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谈桥梁工程软土地基施工技术 摘要：袋装砂井是一种常用的软土地基处理方法。分析了软土地基的工程特性和袋装砂井的优点，阐述了砂井选用和布置要点，概述了袋装砂井的施工工艺。关键词：袋装砂井法；软土地基；施工工艺在江河湖泊附近修建铁路桥梁时，会不可防止地遇到软土地基。在软土地基上修建桥梁时，遇到的比拟麻烦的问题是天然地基承载能力缺乏。而桥梁根底要求地基应有足够的承载力，符合要求的沉陷变形。为了保证持力层有足够的强度，确保桥梁不发生因不均匀沉降而倾斜损毁，就需要对软土地基采取加固措施。在桥梁工程软土地基处理过程中，常用的方法是砂井法或袋装砂井法。该文简要分析软土地基的工程特性和袋装砂井法的施工工艺。一、软土地基概述软土是在静水或缓慢流水环境中以细颗粒为主的近代沉积物，是一种呈软塑状态的饱和粘性土，包括淤泥、淤泥质土和局部冲填土、杂填土及其他压缩性土。由上述软土构成的地基称之为软土地基，其广泛分布于我国东南沿海地区和内陆江河湖泊的周围。软土地基主要有以下工程特性：1、含水量高、空隙比大。一般含水量在35%80%，空隙比为12。且含水量越大，土的抗剪强度越小、压缩性越大。2、抗剪强度低。根据工程试验结果，我国软土的天然不排水抗剪强度一般小于20kPa，其变化范围约在525kPa，有效内摩擦角约为20°35°，固结不排水剪内摩擦角为12°17°。3、压缩性高。一般正常固结的软土层的压缩系数为0.51.5MPa-1，最大可以到达4.5MPa-1，压缩指数C约为0.350.75。4、渗透性小。软土的渗透系数一般约为ix10-6-ix10-8cm/s，固结速率很慢。当软土曾厚度超过10m，要使土层到达较大的固结度往往需要5年至10年或者更久。5、具有明显的结构性和流动性。软土一般为絮状结构，在荷载作用下，软土承载剪应力的作用产生缓慢的剪切变形，并可能导致抗剪强度的衰减，在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。二、袋装砂井简介袋装砂井的作用原理与一般砂井完全相同，它的作用原理是：袋装砂井加载预压，使空隙水能就近流入砂井，并通过砂井作为排水通道而排出地面，缩短排水固结时间，增强处理效果。1、袋装砂井的优点袋装砂井与普通砂井相比具有显著的优点。1袋装砂井能适应软土固结产生的地基变位，在受力时能与地基变形相协调，故砂井的连续性不会受到砂井错位、断颈等影响。2袋装砂井直径大为缩小，目前我国采用直径多为7cm，加固同样面积的土，袋装砂井的用砂量要比普通砂井少得多，能节省费用近半。3袋装砂井施工机具轻便简单、效率高，一般每台班8h可打设100根左右。4袋装砂井打设时，排泥量较普通砂井要少，对土体扰动也小，施工比拟便捷，对周围影响也小。2、袋装砂井的选用袋装砂井适用于软土地基处理，特别是用于软土地基中存在连续薄砂层时更为有效；但对于渗透性好的以及含有大量腐殖物的土效果不显著，不宜采用。在选择袋装砂井排水法加固地基时，需要注意原地基的固结状态。如在先期固结压力原已压密稳定的最大压力已超过设计堆载压力值时，加载就不可能产生超静水压，砂井即无排水效果；如先期固结压力值到达加载的一局部时，那么堆载在该局部作用下砂井亦无排水效果。对于灵敏度高的软土采用砂井法时，要注意其融变性，特别是采用封底钢管冲击法或振动法施工时，土体结构受机械扰动而破坏，打井后短期内反会使强度降低。