袋裝砂井法在市政道路軟基施工中的應用解析

朱錦華

(河南省交通建設工程有限公司,河南鄭州 450000)

袋裝砂井法在市政道路軟基施工中的應用解析

朱錦華

(河南省交通建設工程有限公司,河南鄭州 450000)

城市化進程的加快,對于我國市政道路事業的發展,起到了較大的推動作用。軟土地基是市政道路施工中經常遇到的,有諸多的方法都可以處理軟土地基,如清淤換填、袋裝砂井等等,在具體施工中,需要結合實際情況,選擇科學的處理方法。本文簡要分析了袋裝砂井法在市政道路軟基施工中的應用,希望可以提供一些有價值的參考意見。

袋裝砂井 市政道路 軟土路基

1 前言

隨著時代的進步和發展，如今在軟土路基的處理中，應用了諸多的新技術和新方法，在垂直排水加固地基方法中，非常重要的一種就是袋裝砂井加固軟土地基法，它的基礎是一般砂井法，經過了創新，發展起來的。它需要將排水坡首先填筑于需要加固地段的地面上，并且對排水墊層進行鋪設，在地基已成孔內垂直放置加工好的砂袋，這樣就有袋裝砂井形成，然后加載預壓地基，這樣砂井中就會流入空隙水，并且通過砂井，向地面排出，這樣排水固結時間就可以得到縮短，處理效果得到了強化，促使地基的沉降固結得到加速。通過大量實踐研究表明，袋裝砂井法在軟土路基處理中，有著一系列的優勢，施工難度較小、不需要較多的材料等，已經被廣泛應用到路基處理中，經濟效益和社會效益較為顯著。

2 軟土地基的工程特性

一是有著較大的含水量和空隙比：通常情況下，軟土地基的含水量在40%-80%之間，空隙比在1到2之間，并且有著較大的含水量，土就有較大的壓縮性和較小的抗剪強度。

二是有著較低的抗剪強度：結合相關的工程試驗我們可以得知，我國軟土的不排水抗剪強度通常在20kpa以內，會在5-25kpa范圍內變化，20-35度為其有效內摩擦角，12-18度為其固結不排水剪內摩擦角。

另外，軟土地基還具有其他的一些特點，如有著較高的壓縮性和較小的滲透性，那么就有著較慢的固結速率；軟土層的厚度如果在10米以內，需要若干年之后，方可以促使土層的固結度達到最大。它的結構性和流動性比較明顯，軟土結構通常是絮狀的，在荷載作用下，會有較為緩慢的剪切變形產生于軟土路基中，并且會減小軟土路基的抗剪強度，完成了主固結沉降之后，還會有可觀的次固結沉降得到產生。

3 袋裝砂井的優點

相較于普通砂井，袋裝砂井具有一系列的優勢，對于軟土固結產生的地基變位，袋裝砂井可以適應，在受力過程中，可以協調地基變形，因為砂井錯位或者斷頸等問題，不會影響到砂井的連續性；在較大程度上縮小了袋裝砂井直徑，我國采用的袋裝砂井有7厘米的直徑，．加固的土面積是相同的，那么相較于普通砂井來講，袋裝砂井只需要較少的用沙量，節約了超過一半的費用。袋裝砂井的施工機具比較的簡單，有著較高的效率，通常情況下，八個小時可以對100根進行打設；在打設袋裝砂井的過程中，相較于普通砂井，有著更少的拌泥量，不會在較大程度上擾動土體，施工起來比較的方便，并且不會影響到四周環境。

4 工程案例

以某市政道路工程為例，道路全長為5．5米，主線長和支線長分別為4．5米和1米，規劃60米和40米寬度的紅線。本工程位于沖擊平原，有少量的沙丘存在，交錯著河涌和溝渠，交通不夠便捷。結合相關的調查資料表明，本工程沿線軟土有著較大的分布范圍和厚度，淤積層厚度在20米到35米之間，并且有淤泥質粉細砂層存在，厚度在3米到9．5米之間，埋深在20米以內。軟土地基的處理效果，將會對本工程的整體質量、工期和行車安全產生直接的影響。

5 袋裝砂井排水法加固軟土路基的原理

將袋裝砂井打入到有著較大含水量、孔隙比和壓縮性的軟土地基中，將其作為排水通道，這樣排水途徑可以得到增加，排水距離得到了縮短。因為有上部荷載，就會有附加應力產生，這樣通過軟土層中的砂井，向地層中粗砂墊層排處土顆粒間的孔隙水，然后這些水被中粗砂墊層給排出去，增加了土顆粒間位移密實程度，地基的固結沉降得到了加快，壓縮性得到了減少，孔隙比和含水量得到了降低，土體密實度得到增加，這樣在比較短的時間內，就可以促使軟土固結度得到提升，路基的承載力和抗剪能力得到提升，路基的穩定性得到保證。

