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软土工程与理论作业

软土理论与工程作业
大连滨海软土地基处理方法

研 究 生：王成元
指导教师：李 伟 教授
学科专业：岩土工程
学号：1422100230

摘 要
随着辽宁滨海地区城市经济的快速发展和人口的逐渐增长，人们对土地的需求也越来越大，但由于滨海地区地质形成的特殊性，工程基础下经常存在深厚的软土层，这极大地影响了工程的长期稳定和安全使用，所以在滨海地区的各项工程中经常需要对大面积软土地基进行加固处理，使得滨海地区的建设难度加大。因此，滨海地区大面积软土地基处理方法及施工技术的研究对城市建设十分重要，具有很大的现实意义。简要介绍了既有国内外滨海地区软土地基处理方法的现状及发展趋势。

1.1国内外研究现状
1.1.1 我国地基处理的发展及现状
国内常用的软基处理方法有：
填土预压、 强夯、等载预压、 堆载预压、反压护道、砂垫层、袋装沙井、塑料
排水板、粉喷桩、碎石桩、石灰桩、轻质路堤、加筋路堤、CFG 桩等软基处理方法。
这些方法分别应用在福建泉厦高速公路、浙江的同三高速公路、杭甬高速公路、珠
江三角洲高速公路、无锡的广渝高速公路、辽宁的沈山高速公路、沈大高速公路的
软基处理中，取得了较好的效果。

1.1.2国外地基处理的发展
国外常用软土地基的施工方法有：土工织物法、深层拌合法、注入化学药剂法、真空联合堆载预压法、轻型填方施工法、加固填方施工法。日本阪神某地地基处理采用了土工合成材料，在 1995 年发生的地震后调查结果表明对于加筋的土工合成材料抗震性能良好，沉降量明显小于其他地基等人对于地基处理、道路加宽、施工平台的加固做了系统的分析与总结，基本与我国的地基处理方法类似。

1.1.3在地基处理中对土的渗透性的考虑
滨海软土的地基要进行加固处理，以提高软土的结构强度。在滨海软土的地基
处理中，常采用排水固结法，通常要打设竖向和横向排水通道，以保证地基处理中
排水的正常。目前国内外对软土的加固处理方法有很多，不同的地区针对不同的软
土特性采用的方法也不尽相同，在这众多处理方法中，核心的处理思想主要分为三
类：一是对原状土进行置换：二是用新的材料与原状土混合形成强度高的复合土；
三是直接改变原状土的特性从而提高其强度。

2.1工程概况
2.1.1 工程总体概况
旅顺琥珀湾由中国中铁、香港阳光世纪集团共同投资 200 亿打造，集旅游度假、文化产业、会议会展为一体的高端旅游服务区，将提升旅顺绿色经济区的建设。旅顺琥珀湾旅游度假区拟建场地呈南北走向，长约 1020 米，东西宽约 370 米，总面积约 39 万平方米。
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2.1.2 工程地质条件
（1）地质构造
场地周边范围内基岩为震旦系石英岩地层，岩层产状平缓，以单斜构造为主，
本场地内为大片辉绿岩脉侵入带，场地内有明显断裂构造，无近期活动构造迹象。
（2）地层结构特征
场地地层由上至下依次为：素填土、淤泥、碎石、全风化辉绿岩、强风化辉绿
岩、中风化石英岩。其岩性描述如下：
1、素填土：黄褐色，松散，稍湿，均匀性差，压缩性高，主要由板岩、石英岩及少量粘性土组成，碎石粒径 2~150cm，分布不均一，含量约占全重 80%，近两年回填。分布于整个场地，层厚 0.5~11.2m，层底埋深 0.5~11.2m，层底标高-7.32~3.96m。
2、 淤泥：灰黑色，流塑状，饱和，具有腥臭味，见有贝壳。场地均有分布，局部区域因回填挤压变薄或消失，层厚 0.3~12.7m，层底埋深 3.6~16.m，层底标高-11.19~0.31m。
3、碎石：黄褐色，松散，湿，主要由次棱角状石英岩、板岩碎石及粘性土组成，碎石粒径 20~150mm，含量 60%以上，场地均有分布。层厚 0.3~8.5m，
层底埋深 4.8~18.3m，层底标高-14.52~-0.01m。
（3）场地不良地质作用
根据现场勘察工作，场地内发现明显的断裂构造，无近期活动构造迹象。天然状态下不存在泥石流，地表坍陷等不良工程地质现象。

3.1施工方法（强夯法）
3.1.1 强夯法的加固机理
强夯法是甚为有效的地基加固方法之一，但到目前为止，关于强夯法加固地基
的机理，无论是国内还是国外，在许多重要问题上尚未形成一致的看法，在此仅介
绍有较大影响的具代表性的理论和观点。饱和土体强夯后瞬间会产生数百毫米的沉
降；土中发生液化后，土的结构被破坏，土体强度降至接近零的最低点，随后夯击
点周围形成径向裂隙，成为加速孔隙水压力（即超静水压力）消散的主要方式。此
后，因勃性土具有触变性特点，土体强度得到恢复和增强，L. Menard 根据这些现
象提出了一个与太沙基静力固结理论不同的，新的动力固结模型和理论。
(1) 土体强度的增长过程机理
1. 土体压缩。由于饱和土体中微小气泡中气体受到强夯冲击时被排击，土体产
生瞬间沉降变形，体积被压缩。
2. 局部液化。随夯击后土体的压缩，土中孔隙水压力（超静水压力）迅速升高，
很快达到上覆荷载压力（包括黏性土黏聚力），于是土体发生局部液化，土体强度
也降到接近于零的最低点。
3. 孔隙水排出。由于强大的冲击波使土层内形成很多微细裂隙，以及液化时土
体渗透能力的陡然增强，使得孔隙水得以顺利逸出，超静水压力迅速消散。
4. 触变恢复。随超静水压力的消散，土体结构逐渐恢复，土体强度和变形模量
不断增长，在超静水压力完全消失后，土体强度和变形模量仍有较大增长。有资料
表明，若以孔隙水压力消散后（一般在夯击后 1 个月）测得的数值作为新的基值，
6 个月后强度平均增长 30；变形模量增加 30%-80 %。
(3) 夯击能量的传递机理
夯锤自由落下，以很大的冲击能量(2000-8000kN m）作用于地基上，在土中产
生极大的冲击波，以克服土颗粒间的各种阻力，使地基压密，从而提高地基强度、
减少沉降，或消除湿陷性、膨胀性，或提高抗液化能力。因此，冲击波（能量）在
土中的传播过程是该地基处理方法的基础。

4.1强夯法的评价
（1）主要特点：用夯锤从高处自由落下冲击土基，使软土中孔隙压缩，土体
局部液化并形成良好的排水通道，孔隙水顺利逸出，土体随之固结，同时还可夯入
砂、石渣、碎石等透水性较好的硬质颗粒性材料，使粒料与周围的夯土形成复合地
基。
（2）适用范围：局部软土埋藏较浅的地段，处理深度小于 6 米。
（3）优缺点：工艺简单，施工快，造价低，处理效果好，但噪音污染大，处
理的深度有限。饱和软土质量不可控，易形成弹簧土。