地基处理预压法施工工艺
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2) 水冲法
水冲法是在直径为50～70mm的冲管下端装一个有数个直径3～ 5mm喷射孔的射水喷头，并焊有3～5个三角形翼片(或环形切刀)用 以切土，冲管上端设置的接水管头与高压水泵连接。冲孔时用配有 卷扬机的三角架将冲管吊起，并使射水喷头插入预先挖好的孔坑内。 启动水泵后，高压水射出冲切孔底土体，冲管在自重作用下沉至设 计深度。成孔后经清孔，再向孔内灌砂形成砂井(图4-4-3)。
7
图4-4-2 活瓣桩尖
1-桩管；2-锁轴；3-活瓣
8
(2) 振动沉管法
将振动锤与沉管刚性连接，形成一个以振动锤为动力的振动体系。 启动振锤后，锤内两组对称的偏心块通过齿轮控制作反方向的同
步旋转运动。运动产生的离心力水平方向相互抵消、垂直方向叠 加，形成周期性的激振力，带动沉管上下振动。 沉管振动频率和地基土自振频率一致时，周围土体产生共振，导 致其强度急剧下降并发生液化，土体对沉管表面的摩阻力和管底 的端阻力大大降低。管体在自重和附加荷载作用下沉入预定深 度。然后，灌砂并振动提管形成砂井。 优点：有效地避免了管内砂子随套管上拔而带出，保证了砂井的连 续性和密实性，砂井质量好。
三项施工工艺是排水固结法施工的要点
2
水平排水体
加压系统 堆载
排水 砂垫层
竖向排水体
软土层
堆载产生超静水压力
排水砂井
图4-4-1 堆载预压排水固结示意图
3
一 竖向排水体施工 1 普通砂井施工工艺
常见的竖向排水体包括普通砂井、袋装砂井和塑料排 水带（板）。其中:
➢普通砂井的直径一 般为300～500mm； ➢袋装砂井的直径一般为70～120mm； ➢塑料排水带(板)的宽度大多100mm左右，厚度3～ 7mm。
12
3) 钻孔法 钻孔法以动力螺旋钻钻孔，钻至预定深度，清孔后灌砂
形成砂井。
由于钻孔法为干法钻进施工，因此该法适用于陆上工程， 一般要求处理地基的砂井长度在10m以内。对较软的土层， 钻进过程中要注意不应出现缩颈、塌孔等现象，避免灌砂效 果差与砂井的质量问题发生。
普通砂井施工还有一些其他方法工艺，表4-4-1是各种普 通砂井施工工艺 。
通过静压力和锤击力的强制作用，将带有活瓣管尖(图4-4-2 )
或套有混凝土端靴的套管沉入加固地基的预定深度。
施工时应注意保证砂井的连续性，避免提管时因砂的摩阻力， 将管内砂柱带上来，使砂井断开或缩颈，影响砂井排水效果。为 了加快沉管速度和效果，一些工程还将静压法和锤击法联合起来， 达到沉管的目的，称为锤击与静压联合沉管法。
应按井孔的体积和砂在中密状态时的干密度计算，其实际 灌砂量不得小于计算值的95％。灌入砂袋中的砂宜用干砂， 并应灌制密实；
③ 施工时尽量减小对周围土的扰动； ④ 施工后砂井的长度、直径和间距应满足设计要求。
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1) 沉管法
根据沉管工艺的不同，分为:静压沉管法、锤击沉管法、锤击 与静压联合沉管法和振动沉管法等。 (1) 静压法和锤击沉管法
7.5 4 完整
7.5 23 完整
渗透性
(cm/s)
>0.01
17
4) 施工程序。袋装砂井的施工程序包括： ①立位②整理桩尖(活瓣桩尖、混凝土预制桩尖)③沉入导
管④砂袋装入导管⑤管内灌水(减少砂袋与管壁的摩擦力) ⑥拔管⑦与砂垫层连接。
发生； (3) 控制好孔内灌砂质量和排污问题。应保证砂井的灌砂率不小于
计算值的95％，清孔时，孔内泥浆务必清洗干净，砂中含泥量 增加，将会使砂井渗透系数降低，影响土层的排水固结效率; (4) 处理好排污问题。该方法施工中会产生大量泥浆，泥浆排放疏 导不利，将会对水平排水垫层带来不利影响，应采取合理的排 污措施。
水冲法成孔适用于土质较好且均匀的黏性土地基，而对于土质 很软的淤泥、夹有粉砂薄层的软土地基，该法容易造成缩孔、串孔 及地基扰动大等问题，不易保证成孔和灌砂质量，应慎重采用。
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图4-4-3 水冲法施工示意图
1．冲管；2．水泵，3．绞车，4．钻架；5．排水沟，6．喷头
11
水冲法施工注意4点： (1) 控制好冲孔时水压力大小和冲水时间，避免产生塌孔、缩径； (2) 避免不同土层采用相同水压时，所出现的成孔直径不同的现象
3) 施工砂袋。国内采用的砂袋主要有麻布袋和聚丙烯编织袋, 其力学特征如表4-4-2所示。
15
图4-4-5 步履式 砂井机
16
表4-4-2 砂袋材料力学性能表
材料名称
麻袋布
聚丙烯 编织袋
抗拉强度(MPa) 1.92
1.70
拉伸试验
伸长率(％)
5.5
25
弯曲180o 试验
