袋装砂井 砂垫层处理软土路基

袋装砂井+砂垫层处理软土路基工程概况：xx高速公路珠海段第九合同段（K43+234.855~K45+800）工程，本标段全长2.565km，其中路基总长为2.014km，大桥2座，涵洞7座。全标为整体式路基（详见下图）：图1本标段处于xx三角洲西江河口的冲积平原地区，软土主要由水流缓慢淤积而成，形成年代比较久远，沉积厚度一般较深。在漫长的沉积过程中，由于植物的腐烂，在软土中有时夹有少量的腐泥或泥炭层。其中，上部滨海冲积淤泥、淤泥质土，层厚多在11.60~43.20m之间，多为高液限黏土夹低液限黏土及粉土，呈流塑、软塑状，具高压缩性，承载力在50~100kPa之间，软土层面埋藏浅，厚度大，分布稳定，透水性差，具有易触变性，易剪切滑动等不良工程地质特征。地表水入浸后易软化，不宜作各类构筑物天然基础的持力层。不同粒径的冲积砂、砾砂、卵石，层厚多在3.50~22.4m之间。透镜状、层状分布，呈松散、中密状，承载力在200~400kPa，大部分厚度小，变化大，呈透镜状局部分布，在侧向上存在相变为亚黏土、粉土，稳定性差，大部分不宜作基础持力层。总的来说，上部软土呈流塑、软塑状，扰动易失水离析，具高压缩性、高含水量、欠固结、高灵敏度、低强度，低承载力的特点，工程地质较差。底部残积亚黏土，部分为低液限黏土或粉土，呈塑状，承载力为100~180kPa，该层厚度变化大，层顶层底起伏变化大，且承载力低，不宜作构筑物基础持力层。处治方法及选用：根据工程需要和地基本身的特点，软土地基处理的理论和手段也在不断发展。软基处理方法很多，归纳起来有五大类，即：置换、排水固结、振动挤密、胶结和加筋（劲）等，细分起来约有70余种。在公路工程的实际施工中，除在一些试验工程选用一些新的方法外，大多数的工程选用常规的、传统的方法，即置换、固结排水和振动挤密等法。其特点是技术可靠、经济适用、施工容易、效果显著且不受时空限制，故得到推广应用。每种方法都有它的适用范围。由于具体工程条件千变万化，对地基处理的要求不尽一致，施工部门采用的机具、当地的材料都会不同。因此必须进行具体分析，从地基条件、经济效益、处理范围、工程进度、材料机具等方面进行综合考虑，以确定合适的处治方案。根据本标段的特点，按照经济合理的原则。对于一般软基地段采用“袋装砂井+砂垫层+土工格栅”排水固结方法加固地基。对于涵洞、桥头高路堤地段，采用CFG桩、水泥搅拌桩挤密复合地基及换填加筋等方法。本文重点阐述袋装砂井处理方法在本标段软基的应用、施工及成效。袋装砂井排水法加固软土路基的原理在含水量大、孔隙比大、压缩性高、软土深厚的软土地基中打入砂袋作为排水通道以增加土层的排水途径,缩短排水的距离（见图2）。在上部荷载的作用下,产生的附加应力使土颗粒间的孔隙水通过插在软土层中的砂井排出地层外面以达到土颗粒间位移密实,从而大大加速了地基的固结与沉降。减少压缩性,降低孔隙比和含水量,增加土体密实度,在较短时间内达到较高的固结度,以提高软土路基的承载力和抗剪能力,从而保证路堤和地基的稳定。地基土层的排水固结效果与它的排水边界有关。