挤密砂桩与粉喷桩施工实践应用比较

维普资讯 http://www.cqvip.com 增刊　２００２年６月　公路交通技术　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｈｉｇｈｗａｙ　ａｎｄ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　挤密砂桩与粉喷桩施工实践应用比较　张摘　要斌梁球寿　（福建省第一公路工程公司　泉州３６２０００）　通过挤密砂桩、粉喷桩两种主要软基处理方法在福宁高速公路软基处理中的实践应用，从　技术经济的角度出生，以实际施工单价为依据进行分析比较，为高速公路软基处理选择更为科学的　施工方案提供借鉴和参考。　关键词　高速公路挤密砂桩粉喷桩软基处理　实践应用　比较　福宁高速公路Ａ　２３合同段软基处理路线长７．　管高出设计桩长３～５　ｍ，采用活页平底式桩头，填　料采用透水性良好的中粗砂，含泥量不得大于５％。　根据不同地段淤泥层厚度变化，本段大部分采用１．　１　ｍ桩距，桩位呈三角形（梅花形）布置；桩径０．５一ｎ；　桩长为７～９　ｍ，砂桩长度深入持力层内０．５　ｍ。根　８９　ｋｍ，路堤填筑前必需进行软基处理。地质钻探资　料显示，软土层厚度０．７０～５．１０　ｍ自北向南渐薄。　１软基处理方案　在软基处理方案的确定上采用了清淤回填、砂　砾垫层、土工格栅加筋、反压护道、塑料排水板、挤密　砂桩及粉体搅拌桩等多种软基处治相结合的方法　（见表１），并取得了成功。　据设计要求，单桩承载力不小于３００　ｋｐａ，复合地基　承载力不小于１５０　ｋｐａ。２０００年１月开工，８月份完　成砂桩软基处理施工。　挤密砂桩施工过后，地表降起约１．０～１．２　ｒｎ，土　介质含水量增高，施工过程中对土介质扰动，土体强　２两种处理方法在施工实践中的应用　２．１挤密砂桩　度比未施工前下降。在未进行填土加载情况下，复　合地基功效体现不出来。只有在上方荷载作用下，　软土地基载承力才大为提高。施工中我们发现挤密　砂桩属于柔性桩，主要靠桩管打入地基灌实砂　成为柱体后对地基土的横向挤密作用，使土的压缩　性减小和抗剪强度提高，在软基处理软弱粘性土地　基中主要起置换与排水固结作用。在施工过程中我　们主要从成桩的投料量、桩管提升高度、挤压时间、　加水量和工作电流等方面人手进行成桩质量控制，　以期达到软土地基处理的预期效果。　表１软基处理方案　软基处理方法　砂砾垫层　里　程　数　量　砂桩对于地表有硬壳且厚度达６～８　ｍ以上的软土　地段处理效果相对要好得多。挤密砂桩原料来源广　泛，价格便宜。施工中不产生粉尘、噪音及环境影　响，但预压周期较长。　２．２粉体搅拌桩　水泥粉喷桩全称为水泥粉体搅拌桩，由压缩空　气向软弱土层输送水泥粉状加固原料使其与原位软　弱土混合、压密，通过水泥与软土之间的离子交换作　用、凝聚作用、化学结合作用等一系列物理、化学作　用，形成具有一定强度的桩基，并使复合地基桩间土　得到一定的改良，复合地基承载力得到进一步提高，　从而达到加固软土地基的目的。施工中我们主要从　１．０４７　ｋｍ　１．０８５　ｋｍ　３４Ｏ　Ｋｍ　ｌｏｏ　Ｋｍ　塑料排水板　粉体搅拌桩　挤反土密砂压桩　护道　栅　１．３２７　ｋｍ　１．４０ｌ２　ｋｍ　０．２６７　ｋｍ　Ｏ．７１４　ｋｍ　３３６　Ｋｍ　４２Ｏ　Ｋｍ　２９　１４３　ｎ】ｊ　２０．６万ｎ１２　施工机械、加固料、施工工艺等方面人手进行成桩质　量控制。　工格本段挤密砂桩软基处理路线长度为１．４０１２　Ｋｍ，总工程量４２０　Ｋｍ。