6 袋裝砂井排水法的特點及優缺點

一是袋裝砂井排水法的特點：要想對軟土地基有效的處理，應用比較廣泛的一種方法就是排水固結法，它可以對沉降和穩定問題有效解決。沉降問題指的是在加載預壓期間，大部分或者全部完成地基的沉降，這樣在使用過程中，就避免有不利的沉降或者沉降差產生于建筑物中。穩定問題指的是對路基土抗剪強度的增長速度進行提升，這樣路基的承載力和穩定性就可以得到顯著提升。

二是袋裝砂井排水法的優缺點：通過大量的實踐研究表明，袋裝砂井排水法具有一系列的優點和缺點；優點主要是施工難度較小，和塑料排水板和水泥攪拌樁相比，有著較為低廉的成本。但是，本種方法在實踐中也暴露出來了一些缺點，地基出現變形問題后，斷頸和頸縮問題容易出現，對排水造成了不利的影響，降低了施工速度，并且需要投入較多的施工人員。

7 袋裝砂井的施工工藝

一是施工準備：首先是準備相關的機具設備，在本工程中，砂井處理深度在19米左右，總工程量較大，每兩分鐘可以對一根袋裝進行施工，每臺機器連續進行八小時的施工，可以完成5000米左右，在本工程中，將八臺振動式打樁機給應用了過來，每天可以完成40000米左右，那么所有的工程量可以在3個月內完成。

選擇相關的材料，要嚴格依據國家的相關規定來控制砂袋的各項指標，對于聚丙烯編織袋來講，在拉伸試驗中，抗拉強度和伸長率分別控制在1．7MPa左右和2．5%；在彎曲試驗中，彎曲直徑、伸長率分別控制在7．5厘米和2．3%左右。

在勞動力組織方面，因為袋裝砂井具有較大的隱蔽性，那么對于操作人員的施工經驗和專業水平就提出了較高的要求，在本工程中，分別配置了一名班長、補砂工、定位工和電工，并且設置了四名普通工人。

二是工藝要求和技術措施：對施工圖紙充分閱讀和熟悉，對設計要點進行掌握，對作業指導書全面的編制，并且做好技術交底工作；對場地認真清理，挖出掉路基范圍內原地面的不適用材料，如淤泥、樹根、腐殖土等；按照設計的場地平整高度來回填路基；對砂墊層進行填筑，結合設計要求，將20厘米厚度的中粗砂墊層給鋪設過來；定位機具，為了保證定位足夠的準確，將小木樁給應用過來，在機具定位的過程中，需要統一套管中心和地面定位，并且將經緯儀應用過來，以便對導向架的垂直度進行觀測和調整。利用樁架來垂直起吊砂袋入井，并且將滾輪裝設于砂袋入口處的導管中，避免有扭結、縮頸或者斷裂等問題出現于砂袋中；在拔套管時，如果將砂袋帶出來，就需要重新定位機具，并且重新灌注砂井；向下一個樁位移位樁機，將套管帶出的淤泥土給及時清理掉，并且將干凈的砂礫給應用過來，以便對留下的洞穴進行回填，促使正常的排水不受影響。

三是砂井的質量控制及檢驗：要科學的管理和檢驗材料，嚴格控制中粗砂和砂袋質量，促使其與相關的規范和要求所符合；在對套管進行打設之前，需要對套管長度直徑進行嚴格檢查，保證符合相關的設計要求，避免有雜物存在于管內，樁尖活動門能夠靈活的開啟，有著良好的封閉；對百分之二的井距進行抽查，保證其偏差在15厘米以內；對施工記錄進行仔細檢查，保證井長在設計長度以上；對百分之二的井徑進程檢查，保證偏差在10毫米以內；對施工記錄進行檢查，控制豎直度的偏差在1．5%以內；對施工記錄進行檢查，保證灌砂率的偏差在5%以內。

8 結語

通過上文的敘述分析我們可以得知，相較于過去的軟土地基處理方法，袋裝砂井處理法具有一系列的優勢，施工難度較小，不需要較高的成本等，因此如今得到了較為廣泛的應用。在具體的施工過程中，需要充分的調查所在區域內的工程地質和水文條件，結合區域內軟土地基的具體情況，設計多種施工方案，從技術和經濟角度綜合考慮，選擇出最為合理的方案，提升軟土地基處理質量，保證市政道路工程的整體質量。

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