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软土地基处理技术天津市市政工程设计研究院 软土地基处理技术报告内容软土与软土地基软土地基路基设计软土地基处理方法及适用条件常用软土地基处理方法简介软基设计及处理中的几个问题天津市市政工程设计研究院 2007.121软土地基处理技术第一部分：软土与软土地基软土的概念A软土的成因、分类及分布A软土的工程性质A软土地基常见工程问题天津市市政工程设计研究院 2007.122软土地基处理技术1.1软土的概念软土与软土地基 a:软土包括淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等，是一种天然含水量大、压缩性高、天然孔隙比大于等于1、抗剪强度低 的细粒土。泥炭质土以孔隙比 划分以有机物 含量划分天津市市政工程设计研究院 2007.123软土地基处理技术软土与软土地基 a1.1软土的概念软土地区工程地质勘察规范规定软土的判别应符合下列要求:）1、外观以灰色为主的细粒土；2、天然含水量大于或等于液限；3、天然孔隙比大于或等于1.0。公路软土地基路堤设计与施工技术规范中软土的判别标准：天然含水量（）天然孔隙比十字板剪切强度（kPa）指标值35（或液限）1.0 Shanxi ShandggSichuanTibetiwanngong Kongnan津：一Islands of South China SeaIII尚箫Islands of HainanSouth China Sea-.ZhejilangChongq ing angxi Hunan天津市市政工程设计研究院 2007.12 7软土地基处理技术L2软土的成因、分类及分布d_a.区别海陆别典型地区沉积相土层埋 深物理性质指标（平均值）天然含 水量容重孔隙 比饱和 度液限塑限塑限 指数液限指 数有机质 含量m%g/cm3%北部 地区沿海天津塘沽、连云港、大 连等滨海034451.781.23934222191.257.5三角洲59401.791.11973519161.35部区 中地沿海温州湾、宁波、舟山滨海232521.711.4198462424温州、宁波地区泻湖1 35511.671.61984725241.346.5福州、泉州溺谷1-25581.631.74955231261.911长江下游（上海）三角洲219431.761.24984023171.11内陆昆明的滇池高原湖 泊771.541.9370281.2818.4洞庭湖、洪泽湖、太湖 等平原湖 泊471.741.314323199.9长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等河漫滩471.751.2239171.44方区 南地沿海湛江、香港、厦门滨海0-9611.631.65955327261.94珠江下游（广州）三角洲1101.581.67543724天津市市政工程设计研究院 2007.128软土地基处理技术软土与软土地基 a:1.3 软土的工程性质(1)孔隙比大、含水量高(2)压缩性高(3)强度低(4)变形量大(5)压缩稳定所需时间长(6)侧向变形较大天津市市政工程设计研究院 2007.129软土地基处理技术软土与软土地基 也：，Q.1.4 软土地基常见工程问题(1)地基承载力和稳定性问题在道路荷载(静力和动力荷载)作用下，地基承载力不能满足要求 时，地基会产生局部或整体剪切破坏，影响道路的正常使用，引起道路 破坏或边坡失稳。天津市市政工程设计研究院 2007.1210软土地基处理技术1.4由于软基不稳定导致的破坏软土与软土地基a天津市市政工程设计研究院 2007.12 1 1软土地基处理技术软土与软土地基 也：，Q.1.4软土地基常见工程问题(2)沉降、水平位移及不均匀沉降问题在荷载作用下(静力和动力荷载)，地基产生变形。当道路沉降、水平位移、或不均匀沉降超过相应的允许值时，将会影响道路的正常使 用，甚至可能引起破坏。道路沉降量较大时，不均匀沉降往往也比较 大，不均匀沉降对道路的危害更大。天津市市政工程设计研究院 2007.1212软土地基处理技术第二部分：软土地基路基设计A软土地基路基设计原则软土地基勘察要点软土地基路基极限填土高度软土地基路基设计一般步骤软土地基现场观测天津市市政工程设计研究院 2007.121 3软土地基处理技术软土地基路基设计2.1 软土地基路基设计原则1、路基在施工期间和完工后使用期间应是稳定的，不因填筑荷载、施工机械和交通荷载的作用而引起破坏，也不应给桥台、涵洞、挡土墙 等构筑物及沿线设施带来过大的变形。