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水上施工砂桩的工程质量控制水上施工砂桩是一种常见的地基处理方法,广泛应用于软土地基加固工程中。为了确保工程质量,必须从材料、施工工艺和质量检测等方面进行全面控制。
其次,施工过程中需重点把控以下环节:一是定位准确,使用GPS等精密测量仪器确定桩位,避免偏差;二是沉管深度要达到设计标高,确保有效加固范围;三是拔管速度均匀且缓慢,防止缩颈或断桩现象发生;四是充盈系数满足规范要求,通常控制在1.0~1.3之间,确保成桩密实度。
最后,质量检测是工程验收的重要环节。可采用动力触探、标准贯入试验等方法检测砂桩的密度与均匀性,同时通过平板载荷试验评估复合地基承载力是否达到设计标准。此外,还需定期监测沉降数据,及时发现并解决潜在问题。
综上所述,只有从材料、工艺到检测全程严格管理,才能保障水上施工砂桩的工程质量,为后续工程建设奠定坚实基础。
上海救捞局福州救助站码头迁建工程位于闽江下游西岸,马尾区亭江镇104国道旁,项 目分水上码头工程和后方陆域(围堤、综合楼、道堆)工程,后方陆域建筑面积3370m²,工 程总造价1125.3万元;由交通部上海救捞局投资兴建,交通部三航设计院设计。是福建地矿 集团公司承接施工的一项技术要求较高,有一定施工难度的综合性工程。
2.1施工砂桩的目的与作用
密实的砂桩取代了同体积的软弱粘土形成“复合地基”,使土体的承载力提高,地基的沉 降变小。适度增大砂桩的口径,提高了置换率,增加了地基的承载力。 铺设排水砂垫层和施工砂桩是为了建立水平和垂直的排水系统,排水系统可以改善排水 边界条件、缩短排水路径、加速排水。在土体自重和压载的作用下,孔隙水排出,土体固结消除
谢勘:水上施工砂桩的工程质量控制
图1砂桩施工分区图 Fig.1Diagramshowingthe subzones of the sandpileconstruction
了大部分沉降,从而提高了土体的密实度和强度,加速固结沉降,改善地基的整体稳定性。 采用振动沉桩法,当往砂土中下沉钢管和逐步拔出钢管成桩时,下沉钢管对周围砂层产 生挤密作用,拔起钢管对周围砂层产生振密作用。在挤密和振密的作用下,使砂土密实
该工程所在区域表层淤泥较厚,含水量大,设计采用清淤、铺设排水砂垫层(厚度为 1m),采用含泥量不大于5%的中粗砂,通过施工砂桩来提高地基的强度。鉴于施工砂桩区在 水域,并且受潮汐的影响,在完成排水砂垫层的铺设后,使用砂桩船在水上施工。工程配置 砂桩船1艘,200t运砂船2艘,以满足施工的需要。施工前先进行试成桩施工,确定成桩的 各项技术指标后开始正式施工。 砂桩船在水上使用涨水、落水八字锚和船首、船尾穿心锚定位。依照设计图分区域布桩 放样,根据日完成工作量的面积实地定桩。岸上布置基线使用2台经纬仪采用前方交汇法测 量控制桩位,定出每个桩位正面放样点,侧面点采用任意角交汇。移动砂桩船定位,把桩管 对准所要施工的桩位,并测水深和水位定出该桩位处砂垫层的高程,计算出砂桩施工深度。启 动振动锤,将桩管打入土中,稳桩过程中利用经纬仪控制好桩身垂直度和桩位。 砂桩需穿越灰色淤泥层,采用振动沉管成桩工艺逐步拔管法,在振动机的振动作用下,把 下端装有活瓣钢桩靴的钢管打入到设计要求的标高后,通过漏斗往钢管内灌中粗砂料后,在 振动条件下逐步提升钢管,钢管拔到一定高度后停拔,继续振动几秒后,再拔起一定的高度, 如此重复直到钢管拔出
3.1控制砂桩的桩底标高
在施工过程中,因砂桩船受潮汐的影响,应勤测水深,并依据水尺进行钢管打入深度的 计算。 要准确控制打穿淤泥层砂桩的桩底标高。依照工程地质报告并结合试桩情况,掌握施工 区域内淤泥层的厚度。在施工砂桩时钢管振动下沉,如果打穿淤泥层进入砂层,其端阻力加 大,钢管的下沉速度明显减慢,此时表明钢管已打穿淤泥层。 钢管打入深度=一(桩底标高一水尺读数十水深)。
钢管底是否达到桩底标高,可以按照水面以上钢管留量进行控制。