3、砂井布置普通砂井直径一般为3040cm，护管砂井直径可小到15cm，袋装砂井直径可小到712cm。砂井间距是指相邻砂井中心之间的距离，是影响固结速率的主要原因之一。砂井间距一般为砂井直径的610倍，常用24m。砂井平面布置形式有正方形和正三角形两种。正方形排列时，每个砂井的影响范围为一个正方形；正三角形排列时，每个砂井影响范围为一个正六边形。砂井长度一般为1020cm，具体应用时，需根据软土层的厚度、荷载大小和工程要求而定。一般来说，砂井不一定都要穿过整个软土层，当软土层不厚、底部有透水层时，砂井应尽可能穿透软土层；如软土层较厚或土中夹有砂层时，有否必要将砂井穿透软土层应按工程要求和土质条件等情况而定。在砂井顶部应铺设砂垫层，可作为良好的排水通道，并与各砂井连通，从而将水排至场地以外。砂垫层的宽度应大于堆荷载或建筑物的底宽，并伸出砂井区外边线2倍砂井的直径；施工过程中应保持垫层不受扰动，铺设平整，垫层用砂要求与砂井相同，垫层铺设厚度一般为50cm左右。三、袋装砂井的施工工艺袋装砂井与普通砂井的施工工艺根本相同，如砂井的成孔方法、使用的机械设备以及堆载预压等。该文简要介绍其施工工艺。1、施工工序袋装砂井施工工序分为两种，即现场灌砂成井和预制砂袋直接投放孔内成井。现场灌砂成井工序为：1将钢套管下端用可开闭的底盖或预制桩靴打入土中要求的深度管径较砂袋直径大，一般袋装砂井直径为7cm，导管采用89x4.5�无缝钢管；2将准备好的砂袋，长比砂井长2m，扎好下口后向袋内灌入洁净的粗砂约20cm上下高度作为重压，放到套管沉到要求深度；3在将砂井放入套管内不能到达要求深度，会有一局部拖留在地面，此时需机械排泥处理，继续下沉到达规定深度；4将袋口固定于装砂漏斗，通过振动装砂入袋，砂装满后，卸下砂袋，拧紧套管上盖，然后一般把压缩空气送进套管，一边提升套管直至地面。预制砂袋直接投放孔内成井工序：1预先在砂袋里装满砂料，并将上口扎结牢靠，运送到现场，弯成圆形堆放；2套管成孔后，随即将预制砂袋投放孔内，拔管成井。2、质量控制1每根砂井的长度均须露出地面50100cm，伸入砂垫排水层以利于排水通道流畅，如果长度所留很少或多余过多可能砂袋被拔套管时局部带出皆应重新施工，以保证成井质量。2采用袋装砂井时，砂袋必须选用透水性和耐水性好以及韧性较强的麻布、再生布或聚丙烯编织布制作。3灌入砂袋的砂，应捣固密实；砂井位置的允许偏差为该砂井的直径；垂直度的允许偏差为1.5%。3、堆载预压一般情况下，预压荷载的大小宜接近设计荷载，必要时可超过设计荷载10%20%。施加预压荷载，任何情况下作用于地基的荷载不得超过地基的极限荷载，以免地基失稳破坏，在需要施加较大荷载时，应分级加载，并控制加荷速率，使之与地基的强度增长相适应。当到达以下条件时，可以进行卸荷：1地面总沉降量到达预压荷载下计算最终沉降量的80%以上；2理论计算的地基总固结度到达80%以上；3地面沉降速度已降到0.51.0�/d以下。四、结语软土地基是铁路工程施工中经常遇到的地质情况，为防止其影响桥梁构造物的稳定性，必须对其进行加固处理。袋装砂井法是一种常用的处理软土地基的方法，它施工简便、节约材料、效果显著，在工程施工中应用较为广泛，并取得了较好的工程效益和经济效益。参考文献：郭文，王汝恒，初文荣等.软土地基的工程特点及震害影响.四川建筑，2021，244：59-60.杨文渊，徐�.桥梁施工工程师手册.北京：人民交通出版社，2021.