2、为避免路基沉降给涵洞、挡土墙等构筑物造成变形破坏，应首先 考虑提前填筑路堤、在其充分沉降后再修建构筑物的方案。如同时施 工，则需设置达到持力层的基础，以防止过大的位移和沉降。3、为避免路面的变形破坏，以及连接桥梁、涵洞等构筑物的引路路 堤产生不均匀沉降，应严格控制工后沉降。工后沉降 公路工后沉降标准 城市道路工后沉降标准天津市市政工程设计研究院 2007.12 1 4软土地基处理技术软土地基路基设计2.1 软土地基路基设计原则4、在软土厚且长期发生较大沉降的地区及大范围的软土地区，有 时候很难使工后沉降控制在要求的标准内，或者虽能控制但极不经济 时，应考虑设置桥头搭板、铺筑临时性路面或分期修建路面等方案。5、在没有一定厚度硬壳层的软土地基上，不宜修建填土高度小于 2.02.5m的低路堤，这种低路堤在交通荷载作用下，可使路面发生较 大的不均匀沉降，特别是当软土地基不均匀、重型车辆交通较大时更加 明显。硬壳层的作用 硬壳层的临界厚度 硬壳层与软土层的判别天津市市政工程设计研究院 2007.12 1 5软土地基处理技术2.1 软土地基路基设计原则软土地基路基设计.6、为保证路基稳定或控制工后沉降，需采取相应的处理措施。在选择处理措施时应考虑地基条件、道路条件及施工条件，尤其要考虑处理措施的特点、对地基的适应性和效果，以确定符合要求的处理措施。7、当软土地基比较复杂，或工程规模很大、沉降控制的精度要求较高时，应考虑在正式施工之前，在现场修筑试验段，并对其稳定和沉降进行观测，以便根据观测结果选择适当的处理措施，或对原来的处理方案进行必要的修正。8、经济合理的软土地基路基设计依赖于准确的软土地基勘察。天津市市政工程设计研究院 2007.12 1 6软土地基处理技术软土地基路基设计2.2 软土地基勘察要点一、软土地基勘察应查明下列内容：1、成因类型、成层条件、分布规律、薄层理与夹砂特征、水 平向与垂直向的均匀性、地表硬壳层的分布与厚度、地下硬土层 或基岩的埋深与起伏。2、固结历史及应力水平、结构破坏对强度和变形的影响。3、微地貌形态、暗埋的塘、浜、沟、坑穴的分布、埋深及其 填土的性质。4、开挖、回填、支护、工程降水、打桩、沉井等施工对软土 的应力状态、强度和压缩性的影响。5、地区的建筑经验。天津市市政工程设计研究院 2007.121 7软土地基处理技术软土地基路基设计2.2软土地基勘察要点二、软土地基勘察应符合下列要求：1、勘探点布置宜根据成因类型和地基复杂程度确定，当土层 变化复杂时，勘探点应予加密。2、钻探取样应与原位测试相结合，取样应采用薄壁取土器；原位测试宜采用静力触探、十字板剪切试验。3、对暗埋的塘、浜、沟、坑穴等宜采用轻型动力触探。三、软土的力学性质参数可采用室内试验和原位测试确定，或根据经验确定。亦可利用堆载、边坡和建筑物的原型监测资料O 定 确天津市市政工程设计研究院 2007.12 1 8软土地基处理技术软土地基路基设计2.2软土地基勘察要点四、软土剪切试验应按地基土应力状态变化，加荷、卸荷速率，排水条件等选用相应的方法，并应符合下列要求：1、当土体加荷卸荷速率超过土中孔隙水压力消散的速率时，宜 采用自重压力预固结的不固结不排水三轴剪切试验。对渗透性很低的 粘性土，可采用无侧限抗压强度试验或十字板剪切试验。2、当土体排水速率快且施工过程较慢时，宜采用固结不排水三 轴剪切试验或直剪试验。3、对土体可能发生较大应变的工程，应测定残余抗剪强度，必 要时应进行蠕变试验、动扭剪试验、动单剪试验和动三轴试验。五、根据变形计算的要求确定压缩系数、先期固结压力、压缩指 数、回弹指数、固结系数时，可采用常规固结试验、快速加荷固结试 验、高压固结试验。天津市市政工程设计研究院 2007.121 9软土地基处理技术软土地基路基设计2.2软土地基勘察要点六、软土地基勘察一般应提供以下成果：1、软土地基分层土的物理指标：含水量、容重、孔隙比、液限、塑限、颗粒组成等；2、软土地基分层土的力学指标：如压缩系数、压缩模量、固结 系数、渗透系数、e-p曲线、快剪粘聚力及内摩擦角、固结快剪粘聚 力及内摩擦角、无侧限抗压强度等；3、分层土的侧壁摩阻力；4、分层土的地基承载力；5、地下水位；6、钻孔柱状图。天津市市政工程设计研究院 2007.1220软土地基处理技术2.3 软土地基路基极限填土高度软土地基路基设计在天然地基上不作任何处理、快速填筑一般断面的路 基所容许填筑的最大高度，称为路基极限填土高度。