维普资讯 http://www.cqvip.com 第１４卷第６期 安徽建筑工业学 院学报（自然科学版） Ｖｏ１．１４ Ｎｏ．６ ２００６年１２月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｄｅｃ．２００６ 短密砂桩在处理河道驳岸软土地基中的应用 梁昌望 （合肥学院建筑工程系，合肥２３００２２） 摘要：通过工程实例介绍了短密砂桩加固河道驳岸软土地基的设计原理和施工技术，包括选择施工设备、确 定施工参数、砂桩检测结果。工程实践表明：短密砂桩处理河道驳岸软土地基，具有施工简单、造价低、环境影 响小、地基承载力明显提高的优点，因此值得推广应用。 关键词：短密砂桩；驳岸工程｝软土地基；施工检测 中图分类号：ＴＵ４７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４５４０（２００６）０６—０２４—０３ ｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｂｙ ｓｈａｌｌｏｗ—ｄｅｎｓｅ ｓａｎｄ ｐｉｌｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｉｖｅｒ ｂａｎｋ ＬＩＡＮＧ Ｃｈａｎｇ—ｗａｎｇ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３００２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｒｏｊ ｅｃｔｓ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏ— ｇｙ ｏｆ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｂｙ ｓｈａｌｌｏｗ—ｄｅｎｓｅ ｓａｎｄ ｐｉｌｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｉｖｅｒ ｂａｎｋ．ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃ— ｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ ｐｌａｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｉｌｅｓ，ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｅｓｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｎｄ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｐｉｌｅｓ．Ｔｈｅ ｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｈａｌｌｏｗ—ｄｅｎｓｅ ｓａｎｄ ｐｉｌｅ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｒｉｖｅｒ ｂａｎｋ．Ｉｔｓ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｒｅ ｐｒｏｖｅｄ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｗｏｒｔｈ ｔｏ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｗｉｄｅｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｈａｌｌｏｗ—ｄｅｎｓｅ ｓａｎｄ ｐｉｌｅ；ｗａｔｅｒｆｒｏｎｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ 软弱地基主要由淤泥、淤泥质土、杂填土、充 填土或其它高压缩性土层构成的地基。当地基承 １ 工程概况及地质特性 载力或变形无法满足设计要求时，可采用堆载预 南淝河是合肥市唯一一条穿城而过的自然河 压、垫层、砂桩、碎石桩、灰土桩和水泥搅拌桩等地 流，全长７０ ｋｍ，自西向东流经市区南折注入巢 基处理方法，其中砂桩处理软弱地基不但施工周 湖。位于南淝河市区段的四里河、板桥河、史家河 期短、造价低、效果显著，而且对环境影响小，在我 及二里河等几条重要支流，其入河口河岸浅层地 国已发展成一种常用的软弱地基处理方法［１］。本 质结构特性大多属于软土地基，普遍存在地下水 文主要结合短密砂桩在处理南淝河上游某支流入 位高、淤泥层厚度大，并带有粉细砂、轻亚粘土夹 河口驳岸工程软土地基中的实践，对设计与施工 层等状况。在河道治理和市政工程建设中，除大、 中的相关问题进行分析、探讨。 中型桥梁采用桩基外，大部分驳岸构筑物基础均 坐落在软土地基上 由于软基持力层力学性能差 收稿日期：２００６—０４—２６ 作者简介：梁昌望（１９６６一），男，副教授。硕士，主要研究方向为基础工程。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第６期 粱昌望：短密砂桩在处理河道驳岸软土地基中的应用 ２５ 而造成驳岸构筑物不同程度的沉降变形，甚至破 桩端坐落在轻亚粘土层上。为了防止河水冲刷桩 基，河床部分采用厚３０ ｃｍ的浆砌片石铺砌，下铺 １０ ｃｍ砂砾垫层。此河道驳岸挡墙工程每２０ ｍ 坏现象也时有发生。因此，处理河道驳岸软土地 基的技术措施越来越多引起工程技术人员的重视 和应用。 为一独立结构单元，每单元设置８５根砂桩。 