袋装砂井处理软基的排水系统.docVIP

袋装砂井处理软基的排水系统 广州某大桥XXX标桥头引道地基属于深层软土地基，设计中，对软土地基处理除桥头部分采用水泥搅拌桩复合地基（成本较高，是袋装砂井的2倍）外，其余均为常用的袋装砂井固结排水法加固地基。 袋装砂井处理软基重在排水系统的设置 排水系统就是在地基中设置一些排水通道，改变原有地基的边界条件，增加孔隙水的排出途径，使得在荷载作用下软基中的水分能够快速排出，从而缩短固结时间、加快固结速率；是排水预压固结加固软土地基所必不可少的重要组成部分之一；是保证土颗粒间自由水能顺利排走、地基迅速固结从而提高承载力、减少工后沉降的必要条件。排水系统主要分为水平排水体和竖向排水体（多用于较厚软土层），水平排水体一般为排水砂垫层和设于其间的盲沟，其形式有碎石、中粗砂、塑料盲沟、集水井等以及排水垫层外的排水沟；竖向排水体主要是用以缩短排水的距离，加快排水预压的速度，保证排水预压固结加固地基的效果。 一、排水砂垫层 排水砂垫层是设置于路堤填土与软土地基之间的透水性垫层，不仅对提高地基承载力、减少沉降量、加速软弱土层的排水固结等软土处治有重要的作用，而也是消除膨胀土地基上的胀缩作用、防止季节性冻土的冻胀作用、消除湿陷性黄土的湿陷作用的有效措施，还可用于处理暗浜和暗沟等不良地质地基，应用较为广泛。 1、排水垫层的材料 排水垫层的材料一般为含泥量少的中粗砂或无纺土工布。在一些资源缺乏的地方也有用粒径为10cm的碎石渣作为排水垫层。本项目采用中粗砂作砂垫层。 2、排水层的面积与厚度 排水垫层的铺垫面积应大于建筑物的外轮廓面积，其厚度一般为60~100cm以确保沉降期排水的通道的畅通；如砂垫层厚度过薄，堆载后断面沉降的不均匀性易使横向排水堵塞从而大大降低排水固结效果，轻则造成排水固结度的减小、沉降期过长、工后沉降量过大等弊端，重则导致路堤基底失稳的质量事故。当为路堤垫层时，砂垫层宽度（两侧）应超出路堤底宽50~100cm。 设置砂垫层时，要注意防止被细粒物质污染而造成排水孔隙堵塞，在砂垫层的上下应设反滤层。当软土层较薄，或软土垫层底层又有透水层时，砂垫层排水效果更好。 二、盲沟及排水沟 为了让砂垫层中的水能尽快顺畅地排到加固区外，最好在砂垫层底下间隔着设置盲沟。盲沟可选用塑料盲沟，也可以传统的砂碎石盲目沟（本项目为碎石盲沟）。盲沟的坡度不小于1%，边沟设在加固区外的排水沟内。盲沟的间距应根据路基宽度以及纵坡而定，因本项目路基宽度较宽（达66m），而且为单侧（右侧）排水（左侧为紧贴河堤无法排水），盲沟间距过大极不利于软土中的空隙水的排出从而影响固结效果。 盲沟沟壁设置反滤层和隔渗层。反滤层是在含水层中当水流从细粒土流向相邻的粗粒土时，为了防止细粒土被水流挟走和便于水流自由畅通而不致引起明显孔隙水压力，而在粗细粒土交界面处设置一层（通常2~3层）由砂砾石或渗水土工织物或砂混凝土板的反滤层。隔渗层采用夯实粘土、M5砂浆砌片石或土工薄膜等防渗材料（土工薄膜作反滤层成本底，施工操作简单）。 三、竖向排水体 竖向排水体常用材料有砂井、袋装砂井和塑料排水板（带）三种，本项目采用袋装砂井作竖向排水体。 袋装砂井是近年来竖向排水井工艺的发展，是砂井排水法的延续。一般常用的袋装砂井直径为7~10cm，间距一般按1m左右布设，所采用洁净中粗砂，含泥量不大于3%。在荷载一定的条件下，井距愈小，固结愈快，反之固结愈慢，因此，一般采用“细而密”的方案设置袋装砂井。 《广州市某大桥工程——岩土工程详细勘察报告》对地基基础方案建议中提出：“场地软土层的渗透系数较小，垂直固结系数（Cv）小，在软土地基上直接填筑路堤时，沉降的延续时间较长，如果工期较短，为加速软土地基的固结过程，可采用袋装砂井进行竖向排水固结，…袋装砂井间距按等边三角形布置，井径0.1m，井距1.0m…”。报告中所提出的建议是基于极限填土高度3.0m，而本项目的路基设计填土高度达6.0m，为确保施工期稳定性和工后沉降控制等两大技术问题，建议袋装砂井按井径0.1m、井距1.0m进行布设。 袋装砂井的平面布置，采用等边三角形较多，这种布置比正方形排列更为紧凑、有效。袋装砂井的长度,主要取决于软土层排水固结效果。一般当软土层较薄或其底层为透水层时，砂井应贯穿软土层；当软土层较厚时，砂井深度由地基稳定和容许工后沉降计算来确定。当地基深处的附加应力很小时，砂井的作用也很小，因此砂井应有最佳有效长度，一般在15~20m。