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摘要：介绍了排水固结方法处理软土地基的机理以及适用条件，并结合工程实例，对软土地基常用的处理方法（袋装砂井法与塑料排水板法）进行了简单的比较分析。
关键词：软弱土基；排水固结；袋装砂井塑料排水板
中图分类号：TV
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2012）04-0269-01
1排水固结法概述
1.1排水固结法机理
排水固结法的机理是在天然地基中，设置竖向排水体（普通砂井、袋装砂井、塑料排水板等），铺设水平排水垫层，对地基施加固结压力或减小孔隙水压力，使土体中孔隙水加快排出，逐渐固结，地基沉降压实，逐步提高强度，也就是说排水固结法应有加压系统和排水系统。排水固结的加压系统为地基提供固结压力，并形成竖向排水；同时应有横向排水系统，改善地基原有的天然排水系统的边界条件，缩短地基孔隙水的排水距离，加速软土地基的加固过程。因此按照加压方式，可以分为加载预压法、超载预压法、真空联合预压法、降低地下水位法；按照排水系统可以分为普通砂井法、袋装砂井法、塑料排水板法。当软弱土层较薄、土的渗透性较好且施工期较长时，可以不设竖向排水系统，仅在地面上铺设一定厚度的砂垫层即可。
1.2排水固结法的优、缺点
排水固结法是较为经济的地基加固方法，能够使地基的沉降在加载预压时间大部分或基本完成，使建筑物在使用时间内不致产生不利的沉降和沉降差；同时还能加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。但是在进行软基处理时有以下缺点：①横向排水的砂垫层一般裸露在路基边坡上，需要用土工布或土工格栅包裹，或用沿纵向做包边土，做引流管；②预压时间短，难以形成高压挤密土层。③真空预压法，可以不增加预压荷载，土体稳定，缩短工期，但操作难度大。④降水法不增加预压荷载，土体稳定，但会引起邻近建筑物沉降。
1.3排水固结法适用条件
排水固结法适用于饱和软粘土（如沼泽土、淤泥及淤泥质土、水力冲填土等），有机质粘土的地基处理。
2工程实例
郑东新区奥园广场的软基处治是十分重要的工程项目，其科研成果也被国内所公认，在国际上也有相当大的影响，已经成为我国建设的典范。软土层厚7m～10m，淤泥质中液限粘土，灰色，极软～软塑状，有薄层粉砂夹层，多有机质和贝壳，高压缩性，承载力0.06～0.12MPa。预压设计高度均为3.62m。
第Ⅰ试验段采用0.62m预压填土+2.50m预压+0.5m砂垫层+长12.0m、直径10cm、间距1.4m的袋装砂井的处理方案；第Ⅱ试验段采用0.62m预压填土+2.50m预压+0.5m砂垫层+长12.0m、宽10cm、厚4.5mm、间距1.4m的排水板（简称塑板）处理方案。这两个试验段采用的两种措施的效果基本一致，下面，从沉降、施工效率、经济效益三方面对这两段试验段进行分析比较。
（1）沉降分析。
袋装砂井和塑料排水板法在现场观测，通过观测我们不难发现塑料排水板法处理地基的沉降结果稍微偏大，但根据三年时间的观测资料，利用双曲线法推算出的最终沉降均为76cm。因为塑料排水板采用圆形插管在地基中形成的孔洞无填充会造成沉降增大，适宜的插板管应采用方形；而袋装砂井能够较满填充圆型插管在地基中形成的空洞，地基沉降要小一点，但地基沉降充分固结后，差别即不存在。因此我们可以得出“最终沉降一致，过程沉降不同”的结论。
（2）经济效益分析。
我们可以进行两方面对比：一方面对比同一深度袋装砂井与塑料排水板法工程费用，另一方面对比不同深度的袋装砂井与塑料排水板法经济性。
