袋装砂井法在市政道路软基施工中的应用解析

朱锦华

(河南省交通建设工程有限公司,河南郑州 450000)

袋装砂井法在市政道路软基施工中的应用解析

朱锦华

(河南省交通建设工程有限公司,河南郑州 450000)

城市化进程的加快,对于我国市政道路事业的发展,起到了较大的推动作用。软土地基是市政道路施工中经常遇到的,有诸多的方法都可以处理软土地基,如清淤换填、袋装砂井等等,在具体施工中,需要结合实际情况,选择科学的处理方法。本文简要分析了袋装砂井法在市政道路软基施工中的应用,希望可以提供一些有价值的参考意见。

袋装砂井 市政道路 软土路基

1 前言

随着时代的进步和发展，如今在软土路基的处理中，应用了诸多的新技术和新方法，在垂直排水加固地基方法中，非常重要的一种就是袋装砂井加固软土地基法，它的基础是一般砂井法，经过了创新，发展起来的。它需要将排水坡首先填筑于需要加固地段的地面上，并且对排水垫层进行铺设，在地基已成孔内垂直放置加工好的砂袋，这样就有袋装砂井形成，然后加载预压地基，这样砂井中就会流入空隙水，并且通过砂井，向地面排出，这样排水固结时间就可以得到缩短，处理效果得到了强化，促使地基的沉降固结得到加速。通过大量实践研究表明，袋装砂井法在软土路基处理中，有着一系列的优势，施工难度较小、不需要较多的材料等，已经被广泛应用到路基处理中，经济效益和社会效益较为显著。

2 软土地基的工程特性

一是有着较大的含水量和空隙比：通常情况下，软土地基的含水量在40%-80%之间，空隙比在1到2之间，并且有着较大的含水量，土就有较大的压缩性和较小的抗剪强度。

二是有着较低的抗剪强度：结合相关的工程试验我们可以得知，我国软土的不排水抗剪强度通常在20kpa以内，会在5-25kpa范围内变化，20-35度为其有效内摩擦角，12-18度为其固结不排水剪内摩擦角。

另外，软土地基还具有其他的一些特点，如有着较高的压缩性和较小的渗透性，那么就有着较慢的固结速率；软土层的厚度如果在10米以内，需要若干年之后，方可以促使土层的固结度达到最大。它的结构性和流动性比较明显，软土结构通常是絮状的，在荷载作用下，会有较为缓慢的剪切变形产生于软土路基中，并且会减小软土路基的抗剪强度，完成了主固结沉降之后，还会有可观的次固结沉降得到产生。

3 袋装砂井的优点

相较于普通砂井，袋装砂井具有一系列的优势，对于软土固结产生的地基变位，袋装砂井可以适应，在受力过程中，可以协调地基变形，因为砂井错位或者断颈等问题，不会影响到砂井的连续性；在较大程度上缩小了袋装砂井直径，我国采用的袋装砂井有7厘米的直径，．加固的土面积是相同的，那么相较于普通砂井来讲，袋装砂井只需要较少的用沙量，节约了超过一半的费用。袋装砂井的施工机具比较的简单，有着较高的效率，通常情况下，八个小时可以对100根进行打设；在打设袋装砂井的过程中，相较于普通砂井，有着更少的拌泥量，不会在较大程度上扰动土体，施工起来比较的方便，并且不会影响到四周环境。

4 工程案例

以某市政道路工程为例，道路全长为5．5米，主线长和支线长分别为4．5米和1米，规划60米和40米宽度的红线。本工程位于冲击平原，有少量的沙丘存在，交错着河涌和沟渠，交通不够便捷。结合相关的调查资料表明，本工程沿线软土有着较大的分布范围和厚度，淤积层厚度在20米到35米之间，并且有淤泥质粉细砂层存在，厚度在3米到9．5米之间，埋深在20米以内。软土地基的处理效果，将会对本工程的整体质量、工期和行车安全产生直接的影响。

5 袋装砂井排水法加固软土路基的原理

将袋装砂井打入到有着较大含水量、孔隙比和压缩性的软土地基中，将其作为排水通道，这样排水途径可以得到增加，排水距离得到了缩短。因为有上部荷载，就会有附加应力产生，这样通过软土层中的砂井，向地层中粗砂垫层排处土颗粒间的孔隙水，然后这些水被中粗砂垫层给排出去，增加了土颗粒间位移密实程度，地基的固结沉降得到了加快，压缩性得到了减少，孔隙比和含水量得到了降低，土体密实度得到增加，这样在比较短的时间内，就可以促使软土固结度得到提升，路基的承载力和抗剪能力得到提升，路基的稳定性得到保证。

