袋装砂井排水固结法加固软土路基工艺.pdf

第 3 9卷第 6期 V( ) 1 39 No 6 铁 道 技 术 监 督 RAI LW AY O【 J AI I r F Y CON 1 R( ) l l 研究与交流 TI 。 l 1 、 ANl 】( 【 ) M M【 I (A( 1 N 袋装砂井排水固结法加 固软土路基工艺 陈海军 (中铁九局集团有限公司，辽宁 沈阳 1 1 0 0 1 3) 摘要：结合黄骅南至万家码头新建铁路 A - - 1 1 标段软土路基基底处理工程，分析袋装砂井的主要工艺 原理、适用范围及条件，说明袋装砂井在施工中的布设 、打入及砂砾垫层的铺设等主要工序的施工方法，介 绍沙井的质量控制及其检验方法。 关键词：软土路基；路基加固；砂井加固；排水固结 中图分类号 ：U 2 1 3 1 5 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 6 9 1 7 8 ( 2 0 1 1 )0 6 0 0 3 7 0 3 A b s t r a c t ：C o mb i n i n g w i t h t h e s o f t s o i l s u b g r a d e t r e a t me n t i n t h e A - 1 1 b i d l o t o f H u a n g Hu a S o u t h Wa n j i a p o r t r a i l wa y ，t h e a u t h o r a n a l y z e s t h e e n g i n e e r i n g p r i n c i p l e s o f p a c k e d d r a i n we l l ，a p p l i c a t i o n s c o p e a n d c o n d i t i o n s ，e x p l a i n s t h e c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g i e s o f t h e m a j o r p ro c e d u r e s 0 f p a c k e d d r a i n w e l l ， i n c l u d i n g l a y i n g ,r a m mi n g a n d t h e l a y i n g o f g r a v e l - s a n d c u s h i o n，i n t r o d u c e s t h e q u Mi t y c o n t r o l a n d t e s t i n g me t h o d s o f p a c k e d d r a i n we l 1 Ke y wo r d s ：S o f t S o i l R o a d b e d；S u b g r a d e S t r e n g t h e n i n g ；S a n d We l l Re i n f o r c e me n t ；Dr a i n a g e F a i c l i t i e s 0 引言 袋装砂井排水固结法是处理软土地基的有效方 法之一 ，黄骅南至万家码头新建铁路工程 A 一 1 1 标 段 4 - 3 k m的路基全部为软土、盐渍土等不良地质， 采用袋装砂井排水固结法加固路基 ，取得了很好 的 效果 ，积累了一些施工经验。 1 袋装砂 井工艺的特点及工艺原理 1 1 袋装砂井工艺的特点 袋装砂井堆载预压地基 ，可加速饱和软粘土的 排水固结，使沉降及早完成和稳定，同时可大大提 高地基 的抗剪强度和承载力 ，防止地基 土滑动破 坏 。该工艺施工机具简单 ，可就地取材 ，缩短施工 周期 ，降低施工造价。 1 2 袋装砂井工艺原理 袋装砂井堆载预压地基是在软弱地基 中用钢管 打孔 ，装入砂袋作为竖向排水通道并在其上部设置 砂砾垫层 ，作为水平排水通道。在砂砾垫层上部压 载，以增加土中附加应力 ， 使土体中孑 L 隙水较快地 通过袋装砂井和砂砾垫层排出，从而加速土体固结， 使地基得到加固。