软土地基处理方法及适用条件培训课件

1、软土与软土地基软土与软土地基软土地基路基设计软土地基路基设计软土地基处理方法及适用条件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软基设计及处理中的几个问题1报告内容报告内容软土的概念软土的概念软土的成因、分类及分布软土的成因、分类及分布软土的工程性质软土的工程性质软土地基常见工程问题软土地基常见工程问题2第一部分：软土与软土地基第一部分：软土与软土地基3软软土土与与软软土土地地基基1.1 软土的概念软土的概念 软土包括淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等，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

2、大、压缩性高、天然孔隙比大于等于是一种天然含水量大、压缩性高、天然孔隙比大于等于1 1、抗剪强度低、抗剪强度低的细粒土。的细粒土。 淤泥类土淤泥类土泥炭类土泥炭类土软土软土淤泥淤泥淤泥质土淤泥质土泥炭泥炭泥炭质土泥炭质土以孔隙比以孔隙比划分划分以有机物以有机物含量划分含量划分4软软土土与与软软土土地地基基1.1 软土的概念软土的概念特征指标名称特征指标名称天然含水量（天然含水量（% %）天然孔隙比天然孔隙比十字板剪切强度（十字板剪切强度（kPakPa）指标值指标值3535（或液限）（或液限）1.01.03535公路软土地基路堤设计与施工技术规范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

3、：中软土的判别标准：软土地区工程地质勘察规范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：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；、外观以灰色为主的细粒土； 2、天然含水量大于或等于液限；、天然含水量大于或等于液限； 3、天然孔隙比大于或等于、天然孔隙比大于或等于1.0。概念上的软土和工程设计中所指的软土？概念上的软土和工程设计中所指的软土？盐渍化的软土？盐渍化的软土？5软软土土与与软软土土地地基基1.2 软土的成因、分类及分布软土的成因、分类及分布软土软土 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软土是在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学

4、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。及成因分为四类。滨海相滨海相泻湖相泻湖相湖相湖相河漫滩相河漫滩相溺谷相溺谷相三角洲相三角洲相牛轭湖相牛轭湖相沼泽相沼泽相滨海沉积软土滨海沉积软土湖泊沉积软土湖泊沉积软土河滩沉积软土河滩沉积软土沼泽沉积软土沼泽沉积软土6软软土土与与软软土土地地基基1.2 软土的成因、分类及分布软土的成因、分类及分布 滨海相沉积滨海相沉积为主的软土为主的软土: :如湛江、香港、厦门、舟山、宁波、如湛江、香港、厦门、舟山、宁波、连云港、塘沽、大连湾等；连

5、云港、塘沽、大连湾等； 泻湖相沉积泻湖相沉积的软土以温州、宁波为代表；的软土以温州、宁波为代表； 溺谷相溺谷相软土在福州、泉州一带；软土在福州、泉州一带； 三角洲相三角洲相软土如上海地区、珠江下游的广州地区；软土如上海地区、珠江下游的广州地区； 河漫滩相沉积河漫滩相沉积软土在长江中下游、珠江下游、淮河平原、松软土在长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地区；辽平原等地区； 内陆软土主要为内陆软土主要为湖相沉积湖相沉积，如洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳，如洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周以及昆明的滇池地区等。湖四周以及昆明的滇池地区等。 沼泽相沉积沼泽相沉积软土主要分布在内蒙、东北大、小兴安岭、

6、西南软土主要分布在内蒙、东北大、小兴安岭、西南森林地区。森林地区。7软软土土与与软软土土地地基基1.2 软土的成因、分类及分布软土的成因、分类及分布 我国软土的主要分我国软土的主要分布地区按工程性质结合布地区按工程性质结合自然地质地理环境，可自然地质地理环境，可划分为北部、中部、南划分为北部、中部、南部三个地区。部三个地区。 北中部分界线：北中部分界线：沿沿秦岭走向向东至连云港秦岭走向向东至连云港以北的海边；以北的海边； 中南部分界线：中南部分界线：沿沿苗岭、南岭走向向东至苗岭、南岭走向向东至蒲田的海边。蒲田的海边。8软软土土与与软软土土地地基基1.2 软土的成因、分类及分布软土的成因、分类及

