注砂井

本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目 审核 。

注砂井指用贮存充填材料的砂仓和进行水砂混合的注砂室组成的充填设施。注砂井是水砂填充工作中的重要设备，它的位置，容积和类型都直接影响填充工作的好坏。

中文名称

注砂井

英文名称

storagemixed bin;sandfilling chamber

定　　义

用贮存充填材料的砂仓和进行水砂混合的注砂室组成的充填设施。

应用学科

煤炭科技（一级学科），煤矿开采（二级学科），采煤方法（三级学科）

砂井砂井的直径和间距

砂井的直径和间距以保证顺利排水和途径最短为宜，主要取决于土的固结特性和施工期的要求。根据固结理论和工程实践可知，缩短砂井间距比增大砂井直径对加速固结的效果要好，即井径与其间距的关系是“细而密”比“粗而稀”为佳。但也不是越细越密固结效果越好，太细不能保证灌砂的密实和连续，太密则对周围土扰动较大而降低土的强度和渗透性，反而影响加固效果。所以，常用的普通砂井直径可取300～500mm，袋装砂井直径可取70～120mm，塑料排水板已标准化，一般相当于直径60～70mm。井距则按一定范围的井径比（砂井有效排水范围等效直径de与砂井直径dw之比）选取，工程上普通砂井的间距可按n=6～8选用，袋装砂井和塑料排水板的间距可按n=15～22选用。应当指出，砂石桩中的砂桩与排水砂井均是以砂为填料的桩体，但两者的作用是不同的。砂桩的主要作用是挤密土层，故桩径宜较大；而砂井的主要作用是排水固结，故井径相对较小。

砂井砂井的长度

砂井的长度应根据建筑物对地基的稳定性、变形要求和工期确定。当压缩土层不厚、底部有透水层时，砂井应尽可能贯穿压缩土层；当压缩土层较厚，但间有砂层或砂透镜体时，砂井应尽可能打至砂层或透镜体；当压缩土层很厚，其中又无透水层时，可按地基的稳定性及建筑物变形要求处理的深度来决定。按稳定性控制的工程，如路堤、土坝、岸坡、堆料场等，砂井深度应通过稳定分析确定，砂井长度应超过最危险滑动面的深2.0m。从沉降考虑，砂井长度宜穿透主要的压缩土层。

砂井砂井的布置和范围

砂井常按梅花形和正方形布置。假设每个砂井的有效影响面积为圆面积，如砂井间距为l，则等效圆（有效排水范围）的直径de与l的关系为：梅花形时，de=1.05l；正方形时，de=1.13l。由于梅花形排列较正方形紧凑和有效，应用较多。砂井的布置范围可由基础轮廓线向外扩大2～4m。

砂井砂垫层

在砂井顶面应铺设排水砂垫层，以连通各个砂井形成通畅的排水面，将水排到场地外。砂垫层厚度不应小于0.5m；水下施工时，砂垫层厚度一般为1.0m左右。为节省砂料，也可采用连通砂井的纵横砂沟代替整片砂垫层，砂沟的高度一般为0.5～1.0m，砂沟宽度取砂井直径的2倍。

排水固结预压法是应用较为广泛，且经济的一种软土地基处理方法，其主要作用在两个方面：预压土体大部分沉降；提高土体抗剪强度。砂井常被用来加速土体的固结，砂井从最初的大直径砂井，袋装砂井，发展到纸板，以及较为普及的塑料排水板。随着真空预压方法试验研究的成功，该项古老的地基处理方法，在软土地基处理中更加得到了设计和施工人员的使用 。砂井加速软土固结己被成功应用于机场跑道、港口、高速公路、尾扩池及围海造田工程中。砂井指的是为加速软弱地基排水固结，在地基中钻孔，灌入中、粗砂而成的排水柱体。将砂灌入织袋放进孔内形成的井，称袋装砂井。袋装砂井通常不作为基础支承桩，而只用作挤密土层，排出地下水，从而使土壤固结和土层挤密，以提高土壤的承载力。通常用振动打桩机、柴油打桩机（冲击式和振动式），以及下端有活瓣钢桩靴的桩管，将砂（含泥量不大于3%）或砂和角砾混合料（含泥量不大于5%）形成砂井。

砂井排水砂井

排水砂井是指在软弱地基中利用各种打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等在地基中获得按一定规律排列的孔眼，灌入中、粗砂形成柱状排水体，以加速地基排水固结的方法。这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用，称为排水砂井。砂井顶面铺设砂垫层，以构成完整的地基排水系统。软土地基设置砂井后，改善了地基的排水条件，缩短了排水途径，因而地基承受附加荷载后，排水固结过程大大加快，进而使地基强度得以提高。砂井适用于路堤高度大于极限高度，软土层厚度大于5m的情况。砂井的间距、深度要根据软土的地层情况、允许的施工期，由计算确定。砂井直径一般为20~30cm，视施工机械而定。砂井的施工方法有空心管打入法、射水法、爆破法；也可采用袋装砂井。袋装砂井是采用钢管打入式和射水式打孔，在孔中插入袋装砂粒而形成的柱状排水体，其直径约7~10cm，省料且价格低廉。排水砂井预压地基是处理软基常用而有效的方法。软基中设置排水砂井，加载预压使土体中孔隙水逐渐排出，提高土的强度以适应建筑 物的要求。堤防、路堤、油罐是利用本身的重量逐步预压，机场跑道、港口堆场则要搬运土石料作为预压荷重，待地基沉降达到设计要求后搬去荷重，供工程建设使用 。

砂井砂桩

砂桩也称为挤密砂桩或砂桩挤密法。是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后再将砂挤入土中，形成大直径的密实砂柱体的加固地基的方法。砂桩属于散体桩复合地基的一种。砂桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基。对饱和粘土地基卜对变形控制要求不严的工程也可采用砂桩置换处理。砂桩还可用于处理可液化的地基。在用于饱和粘土的处理时，最好是通过现场试验后再确定是否采用。砂桩在19世纪30年代源于欧洲，但是，当时发展很慢，直到20世纪50年代，砂桩在国内外才得以迅速发展，施工工艺才逐步走向完善和成熟。20世纪50年代后期，日本成功地研制了振动式和冲击式的砂桩施工工艺，大大提高了工作效率和施工质量，处理进度很快由原来的6m增加到30余米。砂桩在我国的应用也始于50年代。起初，砂桩法用于处理松散砂土地基，视施工方法不同，又可分为挤密砂桩和振密砂桩两种，其加固原理是依靠成桩过程中对周围砂层的挤密和振密作用，提高松散砂土地基的承载力，防止砂土振(震)动液化。后来，国内外也逐渐将砂桩用来处理软弱粘性土，其加固原理是利用砂桩的置换作用和排水作用提高软弱地基的稳定性。砂桩在软弱地基中可形成砂桩复合地基，如对它再行加载预压，可进一步提高复合地基的承载力，减少地基沉降量，并改善地基的整体稳定性。在我国砂桩用于加固软弱粘性土地基有成功的经验，也有砂桩处理后的软弱粘性土地基在荷载作用下仍发生大的沉降的事例，如果不进行预压使大的沉降预先完成，则难以满足建筑物对沉降的要求 。