【广东】软基处理的质量控制.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,软基处理路段的质量控制,汇报人：洪宝宁（,河海大学）,2016,年,5,月,培训系列讲座之一,Page,2,汇报内容,一、广东省地质条件特点,二、软土的工程特性,三、软基处理方法和加固原理,四、常见的质量问题,五、施工中的质量控制,六、质量保证,体系,七、工程实例分析,1,、,地形地貌特点,一、,广东省地质条件特点,广东省区域分布图,综述,（,1,）沿海区域特别是珠江三角洲地区，软土层比较深厚一般在,20m,以上，有的地区甚至超过,40m,。而且软土的工程性质较差，一般为流塑状。但路堤的填筑不高，一般在,36m,之间。,（,2,）山丘与平原交汇区域，如：广佛肇的,A,段部分，二广的,14,标等，软土层不太厚一般在,1015m,之间，个别区域在,20m,左右。软土的工程性质稍好，一般为流塑状或软塑状。但路堤的填筑较高，常常达到,8m,以上。特点之一是这些区域软土层上常含有覆盖层，最厚可达,78m,。,一、,广东省地质条件特点,（,3,）山丘地区，软土层一般较薄，在,512m,之间，个别区域超过,15m,。软土存在形式多样，而且常处于欠固结状态。路堤填筑高，一般超过,8m,，有的甚至超过,50m,。山丘地区是目前比较关注的区域，也是比较有特点的区域。,为了说明了解和掌握地形地貌特点，对软基处理方法的选择至关重要，,本次报告拟以,山丘地区的,地形地貌特点为例，进行一些分析,。,一、,广东省地质条件特点,山丘地区地形地貌特点,山丘地区软弱土是指在雨水冲刷作用下，慢慢沉积于平缓山间谷地，并富含大量有机质的粘土。山丘地区软弱土的形成与内陆平原地区及沿海地区的软弱土不同，它的形成与土体的矿物成分、地质条件、排水条件、环境条件密切相关，而且不同的地区，软弱土的形成也不同。就其存在形式可分为：山丘地区斜坡软弱土、山丘地区谷间软弱土和非沉积型软弱土；地形地貌分类为：单坡地形（一面邻山）、双坡山谷地形（两面邻山）、鸡爪沟地形（三面邻山）和山凹地形（四面邻山）。,一、,广东省地质条件特点,1.1,山丘地区软弱土类型,1,、山丘地区斜坡软弱土,山丘地区斜坡软弱土是广东省山丘地区分布较广的软弱土，山丘地区斜坡软弱土主要是丘陵谷地相沉积形成的软弱土，经雨水搬运作用，沉积于平缓低洼处形成的软弱土，斜坡软弱土主要表现为高压缩性、低强度、有机质含量高、膨胀性等。典型形式如图,1-1,所示。,一、,广东省地质条件特点,图,1-1,山丘地区斜坡土,根据对已搜集的大量勘察资料分析，山丘地区斜坡软弱土有以下几点工程特性：,分布的不均，较为零散，上覆土压力对土体的压缩、强度指标有较大影响；,有机质含量对力学指标的影响较大，不同地区的有机质含量不同，故指标的变异离散型较大；,成份复杂、强度变化较大。,一、,广东省地质条件特点,山丘地区斜坡软弱土的形成环境多为丘岭排水通道，主要物质组成为坡洪积土、重力堆积土，物质组成比较复杂，鉴定比较困难，土质变化多样，其中有些物质（如粘土、砂粘土）通过远距离搬运形成，还有部分为原地残留物质和岩石风化形成的物质，正是其组成成份的复杂性与形成环境的多样性，使山丘地区斜坡软弱土的强度变化较大。,一、,广东省地质条件特点,2,、山丘地区谷间软弱土,主要为坡,洪积的粉质粘土、粘土、淤泥质粘土等，间夹砂或硬粘土透镜体，分布于沟谷较开阔且沟底纵坡较缓地段、山间洼地、水库库区两侧山洼地段、河流弯曲地段、冲沟与河流汇合地段、支沟与主沟交汇地段等。其沉积特征为：分布面积小，多呈透镜状或鸡窝状分布；靠山边浅，谷地中心深；厚度变化大，多在,0.5,8,间；颗粒由山前到谷地中心逐渐变细；下伏硬底坡度大。其成因主要是由于当地的软岩风化物和地表的有机物质经过流水的搬运，沉积于地形的低洼处，并经过长时间的饱水软化，以及微生物的分解作用而形成。典型形式如图,1-2,所示。,一、,广东省地质条件特点,一、,广东省地质条件特点,图,1-2,山丘地区谷间软弱土,除具有一般软弱土含水量高、孔隙比大、压缩性高、渗透性差、固结时间长等工程特点外，又具有其自身的一些特性。,（,1,）成分复杂：组成成分多样复杂。,（,2,）分布不均匀：由于山丘地区地表高差较大，加上基岩大都埋藏较浅且岩面倾斜，使得软弱土随地势变化呈现不连续分布状态。一些沟谷段，其水平分布面积和总厚度都不大，但相距仅几米厚度可能相差近,10m,。