7、分布区别区别海海陆陆别别典型地区典型地区沉积相沉积相土层埋土层埋深深物理性质指标（平均值）物理性质指标（平均值）天然含天然含水量水量容重容重孔隙孔隙比比饱和饱和度度液限液限塑限塑限塑限塑限指数指数液限指液限指数数有机质有机质含量含量m mg/cm3g/cm3北部北部地区地区沿沿海海天津塘沽、连云港、大天津塘沽、连云港、大连等连等滨海滨海0 0343445451.781.781.231.2393934242222219191.251.257.57.5三角洲三角洲5 59 940401.791.791.111.1197973535191916161.351.35中部中部地区地区沿沿海海温州湾、宁波

8、、舟山温州湾、宁波、舟山滨海滨海2 2323252521.711.711.411.419898464624242424温州、宁波地区温州、宁波地区泻湖泻湖1 1353551511.671.671.611.6198984747252524241.341.346.56.5福州、泉州福州、泉州溺谷溺谷12512558581.631.631.741.7495955252313126261.91.91111长江下游（上海）长江下游（上海）三角洲三角洲2 2191943431.761.761.241.2498984040232317171.111.11内内陆陆昆明的滇池昆明的滇池高原湖高原湖泊泊77771

9、.541.541.931.93707028281.281.2818.418.4洞庭湖、洪泽湖、太湖洞庭湖、洪泽湖、太湖等等平原湖平原湖泊泊47471.741.741.311.314343232319199.99.9长江中下游、珠江下游、长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等淮河平原、松辽平原等河漫滩河漫滩47471.751.751.221.22393917171.441.44南方南方地区地区沿沿海海湛江、香港、厦门湛江、香港、厦门滨海滨海0 09 961611.631.631.651.6595955353272726261.941.94珠江下游（广州）珠江下游（广州）三角洲三角洲1 110

10、101.581.581.671.675454373724249软软土土与与软软土土地地基基1.3 软土的工程性质软土的工程性质（1）孔隙比大、含水量高）孔隙比大、含水量高（2）压缩性高）压缩性高（3）强度低）强度低（4）变形量大）变形量大 （5）压缩稳定所需时间长）压缩稳定所需时间长（6）侧向变形较大）侧向变形较大10软软土土与与软软土土地地基基1.4 软土地基常见工程问题软土地基常见工程问题 （1）地基承载力和稳定性问题）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，

11、影响道路的正常使用，引起求时，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。道路破坏或边坡失稳。 11软软土土与与软软土土地地基基1.4 软土地基常见工程问题软土地基常见工程问题由于软基不稳定导致的破坏由于软基不稳定导致的破坏12软软土土与与软软土土地地基基1.4 软土地基常见工程问题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）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、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水平位移、或不均匀沉

12、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。较大，不均匀沉降对道路的危害更大。 软土地基路基设计原则软土地基路基设计原则软土地基勘察要点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极限填土高度软土地基路基设计一般步骤软土地基路基设计一般步骤软土地基现场观测软土地基现场观测13第二部分：软土地基路基设计第二部分：软土地基路基设计14软软土土地地基基路路基基设设计计2.1 软土地基路基设计原则软土地基路基设计原则 1 1、路基在施工期间和完工

13、后使用期间应是稳定的，不因填筑荷载、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。等构筑物及沿线设施带来过大的变形。 2 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、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，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。则需设置达到持

14、力层的基础，以防止过大的位移和沉降。 3 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、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，应严格控制堤产生不均匀沉降，应严格控制工后沉降工后沉降。l 工后沉降工后沉降l 公路工后沉降标准公路工后沉降标准l 城市道路工后沉降标准城市道路工后沉降标准15软软土土地地基基路路基基设设计计2.1 软土地基路基设计原则软土地基路基设计原则 4 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、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

15、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。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 5、在没有一定厚度、在没有一定厚度硬壳层硬壳层的软土地基上，不宜修建填土高度小于的软土地基上，不宜修建填土高度小于2.02.02.5m2.5m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。加明显。l 硬壳层的作用硬壳层的作用l 硬

16、壳层的临界厚度硬壳层的临界厚度l 硬壳层与软土层的判别硬壳层与软土层的判别16软软土土地地基基路路基基设设计计2.1 软土地基路基设计原则软土地基路基设计原则 6 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、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。施。 7 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、当软土地