袋装砂井工艺原理如图 1 所示。 收稿 日期 ：2 0 1 0 1 2 2 7 作者简介：陈海军，T程师 图 1 袋装砂井工艺原理 2 主要施工工艺过程 首先清理路幅范围内原地面的淤泥 、树根、腐 植土等 ，填筑 4 的土拱坡 ，并碾压密实 。然后均 匀填筑 0 3 m的下层砂垫层 。再用桩机 打下砂井 ， 砂井呈正三角形布置 ，间距为 1 2 1 4 m，砂井长 平均 l 2 m，将井 中装入砂袋 。最后在砂井顶部铺 设 0 3 1 13的上层砂垫层 ，与砂井联结 ，以利排水 。 2 1 工艺 流程 袋装砂井施工工艺流程如图 2所示 。 2 2 施工方法及要点 根据路基设计文件要求 ，首先将地面上 的杂草 等植物清除并将沟渠推平， 将原地面碾压密实，密 实度要求大于 0 8 9 。在此基础上填土，使中部形成 0 2 m厚的人字坡，并碾压密实。水塘地段设围堰 抽水，清除淤泥， 按设计高度填土整平场地后压实 处理，形成人字型排水坡。整平高程边缘至地基处 理边缘外， 保留不小于 1 0 m宽的施工平台。 2 0 1 1 年 6 J J ( 总第 2 9 6期) 3 7 研究与交流 袋装砂J f 排水 结法加 占 I 软 ： 路 基 艺 图 2 袋装砂井施工工艺流程 ( 1 ) 铺设底层砂 砾垫层并 平整碾压 ，厚度 为 0 3 m。 ( 2 ) 测设井位。根据路基各段的基底宽度绘制 砂井平 面布置图 ，根据此袋装砂井 布置 范围及间 距 ，分阶段定 出每个砂井位置 ，并做 出明显标志 。 袋装砂井布置如图 3所示 。 碎石坡脚 碎石坡脚 昏 - 一 八 V V 单位 ：m m 图 3 袋装沙井布置 图 3所示路段路基起止里程为 D K 5 0 + 4 6 3 D K 5 0 + 7 0 0 ，该段基底采用直径 0 0 7 m袋装砂井加 固地基，砂井长 l 2 m ，正三角形布置，间距 1 4 m 。 布设砂井时 ，从线路 中线 向两侧布设 。 ( 3 ) 机具就位。桩机进场安装调试并试运转后 就位 ，就位时要保证桩管中心与地面桩位定在同一 点上 ，并用经纬仪检查 ，以控制桩管导向架 的垂直 度。用卷扬机固定打桩机位置时，桩机底部支垫物 要平稳牢固。 ( 4 ) 安设套管与桩尖 。套管的顶端设起 吊用 吊 钩或吊环，在套管上画出标高控制线。套管定位 时，用桩机上的起吊设备将其吊起 ，下端靠人工扶 稳，要求准确安插在定位点上。 ( 5 ) 沉人套管。当套管吊起后开锤振打，开始 时落锤轻缓 ，待套管人土深度距设计深度 2 m时， 控制振击频率，以防超深。 3 8 ( 6 ) 运输 、放入砂袋及拔出套管 。用专门的工 具运输砂袋，在管口设置滚轮或滑槽， 将砂袋缓慢 顺直地放人套管 中，防止砂袋扭结 、缩颈和断裂 。 砂袋到位后，连续缓慢地垂直起拔套管，中途不得 放松 吊绳 。拔 出套 管时 ，砂 袋应 露 出基底 井 口 0 3 m，并将其竖直埋人砂垫层 中。若发现砂袋损 坏或带出长度大于 0 5 m时，应在原孔边缘重新补 打。已打袋装砂井应及时补砂 ，每隔 3天补 1 次 ， 一 般补砂 2 3次 ，补砂后及时打牢袋 口。 3 砂井的质量控制和检验 工程执行 T B 1 0 1 0 6 -2 0 1 0 铁路工 程地基处 理技术规程 和 T B 1 0 4 1 4 -2 0 0 3 铁路路基工程 施工质量验收标 。具体质量控制及检验要求如 下 ： ( 1 ) 砂 袋的材料性 能应 符合 T B 1 0 1 1 8 1 9 9 9 铁路路基土工合成材料应用技术规范 的规定和 设计要求。装砂袋应具有 良好的透水性 和透气性 ， 以及一定的耐腐蚀性和抗老化性 ，并有足够的抗拉 强度 ，能承受袋内装砂 自重和弯曲所产生 的抗力 ， 装砂不易露失。 ( 2 ) 袋装砂井施工允许偏差见表 1 。 表 1 袋装砂井施工允许偏 差 ( 3 ) 砂井灌砂不得过急，并保证砂桩的连续 性 ，砂井 内应灌 中、粗砂 ，灌砂率不得小于 9 0 。 ( 4 ) 砂 井顶部应铺设 砂垫层 ，使 其与砂井联 结 ，以利排水 。