1、软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 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 1 报告内容 报告内容软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 软土的概念 软土的成因、分类及分布 软土的工程性质 软土地基常见工程问题 2 第一部分：软土与软土地基软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 3 软 土 与 软 土 地 基 软 土 与 软 土 地 基 1.1 软土的概念 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
2、于等于1、抗剪强度低 的细粒土。 淤泥类土 泥炭类土 软土 淤泥 淤泥质土 泥炭 泥炭质土 以孔隙比 划分 以有机物 含量划分软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 4 软 土 与 软 土 地 基 软 土 与 软 土 地 基 1.1 软土的概念 特征指标名称 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 35 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： 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。 概念上的软土和工程设
3、计中所指的软土？ 盐渍化的软土？软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 5 软 土 与 软 土 地 基 软 土 与 软 土 地 基 1.2 软土的成因、分类及分布 软土 软土是在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的饱和软 弱淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。软土按沉积环境 及成因分为四类。 滨海相 泻湖相 湖相 河漫滩相 溺谷相 三角洲相 牛轭湖相 沼泽相 滨海沉积软土 湖泊沉积软土 河滩沉积软土 沼泽沉积软土软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 6 软 土 与 软 土 地 基 软 土 与 软 土 地 基 1.2 软土的成因
4、、分类及分布 滨海相沉积为主的软土:如湛江、香港、厦门、舟山、宁波、 连云港、塘沽、大连湾等； 泻湖相沉积的软土以温州、宁波为代表； 溺谷相软土在福州、泉州一带； 三角洲相软土如上海地区、珠江下游的广州地区； 河漫滩相沉积软土在长江中下游、珠江下游、淮河平原、松 辽平原等地区； 内陆软土主要为湖相沉积，如洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳 湖四周以及昆明的滇池地区等。 沼泽相沉积软土主要分布在内蒙、东北大、小兴安岭、西南 森林地区。软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 7 软 土 与 软 土 地 基 软 土 与 软 土 地 基 1.2 软土的成因、分类及分布 北部 北部 中部 中
5、部 南部 南部 我国软土的主要分布 地区按工程性质结合自 然地质地理环境，可划 分为北部、中部、南部 三个地区。 北中部分界线：沿秦 岭走向向东至连云港以 北的海边； 中南部分界线：沿苗 岭、南岭走向向东至蒲 田的海边。软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 8 软 土 与 软 土 地 基 软 土 与 软 土 地 基 1.2 软土的成因、分类及分布 物理性质指标（平均值） 土层埋 深 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 滨海 034 45 1.78 1.23 93 42 22 19 1.25 7.5 三角
6、洲 59 40 1.79 1.11 97 35 19 16 1.35 温州湾、宁波、舟山 滨海 232 52 1.71 1.41 98 46 24 24 温州、宁波地区 泻湖 135 51 1.67 1.61 98 47 25 24 1.34 6.5 福州、泉州 溺谷 125 58 1.63 1.74 95 52 31 26 1.9 11 长江下游（上海） 三角洲 219 43 1.76 1.24 98 40 23 17 1.11 昆明的滇池 高原湖 泊 77 1.54 1.93 70 28 1.28 18.4 洞庭湖、洪泽湖、太湖 等 平原湖 泊 47 1.74 1.31 43 23 19
7、9.9 长江中下游、珠江下 游、淮河平原、松辽平 原等 河漫滩 47 1.75 1.22 39 17 1.44 湛江、香港、厦门 滨海 09 61 1.63 1.65 95 53 27 26 1.94 珠江下游（广州） 三角洲 110 1.58 1.67 54 37 24 南方 地区 沿 海 内 陆 沿 海 中部 地区 北部 地区 沿 海 区别 海 陆 别 典型地区 沉积相 天津塘沽、连云港、大 连等软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 9 软 土 与 软 土 地 基 软 土 与 软 土 地 基 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
8、低 （4）变形量大 （5）压缩稳定所需时间长 （6）侧向变形较大软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 10 软 土 与 软 土 地 基 软 土 与 软 土 地 基 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。软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 11 软 土 与 软 土 地 基 软 土 与 软 土 地 基 1.4 软土地基常见工程问题 由于软基不稳定导致的破坏软土地基处理技术 天津市市政工程设计研
9、究院 2007.12 12 软 土 与 软 土 地 基 软 土 与 软 土 地 基 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。软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 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 13 第二部分：软土地基路基设计软土地基处理技术 天津市市政
10、工程设计研究院 2007.12 14 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 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 2.
