袋裝砂井法在市政道路軟基施工中的應(yīng)用解析

朱錦華

(河南省交通建設(shè)工程有限公司,河南鄭州 450000)

袋裝砂井法在市政道路軟基施工中的應(yīng)用解析

朱錦華

(河南省交通建設(shè)工程有限公司,河南鄭州 450000)

城市化進(jìn)程的加快,對(duì)于我國(guó)市政道路事業(yè)的發(fā)展,起到了較大的推動(dòng)作用。軟土地基是市政道路施工中經(jīng)常遇到的,有諸多的方法都可以處理軟土地基,如清淤換填、袋裝砂井等等,在具體施工中,需要結(jié)合實(shí)際情況,選擇科學(xué)的處理方法。本文簡(jiǎn)要分析了袋裝砂井法在市政道路軟基施工中的應(yīng)用,希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

袋裝砂井 市政道路 軟土路基

1 前言

隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，如今在軟土路基的處理中，應(yīng)用了諸多的新技術(shù)和新方法，在垂直排水加固地基方法中，非常重要的一種就是袋裝砂井加固軟土地基法，它的基礎(chǔ)是一般砂井法，經(jīng)過(guò)了創(chuàng)新，發(fā)展起來(lái)的。它需要將排水坡首先填筑于需要加固地段的地面上，并且對(duì)排水墊層進(jìn)行鋪設(shè)，在地基已成孔內(nèi)垂直放置加工好的砂袋，這樣就有袋裝砂井形成，然后加載預(yù)壓地基，這樣砂井中就會(huì)流入空隙水，并且通過(guò)砂井，向地面排出，這樣排水固結(jié)時(shí)間就可以得到縮短，處理效果得到了強(qiáng)化，促使地基的沉降固結(jié)得到加速。通過(guò)大量實(shí)踐研究表明，袋裝砂井法在軟土路基處理中，有著一系列的優(yōu)勢(shì)，施工難度較小、不需要較多的材料等，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到路基處理中，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益較為顯著。

2 軟土地基的工程特性

一是有著較大的含水量和空隙比：通常情況下，軟土地基的含水量在40%-80%之間，空隙比在1到2之間，并且有著較大的含水量，土就有較大的壓縮性和較小的抗剪強(qiáng)度。

二是有著較低的抗剪強(qiáng)度：結(jié)合相關(guān)的工程試驗(yàn)我們可以得知，我國(guó)軟土的不排水抗剪強(qiáng)度通常在20kpa以內(nèi)，會(huì)在5-25kpa范圍內(nèi)變化，20-35度為其有效內(nèi)摩擦角，12-18度為其固結(jié)不排水剪內(nèi)摩擦角。

另外，軟土地基還具有其他的一些特點(diǎn)，如有著較高的壓縮性和較小的滲透性，那么就有著較慢的固結(jié)速率；軟土層的厚度如果在10米以內(nèi)，需要若干年之后，方可以促使土層的固結(jié)度達(dá)到最大。它的結(jié)構(gòu)性和流動(dòng)性比較明顯，軟土結(jié)構(gòu)通常是絮狀的，在荷載作用下，會(huì)有較為緩慢的剪切變形產(chǎn)生于軟土路基中，并且會(huì)減小軟土路基的抗剪強(qiáng)度，完成了主固結(jié)沉降之后，還會(huì)有可觀的次固結(jié)沉降得到產(chǎn)生。

3 袋裝砂井的優(yōu)點(diǎn)

相較于普通砂井，袋裝砂井具有一系列的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于軟土固結(jié)產(chǎn)生的地基變位，袋裝砂井可以適應(yīng)，在受力過(guò)程中，可以協(xié)調(diào)地基變形，因?yàn)樯熬e(cuò)位或者斷頸等問(wèn)題，不會(huì)影響到砂井的連續(xù)性；在較大程度上縮小了袋裝砂井直徑，我國(guó)采用的袋裝砂井有7厘米的直徑，．加固的土面積是相同的，那么相較于普通砂井來(lái)講，袋裝砂井只需要較少的用沙量，節(jié)約了超過(guò)一半的費(fèi)用。袋裝砂井的施工機(jī)具比較的簡(jiǎn)單，有著較高的效率，通常情況下，八個(gè)小時(shí)可以對(duì)100根進(jìn)行打設(shè)；在打設(shè)袋裝砂井的過(guò)程中，相較于普通砂井，有著更少的拌泥量，不會(huì)在較大程度上擾動(dòng)土體，施工起來(lái)比較的方便，并且不會(huì)影響到四周環(huán)境。

