地基基礎(chǔ)工程講義全套1399頁（PPT 知名大學(xué)）_ppt

1、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 軟土的概念特征指標(biāo)名稱天然含水量（%）天然孔隙比十字板剪切強度（kPa）指標(biāo)值35（或液限）1.035公路軟土地基

2、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

3、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

4、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、分類及分布區(qū)別海陸別典型地區(qū)沉積相土層埋深物理性質(zhì)指標(biāo)（平均值）天然含水量容重孔隙比飽和度液限塑限塑限指數(shù)液限指數(shù)有機質(zhì)含量mg/cm3北部地區(qū)沿海天津塘沽、連云港、大連等濱海034451.781.23934222191.257.5三角洲59401.791.11973519161.35中部地區(qū)沿海溫州灣、寧波、舟山濱海232521.711.4198462424溫州、寧波地區(qū)瀉湖135511.671.61984725241.346.5福州、泉州溺谷125581.631.74955231261.911長江下游（上海）三角洲2

5、19431.761.24984023171.11內(nèi)陸昆明的滇池高原湖泊771.541.9370281.2818.4洞庭湖、洪澤湖、太湖等平原湖泊471.741.314323199.9長江中下游、珠江下游、淮河平原、松遼平原等河漫灘471.751.2239171.44南方地區(qū)沿海湛江、香港、廈門濱海09611.631.65955327261.94珠江下游（廣州）三角洲1101.581.675437249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

6、）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

7、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

8、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

9、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驅(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、

10、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、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、

11、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

12、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

13、，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：BPMXZ23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

14、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

15、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 ：內(nèi)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）2.1832.6513.1703.7424.3775.08230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

16、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

17、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

18、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

19、處理1.10 V 填土速率修正值： 0.07m/d：0.05 Y 地質(zhì)因素修正值地質(zhì)因素修正值軟土層中夾有明顯的排水層-0.1軟土層中沒用明顯的排水層0軟土層平均不排水強度 25kPa-0.1 5m035m-0.05 3m-0.1硬殼層厚度 7.0m-0.335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

20、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yesno37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

21、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

22、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)

23、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)展過程地基處理方法年份地基處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預(yù)壓一九八零年強夯置換法一九八八年袋裝砂井七十年代EPS輕質(zhì)填料法一九八五年塑料排水板一九八一年低強度樁復(fù)合地基法一九九零年砂樁五十年代剛性樁復(fù)合地基法一九八一年土樁五十年代中錨桿靜壓樁法一九八二年灰土樁六十年代中沉管碎石樁法一九八七年振沖法一九七七年樹根樁法一九八一年強夯法一九七八年漿液深層攪拌法一九七七年高壓噴射注漿法一九七二年粉體深層攪拌法一九八三年部分地基處理方法在我國應(yīng)用的最

24、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

25、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類別方法簡要原理適用范圍置換換土墊層法將軟弱土或不良土開挖至一定深度，回填抗剪強度較高、壓縮性較小的巖土材料，如砂、礫石、混渣等，形成雙層地基。墊層能有效擴散基地應(yīng)力，可提高地基承載力、減小沉降各種軟弱土地基擠淤置換法通過拋石或夯擊回填碎石置換淤泥達(dá)到加固地基的目的，也可采用爆破擠淤置換淤泥或淤泥質(zhì)粘土強夯置換法利用邊填碎石邊強夯的方法在地基中形成碎石墩體，由碎石墩、墩間土以及碎石墊層形成復(fù)合地

26、基，以提高承載力、減小沉降粉砂土和軟粘土地基石灰樁法通過機械或人工成孔，在軟弱地基中加入生石灰或生石灰加其它摻合料，通過石灰的吸水膨脹、放熱以及離子交換作用，改善樁與土的物理力學(xué)性質(zhì)，形成石灰樁復(fù)合地基，提高承載力，減小沉降雜填土、軟粘土地基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類別方法簡要原理適用范圍排水固結(jié)加載預(yù)壓法在地基中設(shè)置排水通道和豎向排水系統(tǒng)，以縮小土體固結(jié)排水距離，地基在填筑路堤荷載作用下排水固結(jié)，地基承載力提高，工后沉降減小軟粘土、雜填土、泥炭土超載預(yù)壓法原理基本與加載預(yù)壓法相同，不同之處在于預(yù)壓荷載大于設(shè)計使用荷載。超載預(yù)壓不僅可以減小工后固結(jié)沉