目前 软土地基路基极限填土高度最简单的确定方法主要是从稳 定分析出发，假定内摩擦角为0,利用费伦扭斯公式进行 计算：天然软土地基的快剪粘聚力H=5.52 Y-(1)路基填土容重天津市市政工程设计研究院 2007.1221软土地基处理技术软土地基路基设计2.3 软土地基路基极限填土高度一、地基处于弹性状态时极限填土高度计算在均布荷载P作用下，地基中一点的应力可表示为:tX7一41+；sin2 41 乩一sinZ 尸2%L 2 2p 1.1一尸1 _；sin24应+7sin2尸27rL 2 2p(cos 2A-cos 2力)2万 一天津市市政工程设计研究院 2007.12 2 2软土地基处理技术软土地基路基设计2.3软土地基路基极限填土高度一、地基处于弹性状态时极限填土高度计算根据材料力学中的主应力计算公式，可得土中任意一点的主应力:6+Gx Z I2巴+4 22P+rxz=(2a+sin 2a)712P+r=(2a-sin 2a)71 中 式2 N A-天津市市政工程设计研究院 2007.1223软土地基处理技术2.3软土地基路基极限填土高度一、地基处于弹性状态时极限填土高度计算进而可得土中任意平面上的应力：P)sin 20=sin 2a sin 20 兀_。1+。3 厂1一。3软土地基路基设计白)p)cos 28=2。-sin la cos 23 71天津市市政工程设计研究院 2007.1224软土地基处理技术e)软土地基路基设计2.3软土地基路基极限填土高度一、地基处于弹性状态时极限填土高度计算当土中某点处于剪切破坏时，剪切面与大主应力作用面间的夹角满足:。=45。+、2天然软土地基的内摩擦角因此:P.)入 t3=sin 2acos71PJ3=2a-sin 2a sin(/)71天然软土地基 的粘聚力代入库仑一摩尔屈服准则：T C二博厂C天津市市政工程设计研究院 2007.12 2 5软土地基处理技术软土地基路基设计 a2.3软土地基路基极限填土高度 一、地基处于弹性状态时极限填土高度计算可得：令：y=sin 2d-2d sin q由PC sin 2a-2a sin=2 cos 2a-2 sin=0 da得:7i qcc-4 2天津市市政工程设计研究院 2007.1226软土地基处理技术软土地基路基设计2.3软土地基路基极限填土高度一、地基处于弹性状态时极限填土高度计算 所以 Vnun=cos。一（：一，）sin。无 cos，-Cjicos-(-)sin。路基极限填土高度为:H 二 Pmax 二 COS,C丫 cos -(一)sin 丫2天津市市政工程设计研究院 2007.12 2 7软土地基处理技术软土地基路基设计2.3软土地基路基极限填土高度二、地基处于塑性状态时极限填土高度计算塑性区最大开展深度为：/基础埋置深度，对路堤填土，D=07 尸一%。入,兀 乂、Cctg(/)_Zmax=-Ctg(/)-(-(/)-D空L 2外、ZmaxB4-月nax-茅 H天然地基容重_ 0.78545 sin 4 71 cos q Ccos-(-)sin 丫 cos。-(匹一)sin/天津市市政工程设计研究院 2007.1228软土地基处理技术软土地基路基设计2.3 软土地基路基极限填土高度三、极限填土高度几种计算方法的比较路基宽260m,天然地基容重18.5kN/m3,快剪粘聚力13.2kPa,填土容重 19.0 18.5kN/m3:内摩擦角0246810公式(1)3.8353.8353.8353.8353.8353.835公式(2)2.1832.3062.3492.5802.7322.895公式(3)2.1832.6513.1703.7424.3775.082天津市市政工程设计研究院 2007.12 2 9软土地基处理技术2.4 软土地基路基设计一般步骤软土地基路基设计一个中心：地基处理 两个基本点：沉降和稳定 四个步骤：确定地基条件确定地基是否处理 选择处理方法 细部设计三个目的：降低地基总沉降 加速地基排水固结 保证路基稳定天津市市政工程设计研究院 2007.12 3 0软土地基处理技术2.4软土地基路基设计一般步骤2.4.1 确定地基条件)-软土地基路基设计原状取土孔，用来确定地基土的 物理力学指标，提供设计参数用于土层划分或 测定某项指标勘探钻孔地形及地质成因 地基成层状况 软土层厚度及范围 持力层位置及倾斜情况 透水层位置及状况 地下水位及孔隙水压力情况 地基土的物理及力学性质天津市市政工程设计研究院 2007.1231软土地基处理技术2.4软土地基路基设计一般步骤2.4.2确定地基是否需要处理软土地基路基设计工程费用确定软土地 基是否处理宫川法毕肖普法复式圆弧滑 动面法塑性区平衡 法简单条分法有限元法天津市市政工程设计研究院 2007.12 32软土地基处理技术软土地基路基设计.2.4软土地基路基设计一般步骤2.4.2确定地基是否需要处理）-次固结沉降土中超静水压力消散后地基所产生的沉降。通常较小，且历 时长久，在总沉降中所占比例一般不超过1 0%（504）曾国熙，1 994,一般不予考虑。