4 工程案例

以某市政道路工程為例，道路全長(zhǎng)為5．5米，主線長(zhǎng)和支線長(zhǎng)分別為4．5米和1米，規(guī)劃60米和40米寬度的紅線。本工程位于沖擊平原，有少量的沙丘存在，交錯(cuò)著河涌和溝渠，交通不夠便捷。結(jié)合相關(guān)的調(diào)查資料表明，本工程沿線軟土有著較大的分布范圍和厚度，淤積層厚度在20米到35米之間，并且有淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層存在，厚度在3米到9．5米之間，埋深在20米以內(nèi)。軟土地基的處理效果，將會(huì)對(duì)本工程的整體質(zhì)量、工期和行車安全產(chǎn)生直接的影響。

5 袋裝砂井排水法加固軟土路基的原理

將袋裝砂井打入到有著較大含水量、孔隙比和壓縮性的軟土地基中，將其作為排水通道，這樣排水途徑可以得到增加，排水距離得到了縮短。因?yàn)橛猩喜亢奢d，就會(huì)有附加應(yīng)力產(chǎn)生，這樣通過(guò)軟土層中的砂井，向地層中粗砂墊層排處土顆粒間的孔隙水，然后這些水被中粗砂墊層給排出去，增加了土顆粒間位移密實(shí)程度，地基的固結(jié)沉降得到了加快，壓縮性得到了減少，孔隙比和含水量得到了降低，土體密實(shí)度得到增加，這樣在比較短的時(shí)間內(nèi)，就可以促使軟土固結(jié)度得到提升，路基的承載力和抗剪能力得到提升，路基的穩(wěn)定性得到保證。

6 袋裝砂井排水法的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)

一是袋裝砂井排水法的特點(diǎn)：要想對(duì)軟土地基有效的處理，應(yīng)用比較廣泛的一種方法就是排水固結(jié)法，它可以對(duì)沉降和穩(wěn)定問(wèn)題有效解決。沉降問(wèn)題指的是在加載預(yù)壓期間，大部分或者全部完成地基的沉降，這樣在使用過(guò)程中，就避免有不利的沉降或者沉降差產(chǎn)生于建筑物中。穩(wěn)定問(wèn)題指的是對(duì)路基土抗剪強(qiáng)度的增長(zhǎng)速度進(jìn)行提升，這樣路基的承載力和穩(wěn)定性就可以得到顯著提升。

二是袋裝砂井排水法的優(yōu)缺點(diǎn)：通過(guò)大量的實(shí)踐研究表明，袋裝砂井排水法具有一系列的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)；優(yōu)點(diǎn)主要是施工難度較小，和塑料排水板和水泥攪拌樁相比，有著較為低廉的成本。但是，本種方法在實(shí)踐中也暴露出來(lái)了一些缺點(diǎn)，地基出現(xiàn)變形問(wèn)題后，斷頸和頸縮問(wèn)題容易出現(xiàn)，對(duì)排水造成了不利的影響，降低了施工速度，并且需要投入較多的施工人員。

7 袋裝砂井的施工工藝

一是施工準(zhǔn)備：首先是準(zhǔn)備相關(guān)的機(jī)具設(shè)備，在本工程中，砂井處理深度在19米左右，總工程量較大，每?jī)煞昼娍梢詫?duì)一根袋裝進(jìn)行施工，每臺(tái)機(jī)器連續(xù)進(jìn)行八小時(shí)的施工，可以完成5000米左右，在本工程中，將八臺(tái)振動(dòng)式打樁機(jī)給應(yīng)用了過(guò)來(lái)，每天可以完成40000米左右，那么所有的工程量可以在3個(gè)月內(nèi)完成。

