軟土地基處理技術(shù)講座.ppt

軟土地基處理技術(shù),軟土與軟土地基 軟土地基路基設(shè)計 軟土地基處理方法及適用條件 常用軟土地基處理方法簡介 軟基設(shè)計及處理中的幾個問題,1,報告內(nèi)容,軟土的概念 軟土的成因、分類及分布 軟土的工程性質(zhì) 軟土地基常見工程問題,2,第一部分：軟土與軟土地基,3,軟 土 與 軟 土 地 基,1.1 軟土的概念,軟土包括淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、泥炭質(zhì)土等，是一種天然含水量大、壓縮性高、天然孔隙比大于等于1、抗剪強度低的細(xì)粒土。,淤泥類土,泥炭類土,軟土,淤泥,淤泥質(zhì)土,泥炭,泥炭質(zhì)土,以孔隙比劃分,以有機物含量劃分,4,軟 土 與 軟 土 地 基,1.1 軟土的概念,公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范中軟土的判別標(biāo)準(zhǔn)：,軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘察規(guī)范規(guī)定軟土的判別應(yīng)符合下列要求： 1、外觀以灰色為主的細(xì)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。,概念上的軟土和工程設(shè)計中所指的軟土？,鹽漬化的軟土？,5,軟 土 與 軟 土 地 基,1.2 軟土的成因、分類及分布,軟土,軟土是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟弱淤泥、淤泥質(zhì)粘性土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。軟土按沉積環(huán)境及成因分為四類。,濱海相,瀉湖相,湖相,河漫灘相,溺谷相,三角洲相,牛軛湖相,沼澤相,濱海沉積軟土,湖泊沉積軟土,河灘沉積軟土,沼澤沉積軟土,6,軟 土 與 軟 土 地 基,1.2 軟土的成因、分類及分布,濱海相沉積為主的軟土:如湛江、香港、廈門、舟山、寧波、連云港、塘沽、大連灣等； 瀉湖相沉積的軟土以溫州、寧波為代表； 溺谷相軟土在福州、泉州一帶； 三角洲相軟土如上海地區(qū)、珠江下游的廣州地區(qū)； 河漫灘相沉積軟土在長江中下游、珠江下游、淮河平原、松遼平原等地區(qū)； 內(nèi)陸軟土主要為湖相沉積，如洞庭湖、洪澤湖、太湖、鄱陽湖四周以及昆明的滇池地區(qū)等。 沼澤相沉積軟土主要分布在內(nèi)蒙、東北大、小興安嶺、西南森林地區(qū)。,7,軟 土 與 軟 土 地 基,1.2 軟土的成因、分類及分布,北部,中部,南部,我國軟土的主要分布地區(qū)按工程性質(zhì)結(jié)合自然地質(zhì)地理環(huán)境，可劃分為北部、中部、南部三個地區(qū)。 北中部分界線：沿秦嶺走向向東至連云港以北的海邊； 中南部分界線：沿苗嶺、南嶺走向向東至蒲田的海邊。,8,軟 土 與 軟 土 地 基,1.2 軟土的成因、分類及分布,9,軟 土 與 軟 土 地 基,1.3 軟土的工程性質(zhì),（1）孔隙比大、含水量高 （2）壓縮性高 （3）強度低 （4）變形量大 （5）壓縮穩(wěn)定所需時間長 （6）側(cè)向變形較大,10,軟 土 與 軟 土 地 基,1.4 軟土地基常見工程問題,（1）地基承載力和穩(wěn)定性問題 在道路荷載（靜力和動力荷載）作用下，地基承載力不能滿足要求時，地基會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞，影響道路的正常使用，引起道路破壞或邊坡失穩(wěn)。,11,軟 土 與 軟 土 地 基,1.4 軟土地基常見工程問題,由于軟基不穩(wěn)定導(dǎo)致的破壞,12,軟 土 與 軟 土 地 基,1.4 軟土地基常見工程問題,（2）沉降、水平位移及不均勻沉降問題 在荷載作用下（靜力和動力荷載），地基產(chǎn)生變形。當(dāng)?shù)缆烦两?、水平位移、或不均勻沉降超過相應(yīng)的允許值時，將會影響道路的正常使用，甚至可能引起破壞。道路沉降量較大時，不均勻沉降往往也比較大，不均勻沉降對道路的危害更大。,軟土地基路基設(shè)計原則 軟土地基勘察要點 軟土地基路基極限填土高度 軟土地基路基設(shè)計一般步驟 軟土地基現(xiàn)場觀測,13,第二部分：軟土地基路基設(shè)計,14,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.1 軟土地基路基設(shè)計原則,1、路基在施工期間和完工后使用期間應(yīng)是穩(wěn)定的，不因填筑荷載、施工機械和交通荷載的作用而引起破壞，也不應(yīng)給橋臺、涵洞、擋土墻等構(gòu)筑物及沿線設(shè)施帶來過大的變形。 2、為避免路基沉降給涵洞、擋土墻等構(gòu)筑物造成變形破壞，應(yīng)首先考慮提前填筑路堤、在其充分沉降后再修建構(gòu)筑物的方案。如同時施工，則需設(shè)置達(dá)到持力層的基礎(chǔ)，以防止過大的位移和沉降。 3、為避免路面的變形破壞，以及連接橋梁、涵洞等構(gòu)筑物的引路路堤產(chǎn)生不均勻沉降，應(yīng)嚴(yán)格控制工后沉降。 工后沉降 公路工后沉降標(biāo)準(zhǔn) 城市道路工后沉降標(biāo)準(zhǔn),15,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.1 軟土地基路基設(shè)計原則,4、在軟土厚且長期發(fā)生較大沉降的地區(qū)及大范圍的軟土地區(qū)，有時候很難使工后沉降控制在要求的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，或者雖能控制但極不經(jīng)濟時，應(yīng)考慮設(shè)置橋頭搭板、鋪筑臨時性路面或分期修建路面等方案。 5、在沒有一定厚度硬殼層的軟土地基上，不宜修建填土高度小于2.02.5m的低路堤，這種低路堤在交通荷載作用下，可使路面發(fā)生較大的不均勻沉降，特別是當(dāng)軟土地基不均勻、重型車輛交通較大時更加明顯。 硬殼層的作用 硬殼層的臨界厚度 硬殼層與軟土層的判別,16,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.1 軟土地基路基設(shè)計原則,6、為保證路基穩(wěn)定或控制工后沉降，需采取相應(yīng)的處理措施。在選擇處理措施時應(yīng)考慮地基條件、道路條件及施工條件，尤其要考慮處理措施的特點、對地基的適應(yīng)性和效果，以確定符合要求的處理措施。 