沉降计算土的本 构关系线弹性固结太沙基一维固结理论太沙基-伦杜力克二维固结理论（1 936）固结沉降V非线性固结瞬时沉降假定：土体均匀连续各向同性、线弹性、完全饱和；土颗粒和水 不可压缩；土体压缩和孔隙水挤 出只发生在同一方向，土中水的 流动服从达西层流定律；渗透系 数、压缩系数是常数等。比奥三维固结理论（1 941,直接从弹性理论出发导出）邓肯和张模型、剑桥模型、修正剑桥模型通常是在地基固结沉降的基础上考虑沉降系数进行修正。天津市市政工程设计研究院 2007.1233软土地基处理技术软土地基路基设计2.4软土地基路基设计一般步骤2.4.2确定地基是否需要处理 京津塘高速公路经过大量试验研究，提 出天津软土沉降系数：ms=0.123/7(02+VH)+yr、H路基填土容重和高度6 地基处理类型修正值：砂桩类0.7;砂井类0.95;不处理1.1 0V-填土速率修正值：0.07m/d:0.05Y地质因素修正值地质因素修正值软土层中夹有明显的排水层-0.1软土层中没用明显的排水层0软土层平均 不排水强度 25kPa-0.1 5m03 5m-0.05 3 m-0.1硬壳层厚度 7.0m-0.3天津市市政工程设计研究院 2007.1234软土地基处理技术2.4软土地基路基设计一般步骤2.43合理选择地基处理方法软土地基路基设计2.4.4补充调查，进行细部设计确定处理方法天津市市政工程设计研究院 2007.1235软土地基处理技术2.4软土地基路基设计一般步骤软土地基路基设计a有关条件处理指标 及范围过去成果地质调查资料调查设计资料确定地基条件进行细部设计确定处理方法天津市市政工程设计研究院 2007.1236软土地基处理技术软土地基路基设计 2.5软土地基现场观测2.5.1 软基现场观测的主要目的1、以现场观测的结果指导现场施工，确定和优化施 工参数；2、根据现场观测结果，及时发现危险的先兆，分析 原因，判断工程的安全性，采取必要的工程措施，防止发 生工程破坏事故和环境事故；3、评价工程的技术状况，检验设计参数和设计理论 的正确性；4、为设计、施工、管理和科学研究提供资料。天津市市政工程设计研究院 2007.12软土地基处理技术2.5软土地基现场观测2.5.2软基现场观测的主要内容)软土地基路基设计软土地基现场观测应力观测地表沉降孔隙水压力观测天津市市政工程设计研究院 2007.12 3 8软土地基处理技术第三部分：软土地基处理方法与适用条件软土地基处理的目的软土地基处理的发展过程软土地基处理方法分类及适用条件软土地基处理方法的选择对软土地基处理方法的说明天津市市政工程设计研究院 2007.1239软土地基处理技术软土地基处理方法与适用条件 a3.1软土地基处理的目的地基处理的目的是利用置换、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法，对地基土进行加固，以改善压缩层内一部分或全部地基土的强度、压缩性、渗 透性、动力特性和特殊土地基特性。1、沉降处理(1)加速固结沉降：加速地基沉降，减小有害的剩余沉降量。(2)减小总沉降量：减小地基的沉降。2、稳定处理(1)控制剪切变形：制止周围地基因路堤荷载作用发生隆起或流动。(2)阻止强度降低：阻止因路堤荷载作用而强度降低，以求得稳定。(3)促进强度增长：加速地基强度的增长，以求得稳定。(4)增加抗滑阻力：改变路堤形状或换填部分地基，增加抗滑阻力以求得 稳定。天津市市政工程设计研究院 2007.12 4 0软土地基处理技术3.2软土地基处理的发展过程部分地基处理方法在我国应用的最早年份地基处理方法年份地基处理方法年份普通砂井五十年代土工合成材料七十年代末真空预压一九八零年强夯置换法一九八八年袋装砂井七十年代EPS轻质填料法一九八五年塑料排水板一九八一年低强度桩复合地基法一九九零年砂桩五十年代刚性桩复合地基法一九八一年五十年代中锚杆静压桩法一九八二年灰土桩六十年代中沉管碎石桩法一九八七年振冲法一九七七年树根桩法一九八一年强夯法一九七八年浆液深层搅拌法一九七七年高压喷射注浆法一九七二年粉体深层搅拌法一九八三年软土地基处理方法与适用条件a天津市市政工程设计研究院 2007.1241软土地基处理技术软土地基处理方法与适用条件 a）3.3软土地基处理方法分类及适用条件对地基处理方法进行严格的统一分类是很困难的。