弯心直径(cm) 伸长率(％) 破坏情况
13
表4-4-1 普通砂井成孔与灌砂方法
普通砂井的井径较大、排水 性良好、井阻和涂抹作用的影 响也小，但容易造成砂井的不 连续、缩颈和错位现象(图44-4 )。另外，该法施工速度 较慢、工程量大、造价较高。
图4-4-4 普通砂井可能出现的质量问题 a 理想砂井, b 缩颈, c 断颈, d 错位14
2．袋装砂井施工工艺
1) 施工优点。袋装砂井施工不仅可保证砂井的连续性，砂的用 量也大大减少，基本上克服了普通砂井存在的技术问题。此外， 袋装砂井施工打设设备实现了轻型化，施工速度较快、工程造 价降低，是一种较理想的竖向排水体。
2) 施工设备。袋装砂井的施工设备，一般为导管式的振动打 设机械，常见的有轨道门架式、履带臂架式、步履臂架式、吊 机导架式等，如图4-4-5所示为步履式砂井机。
第十讲
地基处理
1
第四章 预压法(排水固结法) 第四节 施工工艺与方法
排水固结法广泛应用于我国的沿海平原和内陆湖泊沉积 地区的软土地基加固工程中，并积累了丰富的施工经验。
排水固结法施工工艺可分为三个部分： 1) 竖向排水体的施工; 2) 水平排水体的施工; 3) 加压系统的施工(预压) (图4-4-1 ).
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施工方法主要有: ➢ 沉管法; ➢ 水冲法; ➢ 钻孔法。
三种施工方法各有其特点、适用条件。 因此在选用砂井施工工艺时，应根据待加固软土地基的工 程地质条件、施工环境以及本地区的工程经验综合考虑确定。
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施工时注意以下四个方面的问题： ① 砂井的砂料应选用中粗砂，其黏粒含量不应大于3％； ② 保证砂井连续、密实，防止出现颈缩现象。砂井的灌砂量，
2) 水冲法
水冲法是在直径为50～70mm的冲管下端装一个有数个直径3～ 5mm喷射孔的射水喷头，并焊有3～5个三角形翼片(或环形切刀)用 以切土，冲管上端设置的接水管头与高压水泵连接。冲孔时用配有 卷扬机的三角架将冲管吊起，并使射水喷头插入预先挖好的孔坑内。 启动水泵后，高压水射出冲切孔底土体，冲管在自重作用下沉至设 计深度。成孔后经清孔，再向孔内灌砂形成砂井(图4-4-3)。
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图4-4-2 活瓣桩尖
1-桩管；2-锁轴；3-活瓣
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(2) 振动沉管法
将振动锤与沉管刚性连接，形成一个以振动锤为动力的振动体系。 启动振锤后，锤内两组对称的偏心块通过齿轮控制作反方向的同
步旋转运动。运动产生的离心力水平方向相互抵消、垂直方向叠 加，形成周期性的激振力，带动沉管上下振动。 沉管振动频率和地基土自振频率一致时，周围土体产生共振，导 致其强度急剧下降并发生液化，土体对沉管表面的摩阻力和管底 的端阻力大大降低。管体在自重和附加荷载作用下沉入预定深 度。然后，灌砂并振动提管形成砂井。 优点：有效地避免了管内砂子随套管上拔而带出，保证了砂井的连 续性和密实性，砂井质量好。
三项施工工艺是排水固结法施工的要点
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水平排水体
加压系统 堆载
排水 砂垫层
竖向排水体
软土层
堆载产生超静水压力
排水砂井
图4-4-1 堆载预压排水固结示意图
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一 竖向排水体施工 1 普通砂井施工工艺
常见的竖向排水体包括普通砂井、袋装砂井和塑料排 水带（板）。其中:
➢普通砂井的直径一 般为300～500mm； ➢袋装砂井的直径一般为70～120mm； ➢塑料排水带(板)的宽度大多100mm左右，厚度3～ 7mm。
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3) 钻孔法 钻孔法以动力螺旋钻钻孔，钻至预定深度，清孔后灌砂
形成砂井。
由于钻孔法为干法钻进施工，因此该法适用于陆上工程， 一般要求处理地基的砂井长度在10m以内。对较软的土层， 钻进过程中要注意不应出现缩颈、塌孔等现象，避免灌砂效 果差与砂井的质量问题发生。
普通砂井施工还有一些其他方法工艺，表4-4-1是各种普 通砂井施工工艺 。
通过静压力和锤击力的强制作用，将带有活瓣管尖(图4-4-2 )
或套有混凝土端靴的套管沉入加固地基的预定深度。
