判斷高壓旋噴樁在本項(xiàng)目軟基富水砂層中無法成樁，高壓旋噴樁軟基加固施工工藝不適用于本項(xiàng)目軟基處理。

3.3 擠密砂樁：

3.3.1 現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)分析

通過對已施工的擠密砂樁試驗(yàn)樁進(jìn)行試樁檢測，并根據(jù)現(xiàn)場施工人員的原始記錄及監(jiān)測記錄，計算出每個施工工序時間和每次上料工程量，以確保施工過程中對拔管速度、灌砂量等原始數(shù)據(jù)符合要求。

在試樁施工中，為更好的區(qū)分拔管速度對成樁質(zhì)量的影響，分別選擇0.8m/min、1.0m/min、1.2m/min、1.4m/min、1.7m/min、2.0m/min共計6種拔管的速度進(jìn)行，每兩根樁分別進(jìn)行了1種拔管速度的試樁，共計12根。本次擠密砂樁試驗(yàn)樁原設(shè)計灌注量為29.04m3，但現(xiàn)場施工實(shí)際灌注量為41.6m3，超灌43%，充盈系數(shù)為1.43。

3.3.2 試樁結(jié)果及分析

根據(jù)28天齡期的檢測結(jié)果，其單樁承載力、標(biāo)準(zhǔn)貫入度及復(fù)合地基承載力三項(xiàng)指標(biāo)及各項(xiàng)質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)均滿足規(guī)范和設(shè)計要求。

經(jīng)過對現(xiàn)場試樁所選用的拔管速度和充盈系數(shù)的對比分析發(fā)現(xiàn)，拔管速度和充盈系數(shù)成反比關(guān)系，即隨著拔管速度的增加，充盈系數(shù)不斷減小，并且在拔管速度為1.7m/min時，充盈系數(shù)為1.40左右，拔管速度為1.4m/min時，充盈系數(shù)為1.42左右，符合設(shè)計對充盈系數(shù)的要求。結(jié)合以上結(jié)論并結(jié)合現(xiàn)場人員、機(jī)械及平均充盈系數(shù)等實(shí)際施工情況，確定在大面積擠密砂樁施工過程中拔管速度為1.4m/min。

4 擠密砂樁施工

4.1 施工準(zhǔn)備

1）編制擠密砂樁施工技術(shù)方案并上報監(jiān)理工程師批復(fù)。并在施工前繪制好施工區(qū)域樁位平面圖，并按施工順序編號標(biāo)識。

2）整理施工材料堆放場地，做到場地平整、無積水。

3）按施工圖要求對樁位、樁間距的分布形式進(jìn)行布控。本標(biāo)段砂樁樁徑Ф500mm,樁距1.2m～1.5m不等,樁位在平面上呈三角形(布樁圖均可清楚體現(xiàn))。

4）根據(jù)本項(xiàng)目的地質(zhì)情況、樁徑及樁長,合理選擇擬投入的機(jī)械設(shè)備。本標(biāo)段選用DZ90KS振動沉樁機(jī),內(nèi)置平底活頁式樁尖,并設(shè)有二次投料口。原材料應(yīng)采用滲水率較高的潔凈中粗砂，不得采用海砂、山砂等不符合規(guī)范要求的材料。

4.2 擠密砂樁施工工藝流程

施工準(zhǔn)備（機(jī)具、設(shè)備安裝調(diào)試、砂料檢驗(yàn)及儲備、地表土清理、組裝調(diào)試、測量放樣定位、繪制樁位平面圖）→擠密砂樁就位→沉管成孔→制樁（下料、振動擠密、至孔口標(biāo)高）→移動樁機(jī)到下一孔位→檢樁→堆載、卸載→沉降、位移現(xiàn)場監(jiān)測。

5 常見質(zhì)量問題及預(yù)防措施

5.1 樁身不密實(shí)

5.1.1 原因分析

灌砂量不足，砂的含水率不佳或加水量不足，成樁樁身密實(shí)度不足，引起疏松現(xiàn)象。

5.1.2 預(yù)防措施

按照設(shè)計要求嚴(yán)格控制投砂量和拔管速度，樁管內(nèi)的加水量必須充足，確保管內(nèi)砂料振動密實(shí)，定期對樁機(jī)振動設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)檢修，防止機(jī)械振動力不足。

5.2 樁身傾斜

5.2.1 原因分析

沉樁時樁管豎直度不夠，或受鄰樁振沖影響，容易引起已成砂樁傾斜。

5.2.2 預(yù)防措施

1）沉樁時要現(xiàn)場校正樁管豎直度，對于偏差值大于規(guī)范要求的，應(yīng)及時調(diào)整機(jī)身。

2）按規(guī)范要求布置樁位及打樁順序，相鄰樁采用間隔跳躍施工，避免因相互間振動對樁身豎直度造成影響。

3）施工前按規(guī)范要求，對施工場地進(jìn)行平整，壓路機(jī)振壓密實(shí)，避免樁機(jī)鉆孔時產(chǎn)生不均勻沉降造成機(jī)身偏斜。

