1、14软土地基工程勘察2软土地区路基病害软土地区地基沉降计算36软土地区路基填筑软土地基处理5小结问题路基因素沉降/稳定方案处理方案1.软土地区路基病害公路路基设计规范（JTG D30-2004）：天然含水量、天然孔隙比、十字板剪切强度、直剪内摩擦角、压缩系数 等五指标划分软土。公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ 01796）：用天然含水量、天然孔隙比和十字板剪切强度 三个指标划分软土。针对滨海相软土为代表的软土鉴别。2.软土地基工程勘察软土定义软土定义岩土工程勘察规范（GB 500212001）：天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土应判为软土，包括淤泥、淤泥质土、泥
2、炭、泥炭质土等。2001国标对软土的判别最简单，这实际上是将软土的限界放宽了，便于工程不遗漏具有软土性质的土。2.软土地基工程勘察软土定义软土定义公路软土地基路堤设计与施工技术细则（JTG/T D31-022013)：天然含水量、天然孔隙比、十字板剪切强度、快剪内摩擦角、压缩系数和静力触探锥尖阻力（宜 0.75）等六指标划分软土。条文注：在实际工程应用中，常常出现鉴别指标不能全部满足的情况，此时可将天然含水量和天然孔隙比作为基本指标鉴别，只要这两个指标满足，即可划为软土。公路工程地质勘察规范（JTG C20-2011）：天然含水量、天然孔隙比、十字板剪切强度、标准贯入试验（3击）、静力触探锥尖
3、阻力、压缩系数等六个指标划分软土。钻探是地质勘探工作中的一项重要技术手段。用钻机从地表向下钻进，在地层中形成圆柱形钻孔，以鉴别和划分地层。可从钻孔中不同深度处取得岩心、矿样、土样进行分析研究，用以测定岩石和土层的物理、力学性质和指标，提供设计需要。所用钻机主要分为回转式与冲击式两种。?直接?准确?取样钻探2.软土地基工程勘察2012-9-27动力触探是利用一定的锤击能量,将一定规格的圆锥探头打入土中,根据每打入土中一定深度的锤击数,来判别土的性质的一种现场测试方法。?密实度?承载力?检验加固原位测试2.软土地基工程勘察静力触探是指利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层，通过量测系统测土的贯
4、入阻力，可确定土的某些基本物理力学特性，分机械式、液压式和人力式等。?划分土层?土的变形模量?土的容许承载力原位测试2.软土地基工程勘察2012-9-27孔压静力触探是可测孔压的CPT，测试内容：端阻、摩阻、倾斜、孔隙水压（U1/U2/U3）、地温、地震剪切波速（X/Y/Z）、电阻率?划分土层?渗透固结系数?变形模量?土的容许承载力原位测试2.软土地基工程勘察十字板剪切试验：是用插入软粘上中的十字板头，以定的速率旋转，测出土的抵抗力矩，然后换算成土的抗剪强度。它是一种快速测定饱和软粘土层快剪强度的一种简单而可靠的原位测试方法。原位测试2.软土地基工程勘察充分调查，了解软土特点，合理布设测试点。
5、充分调查，了解软土特点，合理布设测试点。2.软土地基工程勘察按照固结排水法理论进行计算，地基主固结沉降量采用e-p压缩曲线，分层总和法计算，地基的总沉降量包括三个部分。a、主固结沉降:地基在荷载作用下固结而产生的沉降。b、次固结沉降:土骨架上的有效应力基本保持不变的条件下，地基随时间的增长而发生的沉降。c、瞬时沉降:由土体的侧向变形引起的沉降。固结是指土在外荷载作用下土中孔隙水排出，超静孔隙水压力逐渐消散，有效应力随之增加，直至变形达到稳定的过程3.软土地基计算路基设计规范采用京津唐高速公路软基试验工程研究成果：3.软土地基计算地基处理类型系数、填高、填筑速率、填料重度、地质因素修正系数201
6、2-9-2700.20.40.60.811.21.41.61.80.001.002.003.004.005.006.007.008.00填土高度(m)修正系数m连盐高速（反演分析）：（1）深层处理路段 ms值在0.13至0.94之间，平均值为 0.47。沉降控制良好，设计沉降量富余较大，且分布较为集中。（2）未深层处理的路段ms值在0.27至1.68之间，平均值为0.83。ms值分布更为分散，理论沉降量与实测情况相差较大深层处理非深层处理3.软土地基计算规范计算（深层处理）：1.0-1.1（H=3m）未深层处理：1.05（H=2m）4.地基处理技术1.置换法2.排水固结法3.复合地基法4.多种