根据地基处理 的加固原理，公路工程（包括城市道路）中的地基处理方法可以划分为用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱 土层，以形成双层地基或复合地基，达到提高承载力、减小工后 沉降的目的 饱和软弱土在外部荷载作用下排水固结，孔隙比减小、抗剪强度 提高，以达到提高地基承载力、减小工后沉降的目的 向土体灌入或拌入水泥、石灰或其它化学固化浆材，使其在地基 中形成增强体，以达到地基处理的目的 采用振密或挤密的方法使地基土体密实以达到提高地基承载力和 减小沉降的目的 在地基中设置强度高、模量大的筋材，如土工格栅、土工织物 等，以达到提高地基承载力、减小沉降的目的天津市市政工程设计研究院 2007.1242软土地基处理技术a_d_.3.3软土地基处理方法分类及适用条件类别方法简要原理适用范围置换换土垫 层法将软弱土或不良土开挖至一定深度，回填抗剪强度 较高、压缩性较小的岩土材料，如砂、砾石、混渣 等，形成双层地基。垫层能有效扩散基地应力，可 提高地基承载力、减小沉降各种软弱 土地基挤淤置 换法通过抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基的 目的，也可采用爆破挤淤置换淤泥或淤 泥质粘土强夯置 换法利用边填碎石边强夯的方法在地基中形成碎石墩 体，由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地 基，以提高承载力、减小沉降粉砂土和 软粘土地 基石灰桩 法通过机械或人工成孔，在软弱地基中加入生石灰或 生石灰加其它掺合料，通过石灰的吸水膨胀、放热 以及离子交换作用，改善桩与土的物理力学性质，形成石灰桩复合地基，提高承载力，减小沉降杂填土、软粘土地 基天津市市政工程设计研究院 2007.1243软土地基处理技术软土地基处理方法与适用条件 a3.3软土地基处理方法分类及适用条件类别方法简要原理适用范围水结 排固加载预 压法在地基中设置排水通道和竖向排水系统，以缩小土体固结 排水距离，地基在填筑路堤荷载作用下排水固结，地基承 载力提高，工后沉降减小软粘土、杂 填土、泥炭 土超载预 压法原理基本与加载预压法相同，不同之处在于预压荷载大于 设计使用荷载。超载预压不仅可以减小工后固结沉降，还 可消除部分工后次固结沉降同上真空联 合堆载 预压载软粘土地基中设置排水体系（同上），然后载上面形成 以不透气层，通过常时间不断抽气抽水，载地基中形成负 压区，从而石软粘土排水固结，达到提高承载力、减小沉 降的目的，常与堆载预压联合使用软粘土地基地位 低水法 降下 一通过降低地下水位，改变地基土受力状态，其效果如加载 预压，使地基土排水固结，达到加固目的砂性土或透 水性较好的 软粘土地基天津市市政工程设计研究院 2007.1244软土地基处理技术a_d_.3.3软土地基处理方法分类及适用条件类别方法简要原理适用范围灌入 固化 物深层搅 拌法利用深层搅拌机将水泥或水泥粉和地基土原位搅拌形成圆 柱状、格栅状或连续墙式的水泥土墙体，形成复合地基以 提高地基承载力，减小沉降。也常用它形成水泥土防渗帷 幕。深层搅拌分喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种淤泥、淤泥 质土，有机 质含量较高 时需试验确 定其适用性高压喷 射注浆 法利用高压喷射专用机械，在地基中通过高压喷射流冲切土 体，用浆液置换部分土体，形成水泥增强体。按喷射流组 成形式，高压喷射注浆法有单管、二重管法、三重管法。高压喷射注浆法可形成复合地基以提高承载力，减小沉降同上挤密灌 浆法在灌浆压力作用下，向土层中压入浓浆液，在地基土中形 成浆泡，挤出周围土体。通过压密和置换改善地基性能。在灌浆过程中因浆液的挤出作用可产生辐射状上抬力，引 起地面隆起常用于可压 缩性地基、排水条件较 好的粘性土 地基天津市市政工程设计研究院 2007.1245软土地基处理技术d_)d_.3.3软土地基处理方法分类及适用条件类别方法简要原理适用范围密密 振挤强夯法采用质量为1040t的夯锤从高处自由落卜，地 基土体在强夯的冲击力和振动力作用下密实，可提高地基承载力，减少沉降碎石土、砂土、低饱和 度的粉土与粘性土、湿 陷性黄土、杂填土和素 填土等地基挤密砂 石桩法采用振动沉管法等在地基中设置碎石桩，在制 桩过程中对周围土层产生挤密作用。被挤密的 桩间土和密实的砂石桩形成砂石桩复合地基，达到提高地基承载力、减小沉降的目的砂土地基、非饱和粘性 土地基天津市市政工程设计研究院 2007.1246软土地基处理技术d_)d_.3.3软土地基处理方法分类及适用条件类别方法简要原理适用范围加筋加筋垫 层法在地基中铺设加筋材料（如土工织物、土工隔栅等）形成 加筋垫层，以增大压力扩散角，提高地基稳定性各类软弱 地基低强度 混凝土 桩在地基中设置低强度混凝土桩，与桩间土形成复合地基，提高地基承载力，减小沉降，如CFG桩各类深厚软 弱地基钢筋混 凝土桩在地基中设置钢筋混凝土桩，与桩间土形成复合地基，提 高地基承载力，减小沉降各类深厚软 弱地基长、短 桩复合 地基由长桩和短桩与桩间土形成复合地基，提高地基承载力和 减小沉降。