17、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。处理方案进行必要的修正。 8 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察。、经济合理的软土地基路基设计依赖于准确的软土地基勘察。17软软土土地地基基路路基基设设计计2.2 软土地基勘察要点软土地基勘察要点 一、软土地基勘察应查明下列内容：一、软土地基勘察应查明下列内容： 1、成

18、因类型、成层条件、分布规律、薄层理与夹砂特征、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。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。、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、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。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、开挖、回填、支护、工程降水、打桩、沉井等施工对软土的应力状

19、态、强度和压缩性的影响。土的应力状态、强度和压缩性的影响。 5、地区的建筑经验。、地区的建筑经验。 18软软土土地地基基路路基基设设计计2.2 软土地基勘察要点软土地基勘察要点 二、软土地基勘察应符合下列要求：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、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。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；、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。原位测试宜采用静力触探、十字板剪切试验。 3、对

20、暗埋的塘、浜、沟、坑穴等宜采用轻型动力触探。、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，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。确定。 19软软土土地地基基路路基基设设计计2.2 软土地基勘察要点软土地基勘察要点 四、软土剪切试验应按地基土应力状态变化，加荷、卸荷速率，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：排水条件等选用相应的方法，并应符合下列要

21、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、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。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、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。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、对土体可能发生较大应变的工程，应测定残余抗剪强度

22、，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。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数、先期固结压力、压缩五、根据变形计算的要求确定压缩系数、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。试验、高压固结试验。20软软土土地地基基路路基基设设计计2.2 软土地基勘察要点软土地基勘察要点 六、软土地基勘察一般应提供以下成果：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、软土

23、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；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、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、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；力及内摩擦角、无侧限抗压强度等； 3、分层土的侧壁摩阻力；、分层土的侧壁摩阻力； 4、分层土的地基承载力；、分层土的地基承载力； 5、地下水位；、地下水位； 6、钻孔柱状图。、钻孔柱状图。21软软土土地地基基路路基基设设计计2.3 软土地基路基极限填土

24、高度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。基所容许填筑的最大高度，称为路基极限填土高度。目前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，假定内摩擦角为定分析出发，假定内摩擦角为0，利用费伦扭斯公式进行，利用费伦扭斯公式进行计算：计算：CH52.5天然软土地基的快剪粘聚力天然软土地基的快剪粘聚力路基填土容重路基填土容重（1）22软软土土地地基基路路基基设设计计2.3 软土地基路基极限填土高度软土地基路

25、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一、地基处于弹性状态时极限填土高度计算在均布荷载在均布荷载P作用下，地基中一点的应力可表示为：作用下，地基中一点的应力可表示为：12221122112cos2cos22sin212sin212sin212sin21PPPxzxzBPMXZ12zx23软软土土地地基基路路基基设设计计2.3 软土地基路基极限填土高度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，可得土中任意一点的主应力：根据材料力学中的主应力计算公式，可得土中任意一点的主应力：)2sin2(22

26、)2sin2(222321PPxzzxzxxzzxzx212式中：式中：24软软土土地地基基路路基基设设计计2.3 软土地基路基极限填土高度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：进而可得土中任意平面上的应力：2cos2sin22cos)2(22sin2sin2sin)2(313131PP摩尔圆表示一点的应力状态摩尔圆表示一点的应力状态13225软软土土地地基基路路基基设设计计2.3 软土地基路基极限填土高度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一、地基处于弹性状态时极限填土高度计

27、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：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：245sin2sin2cos2sinPP因此：因此：天然软土地基的内摩擦角天然软土地基的内摩擦角代入库仑代入库仑摩尔屈服准则：摩尔屈服准则：Ctg 天然软土地基天然软土地基的粘聚力的粘聚力26软软土土地地基基路路基基设设计计2.3 软土地基路基极限填土高度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一、地基处于弹性状态时极限填土高度计算可得：可得：CPsin22sincos令：令：sin22siny0sin22cos2y由由得：得：2427软软土土地地