施工中采用振动成桩法，导　作者简介：张斌（１９６９一），女，四川达县人，本科，工程师　作为一种新的软基加固方法的深层搅拌水泥粉　喷桩技术在软基处理中越来越多地得到运用和推　广，由于它采用粉体作为固化剂，能充分吸收周围软　维普资讯 http://www.cqvip.com ３２　公路交通技术　２００２血　表２技术比较　芝处　预粉～　体搅拌桩　挤密砂桩　理　压分　期类　化　学　６０　ｌ６０　０．１６　１．３　法　物理法（排水固结）　ｌ８０　６Ｉ）ｏ　０、６　１．１　（ｄ）　理论计算施工沉降量（ｉ／ｉａ）ｒ　理论沉降增填土方量（　／　）　桩　距（ｍ）　７　ｄ龄期轻型动力触Ｎ　ｌ０击探检测、２８　ｄ　质量检测方法　单桩承载力检测、复合地基承载力检测和　龄期桩身无侧限抗压强度钻探取芯检测　标准贯入试验检测　抽检频率（％）　２　和２８　ｄ龄期单桩、３桩复合地基承载力及　静载检测。　２　合质　量　检　格率（％）　设实计测计值　值　值　≥９５　３０ｏ　３０６　１５０　ｌ５ｌ　≥９５　３０ｏ　２６５　ｌ５０　ｌｌｌ　单桩承载力　（ｋｐａ）　３桩复合地　设基承载力　（ｋｐａ）　实测　值　测　结　结　果　论　粉喷桩胶结良好，岩芯呈柱状，总体上看　砂桩密实度总体上均匀性较好，在从上而　无断桩现象。粉喷桩轻型动力触击数及　下击数逐渐增加的检测中，标贯击数　芯样杭压强度，全部达到设计‘值。喷粉量　９０％以上达到评定要求。但在未加载预　满足设计要求，喷粉较均匀。单桩承载力　压排水固结度没有达到设计要求时，单桩　及复合地基承载力均达到设计要求。　承载力与复合地基承载力均达不到设计　要求。　土中的水分，因此加固后地基的初期强度高，对含水　量高的软土加固效果尤为显著。它能将固化剂和原　地基软土就地搅拌混合，最大限度地利用了原土；在　含水量、孔隙比的不同，水泥掺入量应作相应变化。　通过试验，每米掺灰量４５　ｋｇ、５５ｋｇ、６５ｋｇ均能满足２８　ｄ强度达到０．８　Ｍｐａ的设计要求，实际施工掺灰量采　用５０　ｋｇ／ｍ　搅拌时不会使地基土侧向挤出，对周围原有建筑物　影响小；能按照不同地基土的性质及工程设计要求，　合理选择固化剂及其配方，设计比较灵活；施工时无　振动、噪音小、无污染；土体加固后重度基本不变，对　软弱下卧层不致产生附加沉降；可以根据构造的需　要，用于涵洞、通道的基础处理，避免预压后反开槽　挤密砂桩与粉喷桩均属地下隐蔽工程，其质量　控制贯穿施工全过程。　３两种主要软基处理方法的技术经济　对比　３．１技术比较　施工拖延工期和工后基底发生残余沉陷。其独特的　优点越来越多地被施工应用实践所证明。　本段采用粉喷桩软基处理路段长Ｉ．３７２　ｋｍ，共　挤密砂桩与粉体搅拌桩两种软基处治的技术比　较详见表２。通过表２的技术比较，我们得知：　（１）按施工工期的要求，喷桩预压期明显比挤密　砂桩短。　计３３６　ｋｍ。粉体搅拌桩桩身的设计无侧限抗压强度　为Ｒ　２８＝０．８　Ｍｐａ；Ｒ　９０＝１．２　Ｍｐａ。本段粉喷桩桩径　为０．５　ｍ；桩距大部分采用１．３　ｉｎ，呈正三角形布置；　桩长一般为７　ｉｎ，穿透软土层并深入持力层（粘土质　砾石层）内５０　ｅｍ。　（２）当路堤填至设计路槽高度后采用等载预压，　粉喷桩施工沉降量明显低于挤密砂桩。　粉喷桩的单桩承载力及复合地基承载力只要达　到龄期后就能满足设计与使用要求；而挤密砂桩必　须在预压排水固结基本完成后，才能达到设计与使　用要求。　经过粉体搅桩拌处理过的地基，施工结束３０　ｄ　后即可填土施工或其它构造物的施工。　