长桩和短桩可采用同一桩型，也可采用不同桩 型。通常长桩采用刚度较大的型桩，短桩采用柔性桩或散 体材料桩。各类深厚软 弱地基天津市市政工程设计研究院 2007.1247软土地基处理技术3.3软土地基处理方法蒜强用条件初土地基处理方法与适用条件类别方法处理效果沉降处理稳定处理加速固 结沉降减小总 沉降量控制剪 切变形阻止强 度降低促进强 度增长增加抗 滑阻力置换换土垫层法挤淤置换法强夯置换法石灰桩法排水固结加载预压法超载预压法真空联合堆载预压降低地下水位法天津市市政工程设计研究院 2007.1248软土地基处理技术d_)d_.3.3类别方法处理效果沉降处理稳定处理加速固 结沉降减小总 沉降量控制剪 切变形阻止强 度降低促进强 度增长增加抗 滑阻力灌入 固化 物深层搅拌法高压喷射注浆法挤密灌浆法密密 振挤强夯法挤密砂、石桩法加筋加筋垫层法低强度混凝土桩钢筋混凝土桩长短桩复合地基天津市市政工程设计研究院 2007.1249软土地基处理技术软土地基处理方法与适用条件a)3.4软土地基处理方法的选择环境条件确定处理方法土质、地基构成道路性质、道路形式、所在路段工期、材料、施工机械的作业条件施工对周围环境的影响天津市市政工程设计研究院 2007.1250软土地基处理技术软土地基处理方法与适用条件 a3.4软土地基处理方法的选择时间换金钱、金钱换时间 因人而异、因地制宜天津市市政工程设计研究院 2007.1251软土地基处理技术软土地基处理方法与适用条件 a3.5对软土地基处理的几点说明一、上述地基处理方法分类并没用囊括各种处理方法二、有些处理方法具有多种加固机理三、加固处理后的地基属于哪种地基 均质地基 双层地基 复合地基天津市市政工程设计研究院 2007.1252软土地基处理技术软土地基处理方法与适用条件a)3.5对软土地基处理的几点说明竖向增强体/复合地基散体材料桩复合地基复合地基水平向增强 体复合地基粘结材料桩复合地基加筋土复合地基柔性桩复合地基刚性桩复合地基天津市市政工程设计研究院 2007.1253软土地基处理技术第四部分：常用软土地基处理方法简介浅层处理A排水固结法处理粒料桩处理A加固土桩处理A水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）处理A其它处理方法简介A不同处理方法的比较天津市市政工程设计研究院 2007.1254软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介）4.1浅层处理4.1.1概述浅层处理方法主要有垫层 法（包括换土垫层、换土加筋 垫层、加筋碎石垫层等）、抛 石挤淤法等，换土垫层一般不 适用于垫层下地基持力层土的 压缩模量低于2.5 M Pa的地 基。天津市市政工程设计研究院 2007.1255软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介a)4.1浅层处理4.1.2垫层法一、换土（加筋）垫层法采用换土垫层法或换土加筋垫层法处理软基时，垫层厚度一般不小于500mm且不超过3.0m,并应与其它处理方法进行经济比较后再做优选。天津市市政工程设计研究院 2007.1256软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介）4.1浅层处理4.1.2垫层法一、换土（加筋）垫层法换土加筋垫层处理软基横断面图换土加筋垫层法的加筋材料宜选用抗拉强度高、受力时伸长率不大于4%5%、耐久性好、抗腐蚀的土工格栅，当垫层厚度小于1.0m时，在底部或1/2厚度处铺设一层 加筋土工格栅，当厚度大于1.0m时每0.5m铺设一层加筋土工格栅。也可根据工程实际 情况选用其它土工合成材料如土工布等。天津市市政工程设计研究院 2007.12软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介）4.1浅层处理4.1.2垫层法一、换土（加筋）垫层法 垫层的作用：1、提高地基承载力2、减少沉降量3、加速排水固结4、阻隔毛细水上升天津市市政工程设计研究院 2007.1258软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介a4.1浅层处理4.1.2垫层法一、换土（加筋）垫层法垫层的作用：5、垫层中加铺土工合成材料，利用土颗粒或碎石位移与拉筋产生摩擦力，使土与加筋材料形成整体，可使上部荷载均匀分散到地基中（应力扩散）。