7、當(dāng)軟土地基比較復(fù)雜，或工程規(guī)模很大、沉降控制的精度要求較高時，應(yīng)考慮在正式施工之前，在現(xiàn)場修筑試驗段，并對其穩(wěn)定和沉降進(jìn)行觀測，以便根據(jù)觀測結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，或?qū)υ瓉淼奶幚矸桨高M(jìn)行必要的修正。 8、經(jīng)濟合理的軟土地基路基設(shè)計依賴于準(zhǔn)確的軟土地基勘察。,17,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.2 軟土地基勘察要點,一、軟土地基勘察應(yīng)查明下列內(nèi)容： 1、成因類型、成層條件、分布規(guī)律、薄層理與夾砂特征、水平向與垂直向的均勻性、地表硬殼層的分布與厚度、地下硬土層或基巖的埋深與起伏。 2、固結(jié)歷史及應(yīng)力水平、結(jié)構(gòu)破壞對強度和變形的影響。 3、微地貌形態(tài)、暗埋的塘、浜、溝、坑穴的分布、埋深及其填土的性質(zhì)。 4、開挖、回填、支護(hù)、工程降水、打樁、沉井等施工對軟土的應(yīng)力狀態(tài)、強度和壓縮性的影響。 5、地區(qū)的建筑經(jīng)驗。,18,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.2 軟土地基勘察要點,二、軟土地基勘察應(yīng)符合下列要求： 1、勘探點布置宜根據(jù)成因類型和地基復(fù)雜程度確定，當(dāng)土層變化復(fù)雜時，勘探點應(yīng)予加密。 2、鉆探取樣應(yīng)與原位測試相結(jié)合，取樣應(yīng)采用薄壁取土器；原位測試宜采用靜力觸探、十字板剪切試驗。 3、對暗埋的塘、浜、溝、坑穴等宜采用輕型動力觸探。 三、軟土的力學(xué)性質(zhì)參數(shù)可采用室內(nèi)試驗和原位測試確定，或根據(jù)經(jīng)驗確定。亦可利用堆載、邊坡和建筑物的原型監(jiān)測資料確定。,19,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.2 軟土地基勘察要點,四、軟土剪切試驗應(yīng)按地基土應(yīng)力狀態(tài)變化，加荷、卸荷速率， 排水條件等選用相應(yīng)的方法，并應(yīng)符合下列要求： 1、當(dāng)土體加荷卸荷速率超過土中孔隙水壓力消散的速率時，宜采用自重壓力預(yù)固結(jié)的不固結(jié)不排水三軸剪切試驗。對滲透性很低的粘性土，可采用無側(cè)限抗壓強度試驗或十字板剪切試驗。 2、當(dāng)土體排水速率快且施工過程較慢時，宜采用固結(jié)不排水三軸剪切試驗或直剪試驗。 3、對土體可能發(fā)生較大應(yīng)變的工程，應(yīng)測定殘余抗剪強度，必要時應(yīng)進(jìn)行蠕變試驗、動扭剪試驗、動單剪試驗和動三軸試驗。 五、根據(jù)變形計算的要求確定壓縮系數(shù)、先期固結(jié)壓力、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、固結(jié)系數(shù)時，可采用常規(guī)固結(jié)試驗、快速加荷固結(jié)試驗、高壓固結(jié)試驗。,20,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.2 軟土地基勘察要點,六、軟土地基勘察一般應(yīng)提供以下成果： 1、軟土地基分層土的物理指標(biāo)：含水量、容重、孔隙比、液限、塑限、顆粒組成等； 2、軟土地基分層土的力學(xué)指標(biāo)：如壓縮系數(shù)、壓縮模量、固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)、e-p曲線、快剪粘聚力及內(nèi)摩擦角、固結(jié)快剪粘聚力及內(nèi)摩擦角、無側(cè)限抗壓強度等； 3、分層土的側(cè)壁摩阻力； 4、分層土的地基承載力； 5、地下水位； 6、鉆孔柱狀圖。,21,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.3 軟土地基路基極限填土高度,在天然地基上不作任何處理、快速填筑一般斷面的路基所容許填筑的最大高度，稱為路基極限填土高度。目前軟土地基路基極限填土高度最簡單的確定方法主要是從穩(wěn)定分析出發(fā)，假定內(nèi)摩擦角為0，利用費倫扭斯公式進(jìn)行計算：,天然軟土地基的快剪粘聚力,路基填土容重,（1）,22,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.3 軟土地基路基極限填土高度,一、地基處于彈性狀態(tài)時極限填土高度計算,在均布荷載P作用下，地基中一點的應(yīng)力可表示為：,23,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.3 軟土地基路基極限填土高度,一、地基處于彈性狀態(tài)時極限填土高度計算,根據(jù)材料力學(xué)中的主應(yīng)力計算公式，可得土中任意一點的主應(yīng)力：,式中：,24,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.3 軟土地基路基極限填土高度,一、地基處于彈性狀態(tài)時極限填土高度計算,進(jìn)而可得土中任意平面上的應(yīng)力：,摩爾圓表示一點的應(yīng)力狀態(tài),25,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.3 軟土地基路基極限填土高度,一、地基處于彈性狀態(tài)時極限填土高度計算,當(dāng)土中某點處于剪切破壞時，剪切面與大主應(yīng)力作用面間的夾角滿足：,因此：,天然軟土地基的內(nèi)摩擦角,代入庫侖摩爾屈服準(zhǔn)則：,天然軟土地基的粘聚力,26,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.3 軟土地基路基極限填土高度,一、地基處于彈性狀態(tài)時極限填土高度計算,可得：,令：,由,得：,27,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.3 軟土地基路基極限填土高度,一、地基處于彈性狀態(tài)時極限填土高度計算,所以,路基極限填土高度為：,（2）,28,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.3 軟土地基路基極限填土高度,二、地基處于塑性狀態(tài)時極限填土高度計算,塑性區(qū)最大開展深度為：,基礎(chǔ)埋置深度，對路堤填土，D0,天然地基容重,（2）,29,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.3 軟土地基路基極限填土高度,三、極限填土高度幾種計算方法的比較,路基寬26.0m，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 ：,30,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.4 軟土地基路基設(shè)計一般步驟,一個中心：地基處理 兩個基本點：沉降和穩(wěn)定 四個步驟：確定地基條件 確定地基是否處理 選擇處理方法 細(xì)部設(shè)計 三個目的：降低地基總沉降 加速地基排水固結(jié) 保證路基穩(wěn)定,31,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.4 軟土地基路基設(shè)計一般步驟,2.4.1 確定地基條件,地形及地質(zhì)成因 地基成層狀況 軟土層厚度及范圍 持力層位置及傾斜情況 透水層位置及狀況 地下水位及孔隙水壓力情況 地基土的物理及力學(xué)性質(zhì),工程地質(zhì)勘察,勘探鉆孔,技術(shù)孔,鑒別孔,用于土層劃分或測定某項指標(biāo),原狀取土孔，用來確定地基土的物理力學(xué)指標(biāo)，提供設(shè)計參數(shù),32,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.4 軟土地基路基設(shè)計一般步驟,2.4.2 確定地基是否需要處理,地基條件和設(shè)計資料,對軟基分處理和不處理兩種情況進(jìn)行初步研究,確定軟土地基是否處理,地基承載力,穩(wěn)定性分析,沉降計算,工程進(jìn)度,工程費用,畢肖普法,計算簡單，精度較高，但公式中包含了孔隙壓力這樣一個參數(shù)，不好處理,宮川法,對于估算極限填土高度有一定作用，但作為設(shè)計依據(jù)，應(yīng)用范圍受到限制,復(fù)式圓弧滑動面法,在特定情況下才會應(yīng)用,塑性區(qū)平衡法,無塑性區(qū)大小和安全系數(shù)的唯一關(guān)系，應(yīng)用不多,有限元法,試驗和計算工作量大，除特別重要的工程外一般不采用,簡單條分法,計算簡單，是目前應(yīng)用較普遍的一種方法,33,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.4 軟土地基路基設(shè)計一般步驟,2.4.2 確定地基是否需要處理,沉降計算,次固結(jié)沉降,瞬時沉降,固結(jié)沉降,土中超靜水壓力消散后地基所產(chǎn)生的沉降。通常較小，且歷時長久，在總沉降中所占比例一般不超過10（50年）曾國熙，1994，一般不予考慮。,土的本構(gòu)關(guān)系,線彈性固結(jié),非線性固結(jié),太沙基一維固結(jié)理論,太沙基倫杜力克二維固結(jié)理論(1936),比奧三維固結(jié)理論(1941，直接從彈性理論出發(fā)導(dǎo)出）,假定：土體均勻連續(xù)各向同性、線彈性、完全飽和；土顆粒和水不可壓縮；土體壓縮和孔隙水?dāng)D出只發(fā)生在同一方向，土中水的流動服從達(dá)西層流定律；滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)是常數(shù)等。,鄧肯和張模型、劍橋模型、修正劍橋模型,通常是在地基固結(jié)沉降的基礎(chǔ)上考慮沉降系數(shù)進(jìn)行修正。,34,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.4 軟土地基路基設(shè)計一般步驟,2.4.2 確定地基是否需要處理,京津塘高速公路經(jīng)過大量試驗研究，提出天津軟土沉降系數(shù)：,r、H 路基填土容重和高度 地基處理類型修正值：砂樁類0.7； 砂井類0.95； 不處理1.10 V 填土速率修正值： 0.07m/d：0.05 Y 地質(zhì)因素修正值,35,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.4 軟土地基路基設(shè)計一般步驟,2.4.3 合理選擇地基處理方法,2.4.4 補充調(diào)查，進(jìn)行細(xì)部設(shè)計,工期,經(jīng)濟性,施工難易度,方法可靠性,環(huán)境條件,確定處理方法,擬定幾種處理方案,有關(guān)條件,處理指標(biāo)及范圍,方法原理,過去成果,2.4.3 合理選擇地基處理方法,36,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.4 軟土地基路基設(shè)計一般步驟,2.4.5 設(shè)計程序流程圖,工期,經(jīng)濟性,施工難易度,方法可靠性,環(huán)境條件,確定處理方法,擬定幾種處理方案,有關(guān)條件,處理指標(biāo)及范圍,方法原理,過去成果,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,工期,經(jīng)濟性,施工難易度,方法可靠性,環(huán)境條件,工期,經(jīng)濟性,施工難易度,方法可靠性,環(huán)境條件,承載力,沉降,穩(wěn)定性,工程進(jìn)度,工程費用,軟基處理初步研究,軟基不處理初步研究,確定地基條件,資料調(diào)查,地質(zhì)調(diào)查,地基是否處理,補充調(diào)查,進(jìn)行細(xì)部設(shè)計,設(shè)計資料,yes,no,37,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.5 軟土地基現(xiàn)場觀測,2.5.1 軟基現(xiàn)場觀測的主要目的,1、以現(xiàn)場觀測的結(jié)果指導(dǎo)現(xiàn)場施工，確定和優(yōu)化施工參數(shù)； 2、根據(jù)現(xiàn)場觀測結(jié)果，及時發(fā)現(xiàn)危險的先兆，分析原因，判斷工程的安全性，采取必要的工程措施，防止發(fā)生工程破壞事故和環(huán)境事故； 3、評價工程的技術(shù)狀況，檢驗設(shè)計參數(shù)和設(shè)計理論的正確性； 4、為設(shè)計、施工、管理和科學(xué)研究提供資料。,38,軟 土 地 基 路 基 設(shè) 計,2.5 軟土地基現(xiàn)場觀測,2.5.2 軟基現(xiàn)場觀測的主要內(nèi)容,軟土地基現(xiàn)場觀測,變形觀測,應(yīng)力觀測,沉降觀測,水平位移觀測,地表沉降,深層沉降,分層沉降,地面水平位移,地基土體水平位移,觀測地表以下土體沉降總量,觀測地表某一層位以下沉降量,觀測地基不同層位分層沉降量,觀測面水平位移量并兼測地面沉降或隆起量，用于穩(wěn)定監(jiān)測,觀測地基各層位土體側(cè)向位移量，了解土體各層側(cè)向變形隨附加應(yīng)力變化發(fā)展情況,孔隙水壓力觀測,觀測孔隙水壓力變化，分析地基土固結(jié)程度,軟土地基處理的目的 軟土地基處理的發(fā)展過程 軟土地基處理方法分類及適用條件 軟土地基處理方法的選擇 對軟土地基處理方法的說明,39,第三部分：軟土地基處理方法與適用條件,40,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.1 軟土地基處理的目的,地基處理的目的是利用置換、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法，對地基土進(jìn)行加固，以改善壓縮層內(nèi)一部分或全部地基土的強度、壓縮性、滲透性、動力特性和特殊土地基特性。 