由于软弱土层的厚薄不匀、软硬不一，软弱土地层本身的坡度又较大，使得同一场地软弱土的承载力和沉降变形也会有很大的差异，极易造成路基的变形和破坏。,一、,广东省地质条件特点,（,3,）隐蔽：山丘地区软弱土成因类型中以坡洪积相分布最广，沉积过程中常有腐殖质夹层及一些透镜体形成。由于成分不同，导致其渗透性也有差别，在这些深度不同的夹层处常易形成饱水带，使得土体长期浸水并进一步软化，大大消弱了路基的承载力，常导致路基沉陷。同时，软弱土在地表长期与周围大气环境相连，加上降雨形成的集中地表径流的影响，使得软弱土在自然界风化、淋蚀作用下形成一硬壳层，导致了软弱土具有较强的隐蔽性。,（,4,）物理力学性质的特殊性：对于以软粘性土、淤泥性土为主，而淤泥和泥炭土较少的山丘地区软弱土，由于其成分和分布的不均匀性及其特殊的地域性，使得它与别的成因类型软弱土的物理力学性质有所差异。,一、,广东省地质条件特点,3,、非沉积型软弱土,非沉积型软弱土较为少见，成因与特殊地形、地质和地下水赋存条件有关。如：局部洼地、沟谷地带，地表水汇聚下渗并滞留而成为地下水饱和带。在水长期浸泡作用下，各类软岩（如炭质粉砂岩、泥岩、页岩、凝灰质粉砂岩、云母片岩、花岗岩）的全风化层及其坡残积黏性土，由于亲水矿物含量高而容易发生软化，最终形成软弱土。典型形式如图,1-3,所示。,一、,广东省地质条件特点,图,1-3,非沉积型软弱土,非沉积型软弱土分布具有不均匀性，平面范围和厚度均不连续。分布范围一般不大，厚度变化大，一般为,1,6m,。由于组成物质来源不同，软弱土颜色、成分差异很大：炭质岩地区常为灰黑色、灰色黏性土；凝灰质粉砂岩地区则多为青灰色、灰紫色黏性土；云母片岩地区多为褐黄、褐灰色黏性土；花岗岩地区则多为灰白、褐黄色黏性土。其成分复杂，土质不纯，既有经过短距离搬运的坡残积黏土、粉质黏土（夹较多碎石、角砾，局部夹块石）又有未经搬运的岩石风化层。,该类土的最大特性是天然含水量高，但天然孔隙比较软弱土为小。由于该类土与相邻硬层在颜色和成因上相似，在野外仅依据目测较难区分。,一、,广东省地质条件特点,1.2,山丘地区软弱土存在形式,受山丘地区地形地貌的影响，软弱土层总体上来看可分为三类，即：,（,1,）,斜坡型软弱土层,。软弱土层分布于山坡上，厚度受山体地形的变化影响较大，软土多局部分布或大面积整体分布于山体上，多常见于单坡地形。,（,2,）,层状软弱土层,。多存在于单坡地形的坡脚外或双坡山谷地形和面积较大的山凹地形的中间低洼地带。由于山体约束距离较远，故软弱土层厚度分布相对平坦，软土形成机理与平原地区类似。,（,3,）,锅底状软弱土层,。锅底状软弱土层是山区软弱土层的主要存在形式，常见于双坡山谷地形（山体约束距离较短）、鸡爪沟地形（“沟”）、山凹地形（低凹处）。,一、,广东省地质条件特点,1.3,山丘地区地形地貌特点,1,、单坡地形（一面邻山）,单坡地形特征：山体较高，山坡较陡，一般一侧为山谷或山间平地，另一侧为高山，山坡坡度较陡。典型的单坡地形见图,1-1,。该地形的软弱土多为山丘地区斜坡软弱土，,具有山丘地区斜坡软弱土的典型特征，易受雨水冲刷。,一、,广东省地质条件特点,图,1-1,单坡地形,2,、双坡山谷地形（两面邻山）,双坡山谷地形特征：双坡间距较窄，两侧山体坡度较陡，而且山沟蜿蜒曲折，常伴有排水沟、鱼塘等。典型的双坡山谷地形见图,1-2,。该地形的软弱土多为山丘地区谷间软弱土，,具有山丘地区谷间软弱土的典型特征，易受雨水冲刷,。,一、,广东省地质条件特点,图,1-2,双坡山谷地形,3,、鸡爪沟地形（三面邻山）,鸡爪沟沟地形特征：地形的形状类似于鸡爪状，“爪”与“沟”相互间隔并且连续分布，,穿越鸡爪沟地形的路基，受该特殊地形、地质条件的影响，既具有高填方路堤、半填半挖路堤的特性，又具有软弱土路堤的特性,。典型的鸡爪沟地形见图,1-3,。,一、,广东省地质条件特点,图,1-3,鸡爪沟地形,4,、山凹地形（四面邻山）,山凹地形特征：该地形四面邻山，中间是洼地，常伴有积水、鱼塘等。四面所面临的山体形状不一，山体间有连接或间断，间断处常有排水沟出入。典型的山凹地形见图,1-4,。该地形在山坡处多分布山丘地区斜坡软弱土，山凹处多分布山坡谷间软弱土与非沉积型软弱土，因此，该地形软弱土的特征较为复杂，兼具三种典型的山丘地区软弱土的特征。,一、,广东省地质条件特点,图,1-4,山凹地形,1.4,山丘地区地质条件特点,山丘地区软弱土的土层分布较为复杂，形式多样。从地质勘查揭示的情况上看，软弱土层的分布有以下几种形式。