砂井堆載預(yù)壓地基

1、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砂井和砂墊層排出，從而加速土體固結(jié)， 使地基得到加固。加固機理一般軟粘土的結(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，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小，這一過程是非常緩慢的。一般粘土的滲透系數(shù)很小， 為10-710-9cm/s，而砂的滲透系數(shù)介于10-210-3cm/s，兩者相差很大。故此當(dāng)?shù)?基粘土層厚度很大時，僅采用堆載預(yù)壓而不

2、改變粘土層的排水邊界條件，粘土層 固結(jié)將十分緩慢，地基土的強度增長過慢而不能快速堆載，使預(yù)壓時間很長。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7-29為典型的砂井地基剖面。圖7-29典型的砂井地基剖面1-砂井；2-砂墊層；3-永久性填土； 4-臨時超載填土特點及適用范圍砂井堆載預(yù)壓的特點是：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2.02.5倍），同時可大大提高地基的抗剪強度和承載力， 防止基土滑動破壞；而且，施工機具、方法簡單，就地取材，不用三材，可縮短 施工期限，降低造價。適用于透水性低的飽和軟弱粘性土加固；用于機場跑道、油罐

3、、冷藏庫、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。對于泥炭等有 機沉積地基則不適用。砂井的構(gòu)造和布置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而密時，其固結(jié)效果較好，常用直徑為300400mm。井徑 不宜過大或過小，過大不經(jīng)濟，過小施工易造成灌砂率不足、縮頸或砂井不連續(xù) 等質(zhì)量問題。砂井的間距一般按經(jīng)驗由井徑比 =d/dw = 610確定(de為每個砂 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69倍，一 般不應(yīng)小于1.5m。砂井長度砂井長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

4、件等因 素有關(guān)。當(dāng)軟土層不厚、底部有透水層時，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， 其中又無透水層時，可按地基的穩(wěn)定性及建筑物變形要求處理的深度來決定。按 穩(wěn)定性控制的工程，如路堤、土壩、岸坡、堆料場等，砂井深度應(yīng)通過穩(wěn)定分析 確定，砂井長度應(yīng)超過最危險滑孤面的深度2m。從沉降考慮，砂井長度應(yīng)穿過 主要的壓縮層。砂井長度一般為1020m。砂井的布置和范圍砂井常按等邊三角形和正方形布置(圖7-30)。當(dāng)砂井為等邊三角形布置時， 砂井的有效排水范圍為正六邊形，而正方形排列時則為正方形，如圖7-30中虛 線所示。假設(shè)每個砂井的有效

5、影響面積為圓面積，如砂井距為/，則等效圓(有 效影響范圍)的直徑de與l的關(guān)系如下：圖7-30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-無水流經(jīng)過此界線I等邊三角形排列時 d.=足螳 l = 1.05/（7-11）4正方形排列時de =l = 1.13l（7-12）由井徑比就可算出井距I。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）。砂井的布置范圍，宜比建筑 物基礎(chǔ)范圍稍大為佳，因為基礎(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

6、礎(chǔ)外地基土的固結(jié)，對提高地基的穩(wěn)定性 和減小側(cè)向變形以及由此引起的沉降均有好處。擴大的范圍可由基礎(chǔ)的輪廓線向 外增大約24m。（4）采用錘擊法沉樁管，管內(nèi)砂子亦可用吊錘擊實，或用空氣壓縮機向管 內(nèi)通氣（氣壓為0.40.5MPa）壓實。（5）打砂井順序應(yīng)從外圍或兩側(cè)向中間進行，如砂井間距較大可逐排進行。打砂井后基坑表層會產(chǎn)生松動隆起，應(yīng)進行壓實。（6）灌砂井砂中的含水量應(yīng)加以控制，對飽和水的土層，砂可采用飽和狀 態(tài)；對非飽和土和雜填土，或能形成直立孔的土層，含水量可采用7%9%。質(zhì)量控制（1）施工前應(yīng)檢查施工監(jiān)測措施，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

7、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度，標(biāo)貫或靜壓力觸探值及 要求達到的其他物理力學(xué)性能，重要建筑物地基應(yīng)作承載力檢驗。（4）砂井堆載預(yù)壓地基質(zhì)量標(biāo)準如表7-30所示。預(yù)壓地基和塑料排水帶質(zhì)量檢驗標(biāo)準表7-30項序檢查項目允許偏差或允許值單位數(shù)值主控項目1預(yù)壓載荷_ % _W22固結(jié)度（與設(shè)計要求比）_ % _W2檢查方法水準儀根據(jù)設(shè)計要求采用不同方法3承載力或其他性能指標(biāo)設(shè)計卜要求按規(guī)定方法一般項目123456沉降速率（與控制值比）%10水準儀砂井或塑料排水帶位置mm100用鋼尺量砂井或塑料排水帶插入深度mm200插入時用經(jīng)緯儀檢查插入塑料排水帶時的回帶長度mmW500用鋼尺量塑料排水帶或砂井高出砂墊層距 離mm_ %_N2005用鋼尺量目測插入塑