1、沉降處理 （1）加速固結(jié)沉降：加速地基沉降，減小有害的剩余沉降量。 （2）減小總沉降量：減小地基的沉降。 2、穩(wěn)定處理 （1）控制剪切變形：制止周圍地基因路堤荷載作用發(fā)生隆起或流動。 （2）阻止強度降低：阻止因路堤荷載作用而強度降低，以求得穩(wěn)定。 （3）促進(jìn)強度增長：加速地基強度的增長，以求得穩(wěn)定。 （4）增加抗滑阻力：改變路堤形狀或換填部分地基，增加抗滑阻力以求得穩(wěn)定。,41,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.2 軟土地基處理的發(fā)展過程,部分地基處理方法在我國應(yīng)用的最早年份,42,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.3 軟土地基處理方法分類及適用條件,對地基處理方法進(jìn)行嚴(yán)格的統(tǒng)一分類是很困難的。根據(jù)地基處理的加固原理，公路工程（包括城市道路）中的地基處理方法可以劃分為五類。,置換,排水固結(jié) （預(yù)壓）,灌入固化物,振密、擠密,加筋,用物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料置換天然地基中部分或全部軟弱土層，以形成雙層地基或復(fù)合地基，達(dá)到提高承載力、減小工后沉降的目的,飽和軟弱土在外部荷載作用下排水固結(jié)，孔隙比減小、抗剪強度提高，以達(dá)到提高地基承載力、減小工后沉降的目的,向土體灌入或拌入水泥、石灰或其它化學(xué)固化漿材，使其在地基中形成增強體，以達(dá)到地基處理的目的,采用振密或擠密的方法使地基土體密實以達(dá)到提高地基承載力和減小沉降的目的,在地基中設(shè)置強度高、模量大的筋材，如土工格柵、土工織物等，以達(dá)到提高地基承載力、減小沉降的目的,地基處理方法,43,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.3 軟土地基處理方法分類及適用條件,44,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.3 軟土地基處理方法分類及適用條件,45,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.3 軟土地基處理方法分類及適用條件,46,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.3 軟土地基處理方法分類及適用條件,47,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.3 軟土地基處理方法分類及適用條件,48,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.3 軟土地基處理方法分類及適用條件,49,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.3 軟土地基處理方法分類及適用條件,50,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.4 軟土地基處理方法的選擇,工期,經(jīng)濟性,施工難易度,方法可靠性,環(huán)境條件,確定處理方法,擬定幾種處理方案,有關(guān)條件,處理指標(biāo)及范圍,方法原理,過去成果,地基條件,道路條件,施工條件,環(huán)境條件,土質(zhì)、地基構(gòu)成,道路性質(zhì)、道路形式、所在路段,工期、材料、施工機械的作業(yè)條件,施工對周圍環(huán)境的影響,51,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.4 軟土地基處理方法的選擇,時間換金錢、金錢換時間 因人而異、因地制宜,52,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.5 對軟土地基處理的幾點說明,一、上述地基處理方法分類并沒用囊括各種處理方法,二、有些處理方法具有多種加固機理,三、加固處理后的地基屬于哪種地基,均質(zhì)地基 雙層地基 復(fù)合地基,53,軟 土 地 基 處 理 方 法 與 適 用 條 件,3.5 對軟土地基處理的幾點說明,復(fù)合地基,豎向增強體復(fù)合地基,水平向增強體復(fù)合地基,散體材料樁復(fù)合地基,粘結(jié)材料樁復(fù)合地基,柔性樁復(fù)合地基,剛性樁復(fù)合地基,加筋土復(fù)合地基,淺層處理 排水固結(jié)法處理 粒料樁處理 加固土樁處理 水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理 其它處理方法簡介 不同處理方法的比較,54,第四部分：常用軟土地基處理方法簡介,55,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,淺層處理方法主要有墊層法（包括換土墊層、換土加筋墊層、加筋碎石墊層等）、拋石擠淤法等，換土墊層一般不適用于墊層下地基持力層土的壓縮模量低于2.5MPa的地基。,4.1.1 概述,56,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,一、換土（加筋）墊層法,采用換土墊層法或換土加筋墊層法處理軟基時，墊層厚度一般不小于500mm且不超過3.0m，并應(yīng)與其它處理方法進(jìn)行經(jīng)濟比較后再做優(yōu)選。,57,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,一、換土（加筋）墊層法,換土加筋墊層法的加筋材料宜選用抗拉強度高、受力時伸長率不大于45、耐久性好、抗腐蝕的土工格柵，當(dāng)墊層厚度小于1.0m時，在底部或1/2厚度處鋪設(shè)一層加筋土工格柵，當(dāng)厚度大于1.0m時每0.5m鋪設(shè)一層加筋土工格柵。也可根據(jù)工程實際情況選用其它土工合成材料如土工布等。