【正文】 717 預(yù)壓地基 7171 砂井堆載預(yù)壓地基 砂井堆載預(yù)壓地基系在軟弱地基中用鋼管打孔，灌砂設(shè)置砂井作為豎向排水通道，并在砂井頂部設(shè)置砂墊層作為水平排水通道，在砂墊層上部壓載以增加土中附加應(yīng)力，使土體中孔隙水較快地通過(guò)砂井和砂墊層排出，從而加速土體固結(jié)，使地基得到加固。 1．加固機(jī)理 一般軟粘土的結(jié)構(gòu)呈蜂窩狀或絮狀，在固體顆粒周圍充滿水，當(dāng)受到應(yīng)力作用時(shí)，土體中孔隙水慢慢排出，孔隙體積變小而發(fā)生體積壓縮，常稱之為固結(jié)。由于粘土的孔隙率很細(xì)小，這一過(guò)程是非常緩慢的。一般粘土的滲透系數(shù)很小，為 107~109cm/s，而砂的滲透系數(shù)介于 102~103cm/s，兩者相差很大。故此當(dāng)?shù)鼗惩翆雍穸群艽髸r(shí)，僅采用堆載預(yù)壓而不改變粘土層的排水邊界條件，粘土層固結(jié)將十分緩慢，地基土的強(qiáng)度增長(zhǎng)過(guò)慢而不能快速堆載，使預(yù)壓時(shí)間很長(zhǎng)。當(dāng)在地基內(nèi)設(shè)置砂井等豎向排水體系，則可縮短排水距離，有效地加速土的固結(jié)，圖 729 為典型的砂井地基剖面。 圖 729 典型的砂井地基剖面 1砂井； 2砂墊層； 3永久性填土； 4臨時(shí)超載填土 2．特點(diǎn)及適用范圍 砂井堆載預(yù)壓的特點(diǎn)是：可加速飽和軟粘土的排水固結(jié)，使沉降及早完成和穩(wěn) 定（下沉速度可加快 ~ 倍），同時(shí)可大大提高地基的抗剪強(qiáng)度和承載力，防止基土滑動(dòng)破壞；而且，施工機(jī)具、方法簡(jiǎn)單，就地取材，不用三材，可縮短施工期限，降低造價(jià)。 適用于透水性低的飽和軟弱粘性土加固；用于機(jī)場(chǎng)跑道、油罐、冷藏庫(kù)、水池、水工結(jié)構(gòu)、道路、路堤、堤壩、碼頭、岸坡等工程地基處理。對(duì)于泥炭等有機(jī)沉積地基則不適用。 3．砂井的構(gòu)造和布置 （ 1） 砂井的直徑和間距 砂井的直徑和間距由粘性土層的固結(jié)特性和施工期限確定。一般情況下，砂井的直徑和間距取細(xì)而密時(shí)，其固結(jié)效果較好，常用直徑為 300~400mm。井 徑不宜過(guò)大或過(guò)小，過(guò)大不經(jīng)濟(jì)，過(guò)小施工易造成灌砂率不足、縮頸或砂井不連續(xù)等質(zhì)量問(wèn)題。砂井的間距一般按經(jīng)驗(yàn)由井徑比 n＝ de/dw＝ 6~10 確定（ de為每個(gè)砂井的有效影響范圍的直徑； dw 為砂井直徑），常用井距為砂井直徑的 6~9 倍，一般不應(yīng)小于 。 （ 2）砂井長(zhǎng)度 砂井長(zhǎng)度的選擇與土層分布、地基中附加應(yīng)力的大小、施工期限和條件等因素有關(guān)。當(dāng)軟土層不厚、底部有透水層時(shí)，砂井應(yīng)盡可能穿透軟土層；如軟土層較厚，但間有砂層或砂透鏡體，砂井應(yīng)盡可能打至砂層或透鏡體。當(dāng)粘土層很厚，其中又無(wú)透水層時(shí)，可按地基的穩(wěn)定性及建 筑物變形要求處理的深度來(lái)決定。