7、方法联合4.地基处理技术置换法抛石挤淤能量转化液化或破坏排水固结加密固结压密4.地基处理技术置换法强夯、爆炸4.地基处理技术排水固结法排水固结法排水固结法最常用的处理方式有三种：即堆载预压、真空预压以及真空 堆载联合预压法。4.地基处理技术复合地基法复合地基法粉喷桩水泥搅拌桩预应力管桩湿喷桩4.地基处理技术复合地基法水泥搅拌桩利用水泥材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，由固化剂和软土所产生的一系列物理化学反应，使软土与水泥硬结成具有一定强度的水泥土加固体，从而达到提高地基强度和增大变形模量减少地基沉降的目的。4.地基处理技术复合地基法预应力管桩工厂里采用先
8、张预应力成型工艺经过养护而制成的一种空心圆筒型混疑土预制构件，运输到施工现场后，通过锤击或静压的方法沉入到地下，再在管桩顶部及桩间土上设置桩帽和褥垫层形成复合地基。桩体承载以端承力为主，一般桩长超过12m时，需要焊接。4.地基处理技术复合地基法复合地基法预应力管桩（PHC）穿透软土层，进入持力层不宜小于3m；天然含水量大于60%的软土施工时，要慎用 PTC管桩桥头管桩倾斜4.地基处理技术复合地基法4.地基处理技术复合地基法复合地基法现浇混凝土大直径管桩（PCC）振动沉模现浇混凝土管桩技术采取振动沉模自动排土现场灌注混凝土而成管桩，具体步骤是依靠沉腔上部锤头的振动力将内外双层套管所形成的环形腔体
9、在活瓣桩靴的保护下打入预定的设计深度，在腔体内现成浇注混凝土，之后振动拔管，在环形域中土体与外部的土体之间便形成混凝土管桩。4.地基处理技术复合地基法复合地基法现浇混凝土大直径管桩钉形与双向搅桩技术4.地基处理技术复合地基法-新技术钉形与双向水泥土搅拌桩施工可利用现有的常规水泥土搅拌桩成桩机械作为机架，也可在沉管灌注桩机等通用设备上，配上专用的双向搅拌桩动力箱体与多功能自动变径钻头，采用同心双轴钻杆，通过内外钻杆上叶片的同时正反向旋转形成桩体。钉形与双向搅桩技术4.地基处理技术复合地基法-新技术钉形与双向搅桩技术4.地基处理技术复合地基法-新技术搅拌均匀强度提高扰动小处理深度可达 20多米4.
10、地基处理技术复合地基法-新技术排水粉喷桩/长板短桩?充分利用粉喷桩施工时的侧向压力，通过排水板排水，提高桩周土的强度；?利用排水板的排水排气作用，增强粉喷桩的搅拌均匀性和喷灰均匀性，因而提高桩身强度；?利用粉喷桩施工时的扩张作用，产生劈裂，增大桩周土的渗透性，加快复合地基强度的提高；?由于排水板的排水排气作用，可以使粉喷桩有效施工深度加大至20m以上。?由于桩身和桩周土强度的提高，可较大幅度加大粉喷桩间距，大大节省工程投资。堆载排水预压+强夯法结合的静动联合排水固结技术?方法：在软土地基上插设排水板，堆载，后在堆载面上进行强夯?作用：在堆载静压的基础上施以强夯的动载荷，使下面的淤泥层扰动，饱和
11、软土中空隙水压力升高，迫使孔隙水排出，地基土逐渐固结4.地基处理技术静动联合排水固结技术静动联合排水固结技术堆载排水预压+强夯法结合的静动联合排水固结技术4.地基处理技术静动联合排水固结技术静动联合排水固结技术4.地基处理技术环保零污染；造价低；工期短；承载力可控；低位高真空击密法第一阶段为低位预压，通过在土体中设置竖向排水通道、在表层设置水平向排水通道，对软弱土层进行预压，加速深厚软弱土层的排水固结，从而消除深层软弱淤泥层的大部分沉降；第二阶段为高真空击密，通过设置真空管进一步对软弱土层强制排水，并结合强夯击密在路基表层形成一定厚度的硬壳层。4.地基处理技术低位高真空击密法低位高真空击密法4
12、.地基处理技术低位高真空击密法低位高真空击密法?差异沉降控制技术差异沉降的原因不均匀沉降问题：部分已建成高速由于控制工程规模、施工工不均匀沉降问题：部分已建成高速由于控制工程规模、施工工期短、特殊路基处理方案不到位等诸多原因，导致出现路面起期短、特殊路基处理方案不到位等诸多原因，导致出现路面起伏、桥头跳车等问题伏、桥头跳车等问题4.地基处理技术?差异沉降控制技术沉降控制标准处理路段处理原则处理方案沉降稳定承载力验算一般路段工后沉降 30cm施工期稳定安全系数容许值为 1.10 运营期稳定安全系数容许值为 1.20 小型构造物路段进行基底承载力验算经沉降和稳定计算，采用等（超）载预压、换填、湿喷
13、桩、预应力管桩处理。小型构造物路段工后沉降 20cm桥头路段工后沉降 10cm桥头过渡段差异沉降控制标准不大于20cm4.地基处理技术?差异沉降控制技术桥头段软基设计江苏省高速公路软土地基未处理总降量大于30cm时，一般均采用了水泥搅拌桩、PTC管桩，一般要求桥头增加等超载预压。4.地基处理技术在选择过渡段设计方法在选择过渡段设计方法时，先优考虑搅拌桩变时，先优考虑搅拌桩变桩间距的过渡设计桩间距的过渡设计?差异沉降控制技术桥头段软基设计4.地基处理技术1.加强特殊路基的计算及分析，在满足沉降及稳定的基础上，重点控制不均匀沉降，为保证沉降的缓和过渡，加强不同处理方案之间的过渡段设计。2.桥头采用
