砂井堆载预压地基.doc

QB/ZJWS5243—2003
砂井堆载预压地基施工工艺标准
1 范围

本工艺标准适用于工业与民用建筑、机场跑道、油罐、冷藏库、水池、水工结构、道路、堤坝、码头岸坡等土质为透水性质的饱和软弱粘性土进行地基加固工程。
2 术语和定义
2.1
预压地基的方法
有加载预压、砂井堆载预压、砂井真空降水预压三种
2.2
砂井堆载预压
是在软弱地基中用钢管打孔、灌砂，设置砂井作为竖向排水通道并在砂井顶部设置砂垫层作为水平排水通道，在砂垫层上部压载以增加土中附加应力，使土体中孔隙水较快地通过砂井、砂垫层排出，从而加速土体固结，使地基得到加固（图5243—1）。其特点是：可加速饱和软粘土的排水固结，使沉降及早完成和稳定（下沉速度可加快2～2.5倍），同时可提高地基的抗剪强度和承载力，防止基土滑动破坏；施工机具、工艺简单，不用三材，可缩短施工期限，降低造价。

3 施工准备

3.1 材料要求
3.1.1 砂
砂井使用的砂，宜用中、粗砂，垫层可用中砂或砾砂，含泥量不大于3%，一般不宜使用细砂。
3.1.2 堆载材料
一般以散料为主，如采用施工场地附近的土、砂、石子、砖、石块等；堤坝、路基的预压可以堤坝、路基填土本身作为堆载；大型油罐、水池地基，常以充水对地基进行预压。
3.2 主要机具设备
成井设备一般用振动沉桩机、锤击沉桩或静压沉桩机等，桩架配外径为井直径、下端有自由脱落的混凝土桩靴或带活瓣式桩靴的桩管。活瓣用草圈或铁圈约束，使呈圆锥形，配套机具有吊斗、1t机动翻斗车等。
3.3 作业条件
3.3.1 具备工程地质勘察报告、基础施工图纸等资料，编制了施工组织设计或施工方案，并进行技术交底。
3.3.2 建筑场地地直障碍物和地下管张、电缆、旧基础、大块石等均已拆除或搬迁。
3.3.3 场地平整，对设备运行的松软场地进行了预压处理。周围已挖好排水沟。
3.3.4 现场供水、供电线路已铺设，道路已修筑，小型临时设施已设置。材料已运进现场，质量符合要求，并按布置图堆放。
3.3.5 砂井轴线控制桩及水准基点桩已经测设，井孔位置已经放线并钉定位桩。
3.3.6 机具设备已运到现场维修、保养、就位、试运转。
3.3.7 已进行成孔和灌砂试验，确定有关施工工艺参数（分层填料厚度、夯击次数、夯实后干密度、成井次序），并对砂井排水进行了测试，其加载次数、固结速度、时间、承载力等符合设计要求。
3.4 一般构造要求
砂井的直径一般为300～500mm，间距为7～8倍砂井直径，砂井在整个建筑场地上按梅花形布置，最外排砂井轴线到基础外边的距离应不小于1.5d（d为砂井直径）或砂井深度的10%，砂井深度，视土层具体情况定，当土层较浅时，则砂井贯穿整个软土层较好；当压缩层范围内有粉砂层或含砂量较大的土层时，砂井深度取到该类夹层即可；当压缩层范围内有粘土类夹层时，该土层本身也需要排水固结，砂井深度也应到达该夹层。
砂垫层厚度为0.4～1.0m，砂垫层应做成反向过滤式，周围社排水管或排水井，以便将水排走。
4 施工操作工艺