,（,1,）,表层为农田、沼泽、小水塘等残留下的软弱土层，表层下即为风化岩土层,。这类情况软弱土层厚度不大，一般小于,3.0m,。典型地质柱状图如图,1-5,所示。,一、,广东省地质条件特点,图,1-5,软弱土层小于,3m,的分布,（,2,）,表层为残积软弱土（一般为欠固结软弱土）、鱼塘底层软弱土等形成的软弱土层，表层下即为风化岩土层,。这类情况的软弱土层厚度一般在,3.0m10.0m,之间。典型地质柱状图如图,1-6,所示。,一、,广东省地质条件特点,图,1-6,软弱土层,3-10m,的分布,（,3,）,表层为承载能力不等的覆盖层，厚度一般在,1.0m3.0m,之间，下面是软弱土层，软弱土层下面为风化岩土层。,这类情况的软弱土层厚度一般在,5.0m,左右。典型地质柱状图如图,1-7,所示。,一、,广东省地质条件特点,图,1-7,软弱土层有上覆地层分布,1.5,路堤与软弱土层之间的相对关系,根据山丘地区地形地貌特点和软弱土层存在形式，路堤与各种地形软弱土层之间的相对关系汇总如下。,1,、,单坡地形（一面邻山），,软弱土多为山丘地区斜坡软弱土，其软弱土层存在形式以条状（一般相对较浅）和零星状为主。路堤平行山坡和沿着山坡时，其路堤截面与软弱土层之间存在以下形式：,路堤平行山坡，其截面主要形式有，图,1-8,、图,1-9,两种形式。,一、,广东省地质条件特点,图,1-8,路堤位于零星分布软弱土层 图,1-9,路堤局部或整体位于条状软弱土层上,路堤沿着山坡，其截面主要形式有，图,1-10,、图,1-11,、图,1-12,三种形式。,一、,广东省地质条件特点,图,1-10,路堤整体位于条状软弱土层上 图,1-11,路堤整体覆盖条状软弱土层,图,1-15,路堤局部位于条状软弱土层上 图,1-16,单坡地形,图,1-12,路堤局部位于条状软弱土层上 图,1-13,单坡地形,2,、,双坡山谷地形（两面邻山），,软弱土多为山丘地区谷间软弱土，其软弱土层存在形式以为锅底状和层状（山间相隔距离较大）为主。路堤平行山谷和横跨山谷时，其路堤截面与软弱土层之间存在以下形式：,路堤横跨山谷，其截面主要形式有，图,1-14,、图,1-15,两种形式。,一、,广东省地质条件特点,图,1-14,路堤整体位于锅底状软弱土层上 图,1-15,路堤整体位于层状软弱土层上,路堤平行山谷，其截面主要形式有，图,1-16,、图,1-17,、图,1-18,三种形式。,一、,广东省地质条件特点,图,1-16,路堤整体位于锅底状软弱土弱层上 图,1-17,路堤整体覆盖锅底状软弱土层,图,1-19,路堤局部位于锅底状软弱土层上 图,1-20,双坡山谷地形,图,1-18,路堤局部位于锅底状软弱土层上 图,1-19,双坡山谷地形,3,、,鸡爪沟地形（三面邻山），,软弱土兼有山丘地区斜坡软弱土和山丘地区谷间软弱土的特征，其软弱土层存在形式以为喇叭状为主。路堤平行山沟和横跨山沟时，其路段截面与软弱土层之间也存在不同的形式。,4,、,山凹地形（四面邻山），,软弱土兼有山丘地区谷间软弱土和非沉积型软弱土的特征，其软弱土层存在形式以为锅底状和层状（山间相隔距离较大）为主。由于四面临山，路堤截面与软弱土层之间也存在不同的形式。,不再赘述介绍。了解和掌握地形地貌特点是为了,更有针对性,的进行设计、施工、管理；也是为合理软基处理方法选择提供依据。,一、,广东省地质条件特点,例如：,从路堤截面与软弱土层相对位置上看，双坡山谷地形（两面邻山）、鸡爪沟地形（三面邻山）和山凹地形（四面邻山）之间在相对形式上差不多，但稳定性方面存在很大差异，沉降方面也有差异。就一般情况而言，,（,1,）单坡地形（一面邻山），路堤平行山坡稳定性相对差些，路堤沿着山坡稳定性相对好些；,（,2,）双坡山谷地形（两面邻山），路堤平行山谷稳定性相对好些（除存在较大临空且软弱土层存在倾斜面），路堤横跨山谷稳定性相对差些；,一、,广东省地质条件特点,（,3,）鸡爪沟地形（三面邻山），路堤平行山沟稳定性相对好些，路堤横跨山沟稳定性相对差些；,（,4,）山凹地形（四面邻山），路堤整体覆盖锅底状软弱土层上和路堤整体位于锅底状软弱土弱层上稳定性相对好些，路堤整体位于层状软弱土上和路堤局部位于锅底状软弱土层上稳定性相对差些。,所以，,只有综合考虑各方面特点，才能避免不必要的浪费，节约造价、提高工程质量,。,什么情况可以采用换填？什么情况必需采用复合路基处理？那种处理方法经济等，,均需考虑地形地貌的特点,。