袋装砂井法处理公路软土地基之实践浅谈

程小伟（中铁港航东南海洋工程有限公司，福建 350007）

袋装砂井法处理公路软土地基之实践浅谈

程小伟
（中铁港航东南海洋工程有限公司，福建 350007）

软土地基是公路工程施工中经常遇到的地质情况，为避免其影响公路使用过程的中质量及稳定性，必须对其进行加固处理本文介绍软土地基处理方法(袋装砂井处理法)。简要介绍袋装砂井的施工工艺及现场灌砂成井的施工工艺，简述了袋装砂井预压与卸载。

袋装砂井；施工工艺；等载预压；工后沉降

1 袋装砂井施工

1.1 施工前机具、材料的准备

1.1.1 主要机具的选配

（1）打桩机：选用DZ60KS专用打桩机，该机配有履带行走。使用DZ60型振动锤与ZJ40桩架，利用振动沉管。

（2）配套设备：门式灌砂机。套管为无缝钢管，内径比砂袋稍大，内壁光洁。其长度、刚度要与设计的袋子装砂井相适应。在导管端口设一活门形成桩尖，利用套管内砂袋的压力将其顶开，随后拔出套管。桩帽与桩尖都具有一定的密封性，可以防止泥浆等杂物进入套管。

1.1.2 主要材料的选定

（1）砂袋：采用透水性好、耐久性好、韧性强的聚丙乙稀编织布制作，抗拉强度不小于15KN/m，装砂后砂袋的渗透系数应不小于砂的渗透系数。

（2）砂料：采用渗水率较高的中、粗砂，含泥量不大于3%，渗透系数不小于5×10-3cm/s，细度模数大于2.7的干燥砂。

1.2 袋装砂井施工工艺

袋装砂井法排水固结的施工工艺为：测量放样→桩机就位→裁剪砂袋灌砂→成孔（→冲水）→下沉砂袋→振动拨管→桩机移位

1.2.1 施工准备及工序

（1）清理淤泥及整平层施工：施工前应对软基处理范围测量放样，并清除路基范围内耕植土及上部淤泥, 防止因淤泥可能出现的路基盆形沉降、失稳和沉降差等问题。再用土质较好的填料分层填筑并压实,填筑时须成路拱式横坡，坡度不小于2%～4%，形成排水横坡，要求回填土的压实度达到80%以上即可, 压实度即可能无法打入沉桩。

（2）砂垫层施工：均匀地铺设透水性好的粗砂，砂垫层厚度不小于50㎝，宽度应宽出路基护坡道边沿2.0m，防止机具无法施工边沿桩位及因沉降造成砂垫层砂量不能足，两侧端应以砂包砌或采用其他方式防护，以免砂料流失。表面平顺，形成不小于2%～4%的路拱坡度，以利于袋装砂井排出的水迅速的从砂垫层中流出。砂垫层材料采用透水性好、洁净、级配良好的中、粗砂、由于砂具有水密性，且在袋装砂井施工完后，铺设土工布时易受干扰，故对砂垫层密实度不作严格要求。

（3）砂井布置：袋装砂井直径7cm。袋装砂井间距为1.1～1.5m，按等边三角形布置。在砂垫层上按设计图的尺寸放样，孔位用塑料绑条作出标记。完成后要进行复核，复核的方法是：当孔位按等边三角形布置，边长S=1.0m时，丈量10排桩的距离L=8.66m(±15cm)；当边长S=1.2m时，丈量10排桩的距离L=10.39m(± 15cm)；当边长S=1.3m时，丈量10排桩的距离L=11.26m(±15cm),若误差超过± 15cm，要调整间距。

（4）机具定位：在正式开工前应打试孔，根据地形、地貌情况，每个设计段打3～5个孔，检验地质与设计是否相符，并确定砂袋井的长度。通过对该路段软基的试桩，砂井长度一般为9.8～16m。机具定位时要根据设计布置的行间距采用的塑料绑标记正确定位,保证锤中心与地面定位在同一线上，并用经纬仪观测控制导向架的垂直度。

（5）砂井灌砂：灌砂必须使用灌砂机，灌满后需吊振两次，吊振后的空袋用人工补灌，以保证达到95%以上的灌砂率(灌砂率在现场测定)，当天灌的砂袋要当天打完，不得过夜。灌砂率的计算：ρ= rd/r×100%，要求灌砂率ρ≥95%。