当地基可能出现塑性剪切破坏时，土工合成材料将起到阻止破坏面形成或减小破坏发展范围的作用，从而达到提高地基承载力的目的。此 外，土工合成材料与垫层土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形，从而增加地基的稳定性。垫层底部加筋垫层中部加筋筋体与垫层一侧摩擦_ 标准图集中将加筋材筋体与垫层两侧摩擦 料放在了垫层的中部天津市市政工程设计研究院 2007.1259软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介 a4.1浅层处理4.1.2垫层法一、换土(加筋)垫层法垫层的厚度确定:垫层的厚度一般根据垫层底面处土的自重应力和附加应力之和不大于同一标 高处软弱土层的容许承载力，其表达式如下：Pz+Pcz fZ 式中：fz-垫层底面处土层的地基承载力(kPa);Pcz-垫层底面处土的自重压力(kPa);pz-垫层底面处土的附加压力(kPa)o一般是先根据初步拟定的垫层厚度，再用(1)复核。垫层厚度一般不宜大 于3%太厚施工困难，太薄(b+2Ztg 0(2)式中：b1垫层底面宽度；6垫层压力的扩散角；b-基础底面的宽度(m);Z垫层的厚度(m)oZ/b中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾、卵石、碎石粘性土和粉土(8IP0.53023天津市市政工程设计研究院 2007.1261软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介)4.1浅层处理4.1.2垫层法二、加筋碎石垫层法土工格栅加筋碎石垫层处理软基横断面图淤泥或软弱土层深厚的路段，施工机械无法作业，采用换土垫层或换土加 筋垫层法进行处理工程量特别巨大，采用其它方法进行处理时又加大工程投 资，这种情况可以将表层有机质或腐殖质含量特别高的淤泥清除后采用加筋碎 石垫层法进行软基处理，用以提高地基承载力、减小不均匀沉降、方便施工。采用这种方法进行软基处理的路段必须保证有一定的预压期天津市市政工程设计研究院 2007.12 62软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介)4.1浅层处理4.1.2垫层法二、加筋碎石垫层法,道路设计中线+坪度 b 工：-J彳*/-9易降解聚丙烯（PP）（-开发1954）性能更稳定的长丝，在pH范围2-13以内，化学性能稳定现有的土工合成材料用合成聚合物制成。天津市市政工程设计研究院 2007.12 6 5软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介)4.1浅层处理4.1.2垫层法三、加筋材料目前常用的土工材料主要有：土工格栅：单向、双向聚丙烯、玻璃纤维、钢塑、涤龙 经编、拉伸、焊接土工布：聚丙烯、聚酯/长丝、短丝土工膜：一步一膜、两步一膜土工格室土工网垫复合土工材料：布与格栅复合等天津市市政工程设计研究院 2007.12 6 6软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介)4.1浅层处理4.1.2垫层法四、垫层法施工与质量控制1、垫层材料要求：换土垫层可以采用砂砾碎石垫层、素土垫层、石灰土 垫层、水泥土垫层和土石屑垫层等。2、加筋材料要求：加筋材料可以选择土工格栅、土工布、土工格室等。3、施工质量控制：垫层压实度控制。垫层压实度(重型标准)垫层距路床顶囱距离5)快速路及主干路次干路支路1.5029392:90天津市市政工程设计研究院 2007.12软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介 a4.1浅层处理4.1.3抛石 挤淤法抛石挤淤法适用于常年积水的洼地，排水困难，泥炭呈流动 状态，厚度较薄，表层无硬壳，片石能沉达底部的泥沼或厚度小 于3m的软土，尤其适用于石料丰富，运距较近的地区。采用抛石挤淤法施工的路基，需要一定的沉实稳定时间，宜修建过渡式 路面。抛填的片石应大于300mm,抛填时从路堤中部开始，中部 向前突进后再渐次向两侧扩展，以使淤泥向两旁挤出。天津市市政工程设计研究院 2007.1268软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介)4.1浅层处理4.1.4工程实例天津海滨大道海滨大道位于天津市滨海新区东 部沿海，项目影响区纵贯滨海新区的 汉沽区、塘沽区、天津港、开发区、保税区和大港区，南北两端与河北省 衔接。