施工时应注意保证砂井的连续性，避免提管时因砂的摩阻力， 将管内砂柱带上来，使砂井断开或缩颈，影响砂井排水效果。为 了加快沉管速度和效果，一些工程还将静压法和锤击法联合起来， 达到沉管的目的，称为锤击与静压联合沉管法。
应按井孔的体积和砂在中密状态时的干密度计算，其实际 灌砂量不得小于计算值的95％。灌入砂袋中的砂宜用干砂， 并应灌制密实；
③ 施工时尽量减小对周围土的扰动； ④ 施工后砂井的长度、直径和间距应满足设计要求。
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1) 沉管法
根据沉管工艺的不同，分为:静压沉管法、锤击沉管法、锤击 与静压联合沉管法和振动沉管法等。 (1) 静压法和锤击沉管法
7.5 4 完整
7.5 23 完整
渗透性
(cm/s)
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4) 施工程序。袋装砂井的施工程序包括： ①立位②整理桩尖(活瓣桩尖、混凝土预制桩尖)③沉入导
管④砂袋装入导管⑤管内灌水(减少砂袋与管壁的摩擦力) ⑥拔管⑦与砂垫层连接。
发生； (3) 控制好孔内灌砂质量和排污问题。应保证砂井的灌砂率不小于
计算值的95％，清孔时，孔内泥浆务必清洗干净，砂中含泥量 增加，将会使砂井渗透系数降低，影响土层的排水固结效率; (4) 处理好排污问题。该方法施工中会产生大量泥浆，泥浆排放疏 导不利，将会对水平排水垫层带来不利影响，应采取合理的排 污措施。
水冲法成孔适用于土质较好且均匀的黏性土地基，而对于土质 很软的淤泥、夹有粉砂薄层的软土地基，该法容易造成缩孔、串孔 及地基扰动大等问题，不易保证成孔和灌砂质量，应慎重采用。
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图4-4-3 水冲法施工示意图
1．冲管；2．水泵，3．绞车，4．钻架；5．排水沟，6．喷头
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水冲法施工注意4点： (1) 控制好冲孔时水压力大小和冲水时间，避免产生塌孔、缩径； (2) 避免不同土层采用相同水压时，所出现的成孔直径不同的现象
3) 施工砂袋。国内采用的砂袋主要有麻布袋和聚丙烯编织袋, 其力学特征如表4-4-2所示。
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图4-4-5 步履式 砂井机
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表4-4-2 砂袋材料力学性能表
材料名称
麻袋布
聚丙烯 编织袋
抗拉强度(MPa) 1.92
1.70
拉伸试验
伸长率(％)
5.5
25
弯曲180o 试验
弯心直径(cm) 伸长率(％) 破坏情况
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表4-4-1 普通砂井成孔与灌砂方法
普通砂井的井径较大、排水 性良好、井阻和涂抹作用的影 响也小，但容易造成砂井的不 连续、缩颈和错位现象(图44-4 )。另外，该法施工速度 较慢、工程量大、造价较高。
图4-4-4 普通砂井可能出现的质量问题 a 理想砂井, b 缩颈, c 断颈, d 错位14
2．袋装砂井施工工艺
1) 施工优点。袋装砂井施工不仅可保证砂井的连续性，砂的用 量也大大减少，基本上克服了普通砂井存在的技术问题。此外， 袋装砂井施工打设设备实现了轻型化，施工速度较快、工程造 价降低，是一种较理想的竖向排水体。
2) 施工设备。袋装砂井的施工设备，一般为导管式的振动打 设机械，常见的有轨道门架式、履带臂架式、步履臂架式、吊 机导架式等，如图4-4-5所示为步履式砂井机。
第十讲
地基处理
1
第四章 预压法(排水固结法) 第四节 施工工艺与方法
排水固结法广泛应用于我国的沿海平原和内陆湖泊沉积 地区的软土地基加固工程中，并积累了丰富的施工经验。
排水固结法施工工艺可分为三个部分： 1) 竖向排水体的施工; 2) 水平排水体的施工; 3) 加压系统的施工(预压) (图4-4-1 ).
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施工方法主要有: ➢ 沉管法; ➢ 水冲法; ➢ 钻孔法。
三种施工方法各有其特点、适用条件。 因此在选用砂井施工工艺时，应根据待加固软土地基的工 程地质条件、施工环境以及本地区的工程经验综合考虑确定。
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施工时注意以下四个方面的问题： ① 砂井的砂料应选用中粗砂，其黏粒含量不应大于3％； ② 保证砂井连续、密实，防止出现颈缩现象。砂井的灌砂量，