27、降，還可消除部分工后次固結(jié)沉降同上真空聯(lián)合堆載預(yù)壓載軟粘土地基中設(shè)置排水體系（同上），然后載上面形成以不透氣層，通過常時間不斷抽氣抽水，載地基中形成負(fù)壓區(qū)，從而石軟粘土排水固結(jié)，達(dá)到提高承載力、減小沉降的目的，常與堆載預(yù)壓聯(lián)合使用軟粘土地基降低地下水位法通過降低地下水位，改變地基土受力狀態(tài)，其效果如加載預(yù)壓，使地基土排水固結(jié)，達(dá)到加固目的砂性土或透水性較好的軟粘土地基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類別方法簡要原理適用范圍灌入固化物深層攪拌法利用深層攪拌機將水泥或水泥粉和地基土原位攪拌形成圓柱狀、格柵狀或連續(xù)墻式的水泥土墻體，形成復(fù)合地基以提高地基承載力，減

28、小沉降。也常用它形成水泥土防滲帷幕。深層攪拌分噴漿攪拌法和噴粉攪拌法兩種淤泥、淤泥質(zhì)土，有機質(zhì)含量較高時需試驗確定其適用性高壓噴射注漿法利用高壓噴射專用機械，在地基中通過高壓噴射流沖切土體，用漿液置換部分土體，形成水泥增強體。按噴射流組成形式，高壓噴射注漿法有單管、二重管法、三重管法。高壓噴射注漿法可形成復(fù)合地基以提高承載力，減小沉降同上擠密灌漿法在灌漿壓力作用下，向土層中壓入濃漿液，在地基土中形成漿泡，擠出周圍土體。通過壓密和置換改善地基性能。在灌漿過程中因漿液的擠出作用可產(chǎn)生輻射狀上抬力，引起地面隆起常用于可壓縮性地基、排水條件較好的粘性土地基46軟土地基處理方法與適用條件3.3 軟土地基

29、處理方法分類及適用條件類別方法簡要原理適用范圍振密擠密強夯法采用質(zhì)量為1040t的夯錘從高處自由落下，地基土體在強夯的沖擊力和振動力作用下密實，可提高地基承載力，減少沉降碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基擠密砂石樁法采用振動沉管法等在地基中設(shè)置碎石樁，在制樁過程中對周圍土層產(chǎn)生擠密作用。被擠密的樁間土和密實的砂石樁形成砂石樁復(fù)合地基，達(dá)到提高地基承載力、減小沉降的目的砂土地基、非飽和粘性土地基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類別方法簡要原理適用范圍加筋加筋墊層法在地基中鋪設(shè)加筋材料（如土工織物、土工隔柵等）形成加筋墊層，以

30、增大壓力擴散角，提高地基穩(wěn)定性各類軟弱地基低強度混凝土樁在地基中設(shè)置低強度混凝土樁，與樁間土形成復(fù)合地基，提高地基承載力，減小沉降，如CFG樁各類深厚軟弱地基鋼筋混凝土樁在地基中設(shè)置鋼筋混凝土樁，與樁間土形成復(fù)合地基，提高地基承載力，減小沉降各類深厚軟弱地基長、短樁復(fù)合地基由長樁和短樁與樁間土形成復(fù)合地基，提高地基承載力和減小沉降。長樁和短樁可采用同一樁型，也可采用不同樁型。通常長樁采用剛度較大的型樁，短樁采用柔性樁或散體材料樁。各類深厚軟弱地基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類別方法處理效果沉降處理穩(wěn)定處理加速固結(jié)沉降減小總沉降量控制剪切變形阻止強度降低促

31、進(jìn)強度增長增加抗滑阻力置換換土墊層法擠淤置換法強夯置換法石灰樁法排水固結(jié)加載預(yù)壓法超載預(yù)壓法真空聯(lián)合堆載預(yù)壓降低地下水位法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類別方法處理效果沉降處理穩(wěn)定處理加速固結(jié)沉降減小總沉降量控制剪切變形阻止強度降低促進(jìn)強度增長增加抗滑阻力灌入固化物深層攪拌法高壓噴射注漿法擠密灌漿法振密擠密強夯法擠密砂、石樁法加筋加筋墊層法低強度混凝土樁鋼筋混凝土樁長短樁復(fù)合地基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

32、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

33、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

34、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.

35、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?；蛩槭灰婆c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

36、： 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

37、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)。Z/b中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫、卵石、碎石粘性土和粉土（8IP 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

38、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

39、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

40、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2

41、0cm 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

42、理方法簡介4.1 淺層處理 打壩、抽水、清淤后設(shè)加筋墊層 a）打壩、抽水 b）清淤 c）晾曬后 鋪格柵 d）填混渣 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

43、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

44、.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)CBR0.51.01.52.02.53.0020406080100120% 設(shè)計粒料厚度損失設(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，

45、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

46、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

47、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5084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

48、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

49、 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。

50、 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

51、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)

52、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

53、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

54、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

55、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

56、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)

57、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

58、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(

59、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岸， 然后進(jìn)行回填形成路基。湖島段1 000m 護岸的后方回填是經(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 =

60、 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