5.3 短樁

5.3.1 原因分析

1）樁底空松、樁底端砂料偏少或無料會引起短樁。

2）沉管時遭遇局部硬土層或孤石，處理不當(dāng)也會造成樁長不夠。

5.3.2 預(yù)防措施

1）拔管前必須保證管內(nèi)灌滿砂料，并留振1min，確保砂料填滿孔底。在拔管過程中若發(fā)現(xiàn)下料不足，應(yīng)及時補(bǔ)充填料，確保樁長達(dá)到設(shè)計要求。

2）沉管成孔時，遇到硬土層或孤石，應(yīng)立即停機(jī)，向現(xiàn)場監(jiān)理上報情況，拔出沉管，在樁位旁邊試打，確定硬土層范圍，報請設(shè)計及業(yè)主進(jìn)行樁長樁位變更或采取其他措施。

5.4 斷樁

5.4.1 原因分析

斷樁是擠密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。

5.4.2 預(yù)防措施

1）嚴(yán)格按照工藝性試樁及規(guī)范要求，嚴(yán)格控制拔管速度，確保砂料及時填充密實(shí)。禁止在管內(nèi)無料時進(jìn)行空振，造成塌孔。

2）對沉管底部活頁經(jīng)常進(jìn)行檢修，確保施工時開合順暢。

5.5 堵管

5.5.1 原因分析

1）樁機(jī)活頁開啟不靈活，造成砂料下料困難。

2）施工現(xiàn)場砂料含水量較大，易造成樁機(jī)管內(nèi)的砂結(jié)塊成團(tuán)并在施工過程中堆積密實(shí)，造成堵管。

3）現(xiàn)場裝載機(jī)鏟運(yùn)砂料時，帶進(jìn)泥團(tuán)，造成堵管。

5.5.2 預(yù)防措施

1）樁管就位沉管前，先行向管內(nèi)灌注部分砂料，防止淤泥擠入樁底活頁縫隙。

2）下雨天砂含水量大，一次性下料量不宜超過1.5m3（具體根據(jù)現(xiàn)場情況而定，當(dāng)發(fā)生堵管時，及時調(diào)整一次性下料量），下料拔管過程中，同時向管內(nèi)充水，確保砂料全部沉入孔中。

3）砂料按規(guī)范要求檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)場，確保堆放場地預(yù)先清理干凈，確保無雜物、泥團(tuán)混入。若現(xiàn)場砂料中混入泥團(tuán)等雜物，灌砂前一定要將泥團(tuán)等清理出來，防止堵管。

6 擠密砂樁檢測及軟基沉降監(jiān)控量測

本標(biāo)段擠密砂樁質(zhì)量檢測依據(jù)設(shè)計圖紙要求，采用靜力觸探作為擠密砂樁質(zhì)量的主要檢測手段，輔助配合的還有尺量樁徑，檢查施工記錄等。

靜力觸探抽檢頻率為2%，在實(shí)際抽檢過程中，各段落擠密砂樁靜力觸探合格率均能達(dá)到設(shè)計及規(guī)范要求。擠密砂樁施工結(jié)束后在路基填筑之前設(shè)置測點(diǎn)進(jìn)行軟基沉降監(jiān)控量測，自2017年3月起至8月止，四個檢測階段期間，各監(jiān)測點(diǎn)均未超出預(yù)警值，第一次沉降量稍大，后期沉降量趨于平緩；水平位移監(jiān)測點(diǎn)（相對初測）位移變化量較小，未見明顯發(fā)展，現(xiàn)場巡邏均未發(fā)現(xiàn)路基病害。

7 結(jié)束語

通過此次試樁試驗(yàn)表明擠密砂樁應(yīng)采用透水性較好的中粗砂，它的主要作用是具備較好的排水固結(jié)作用，對改善擠密砂樁與周邊介質(zhì)的性能，提高施工區(qū)域整體的地基復(fù)合承載力具有相當(dāng)成效。擠密砂樁施工后，樁與樁之間，樁與周邊土體之間進(jìn)一步受到擠壓密實(shí),復(fù)合地基承載力得到進(jìn)一步提高,在實(shí)際工程實(shí)施過程中，可結(jié)合工程地質(zhì)及施工前的試樁分析總結(jié)情況，來確定具體的砂樁施工工藝參數(shù)，使其處理效果符合設(shè)計及規(guī)范要求。