,58,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,一、換土（加筋）墊層法 墊層的作用：,1、提高地基承載力 2、減少沉降量 3、加速排水固結(jié) 4、阻隔毛細(xì)水上升,遼寧營口濱海大道：土工布加筋墊層,天津海濱大道：土工格柵、荊笆,59,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,一、換土（加筋）墊層法 墊層的作用：,5、墊層中加鋪土工合成材料，利用土顆粒或碎石位移與拉筋產(chǎn)生摩擦力，使土與加筋材料形成整體，可使上部荷載均勻分散到地基中（應(yīng)力擴散）。當(dāng)?shù)鼗赡艹霈F(xiàn)塑性剪切破壞時，土工合成材料將起到阻止破壞面形成或減小破壞發(fā)展范圍的作用，從而達(dá)到提高地基承載力的目的。此外，土工合成材料與墊層土之間的相互磨擦將限制地基土的側(cè)向變形，從而增加地基的穩(wěn)定性。 墊層底部加筋筋體與墊層一側(cè)摩擦 墊層中部加筋筋體與墊層兩側(cè)摩擦,標(biāo)準(zhǔn)圖集中將加筋材料放在了墊層的中部,60,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,一、換土（加筋）墊層法 墊層的厚度確定：,墊層的厚度一般根據(jù)墊層底面處土的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力之和不大于同一標(biāo)高處軟弱土層的容許承載力，其表達(dá)式如下： pz+pczz (1) 式中：z墊層底面處土層的地基承載力(kPa)； pcz墊層底面處土的自重壓力(kPa)； pz墊層底面處土的附加壓力(kPa)。 一般是先根據(jù)初步擬定的墊層厚度，再用（1）復(fù)核。墊層厚度一般不宜大于3m，太厚施工困難，太?。?.5m）則換土墊層的作用不大。,61,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,一、換土（加筋）墊層法 墊層的寬度確定：,墊層的寬度應(yīng)滿足道路路基基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴散的要求，可按下式計算或根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定。 b1b+2Ztg (2) 式中：b1墊層底面寬度； 墊層壓力的擴散角； b基礎(chǔ)底面的寬度(m)； Z墊層的厚度(m)。,應(yīng)力擴散角,62,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,二、加筋碎石墊層法,淤泥或軟弱土層深厚的路段，施工機械無法作業(yè)，采用換土墊層或換土加筋墊層法進(jìn)行處理工程量特別巨大，采用其它方法進(jìn)行處理時又加大工程投資，這種情況可以將表層有機質(zhì)或腐殖質(zhì)含量特別高的淤泥清除后采用加筋碎石墊層法進(jìn)行軟基處理，用以提高地基承載力、減小不均勻沉降、方便施工。采用這種方法進(jìn)行軟基處理的路段必須保證有一定的預(yù)壓期,63,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,二、加筋碎石墊層法,1、為不至于荷載增加過大而加大沉降，加筋墊層厚度宜為0.71.0m。 2、如采用土工格柵作為加筋材料，在墊層底部及以上500mm處鋪設(shè)兩層加筋土工格柵，底層土工格柵包裹墊層并保證不小于2.0m的錨固長度。 3、如采用土工格室作為加筋材料，則在墊層下部鋪設(shè)一層土工室。 4、加筋碎石墊層每側(cè)寬出路基1.0m。,64,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,三、加筋材料,不耐久 易降解 材料性質(zhì)變化大，不能有確定的設(shè)計 沒有確定的長期性能表現(xiàn),早期天然加筋材料,65,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,三、加筋材料,現(xiàn)有的土工合成材料用合成聚合物制成。,聚乙烯，PE (1931 -開發(fā)),聚酯 (PET) (1941 -開發(fā)),聚丙烯 (PP) (-開發(fā) 1954),聚烯烴基因， 更好的薄片， 在pH范圍2 -13以內(nèi)，性能穩(wěn)定，,酰胺 (PA) 也被稱為尼龍(1935 -開發(fā)),不被廣范使用，低溶點 存在水解問題，,高天然抗紫外線能力 優(yōu)秀蠕變性質(zhì) pH 9 易降解,性能更穩(wěn)定的長絲， 在pH范圍 2 - 13以內(nèi)，化學(xué)性能穩(wěn)定,聚酯,聚丙烯,66,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,三、加筋材料 目前常用的土工材料主要有： 土工格柵：單向、雙向 聚丙烯、玻璃纖維、鋼塑、滌龍 經(jīng)編、拉伸、焊接 土工布：聚丙烯、聚酯/長絲、短絲 土工膜：一步一膜、兩步一膜 土工格室 土工網(wǎng)墊 復(fù)合土工材料：布與格柵復(fù)合等,67,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.2 墊層法,四、墊層法施工與質(zhì)量控制,1、墊層材料要求：換土墊層可以采用砂礫碎石墊層、素土墊層、石灰土墊層、水泥土墊層和土石屑墊層等。 2、加筋材料要求：加筋材料可以選擇土工格柵、土工布、土工格室等。 3、施工質(zhì)量控制：墊層壓實度控制。,68,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,4.1.3 拋石擠淤法,拋石擠淤法適用于常年積水的洼地，排水困難，泥炭呈流動狀態(tài)，厚度較薄，表層無硬殼，片石能沉達(dá)底部的泥沼或厚度小于3m的軟土，尤其適用于石料豐富，運距較近的地區(qū)。采用拋石擠淤法施工的路基，需要一定的沉實穩(wěn)定時間，宜修建過渡式路面。 拋填的片石應(yīng)大于300mm，拋填時從路堤中部開始，中部向前突進(jìn)后再漸次向兩側(cè)擴展，以使淤泥向兩旁擠出。,69,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,天津海濱大道,海濱大道位于天津市濱海新區(qū)東部沿海，項目影響區(qū)縱貫濱海新區(qū)的漢沽區(qū)、塘沽區(qū)、天津港、開發(fā)區(qū)、保稅區(qū)和大港區(qū)，南北兩端與河北省銜接。海濱大道沿渤海灣西海岸布線，沿線地質(zhì)以飽和軟粘土為主，含水量高、孔隙比大、壓縮性高，不利于工程建設(shè)，且沿線90%以上路段位于鹽田或養(yǎng)殖池中，因此軟土地基處理是海濱大道工程的關(guān)鍵技術(shù)問題。選擇行之有效且經(jīng)濟合理的地基處理方法，對于保證路基穩(wěn)定、減小不均勻沉降及節(jié)約投資有著重要意義。