1 引言
　　我国东南沿海和内陆地区广泛分布着海相、湖相以及河相沉积而成的软弱地基，且不少情况埋藏深厚。这种土的特点是含水量大，重度小，压缩性高，强度低，承载力小，且灵敏度高，透水性差，具有显著的流变特性。这种软弱地基在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉
　　降和沉降差，而且沉降的延续时间很长，很难满足建（构）筑物对地基变形和稳定性要求，通常要采取一定的处理措施，排水固结法就是处理软黏土地基行之有效的方法之一。
　　排水固结法可以解决沉降与稳定问题。沉降问题即是使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成,使构筑物在使用期间不产生不利的沉降或沉降差；稳定问题即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。目前，工程上所应用的排水竖井有普通砂井、袋装砂井和塑料排水板，本文将对袋装砂井和塑料排水板相关内容进行简要的阐述和比较。
　　2 加固原理
　　2.1 袋装砂井
　　采用振动、锤击或静压方式把井管沉入软土层内，然后向井管中放入预先装好砂料的圆柱形砂袋，最后拔起井管将砂袋充填在孔中形成砂井，在砂井顶面铺设排水砂垫层，组成垂直和水平排水通道，然后在上部堆载预压，使土中孔隙水迅速排出，以降低孔隙比和含水量,
　　增加土体密实度,使软土在较短时间内达到较高的固结度, 从而提高软土路基的承载力和抗剪能力,达到加固地基的目的。
　　2.2 塑料排水板
　　在特制的插设机械作用下,把塑料排水板按一定间距插入软土地基中, 因塑料排水板能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水, 故利用塑料排水板通道作为竖向排水系统,铺设水平垫层作为横向排水系统，在加载预压的作用下, 软土中的孔隙水和空气顺着垂直排水通道排出,再经砂垫层横向排出加固地基之外，使土体达到固结的效果, 从而提高地基的承载力。
　　2.3 分析比较
　　不难看出，袋装砂井和塑料排水板加固机理基本相同，借助机械设备完成之后，在地基中主要都是作为竖向排水体，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，从而改善地基的动力与静力变形性质，提高地基的抗剪强度、承载力及稳定性，在规定的施工工期内，使建筑物达到满足设计的地基稳定性、承载力及容许沉降的要求。
　　3 特点及适用范围
　　3.1 袋装砂井
　　袋装砂井加固软土地基法属于垂直排水加固地基方法, 是在一般砂井法的基础上发展起来的一种新工艺、新技术。从诸多工程实例[1]来看，袋装砂井具有以下特点:
　　⑴本工法采用袋装砂井的直径一般为7～12cm，间距为100～350cm，加固地基深度20m 左右；
　　⑵因砂袋具有一定的抗拉强度和韧性，能在地基产生变形的情况下，保持砂井排水的连续与畅通，故排水效果明显、可靠；
　　⑶不易混入泥砂，透水性好；
　　⑷施工设备实现了轻型化，施工灵活对地基及周围建筑物扰动小；
　　⑸施工速度快、工程造价低。
　　本工法适用于软黏土和超软黏土地区的铁路、公路、机场、码头、工业与民用建筑物等地基加固工程, 尤其适用于对周围受扰动条件限制的地基加固工程。
　　3.2 塑料排水带
　　塑料排水板有复合型和单一型两类。目前,在我国公路施工中多数使用的是复合型结构。其结构由用于滤水的外膜及形成骨架和排水通道的蕊板组成。蕊板是用高压聚乙烯工程塑料制成, 板面两侧沿纵向嵌有若干条不同断面形式的排水沟槽构成排水通道。蕊板表面光滑, 尺寸均一,并能耐酸碱、抗腐蚀。滤水外膜为绦纶无纺土工布, 套在蕊板外层, 用来过滤土体中排出的孔隙水, 防止蕊板排水通道被土颗粒堵塞, 保证排水通畅。塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。
