砂桩、砂井施工

砂桩、砂井施工工艺标准

1 范围

砂桩适用于工业与民用建筑工程加固松散砂土和松散杂填土地基；砂井则多用于加固饱和软粘土地基。

2 术语和定义

2.1 

砂桩、砂井

系用打桩机将钢桩管打入土中成孔，拔出桩管填砂捣实，或在桩管中贯砂，边拔管、边振动使砂留于桩孔中形成密实的砂柱体。但两者的作用不同，砂桩主要作用是挤密桩周围的软弱或松散土层，使其与桩共同组成基础的持力层，以提高地基强度和减少地基变形；砂井主要作用为加速饱和软松土地基的排水固结，使沉降及早完成和稳定，同时可提高地基的抗剪强度和承载力。砂桩、砂井的特点是机具常规，操作工艺简单，同时可提高地基的抗剪强度和承载力。砂桩、砂井的特点是机具常规，操作工艺简单，场地干净，可节省水泥、钢材，可就地取材，加快进度，降低工程费用。

3 施工准备

3.1 材料要求

砂子宜用天然级配的中砂或粗砂，用于砂桩时含泥量应小于5%，用于砂井时含泥量应小于3%；亦可用含泥量小、粒径小于50mm的石屑、砾砂、圆砾等代用。砂子含水量，在饱和土中采用饱和状态；在非饱和土或杂填土中为7%~9%，要求不含草根等杂物。

3.2 主要机具设备

3.2.1 主要设备

振动（或锤击）沉管打桩机（或汽锤、落锤、柴油打桩机）、履带（或轮胎）式起重机、机动翻斗车等。

3.2.2 主要工具

桩管（带活瓣桩尖）、装砂石料斗、铁锹、手推胶轮车等。

3.3 作业条件

作业条件与“灰土挤密桩施工工艺标准”的作业条件相同。

4 一般构造要求

4.1 砂桩直径与间距

砂桩直径一般为220～320mm，最大可达700mm，间距为1.8～4.0倍桩直径，如仅为加速地基下沉，间距可达4～5m。

4.2 桩深

应达到压缩层下限处，如在压缩层范围内有密实的下卧层，则只加固软弱土层部分

4.3 桩的平面尺寸

在宽度和长度方向最外排砂桩轴线至基础边缘距离应不小于1.5倍砂桩直径或1/10砂桩有效长度。在加固饱和软土地基时，桩顶一般设一层厚度不小于200mm的砂垫层，满布于整个基底，以起到扩散应力和排水的作用。

5 施工操作工艺

5.1 打砂桩前的要求

地基表面会产生松动或隆起，在基底标高以上预留0.5～1m的土层，待打完桩后再将预留土层挖至设计标高。如基坑底仍不够密实，可再辅以人工夯实或机械碾压。

5.2 砂桩的施工顺序

应从外围或两侧向中间进行，如砂桩间距较大，亦可逐排进行。 

5.3 砂桩成桩工艺

有振动桩法（简称振动法）和锤击成桩法（简称锤击法）两种。振动法系采用振动沉桩机在桩位将带活瓣尖的与砂桩同直径的钢管沉到设计深度，从进料口往桩管内灌砂后，边振动边缓慢拔出桩管，或在振动拔管的过程中，每拔0.5m高停拔，振动20~30s；或将桩管压下然后再拔，以便将落入桩孔内的砂压实成桩，并可使桩径扩大。振动力以30～70KN为宜，不应太大，以防过分振动土体。拔管速度应控制在1～1.5m/min范围内。打直径500~700mm砂桩通常采用大吨位KN2-1200A型振动沉桩施工，本法适用于松散砂土和软粘土。锤击法是将带有活瓣桩靴或混凝土桩尖的桩管，在桩位用锤击沉桩机打入土中，往桩管内灌砂石后缓慢拔出，或在拔出过程中低锤击管，或将桩管压下再拔，砂从桩管内排入桩孔成桩并使密实成桩，由于桩管对土的冲击力作用，使桩周围土得到挤密，并使桩径向外扩展，本法适用于软弱粘性土。

5.4 成桩挤密试验

桩数宜为7～9根，振动法应根据沉管和挤密情况，以确定填砂量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机工作电流等，作为控制量标准，以保证挤密均匀和桩身的连续性。

5.5 灌砂时含水量控制

对饱和土层，砂可采用饱和状态；对非饱和土或杂填土，或能形成直立的桩孔壁的土层，含水量可采用7～9%。

5.6 填砂量控制

砂桩孔内的填砂量可按下式计算：

AP×L×ds

S=                 (1+0.01ω)

1+e

式中S——填砂量（以重量计）；

Ap——砂桩的截面积；

L——桩长；

Ds——砂料的相对密度（比重）；

ω——砂料的含水量（%）；

e ——地基挤密后要求达到的孔隙比。

砂桩的灌砂量通常按桩孔的体积和砂在中密状态时的干密度计算（一般取2倍桩管入土体积）。砂桩实际灌砂量（不包括水量）不得少于设计值的95%。如发现砂量不够或砂桩中断等情况，可在原位进行复打灌砂。

6 质量标准

砂桩地基的质量检验标准见表5235—1

表5235—1  砂桩地基的质量检验标准

7.1 基础工程的施工，宜在砂桩施工完成一个月以后进行。

7.2 深基础周围的砂桩，宜在深基础施工完成后进行施工。如砂桩施工在前，开挖深基坑时，应对周围地基采取可靠的保护措施。

8 安全措施

8.1 在施工全过程中，严格执行打桩机械的安全操作规程，防止机械及人身安全事故的发生。

8.2 其他同“灰土挤密桩施工工艺标准”安全措施的有关规定。

9 施工注意事项

9.1 施工时，当砂桩灌砂量达不到设计要求时，可采用全复打桩；对有缩颈的桩，可采用局部复打，其复打深度必须过缩颈处1m以上。复打时，管壁上的泥土应清除干净，前后两次沉管轴线一致。

9.2 桩身及桩与桩之间挤密土的质量，可采用标准贯入、静力触探或动力触探等方法检验。桩间土质量的检测位置应在等边三角形或正方形的中心。检验时间，以砂桩施工完成一个月后进行为宜。