11、1 软土地基路基设计原则软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 15 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 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 2.1
12、软土地基路基设计原则软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 16 软 土 地 基 路 基 设 计 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
13、察。 2.1 软土地基路基设计原则软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 17 软 土 地 基 路 基 设 计 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。软土地
14、基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 18 软 土 地 基 路 基 设 计 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 确定。软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 1
15、9 软 土 地 基 路 基 设 计 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
16、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。软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 20 软 土 地 基 路 基 设 计 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
17、； 6、钻孔柱状图。软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 21 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 2.3 软土地基路基极限填土高度 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： C H 52 . 5 = 天然软土地基的快剪粘聚力 路基填土容重 （1）软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 22 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 2
18、.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： () = + = + = 1 2 2 2 1 1 2 2 1 1 2 cos 2 cos 2 2 sin 2 1 2 sin 2 1 2 sin 2 1 2 sin 2 1 P P P xz x z B P M X Z 1 2 z x 软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 23 软 土 地 基 路 基 设 计 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
19、任意一点的主应力： = + + = + = + + + = ) 2 sin 2 ( 2 2 ) 2 sin 2 ( 2 2 2 3 2 1 P P xz z x z x xz z x z x 2 1 2 = 式中：软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 24 软 土 地 基 路 基 设 计 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 进而可得土中任意平面上的应力： = + = = = 2 cos 2 sin 2 2 cos ) 2 ( 2 2 sin 2 sin 2 sin ) 2 ( 3 1 3 1 3 1 P
20、 P 摩尔圆表示一点的应力状态 摩尔圆表示一点的应力状态 1 3 2 软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 25 软 土 地 基 路 基 设 计 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： 2 45 + = = = sin 2 sin 2 cos 2 sin P P 因此： 天然软土地基的内摩擦角 代入库仑摩尔屈服准则： C tg + 天然软土地基 的粘聚力软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 26 软 土 地 基 路 基 设
21、 计 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 可得： C P sin 2 2 sin cos 令： sin 2 2 sin = y 0 sin 2 2 cos 2 = = y 由 得： 2 4 =软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 27 软 土 地 基 路 基 设 计 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 sin ) 2 ( cos min = y 所以 C P = sin ) 2 ( cos cos max 路基极限填土高度为： C P
22、 H = = sin ) 2 ( cos cos max （2）软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 28 软 土 地 基 路 基 设 计 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： D Cctg ctg D P Z = 1 1 1 max ) 2 ( 基础埋置深度，对路堤填土，D0 天然地基容重 4 max B Z = max P H C B H + = sin ) 2 ( cos cos sin ) 2 ( cos sin 7854 . 0 1 （2）软土地基处理技术 天津市市政工程
23、设计研究院 2007.12 29 软 土 地 基 路 基 设 计 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26.0m，天然地基容重18.5kN/m 3 ，快剪粘聚力13.2kPa， 填土容重19.0 18.5kN/m 3 ： 内摩擦角 0 2 4 6 8 10 公式（1） 3.835 3.835 3.835 3.835 3.835 3.835 公式（2） 2.183 2.306 2.349 2.580 2.732 2.895 公式（3） 2.183 2.651 3.170 3.742 4.377 5.082软土地基处理技术 天
24、津市市政工程设计研究院 2007.12 30 软 土 地 基 路 基 设 计 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 2.4 软土地基路基设计一般步骤软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 31 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 2.4.1 确定地基条件 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
25、质 2.4 软土地基路基设计一般步骤 工程地 质勘察 勘探钻孔 技术孔 技术孔 鉴别孔 鉴别孔 用于土层划分或 测定某项指标 用于土层划分或 测定某项指标 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 原状取土孔，用来确定地基土的 物理力学指标，提供设计参数软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 32 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 2.4.2 确定地基是否需要处理 2.4 软土地基路基设计一般步骤 地基条件和 设计资料 对软基分处 理和不处理 两种情况进 行初步研究 确定软土地 基是否处理 地基承载力 稳定性分析 沉降计算 工程
26、进度 工程费用 毕肖普法 计算简单，精度较高，但 公式中包含了孔隙压力这 样一个参数，不好处理 宫川法 对于估算极限填土高度有 一定作用，但作为设计依 据，应用范围受到限制 复式圆弧滑 动面法 在特定情况下才会应用 塑性区平衡 法 无塑性区大小和安全系数 的唯一关系，应用不多 有限元法 试验和计算工作量大，除 特别重要的工程外一般不 采用 简单条分法 计算简单，是目前应用较 普遍的一种方法软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 33 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 2.4.2 确定地基是否需要处理 2.4 软土地基路基设计一般步骤 沉 降 计
27、 算 次固结沉降 瞬时沉降 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10（50年） 曾国熙，1994，一般不予考虑。 土的本 构关系 线弹性固结 非线性固结 太沙基一维固结理论 太沙基伦杜力克二 维固结理论(1936) 比奥三维固结理论(1941， 直接从弹性理论出发导出） 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。 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
28、正。软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 34 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 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： 2.4 软土地基路基设计一般步骤 Y VH H m s + + = ) ( 123 . 0 2 . 0 7 . 0 r、H 路基填土容重和高度 地基处理类型修正值：砂桩类0.7； 砂井类0.95； 不处理1.10 V 填土速率修正值： 0.07m/d：0.05 Y 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 25kP
