基于城建的砂桩灌筑法应用研究

摘要：近年来，我国的城市建设随着社会经济的飞速发展而取得了重大的进步。城市建设承担着改善城市人居环境的重要责任，做好城建工作对于促进我国国民经济快速发展意义重大。而在城建工作中，砂桩灌筑法是一种应用非常广泛的施工技术。砂桩灌筑加固技术的运用，是保障工程质量的重要手段，特别是在软弱地基的加固施工中发挥着重要作用。本文立足于某工程实际，在分析了砂桩灌筑法的工艺原理及其特点的基础上，重点分析了砂桩灌筑法的应用。

关键词：城建；砂桩灌筑法；应用

中图分类号：TU74 文献标识码：A

当前，砂桩灌筑法在我国城建工作中应用越来越广泛，特别是运用砂桩灌筑进行地基加固，能够提高地基的强度，使工程的稳定性与整体质量得到了有效的保障。在当前的城建工作中，混凝土构筑物不断增多。但由于工程施工施工工艺等各方面原因，混凝土构筑物常常出现混凝土强度不够或者配筋不足等问题，这就需要采取有力的加固措施。而砂桩灌筑法则是一种有效的加固技术，对于提高工程质量具有重要意义。

一、工程概况

某工程所在地的地基非常软弱，而且没有持力层，地质情况复杂。鉴于这一复杂的工程实际，该工程选择运用砂桩灌筑法进行地基的加固作业。其中，4.9m为该工程的砂桩灌入深度，335mm为其孔径，成孔直径直径为400mm。DZ49-50型为采用砂桩灌注法进行地基加固作业时所运用的灌注设备，桩管长8m，并采用活瓣式桩尖。在灌注施工中，砂料通过桩管上端进入，边振边拔，并确保拔管速度＜1.2m/min。

二、砂桩灌筑法工艺原理及其特点解析

（一）砂桩灌筑法工艺原理分析

砂桩灌筑法，实质上是一种地基加固处理方法。它主要是指运用冲击或者振动的方式，当砂桩在比较软弱的地基之中成孔之后，将砂料灌注到砂桩之中，并将灌砂之后的砂桩挤压入土，从而形成比较密实的地基。挤密砂桩法是砂桩灌筑法的主要内容。其施工工艺与沉管灌注桩相类似。挤密砂桩法主要通过振动或者锤击等方式，在软弱地基中实现成孔。成孔之后，再将砂料填入桩管之中，进行振实加密。相较于混凝土灌注桩而言，挤密砂桩的主要优势在于它的透水性较好，为饱和软土进行排水固结提供了保障。同时，挤密砂桩具有较小的刚度，这就给挤密砂桩以及砂桩桩体之间的土方共同形成复合地基提供了有利的条件。这一复合地基的形成不但提高了地基承载力，而且还能有效降低地基的沉降量。如果在工程施工过程中，工程所在地的地质条件比较复杂，地基比较软弱且没有较好的持力层，承载力不能满足工程实际需要的情况时，或工程施工中不宜运用混凝土灌注桩或者预制桩等情况下，采用砂桩灌筑法进行地基的加固能够使地基的承载力得到全面的提高，从而满足工程设计与城建工作要求。

（二）砂桩灌筑法的特点分析

砂桩灌筑法因其施工工艺非常简单，便于操作，而且砂桩灌筑法的成本低廉等优势，在城建工作中运用广泛。但砂浆灌筑法的应用范围以及能够提升的承载力有限，对于高层建筑以及局部荷载相对较大的生产车间而言，砂浆灌筑法并不适用。同时，砂浆灌筑法的运用还要有机结合工程所在地的地质情况进行综合考虑。对于砂土、比较松散的填土以及粘性土（塑性指数相对较低）等地质条件下，挤密砂桩法则是一种非常适用的地基加固方法。同时，当工程所在地土体并未发生侧移或者地表无明显隆起的情况时，而且沉管深度以及灌砂量能达到工程设计要求与标准的情况下，采用挤密砂桩法不但能够起到一定的挤密作用，同时还可防止可液化层振动液化或者湿陷等问题发生。

