袋装砂井处治软弱土地基技术讲述.doc

袋装砂井处治软弱土地基技术 （摘自：《公路》2008年4期。《宁夏冲湖积平原软弱土地基袋装砂井处治技术》一文） 附：“土基方面的常识性资料” 袋装砂井是将散体砂装入化纤纺织物做成的细长袋子，内置于软土中，作为竖向排水体的一种软土处治方法。袋子可以做成很细的形状，直径通常为7～12cm，同时，根据“细而密”的原则，能将井间距大大缩小，从而加快排水固结时间，是一种有效、简便而又普遍采用的软基处理方法。 一、三个作用： ①排水固结作用。快速排除软基中的水分，从而缩短固结时间，加快软土固结速率，使土体强度增长，地基承载力提高。 ②承重作用。袋装砂井起到一定的加密与置换软土的作用，随着砂井间距的缩短，其承重作用将更加突出。 ③加筋和抗滑作用。由于装砂的砂袋通常由化纤纺织物制成，它具有较大的拉伸强度，在施工加载时，竖向砂袋正好处在与土体滑动带相交位置，起到了竖向加筋和抗滑作用。 二、适用于：软土厚度大，路堤稳定、填土高的软土路基，如软粘土、淤泥、和淤泥质地基。如果天然土层的水平排水性比垂直方向大，或软土中有薄层粉细砂夹层时，效果会更好。 三、袋装砂井设计参数 根据勘察数据、并考虑工期、容许工后沉降、路堤高度、施工条件等因素，并通过固结理论计算确定：袋装砂井的直径、间距和长度。在预压期内要求完成的固结度大小，则根据路基剩余沉降以及不均匀沉降可能造成道路路面结构破坏考虑，一般取固结度U＝80％～95％ ①直径和间距。袋装砂井的布置形式一般有两种，即等边三角形（梅花形）和正方形。 设间距为L,当采用等边三角形排列时，其影响圆的直径d，为 根据“宁夏工程”软弱地基处治经验，并考虑到经济和施工的因素，该项目采用：直径为10cm，间距分别为1.2m、1.4m两种砂井，采用梅花形布置。 ②砂井长度 主要取决于软土层排水固结效果，该项目路段淤泥质软土层较薄，层厚一般为2～5米，所以，取4～6米的砂井长度。具体长度应根据各不同地段的软弱土层具体厚度确定。 ③袋装砂井地基固结度计算 对砂井地基固结度度计算目的，是为了求出在给定的预压荷载、预压时间以及容许沉降量等条件下，求出井径和井距。文中无计算过程，仅列出计算结果，如下 设 计 项 目 单位 K38+622～ K38+980 K43+000～ K43+480 最大填土高度 m 3.5 6.3 工后沉降基准期 月 180.0 180.0 井直径 m 0.1 0.1 井间距 m 1.4 1.2 预压期 月 6.0 6.0 固结度 ％ 80.0 89.0 预压结束时沉降量 cm 19.0 34.0 基准期内残余沉降量 cm 5.0 4.0 注：①文中没有给出计算参数和公式，只有表中结果。 ②固结度：软土地基在预压荷载作用下，经过一段时间（t）所产生的变形量（St）与土层的最终变形量（S）之比。 四、袋装砂井构造 （一）材料 ①砂袋：采用聚丙烯编织袋，具有足够的抗拉强度，耐腐蚀，价格低廉。但编织袋抗老化能力差，应避免阳光长时间直接照射。成品砂袋的周长为28.8cm，为设计尺寸的91.7％，当其脱离导管进入井孔后，直径将有所放大。砂袋当渗透系数大于0.005cm/s，膨胀系数为1.107。砂井袋装满后弯折（半径7.5m），应无断裂、无拔丝现象。 ②砂：应有一定的级配，（本项目中，采用的砂井材料为银川镇北堡的中、砂粗。粒经大于0.6mm的砂的含量占总量的70％ 。砂料的实测含泥量为2.6％ 。含水量为3.5％ 。渗透系数大于0.005cm/s） （二）砂井构造。本工程采用“袋装砂井＋砂砾垫层＋土工织物”的综合处治方案。袋装砂井顶部铺设50cm厚砂砾垫层与单向土工格栅，并且坡脚各包裹2米宽无纺针刺土工布（上下各压入坡脚50cm）。 五、施工 （一）施工机具。采用振动锤打桩机，带活瓣桩靴，内径108mm，外径133mm。打桩机为轨道门架式。砂井的成孔速度约为2m/min。 施工过程中，用垂球控制垂直度，实测成孔倾斜度为0.8％ 。 （二）施工流程 ①平整场地。清除草皮及表土，用推土机将场地大致平整，铺设30cm厚下垫砂砾层。 ②施工放样。在平整好的场地上，按坐标法用全站仪进行中桩、边桩的放样。根据处理宽度、设计桩距绘出布桩图，并用白石灰作出明显标记。 ③机具定位，沉入套管。将带有可开闭底盖的套管或带有预制桩尖的套管（内径略大于砂袋直径）按井孔定位沉入到要求的深度。 ④沉入砂袋。原则上应用桩架将砂袋垂直吊起沉入。当受桩架高度限制时（袋装砂井长度超过桩架高度），可采用两节套管。用人工输入砂袋。 ⑤拔出套管，作施工记录。记录内容为：井距、径长、井径竖直度、灌砂率等。 ⑥重复③～⑤工序至全部砂井施工完。 ⑦施工完毕，整平场地，测量标高，整理施工记录。试验检测后编写袋装砂井