1 引言
　　我國東南沿海和內(nèi)陸地區(qū)廣泛分布著海相、湖相以及河相沉積而成的軟弱地基，且不少情況埋藏深厚。這種土的特點(diǎn)是含水量大，重度小，壓縮性高，強(qiáng)度低，承載力小，且靈敏度高，透水性差，具有顯著的流變特性。這種軟弱地基在建筑物荷載作用下會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的沉
　　降和沉降差，而且沉降的延續(xù)時(shí)間很長，很難滿足建（構(gòu)）筑物對地基變形和穩(wěn)定性要求，通常要采取一定的處理措施，排水固結(jié)法就是處理軟黏土地基行之有效的方法之一。
　　排水固結(jié)法可以解決沉降與穩(wěn)定問題。沉降問題即是使地基的沉降在加載預(yù)壓期間大部分或基本完成,使構(gòu)筑物在使用期間不產(chǎn)生不利的沉降或沉降差；穩(wěn)定問題即加速地基土的抗剪強(qiáng)度的增長,從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。目前，工程上所應(yīng)用的排水豎井有普通砂井、袋裝砂井和塑料排水板，本文將對袋裝砂井和塑料排水板相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行簡要的闡述和比較。
　　2 加固原理
　　2.1 袋裝砂井
　　采用振動(dòng)、錘擊或靜壓方式把井管沉入軟土層內(nèi)，然后向井管中放入預(yù)先裝好砂料的圓柱形砂袋，最后拔起井管將砂袋充填在孔中形成砂井，在砂井頂面鋪設(shè)排水砂墊層，組成垂直和水平排水通道，然后在上部堆載預(yù)壓，使土中孔隙水迅速排出，以降低孔隙比和含水量,
　　增加土體密實(shí)度,使軟土在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的固結(jié)度, 從而提高軟土路基的承載力和抗剪能力,達(dá)到加固地基的目的。
　　2.2 塑料排水板
　　在特制的插設(shè)機(jī)械作用下,把塑料排水板按一定間距插入軟土地基中, 因塑料排水板能以較低的進(jìn)水阻力聚集從周圍土體中排出的孔隙水, 故利用塑料排水板通道作為豎向排水系統(tǒng),鋪設(shè)水平墊層作為橫向排水系統(tǒng)，在加載預(yù)壓的作用下, 軟土中的孔隙水和空氣順著垂直排水通道排出,再經(jīng)砂墊層橫向排出加固地基之外，使土體達(dá)到固結(jié)的效果, 從而提高地基的承載力。
　　2.3 分析比較
　　不難看出，袋裝砂井和塑料排水板加固機(jī)理基本相同，借助機(jī)械設(shè)備完成之后，在地基中主要都是作為豎向排水體，增加排水路徑，縮短排水距離，在荷載作用下加速地基的排水固結(jié)、沉降發(fā)展和強(qiáng)度增長，從而改善地基的動(dòng)力與靜力變形性質(zhì)，提高地基的抗剪強(qiáng)度、承載力及穩(wěn)定性，在規(guī)定的施工工期內(nèi)，使建筑物達(dá)到滿足設(shè)計(jì)的地基穩(wěn)定性、承載力及容許沉降的要求。
　　3 特點(diǎn)及適用范圍
　　3.1 袋裝砂井
　　袋裝砂井加固軟土地基法屬于垂直排水加固地基方法, 是在一般砂井法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新工藝、新技術(shù)。從諸多工程實(shí)例[1]來看，袋裝砂井具有以下特點(diǎn):
　　⑴本工法采用袋裝砂井的直徑一般為7～12cm，間距為100～350cm，加固地基深度20m 左右；
　　⑵因砂袋具有一定的抗拉強(qiáng)度和韌性，能在地基產(chǎn)生變形的情況下，保持砂井排水的連續(xù)與暢通，故排水效果明顯、可靠；
　　⑶不易混入泥砂，透水性好；
　　⑷施工設(shè)備實(shí)現(xiàn)了輕型化，施工靈活對地基及周圍建筑物擾動(dòng)小；
　　⑸施工速度快、工程造價(jià)低。