,4.1.4 工程實例,70,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,天津海濱大道,4.1.4 工程實例,71,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,一般路段地基處理的主要目的是減小地基的不均勻沉降，提高地基承載力。由于海濱大道沿線軟土層深厚，采用深層處理或換填是不經(jīng)濟也是不現(xiàn)實的，設(shè)計針對不同的淤泥厚度采用不同的淺層處理方法進(jìn)行處理。海濱大道沿線采用的淺層處理方法主要有： 拋石擠淤 打壩、抽水、清淤、加筋碎石墊層 不清淤加筋碎石墊層,天津海濱大道,4.1.4 工程實例,72,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,拋石擠淤： 對于大面積水域無法打壩抽水清淤時，采用拋石擠淤方法，拋石壓實后高出水面20cm時填筑10cm小粒徑碎石，然后鋪一層土工格柵，填筑20cm厚碎石（控制石料高出水面50cm），最后再滿鋪一層土工格柵，填筑20cm 8預(yù)拌灰土。利用拋石擠淤與加筋墊層相結(jié)合的方法，既減小了施工難度，又有效減小不均勻沉降。,天津海濱大道,4.1.4 工程實例,73,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,打壩、抽水、清淤后設(shè)加筋墊層 由于拋石擠淤需大量石料，而海濱大道所需石料均需遠(yuǎn)運，因此凡是可以打壩、抽水、清淤的地方均采用“打壩、抽水、清淤”與加筋墊層相結(jié)合的淺層處理方法，即打壩、抽水、清淤、疏干后，滿鋪一層土工格柵，然后填筑40cm厚石料和10cm厚石屑，再滿鋪一層土工格柵，填筑20cm厚8預(yù)拌灰土。經(jīng)過綜合比較，這種處理方法比拋石擠淤方法每公里節(jié)約投資近100萬元。,天津海濱大道,4.1.4 工程實例,74,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,打壩、抽水、清淤后設(shè)加筋墊層,天津海濱大道,4.1.4 工程實例,75,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,打壩、抽水、不清淤設(shè)加筋墊層 對于可以打壩抽水清淤，但淤泥特別厚的路段，如果采取打壩抽水清淤加筋墊層的方法則投資很大，鑒于這種情況，設(shè)計采用打壩、抽水后不清淤，直接鋪設(shè)加筋墊層的方法，即抽水疏干后不清淤，直接鋪設(shè)一層大拉力的土工格柵，然后再鋪設(shè)兩層荊笆，填筑50cm石料，再滿鋪一層大拉力的土工格柵，填筑30cm碎石。這種處理方法將土工格柵的強度與荊笆的剛度有機結(jié)合，有效提高地基承載力，經(jīng)現(xiàn)場填筑試驗段效果良好。如果淤泥深度為3m，應(yīng)用上述處理方法要比“打壩抽水清淤加筋墊層”方法每公里節(jié)約投資近300萬元。,天津海濱大道,4.1.4 工程實例,76,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,打壩、抽水、不清淤設(shè)加筋墊層,a）打壩、抽水,b）鋪格柵荊笆,c）填混渣,d）鋪格柵 填碎石,天津海濱大道,4.1.4 工程實例,77,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,緬甸YangonKyauphya公路,4.1.4 工程實例,78,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,緬甸YangonKyauphya公路,4.1.4 工程實例,79,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,緬甸YangonKyauphya公路,4.1.4 工程實例,80,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.1 淺層處理,典型粒料厚度損失范圍與地基強度的關(guān)系 (美國聯(lián)邦公路管理局， 1989),設(shè)計粒料厚度損失：當(dāng)CBR為0.5，設(shè)計粒料厚度損失為60%100% ， 當(dāng)CBR為2.0，設(shè)計粒料厚度損失為10%30% ， 當(dāng)CBR為3.0以上時，設(shè)計粒料厚度損失為0 。,81,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,排水固結(jié)法即指給地基預(yù)先施加荷載，為加速地基中水分的排出速率，同時在地基中設(shè)置豎向和橫向的排水通道，使得土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高的方法。 排水固結(jié)法常用于解決軟粘土地基的沉降和穩(wěn)定問題，可使地基的沉降在加載預(yù)壓期間基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期間不致產(chǎn)生過大的沉降和沉降差。同時，可增加地基土的抗剪強度，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。 排水固結(jié)法適用于飽和軟粘土（如沼澤土、淤泥及淤泥質(zhì)土、水力沖填土等）、有機質(zhì)粘土的地基處理。,4.2.1 概述,82,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.1 概述,排水固結(jié),加載系統(tǒng) （預(yù)壓）,排水系統(tǒng),水平排水系統(tǒng),豎向排水系統(tǒng),堆載預(yù)壓,真空預(yù)壓,塑料排水板 （豎向排水系統(tǒng)）,砂墊層 （水平排水系統(tǒng)）,路堤填土 （堆載預(yù)壓系統(tǒng)）,83,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.2 排水系統(tǒng),排水固結(jié)法的排水系統(tǒng)由水平排水砂墊層和豎向排水體構(gòu)成，主要起到改變地基原有排水邊界條件、縮短地基孔隙水的排水距離、加速軟土地基的固結(jié)過程。當(dāng)軟土層較薄且靠近地表或土的滲透性較好、施工期較長時，可僅在地面鋪設(shè)砂墊層而不設(shè)置豎向排水體。 一、水平排水砂墊層 1、砂墊層一般厚50cm，采用潔凈的中砂或粗砂，有機質(zhì)含量不大于1%，不得含有粘土塊和其它雜物，含泥量不得超過3%，滲透系數(shù)大于510-5m/s。 2、水平砂墊層應(yīng)寬出兩側(cè)路基下坡腳各1.0m，并保證排水出路的暢通。 二、豎向排水體 豎向排水體常選用袋裝砂井和塑料排水板。 