14、水泥搅拌桩处理的路段，主要对搅拌桩的间距进行过渡，如桥头一般采用1.2m 左右的桩间距，桥头过渡段为1.4m 左右的桩间距，一般软土路段为1.5m 的桩间距。3.桥头采用管桩处理的路段，如桥头一般采用2.52.8m的桩间距，桥头过渡段为2.83.2m的桩间距，一般软土路段为3.5m 左右的桩间距4.对于不同处理方案之间，主要采用加筋预压的方案过渡。水泥搅拌桩与预压（或等超载预压）路段的过渡处理：在水泥搅拌桩与预压（或等超载预压）界面处设置四层单向土工格栅，分别设在基底、基底以上20cm 处、路床底面、路床顶面以下40cm 处，并设置50m 的等载预压过渡段。?差异沉降控制技术桥头段软基设计4.
15、地基处理技术?差异沉降控制技术小型构造物软基设计小型构造物的处理从地质情况和区域经验来看，对构造物路段应进行处理，为避免后期造成构造物自身出现裂缝等病害，主要通过加强过渡段的设置避免不均匀沉降。为保证沉降的缓和过渡，在构造物与一般路段间设置 2050m长的过渡段，工后沉降小于等于0.20m。4.地基处理技术典型过渡段设计参数表处理段落大桥、特大桥桥头中小桥桥头涵洞通道处理方案1.1m间距加固桩1.2m间距加固桩1.2m间距加固桩一级过渡过渡长度30m30m20m过渡方案1.3m间距1.4间距1.5m间距沉降控制15cm15cm20cm二级过渡过渡长度30m30m40m过渡方案1.5m间距1.5
16、m间距加筋预压沉降控制20cm20cm25cm三级过渡过渡长度40m40m过渡方案加筋预压加筋预压沉降控制25cm25cm?差异沉降控制技术4.地基处理技术纵向不均匀沉降变刚度复合地基：变刚度复合地基是指通过调整水泥搅拌桩桩间距或桩长来实现的，适当进行桩长和桩距调整以合理优化桩的分布刚度，以协调各桩之间差异沉降。等桩距，变桩长等桩长，变桩距?差异沉降控制技术差异沉降控制技术差异沉降控制新技术-变刚度复合地基4.地基处理技术变刚度复合地基，可大大调节纵向差异沉降，改善线路的纵向曲线，提高行车的舒适度。横向变桩距设计在减少用桩量的同时，可有效控制横向差异沉降，产生显著的经济效益。纵向不同处理方案之
17、间，通过改变桩间距进行过渡，可大大调节纵向差异沉降，改善线路的纵向曲线，提高行车的舒适度。?桥头加固区的桩间距按带状区分布，过渡段一般按半扩展性分布?一个横断面最多布置了3 种桩间距?坡脚最外两排桩的桩间距加密，桩间距同A区。加密区:d1B区:d2=d1+0.1C区:d3=d2+0.2A区:d1A区:d1B区:d2=d1+0.1C区:d3=d2+0.1加密区d1?差异沉降控制技术差异沉降控制新技术-变刚度复合地基4.地基处理技术设置段落原设计桩间距优化调整后桩间距备注A区B区C区坡脚加密区（m）（m）（m）（m）（m）桥头段1.41.41.51.71.4桥头过渡段1.61.61.71.81.6
18、小构及过渡段1.41.41.51.71.41.51.51.61.81.5?差异沉降控制技术差异沉降控制新技术-变刚度复合地基4.地基处理技术5.软土地区路基填筑1.抛石挤淤2.轻质路堤填筑3.沉降稳定观测碎石土宜采用含石量大且自然级配均匀，含水量适宜的料源，含石量宜不低于70%，石料最大粒径不超过层厚的2/3且级配均匀压实质量要求：压实工艺与沉降差双控压实沉降差：以21t-25t三轮压路机为标准，对路堤以连续两遍的碾压压实沉降差不大于5mm，标准差不大于3mm；对路床连续两遍的碾压压实沉降差不大于4mm，标准差不大于2mm。路基填筑，基底首层山场碎石土填筑厚度可在35cm-50cm的范围，其他
19、填筑层次厚度不超过30cm 5.软土地区路基填筑（1）抛石前应先清除地表干硬淤泥土，再分层抛填。（2）抛石顺序应从路中线向前抛填，再向两侧扩展，以20m50m长度依次推进；第一层的抛填厚度以能上大型施工机械设备为宜。（3）抛石填料粒径宜大于30cm，挖淤抛石换填范围为路基坡脚抛石棱体以外不小于3.5m。（4）抛石填筑完成后，应在抛石顶面粒径相对较小的碎石土，并整平，然后再筑路基填料。（5）路基填筑必须全断面进行，两侧反压护道宜同步实施。5.软土地区路基填筑轻质路堤轻质路堤5.软土地区路基填筑?桥台台背回填；?道路拼宽；?高压线等特殊路段的填筑；?空洞、管线的回填；轻质路堤轻质路堤粉煤灰路基5.