選擇相關(guān)的材料，要嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家的相關(guān)規(guī)定來(lái)控制砂袋的各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)于聚丙烯編織袋來(lái)講，在拉伸試驗(yàn)中，抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別控制在1．7MPa左右和2．5%；在彎曲試驗(yàn)中，彎曲直徑、伸長(zhǎng)率分別控制在7．5厘米和2．3%左右。

在勞動(dòng)力組織方面，因?yàn)榇b砂井具有較大的隱蔽性，那么對(duì)于操作人員的施工經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)水平就提出了較高的要求，在本工程中，分別配置了一名班長(zhǎng)、補(bǔ)砂工、定位工和電工，并且設(shè)置了四名普通工人。

二是工藝要求和技術(shù)措施：對(duì)施工圖紙充分閱讀和熟悉，對(duì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行掌握，對(duì)作業(yè)指導(dǎo)書全面的編制，并且做好技術(shù)交底工作；對(duì)場(chǎng)地認(rèn)真清理，挖出掉路基范圍內(nèi)原地面的不適用材料，如淤泥、樹根、腐殖土等；按照設(shè)計(jì)的場(chǎng)地平整高度來(lái)回填路基；對(duì)砂墊層進(jìn)行填筑，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，將20厘米厚度的中粗砂墊層給鋪設(shè)過(guò)來(lái)；定位機(jī)具，為了保證定位足夠的準(zhǔn)確，將小木樁給應(yīng)用過(guò)來(lái)，在機(jī)具定位的過(guò)程中，需要統(tǒng)一套管中心和地面定位，并且將經(jīng)緯儀應(yīng)用過(guò)來(lái)，以便對(duì)導(dǎo)向架的垂直度進(jìn)行觀測(cè)和調(diào)整。利用樁架來(lái)垂直起吊砂袋入井，并且將滾輪裝設(shè)于砂袋入口處的導(dǎo)管中，避免有扭結(jié)、縮頸或者斷裂等問(wèn)題出現(xiàn)于砂袋中；在拔套管時(shí)，如果將砂袋帶出來(lái)，就需要重新定位機(jī)具，并且重新灌注砂井；向下一個(gè)樁位移位樁機(jī)，將套管帶出的淤泥土給及時(shí)清理掉，并且將干凈的砂礫給應(yīng)用過(guò)來(lái)，以便對(duì)留下的洞穴進(jìn)行回填，促使正常的排水不受影響。

三是砂井的質(zhì)量控制及檢驗(yàn)：要科學(xué)的管理和檢驗(yàn)材料，嚴(yán)格控制中粗砂和砂袋質(zhì)量，促使其與相關(guān)的規(guī)范和要求所符合；在對(duì)套管進(jìn)行打設(shè)之前，需要對(duì)套管長(zhǎng)度直徑進(jìn)行嚴(yán)格檢查，保證符合相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，避免有雜物存在于管內(nèi)，樁尖活動(dòng)門能夠靈活的開啟，有著良好的封閉；對(duì)百分之二的井距進(jìn)行抽查，保證其偏差在15厘米以內(nèi)；對(duì)施工記錄進(jìn)行仔細(xì)檢查，保證井長(zhǎng)在設(shè)計(jì)長(zhǎng)度以上；對(duì)百分之二的井徑進(jìn)程檢查，保證偏差在10毫米以內(nèi)；對(duì)施工記錄進(jìn)行檢查，控制豎直度的偏差在1．5%以內(nèi)；對(duì)施工記錄進(jìn)行檢查，保證灌砂率的偏差在5%以內(nèi)。

8 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文的敘述分析我們可以得知，相較于過(guò)去的軟土地基處理方法，袋裝砂井處理法具有一系列的優(yōu)勢(shì)，施工難度較小，不需要較高的成本等，因此如今得到了較為廣泛的應(yīng)用。在具體的施工過(guò)程中，需要充分的調(diào)查所在區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)和水文條件，結(jié)合區(qū)域內(nèi)軟土地基的具體情況，設(shè)計(jì)多種施工方案，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度綜合考慮，選擇出最為合理的方案，提升軟土地基處理質(zhì)量，保證市政道路工程的整體質(zhì)量。

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