1、袋裝砂井 （1）袋裝砂井的砂袋采用透水性大、抗拉強度高的聚丙烯編制布制成，砂采用潔凈的中砂或粗砂，含泥量不超過3，大于0.5mm的砂的含量占總重的50,84,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.2 排水系統(tǒng),以上，滲透系數(shù)不小于510-5m/s。 （2）袋裝砂井直徑采用70mm，正三角形布置，砂井長度和間距通過計算確定，最大間距按井徑比不大于25控制。 2、塑料排水板 塑料排水板采用正三角形布置，板長和間距通過計算確定，最大間距按井徑比不大于25控制。塑料排水板技術(shù)指標(biāo)要求如下： 塑料排水板抗拉強度：13kN/m 自由透水面積：0.15m2/m 滲透系數(shù)：510-5m/s 排水量：周圍土體壓力在15m深度范圍內(nèi)不大于250kPa或在大于15m范圍不大于350kPa條件下，排水能力不低于 310-5m3/s。 塑料排水板應(yīng)有足夠的韌性，180反復(fù)彎折不出現(xiàn)髭裂。 塑料排水板使目前最常用的豎向排水體。,85,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.2 排水系統(tǒng),井徑比n：排水體影響區(qū)直徑de與排水體直徑dw之比。 n=de/dw 假定排水體間距為s，則三角形布置時，de=1.05s 正方形布置時，de=1.13s 對于袋樁砂井，dw即為袋裝砂井直徑。國內(nèi)常用的袋裝砂井直徑為7cm; 對于塑料排水板，dw為排水板的換算直徑： a塑料排水板寬度 b塑料排水板厚度,86,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.2 排水系統(tǒng),三、豎向排水體與水平砂墊層的連通,1、水平砂墊層的橫坡要大于路拱橫坡； 2、為了保證砂墊層的排水通道可在 砂墊層頂面和底面分別鋪設(shè)一層土工布； 3、工程量計算時要考慮砂墊層內(nèi)的80cm塑料排水板。,87,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.3 加載預(yù)壓系統(tǒng),排水固結(jié)法的預(yù)壓可采用堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓或真空堆載聯(lián)合預(yù)壓。 1、根據(jù)當(dāng)?shù)刂凡牧蟻碓醇肮こ虒嶋H情況，堆載預(yù)壓可以采用等載預(yù)壓、欠載預(yù)壓或超載預(yù)壓。采用堆載預(yù)壓時，應(yīng)采用薄層加載法逐層填筑路堤并加強沉降觀測，保證地基的穩(wěn)定。 2、如采用真空預(yù)壓或真空堆載聯(lián)合預(yù)壓，則加固區(qū)分區(qū)、抽真空管路布置及密封溝應(yīng)進(jìn)行專門設(shè)計。 3、應(yīng)用真空預(yù)壓時應(yīng)注意其適用性，當(dāng)軟土層中有透水夾層，且水源補給充足而進(jìn)行封堵又十分困難時，由于較難達(dá)到要求的負(fù)壓值，不宜采用該技術(shù)處理。 4、 由于真空預(yù)壓技術(shù)處理費用高，是否采用應(yīng)慎重考慮，應(yīng)在作出較詳細(xì)的經(jīng)濟效益分析后再行決定。,88,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.4 堆載預(yù)壓排水固結(jié)法,堆載預(yù)壓排水固結(jié)法以土料、塊石、砂料或建筑物本身(路堤、壩體、房屋等)作為荷載，對被加固的地基進(jìn)行預(yù)壓。軟土地基在此附加荷載作用下，產(chǎn)生正的超靜水壓力。經(jīng)過一段時間后，超靜水壓力逐漸消散，土中有效應(yīng)力不斷增長，地基土得以固結(jié)，產(chǎn)生垂直變形，同時強度也得到了提高。有時為了縮短加固時間，加快加固的進(jìn)程，在地基中打設(shè)一定深度的砂井、袋裝砂井或塑料排水板一類的垂直排水通道。,89,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.5 真空預(yù)壓排水固結(jié)法,一、真空預(yù)壓排水固結(jié)法的原理,真空排水預(yù)壓法加固的整個過程是在總應(yīng)力沒有增加的情況下發(fā)生的，加固中降低的孔隙水壓力就等于增加的有效應(yīng)力，土體就是在該有效應(yīng)力作用下得到加固的。,90,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.5 真空預(yù)壓排水固結(jié)法,1、堆載排水預(yù)壓法中，土體中的總應(yīng)力是增加的；而真空排水預(yù)壓中總應(yīng)力是沒有增加的。 2、堆載排水預(yù)壓法中，土體孔隙中形成的孔隙水壓力增量是正值，即超靜水壓力是正值；而真空排水預(yù)壓法中，土體孔隙中形成的孔隙水壓力增量是負(fù)值，即是小于靜水壓力的值。 3、堆載排水預(yù)壓法中、土體有效應(yīng)力的增長是通過正的超靜水壓力的消散來實現(xiàn)的，而且隨著超靜水壓力逐步消散為零，有效應(yīng)力增加達(dá)到最大值；而真空排水預(yù)壓法中，土體有效應(yīng)力的增長是靠負(fù)的超靜水壓力的形成來實現(xiàn)的，隨著負(fù)的超靜水壓力的增大、有效應(yīng)力也逐漸增大，一但負(fù)的超靜水壓力發(fā)生“消散”則有效應(yīng)力亦隨之降低，當(dāng)負(fù)的超靜水壓力消散為零時、土體中形成的有效應(yīng)力則亦降力零。,二、真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓的不同點,91,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.5 真空預(yù)壓排水固結(jié)法,4、堆載排水預(yù)壓法中，土體加固后形成的有效應(yīng)力與上部施加的荷載大小有關(guān)，而且在垂直向和水平向的大小一般是不同的。當(dāng)加固完成后，上部荷載沒有移走，則土體中有效應(yīng)力的增加依然存在，土體總有效應(yīng)力是增大的；真空排水預(yù)壓法中土體有效應(yīng)力的增加具有最大值、理論上最大為一個大氣壓一般都低于此值。由于有效應(yīng)力的增加是依賴于孔隙水壓力的降低來實現(xiàn)的，所以，土體加固過程中有效應(yīng)力增加值在垂直、水平及各個方向上具有相向值。并且隨著加固過程的結(jié)束，“荷載”亦即消失，加固過樣中形成的有效應(yīng)力亦隨之消失，土體中總有效應(yīng)力恢復(fù)到原有水平、所以經(jīng)真空排水預(yù)壓加固的土體會處于超固結(jié)狀態(tài)。