按穩(wěn)定性控制的工程，如路堤、土壩、岸坡、堆料場(chǎng)等，砂井深度應(yīng)通過(guò)穩(wěn)定分析確定，砂井長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)最危險(xiǎn)滑弧面的深度 2m。從沉降考慮，砂井長(zhǎng)度應(yīng)穿過(guò)主要的壓縮層。砂井長(zhǎng)度一般為 10~20m。 （ 3）砂井的布置和范圍 砂井常按等邊三角形和正方形布置（圖 730） 。當(dāng)砂井為等邊三角形布置時(shí)，砂井的有效排水范圍為正六邊形，而正方形排列時(shí)則為正方形，如圖 730 中虛線所示。假設(shè)每個(gè)砂井的有效影響面積為圓面積，如砂井距為 l，則等效圓（有效影響范圍）的直徑 de與 l 的關(guān)系如下： 圖 730 砂 井平面布置及影響范圍土柱體剖面 （ a）正三角形排列；（ b）正方形排列；（ c）土柱體剖面 1砂井； 2排水面； 3水流途徑； 4無(wú)水流經(jīng)過(guò)此界線 等邊三角形排列時(shí) llde ??? ? （ 711） 正方形排列時(shí) llde ??? ? （ 712） 由井徑比就可算出井距 l。由于等邊三角形排列較正方形緊湊和有效，較常采用，但理論上兩種排列效果相同（當(dāng) de相同時(shí)）。砂井的布置范圍，宜比建筑物基礎(chǔ)范圍稍大為佳，因?yàn)榛A(chǔ)以外一定范圍內(nèi)地基 中仍然產(chǎn)生由于建筑物荷載而引起的壓應(yīng)力和剪應(yīng)力。如能加速基礎(chǔ)外地基土的固結(jié)，對(duì)提高地基的穩(wěn)定性和減小側(cè)向變形以及由此引起的沉降均有好處。擴(kuò)大的范圍可由基礎(chǔ)的輪廓線向外增大約 2~4m。 （ 4） 采用錘擊法沉樁管，管內(nèi)砂子亦可用吊錘擊實(shí)，或用空氣壓縮機(jī)向管內(nèi)通氣（氣壓為 ~）壓實(shí)。 （ 5） 打砂井順序應(yīng)從外圍或兩側(cè)向中間進(jìn)行，如砂井間距較大可逐排進(jìn)行。打砂井后基坑表層會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)隆起，應(yīng)進(jìn)行壓實(shí)。 （ 6） 灌砂井砂中的含水量應(yīng)加以控制，對(duì)飽和水的土層，砂可采用飽和狀態(tài)；對(duì)非飽和土和雜填土，或能形成直立孔 的土層，含水量可采用 7%~9%。 4．質(zhì)量控制 （ 1） 施工前應(yīng)檢查施工監(jiān)測(cè)措施，沉降、孔隙水壓力等原始數(shù)據(jù)，排水設(shè)施、砂井（包括袋裝砂井）等位置。 （ 2） 堆載施工應(yīng)檢查堆載高度、沉降速率。 （ 3） 施工結(jié)束后應(yīng)檢查地基土的十字板剪切強(qiáng)度，標(biāo)貫或靜壓力觸探值及要求達(dá)到的其他物理力學(xué)性能，重要建筑物地基應(yīng)作承載力檢驗(yàn)。 （ 4）砂井堆載預(yù)壓地基質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如表 730 所示。 