　　3.3 分析比较
　　由上所述，袋装砂井和塑料排水板皆具有排水迅速, 效果明显, 施工快捷, 质量易于控制, 成本低廉等特点, 据相关工程实践证明[2]，单就成本方面，塑料排水板较优于袋装砂井，且在固结软土地基特别是在深厚层软土基和缺砂软基地带, 塑料排水板具有良好和更广的应用前景。
　　4 施工工艺
　　4.1 袋装砂井
　　4.1.1 施工准备
　　⑴认真熟悉施工图纸,领会设计要点,编制特殊作业指导书。
　　⑵施工组织。
　　机具设备：
　　目前有专用打设机、轻型柴油打设机(DD-6 型)、门式打设机三种，应根据软土层厚、总工程量的大小,以及工期要求，选择振动式打桩机型号、确定进场台数。配套设备：
　　⑴灌砂袋设备:除专用打设机随机配有灌砂袋系统外,采用其它打设机时,应自制灌砂袋设备,常用的有门式机械振动灌砂袋架、三角架、独角架等。
　　⑵成孔套管:所用套管应为无缝钢管,内径比砂袋稍大,内壁光洁。其长度、刚度要与设计的袋装砂井相适应。当打桩架高度不够时,套管可分节接长(可采用法兰盘连接)。
　　⑶桩尖与桩帽:桩尖多采用在导管端口设置一活瓣封门, 利用套管内砂袋的压力将其顶开, 随套管拔出,可多次使用；也有一次性使用的桩尖,套管到位后,桩尖不再随套管拔出。桩帽可根据套管直径与桩锤型号加工配套。桩尖与桩帽都要有一定的密封性,防止套管内进入泥浆等杂物。
　　主要材料的选定：
　　⑴砂袋:应采用透水性、耐水性好、韧性强的麻布或聚丙乙烯编织布制作,砂袋长度应比设计井深多150～200cm。
　　⑵砂料: 应选用渗水率较高的干燥粗砂, 大于0.5mm 粒径的应占总量的50%以上, 含泥量不得超过3%。
　　劳动力组织:
　　袋装砂井属隐蔽工程,要求操作人员必须具有良好的施工经验与操作技能。符合一定的配比。操作人员应具有一定的施工经验与操作技能, 班组人员相对稳定，配合默契。新工人上岗应进行岗前培训。
　　4.1.2 工艺流程
　　⑴地面处理：包括开挖排水沟及排除地面积水和清基，将路幅范围内原地面上的淤泥、树根、草皮、腐植土等不适用材料全部挖除。
　　⑵填筑砂垫层：在检验合格的路拱上均匀等厚铺设砂垫层。砂垫层采用中粗砂，含泥量不大于5%，并无其它杂质。砂垫层厚度铺设应考虑松铺换算系数，防止加载压实后厚度达不到设计要求。砂垫层铺设时两侧边缘应超出路堤坡脚1M，以确保施工期间从砂井来的水可以排送到地表中。
　　⑶机具定位：根据设计布置的行列间距用小木桩或竹板桩正确定位。机具定位要保证锤中心与地面定位在同一点上，并用经纬仪检验导向架的垂直度，移动插桩时，用吊线垂方法检测和控制导向架及桩管的垂直度。
　　⑷插管放砂袋：定位好后，即可开振动锤下插套管，在套管上用油漆画出控制标高的刻画线，插管前先将套管底部的桩尖合拢，将套管底部封闭。套管插入设计标高即可放置预先灌好砂的柱形砂袋。下砂袋时需将砂袋吊起，从端部放入套管口，徐徐下放，注意扶持和操作，
　　防止砂袋扭结、断裂和砂袋损伤。
　　⑸拔管：拔钢套管时应注意垂直起吊，并保证连续缓慢进行，中途不得放松吊绳，以防止砂井回带或受到损坏。若带出砂袋,则机具要重新定位,砂井要重新灌注。
　　⑹桩机移位至下一桩位,同时及时清理套管带出的淤泥土,并用干净的砂砾回填留下的洞穴。砂袋顶部应伸入砂垫层不小于30cm，伸入段应密实饱满，防止砂井“缩颈”而使袋装砂井通水道路隔断而使砂井功能失效。
　　4.2 塑料排水带
　　4.2.1 施工机械
　　该机械大部分是施工单位自行制造或改装而成。从机械外形上主要可分为3 大类: ⑴门架振动式插板机,行走靠铺设的轨道,最大打设深度为25m 左右。
　　⑵履带式插板机。打设深度最大可达30m,有振动式和静压式两种。
