袋装砂井施工技术.docVIP

袋装砂井加固软土路基施工技术 中铁十三局四处: 盛术学 龚晓理 孙卫民 葛景春 [摘 要]：介绍袋装砂井加固软土路基原理、施工技术、质量控制和沉降观测。 [关键词]：袋装砂井 软土路基 加固原理 沉降观测 袋装砂井是加固软土路基的一种较新的技术。它是以聚丙烯纺织布缝成直径7cm左右的砂袋，长度为设计的砂井长，砂袋中灌满粗砂；利用振动锤将内径9cm左右的套管打入地基，达到设计要求深度后，将灌满砂子的砂袋放入套管，拔出套管，砂袋留在软土地基中形成袋装砂井（如图1示）。 一、加固原理 一般软粘土的结构呈蜂窝状或絮状，在固体颗粒周围充满水。当受到应力作用时，土体中孔隙水慢慢排出，孔隙体积变小而发生体积压缩，常称之为固结。由于软粘土的渗透系数非常小，加之排水边界较宽，这一过程非常缓慢。 通过在地基内设置袋装砂井竖向排水体系，并在附加荷载的作用下，软土地基内的孔隙水通过袋装砂井和砂垫层排出土层，从而缩短了排水矩离改善排水条件，有效加速了土体的固结，从而使土体的内摩擦角增大，土的粘聚力及抗剪力也得到了提高。 二、施工技术 施工机具 袋装砂井施工机具主要是导管式振动砂井打设机。如履带臂架式、步履臂架式、轨道门架式、吊机导架式等。打设效率一般在1000~1500m/台班（如图2示）。常用打设机具性能见表1。 材料要求 砂井袋：应具有良好的透水、透气性，有一定的耐腐蚀抗老化性能，装砂不易漏失，并有足够的抗拉强度，能承受袋内装砂自重和弯曲所产生的拉力。一般多采用聚丙烯纺织布和玻璃丝纤维布、黄麻布、再生布等，其技术性能见表2。聚丙烯纺织袋，在施工时应避免太阳曝晒，防止老化。 砂：采用经筛选的干燥中、粗砂，要求含泥量少，不宜大于3%，以有利于水的渗透。 构造及布置 砂井直径及间距 袋装砂井直径根据所承担的排水量和施工工艺要求决定，一般采用7cm左右，间距一般为0.7~1.4m。 砂井袋长度应比设计井深长1.5~2m。使能放入井孔后可露出地面40cm以上，以使埋入排水砂垫层中。 袋装砂井布置 可按三角形或正方形布置（如图3示）。 施工技术 施工准备工作：现场调查并认真熟悉图纸，确定重型机械进场道路及电源等。进行场地布置，并根据设计数量进行备料。 袋装砂井施工前首先将地基表面进行平整和压实，低洼地段用土填平，若软土表面很软时，需铺填0.2~1.0m的土，防止软土层面向上隆起和机具下陷，有利于机械施工。 铺设砂垫层：砂垫层一般厚度为0.6~2.0m。砂垫层铺设后，用6~10t压路机往复碾压4~5遍，达到设计要求。 灌注砂袋：根据设计每根砂井长和砂井数量，确定砂袋长度，一般砂袋长度比设计井深长1.5~2.0m。灌砂量按井孔的体积和砂土中密状态进的干重度计算，实际用量不得小于设计的90%。采用装砂机进行砂袋装砂，一般效率为20000m/台班。其施工工艺为： 放下装砂斗 将砂袋口与装砂出砂口连接 提升装砂斗 打开装砂斗出砂口灌满砂袋 放下装砂斗 拿下砂袋。(依此循环进行) 施工测量：按设计要求的布置形式，用涂红的小竹桩放样，定出袋装砂井桩位。 打设套管：打设前先在套管上划出控制标高的刻度线，并检查管靴与导管口的密封情况，避免管内进泥过多造成井阻。然后用振动、锤击或静压方式把套管沉入地下至设计标高深度。套管下沉深度距设计深度差1~2m时，控制下沉速度，防止超深。导管下沉过程中，控制其倾斜度在允许范围内，确保砂井的垂直度。 下砂袋：用专门工具运送砂装，严禁在地上拖拉。在套管口应设置滚轮或滑槽，下砂袋时要仔细，将砂装缓慢顺直地放入套管中，防止砂袋破损漏砂，保证灌砂的连续性。 拔出套管：砂袋放到位后，即可拔套管。此时，先不要松开砂袋吊绳，待拔出管1~2m时，再松开砂袋吊绳，使砂袋自由落下并冲开管靴，沉至井底。拔管时要求连续缓慢地进行，拔管中途不得放松套管吊绳，防止因套管下坠而损坏砂袋。 袋头处理：套管拔管后，砂袋露出地面一定长度，按设计要求将砂袋长出的部分割除，扎牢袋口。 填土前应检查袋装砂井的灌砂率，不满的袋装砂井要再灌砂，避免发生断桩现象。 及时埋设沉降观测桩。 （五）工艺流程 施工工艺流程图详见图4。 三、质量控制 袋装砂井施工质量控制关键有三： ⑴严格控制砂子质量，必须要求砂子干燥，且为中粗砂,大于0.5mm的粒径占总数量的50%以上，确保砂袋灌砂率不低于90%； ⑵定位要准确，砂井要有较好的垂直度，以确保排水距离与理论计算一致。孔底允许偏差：0.5d。 ⑶确定袋装砂井砂袋长度时，应考虑袋内砂体积减小、袋装砂井在井内的弯曲、超深及伸入水平排水垫层内的长度等因素加长砂袋长，防止砂井全部沉入孔内，造成顶部与排水垫层不连接。 ⑷允许偏差：砂井顶面直径: 0mm；砂井深度： 0