袋装砂井施工技术

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1、1.袋装砂井2.砂垫层（或砂沟）3.干砌片石4.永久性填土预压图1袋装砂井加固软土路基1.机架2.振动器3.套管4.入袋口 5.管靴6.钢丝绳7滑轮8.行走传动装置9.卷扬机10.控制室11.滑道图2型砂井打设机软土路基加固施工技术袋装砂井法摘 要：介绍袋装砂井加固软土路基原理、施工技术、质量控制和沉降观测。 关键词：袋装砂井 软土路基 加固原理 沉降观测袋装砂井是加固软土路基 的一种较新的技术。它是以聚 丙烯纺织布缝成直径7cm左右 的砂袋，长度为设计的砂井长， 砂袋中灌满粗砂；利用振动锤 将内径9cm左右的套管打入地 基，达到设计要求深度后，将 灌满砂子的砂袋放入套管，拔 出套管，砂袋留在

2、软土地基中 形成袋装砂井（如图1 示）。一、加固原理 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。由于软粘土的渗透 系数非常小，加之排水边界较 宽，这一过程非常缓慢。通过在地基内设置袋装砂 井竖向排水体系，并在附加荷 载的作用下，软土地基内的孔 隙水通过袋装砂井和砂垫层排 出土层，从而缩短了排水矩离 改善排水条件，有效加速了土 体的固结，从而使土体的内摩 擦角增大，土的粘聚力及抗剪 力也得到了提高。二、施工技术（一） 施工机具 袋装砂井施工机具主要是导管式振动砂井打设机。如履带臂架式、步履臂架

3、式、轨道门架式、吊机导架式等。打设效率一般在10001500m/台班（如图2示）。常用打设机具性 能见表1。表1 各种常用打设机械性能表打设机械型号行进方式打设动力整机重接地面积接地压力打设深度打设效率（十）（m2）（kN，m2）（m）（m/台班）SSD20 型宽履带振动锤34 53510201500UB 16振动锤15 835010151000门架轨道振动锤18 08231015000履带吊机振动锤100121000二） 材料要求砂井袋：应具有良好的透水、透气性，有一定的耐腐蚀抗老化性能，装砂不易漏失， 并有足够的抗拉强度，能承受袋内装砂自重和弯曲所产生的拉力。一般多采用聚丙烯纺织 布和玻璃

4、丝纤维布、黄麻布、再生布等，其技术性能见表2。聚丙烯纺织袋，在施工时应 避免太阳曝晒，防止老化。砂：采用经筛选的干燥中、粗砂，要求含泥量少，不宜大于3%，以有利于水的渗透。表2 砂袋材料技术性能砂袋材料渗透性抗拉试验弯曲180试验标距伸长率（%）抗拉强度（kPa）弯心直径伸长率（%）破坏情况（cn/s）聚丙烯纺织袋1*10-22025 017007 523完整玻璃丝纤维布203 19407 5/-J i*折断黄麻片1*10-2205 519207 54完整再生白布2015 54 507 . 510/-J-i*完整（三）构造及布置1、砂井直径及间距袋装砂井直径根据所承担的排水量和施工工艺要求决定

5、，一般采用7cm左右，间距一 般为0.71.4m。使能放入井孔后可露出地面40cm以上，以使埋砂井袋长度应比设计井深长1.52m。 入排水砂垫层中。正方形正三角形图3袋装砂井布置图2、袋装砂井布置 可按三角形或正方形布置（如图3 示）。（四）施工技术1、施工准备工作：现场调查并认 真熟悉图纸，确定重型机械进场道路及 电源等。进行场地布置，并根据设计数 量进行备料。2、袋装砂井施工前首先将地基表面进行平整和压实，低洼地段用土填平，若软土表面很软时，需铺填21.0m的土，防止 软土层面向上隆起和机具下陷，有利于机械施工。3、铺设砂垫层：砂垫层一般厚度为0.62.0m。砂垫层铺设后，用610t压路机

6、往复 碾压45遍，达到设计要求。4、灌注砂袋：根据设计每根砂井长和砂井数量， 确定砂袋长度， 一般砂袋长度比设计井深长1.52.0m。灌砂量按井孔的体积和砂土中密状态进的 干重度计算，实际用量不得小于设计的90%。采用装 砂机进行砂袋装砂，一般效率为20000m/台班。其施工工艺为：放下装砂 将砂袋口与装砂出砂口连接 提升装砂斗 打开装砂斗出砂口灌满砂袋 放下装砂斗拿下砂袋。（依此循环进行）5、施工测量：按设计要求的布置形式，用涂红 的小竹桩放样，定出袋装砂井桩位。6、打设套管：打设前先在套管上划出控制标高 的刻度线，并检查管靴与导管口的密封情况，避免管 内进泥过多造成井阻。然后用振动、锤击或