預(yù)壓地基和塑料排水帶質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 表 730 項(xiàng) 序 檢查項(xiàng)目 允許偏差或允許值 檢查方法 單位 數(shù)值 主控項(xiàng)目 1 預(yù)壓載荷 % ≤ 2 水準(zhǔn)儀 2 固結(jié)度（與設(shè)計(jì)要求比） % ≤ 2 根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用不同方法 3 承載力或其他性能指標(biāo) 設(shè)計(jì)要求 按規(guī)定方法 一般項(xiàng)目 1 沉降速率（與控制值比） % 177。 10 水準(zhǔn)儀 2 砂井或塑料排水帶位置 mm 177。 100 用鋼尺量 3 砂井或塑料排水帶插入深度 mm 177。 200 插入時(shí)用經(jīng)緯儀檢查 4 插入塑料排水帶時(shí)的回帶長(zhǎng)度 mm ≤ 500 用鋼尺量 5 塑料排水帶或砂井高出砂墊層距離 mm ≥ 200 用鋼尺量 6 插入塑料排水帶的回帶根數(shù) % ＜ 5 目測(cè) 注： 1．本表 適用于砂井堆載、袋裝砂井堆載、塑料排水帶堆載預(yù)壓地基及真空預(yù)壓地基的質(zhì)量檢驗(yàn)。 2． 砂井堆載、袋裝砂井堆載預(yù)壓地基無(wú)一般項(xiàng)中的 6。 3． 如真空預(yù)壓，主控中預(yù)壓載荷的檢查為真空度降低值＜ 2%。 7172 袋裝砂井堆載預(yù)壓地基 袋裝砂井堆載預(yù)壓地基，是在普通砂井堆載預(yù)壓基礎(chǔ)上改良和發(fā)展的一種新方法。普通砂井的施工，存在著以下普遍性問(wèn)題：（ 1） 砂井成孔方法易使井周圍土擾動(dòng)，使透水性減弱（即涂抹作用），或使砂井中混入較多泥砂，或難使孔壁直立；（ 2） 砂井不連續(xù)或縮井、斷頸、錯(cuò)位現(xiàn)象很難完全避免；（ 3） 所 用成井設(shè)備相對(duì)笨重，不便于在很軟弱地基上進(jìn)行大面積施工；（ 4） 砂井采用大截面完全為施工的需要，而從排水要求出發(fā)并不需要，造成材料大量浪費(fèi)；（ 5） 造價(jià)相對(duì)比較高。而采用袋裝砂井則基本解決了大直徑砂井堆載預(yù)壓存在的問(wèn)題，使砂井的設(shè)計(jì)和施工更趨合理和科學(xué)化，是一種比較理想的豎向排水體系。 1．特點(diǎn)及適用范圍 袋裝砂井堆載預(yù)壓地基的特點(diǎn)是：能保證砂井的連續(xù)性，不易混入泥砂，或使透水性減弱；打設(shè)砂井設(shè)備實(shí)現(xiàn)了輕型化，比較適應(yīng)于在軟弱地基上施工；采用小截面砂井，用砂量大為減少；施工速度快，每班能完成 70 根以上；工程造價(jià) 降低，每 1m2地基的袋裝砂井費(fèi)用僅為普通砂井的 50%左右。 適用范圍同砂井堆載預(yù)壓地基。 2．構(gòu)造及布置 （ 1） 砂井直徑和間距 袋裝砂井直徑根據(jù)所承擔(dān)的排水量和施工工藝要求決定，一般采用 7~12cm，間距 ~，井徑比為 15~25。 袋裝砂井長(zhǎng)度，應(yīng)較砂井孔長(zhǎng)度長(zhǎng) 50cm，使能放入井孔內(nèi)后可露出地面，以使埋入排水砂墊層中。 （ 2）砂井布置 可按三角形或正方形布置，由于袋裝砂井直徑小，間距小，因此加固同樣土所需打設(shè)袋裝砂井的根數(shù)較普通砂井為多，如直徑 70mm 袋裝砂井按 正方形布置，則每 ，而直徑 400mm 的普通砂井，按 正方形布置，每 ，前者打設(shè)的根數(shù)為后者的 倍。 