砂井袋长度L

砂井袋直径d

砂井袋重量Q(Kg)；

砂井袋中砂的含水量(w%)

（6）套管打入、成孔：将桩机移至桩位，并检查导管的垂直度，偏差不得大于1.5%。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，导管采用 89×4.5㎜无缝钢管）；当套管吊起定位后，即可轻缓打击。入土困难时，再进行大幅振动打击，直至达到试桩的深度为止。套管打入前，在套管上放置注水用的水管，用以向套管内注水。

均匀振动沉管，判定导管是否穿过软土层的条件是：

①与设计深度对比，判定是否达到设计深度；

②导管下沉过程中速度无明显变化(减缓)而又超过设计深度时，应暂停施工，并随即报告监理，确认是否地质与设计不符，待情况明白，确定是否需增加桩长后再开工。

③当未达到设计深度导管下沉困难时，可用静力触探明确软土埋藏深度和厚度。

（7）冲水：导管沉入设计标高以后即向管中冲水，其目的是：

①保证在拨管时，管底阀门顺利打开。

②减少砂袋与管壁的摩擦力，确保拨管时不回带；冲水压力不能太大，以免使桩底原状土振动过大。

（8）运输、下沉砂袋：砂袋运输要用专门的运送工具，严禁在地上拖拉。下放砂袋时，应在套管口设滑槽，将砂袋缓慢顺直地放入套管。砂袋应用吊绳吊起并徐徐下沉，防止扭曲、与管口摩擦撕破，以及产生掉带的现象。

（9）振动拨管：砂袋到位后即可起拔套管，拨管时应该垂直起吊，并且要连续缓慢地进行，中途不得放松吊线，以防止掉带、回带或损坏砂袋的现象。在施工中发现上述现象应在原孔边缘重打。连续两次发生以上的现象时，应停止施工，查明原因并采取纠正措施后再继续施工。

1.3 袋装砂井施工要点及质量控制

（1）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。

（2）严格控制砂井的设计入土深度，在钢套管上划出标记，确保井底标高符合设计要求，并做好施工记录。

（3）袋装砂井定位要准确，确保排水距离。

（4）施工当中经常检查套管端部的密闭情况，避免套管内进入泥土过多，影响加固深度。

（5）当砂袋灌入砂后，露天堆放应遮盖，切忌长时间暴晒，以免砂袋老化。且装好的砂袋不得过夜。

（6）砂袋入井吊起时，应垂直下井，防止砂袋发生扭结，缩颈断裂和砂袋磨损。

（7）拔管时应垂直起吊，以防止带出或损坏砂袋，施工中若发生上述现象，应在原孔边缘重打，当带出长度大于0.5m时，应重新补打，对已施设的袋装砂井要及时向袋内补砂，每隔三天补一次，一般补2～3次。

（8）每根砂井的长度均须露出地面50～100cm，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 等载预压及卸载

一般路基填筑至设计预压荷载的大小，必要时可超过设计荷载10%～20%。施加预压荷载，任何情况下作用于地基的荷载不得超过地基的极限荷载，以免地基失稳破坏，在需要施加较大荷载时，应分级加载，并控制加荷速率，使之与地基的强度增长相适应

当达到以下条件时，可以进行卸载：

（1）地面总沉降量达到预压荷载下计算最终沉降量的80%以上。

（2）理论计算的地基总固结度达到80%以上。

（3）地面沉降速率连续两个月观测的沉降量每月不超过5mm。

3 结束语

软土地基是公路工程施工中经常遇到的地质情况，为避免其影响公路使用过程的中质量及稳定性，必须对其进行加固处理。袋装砂井法施工简便、节约材料、效果显著，在软土地基处理中应用较为广泛，并取得了较好的工程效益和经济效益。通过6～8个月的软基观测及数据整理，沉降观测资料表明，采用袋装砂井+等载预压对软基处理，路基加固达到了预期的效果，使路基工期沉降及工后沉降满足公路正常使用的要求。

〔1〕《公路软土地基路堤设计与施工规范》（JTJ017-96）

〔2〕《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）

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1007-6344（2016）04-0301-01