7、静压方式把套管沉入地下至设计标高深度。套管下沉深度距设计深度差2m时，控制下沉速度， 防止超深。导管下沉过程中，控制其倾斜度在允许范围内，确保砂井的垂直度。7、下砂袋：用专门工具运送砂装，严禁在地上拖拉。在套管口应设置滚轮或滑槽， 下砂袋时要仔细，将砂装缓慢顺直地放入套管中，防止砂袋破损漏砂，保证灌砂的连续性。8、拔出套管：砂袋放到位后，即可拔套管。此时，先不要松开砂袋吊绳，待拔出管 12m 时，再松开砂袋吊绳，使砂袋自由落下并冲开管靴，沉至井底。拔管时要求连续缓 慢地进行，拔管中途不得放松套管吊绳，防止因套管下坠而损坏砂袋。9、袋头处理：套管拔管后，砂袋露出地面一定长度，按设计要求将砂袋长出

8、的部分 割除，扎牢袋口。10、填土前应检查袋装砂井的灌砂率，不满的袋装砂井要再灌砂，避免发生断桩现 象。11、及时埋设沉降观测桩。（五）工艺流程 施工工艺流程图详见图4。三、质量控制袋装砂井施工质量控制关键有三：严格控制砂子质量，必须要求砂子干燥，且为中粗砂大于0.5mm的粒径占总数量 的 50%以上，确保砂袋灌砂率不低于90%；定位要准确，砂井要有较好的垂直度，以确保排水距离与理论计算一致。孔底允许 偏差： 0.5d。确定袋装砂井砂袋长度时，应考虑袋内砂体积减小、袋装砂井在井内的弯曲、超深 及伸入水平排水垫层内的长度等因素加长砂袋长，防止砂井全部沉入孔内，造成顶部与排 水垫层不连接。允许偏差

9、：砂井顶面直径Omm；砂井深度：0一 50m m；相临两砂井中心间距:100mm； 袋装砂井灌砂率：10% 。四、工程实例1 工程概况：我局施工的 新长铁路第二十九合同段，位于 湖积平原，全长11.426Km。其中 软基地段4.166km（包括江阴轮渡 站），软基地质多为iq4砂粘土或 为 IQ4 淤泥质砂粘土流塑，承载 力4070kPa,厚度在地面下1 13m不等。设计上，采用袋装砂 井进行软基处理，三角形布置， 间距1.2m。井长313m。砂井 总量496016延米。处理面积占路 基基底总面积48%。2 施工概况：施工采用四 台 SSD20 型砂井机进行施 工，采用双班作业。自2000年3

10、 月开工，至2000年5月完工，时 间不足三个月。施工中严格控制 砂井施工质量，后期填土时，重 点控制填筑速率及沉降观测，确 保沉降观测桩最大水平位移值不 超过2cm，最大竖直位移值不超 过 1.5cm。3 效果及评价：就江阴轮 渡站为例，设计夯填土方量为： 324957m3,软基处理袋装砂井总 数量为：324606m。基底袋装砂 井施工完成后，进行路基土方填 筑过程中，进行路基沉降观测，图 4 袋装砂井施工工艺框图并绘制沉降观测曲线图（如图5 示）。这表明通过袋装砂井处理软土路基完全成功。五、经济效果分析通过与砂井、粉喷桩部分技术参数进行比较，详见表3，袋装砂井有材料用量少、施工速度快，而且

11、投入设备少，工艺简单，成井速度快，可就地取材，成本低等特点，经济 效益和社会效益显著。-100时间（15d）预压荷载.沉降量ak荷 h豊降沉表3 袋装砂井、砂井、粉喷桩技术参数比较表桩别规格折合费用每米桩长用材料（kg）桩间距处理效率折合每米成桩时间元/m水泥砂(m)m2根(min)袋装砂井T 7*10m2 571 21 440 2砂井rh 4 0*1016 32001 62 560 5粉喷桩rh 50*10 m32601 21442 62六、结束语： 袋装砂井施工基本解决了大直径砂井堆载预压法存在的问题，使砂井设计和施工更趋 合理化、科学化，是一种比较理想的竖向排水系统适用于路基软弱地基上施工。成桩深度 可达 25 米。对桥涵、房建等构筑物进行软基加固不适用。