4　竖向排水法
    在粘性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同，分为砂井和纸板排水两种。
4.1　砂井排水法
    砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果稍差。
粘性土层固结所需时间ｔ与垂直方向最大排水距离Ｄ的平方成正比。很清楚，粘土层越厚，所需固结时间就越长。
4.1.1　设计　以间距ｄ布置，直径为ｄｗ的排水砂井。设想直径为ｄｅ的圆柱状地基，如间隙水只流向砂井，其固结时间为：
ｔ＝2Ｔｈｄｅ／Ｃｈ
式中：ｔ--固结时间（ｄ）
Ｔｈ--水平向固结时间因数（无因次）
Ｃｈ--水平向固结系数（ｍ2／ｄ）
ｄｅ--有效直径（ｍ）
　　当砂井间距离为ｄ间（见图4）；
正三角形布置ｄｅ＝1.05ｄ；
正方形布置ｄｅ＝1.13ｄ。
ｄｗ--砂蟛直径（ｍ）
    可知ｄｅ越小，排水砂井间距ｄ就越小，越能促进固结。
    固结度Ｕｈ与时间因数Ｔｈ是以有效直径和排水砂井直径之比ｎ＝ｄｅ／ｄｗ为参数。ｄｅ与垂直向的固结排水距离Ｄ相对较小，所以多把垂直方向排水忽略。但粘占层厚度较小时，不能忽略。粘土层总的固结度Ｕ由下式求得。
Ｕ＝1－（1－Ｕｈ）（1－Ｕｖ）
式中：Ｕｈ-水平向固结度；
　　 Ｕｖ-竖向固结度。
    地基处理范围，为了稳定，以填土坡面下为处理对象；为防止沉降，主要以路基顶面宽度下作为处理对象。
    设计排水砂井时，首先假定施工方法、砂井直径、排水距离和改良范围。然后进行稳定及沉降计算，若不能满足时，修正假定数据，再进行计算。并注意下列几点。
①是否有砂层存在。
②防止扰动四周土壤，避免降低透水性或地基强度。宜取尽可能宽的排水间距。一般情况水平向固结系数Ｃｈ为竖向的固结系数ＣＶ的数倍，但是由于砂井打设方法不同，实际Ｃｈ只能达到ＣＶ甚至小于ＣＶ的值。
③砂井中的砂，在固结过程中起到排水通路的作用，因此必须长期发挥良好的透水性能。通常采用干净优质的粗砂。
4.1.2　施工程序
①铺砂。在砂井施工之前，地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟，使填土内不致有较高的地下水位。
②打入排水砂井。其法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无论何种方式一般的沉入深度为15～20ｍ，超过这一深度工程费用明显增大。
ａ.打入式和振动沉桩式　这是最常用的两种方式。使用履带式起重机时沉入深度为10ｍ左右；使用特制的钢打桩架，沉入深度可达30ｍ。桩径一般采用30～50ｃｍ，间距为1.5～3.0ｍ。
打入式和振动沉桩式的施工程度大致相同：
（1）套管底端接上管靴，放置在设计井位上；
（2）用汽锺锺击或振动锤振打至设计深度；
（3）用铲斗把砂喂入套管中；
（4～5）将喂砂口封闭，一边压入压缩空气，一边拔出套管；
（6）待套管完全拔出，砂井沉入即告结束。
ｂ.射水式　该法与别的方法相比对地基扰动最小，在水源丰富，排泥处理无困难时宜采用。其施工顺序：
（1）将套管置在设计井位上；
（2）在套管内放入喷咀杆，并用喷沮射水；
（3）一旦开始射水，即将套管缓缓下降，如遇障碍物或固结硬层，可用锤轻轻敲击套管顶面；
（4）套管下到设计深度升降喷咀杆，使管中的土溢出。
（5）灌入砂，徐徐拔出套管，砂井即告成。
ｃ.螺旋钻进式和袋装式　螺旋钻进式的直径为40～100ｃｍ，钻入深度15ｍ左右，本法对地基扰动较小，但施工速度慢。
    袋装式是为了避免井内所填的砂被土壤切断，不能排水，而把砂装入直径12ｃｍ左右的柔韧透水袋内。
    施工注意事项：
①按设计图间距布置砂井。用不同颜色标志已打入或待打入的井位。
②导杆应始终保持竖直，并经常检查。打入深度按设计规定。
③允许以较快的速度打入，但套管拔出速度应控制在填充砂及压气能从容地操作为度。留心套管拔出时砂在成拱作用下与套管一起被上提产生间隙，这样常使软土侵入砂井切断砂柱。
④填充砂料可采用传送带连续投入，也可采用漏斗提升喂入，从正确计量考虑，以后一种方式为优。
    以上是公路道路软基处理较为常用的方法，另外，在有些特殊情况下还采用粉喷桩处理软基及塑料排水板处理软基等方法。

上一页  [1] [2]