三、基于城建的砂桩灌筑法的应用分析

在城建工作中，要结合具体工程实际，优选地基加固施工方案。对于地基相对软弱的情况下，或工程所在地的地质情况比较复杂的情况下，采用砂桩灌注法则是一种有效的地基加固处理方法。其施工具有流程与施工工艺如下:

（一）砂桩灌筑法施工流程与工艺解析

1.施工流程分析。在砂桩灌筑法施工之前，首先要进行前期的准备以及测量放线等工作，从而为砂桩灌筑加固作业提供有力条件。之后再着手砂桩灌注施工的机械设备等进入施工作业现场。在进行沉管作业之前，还须明确桩位并进行桩位对准。在沉管作业后，再将砂了灌注到桩管内，边振边拨。总之，砂桩灌注作业的主要施工流程可以概括为：测量与放线设备进场操作明确并对准桩位沉管施工作业砂料灌筑施工沉管振拔。

2.施工工艺分析。由于该工程的地址条件相对比较复杂，地基软弱且无持力层，在这一情况下，进行砂桩施工时，为全面提升复合地基的承载力，使其能够满足工程设计的要求，就应自四周向中间进行砂桩施工作业。

（1）机械设备与砂料选择。沉管灌注桩设备是砂桩灌注施工中经常采用的机械设备，但需注意，在选用该设备时，要确保沉管灌注桩设备的性能以及功率等指标能够与该工程的实际桩径、桩深的要求。由于该工程的地基比较软弱，为提高地基的强度，在选择砂料时，可选择质地较好的粗砂。但需确保，粗砂最大粒径＜50mm，粒石含量＜20%，含泥量＜5%。同时，还要确保粗砂中不含杂物（如草根、树皮、垃圾等）。此外，在施工之前，还要对所选择的砂料进行试验，确保选用的砂料的各项指标均能够符合工程实际要求。

（2）在砂桩灌注施工过程中，为确保沉管深度与工程设计要求，需要在桩机管壁表面画出刻度，当沉管深度达到设计的高程之后，确保反弹沉管的时间＞3min，之后再结束沉管作业。在沉管振拨作业中，要边拔边振。在拔管时，要把握好其速度，根据该工程实际，每拔管一次之后，要停拨，并将其速度控制在0.6m/min-0.8m/min。首振时的高度以及时间应分别控制在0.3m-0.5m，5s-10s。之后再继续拨管。灌注砂料须在每次拔管之前灌注，同时确保砂料的含水量在18%-22%之间，砂料灌注高度＞2m，并采取措施进行灌注砂桩预留层的保护。

（3）砂桩灌注施工结束一周之后，还须进行复合地基的检查，确保砂桩土体之间的挤密度与复合地基的承载力。在检测过程中，须进行动载试验，或结合原位钻孔试验，并确保试验点的数量为5%的桩孔总数。

（二）砂桩灌筑法施工要点分析

在砂桩灌注施工中，最为关键的就是拔管速度的控制以及砂料饱和度的控制。拔管速度与砂料饱和度控制决定了砂桩的密实度，影响着砂桩灌筑的整体质量。若控制得当，可有效防止缩颈与断桩等问题。拔管速度应综合考虑工程地质实际情况、桩径大小以及机械设备功率等因素进行确定。本工程所在地多为塑性指数较低的粘土与砂土，因此拔管的实际高度与速度分别控制在0.3m与0.6m。同时，在部分淤泥质粘土的施工时，要确保注砂高度＞2m，且拔管速度为0.8m。砂料饱和度可通过搅拌的方式得到所需饱和度。在施工时，可采用机械搅拌与人工拌和，并随用随拌，确保砂料均匀、饱和。

总之，在当前城建工作中，面临地基的多样化与复杂化的趋势，砂桩灌注法是一种有效的地基加固方法。在砂桩灌注施工中，要结合工程实际，优选砂桩灌筑施方案，并严格控制砂料的饱和度以及拔管速度，提高复合地基的承载力，为我国城建工作贡献力量。

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