平原地区、平原与山丘交汇地区，它们的地形地貌也有自己的特点，在选择处理方法时，也需认真分析。,一、,广东省地质条件特点,2.1,软土的定义,软土是指在滨海、湖泊、谷地、河滩上沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性强、抗剪强度和承载力低的软塑到流塑状态的细粒土，如：淤泥和淤泥质土，以及其它高压缩性饱和粘性土、粉土等。其中，淤泥和淤泥质土是指在静水或缓慢的流水环境中沉积、经生物化学作用形成的粘性土。,二、软土的工程特性,这种粘性土常含有机质，天然含水量大于液限。当天然孔隙比,e,大于,1.5,时，,称为淤泥,；天然孔隙比,e,小于,1.5,而大于,1.0,时，,称为淤泥质土,。当土的燃灼量（主要是指水中植物遗体）在,5%60%,之间，天然孔隙比大于,1.5,时，,称为有机质土,；燃灼量大于,60%,，天然孔隙比大于,1.5,时，一般,称为泥炭土,。软土因其成因、类别等的不同，物理力学特征存在很大差异，具有特殊的工程性质。,二、软土的工程特性,在不同行业中，对软土的定义不尽相同，划分的具体指标也略有差异，但基本上属于大同小异。例如，,有将软土视为软粘土的简称,，也有将软土视为整个软弱土,(,包括低强度、高压缩性的有机土、可液化的砂性土等,),的简称。,在我国公路建设行业中，软土也是对软弱土的一种简称，除包括淤泥、淤泥质粘土、淤泥质的亚粘土及淤泥质粉土等外，还有可液化的砂性土。,在多年的工程实践中，我个人认为，在道路建设中，将标准贯击数小于,4,、无侧限抗压强度小于,50kpa,、孔隙比大于,1.0,、含水量大于,35%,的粘性土和标准贯击数小于,10,、含水量大于,30%,的砂性土统称为软土较为合适。,二、软土的工程特性,但有,必要强调,，土的“软”、“硬”是相对的，而且对具体工程而言更是千差万别，设计者与施工者应该注重处理要求和施工目的，不要过于拘泥于其定义。,-,最通俗的理解是，不处理稳定性和工后沉降达不到要求的土体均可视为软土。,二、软土的工程特性,2.2,软土成因类型,软土是一种具有特殊工程性质的土类，其物理力学指标、成因类型的微小变化都会对工程性质有较大的影响。现行许多规范把软土作为一种特殊土类进行专门规定，正是因为这类土性质复杂、受成因类型影响大、区域性特征明显。,软土的成因虽然多种多样，但同属第四纪沉积物。,与其他的沉积物不同，软土主要是在静水或缓慢的流水环境中经生物化学作用沉积而成，以细颗粒为主。根据生成条件可概括为：滨海沉积型、湖相沉积型、河滩沉积型和沼泽沉积型。各类沉积型中又分许多相，如：滨海沉积型中又分为：滨海相、泻湖相、溺谷相、三角洲相等。,不同成因其工程性质有很大差别。,二、软土的工程特性,2.3,广东地区的软土分布,1,、软土分布,广东省软土分布最广的是珠江三角洲地区，占地面积,11000,多平方公里，,范围大致在新会、高明、三水、增城、东莞、深圳连线以内，,该地区内河网密布，水系纷繁。现代的珠江三角洲在远古是一个多岛屿的海湾，海湾的西、北、东三面被古兜山、罗浮山、顶湖山等断续的山地和丘陵环绕着。由于西江、北江、东江等河流夹带的泥沙在海湾内不断地填充、堆积，逐渐形成了三角洲平原。,其次，山丘与平原交汇区域，再其次，山丘地区。这些区域没有明显分界线，多以零星形式出现。,二、软土的工程特性,2,、土层分布,（以,珠江三角洲,地区为例）,按成因可分成下面几个层次：人工填筑土层；第四季种植层；第四纪冲洪积土层；第四纪残积层；第三纪基岩，各层基本特性如下：,（,1,）,人工填筑土层,：,珠江三角洲,地区属于我国东部沿海区域，人口密集，人工填筑土层分布很广，土性为杂填土，主要由人工堆积的亚粘土、亚砂土、细砂、砂石及垃圾等组成，一般为松散不均匀的欠压实土，呈松散状。土体比较潮湿，层面标高从,0.005.00m,不等，土层厚度,1.102.80m,，平均厚度为,1.71m,。,（,2,）,第四纪种植层,：,珠江三角洲,地区农业发达，种植土层分布较为普遍，主要为灰色、灰褐色、褐色的亚粘土、砂土、亚砂土等，有机质含量很大，多见植物根系，土层下部为亚粘土。层面标高大约,1.002.00m,左右，厚度,1.003.50m,，平均厚度,2.03m,。,二、软土的工程特性,（,3,）,第四纪冲洪积层,：第四纪冲洪积层为,珠江三角洲,地区主要的地基土层，有广泛的分布，少有缺失，总厚度,0.522.0m,，土性复杂，但也有一定的规律性，不同土质互有夹层。