根据固结理论，软粘土固结所需时间的长短与其相对排水距离的平方成正比。如果淤泥质土层厚度大于10～20m，要达到较大固结度U>80%，所需的时间要几年至几十年至久。为了加速固结，最为有效的方法是在天然土层中增加排水途径，缩短排水距离，在天然地基中设置竖向排水体，如图2所示。这时在路基土体荷载的作用下，土层中的空隙水主要通过砂井、经由砂垫层排出，缩短了路基工程的预压期，在短期内达到了较好的固结效果，使沉降提前完成，加速地基土强度的增长。只要地基承载力提高的速率始终大于施工荷载增长的速率，就可以保证路基的稳定性。图2为了使从袋装砂井竖向排出的水流处路基外，达到持续排水的效果，通常会在路堤和砂井顶部之间铺设一定厚度的砂垫层，以起到增强排水和加固地基的作用。砂垫层质量很重要，它取决于砂粒大小和含泥量多少，一般以中、粗砂和含泥量少于3%为宜，同时又应注意其厚度和设置位置。目前厚度多控制在50—80cm，改变了过去仅用30cm。本标段采用的是80cm的砂垫层，其原因是地基原地面施工前虽经平整，但不一定理想，如出现凹凸不平，其厚度不尽如人意，为保证安全，应适当地增加些厚度。同时为了使砂井和砂垫层之间形成良好的流通渠道，必须将部分砂井头埋入砂垫层里面，一般以30cm为宜，这样可充分发挥砂井的排水作用。施工工艺本标段砂井加固深度为25m,,砂井直径为7cm，砂井按三角形布置，桩间距为1.1m~1.3m，砂垫层厚为80cm，砂井总工程量为1526167m。累剪骡代推冰兽图钟3幕4.1荷施工准备呈施工机具：脊袋桩砂井施工稻机械主要是导袜管式振动打桩剑机，按行走方颠式分类有：履娱带臂架式、有印轨道门架式、枯吊机导架式等非。其中，履带肥式砂井机行走姨方便，操作简矮单，施工方便随，在本标段中框便采用此类砂扰井机。盖材料选定：匀①撤砂袋：选用聚缎丙烯编制袋，今抗拉强度应能扮保证承受砂袋卡自重，装砂后激砂袋的渗透系屡数应不小于砂追的渗透系数昏；蒜②计砂：采用渗透甘系偿数较高的中、括粗砂，大于吉0.材5置毫米渗的砂的含量宜租占总量锄的满50用%思以上，含泥量常不应大疑于椒3屡%帝，渗透系数不晨应小鸟于醋5×10栗-3cm燕/萝s耀。浅申劳动力组织：酷袋装砂井属隐韵蔽工似程葬,于要求操作人员膨必须具有良好烘的施工经验与柳操作技煮能毛,束施工中每台班罪劳力可按下表加配置缝蹦：昨序号计工种荣数量协备注丈1倘班长夜1骆

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滚4.融2娃工艺流程扣：吸总体流程：排豆除地表凤水表占→卵外整平原地疑面塌妻→覆深铺设下垫砂末层争绑→继炎井位放筑样栏愉→且享机具定脱位剖列→优生打入套捧管脚周→错泡沉入砂乘袋增浅→毁尚拔出套搭管窝俯→扒絮机具移吃位脑烫铜→距楼依此施工完全绢部砂袋井后铺她设上层砂垫层唯。用具体施工工艺洞图见下图：抄（扩1完）清理平整场云地：电施工前应对软答基处理范围测恶量放样，并用喊挖沟机、推土洲机清理不符合活要求的表土、衬树根，对常年酬积水地表挖沟稠排水、晒干，劳并作好填前压坡实。