本河道驳岸工程位于南淝河上游某支流人河 口，河道向西弯曲，在水流长期侵蚀冲刷下，形成 了西岸剥蚀的陡坡和东岸的埋坡，根据附近地形 驳岸挡墙断面结构尺寸及砂桩的平面布置详 见图ｌ。 和揭露的土性看，此处河道属冲积淤积成因的河 漫滩堆积地貌。 工程地质勘察资料表明 ］；此处河段属典型 软土地基，土层自上而下分别为杂填土，厚０．５～ １．３ ｍ；松软填土层，厚０．４～０．８ ｍ；砂土层，厚 ０．３～１．２ ｍ，呈松散状并夹有石子、瓦砾等；淤泥 层，厚６．０－－－，８．０ ｍ，颜色为深灰色，天然含水率为 ６６ ～７５％，呈饱和流塑状态，孔隙比为１．８～ ２．０，内摩擦角为７。，粘聚力为７。０～１１．５ ｋＰａ，其 承载力标准值为４６ ｋＰａ；轻亚粘土层，呈中密、可 塑状态，含水率为３０ ～４Ｏ ，含有部分砂粒，承 载力标准值为１２０ ｋＰａ。 ２短密砂桩设计 本河道驳岸工程采用浆砌块石重力式挡土 墙，墙体高４．５～５．２ ｍ，下部基础部分由厚８０ ＣＩＴＩ 浆砌条石、厚４０ ｃｍ砂砾垫层和６．０，－－－８．０ ＩＴｌ短密 砂桩共同组成。 ２．１砂桩作用机理［３・ 由于河道驳岸基础处于河床以下的淤泥层， 从地质情况分析其持力层力学性能较差，若不采 取加固技术措施难以满足驳岸重力式挡土墙设计 要求。因此，为了减少驳岸沉降变形，该段河道驳 岸地基加固决定采用短密砂桩技术措施进行设计 处理。 砂桩是利用打桩机具打人钢管或用高压射水 等方法，在地基中形成有一定规律排列的孔眼后 灌人中、粗砂所形成的桩体。砂桩形成后在其顶 部铺设一定厚度的砂垫层与砂桩组成一个完整的 排水系统，以达到挤密桩周围松软土和排水固结 作用，从而使砂桩与挤密后的土体共同组成地基 持力层，来提高地基强度和减少地基变形。 ２．２砂桩桩径与平面布置 本工程砂桩直径设计为３０ ｃｍ，砂桩间距为 １．２Ｏ ｍ，平面上呈梅花形布置。砂桩穿透淤泥层， 驳岸断面图 Ｌ——— 垃 ———＿｛啦平臂瞄 １｝ 氓寸单位，置ＩＩＩ） 圈１ 驳岸挡墙断面结构尺寸及砂桩的平面布置 ３砂桩施工方法及质量检验 ３．１施工方法 根据现场施工条件，河道驳岸地基紧邻河岸， 有足够的水源和良好的排水条件，选用射水施工 法不仅施工操作简单，而且能够减少对地基淤泥 层的扰动。施工主要机具由套管、射水头（带有环 刀）、水泵、进水管、轻便压杆（每节２ ｍ）、排水槽 等部分组成。其工艺流程为套管定位一射水器就 位一射水排浆成孑Ｌ一清孑Ｌ一提拔射水器一灌砂。 施工时先按设计要求挖好基坑，即挖至砂桩 顶面标高，并根据平面尺寸定好桩位。为了减少 对地基土的扰动，可采用架铺简易移动式工作平 台进行施工操作 当上层土质较硬时则宜采用人 工先挖一定深度的孔穴后再压人套管，然后把射 水器上的射水头放人套管内，边开动水泵边用人 维普资讯 http://www.cqvip.com ２６ 安徽建筑工业学院学报（自然科学版） 第ｌ４卷 工转动推进压杆，泥浆水就会通过套管和流槽排 出基坑外。随着冲孔深度的增大逐节拼接压杆继 续推进直至达到设计桩长，并注意及时冲水清孔。 ３．２质量控制与检验 加固处理后的软土地基沉降量均小于１００ ｍｍ，且 主体结构未出现变形损坏现象。因此说，短密砂 桩在驳岸挡土墙工程中对软土地基的加固处理效 果相当明显。沉降观测记录详．见表ｌ。 裹１沉降量观测记晕衰 参照《建筑地基基础工程施工质量验收规 范》Ｌ５ 要求，砂桩宜采用中、粗砂且砂粒含泥量不 （以２个具有代表性的驳岸挡墙单元为例） 宜大于３ ，因此进场的砂均应经筛分试验检验 合格后方能使用 灌砂时应有足够的水量确保砂 桩灌注密实，当发现实际灌砂量少于９５ 时，应 立即补桩处理。 本河道驳岸挡土墙两侧共有２６个单元，每单 元设计有８５根砂桩，共计２ ２１０根，在砂桩施工间 歇期７ ｄ后进行质量检验，按２‰抽检，桩径合格率 为１００ ，桩位合格率１００ （允许偏差≤５０ ｍｍ）， 砂桩垂直度和桩长也均符合验收规范要求。 ４加载沉降观测 ４．１预压荷载 ５结束语 （１）砂桩加固处理技术简单易行，且施工机 具简便，施工工艺和操作方法易于掌握。 由于此段河道驳岸工程施工期仅为６个月， 必须在汛期到来之前完工，因此为了加快施工进 度，砂桩及其顶部砂垫层施工完毕后就直接砌筑 挡土墙加载，不再另外加载预压。 ４．２沉降观测点设置 （２）砂桩对软土地基进行加固处理可以使其 固结稳定，从而提高地基强度，减少变形量。 （３）对于软土地基采用短密砂桩加固处理 时，要达到最佳效果往往需要较长预压期 因此， 这种处理方法还有一定的局限性。 参考文献 １ 陈 平，祝业浩．水上施打挤密砂桩施工［Ｊ］．中国港湾 建设，２０００（１）：３６—４１． ２ ＧＢ５００２１—２００１，岩土工程勘察技术ＥＳ］．北京：中国建 筑工业出版社，２００２． 施工时通过在砂垫层中预埋沉降板加焊 １６ 钢筋作为沉降观测标志，钢筋长度一般应等于墙 身高度。先将挡土墙下部长石基础和Ｈ减 １．２５ ｍ高度的墙身作为一级荷载，在施工过程中 和施工完毕后定期进行沉降观测，待沉降基本处 于稳定状态时再砌筑上部剩余墙体和浇捣砼压 顶。 ４．３观测结果（观测记录资料略） 本段驳岸挡土墙每个单元内均设置了沉降观 ３叶书麟，叶观宝．地基处理［Ｍ］．北京：中国建筑工业出 版社，２００３． 测点２个，共计５２个，最长观测时间为８个月，最 短时间为两个半月，其中最小累计观测量为 ２０ ｍｍ，最大累计沉降量为８８ ｍｍ 通过对所有 沉降观测记录资料分析表明，此段挡土墙砂桩加 载后沉降趋于稳定的时间不能少于７５ ｄ，用砂桩 ４陈希哲．土力学地基基础（第４版）［Ｍ］．北京：清华大 学出版社，２００４． ５ ＧＢ５０２０２～２００２，建筑地基基础工程施工质量验收规 范［Ｓ］．北京：中国计划出版社，２００２． （责任编辑：王颖）