　　本工法適用于軟黏土和超軟黏土地區(qū)的鐵路、公路、機(jī)場、碼頭、工業(yè)與民用建筑物等地基加固工程, 尤其適用于對周圍受擾動(dòng)條件限制的地基加固工程。
　　3.2 塑料排水帶
　　塑料排水板有復(fù)合型和單一型兩類。目前,在我國公路施工中多數(shù)使用的是復(fù)合型結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)由用于濾水的外膜及形成骨架和排水通道的蕊板組成。蕊板是用高壓聚乙烯工程塑料制成, 板面兩側(cè)沿縱向嵌有若干條不同斷面形式的排水溝槽構(gòu)成排水通道。蕊板表面光滑, 尺寸均一,并能耐酸堿、抗腐蝕。濾水外膜為絳綸無紡?fù)凉げ? 套在蕊板外層, 用來過濾土體中排出的孔隙水, 防止蕊板排水通道被土顆粒堵塞, 保證排水通暢。塑料排水板是一種能夠加速軟土地基排水固結(jié)的垂直排水材料。
　　3.3 分析比較
　　由上所述，袋裝砂井和塑料排水板皆具有排水迅速, 效果明顯, 施工快捷, 質(zhì)量易于控制, 成本低廉等特點(diǎn), 據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐證明[2]，單就成本方面，塑料排水板較優(yōu)于袋裝砂井，且在固結(jié)軟土地基特別是在深厚層軟土基和缺砂軟基地帶, 塑料排水板具有良好和更廣的應(yīng)用前景。
　　4 施工工藝
　　4.1 袋裝砂井
　　4.1.1 施工準(zhǔn)備
　　⑴認(rèn)真熟悉施工圖紙,領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)要點(diǎn),編制特殊作業(yè)指導(dǎo)書。
　　⑵施工組織。
　　機(jī)具設(shè)備：
　　目前有專用打設(shè)機(jī)、輕型柴油打設(shè)機(jī)(DD-6 型)、門式打設(shè)機(jī)三種，應(yīng)根據(jù)軟土層厚、總工程量的大小,以及工期要求，選擇振動(dòng)式打樁機(jī)型號(hào)、確定進(jìn)場臺(tái)數(shù)。配套設(shè)備：
　　⑴灌砂袋設(shè)備:除專用打設(shè)機(jī)隨機(jī)配有灌砂袋系統(tǒng)外,采用其它打設(shè)機(jī)時(shí),應(yīng)自制灌砂袋設(shè)備,常用的有門式機(jī)械振動(dòng)灌砂袋架、三角架、獨(dú)角架等。
　　⑵成孔套管:所用套管應(yīng)為無縫鋼管,內(nèi)徑比砂袋稍大,內(nèi)壁光潔。其長度、剛度要與設(shè)計(jì)的袋裝砂井相適應(yīng)。當(dāng)打樁架高度不夠時(shí),套管可分節(jié)接長(可采用法蘭盤連接)。
　　⑶樁尖與樁帽:樁尖多采用在導(dǎo)管端口設(shè)置一活瓣封門, 利用套管內(nèi)砂袋的壓力將其頂開, 隨套管拔出,可多次使用；也有一次性使用的樁尖,套管到位后,樁尖不再隨套管拔出。樁帽可根據(jù)套管直徑與樁錘型號(hào)加工配套。樁尖與樁帽都要有一定的密封性,防止套管內(nèi)進(jìn)入泥漿等雜物。
　　主要材料的選定：
　　⑴砂袋:應(yīng)采用透水性、耐水性好、韌性強(qiáng)的麻布或聚丙乙烯編織布制作,砂袋長度應(yīng)比設(shè)計(jì)井深多150～200cm。
　　⑵砂料: 應(yīng)選用滲水率較高的干燥粗砂, 大于0.5mm 粒徑的應(yīng)占總量的50%以上, 含泥量不得超過3%。
　　勞動(dòng)力組織:
　　袋裝砂井屬隱蔽工程,要求操作人員必須具有良好的施工經(jīng)驗(yàn)與操作技能。符合一定的配比。操作人員應(yīng)具有一定的施工經(jīng)驗(yàn)與操作技能, 班組人員相對穩(wěn)定，配合默契。新工人上崗應(yīng)進(jìn)行崗前培訓(xùn)。
　　4.1.2 工藝流程
　　⑴地面處理：包括開挖排水溝及排除地面積水和清基，將路幅范圍內(nèi)原地面上的淤泥、樹根、草皮、腐植土等不適用材料全部挖除。