29、a -0.15m 0 35m -0.057.0m -0.3 硬壳层厚度 软土层厚度 软土层平均 不排水强度 软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 35 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 2.4.3 合理选择地基处理方法 2.4.4 补充调查，进行细部设计 2.4 软土地基路基设计一般步骤 工期 经济性 施工难易度 方法可靠性 环境条件 确定处理方法 拟定几种 处理方案 有关条件 处理指标 及范围 方法原理 过去成果 2.4.3 合理选择地基处理方法软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 36 软 土 地 基 路 基 设 计
30、 软 土 地 基 路 基 设 计 2.4.5 设计程序流程图 2.4 软土地基路基设计一般步骤 工期 经济性 施工难易度 方法可靠性 环境条件 确定处理方法 拟定几种 处理方案 有关条件 处理指标 及范围 方法原理 过去成果 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 工期 经济性 施工难易度 方法可靠性 环境条件 工期 经济性 施工难易度 方法可靠性 环境条件 承载力 沉降 稳定性 工程进度 工程费用 软基处理初 步研究 软基不处理 初步研究 确定地基条件 资料调查 地质调查 地基是否处理 补充调查 进行细部设计 设计资料 yes no软土地基处理技术 天津市市政工程设计
31、研究院 2007.12 37 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 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。 2.5 软土地基现场观测软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 38 软 土 地 基 路 基 设 计 软 土 地 基 路 基 设 计 2.5.2 软基现场观测的
32、主要内容 2.5 软土地基现场观测 软 土 地 基 现 场 观 测 变形观测 应力观测 沉降观测 水平位移 观测 地表沉降 深层沉降 分层沉降 地面水平 位移 地基土体 水平位移 观测地表以下土体 沉降总量 观测地表某一层位 以下沉降量 观测地基不同层位 分层沉降量 观测面水平位移量 并兼测地面沉降或 隆起量，用于稳定 监测 观测地基各层位土 体侧向位移量，了 解土体各层侧向变 形随附加应力变化 发展情况 孔隙水压力观测 观测孔隙水压力变化，分析 地基土固结程度软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 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
33、 软土地基处理方法的选择 对软土地基处理方法的说明 39 第三部分：软土地基处理方法与适用条件软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 40 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 3.1 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
34、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。软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 41 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 3.2 软土地基处理的发展过程 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
35、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 土桩 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 部分地基处理方法在我国应用的最早年份软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 42 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 3.3 软土地基处理方法分类及适
36、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 五类。 置换 排水固结 （预压） 灌入固化物 振密、挤密 加筋 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
37、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 地基处理方法软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 43 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 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 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
38、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 置换软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 44 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 3.
39、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
40、粘土地基 降低地 下水位 法 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 排水 固结软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 45 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 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 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
41、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 灌入 固化 物软土地基处理技术 天津市市政工程设计
42、研究院 2007.12 46 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 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 强夯法 采用质量为1040t的夯锤从高处自由落下，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
43、和粘性 土地基 振密 挤密软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 47 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 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
44、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 加筋软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 48 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 3.3 软土地基处理方法分类及适用条件 处理效果 沉降处理 稳定处理 减小总 沉降量 控制剪 切变形 换土垫层法 挤淤置换法 强夯置换法 石灰桩法 置 换 真空联合堆载预压 阻止强
45、 度降低 促进强 度增长 类 别 方法 加速固 结沉降 增加抗 滑阻力 加载预压法 超载预压法 降低地下水位法 排 水 固 结软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 49 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 3.3 软土地基处理方法分类及适用条件 处理效果 沉降处理 稳定处理 减小总 沉降量 控制剪 切变形 深层搅拌法 高压喷射注浆法 灌入 固化 物 挤密灌浆法 强夯法 挤密砂、石桩法 振密 挤密 钢筋混凝土桩 阻止强 度降低 促进强 度增长 类别 方法 加速固 结沉降 增加抗 滑阻力 加筋垫层法 低强度混
46、凝土桩 长短桩复合地基 加筋软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 50 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 3.4 软土地基处理方法的选择 工期 经济性 施工难易度 方法可靠性 环境条件 确定处理方法 拟定几种 处理方案 有关条件 处理指标 及范围 方法原理 过去成果 地基条件 道路条件 施工条件 环境条件 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软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 51 软 土 地 基 处 理 方 法 与
47、适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 3.4 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、因地制宜软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 52 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 3.5 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 复合地基软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 53 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 软 土 地 基 处 理 方 法 与 适 用 条 件 3.5 对软土地基处理的几点说明 复合地基 竖向增强体 复合地基 水平向增强 体复合地基 散体材料桩复合地基 粘结材料桩复合地基 柔性桩复合地基 刚性桩复合地基 加筋土复合地基软土地基处理技术 天津市市政工程设计研究院 2007.12 浅层处理 排水固结法处理