6 袋装砂井排水法的特点及优缺点

一是袋装砂井排水法的特点：要想对软土地基有效的处理，应用比较广泛的一种方法就是排水固结法，它可以对沉降和稳定问题有效解决。沉降问题指的是在加载预压期间，大部分或者全部完成地基的沉降，这样在使用过程中，就避免有不利的沉降或者沉降差产生于建筑物中。稳定问题指的是对路基土抗剪强度的增长速度进行提升，这样路基的承载力和稳定性就可以得到显著提升。

二是袋装砂井排水法的优缺点：通过大量的实践研究表明，袋装砂井排水法具有一系列的优点和缺点；优点主要是施工难度较小，和塑料排水板和水泥搅拌桩相比，有着较为低廉的成本。但是，本种方法在实践中也暴露出来了一些缺点，地基出现变形问题后，断颈和颈缩问题容易出现，对排水造成了不利的影响，降低了施工速度，并且需要投入较多的施工人员。

7 袋装砂井的施工工艺

一是施工准备：首先是准备相关的机具设备，在本工程中，砂井处理深度在19米左右，总工程量较大，每两分钟可以对一根袋装进行施工，每台机器连续进行八小时的施工，可以完成5000米左右，在本工程中，将八台振动式打桩机给应用了过来，每天可以完成40000米左右，那么所有的工程量可以在3个月内完成。

选择相关的材料，要严格依据国家的相关规定来控制砂袋的各项指标，对于聚丙烯编织袋来讲，在拉伸试验中，抗拉强度和伸长率分别控制在1．7MPa左右和2．5%；在弯曲试验中，弯曲直径、伸长率分别控制在7．5厘米和2．3%左右。

在劳动力组织方面，因为袋装砂井具有较大的隐蔽性，那么对于操作人员的施工经验和专业水平就提出了较高的要求，在本工程中，分别配置了一名班长、补砂工、定位工和电工，并且设置了四名普通工人。

二是工艺要求和技术措施：对施工图纸充分阅读和熟悉，对设计要点进行掌握，对作业指导书全面的编制，并且做好技术交底工作；对场地认真清理，挖出掉路基范围内原地面的不适用材料，如淤泥、树根、腐殖土等；按照设计的场地平整高度来回填路基；对砂垫层进行填筑，结合设计要求，将20厘米厚度的中粗砂垫层给铺设过来；定位机具，为了保证定位足够的准确，将小木桩给应用过来，在机具定位的过程中，需要统一套管中心和地面定位，并且将经纬仪应用过来，以便对导向架的垂直度进行观测和调整。利用桩架来垂直起吊砂袋入井，并且将滚轮装设于砂袋入口处的导管中，避免有扭结、缩颈或者断裂等问题出现于砂袋中；在拔套管时，如果将砂袋带出来，就需要重新定位机具，并且重新灌注砂井；向下一个桩位移位桩机，将套管带出的淤泥土给及时清理掉，并且将干净的砂砾给应用过来，以便对留下的洞穴进行回填，促使正常的排水不受影响。

三是砂井的质量控制及检验：要科学的管理和检验材料，严格控制中粗砂和砂袋质量，促使其与相关的规范和要求所符合；在对套管进行打设之前，需要对套管长度直径进行严格检查，保证符合相关的设计要求，避免有杂物存在于管内，桩尖活动门能够灵活的开启，有着良好的封闭；对百分之二的井距进行抽查，保证其偏差在15厘米以内；对施工记录进行仔细检查，保证井长在设计长度以上；对百分之二的井径进程检查，保证偏差在10毫米以内；对施工记录进行检查，控制竖直度的偏差在1．5%以内；对施工记录进行检查，保证灌砂率的偏差在5%以内。

8 结语

通过上文的叙述分析我们可以得知，相较于过去的软土地基处理方法，袋装砂井处理法具有一系列的优势，施工难度较小，不需要较高的成本等，因此如今得到了较为广泛的应用。在具体的施工过程中，需要充分的调查所在区域内的工程地质和水文条件，结合区域内软土地基的具体情况，设计多种施工方案，从技术和经济角度综合考虑，选择出最为合理的方案，提升软土地基处理质量，保证市政道路工程的整体质量。

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