综合比较表中数据，随着桩长的增加，袋装砂井的费用增加速度要明显高于塑料排水板法。因为袋装砂井法随桩长的增加需要增加人工费用，塑料排水板法的经济性主要表现在节省了人工费以及运输费上，然而两种方法的材料费基本相同（例如12m袋装砂井与塑料排水板法的材料费用分别为12.32元、12.17元），因此，塑板的经济效益也随着桩长的增加越来越明显。但对于小于6m的短桩来说，即使在砂源困难的地区，袋装砂井也是经济可行的。
（3）综合分析。
通过对试验沉降、施工效率、经济效益三方面进行分析比较，塑料排水板法优于袋装砂井法。袋装砂井和塑料排水板法的加固机理基本相同，都属于竖向排水体，即在土体中增加排水路径，缩短排水距离，在荷载作用下加速地基的排水固结、沉降发展和强度增长，进而达到提高地基抗剪强度、承载力和稳定性的目的。二者都具有排水迅速、施工快捷、效果明显的特点。塑料排水板法因其是正规厂家生产，所以质量更有保证，成本更低；且具有良好的力学性能和足够的纵向通水能力、滤膜渗透性和隔水性，流水断面均匀、排水通畅，能够更好的适应地基变形；结构断面小，在施工过程中对地基的扰动小，连续性好。二者的施工方法基本相同，但塑料排水板法施工工艺明显复杂，且工艺要求较高；在施工质量控制方面，塑料排水板法除满足相关规范与设计要求外，还要在平面位置、垂直度、板位、深度等多方面加强观测，控制因素较多。虽然塑料排水板法在施工工艺及施工质量控制与检验方面明显比袋装砂井法复杂，但其施工速度快、效率高、造价低等方面的优势使其在软基处理方面得到广泛应用；如果再提高其土工材料的质量和性能以及施工质量控制等方面，将会有更广阔的应用前景。
3结语
自郑东新区奥园广场建成以来，郑州豫华基础工程有限公司在软基处理方面也积累了一些经验，如塑料板桩优于砂袋桩的施工效益；但是至今为止，仍没有一套适用于所有工程的软基处理方案，因此我们要具体工程的软基面积、深度、厚度具体分析，要本着因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的设计原则进行充分论证，找到适宜的处理方案，保证设计成果和施工方案技术先进、经济合理。
参考文献
［1］胡双全，杨子君，齐鹏.湿陷性黄土地基强夯处理后地基承载力的确定［J］.河北软件职业技术学院学报，2010，（1）:62-63.
关键词：软弱土基；排水固结；袋装砂井塑料排水板
中图分类号：TV
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2012）04-0269-01
1排水固结法概述
1.1排水固结法机理
排水固结法的机理是在天然地基中，设置竖向排水体（普通砂井、袋装砂井、塑料排水板等），铺设水平排水垫层，对地基施加固结压力或减小孔隙水压力，使土体中孔隙水加快排出，逐渐固结，地基沉降压实，逐步提高强度，也就是说排水固结法应有加压系统和排水系统。排水固结的加压系统为地基提供固结压力，并形成竖向排水；同时应有横向排水系统，改善地基原有的天然排水系统的边界条件，缩短地基孔隙水的排水距离，加速软土地基的加固过程。因此按照加压方式，可以分为加载预压法、超载预压法、真空联合预压法、降低地下水位法；按照排水系统可以分为普通砂井法、袋装砂井法、塑料排水板法。当软弱土层较薄、土的渗透性较好且施工期较长时，可以不设竖向排水系统，仅在地面上铺设一定厚度的砂垫层即可。
1.2排水固结法的优、缺点
排水固结法是较为经济的地基加固方法，能够使地基的沉降在加载预压时间大部分或基本完成，使建筑物在使用时间内不致产生不利的沉降和沉降差；同时还能加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。但是在进行软基处理时有以下缺点：①横向排水的砂垫层一般裸露在路基边坡上，需要用土工布或土工格栅包裹，或用沿纵向做包边土，做引流管；②预压时间短，难以形成高压挤密土层。③真空预压法，可以不增加预压荷载，土体稳定，缩短工期，但操作难度大。④降水法不增加预压荷载，土体稳定，但会引起邻近建筑物沉降。
1.3排水固结法适用条件