3.2控制砂桩的实际灌砂量
建地质Geologyof Fujian
砂桩截面的面积:A=πX(0.75÷2)²=0.384m² 砂桩每米灌砂量:SA=Vp×A=85%×0.384=0.326m²(Vp为灌砂率) 根据砂中密状态下的干容量1.8g/cm?和经检测施工时的砂松密度为1.52g/cm²,计算 得出桩孔每立方米体积需松砂1.18m”。 砂桩每米最少需灌松砂量=0.326×1.18=0.385m 按砂桩施工的深度(砂垫层顶至桩底),可以得出每根砂桩所需的灌砂量,将实际灌砂量 加上富余砂量除以料斗体积,便可推算出每根砂桩需用多少斗的砂,以此控制砂桩的实际灌 砂量。
当钢管打到设计要求的砂桩底部标高后,将料斗插入桩管,向桩管内灌入砂料,并进行 振动密实。桩管内灌砂震密实后,徐徐拔出桩管,每次拔管0.5m后停止,振动15s,拔桩 管速度控制在100cm/min~150cm/min,根据设计桩体积计算出拔管高度,防止断桩发生。若 初投料量不足,可利用料斗通过提升架再次加料
(1)施工砂桩会产生挤土效应,为更好地达到地基土体处理的效果,砂桩的施工顺序应从 码头前沿方向往陆域并隔排跳跃施工。 (2)定位要准确,严格控制沉管的垂直度。施工时桩位水平偏差应不大于20cm。桩管施 工过程垂直度偏差应不大于1.5%] (3)灌砂必须采用料斗,计算料斗体积以便施工记录。 (4)根据施工记录逐根计算砂桩的断面,核算灌砂率,砂桩的实际灌砂率应不小于85%。 (5)应增加钢管内富余砂量,准确测量水深和水位,复核每根桩位砂垫层的高程,保证砂 桩的顶部必须与砂垫层相连通。 (6)施工中要经常检查桩尖与钢管口的密封情况,避免管内进泥产生并阻,而造成桩深偏 差,如若不通畅可用空气压缩机气贯通。 (7)砂桩不得中断、脱节与陷口,否则必须重打。 (8)加强施工观测桩点的地基沉降、位移并作观测记录,以使指导施工。 (9)砂桩充填应为洁净中粗砂,不均匀系数不小于4,细度模数大于或等于3,含泥量不 大于4%,对进场的砂进行质量抽查。 (10)施工期间及施工结束后,应检查施工记录内容,桩号、日期、桩数量、孔径、每段 桩填料量、每段成桩时间、成孔时间、总制桩时间和填料总量,以及钢管升降幅度和速度、每 次填砂料的量等。如发现有漏桩或成桩质量不符合质量标准,不能满足设计要求,应加桩或 其它补救办法。 (11)沉桩后在低水位可退出的地段作砂桩密实度检测,标准贯入度实验,击数N要大于
勘:水上施工砂桩的工程质
该工程砂桩共完成10万m?灌砂量,在完成砂桩分项工程后便开始进行围堤抛石压载的 施工。抛石压载过程中,福建岩土工程勘察研究院宁德分院对经砂桩处理后的地基进行了全 过程定点定时的施工监测,内容有土体的水平位移和沉降、土体空隙水压力、土体十字板剪 切。在稳定的抛石施工速率下,土体的水平位移和沉降值均小于设计值,土体空隙水压力值 消散明显,处理后淤泥的十字板强度比未处理淤泥的十字板强度平均提高约85%。检测数据 表明,经过砂桩处理后的地基土体完全满足设计要求道路边坡工程爆破专项施工方案,
砂桩工艺技术自50年代引进我国,在工业与民用建筑、交通、水利等工程建设中应用。 在软弱粘性土地基中施工砂桩可以构成复合地基,再经加载预压,可以明显提高地基土体强 度,改善地基的整体稳定性,并减少地基沉降量。水上施工砂桩工艺较为简单、施工效率高, 使砂桩的应用有了更加广泛的前景。由于软土地基的变形和稳定性与施工时的加荷速率有密 切关系,在加荷过程中,一方面地基强度因固结而提高,另一方面剪应力也在增加,为了保 证地基的稳定、减小塑性变形,在施工中严格控制加荷速率,加强对土体的监测。
交通部第一航务工程局,港口工程施工手册、人民交通出版社,1997 港口工程质量检验评定标准(1T1221一98):北京:人民交通出版社,1999
QualityControl of theSand Pile Construction on Overwater