按土质的组成及主体沉积顺序分成,6,个单元层，即：,亚粘土层：以灰色、灰黑色软塑的亚粘土为主，局部为粘土，含少量砂粒。区域分布，层面标高,-0.601.62m,，厚度为,0.801.50m,不等。,淤泥质亚粘土：灰黑色饱和流塑状亚粘土，冲积相形成，局部为淤泥，有臭味，多为植物腐蚀质，顶部多见植物根系，有机质含量大，该土层分布较广，层面标高,-1.591.90m,，厚度,0.80 4.90m,不等，土层平均厚度,2.69m,。,二、软土的工程特性,淤泥质粉砂层：主要为灰黑、灰白、浅黄色饱和淤泥质粉砂，局部有泥质细砂，土质极为松软为主要液化土层。冲积相沉积形成，层面标高,-9.051.78m,，厚度,0.9012.00m,不等，平均厚度,4.90m,。,中（粗、砾）层：该层由灰色、灰黑色、黄褐色松散至中密的砂粒组成，粒径不均，级配一般。砾石多见于底层。局部不均匀的夹薄层粉砂或亚粘土透镜体，局部含有少量的粘性土，土层区域分布，沿线分布较少。土层层位较为稳定，但是厚度变化较大，层面标高为,-15.81-9.55m,，厚度为,0.6010.60m,不等，平均厚度,4.68m,。,粉砂层：主要为浅黄、灰白色松软或中密的饱和粉细砂，冲积形成，为石英质，分选性较好，但是级配不良，局部有易液化的亚砂土层。区域分布，沿全线分布不均，层面标高,-13.70-2.90m,，厚度,0.905.50,不等，平均为,3.34m,。,二、软土的工程特性,亚粘土层：呈红褐色、棕红色，软塑,硬塑土质，质地较均匀，局部含有少量的细砂，整个地区分布广泛，层面标高,-16.42-6.53m,，厚度,1.001.80,不等，平均厚度,1.35m,。,（,4,）,第四纪残积土（亚粘土）层,：第四纪残积土层为,珠江三角洲,地区的主要残积土层，全地区均有分布，土质为亚粘土，呈青灰色、红褐色、硬塑性土，主要以粘粒为主，质地较纯，局部含有少量的粉细砂及中粗砂、砾石等。土层的剖面呈不连续的层状或透镜状，层面标高为,-17.82-4.15m,，厚度,0.806.20m,不等，平均,3.32m,。,（,5,）,下三纪基岩,：,珠江三角洲,地区地基下伏基岩主要为第三纪基岩，岩性较为单一，主要为细砂岩。,二、软土的工程特性,平原地区、平原与山丘交汇地区的土层分布相对简单：,种植层或覆土层,软弱土层,下三纪基岩或弱风化岩,二、软土的工程特性,3,、软土的物理力学指标,广东珠江三角洲地区软土厚度一般在,0.5m,40.0m,之间，软土层各项物理力学指标如下（以佛山地区为例）：,含水量,w,22.5,76.5%,，,重度,14.9,19.5kN/m3,，,孔隙比,e,0.66,2.08,，,液性指数,I,L,1.01,2.46,，,有机质含量,O,m,2.63,6.83%,，,无侧限抗压强度,q,u,12.9,42.8kPa,，,灵敏度,S,t,1.19,2.01,，,二、软土的工程特性,垂直固结系数,C,v,0.3810,3,11.3410,3,cm,2,/s,，,水平固结系数,C,u,0.2910,3,1.2110,3,cm,2,/s,，,垂直渗透系数,K,v,0.04210,6,0.08610,6,cm/s,，,水平渗透系数,K,h,0.02410,6,0.06710,6,cm/s,，,压缩系数,av,0.21,2.10MPa,1,，平均,1.28 MPa,1,直接快剪,c,3,6kPa,，平均,3.67kPa,；,3.4,15.1,，,固结快剪,c,2,7kPa,，平均,3.67kPa,；,15.7,16.4,，,容许承载力,0,50,70kPa,，,以上物理力学指标均于软基处理有关,，了解和掌握各参数的变化范围对判断土工试验报告数据,是否可靠,、选择软基处理方法等均有益处。,二、软土的工程特性,4,、工程特性,道路建设过程和高质量运行中，软土路基面临的工程技术问题主要有两个：,（,1,）,路基的稳定问题,，即在保证软土路基稳定的条件下尽快完成施工建设和运行安全；,（,2,）,路基的沉降问题,，即在施工阶段尽量使路基大部分的沉降完成，以减少工后沉降量，使其应满足路基工程性能和设计要求。,然而，软土的固有特点是天然含水率高、天然孔隙比大、渗透系数低、压缩性高、强度低且具灵敏性结构，这些特点对路基工程性能的影响主要反映在以下几方面：,二、软土的工程特性,（,1,）,含水量高、渗透系数低,。含水量高预示软土路基的沉降量大；渗透系数低使得软土路基排水缓慢、固结时间长，易导致较大的工后沉降。