28、基基路路基基设设计计2.3 软土地基路基极限填土高度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一、地基处于弹性状态时极限填土高度计算sin)2(cosminy所以所以CPsin)2(coscosmax路基极限填土高度为：路基极限填土高度为：CPHsin)2(coscosmax（2）28软软土土地地基基路路基基设设计计2.3 软土地基路基极限填土高度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：塑性区最大开展深度为：DCctgctgDPZ111max)2(基础埋置深度，对路堤填土，基础埋置深度，对路堤

29、填土，D0天然地基容重天然地基容重4maxBZmaxPHCBHsin)2(coscossin)2(cossin7854. 01（2）29软软土土地地基基路路基基设设计计2.3 软土地基路基极限填土高度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三、极限填土高度几种计算方法的比较 路基宽路基宽26.0m，天然地基容重，天然地基容重18.5kN/m3，快剪粘聚力，快剪粘聚力13.2kPa，填土容重填土容重19.0 18.5kN/m3 ：内摩擦角内摩擦角0246810公式（公式（1）3.8353.8353.8353.8353.8353.8353.8353.8353.8353.8353.

30、8353.835公式（公式（2）2.1832.1832.3062.3062.3492.3492.5802.5802.7322.7322.8952.895公式（公式（3）2.1832.1832.6512.6513.1703.1703.7423.7424.3774.3775.0825.08230软软土土地地基基路路基基设设计计2.4 软土地基路基设计一般步骤软土地基路基设计一般步骤 一个中心：一个中心：地基处理地基处理 两个基本点：两个基本点：沉降和稳定沉降和稳定 四个步骤：四个步骤：确定地基条件确定地基条件 确定地基是否处理确定地基是否处理 选择处理方法选择处理方法 细部设计细部设计 三个目的：

31、三个目的：降低地基总沉降降低地基总沉降 加速地基排水固结加速地基排水固结 保证路基稳定保证路基稳定31软软土土地地基基路路基基设设计计2.4 软土地基路基设计一般步骤软土地基路基设计一般步骤2.4.1 确定地基条件确定地基条件地形及地质成因地形及地质成因地基成层状况地基成层状况软土层厚度及范围软土层厚度及范围持力层位置及倾斜情况持力层位置及倾斜情况透水层位置及状况透水层位置及状况地下水位及孔隙水压力情况地下水位及孔隙水压力情况地基土的物理及力学性质地基土的物理及力学性质工程地工程地质勘察质勘察勘探钻孔勘探钻孔技术孔技术孔鉴别孔鉴别孔用于土层划分或用于土层划分或测定某项指标测定某项指标原状取土孔

32、，用来确定地基土的原状取土孔，用来确定地基土的物理力学指标，提供设计参数物理力学指标，提供设计参数32软软土土地地基基路路基基设设计计2.4 软土地基路基设计一般步骤软土地基路基设计一般步骤2.4.2 确定地基是否需要处理确定地基是否需要处理地基条件和地基条件和设计资料设计资料对软基分处对软基分处理和不处理理和不处理两种情况进两种情况进行初步研究行初步研究确定软土地确定软土地基是否处理基是否处理地基承载力地基承载力稳定性分析稳定性分析沉降计算沉降计算工程进度工程进度工程费用工程费用毕肖普法毕肖普法计算简单，精度较高，但计算简单，精度较高，但公式中包含了孔隙压力这公式中包含了孔隙压力这样一个参数

33、，不好处理样一个参数，不好处理宫川法宫川法对于估算极限填土高度有对于估算极限填土高度有一定作用，但作为设计依一定作用，但作为设计依据，应用范围受到限制据，应用范围受到限制复式圆弧滑复式圆弧滑动面法动面法在特定情况下才会应用在特定情况下才会应用塑性区平衡塑性区平衡法法无塑性区大小和安全系数无塑性区大小和安全系数的唯一关系，应用不多的唯一关系，应用不多有限元法有限元法试验和计算工作量大，除试验和计算工作量大，除特别重要的工程外一般不特别重要的工程外一般不采用采用简单条分法简单条分法计算简单，是目前应用较计算简单，是目前应用较普遍的一种方法普遍的一种方法33软软土土地地基基路路基基设设计计2.4 软