　　⑶由挖掘机或吊机改装, 一般每次只能施打一根,行走靠履带,打设速度快、方便灵活、效率高,接地压力小,打设深度为20～25m。
　　4.2.2 塑料排水板施工
　　⑴施工准备:检查排水板的性能指标,合格后安装在排水板插板机上,进场调试,保证其性能状况良好。铺30cm 厚砂垫层,人工整平后插板机械即可开始施工。
　　⑵用经纬仪和钢尺按正三角形布置塑料排水板打设板位,并用竹签插入砂垫层作标记。
　　⑶插板机移动定位, 控制好插板机桩靴的落地定位,保证误差在±50mm 范围内。
　　⑷垂直下插套管至设计标高。
　　⑸拔套管至套管下端高出砂垫层面50cm。
　　⑹切割排水板,控制排水板在砂垫层顶面以上的外露长度为20～30cm。
　　⑺自检并清除套管附带上来的淤泥,用砂料回填打设时在排水板周围形成的孔洞,合格后由监理工程师验收。
　　⑻及时将排水板埋置于砂垫层中。
　　⑼移机进行下一根排水板施工。
　　
　　4.3 分析比较
　　通过以上施工工艺的叙述，可以看出，袋装砂井与塑料排水板都有一套自己的工序流程，大体上来看，施工方法基本相同,只是施工过程中所用材料及其要求有所不同。另外，塑料排水板施工相对较袋装砂井复杂一些，工艺要求更高。
　　5 施工质量控制及检验
　　5.1 袋装砂井
　　⑴加强对材料的管理检验,按规定做好砂子质量和含泥量的控制。
　　⑵打设套管前要检查套管长度和直径是否与设计相符,管内有无杂物,桩尖活动门开启是否灵活,封闭是否良好。
　　⑶施工中随时检查套管成孔位置,垂直度是否满足设计要求,并检查灌砂量是否符合理论计算值。
　　⑷砂井质量控制及检验应符合表1 的要求。
　　
　　5.2 塑料排水带
　　塑料排水板施工时除必须满足设计要求与相关规范要求外, 在以下几方面加强管理控制:
　　⑴ 平面位置：《塑料排水板施工规程》（JTJ/T256-96）[4]规定塑料排水板的平面位置允许偏差为±10cm。平面位置的控制较为直观，施工前应按设计要求进行测量放样。
　　⑵垂直度：《塑料排水板施工规程》规定塑料排水板的垂直度允许偏差为±1.5%。施工中，主要依靠插板机的导架在打设过程始终与地面保持垂直来控制。插板机上应设置导架垂直度调正装置，保证插板机的平衡度和垂直度,并在施工过程中随时注意检查。
　　⑶板位：首先根据中桩放好纵向线,然后在施工时根据导管到履带的距离确定所要放桩的排数,按设计间距沿横向线放出各桩位, 严禁施工中一次放桩过多,被履带压乱,造成点位偏差。塑料排水板的桩位允许偏差范围为±15cm。
　　⑷深度：对于静压式插板机,当导管底与砂面接触时,在链条上做一标记,并在插板机架上用红漆或点焊做好相应的明显打设深度标记,当链条下的标记与机架上的标记重合时便是设计深度; 对于振动式插板机,等导管打设达到设计深度时,在导管露出砂面部分与机架上同一高度处做红漆标记, 其位置在操作手视野内即可。施工质量控制见表2。
　　
　　5.3 分析比较
　　通过分别对袋装砂井和塑料排水板施工质量的控制及检验要求的叙述，不难看出，塑料排水板工程质量控制要求更为严格，工序较繁琐。袋装砂井相比之下较简单一些，《规范》对其相应的限值也有不同程度的要求。这里仍需要说明一点，无论是袋装砂井还是塑料排水板，施工完成后，都必须做好现场观测工作，以保证施工质量，以防范于未然。并对施工机具和周围环境做相应的整理清洁，做好后续工作的统筹安排和部署，以保证施工的顺利进行。
　　6 结语
　　软土地基（路基）处理是施工的重点和难点，关乎到上部结构乃至建筑物本身的安全，是整个施工过程的重中之重。所以，软基处理方案的选择既要安全、可靠，又要讲求经济合理。软基处理施工要认真对待，不可有一丝的麻痹大意。两种处理方法各有优劣，作用机理、施工方法基本相同, 只是所用材料有所不同。两者相比较, 塑料排水板法具有插板机械轻、施工速度快、效率高、对土扰动小、造价低及塑料排水板可工厂化生产等优点，较袋装砂井具有更广阔的应用前景。