3．材料要求 （ 1） 裝砂袋 應(yīng)具有良好的透水、透氣性，一定的耐腐蝕、抗老化性能，裝砂不易漏失，并有足夠的抗拉強(qiáng)度，能承受袋內(nèi)裝砂自重和彎曲所產(chǎn)生的拉力。一般多采用聚丙烯編織布或玻璃絲纖維布、黃麻片、再生布等，其技術(shù)性能見(jiàn)表 731。 砂袋材料技術(shù)性能 表 731 砂袋材料 滲透性 （ cm/s） 抗拉試驗(yàn) 彎曲 180176。試驗(yàn) 標(biāo)距 （ cm） 伸長(zhǎng)率 （ %） 抗拉強(qiáng)度 （ kPa） 彎心直徑（ cm） 伸長(zhǎng)率 （ %） 破壞情況 聚丙烯編織袋 ＞ 1179。 102 20 1700 23 完整 玻璃絲纖維布 20 940 未到 180176。折斷 黃麻片 ＞ 1179。 102 20 1920 4 完整 再生白布 20 450 10 完整 （ 2）砂 用中、細(xì)砂，含泥量不大于 3%。 4．工藝及機(jī)具設(shè)備 袋裝砂井施工工藝是先用振動(dòng)、錘擊或靜壓方式把井管沉入地下，然后向井管中放入預(yù)先裝好砂料的圓柱形砂袋，最后拔起井管將砂袋充填在孔中形 成砂井。亦可先將管沉入土中放入袋子（下部裝少量砂或吊重），然后依靠振動(dòng)錘的振動(dòng)灌滿砂，最后拔出套管。 打設(shè)機(jī)械可采用 EHZ8 型袋裝砂井打設(shè)機(jī)，一次能打設(shè)兩根砂井，其技術(shù)性能見(jiàn)表 732。亦可采用各種導(dǎo)管式的振動(dòng)打設(shè)機(jī)械，有履帶臂架式、步履臂架式、軌道門(mén)架式、吊機(jī)導(dǎo)架式等打設(shè)機(jī)械，其技術(shù)性能如表 733。 所有鋼管的內(nèi)徑宜略大于砂井直徑，以減小施工過(guò)程中對(duì)地基的擾動(dòng)。 EHZ8 型袋裝砂井打設(shè)機(jī)主要技術(shù)性能 表 732 項(xiàng)次 項(xiàng)目 性能 1 起重機(jī)型號(hào) W501 2 直接接地壓力 （ kPa） 94 3 間接接地壓力 （ kPa） 30 4 振動(dòng)錘激振力 （ kN） 86 5 激振頻率 （ r/min） 960 6 外形尺寸 （ cm） 長(zhǎng) 640179。寬 285179。高 1850 7 每次打設(shè)根數(shù) （根） 2 8 最大打設(shè)深度 （ m） 9 打設(shè)砂井間距 （ cm） 1 1 160、 180、 200 10 成孔直徑 （ cm） 11 置入砂袋直徑 （ cm） 12 施工效率（根／臺(tái)班） 66~80 13 適用土質(zhì) 淤泥、粉質(zhì)粘土、粘土、砂土、回填土 注：需鋪設(shè) 50cm 厚砂墊層 。 各種常用打設(shè)機(jī)械性能表 表 733 打設(shè)機(jī)械型號(hào) 行進(jìn)方式 打設(shè)動(dòng)力 整機(jī)重 （ t） 接地面積 （ m2） 接地壓力 （ kN/m2） 打設(shè)深度 （ m） 打設(shè)效率 （ m/臺(tái)班） SSD20 型 寬履帶 振動(dòng)錘 10 20 1500 IJB16 步履 振動(dòng)錘 50 10~15 1000 門(mén)架軌道 振動(dòng)錘 23 10~15 1000 履帶吊機(jī) 振動(dòng)錘 ＞ 100 12 1000 5．