袋装砂井法在软土地基上的应用

【摘要】“袋装砂井法”在处理软土地基的应用上越来越广泛。本文以“袋装砂井法”的地基处理方法为重点，简单介绍了此方法的技术特点及适用范围，并通过具体工程实例说明如何运用“袋装砂井法”解决在软土地基中遇到的问题。

【关键词】软土地基；袋装砂井；施工工艺

一、袋装砂井法

袋装排水固结是对天然地基，或先在地集中设置袋装砂井等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时土的抗剪强度逐步提高的一种方法。排水固结法是由排水系统和加压系统两大部分组成。（如图1所示）：

二、袋装砂井法在软土地基中的应用

（一）工程概况与特点

1．工程概况。京珠高速公路广珠北段第14标段工程，本标段路线全长3.38km，其中路基总长1.679km，全标为整体式路基，软基处理平均宽52m。分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共四区，其中Ⅰ区的袋装砂井的长度为15.2m；Ⅱ区为18.7m；Ⅲ区为23.5m；Ⅳ区为25.1m。袋装砂井间距为1.1m～1.4 m的梅花桩布置，合计85543根，袋装砂井总长1516583.3m。本标段路基位于珠三角平原水网区，软土呈厚层状大面积连续分布，软土为淤泥及淤泥质粘性土层，呈深灰、灰黑色流塑状，压缩性高，含水量较高，工程力学性能较差。（主要处理土层的物理学指标）。根据软土地质特征，设计采用袋装砂井结合砂垫层预压的垂直排水固结法预压软基处理方案。

2．工程特点。（1）本标段软土层较厚；处理深度达15m～25m。（2）袋装砂井直径小、间距小；设计袋装砂井间距为1.0m～1.4m，砂井直径7cm。（3）工程量大、工期短；袋装砂井处理里程达1679m，总长1516583.3m，要求四个月内完成。（4）质量要求高；要求提高路基的稳定性，加快施工期沉降，减小工后沉降，增加路堤的稳定性，袋装砂井的质量直接影响施工期路基沉降。

（二）袋装砂井布置与施工工艺

1．袋装沙井布置。根据以上工程特点，袋装砂井直径可小到7cm～12cm。砂井间距是指相邻砂井中间的距离，是影响固结速率的主要原因之一。砂井间距一般为砂井直径的6～10倍，常用1m～2m。砂井平面布置形式有正方形和正三角形两种。正方形排列时，每个砂井的影响范围为一个正方形；正三角形排列时，每个砂井影响范围为一个正六边形。砂井长度一般为10m～20m，具体应用时，需根据软土层的厚度、荷载大小和工程要求而定。一般来说，砂井不一定都要穿过整个软土层，当软土层不厚、底部有透水层时，砂井应尽可能穿透软土层。在砂井顶部应铺设砂垫层，可作为良好的排水通道，并与各砂井连通，从而将水排至场地以外。

2．施工工艺。（1）将钢套管（下端用可开闭的底盖或预制桩靴）打入土中要求的深度（管径较砂袋直径大，一般袋装砂井直径为7cm，导管采用89mm×4.5mm无缝钢管）。（2）将准备好的砂袋，长比砂井长2m，扎好下口后向袋内灌入洁净的中粗砂约20cm上下（高度）作为重压，放到套管沉到要求深度。（3）在将砂袋放入套管内不能达到要求深度，会有一部分拖留在地面，此时需机械排泥处理，继续下沉达到规定深度。（4）将袋口固定于装砂漏斗，通过振动装砂入袋，砂装满后，卸下砂袋，拧紧套管上盖，然后一般把压缩空气送进套管，一边提升套管直至地面。

（三）质量控制

（1）每根砂井的长度均须露出地面50cm～100cm，伸入砂垫排水层以利于排水通道流畅，如果长度所留很少或多余过多（可能砂袋被拔套管时部分带出）皆应重新施工，以保证成井质量；（2）采用袋装砂井时，砂袋必须选用透水性和耐水性好以及韧性较强的麻布、再生布或聚丙烯编织布制作；（3）灌入砂袋的砂，应捣固密实；砂井位置的允许偏差为该砂井的直径。一般情况下，预压荷载的大小宜接近设计荷载，必要时可超过设计荷载10%～20%。当达到以下条件时，可以进行卸荷：一是地面总沉降量达到预压荷载下计算最终沉降量的80%以上；二是理论计算的地基总固结度达到80%以上；三是地面沉降速度已降到0.5㎜/d～1.0㎜/d以下。

参考文献

[1]魏新红，杨迎晓，马海龙，王文军等．地基处理[M]．浙江：浙江大学出版社，2007：86～90

[2]叶观宝，高彦斌．《叶书麟地基处理》．中国建筑工业出版社，2009：52～55

[3]张长友，白峰主．建筑施工技术[M]．中国电力出版社，2007：42～44

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