软土含水量一般大于,50%,，渗透系数一般在小于,10,-8,cm/s,。,（,2,）,孔隙比大、压缩性高,。这说明路基易发生较大的变形，导致路基的稳定性能力差。在路堤填筑过程中瞬时沉降量大，而且沉降速率衰减慢，这将延长处理的施工工期。软土孔隙比一般大于,1.0,，压缩系数在,0.51.0Mpa,1,。,二、软土的工程特性,（,3,）,灵敏度高,。这说明软土的结构性差，具有触变性，扰动后强度会大幅下降，一般减少,4060%,左右。在软土路基处理方案设计中，袋装砂井的间距确定应考虑该因素。软土灵敏度一般在,48,之间。,（,4,）,抗剪强度小,。这说明软土的承载能力差，极限填土高度低，在施工过程中路基稳定性控制难度大，易于发生滑动事故。软土的十字板抗剪强度一般在,412kPa,；剪切强度指标中的凝聚力最低,c3.2kpa,、内摩擦角最低，一般容许承载力在,2045kPa,，,极限填土高度一般在,1.52.0m,。,（,5,）,软土层厚分布不均匀,。易导致沉降的不均匀，将给软土路基处理施工、工后沉降的控制等带来一定困难；同时也增加了解决路堤填筑过程中稳定性问题和工后桥头过渡路段、含结构物路段差异沉降（即“跳车”）等问题的难度。,二、软土的工程特性,1,、软基处理方法分类,目前软基处理方法有几十种之多，而且还再有新的处理方法出现，如：真空,+,电渗等。可归纳为以下三类：,（,1,）,排水固结法,，如：超载预压方法、真空预压方法等。,（,2,）,复合地基法,，如：粉喷桩、砂桩、碎石桩、,CFG,桩、预制管桩等，最近逐步引进,15cm,的干混凝土桩、薄壁管桩等。,（,3,）,特殊的辅助法,，如：土工织物、化学灌浆、换填、高压旋喷桩、扩大基础等。,什么路段、地质条件、施工工期、施工环境等？应选择适当的处理方式。选择合理的处理方式是提高工程质量和经济效益最基础的前提。,三、,软基处理方法和加固原理,选择的基本原则,：,桥头过渡路段、含结构物路段、低路堤路段和一些特殊路段，采用施工时间短、费用相对高的复合地基处理方法。,软土层厚度大于,3.0m,且不含厚度大于,2.0m,硬壳层的一般路段，主要采用等载或超载预压的排水固结方法，即：袋装砂井,+,砂垫层,+,临时排水。,软土层厚度小于,3.0m,且层浅的一般路段和部分加宽路段，采用换填、强夯等处理方法。受施工限制和环境影响个别路段不处理或采用简单的等载预压处理。,值得指出：,在山丘地区上述基本原则需做调整，如：排水固结法建议不采用。目前,长大四公司,已广东省交通运输厅科技项目的形式，正在开展相关的研究。,三、,软基处理方法和加固原理,2,、加固原理,（,1,）,排水固结方法,排水固结法中，包括：堆载预压法（等载预压、超载预压等）、真空预压法（真空预压法、真空,-,堆预压法）、电渗法等。这类方法在,加固原理,方面均相同，即：,营造,孔隙水压力差。堆载预压方法，通过增加总应力达到有效应力提高的目的；真空预压方法营造孔隙水负应力达到有效应力提高的目的。在这类处理方法中，处理效果,关键,是保证,排水质量,，即：利用土体排水固结后强度增长达到提高整个路基的承载能力。,三、,软基处理方法和加固原理,垂直排水堆载预压固结法示意图,堆载预压法,堆载预压法的适用范围,堆载预压法一般适用于饱和软粘土、吹填土、松散粉土及新近沉积土路基，特别适用于存在连续薄砂层（或透镜体）的路基。根据设计和施工经验，堆载预压法处理软基路段时软土深度应小于,25m,，而结构物附近软土深度宜小于,20m,。适合工期要求不紧的项目；对于深厚的饱和软土，排水固结所需要的时间很长，同时需要大量的堆载材料，在使用上会受限。,排水固结法：,优点,是造价相对较低，,不足,是加固时间较长。真空预压方法一般比超载预压方法造价要高，但它在缩短工期、稳定性和工后沉降等方面有自己的特点。,三、,软基处理方法和加固原理,真空预压原理,打设塑料排水板后情况,地表排水情况,机械铺砂过程,真空预压法,关键问题,排水体系,纵向排水体,横向排水体,临时排水形式,临时排水形式,（主要有三种形式）,袋装砂井砂垫层边沟的自然排水方法。,袋装砂井砂垫层盲沟集水井的强排方法。,袋装砂井砂垫层路中集水井的强排方法。,三、,软基处理方法和加固原理,预压形式（主要有三种）,欠载指路堤填筑至路床，满足沉降控制标准后直接进行路面结构施工的情况。一般设计方案中，大部分复合地基处理路段均采用这种方法，实践证明需完善。,等载指路堤填筑至路床后再进行相当于路面结构重量和车载重量的填筑，填筑高度为,1.1m1.2m,，预压期一般为,69,个月。