对水塘、能鱼塘淤泥层厚岸地段，由于地区基经常浸水湿伤软，含水量大劳，施工前应做堤好抽水清淤、谋清淤至水塘、谨鱼塘底硬土层尸，防止因淤泥捡可能出现的路诵基盆形沉降、联失稳和沉降差籍等问题。并应星按设计要求作拖好回填整平。呀（适2唇）砂垫层施工舒：治a孤、下层砂垫层祸厚度一般残30cm箭为宜，宽度应房宽出路基护坡球道边脚棕1.排5啄米降，防止因沉降此将造成砂垫层磁不足，影响砂碧垫层排水沉降的固结。两侧端瞎应以砂包护砌氏或采有其他方加式防护，以免雹砂料流失。在份对场地进行碾务压平整后，即括可进行砂垫层邀的分层碾压摊朵铺施工，每层亭的摊铺厚度为闸30cm给，并且在压实红好的层次上进由行下层次的填监筑时，应采用柜推进、整平、诵进料的方式填斗筑。套b牙、眉衬砂垫层材料采丹用透水性好、持洁净、级配良当好的中、粗砂叛，含泥量不应灵大榴于胸5考%慕，渗透系数不坡小桐于批10碗-3切cm虚/银s高，细度模数大玻于仙2.赴5营。中粗砂在软垂基处理中作用粪是为袋装砂井趁向上排水后，盼由砂垫层水平床向外排水，为组保证路基施工馋质量，必须控掉制中粗砂的质犁量满足设计要胜求。倘（沟3江）布桩及测量某放线孙根据施工设计绘图，按里程分蜓段画出布桩图产。布桩图上应普标明线路中心扰线、里程、路像基底宽线、桩驼号和桩长等。伯（详眼图斤3斩）施打前，准原确布桩，经检彻查后方可进行痒施工，并在施揉工过程中经常付检查桩位，确尘保井距及整体群布井位置准确桑。材料采集和试验平整场地材料采集和试验平整场地修筑预拱坡面修筑预拱坡面灌制砂袋摊铺下层砂垫层灌制砂袋摊铺下层砂垫层测量标定袋装砂井位置测量标定袋装砂井位置砂井机具就位砂井机具就位打补打入套管打补打入套管带出0.5m以上砂袋损坏或沉入砂袋带出0.5m以上砂袋损坏或沉入砂袋拔出套管拔出套管机具移位机具移位下根砂井埋砂袋头下根砂井埋砂袋头分段砂井施工完成后摊铺上层砂垫层分段砂井施工完成后摊铺上层砂垫层忽施工过程的常躬见问题及处理撞办糖法将:学袋装砂井施工怕期间常会出现类问题有：袋装江砂井回袋、砂强袋灌砂量不足队、砂袋间距不腹符合要求、砂系袋缩颈、断裂规。挠5.纱1安袋装砂井回袋疤本标段软土层墨较厚，袋装砂救井处理深度达汁25m仪，底层是很厚爹的淤泥质粘性烧土层，深层袋泼装砂井施工容羽易出现回袋（丧钢套管在打入剃设计深度后，倾在提升的过程刘中，砂袋随着挎钢管的提升而咱上升的现象叫橡做抱“凯回胁袋迈”否）。赢袋装砂井回袋临可采取以下办筒法预防：帮（湿1眠）钢管沉至设苗计深度后，往佣钢套管内灌水般以平衡管内外挥水压，因为桩赏深，管底压力糠大，容易将淤膏泥从管口压入堆管内，为了减举小管内压力往嗽管内灌水反压齿，将减少淤泥科进入管内造成纹回袋。拥（滔2恰）钢套管盖口驼不应过小或过蓝大，过小或过孩大容易在沉桩深过程中淤泥进袭入钢套管，应找将钢套管盖口闯控制在牵1mm尤空隙之内。军（湿3朵）拔出钢管时宵将砂袋吊在袋凳装砂井机上，胁由于砂袋自重塞大，将砂袋直副接放入钢套管刃容易引起砂袋絮回袋、断裂、刘破裂的质量问勤题，将砂袋垂待直吊在袋装砂浊井机上缓慢放侨入钢套管，保查证了砂袋的质柏量，防止拔管爽时回袋。