袋裝砂井法在軟土地基上的應用

【摘要】“袋裝砂井法”在處理軟土地基的應用上越來越廣泛。本文以“袋裝砂井法”的地基處理方法為重點，簡單介紹了此方法的技術特點及適用范圍，并通過具體工程實例說明如何運用“袋裝砂井法”解決在軟土地基中遇到的問題。

【關鍵詞】軟土地基；袋裝砂井；施工工藝

一、袋裝砂井法

袋裝排水固結是對天然地基，或先在地集中設置袋裝砂井等豎向排水體，然后利用建筑物本身重量分級逐漸加載，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結，地基發生沉降，同時土的抗剪強度逐步提高的一種方法。排水固結法是由排水系統和加壓系統兩大部分組成。（如圖1所示）：

二、袋裝砂井法在軟土地基中的應用

（一）工程概況與特點

1．工程概況。京珠高速公路廣珠北段第14標段工程，本標段路線全長3.38km，其中路基總長1.679km，全標為整體式路基，軟基處理平均寬52m。分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共四區，其中Ⅰ區的袋裝砂井的長度為15.2m；Ⅱ區為18.7m；Ⅲ區為23.5m；Ⅳ區為25.1m。袋裝砂井間距為1.1m～1.4 m的梅花樁布置，合計85543根，袋裝砂井總長1516583.3m。本標段路基位于珠三角平原水網區，軟土呈厚層狀大面積連續分布，軟土為淤泥及淤泥質粘性土層，呈深灰、灰黑色流塑狀，壓縮性高，含水量較高，工程力學性能較差。（主要處理土層的物理學指標）。根據軟土地質特征，設計采用袋裝砂井結合砂墊層預壓的垂直排水固結法預壓軟基處理方案。

2．工程特點。（1）本標段軟土層較厚；處理深度達15m～25m。（2）袋裝砂井直徑小、間距小；設計袋裝砂井間距為1.0m～1.4m，砂井直徑7cm。（3）工程量大、工期短；袋裝砂井處理里程達1679m，總長1516583.3m，要求四個月內完成。（4）質量要求高；要求提高路基的穩定性，加快施工期沉降，減小工后沉降，增加路堤的穩定性，袋裝砂井的質量直接影響施工期路基沉降。

（二）袋裝砂井布置與施工工藝

1．袋裝沙井布置。根據以上工程特點，袋裝砂井直徑可小到7cm～12cm。砂井間距是指相鄰砂井中間的距離，是影響固結速率的主要原因之一。砂井間距一般為砂井直徑的6～10倍，常用1m～2m。砂井平面布置形式有正方形和正三角形兩種。正方形排列時，每個砂井的影響范圍為一個正方形；正三角形排列時，每個砂井影響范圍為一個正六邊形。砂井長度一般為10m～20m，具體應用時，需根據軟土層的厚度、荷載大小和工程要求而定。一般來說，砂井不一定都要穿過整個軟土層，當軟土層不厚、底部有透水層時，砂井應盡可能穿透軟土層。在砂井頂部應鋪設砂墊層，可作為良好的排水通道，并與各砂井連通，從而將水排至場地以外。

2．施工工藝。（1）將鋼套管（下端用可開閉的底蓋或預制樁靴）打入土中要求的深度（管徑較砂袋直徑大，一般袋裝砂井直徑為7cm，導管采用89mm×4.5mm無縫鋼管）。（2）將準備好的砂袋，長比砂井長2m，扎好下口后向袋內灌入潔凈的中粗砂約20cm上下（高度）作為重壓，放到套管沉到要求深度。（3）在將砂袋放入套管內不能達到要求深度，會有一部分拖留在地面，此時需機械排泥處理，繼續下沉達到規定深度。（4）將袋口固定于裝砂漏斗，通過振動裝砂入袋，砂裝滿后，卸下砂袋，擰緊套管上蓋，然后一般把壓縮空氣送進套管，一邊提升套管直至地面。

（三）質量控制

（1）每根砂井的長度均須露出地面50cm～100cm，伸入砂墊排水層以利于排水通道流暢，如果長度所留很少或多余過多（可能砂袋被拔套管時部分帶出）皆應重新施工，以保證成井質量；（2）采用袋裝砂井時，砂袋必須選用透水性和耐水性好以及韌性較強的麻布、再生布或聚丙烯編織布制作；（3）灌入砂袋的砂，應搗固密實；砂井位置的允許偏差為該砂井的直徑。一般情況下，預壓荷載的大小宜接近設計荷載，必要時可超過設計荷載10%～20%。當達到以下條件時，可以進行卸荷：一是地面總沉降量達到預壓荷載下計算最終沉降量的80%以上；二是理論計算的地基總固結度達到80%以上；三是地面沉降速度已降到0.5㎜/d～1.0㎜/d以下。

參考文獻

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