满足沉降控制标准、经卸载后，再进行路面结构施工。,超载指路堤填筑至路床后再进行超过路面结构重量和车载重量的填筑填筑高度一般为,1.5m1.8m,，预压期一般为,69,个月，满足沉降控制标准、经卸载后，再进行路面结构施工。,需要指出：,是否可以卸载一般需通过对现场观测数据的分析后确定。,三、,软基处理方法和加固原理,（,2,）复合路基法,复合路基法是利用桩体的挤密作用和桩体效应来提高路基的承载能力，,关键技术是桩体强度、垫层厚度等,。就桩而言有嵌岩桩和摩擦桩之分，桥桩等一般采用嵌岩桩，而复合地基一般采用摩擦桩。这两种桩对桩体的强度要求有所区别，前者要求桩底承受较大的荷载，后者依靠桩土之间的摩擦力承担荷载。,根据复合路基法的加固原理，即：,桩、土共同承担上部载荷,。所以，我对桩的处理深度和托板设置等有自己的看法。另外、不同的桩型适用范围也不同，不可千篇一律。,三、,软基处理方法和加固原理,水泥搅拌机,水泥搅拌桩,水泥搅拌桩,水泥搅拌桩的适用范围,水泥搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土，以及无流动地下水的饱和松散砂土等路基。桩径不应小于,500mm,，冬季施工时，应注意低温对处理效果的影响。水泥搅拌桩可用于承载力不大于,120 kPa,黏性土和粉性土等的路基处理；从水泥搅拌桩成桩的条件上看，对于高液限等不良土不宜用水泥搅拌桩，尤其不能用水泥粉喷搅拌桩。,三、,软基处理方法和加固原理,CFG,桩复合路基组成示意图,CFG,桩,CFG,桩打桩机,打设桩过程,CFG,打桩机,CFG,桩,承载力检测,CFG,桩,现场打设情况,CFG,桩的适用范围,CFG,桩适用于处理饱和及非饱和粘性土、松散砂土、粉土、人工填土和淤泥质土等几乎所有的软土路基。对于强度很低的饱和软粘土要慎重对待。对挤密效果差的路基可不考虑其挤密效果。但挤密松散砂土采用,CFG,桩不是很经济。,由桩体、桩间土和褥垫层一起构成,CFG,桩复合路基在道路软基加固中，主要应用于特殊路段（地质条件差、工期短、软土层厚、路堤填筑高等）、含结构物路段、桥头过渡路段，以及老路堤加宽路段等的路基处理。,三、,软基处理方法和加固原理,预制管桩,截桩过程,桩尖部分,预制管桩,预制管桩的适用范围,一般情况下，软土、粘性土、粘土、砂土及风化基岩等地质条件均可采用预制管桩复合路基。适用于不需考虑噪音污染和震动影响的环境；在孤石较多的地层、有坚硬夹层且不能作持力层时、石灰岩地区、在上软下硬、软硬突变的地层不宜使用。,预制管桩复合路基在道路建设的软基处理加固中，主要应用于软土层厚且地质条件差、施工工期短、路堤填筑高、工后沉降要求小等路段，以及含结构物路段，桥头过渡路段，老路堤加宽等路段的软基处理。,三、,软基处理方法和加固原理,关键问题,桩型的选择,。各种桩均有自己的应用范围，一般而言软土层底标高与地面标高差小于,12m,的采用水泥搅拌桩为宜；大于,12m,的应考虑,CFG,桩和预制管桩。,打设深度,。一般需根据承载力要求、软土深度等确定。如：路堤填筑小于,6.0m,，预制管桩按最后三锤小于,50cm,确定。,桩间距的选择,。不同的桩型和路堤填筑高度对桩间距的要求不同，需根据承载力的大小来确定桩间距。但对于低矮路堤不能依据承载力，应根据土拱效应来确定桩间距，否则易造成局部的不均匀沉降。,一般情况：水泥搅拌桩,1.2m1.5m,；,CFG,桩,1.52.0m,；预制管,2.0m3.0m,。在具体工程中，要具体问题，具体分析。,三、,软基处理方法和加固原理,垫层的选择,。各种桩型均有自己适应的厚度和材料要求（摩擦角）。一般而言，水泥搅拌桩复合路基要求厚度一般不小于,30cm,；,CFG,桩复合路基要求厚度一般不小于,40cm,（不建议加托板）；预制管复合路基要求厚度一般不小于,50cm,（建议加托板）。在具体工程中，要具体问题，具体分析。,超载预压的处理,。原有的概念采用复合路基方法处理不需要超载预压，但大量的工程实践表明，这些路段工后仍有较大的沉降。所以，在施工阶段应对这些路段（特别是桥头过渡路段）实施超载预压，至少应该是等载预压。,需要指出：,目前复合路基的检测手段不健全，在具体工程中，应具体问题，具体分析。,-,提高经济效益的正能量,三、,软基处理方法和加固原理,（,3,）特殊处理方法,特殊处理方法是指除排水固结法和复合路基法以外的软基处理方法，这类方法包括：土工织物法、换填方法、灌浆方法、强夯方法、加筋方法和反压护道方法等。