砂井排水堆载预压施工，系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，使全体中孔隙水较快地通过砂并、砂垫层排出，从而加速上体固结，使地基得到加固（图3－15）。其特点是：可加速饱和软黏土的排水固结，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，降低治价。本工文标准运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纸的饱和软弱粘性土进行地基加固工程。

一、材料要求

1．砂

砂并使用的砂，宜用中、粗砂，垫层可用中细砂或砾砂，含泥量不大于3％，一般不宜使用细砂。

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。

二、主要机具设备

成井设备一般用振动沉桩机、锤击沉桩机或静压沉桩机等，另配外径为井直径、下端装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。

三、作业条件

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。

2．建筑场地地上障碍物和地下管线、电缆、旧基础、大块石等均已拆除或搬迁。

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。

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。

5．砂井轴线控制拉及水准基点桩已经测设，并孔位置已经放线并钉定位桩。

6．机具设备已运到现场维修、保养、就位、试运转。

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），并对砂并排水进行了测试，其加载次数、固结速度、时间、承载力等符合设计要求。

四、施工操作工艺

1．砂并施工工艺与“3．7砂桩、砂井施工”一节施工工艺基本相同。

2．破井成孔系先用打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。

3．当极管内进泥水，可先在井管内装入2～3斗砂将活门压住，堵塞缝隙。

4．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0．4～0．5MP）压实。

5．打砂并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。

6．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％。

7．砂井须面铺设排水砂垫层方法同“3．2砂和砂石垫层”一节。

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。预压荷载一般取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。

9．加载应分期分级进行，加强观测。对地基垂直沉降、水平位移和孔降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10rnm／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。

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行：（1）地面总沉降量达到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达80％以上；（3）地基沉降速度已降到0.5～1.0mm／d。

五、质量标准

（一）保证项目

1、砂井数量、排列尺寸、形式、孔径、深度，应符合设计要求或施工规范的规定。

2、砂井的灌砂密实度应符合设计要求，灌砂量不得少于计算的95％。

（二）基本项目

1、施工后，基底标高下的松土层穷压密实、整平。

2、施工期间应进行现场测试，包括（1）边桩水平位移观测：主要用于判断地基的稳定性，决定安全的加荷速率，要求边桩位移速率应控制在3～5mm／d；（2）地面沉降观测：主要控制地面沉降速度，要求最大沉降速率不宜超过10mm／d；（3）孔隙水压力观测：用计算上体固结度、强度及强度增长分析地基的稳定，从而控制堆载速率，防止堆载过多、过快而导致地基破坏；（4）采用标准贯入检验砂井井体的强度；采用轻便触探检验井间土层的固结效果，应符合计算要求。

（三）允许偏差项目

砂井地基允许偏差及检验方法见表3－22。

六、安全措施

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。

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。

七、施工注意事项

1．砂井灌砂应自上而下保持连续，要求不出现颈井，且不扰动砂井周围上的结构。对灌砂量未达到设计要求的砂井，应在原位将桩管打人灌砂复打一次。

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。

3．堆载预压施工中，作用于地基上的荷载不得超过地基的权限荷载，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。

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。

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