,二、真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓的不同點,92,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.5 真空預(yù)壓排水固結(jié)法,1、真空排水預(yù)壓法是利用大氣來加固軟土地基的，因此和堆載排水預(yù)壓法相比，它不需要大量的預(yù)壓材料及實物，這是該法的一突出特點。這對于缺少預(yù)壓材料的地區(qū)就顯得更為優(yōu)越，并且也不必為缺少棄渣場地而煩惱，這些都可以節(jié)省大量的費用。再者由于不需要預(yù)壓材料，就使得施工現(xiàn)場能保持文明整潔，不會產(chǎn)生雨雪天施工現(xiàn)場的泥濘不堪，可減少施工干擾， 2、由于真空排水預(yù)壓法加固軟土地基的過程中，作用于土體的總應(yīng)力并沒增加，降低的僅僅是土中孔隙水壓力，而孔隙水壓力是中性應(yīng)力，所以不會產(chǎn)生剪切變形，發(fā)生的只是收縮變形，不會產(chǎn)生側(cè)向擠出情況，僅有側(cè)向收縮。因此真空排水預(yù)壓荷載無須分級施加，可以一次快速施加到80kPa以上而不會引起地基失穩(wěn)，與堆載排水預(yù)壓法相比明顯地具有加載快的優(yōu)點，真空排水預(yù)壓的工期比堆載預(yù)壓要少三分之一左右。同時，因為其加荷是靠抽氣來實現(xiàn)的所以卸荷時也只要停止抽氣就可以了，這比堆載頂壓法要簡單、容易很多。顯然，這又是堆載排水預(yù)壓法所不能比擬的。,三、真空預(yù)壓排水固結(jié)法的突出特點,93,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.5 真空預(yù)壓排水固結(jié)法,3、真空排水預(yù)壓法在加固土體的過程中，在真空吸力的作用下易使土中的封閉氣泡徘出從而使土的滲透性提高、固結(jié)過程加快。 4、真空排水預(yù)壓法加固軟土地基時，地基周圍的土體是向著加固區(qū)內(nèi)移動的，而堆載排水預(yù)壓法則相反，土體是向著加固區(qū)外移動的，所以二者發(fā)生同樣的垂直變形時，真空排水頂壓法加固的土體的密實度要高。另外，由于真空排水預(yù)壓是通過垂直排水通道向土體傳遞真空度的，而真空度在整個加固區(qū)范圍內(nèi)是均勻分布的，因此加固后的土體，其垂直變形比堆載預(yù)壓加固的要均勻，而且平均沉降量要大。 5、真空排水預(yù)壓法的強度增長是在等向固結(jié)過程中實現(xiàn)的，抗剪強度提高的同時不會伴隨剪應(yīng)力的增大，從而不會產(chǎn)生剪切蠕動現(xiàn)象，也就不會導(dǎo)致抗剪強度的衰減，經(jīng)真空排水預(yù)壓法加固的地基其抗剪強度增長率，同樣情況下比堆載排水預(yù)壓法的要大。,三、真空預(yù)壓排水固結(jié)法的突出特點,94,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.6 排水固結(jié)法的施工,一、堆載預(yù)壓排水固結(jié)法的施工,清理整平場地,排水溝施工,砂墊層施工,插設(shè)豎向排水體,加載預(yù)壓,1、砂墊層的橫坡要大。 2、塑料排水板搭接采用濾套內(nèi)平接的方法，芯板對扣，凹凸對齊，搭接長度不小于200mm，濾套包裹，用可靠措施固定。 3、塑料排水板與樁尖錨定要牢固，防止拔管時脫離將塑料排水板帶出。 4、加載要分級以適應(yīng)地基強度的增長。,95,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.6 排水固結(jié)法的施工,二、真空預(yù)壓排水固結(jié)法的施工,清理現(xiàn)場、整平場地,鋪砂墊層,插塑料板,埋設(shè)監(jiān)測儀器、鋪設(shè)水平濾管開挖密封溝,鋪土工膜,膜周邊密封處理,平整場地,預(yù)壓結(jié)束、拆除設(shè)備,抽氣預(yù)壓,抽氣試運轉(zhuǎn),安裝真空表及繼電器,安裝抽氣設(shè)備,薄膜補漏、檢查系統(tǒng)運轉(zhuǎn)情況,效果檢驗,96,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.7 排水固結(jié)法工程實例,97,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.7 排水固結(jié)法工程實例,98,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.7 排水固結(jié)法工程實例,99,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.7 排水固結(jié)法工程實例,100,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.7 排水固結(jié)法工程實例,101,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.7 排水固結(jié)法工程實例,1 工程概況 環(huán)膠州灣公路是連接青島與黃島的一條高速公路， 它分為陸域段和海域段。環(huán)膠州灣公路(海域段) 工程是采用圍海造地的方式建成的， 先在海上修筑大壩形成護(hù)岸， 然后進(jìn)行回填形成路基。湖島段1 000m 護(hù)岸的后方回填是經(jīng)吹填形成的， 于1986 年完成， 土源是該處外海沉積的淤泥質(zhì)粉土、粉砂及粉質(zhì)粘土， 吹填厚度5 6m。由于吹填土的性質(zhì)差， 至1992 年環(huán)膠州灣公路開工時， 雖然在自然狀態(tài)下固結(jié)了6 年， 但強度指標(biāo)仍然很低， 不能滿足環(huán)海公路路基的要求。要達(dá)到路基強度要求， 就必須對該段吹填土進(jìn)行處理。 2 工程地質(zhì)情況 第一層: 雜填土(A ) ， 主要成份為碎石、礫石、磚塊、水泥渣等， 分布不同， 厚度一般為0. 8m 左右， 較硬， 上部可行駛汽車， 其容許承載力R = 80kPa。,一、山東環(huán)膠州灣高速公路 (王秀蓮、青島市岸灘建設(shè)開發(fā)公司),102,常 用 軟 土 地 基 處 理 方 法 簡 介,4.2 排水固結(jié)法處理,4.2.7 排水固結(jié)法工程實例,第二層: 吹填土(B1) ， 表層0. 3 0. 4m 為粉砂混土，下部多為淤泥質(zhì)粘土混砂， 靠吹填管口部近的地方粗顆粒和粘性土略多，遠(yuǎn)的地方多為淤泥質(zhì)土混粉砂， 分布不均勻，橫向縱向變化不大，厚度2 5. 5m ， 容許承載力3040kPa。 第三層: 吹填土(B2) ， 分布在南段， 主要成份是粗砂混粘性土， 含較多貝殼片， 褐黃色， 松散狀態(tài)， 無規(guī)律性， 標(biāo)貫擊數(shù)3 4. 5 擊， 容許承載力60kPa。 第四層: 原地基土的第一層。細(xì)砂， 粉砂， 灰黑， 松散狀態(tài)， 有臭味， 見貝殼片及殘體， 標(biāo)貫擊數(shù)5 8 擊， 局