,它的加固原理随方法的不同，而有很大的差异,，如：灌浆方法是利用注入浆液在土体中产生一系列化学反应形成新的结构体达到提高路基的承载能力；强夯方法是利用夯锤的自由下落产生巨大冲击能量使路基土体发生孔隙压缩、颗粒重新排列、粒间距变小、接触紧密等一系列固结变化达到提高路基承载能力等。,特殊处理方法,适用于,一些因受各种因素限制的特殊情况路段的,加固和局部补强,，有很强的针对性。,一、,软基处理方法和加固原理,电渗、电泳试验装置,电极铺设平面示意图,电渗法,电渗法的适用范围,电渗法适用于渗透性小，加载固结缓慢的淤泥、粘土等，特别适用于含水量极高或是处于流塑泥浆状态下的土体加固排水。值得指出，常用排水固结法只对土体中的自由水有效，电渗法则可以排出部分弱结合水。因此，对于细颗粒土，特别是到了加固后期，结合水的含量将很高，用常规排水固结法来加固效果较差，但用电渗来进行加固是比较理想的。因此，单从排水固结考虑，电渗法适合加固的是土体电渗透系数和电阻率较大、水力渗透系数适中的土体。,三、,软基处理方法和加固原理,特殊处理方法适用于一些因受各种因素限制的特殊情况路段的加固和局部补强。这些处理方法一般针对性很强，如：广东省金鸿公路一般软基路段采用布设土工布或砂垫层的处理方法；佛山“一环”城市快速公路部分浅层软土路段采用换填方法；施工过程中或营运过程中局部出现沉降过大常采用灌浆方法处理等。,三、,软基处理方法和加固原理,值得注意：,尽管软基处理方法有很多，但从提高路基承载力角度上看，只有两种途径，其一是通过各种手段（如排水固结、灌浆、换土、强夯等）增强土体自身强度达到提高路基的承载能力；其二是利用打设、铺设、设置的其它材料（如桩体、土工织物等）与土体共同作用达到提高路基的承载能力。路基承载能力包括两个方面，即：具有足够的抗沉降能力，工后沉降和不均匀沉降不能过大，应满足规范要求；具有足够的抗剪切破坏能力，以保证施工期和运营期有足够的稳定性。,处理方法选择应因地制宜、具体问题具体对待。,三、,软基处理方法和加固原理,1,、广东（珠江三角洲）地区软基处理特点,（,1,）地质条件复杂,。,在地形地貌上，沟渠纵横河网密布，泽地宽广，具有鲜明的珠江三角洲现代农业特色；,在土层种类上，类型繁多主要有：淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉砂、中粗砂等，而且土的工程性质较差；,在土体工程性质上，天然含水率高、天然孔隙比大、渗透系数低、压缩性高、强度低且具灵敏性结构，机质含量较大。,另外，每个区域的软土性质存在差异，同一区段的土性也有一定的离散性。这些都给处理方法设计、施工方案选择和施工、管理控制等增加技术难度。,四、,常见的质量问题,（,2,）施工工期短。,广东（珠江三角洲）地区属于我国经济发达地区交通量大，导致对工期的要求特别高，当然也存在人为因素要求施工工期缩短。软基处理需要合理的工期，如：排水固结法，若工期不够，很难保证施工质量，特别对于软土层厚、路堤填筑高的路段。施工工期短，给设计者可供选择的处理方法减少，而且对设计参数的要求高，同时，也给施工单位的施工增加了难度，很难避开雨季施工。,四、,常见的质量问题,（,3,）施工条件困难。,广东（珠江三角洲）地区大部分各种道路的建设常在人口众多、各种网线纵横、施工场地狭小或近邻江河塘池等处，这大大增加了设计、施工和管理的难度。从在建和已建的工程上看，主要反映在以下几方面：,影响施工机械的进场，导致一些施工无法按正常的施工工艺进行，不是设计方案变更，就是降低质量要求；,软基处理路段常常被用于施工材料的堆场或预制场，不是影响施工质量，就是影响处理时间，导致工后出现质量问题；,四、,常见的质量问题,周围建筑物、道路或近邻江河塘池等严重影响排水的质量，不是无法设置排水系统如边沟等，就是排水系统无法正常工作。,施工设备或仪器易受人为因素破坏，如：现场观测仪器，施工流程易受干扰，常出现路堤填料无法进场等。,另外，拆迁难度大导致施工期延长，造成处理质量下降，如：堆载预压法，常出现袋装砂井半年前已施工，而路堤填筑半年后才开始，而且断断续续，严重影响袋装砂井的通水能力，再者是同一路段、同一种处理方法，不同时间施工，人为的增加出现差异沉降的可能。,四、,常见的质量问题,（,4,）技术力量薄弱，设备陈旧,。,目前常采用低价中标的投标方式选择施工单位，所以，常导致参与软基处理的单位技术力量薄弱，设备陈旧。软基处理属于隐蔽工程，施工