　　⑵填筑砂墊層：在檢驗(yàn)合格的路拱上均勻等厚鋪設(shè)砂墊層。砂墊層采用中粗砂，含泥量不大于5%，并無其它雜質(zhì)。砂墊層厚度鋪設(shè)應(yīng)考慮松鋪換算系數(shù)，防止加載壓實(shí)后厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。砂墊層鋪設(shè)時(shí)兩側(cè)邊緣應(yīng)超出路堤坡腳1M，以確保施工期間從砂井來的水可以排送到地表中。
　　⑶機(jī)具定位：根據(jù)設(shè)計(jì)布置的行列間距用小木樁或竹板樁正確定位。機(jī)具定位要保證錘中心與地面定位在同一點(diǎn)上，并用經(jīng)緯儀檢驗(yàn)導(dǎo)向架的垂直度，移動(dòng)插樁時(shí)，用吊線垂方法檢測和控制導(dǎo)向架及樁管的垂直度。
　　⑷插管放砂袋：定位好后，即可開振動(dòng)錘下插套管，在套管上用油漆畫出控制標(biāo)高的刻畫線，插管前先將套管底部的樁尖合攏，將套管底部封閉。套管插入設(shè)計(jì)標(biāo)高即可放置預(yù)先灌好砂的柱形砂袋。下砂袋時(shí)需將砂袋吊起，從端部放入套管口，徐徐下放，注意扶持和操作，
　　防止砂袋扭結(jié)、斷裂和砂袋損傷。
　　⑸拔管：拔鋼套管時(shí)應(yīng)注意垂直起吊，并保證連續(xù)緩慢進(jìn)行，中途不得放松吊繩，以防止砂井回帶或受到損壞。若帶出砂袋,則機(jī)具要重新定位,砂井要重新灌注。
　　⑹樁機(jī)移位至下一樁位,同時(shí)及時(shí)清理套管帶出的淤泥土,并用干凈的砂礫回填留下的洞穴。砂袋頂部應(yīng)伸入砂墊層不小于30cm，伸入段應(yīng)密實(shí)飽滿，防止砂井“縮頸”而使袋裝砂井通水道路隔斷而使砂井功能失效。
　　4.2 塑料排水帶
　　4.2.1 施工機(jī)械
　　該機(jī)械大部分是施工單位自行制造或改裝而成。從機(jī)械外形上主要可分為3 大類: ⑴門架振動(dòng)式插板機(jī),行走靠鋪設(shè)的軌道,最大打設(shè)深度為25m 左右。
　　⑵履帶式插板機(jī)。打設(shè)深度最大可達(dá)30m,有振動(dòng)式和靜壓式兩種。
　　⑶由挖掘機(jī)或吊機(jī)改裝, 一般每次只能施打一根,行走靠履帶,打設(shè)速度快、方便靈活、效率高,接地壓力小,打設(shè)深度為20～25m。
　　4.2.2 塑料排水板施工
　　⑴施工準(zhǔn)備:檢查排水板的性能指標(biāo),合格后安裝在排水板插板機(jī)上,進(jìn)場調(diào)試,保證其性能狀況良好。鋪30cm 厚砂墊層,人工整平后插板機(jī)械即可開始施工。
　　⑵用經(jīng)緯儀和鋼尺按正三角形布置塑料排水板打設(shè)板位,并用竹簽插入砂墊層作標(biāo)記。
　　⑶插板機(jī)移動(dòng)定位, 控制好插板機(jī)樁靴的落地定位,保證誤差在±50mm 范圍內(nèi)。
　　⑷垂直下插套管至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
　　⑸拔套管至套管下端高出砂墊層面50cm。
　　⑹切割排水板,控制排水板在砂墊層頂面以上的外露長度為20～30cm。
　　⑺自檢并清除套管附帶上來的淤泥,用砂料回填打設(shè)時(shí)在排水板周圍形成的孔洞,合格后由監(jiān)理工程師驗(yàn)收。
　　⑻及時(shí)將排水板埋置于砂墊層中。
　　⑼移機(jī)進(jìn)行下一根排水板施工。
　　
　　4.3 分析比較
　　通過以上施工工藝的敘述，可以看出，袋裝砂井與塑料排水板都有一套自己的工序流程，大體上來看，施工方法基本相同,只是施工過程中所用材料及其要求有所不同。另外，塑料排水板施工相對較袋裝砂井復(fù)雜一些，工藝要求更高。
　　5 施工質(zhì)量控制及檢驗(yàn)
　　5.1 袋裝砂井
　　⑴加強(qiáng)對材料的管理檢驗(yàn),按規(guī)定做好砂子質(zhì)量和含泥量的控制。
