砂井排水固结法

4.3　砂井排水固结法

采用砂井（排水板）作为排水通道，缩短孔隙水排出的途径，并在砂井顶部设砂垫层，砂垫层上部再加荷载以增加土中附加应力。附加应力产生超静水压力将水排出土体，使软土提前固结以增加地基土的强度，这种方法称为砂井排水固结法（简称砂井法）（图4.7）。

图4.7　典型的砂井地基剖面

砂井法自1925年问世以后，因缺乏理论根据而按经验设计。直至1940年至1942年，巴伦（Barron）根据太沙基的固结理论，提出了既考虑垂直向渗透固结，又考虑径向排水固结的理论，建立了砂井法的设计计算方法。20世纪50年代以后，随着设计理论的深入发展，选用土质指标的重要性也逐渐被重视起来，一直发展到目前的理论计算水平。我国从20世纪50年代起陆续在各种工程中应用砂井法，近几年来，在利用砂井预压法处理沿海码头堆场、高速公路软黏土地基方面做了很多工作，取得了丰富的经验。

砂井法主要适用于没有较大集中荷载的大面积荷重或堆土荷重工程，例如高速公路、铁路、土坝、油罐、仓库、贮矿场等工程。

砂井排水的效果在很大程度上取决于土的性质，对泥炭土、有机质黏土和高塑性土等土层，其次固结沉降占相当大的部分，砂井排水的效果不大。Bjerrum（1972）提出用效率系数λ来表示竖井预压的效果：

式中：S_c——主固结沉降量；

　S_s——次固结沉降量。

Bjerrum根据5个工程的经验提出λ值最好取0.6～0.8。

此外砂井的排水效果还取决于砂井本身的特性以及施工等因数，主要有下列两点：

（1）竖井对渗流的阻力将影响土层的固结速率，当竖井纵向通水量较小，长度较大时，影响较大；

（2）施工引起周围土的扰动，将降低土的水平向渗透系数和模量，因而影响土的固结速率。