调5.摘2何砂袋灌砂量不药足窝砂袋的灌入砂框宜采用天然级盲配良好中粗河谦砂，并保持风连干状态，以免磨袋内砂干燥后炕体积减小，造皆成砂袋砂井缩险短或排水砂垫红层不搭接的问跃题。不宜采用姜海砂，因疗海砂具有盐度担高、粘性大、节吸湿性强、级娱配不均匀的特腔点，因而导致崇装袋困难、不婶利于软基排水贴固结，所以在松施工中尽量避香免使用海砂。质砂袋灌砂使用丝灌砂机灌砂，后人工铺助抖实坑，导管拔出时锻如果发现砂袋火头量不足，需桃人工补灌。装墓好后保证砂袋蛮饱和密实、砂刻袋呈柱状，砂刊袋应随装随打指，不应堆存过费多过久，以免膛砂袋老化、松反弛，更不宜在圣太阳底下暴晒蔽，砂袋暴晒后包容易松弛，无锦法满足砂桩密蜡实要求。愁砂袋灌砂应饱胸满，砂袋灌砂解率（锋r壁）按下式计算努:式中：宝m浩sd叨----蚀宗实际灌入砂的抄质量（久kg打）垄;博d它、脏L----蛇践依序为砂井直悦径、深度（峰m继习为Pd到---辞-梦中粗砂的干密欣度（纯kg/m威3湾）赛5洽．约3这砂袋间距因施工前严格按恒设计图纸绘制免布桩图，并用缸硬胶条准确布柳桩，施工过程屈中应经常检查彻桩位，确保桩荐距及整体布桩众位置线形。打巡桩班组人员应粗固定，并尽量毁采用熟练操作烧工人，钢套管克下管时应由专觉人负责，保证滤砂袋间距符合聋设计要求。施材工现场必须放灿出中线、边线进作布桩控制点龙，方便施工。厚5字．吼4桥砂袋缩颈、断垄裂坟砂袋头应绑扎致引袋，入井时雄操作人员应抓滔紧引袋，垂直犁缓慢地放入井钩内，拔钢套管疾时，也应注意届垂直起吊，以策防止带出或损峰坏砂袋。每条严砂桩施打完毕麦后必须将现场豪淤泥清理干净趴，保证砂袋留急出孔口伸入砂草垫层长度至少洁30昨cm幼。伸入砂垫层键的砂袋要竖立李，不得卧倒。望使的砂井和砂异垫层充分衔接踪，确保排水畅敏通。敞6躁．辣砂井的质量控紫制及检验墓（消1摧）少桥加强对材料的闭管理检豆验仇,瓦按规定做好砂舱子质量和含泥够量的控制。全（集2惧）打设套管前堂要检查套管长称度和直径是否伤与设计相活符冠,纳管内有无杂末物垒,壁桩尖活动门开摧启是否灵筝活愿,梢封闭是否良好禾。滩（盐3瓶）艺梳施工中随时检经查套管成孔位品置蛮,赌垂直度是否满掀足设计要扣求鞋,挺并检查灌砂量迹是否符合理论晌计算值。串（掘4输）袋装砂井软极基处理属隐蔽否工程，且通常掠是昼夜连续施默工，应加强对燃施工工艺、桩叉长变化、砂袋闸灌砂质量进行辜严格监控，确煮保工程质量。房（图5钞）卧询砂井质量控制砌及检验应符合迅下表的规定姜项鹊卫贺目华单位恶允许偏差执井距诚Cm面±15松井长煎Cm盲不小于设计妇井径员mm坐+1象0孝，驶0算竖直度燕%完1.5倘灌砂率絮%董+5结论：乎在深层袋装砂以井施工完毕后罗，通过在上层铅的路堤填筑中奏沉降观测显示绍，袋装砂井加旦快了土层违中的空隙水竖应向排出，缩短榴了软土路基工讽程的预压期，慌在短期内达到猛了较好的固结忌效果，使沉降滑提前完成；加兔速地基土强度狼的增长，保证嘴了地基的稳定读性，充分说长明槐“垦袋装砂组井糟+矛砂垫及层遵”撇在本标段软基违