　　⑵打設(shè)套管前要檢查套管長度和直徑是否與設(shè)計(jì)相符,管內(nèi)有無雜物,樁尖活動(dòng)門開啟是否靈活,封閉是否良好。
　　⑶施工中隨時(shí)檢查套管成孔位置,垂直度是否滿足設(shè)計(jì)要求,并檢查灌砂量是否符合理論計(jì)算值。
　　⑷砂井質(zhì)量控制及檢驗(yàn)應(yīng)符合表1 的要求。
　　
　　5.2 塑料排水帶
　　塑料排水板施工時(shí)除必須滿足設(shè)計(jì)要求與相關(guān)規(guī)范要求外, 在以下幾方面加強(qiáng)管理控制:
　　⑴ 平面位置：《塑料排水板施工規(guī)程》（JTJ/T256-96）[4]規(guī)定塑料排水板的平面位置允許偏差為±10cm。平面位置的控制較為直觀，施工前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行測量放樣。
　　⑵垂直度：《塑料排水板施工規(guī)程》規(guī)定塑料排水板的垂直度允許偏差為±1.5%。施工中，主要依靠插板機(jī)的導(dǎo)架在打設(shè)過程始終與地面保持垂直來控制。插板機(jī)上應(yīng)設(shè)置導(dǎo)架垂直度調(diào)正裝置，保證插板機(jī)的平衡度和垂直度,并在施工過程中隨時(shí)注意檢查。
　　⑶板位：首先根據(jù)中樁放好縱向線,然后在施工時(shí)根據(jù)導(dǎo)管到履帶的距離確定所要放樁的排數(shù),按設(shè)計(jì)間距沿橫向線放出各樁位, 嚴(yán)禁施工中一次放樁過多,被履帶壓亂,造成點(diǎn)位偏差。塑料排水板的樁位允許偏差范圍為±15cm。
　　⑷深度：對于靜壓式插板機(jī),當(dāng)導(dǎo)管底與砂面接觸時(shí),在鏈條上做一標(biāo)記,并在插板機(jī)架上用紅漆或點(diǎn)焊做好相應(yīng)的明顯打設(shè)深度標(biāo)記,當(dāng)鏈條下的標(biāo)記與機(jī)架上的標(biāo)記重合時(shí)便是設(shè)計(jì)深度; 對于振動(dòng)式插板機(jī),等導(dǎo)管打設(shè)達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí),在導(dǎo)管露出砂面部分與機(jī)架上同一高度處做紅漆標(biāo)記, 其位置在操作手視野內(nèi)即可。施工質(zhì)量控制見表2。
　　
　　5.3 分析比較
　　通過分別對袋裝砂井和塑料排水板施工質(zhì)量的控制及檢驗(yàn)要求的敘述，不難看出，塑料排水板工程質(zhì)量控制要求更為嚴(yán)格，工序較繁瑣。袋裝砂井相比之下較簡單一些，《規(guī)范》對其相應(yīng)的限值也有不同程度的要求。這里仍需要說明一點(diǎn)，無論是袋裝砂井還是塑料排水板，施工完成后，都必須做好現(xiàn)場觀測工作，以保證施工質(zhì)量，以防范于未然。并對施工機(jī)具和周圍環(huán)境做相應(yīng)的整理清潔，做好后續(xù)工作的統(tǒng)籌安排和部署，以保證施工的順利進(jìn)行。
　　6 結(jié)語
　　軟土地基（路基）處理是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，關(guān)乎到上部結(jié)構(gòu)乃至建筑物本身的安全，是整個(gè)施工過程的重中之重。所以，軟基處理方案的選擇既要安全、可靠，又要講求經(jīng)濟(jì)合理。軟基處理施工要認(rèn)真對待，不可有一絲的麻痹大意。兩種處理方法各有優(yōu)劣，作用機(jī)理、施工方法基本相同, 只是所用材料有所不同。兩者相比較, 塑料排水板法具有插板機(jī)械輕、施工速度快、效率高、對土擾動(dòng)小、造價(jià)低及塑料排水板可工廠化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，較袋裝砂井具有更廣闊的應(yīng)用前景。