喷粉量由室内配合比试验确定，根据土样天然　维普资讯 http://www.cqvip.com 增刊　张斌，等：挤密砂桩与粉喷桩施工实践应用比较　表３沉降观测记录　软基处理　起止桩号　测点桩号　路槽设计豢蔡鲁藿　３月　４月　５月观测时间（　６月　７月２０　８０１年）月　９　月　累计　沉降量　比理论　沉降结果　　较　方法　及位置　沉　降　量　：ｍｍ）　（ｍｍ）　（　ｎ）　Ｋ　１４４＋４７０申　６．１５　１２　３８　５０　２７　２９　４　２　１６２　１６０　＋２　７．２７　粉喷桩　Ｋ　１４４＋２９４　Ｋ　１４４＋３２０中　５．９８　１３　４０　５２　３７　２７　７　０　１７６　１６０　＋１６　Ｋ　１４４＋４５５．５　７、０６　Ｋ　１４４＋３７０申　５．７０　１２　３９　５２　３３　２２　９　０　１６７　１６０　＋７　６、７９　Ｋ　０＋１００中　７、１２　２０　２７　３２　３８　４２　３３　３３　２２５　６０ｏ　匝道　９．０６　３７５　挤密砂桩　ＵＫ０＋　）　Ｋ　０＋１５０中　６．１７０　１７　２４　２８　３５　４２　３７　３４　２１７　６０ｏ　０４　３８３　、ＵＫ０＋１９４　５　０６　Ｋ　０＋１９０中　６　ｏ８　１８　２８　３１　３４　３９　３５　３３　２１８　６０ｏ　一３８２　备注：沉降结果比较表中负值表不沉降未达到设计量。　由我段实测沉降观测值（表３）可以看出挤密砂　粉喷桩少４．９０元，但单位面积桩的总价却比粉喷桩　桩的沉降量明显高于粉喷桩。在相同预压期内，粉　高４２％，因此挤密砂桩的造价明显比粉喷桩高。　喷桩的沉降量逐渐趋向稳定，而且实测值的沉降量　表４经济比较　与理论计算的沉降量相近。而挤密砂桩的沉降持续　粉体搅拌桩　挤密砂桩　时间较长，到目前为止还未达到稳定，稳定时间相对　延长。　预　压　期（ｄ）　６０　ｌ８０　从实测记录中我们可以预计，砂桩要达到稳定　理论计算施工沉降量（ｍｒｎ）　１６０　６００　时间即沉降量接近于理论计算的沉降量时间，按每　理论沉降增填土方量（ｒｎ３／ｍ２）　０．１６　０．６　月下沉３Ｏ～４０　ｆｉｌｍ计算还需要ｌＯ个月上下。　沉降增填土方金额（元／　）　２．ｏ０　７．４８　从目前国内施工的情况来看，凡是采取排水固　０．５　ｍ桩径单价（元／ｍ）　２８．４０　２３．５Ｏ　结方式处理软基的，其固结时间均较长，大部分地段　桩　距（ｍ）　１．３　１．１　工后仍在继续沉降，时间有的数年之久。因此从技　桩位布置密度（根／万　）　６【）８４　８　４６４　术上比较，粉喷桩更能满足高速公路的使用要求。　总　价（万元／ｍ．万ｍ　）　ｌ９．３　２７．４　３．２经济比较　挤密砂桩与粉体搅拌桩两种软基处治的造价对　４结　语　比详见表４。　从表４可以看出：　判断一个施工方案的优劣，主要从技术上是否　（１）挤密砂桩预压期比粉喷桩多１２ｏ　ｄ，粉喷桩　先进可行以及能否降低造价，节约工程成本方面考　由于工期缩短加快了施工进度、能提早交工，因而能　虑。特别是对于高速公路软基处理地段，如何控制　更快发挥社会经济效益。　成本、优化设计，是一个非常实际、迫切的问题。　（２）挤密砂桩的施工沉降量比粉喷桩大。沉降　软基处理方案的确定，要考虑预压期、施工沉降　越大，增加填方成本越高。　量情况、每米桩长单价、处理后的地基承载力等多种　（３）从桩的价格上看，粉喷桩单桩价格较挤密砂　因素。挤密砂桩与粉喷桩常作为主要的软基处理方　桩高。但在相同面积情况下，由于砂桩施工桩位布　案运用于高速公路软基处理中。结合两种主要软基　置密度相应较密从而增加造价。　处理方法的施工应用实践、技术经济对比论证。笔　通过计算得知，挤密砂桩单桩每米单价虽然比　者认为，在本工程中，在方案的确定上，采用粉喷桩　较挤密砂桩在技术上更为可行，经济上也较为合理。