排水固结法适用于饱和软粘土（如沼泽土、淤泥及淤泥质土、水力冲填土等），有机质粘土的地基处理。
2工程实例
郑东新区奥园广场的软基处治是十分重要的工程项目，其科研成果也被国内所公认，在国际上也有相当大的影响，已经成为我国建设的典范。软土层厚7m～10m，淤泥质中液限粘土，灰色，极软～软塑状，有薄层粉砂夹层，多有机质和贝壳，高压缩性，承载力0.06～0.12MPa。预压设计高度均为3.62m。
第Ⅰ试验段采用0.62m预压填土+2.50m预压+0.5m砂垫层+长12.0m、直径10cm、间距1.4m的袋装砂井的处理方案；第Ⅱ试验段采用0.62m预压填土+2.50m预压+0.5m砂垫层+长12.0m、宽10cm、厚4.5mm、间距1.4m的排水板（简称塑板）处理方案。这两个试验段采用的两种措施的效果基本一致，下面，从沉降、施工效率、经济效益三方面对这两段试验段进行分析比较。
（1）沉降分析。
袋装砂井和塑料排水板法在现场观测，通过观测我们不难发现塑料排水板法处理地基的沉降结果稍微偏大，但根据三年时间的观测资料，利用双曲线法推算出的最终沉降均为76cm。因为塑料排水板采用圆形插管在地基中形成的孔洞无填充会造成沉降增大，适宜的插板管应采用方形；而袋装砂井能够较满填充圆型插管在地基中形成的空洞，地基沉降要小一点，但地基沉降充分固结后，差别即不存在。因此我们可以得出“最终沉降一致，过程沉降不同”的结论。
（2）经济效益分析。
我们可以进行两方面对比：一方面对比同一深度袋装砂井与塑料排水板法工程费用，另一方面对比不同深度的袋装砂井与塑料排水板法经济性。
综合比较表中数据，随着桩长的增加，袋装砂井的费用增加速度要明显高于塑料排水板法。因为袋装砂井法随桩长的增加需要增加人工费用，塑料排水板法的经济性主要表现在节省了人工费以及运输费上，然而两种方法的材料费基本相同（例如12m袋装砂井与塑料排水板法的材料费用分别为12.32元、12.17元），因此，塑板的经济效益也随着桩长的增加越来越明显。但对于小于6m的短桩来说，即使在砂源困难的地区，袋装砂井也是经济可行的。
（3）综合分析。
通过对试验沉降、施工效率、经济效益三方面进行分析比较，塑料排水板法优于袋装砂井法。袋装砂井和塑料排水板法的加固机理基本相同，都属于竖向排水体，即在土体中增加排水路径，缩短排水距离，在荷载作用下加速地基的排水固结、沉降发展和强度增长，进而达到提高地基抗剪强度、承载力和稳定性的目的。二者都具有排水迅速、施工快捷、效果明显的特点。塑料排水板法因其是正规厂家生产，所以质量更有保证，成本更低；且具有良好的力学性能和足够的纵向通水能力、滤膜渗透性和隔水性，流水断面均匀、排水通畅，能够更好的适应地基变形；结构断面小，在施工过程中对地基的扰动小，连续性好。二者的施工方法基本相同，但塑料排水板法施工工艺明显复杂，且工艺要求较高；在施工质量控制方面，塑料排水板法除满足相关规范与设计要求外，还要在平面位置、垂直度、板位、深度等多方面加强观测，控制因素较多。虽然塑料排水板法在施工工艺及施工质量控制与检验方面明显比袋装砂井法复杂，但其施工速度快、效率高、造价低等方面的优势使其在软基处理方面得到广泛应用；如果再提高其土工材料的质量和性能以及施工质量控制等方面，将会有更广阔的应用前景。
3结语
自郑东新区奥园广场建成以来，郑州豫华基础工程有限公司在软基处理方面也积累了一些经验，如塑料板桩优于砂袋桩的施工效益；但是至今为止，仍没有一套适用于所有工程的软基处理方案，因此我们要具体工程的软基面积、深度、厚度具体分析，要本着因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的设计原则进行充分论证，找到适宜的处理方案，保证设计成果和施工方案技术先进、经济合理。
参考文献
［1］胡双全，杨子君，齐鹏.湿陷性黄土地基强夯处理后地基承载力的确定［J］.河北软件职业技术学院学报，2010，（1）:62-63.