4.1 砂井施工工艺
与“砂桩、砂井施工工艺标准”一节施工工艺基本相同。
4.2 砂井成孔灌砂
系先用桩机将井管沉入地基中预定深度后，即吊起桩锤，在井管内灌入砂料，然后再利用桩架上的卷扬机吊振动锤，边振动边将桩管徐徐拔出；或用桩锤，边锤击边拔管，每拔升30～50cm，再复打桩管，以捣实挤密形成的砂柱，如此往复，使拔管与冲击交替重复进行，直至砂充填井孔内，井管拔出。拔管速度控制在1～1.5m/min，使砂子借助重力留于井孔中形成密实的砂井；亦可二次打入井管灌砂，形成扩大砂井。
4.3当采用锤击法沉桩管
管内砂子亦可用吊锤击实，或用空气压缩机向管内通气（气压为0.4～0.5MPa）压实。
4.5 打砂井顺序
应从外围或两侧向中间进行，砂井间距较大的可逐排进行。打砂井后基坑表层会产生松动隆起，应进行压实。
4.6 含水量控制
灌砂井砂中的含水量应加控制，对饱和水的土层，砂可采用饱和状态；对非饱和土和杂填土，或能形成直立孔的土层，含水量可采用7%～9%。
4.7 铺设砂垫层
砂井顶面铺设排水砂垫层方法同“砂和砂石垫层施工工艺标准”。
4.8 堆载方法
大面积可采用自卸汽车与推土机联合作业。对超软土地基的堆载预压，第一级荷载宜用轻型机械或人工作业。预压荷载一般等于或大于设计荷载。有时加速压缩过程和减少建（构）筑物的沉降，可采用比建（构）筑物重量大10%～20%的超载进行预压。
4.9 分期加载
加载应分期分级进行，加强观测。对地基垂直沉降、水平位移和孔隙水压力等应逐日观测并做好记录。一般堆载控制指标是：地基最大下沉量不宜超过10mm/d；水平位移不宜大于4mm/d；孔隙水压力不超过预压荷载所产生应力的50%～60%。通常情况下，加载在60KPa以前，加荷速度可不受限制。
4.10 预压时间
应根据建筑物的要求以及固结情况确定，一般达到如下条件即可卸荷：
——地面总沉降量达到预压荷载下计算最终沉降量的80%以上；
——计算的地基总固结度达80%以上；
——地基沉降速度已降到0.5～1.0mm/d。
5 质量标准

5.1 质量检验标准
预压地基质量检验标准见表5243—1
表5243—1 预压地基质量检验标准
施工质量验收的规定
检查方法
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
单位
数量
主控项目
1
预压载荷
%
≤2
水准仪
2
固结度（与设计要求比）
%
≤2
根据设计要求采用不同的方法
3
承载力与其他性能指标
设计要求
按规定方法
一般项目
1
沉降速度（与控制值比）
%
±10
水准仪
2
砂井或塑料排水带位置
mm
±100
用钢尺量
3
砂井或塑料排水带插入深度
mm
±200
插入时用经纬仪检查
4
插入塑料排水带时的回带长度
mm
≤500
用钢尺量
5
塑料排水带或砂井高出砂垫层距离
mm
≥200
用钢尺量
6
插入塑料排水带的回带根数
%
＜5
目测
注：如真空预压，主控项目中预压载荷的检查为真空度降低值＜2%
5.2 检验数量
每单位工程不少于3点，1000m2以上工程，每100m2至少应有一点，3000m2以上工程，每300m2至少应有一点。每一独立基础下至少应有一点，基槽每20延迷应有一点。
6 安全措施

6.1 地基加固采用堆载预压时，分级堆载期间，应严格按设计要求堆载，每级堆载高度不得大于设计规定的高度；堆载预压期间如发现沉降和侧移速率过大，应立即通知人员和设备撤离危险区域。
6.2 施工期间应设专人负责监测预压地基和坡体面表层的裂缝出现情况和变化，建立完善的信息联络。
7 施工注意事项

7.1 砂井灌砂应自上而下保持连续，要求不出现颈井，且不振动砂井周围土的结构。对灌砂量未达到设计要求的砂井，应在原位将桩管打入灌砂复打一次。
7.2 地基预压前应设置垂直沉降观测点、水平位移观测桩、测斜仪以及孔隙水压力计，其设置数量、位置及测试方法，应符合设计要求。
7.3 堆载预压施工中，作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载，以免地基失稳破坏。应根据土质情况采取加荷 方式，如需施加大荷载时，应采取分级加荷、并注意控制每级加载重量的大小和加荷速率，使之与地基的强度增长相适应，待地基在前一级荷载作用下达到一定固结度后，再施加下一级荷载，特别是在加载后期，更须严格控制加荷速率，防止因整体或局部加荷量过大、过快而使地基发生剪切破坏。
7.4 地基达到规定要求后，方可分期分级卸载，并应继续观测地基沉降和回弹情况。