砂井回填使用的中、粗砂含泥量不 大于 3 ，湿砂应风干或烘干至松散状态。 ( 5 ) 拔套管时 ，若带出砂袋 ，机具要重新定 位 ，砂井要重新灌注。 ( 6 ) 桩机移位至下一桩位时，及时清理套管带 出的淤泥，并用干净的砂砾回填留下的洞穴，确保 排水畅通 。 4 适用范 围 袋装砂井堆载预压地基适用于透水性低 、饱和 软弱粘性土加 固，可用于机场跑道 、 ( 下转第 4 1页) 铁道技术监督 3 9苍 6驯 根据 T 6 8镗刀 的传动 系统 图 ，计算光杠 的转 速 。 訾 噜 ( 1 ) 式( 1 ) 中，毗 为光杠 的转 速 ，r ra i n ； 为机床 工作 台丝杠 螺距 ，T = 6 mm； 为切削时使用的镗刀杆每分钟转数 ， r m i n ，可采用机床铭牌标值 ；s 为机床 铭牌上镗 刀杆每转工作 台 的横 向进给 量 ，mm r 。 当选定了 s以后 ，慨就为定数 。 n a = = = = 象 象 ， 光 凡 l n 1 n 1 Z 2 4 Z Z n n 经过测算，列出差动轮系镗刀杆切削用量参数 值 ，见表 1 。 表 1 差动轮系镗刀杆切削用量参数表 ( 3 ) 式( 2 ) 、式( 3 )中 ，为链轮( 中心齿轮 z a ) 的 转速 ，r m i n ；毗为光杠的转速 ，r mi n ；惋 为链轮 1的转速 ，r m i n ； 为进 给变 速齿 轮 1的转 速 ， r ra i n ；Z 1 、z 2 为进给变速齿轮的齿数 ； 、 为进 给变速可交换齿轮的齿数。 当选定 Z 1 = 3 9 ，Z 2 = 3 0 ； 、 可选 出 4组供选 用： = 4 5 ，Z 4 = 4 6 ；Z 3 = 4 5 ，Z 4 = 4 7 ；Z 3 = 4 7 ， Z4 =4 5； ：3 8，Z4 =5 4o 由差动轮系转速的计算公式 ，可求得齿轮 口 相对于镗刀杆 的速度 凡 。 n 6z = ( n a - n H ) Z a， ( 4 ) z g 式 ( 4 )中，Z = 3 0 ，Z e = 3 6 。 将选定的n 值及计算出的n 。 值代人式 ( 4 )中 即可求 出 n 。 5 ， nH ( 5 ) 式 ( 5 )中，s 计 为镗刀杆每 1 转镗刀盘理论进给量 ， mr n r ；t 为差动轮系镗刀杆丝杠螺距 ，t = 4 mm。 由于 5 计 受到 n S 、 、 组合变化的影响， 根据切削材料的不同，选用合理的切削用量。在选 定 n 后 ，配备 s 、 、 的不同组合 ，得到需要的 每转进给量 。 3结论 ( 1 )5计 是镗刀盘理论进给量 ，与实际 的镗刀 盘进给量有一定的差距 。主要 因为实际的 n H - , S与 机床名牌上的 n H x S本身存在差距 ，所以不建议将 5计 作为螺距用于加工螺纹。 ( 2 )由于镗刀盘进 给量与 n H 、S有直接联系 ， 每 1个镗刀盘进给量都有其对应的 与 s值 。加 工时 ，如需改变镗刀杆转速或进给量时 ，必须先按 上述方法计算，选择合理的切削用量。否则，会引 起进给量的变化 ，甚至会改变走刀的方向。 ( 3 )该差动轮系镗刀杆还可以配合动力头，对 大型工件超长内孔进行落地镗孔加工。 参考文献 1 机械设计 手册编 委会 机械设计手 册 M 北京 ：机 械工业 出版 社 ，2 0 0 4 ( 上接 第 3 8页) 油 罐 、冷藏 库 、水工 结 构 、道 路 、 路堤、码头等工程地基处理。 5 结语 黄万线 A 一 1 1 标段为 4 3 k m软土地基地段 ， 采用 直径 7 0 m m袋装砂 井排水 固结 法加 固处理 ， 袋装砂井总长 1 1 3 1 4 万 m 。按设计要求 ，路基每 2 0 0 m处设 1 个 观测 桩 ，最大沉 降量为 3 0 0 m m。 在路基形成后的4 5 d ，经实际观测 ，最大沉降量 为 2 1 5 m m，最小沉降量为 1 4 5 m m，达到设计要 求。 参考文献 1 T Z 2 0 2 -2 0 0 8 客货共线铁路路基施T技术指南 s 2 T B 1 0 1 0 6 2 O 1 0铁路 T程地基处理技术规程l s 41