施工工藝方法要點(diǎn) （ 1） 袋裝砂井的施工程序是：定位、 整理樁尖（活瓣樁尖或預(yù)制混凝土樁尖）→沉入導(dǎo)管、將砂袋放入導(dǎo)管→往管內(nèi)灌水（減少砂袋與管壁的摩擦力）、拔管。 （ 2） 袋裝砂井在施工過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1） 定位要準(zhǔn)確，砂井要有較好的垂直度，以確保排水距離與理論計(jì)算一致； 2）袋中裝砂宜用風(fēng)干砂，不宜采用濕砂，避免干燥后，體積減小，造成袋裝砂井縮短與排水墊層不搭接等質(zhì)量事故； 3） 聚丙烯編織袋，在施工時(shí)應(yīng)避免太陽(yáng)曝曬老化。砂袋入口處的導(dǎo)管口應(yīng)裝設(shè)滾輪，下放砂袋要仔細(xì)，防止砂袋破損漏砂； 4） 施工中要經(jīng)常檢查樁尖與導(dǎo)管口的密封情況，避免管內(nèi)進(jìn)泥過(guò)多，造成井阻 ，影響加固深度； 5） 確定袋裝砂井施工長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮袋內(nèi)砂體積減小、袋裝砂井在井內(nèi)的彎曲、超深以及伸入水平排水墊層內(nèi)的長(zhǎng)度等因素，防止砂井全部沉入孔內(nèi)，造成頂部與排水墊層不連接，影響排水效果。 6．質(zhì)量控制 同砂井堆載預(yù)壓地基質(zhì)量控制。 7173 塑料排水帶堆載預(yù)壓地墓 塑料排水帶堆載預(yù)壓地基，是將帶狀塑料排水帶用插板機(jī)將其插入軟弱土層中，組成垂直和水平排水體系，然后在地基表面堆載預(yù)壓（或真空預(yù)壓），土中孔隙水沿塑料帶的溝槽上升溢出地面，從而加速了軟弱地基的沉降過(guò)程，使地基得到壓密加固（圖 731）。 圖 731 塑料排水帶堆載預(yù)壓法 1塑料排水帶； 2土工織物； 3堆載 1．特點(diǎn)及適用范圍 塑料排水帶堆載預(yù)壓地基的特點(diǎn)是：（ 1） 板單孔過(guò)水面積大，排水暢通；（ 2）質(zhì)量輕，強(qiáng)度高， 耐久性好；其排水溝槽截面不易因受土壓力作用而壓縮變形；（ 3） 用機(jī)械埋設(shè)，效率高，運(yùn)輸省，管理簡(jiǎn)單；特別用于大面積超軟弱地基土上進(jìn)行機(jī)械化施工，可縮短地基加固周期； （ 4） 加固效果與袋裝砂井相同，承載力可提高 70%~100%，經(jīng) 100d，固結(jié)度可達(dá)到 80%；加固費(fèi)用比袋裝砂井節(jié)省10%左右。 適用范圍與砂井堆載預(yù)壓、袋裝砂井堆 載預(yù)壓相同。 2．塑料排水帶的性能和規(guī)格 塑料排水帶由芯帶和濾膜組成。芯帶是由聚丙烯和聚乙烯塑料加工而成兩面有間隔溝槽的帶體，土層中的固結(jié)滲流水通過(guò)濾膜滲入到溝槽內(nèi)，并通過(guò)溝槽從排水墊層中排出。根據(jù)塑料排水帶的結(jié)構(gòu)，要求濾網(wǎng)膜滲透性好，與粘土接觸后，其滲透系數(shù)不低于中粗砂，排水溝槽輸水暢通，不因受土壓力作用而減小。塑料排水帶的結(jié)構(gòu)由所用材料不同，結(jié)構(gòu)型式也各異，主要有圖 732 所示幾種。 圖 732 塑料排水帶結(jié)構(gòu)型式、構(gòu)