排水固结的原理是地基在荷载作用下，通过布置竖向排水井（砂井或塑料排水带等），使土中的孔隙水被慢慢排出，孔隙比减小，地基发生固结变形，地基土的强度逐渐增长。

排水固结法主要用于解决地基的沉降和稳定问题。为了加速固结，最有效的办法就是在天然土层中增加排水途径，缩短排水距离，设置竖向排水井（砂井或塑料排水带），以加速地基的固结，缩短预压工程的预压期，使其在短时期内达到较好的固结效果，使沉降提前完成；并加速地基土抗剪强度的增长，使地基承载力提高的速率始终大于施工荷载增长的速率，以保证地基的稳定性。排水固结法适用于处理饱和和软弱土层，但对渗透性极低的泥炭土要慎重对待。

砂井是为加固目的在软土地基 中设置的柱状砂体。根据作用原理不同，又可分为挤密砂井(砂桩)和排水砂井两种。挤密砂井间距较密，用砂量大，用砂将土挤实。排水砂井作 用主要是为低透水性软粘土提供一个 排水通道，以加快土层固结的速度。 砂井的直径一般在30～40厘米，深度 在30米以内(视不同土层要求)，间距2～3米。砂井的设置方法是将带有桩靴的钢管沉入土中，形成桩孔， 在拔出钢管的同时灌入砂子。钢管沉入的方法有锤击打入法、水冲法和振 动法。砂井的设计主要是确定砂井的直径、间距、长度、布置方式和范围。这些参数可按固结理论根据固结度要求来选择。

井径比砂井的直径和间距

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d_e与砂井直径d_w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。

井径比砂井的长度

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度2.0m。从沉降考虑，砂井长度宜穿透主要的压缩土层。

井径比砂井的布置和范围

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d_e与l的关系为：梅花形时，d_e=1.05l；正方形时，d_e=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。

井径比砂垫层

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。

井径比是指砂井的有效排水直径de与砂井的直径dw之比。其中de:砂井的有效排水直径（m），当砂井在平面上为正方形布置时，de=1.128d，当为等腰三角形布置时，de=1.05d（d:砂井的间距）。在地基处理中，由于地基普遍存在着含水量大、 承载力低、 压缩性高等不利的工程特性， 需要对地基进行相应的处理 。其中排水固结法是最常用的地基处理方式之一，而井径比的选择好坏直接影响到排水固结的效果。井径比是堆载预压法中一个设计要点。

在地基土中人工设置排水通道，利用形成通道 的材料使加速预压后的土中孔隙水排出的排水固结法。多用于对沉降要求不高的建(构)筑物的地基加 固。中国在工业与民用建筑物的软土地基处理中广 泛应用。根据人工排水通道的不同，分为砂井、袋装 砂井或塑料排水带堆载预压法。砂井用沉管或水冲法成孔，灌注含泥量不大于3%的中、粗砂制成。井径一般为30～40cm，井距不小于1.5m，长度取决于土层分布、附加应力大小、压缩层厚度和滑动面深度。砂井顶部设厚0.5～1.0m的排水砂垫层或连 通砂井的纵横排水砂沟。它有两种施工方式：一种 是在建造建(构)筑物前堆载(土、砂、石等)预压，待 沉降基本完成后移出荷载再行建造；另一种是利用 建(构)筑物自身重量，或再加一些超载重量预压。

一般使用井径仪进行测量，井径仪弹簧臂紧贴井壁，在拉动时随井径变化而发生张角变化，将弹簧臂的张角变化变成电信号，再通过标准信号标定，即可计算出井径大小。

通常情况下，砂岩质地坚硬，在钻井钻头经过后由于弹性形变会恢复原来形状，造成井径缩小（缩径），泥岩质地疏松，会发生井壁垮塌造成井径扩大（扩径），因此井径是判断地下岩石岩性的重要手段之一2100433B

井径仪的种类很多，测量原理不尽相同，有电阻式、感应式及声波井径仪等。井径仪的结构主要有两种：一种是进行单独井径测量的张臂式井径仪；另一种就是利用某些测井仪器的推靠臂（如密度仪、井壁中子测井仪、微侧向仪等），在这些仪器测井的同时测量。

应用最普遍的是电阻式井径仪。井径测井用于指示井眼的扩大和缩小，以帮助划分岩性及对某些测井方法进行井眼校正。在套管井中用以检查套管内径，确定套管损坏情况。