砂砾桩在设计及施工中应注意的几点问题

【摘要】随着地质勘探、岩土勘察在公路工程中越来越受到重视，地基处理也逐渐成为工程设计及施工的重点，在众多软基处理方法中，砂砾桩深层处理是最常用的方法之一，本文主要针对砂砾桩在设计施工中的问题进行探讨。

【关键词】砂砾桩；设计；施工

1 前言

随着地质勘探、岩土勘察在公路工程中越来越受到重视，地基处理也逐渐成为工程设计及施工的重点，在众多软基处理方法中，砂砾桩深层处理是最常用的方法之一，此方案适用于地下水位相对较高的地质段落。根据实地工程条件，可选用沉管砂砾桩法或振冲挤密砂砾桩桩，砂砾桩有挤密、置换、排水、垫层、加筋等五种作用，对不均匀的天然地基，经砂砾桩地基加固处理后可成为均匀地基，以满足工程地质变形的要求。桩体材料采用砂、砾石等硬质透水材料，成桩后改变了地基排水条件，且桩体是良好的排水体，利于地基土固结，该法施工机具较简单，施工速度较快。沉管砂砾桩法对地质条件限制少，所以使用的较多。现就沉管砂砾桩在设计及施工中应注意的几点问题作简单的探讨（施工以沉管法为例）。

2 设计前外业资料的准备

外业时应对地质状况有详细的勘察，准确的地质资料是完善的设计的前提，地质资料必须详尽，一般来说应对需处理的路线整体有一个地质评价及沉积环境描述，以便设计时充分考虑处理的整体效果，勘探手段有很多种，一般钻探和静探是最常用也是最有能反映实际的，为保证资料的准确性，应两种手段联合使用，这样可以互相验证，同时考虑到均匀性及普遍性，探坑（孔）可250米左右布设一处，同时结合桥涵构造物处的钻探资料，基本可以反映大体的情况，根据探坑（孔）的布设，原状土的基本各项指标必须逐层做，其中最重的含水量、孔隙比、液、塑限，必须数据准确，取样时应尽量在当地最不利季节取，以保证数据的可用性。所有这些不光是设计砂砾桩所必备参数，涉及其他处理方案是一样很重要。

3 设计中地质段落的划分

设计时应先对原地基土质进行划分，是湖沼相沉积还是河流相沉积，是以粉土为主还是以粘性土为主，以及含水量、孔隙比等等都是划分段落的条件和依据。一般来说，湖沼相沉积淤泥质土含量较多，土质较差，有时有较厚的粘土或粉土层，而河流相沉积主要有较厚的砂层及不连续分布的粉土、粘土透镜体，含水量、孔隙比大的区段一般土质差，地基均匀性不好，根据以上几点就可以初步确定砂砾桩的布置段落，分清主次，有目的的进行计算。

4 设计中各项参数的确定

当确定采用砂砾桩进行深层地基处理时，就必须进行计算，首先要明确计算目标，是以承载力为目标还是以沉降、稳定性为目标，公路建设有自己的特点，就是路线长，同时又有各类结构物，在桥涵结构物底部进行砂砾桩处理时，应以计算承载力为主，以结构物所需地基承载力为目标进行计算，设计时可考虑加密桩间距，以提高桩土置换率，加强处理后地基强度，满足结构物的地基强度需要；路基进行砂砾桩处理时应以计算沉降及路基稳定性为主，路基的不均匀沉降是公路安全的大害，而砂砾桩处理恰恰是处理地基不均匀的最好方案，但计算时应注意，同样减少沉降，桩体的加长比桩加密更有效，同时更经济，所以建议一般情况下以桩长控制而不要以桩间距控制进行计算，这个步骤主要进行桩长、桩间距、桩径的设计。

5 特殊土质应注意的问题

施工中往往会遇到较特殊的土质，设计过程中应慎重考虑：1、饱和软粘土，软粘土透水性差，原状土在桩机施工扰动后恢复期较长，强度提高慢，设计时可考虑适当加密以缩短排水通道，加速土体排水，在较短的时间内达到强度。2、黄土，特别是湿陷性黄土，建议使用强夯（或强夯置换）法处理，可达到较好处理效果，土体排水固结速度要较砂砾桩快，解决湿陷性更有效。

6 砂砾桩施工中应注意的问题

砂砾桩施工时应注意以下几点:

1）做好试桩：试桩后各项技术参数的确定是地基处理成败的关键，施工前应对不同地基使用不同型号的机械进行试桩，以确定充盈率，每米反插次数，留振时间、材料级配等重要技术参数，以指导大规模施工。对该种特殊地质应选用大功率（60KW以上）的机械，以达到最好的处理效果；

2）施工时应加强路基排水，降低路基范围内的地下水位，缩短土体排水固结的时间；

3）施工时应严格控制反插次数，留振时间及拔管速度；

4）桩体材料宜有一定级配，以提高每个砂砾桩桩体的密实度；

5）施工时应隔行跳打、隔排跳打，以获得更好的成桩质量，但应安排好机械，以免造成机械多余的往返而造成不必要的浪费。

7 砂砾桩检测中应注意的问题

砂砾桩检测除规范要求的几何各项指标外还应以桩体强度及桩体密实度检测作为桩体是否合格的标准，桩体强度用承载板检测，压板直径同桩体直径，此种方法较简单，在此不赘述，桩体密实度检测主要用动探检测，建议用重II型动力触探5击/10cm为标准，由于施工质量不一，控制难度大，动探检测可采用数理统计方法评定，但必须根据当地的土质情况确定，和库高速公路中动探检测基本形成一定经验较，适合新疆地区，一般可按此标准确定单桩或段落是否合格：

1）评定单桩不合格的标准，2米以下砾石桩

1、出现一处10cm动探击数小于或等于3击；

2、连续出现2处10cm动探击数小于5击；

3、动探击数小于5击的分段累计长度大于等于50cm。

上述情况出现一种即判定为不合格桩。

2）判定区段是否合格的标准：

1、20m范围内出现小于等于1根单桩不合格,定为区段合格;

2、20m范围内出现大于等于2根单桩不合格,定为区段不合格。

8 结束语

总之砂砾桩是处理不良地质特别是软土地基、不均匀地基的有效方法，实践中应从勘察阶段到设计阶段再到施工阶段严把质量关，注意各方面的问题，实事求是进行计算、设计、施工，确保达到预期的目的。

参考文献

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[2]JTG D30-2004,公路路基施工技术规范。

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