砂井堆载预压地基

1、砂井堆载预压地基砂井堆载预压地基系在软弱地基中用钢管打孔，灌砂设置砂井作为竖向排水 通道，并在砂井顶部设置砂垫层作为水平排水通道，在砂垫层上部压载以增加土 中附加应力，使土体中孔隙水较快地通过砂井和砂垫层排出，从而加速土体固结， 使地基得到加固。加固机理一般软粘土的结构呈蜂窝状或絮状，在固体颗粒周围充满水，当受到应力作 用时，土体中孔隙水慢慢排出，孔隙体积变小而发生体积压缩，常称之为固结。 由于粘土的孔隙率很细小，这一过程是非常缓慢的。一般粘土的渗透系数很小， 为10-710-9cm/s，而砂的渗透系数介于10-210-3cm/s，两者相差很大。故此当地 基粘土层厚度很大时，仅采用堆载预压而不

2、改变粘土层的排水边界条件，粘土层 固结将十分缓慢，地基土的强度增长过慢而不能快速堆载，使预压时间很长。当 在地基内设置砂井等竖向排水体系，则可缩短排水距离，有效地加速土的固结， 图7-29为典型的砂井地基剖面。图7-29典型的砂井地基剖面1-砂井；2-砂垫层；3-永久性填土； 4-临时超载填土特点及适用范围砂井堆载预压的特点是：可加速饱和软粘土的排水固结，使沉降及早完成和 稳定（下沉速度可加快2.02.5倍），同时可大大提高地基的抗剪强度和承载力， 防止基土滑动破坏；而且，施工机具、方法简单，就地取材，不用三材，可缩短 施工期限，降低造价。适用于透水性低的饱和软弱粘性土加固；用于机场跑道、油罐

3、、冷藏库、水 池、水工结构、道路、路堤、堤坝、码头、岸坡等工程地基处理。对于泥炭等有 机沉积地基则不适用。砂井的构造和布置砂井的直径和间距砂井的直径和间距由粘性土层的固结特性和施工期限确定。一般情况下，砂 井的直径和间距取细而密时，其固结效果较好，常用直径为300400mm。井径 不宜过大或过小，过大不经济，过小施工易造成灌砂率不足、缩颈或砂井不连续 等质量问题。砂井的间距一般按经验由井径比 =d/dw = 610确定(de为每个砂 井的有效影响范围的直径；dw为砂井直径)，常用井距为砂井直径的69倍，一 般不应小于1.5m。砂井长度砂井长度的选择与土层分布、地基中附加应力的大小、施工期限和条

4、件等因 素有关。当软土层不厚、底部有透水层时，砂井应尽可能穿透软土层；如软土层 较厚，但间有砂层或砂透镜体，砂井应尽可能打至砂层或透镜体。当粘土层很厚， 其中又无透水层时，可按地基的稳定性及建筑物变形要求处理的深度来决定。按 稳定性控制的工程，如路堤、土坝、岸坡、堆料场等，砂井深度应通过稳定分析 确定，砂井长度应超过最危险滑孤面的深度2m。从沉降考虑，砂井长度应穿过 主要的压缩层。砂井长度一般为1020m。砂井的布置和范围砂井常按等边三角形和正方形布置(图7-30)。当砂井为等边三角形布置时， 砂井的有效排水范围为正六边形，而正方形排列时则为正方形，如图7-30中虚 线所示。假设每个砂井的有效

5、影响面积为圆面积，如砂井距为/，则等效圆(有 效影响范围)的直径de与l的关系如下：图7-30砂井平面布置及影响范围土柱体剖面（a）正三角形排列；（b）正方形排列；（c） 土柱体剖面1-砂井；2-排水面；3-水流途径；4-无水流经过此界线I等边三角形排列时 d.=足螳 l = 1.05/（7-11）4正方形排列时de =l = 1.13l（7-12）由井径比就可算出井距I。由于等边三角形排列较正方形紧凑和有效，较常 采用，但理论上两种排列效果相同（当de相同时）。砂井的布置范围，宜比建筑 物基础范围稍大为佳，因为基础以外一定范围内地基中仍然产生由于建筑物荷载 而引起的压应力和剪应力。如能加速基

6、础外地基土的固结，对提高地基的稳定性 和减小侧向变形以及由此引起的沉降均有好处。扩大的范围可由基础的轮廓线向 外增大约24m。（4）采用锤击法沉桩管，管内砂子亦可用吊锤击实，或用空气压缩机向管 内通气（气压为0.40.5MPa）压实。（5）打砂井顺序应从外围或两侧向中间进行，如砂井间距较大可逐排进行。打砂井后基坑表层会产生松动隆起，应进行压实。（6）灌砂井砂中的含水量应加以控制，对饱和水的土层，砂可采用饱和状 态；对非饱和土和杂填土，或能形成直立孔的土层，含水量可采用7%9%。质量控制（1）施工前应检查施工监测措施，沉降、孔隙水压力等原始数据，排水设 施、砂井（包括袋装砂井）等位置。（2）堆载

7、施工应检查堆载高度、沉降速率。（3）施工结束后应检查地基土的十字板剪切强度，标贯或静压力触探值及 要求达到的其他物理力学性能，重要建筑物地基应作承载力检验。（4）砂井堆载预压地基质量标准如表7-30所示。预压地基和塑料排水带质量检验标准表7-30项序检查项目允许偏差或允许值单位数值主控项目1预压载荷_ % _W22固结度（与设计要求比）_ % _W2检查方法水准仪根据设计要求采用不同方法3承载力或其他性能指标设计卜要求按规定方法一般项目123456沉降速率（与控制值比）%10水准仪砂井或塑料排水带位置mm100用钢尺量砂井或塑料排水带插入深度mm200插入时用经纬仪检查插入塑料排水带时的回带长度mmW500用钢尺量塑料排水带或砂井高出砂垫层距 离mm_ %_N2005用钢尺量目测插入塑