海滨大道沿渤海湾西海岸布 线，沿线地质以饱和软粘土为主，含 水量高、孔隙比大、压缩性高，不利 于工程建设，且沿线90%以上路段位于 盐田或养殖池中，因此软土地基处理 是海滨大道工程的关键技术问题。选 择行之有效且经济合理的地基处理方 法，对于保证路基稳定、减小不均匀 沉降及节约投资有着重要意义。天津市市政工程设计研究院 2007.1269软土地基处理技术）4.1浅层处理常用软土地基处理方法简介4.1.4工程实例天津海滨大道海波大道沿珑地基土性参数统计分析土性参数，含水量,w,（%）、容重 r.(gfcm3)孔隙.比e 1液限(W1)(%)、塑性指数液性 指数 IL压缩模量Es.)(MPa)人工埴土 层（Qml）最大值、40.60,2.04.,1.15.,50.60.23.20,1 12,5.90,最小值13.60,1.75、0.65.,23.40,0.64,0.12,3.20,平均值、25.80,1.90.,0.8032.40，11.90.0.60.4.30,标准差,5.88,0.07.,0.10,6.24-4.480.27、0.79,第I陆相 层（Qjal）最大值76.60,2.05,2.01.,57.50.,27.50,1.69,18.50.,最小值,23.00,1.58,0.6423.40,7.50.0.26,1.50,平均值,30.30,1.90.,0.9032.00,12.10,0.80.,6.30,标准差，9.10、0.08.,0.23,6.53.3.92、0.30,3.92,第I海相 层（QJm）最大值，60.10,2.01.,1.57.57.90,27.70,2.14,6.30,最小值22.80,1.66、0.68,15.70,7.60.0.41.,1.90,平均值，40.50,1.80.,1.10,41.20,17.80,1.00,3.00,标准差7.59,0.08.,0.19.6.99、3.98、0.22,0.72,第n陆相 层（Qjal）最大值，51.60.2.12.,1.57,59.20,28.50,1.72,20.00.,最小值17.10,1.56.,0.53、18.90.5.60、0.10.2.50,平均值28.30,1.90.,D.HCI30.90,11.60,0.80,5.70,标准差、6.52,0.09.,0.18,7.18、4.17.,0.28.2.98,天津市市政工程设计研究院 2007.1270软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介 a)4.1浅层处理4.1.4工程实例天津海滨大道一般路段地基处理的主要目的是减小地基的不均匀沉降，提高地 基承载力。由于海滨大道沿线软土层深厚，采用深层处理或换填是不 经济也是不现实的，设计针对不同的淤泥厚度采用不同的浅层处理方 法进行处理。海滨大道沿线采用的浅层处理方法主要有：抛石挤淤 打坝、抽水、清淤、加筋碎石垫层 不清淤加筋碎石垫层天津市市政工程设计研究院 2007.1271软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介）4.1浅层处理4.1.4工程实例天津海滨大道抛石挤淤：对于大面积水域无法打坝抽水清淤 时，采用抛石挤淤方法，抛石压实后高 出水面20cm时填筑10cm小粒径碎石，然 后铺一层土工格栅，填筑20cm厚碎石（控制石料高出水面50cm）,最后再满 铺一层土工格栅，填筑20cm 8%预拌灰 土。利用抛石挤淤与加筋垫层相结合的 方法，既减小了施工难度，又有效减小 不均匀沉降。天津市市政工程设计研究院 2007.12 72软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介a)4.1浅层处理4.1.4工程实例天津海滨大道打坝、抽水、清淤后设加筋垫层由于抛石挤淤需大量石料，而海滨大道所需石料均需远运，因此凡是可 以打坝、抽水、清淤的地方均采用“打坝、抽水、清淤”与加筋垫层相结合的浅层处理方法，即打坝、抽水、清淤、疏干后，满铺一层土工格栅，然后填 筑40cm厚石料和1 0cm厚石屑，再满铺一层土工格栅，填筑2 0cm厚8%预拌灰土。经过综合比较，这种处理方法比抛石挤淤方法每公里节约投资近1 00万元。天津市市政工程设计研究院 2007.1273软土地基处理技术)4.1浅层处理4.1.4工程实例天津海滨大道打坝、抽水、清淤后设加筋垫层常用软土地基处理方法简介天津市市政工程设计研究院 2007.12 74软土地基处理技术常用软土地基处理方法简介 a)4.1浅层处理4.1.4工程实例天津海滨大道打坝、抽水、不清淤设加筋垫层对于可以打坝抽水清淤，但淤泥特别厚的路段，如果采取打坝抽水清淤+加筋垫层的方法则投资很大，鉴于这种情况，设计采用打坝、抽水后不