20、软土地区路基填筑2012-9-27轻质路堤轻质路堤气泡轻质混合土路基5.软土地区路基填筑轻质路堤轻质路堤气泡轻质混合土路基5.软土地区路基填筑气泡轻质混合土路基5.软土地区路基填筑?路堤断面的形状设计及构造设计?路堤的附属构造设计，包括：挡板设计，交通工程预埋件设计，现浇泡沫轻质土内部局部加筋设计，沉降缝设计等。?轻质土重度、无侧限抗压强度和配合比。?稳定性验算?沉降验算?抗浮稳定性验算。气泡轻质混合土路基5.软土地区路基填筑?现浇泡沫轻质土底宽不小于浇注体高度的0.2倍，且不得小于2m。?在地下水位以下使用时，重度不宜小于10kN/m3?无侧限抗压强度不宜小于300kPa?泡沫轻质土在某一方
21、向长度较大或地面形态有突变时，宜设置变形缝，间距宜为10 20m?配合比根据设计强度、湿重度及流动值要求等进行设计气泡轻质混合土路基5.软土地区路基填筑 要求值安全系数气泡混合轻质土设计值上路床03082293687800下路床308051433429500上路堤8015041143342500下路堤1503863258300上路床03061713513800下路床308041143342500上路堤801503863258300下路堤1502573159300无侧限抗压强度(kPa)CBR（%）路堤公路等级高速公路及一级公路二级及二级以下公路使用部位路面底面起计深度范围（cm）路堤2012-
22、9-275.软土地区路基填筑沉降观测观测点位的布设:观测点布设在路堤中心及两侧路肩，一般软弱土路段每200m布设一个观测断面，在桥梁两端每各设三个观测断面。观测频率施工期：每填一层观测一次，路堤填高超过4m之后，每天需观测一次，因故停止施工，每三天观测一次。预压期：第一个月每三天观测一次，第二个月至第三个月每七天观测一次，从第四个月起每半个月观测一次，直到铺筑路面前。水准点的设置:水准点应设在不受垂直向和水平向变形影响的坚固的地基上或永久建筑物上，其位置应尽量满足观测时不转点的要求，每三个月用路线测设中设置的水准点作为基准点，对设置的临时水准点校准一次。沉降稳定观测4.软土地区路基填筑稳定观测
23、观测点位的布设:观测点位的布设侧向位移点布设在路堤两侧的坡脚处810m范围内，基桩必须布设在坡脚外路堤沉降影响范围以外，一般情况下应布设在离坡脚20m以外。侧向位移边桩与沉降观测点布设在同一断面。观测频率侧向位移边桩和基桩设置好以后，采用钢尺量测位移桩与基桩之间的距离，量测钢尺的拉力为5kg（或由量测人自定），有条件时也可用红外测距仪量测。观测工作在路堤填土后每三天观测一次，路堤填土高度超过4m时，其频率为每天观测一次，直至路堤达到设计的施工标高。沉降稳定观测4.软土地区路基填筑6.小结?加强地质勘察，充分了解当地软土的特性；?总结调研区域内软基沉降资料，修正经验系数，完善软基设计；?根据工程地质条件和地基加固原理，因地制宜合理选用处理方法；?正确评价每种地基处理方法的适用性，认为一种工法是“一切疑难地基的克星”是错误的；?合理控制工后沉降量，尤其是差异沉降。允许工后沉降量的标准，不仅是技术问题，也与地方经济实力有关，应该按地区、按工程类别，有所区别；?加强沉降稳定监测，防范风险，保证工程质量。谢 谢 大 家！