34、土地基路基设计一般步骤软土地基路基设计一般步骤2.4.2 确定地基是否需要处理确定地基是否需要处理沉沉降降计计算算次固结沉降次固结沉降瞬时沉降瞬时沉降固固结结沉沉降降土中超静水压力消散后地基所产生的沉降。通常较小，且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历时长久，在总沉降中所占比例一般不超过10（50年）年）曾国熙，曾国熙，1994，一般不予考虑。一般不予考虑。土的本土的本构关系构关系线弹性固结线弹性固结非线性固结非线性固结太沙基一维固结理论太沙基一维固结理论太沙基太沙基伦杜力克二伦杜力克二维固结理论维固结理论(1936)比奥三维固结理论比奥三

35、维固结理论(1941，直接从弹性理论出发导出）直接从弹性理论出发导出）假定：土体均匀连续各向同性、假定：土体均匀连续各向同性、线弹性、完全饱和；土颗粒和水线弹性、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；渗透系流动服从达西层流定律；渗透系数、压缩系数是常数等。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正。通常是在地基固结沉降的基础上考虑沉降系数进行修正。34软软土土地地基基路路基基设设计

36、计2.4 软土地基路基设计一般步骤软土地基路基设计一般步骤2.4.2 确定地基是否需要处理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：出天津软土沉降系数：YVHHms)(123. 02 . 07 . 0r、H 路基填土容重和高度路基填土容重和高度 地基处理类型修正值：砂桩类地基处理类型修正值：砂桩类0.7； 砂井类砂井类0.95； 不处理不处理1.10 V 填土速率修正值：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地质因素地质因素修正值修正值软土层中夹有明显的排水层软土层中夹有明显的排水层-0.

37、1软土层中没用明显的排水层软土层中没用明显的排水层0软土层平均软土层平均不排水强度不排水强度 25kPa-0.1 5m035m-0.05 3m-0.1硬壳层厚度硬壳层厚度 7.0m-0.335软软土土地地基基路路基基设设计计2.4 软土地基路基设计一般步骤软土地基路基设计一般步骤2.4.3 合理选择地基处理方法合理选择地基处理方法2.4.4 补充调查，进行细部设计补充调查，进行细部设计工期工期经济性经济性施工难易度施工难易度方法可靠性方法可靠性环境条件环境条件确定处理方法确定处理方法拟定几种拟定几种处理方案处理方案有关条件有关条件处理指标处理指标及范围及范围方法原理方法原理过去成果过去成果2.

38、4.3 合理选择地基处理方法合理选择地基处理方法36软软土土地地基基路路基基设设计计2.4 软土地基路基设计一般步骤软土地基路基设计一般步骤2.4.5 设计程序流程图设计程序流程图工期工期经济性经济性施工难易度施工难易度方法可靠性方法可靠性环境条件环境条件确定处理方法确定处理方法拟定几种拟定几种处理方案处理方案有关条件有关条件处理指标处理指标及范围及范围方法原理方法原理过去成果过去成果软软土土地地基基路路基基设设计计工期工期经济性经济性施工难易度施工难易度方法可靠性方法可靠性环境条件环境条件工期工期经济性经济性施工难易度施工难易度方法可靠性方法可靠性环境条件环境条件承载力承载力沉降沉降稳定性稳

39、定性工程进度工程进度工程费用工程费用软基处理初软基处理初步研究步研究软基不处理软基不处理初步研究初步研究确定地基条件确定地基条件资料调查资料调查地质调查地质调查地基是否处理地基是否处理补充调查补充调查进行细部设计进行细部设计设计资料设计资料yesno37软软土土地地基基路路基基设设计计2.5 软土地基现场观测软土地基现场观测2.5.1 软基现场观测的主要目的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、以现场观测的结果指导现场施工，确定和优化施工参数；工参数； 2、根据现场观测结果，及时发现危险的先兆，分析、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

40、性，采取必要的工程措施，防止原因，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；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、评价工程的技术状况，检验设计参数和设计理论的正确性；的正确性； 4、为设计、施工、管理和科学研究提供资料。、为设计、施工、管理和科学研究提供资料。38软软土土地地基基路路基基设设计计2.5 软土地基现场观测软土地基现场观测2.5.2 软基现场观测的主要内容软基现场观测的主要内容软软土土地地基基现现场场观观测测变形观测变形观测应力观测应力观测沉降观测沉降观测水平位移水平位移观测观测地表沉降地表沉降深层沉降深层沉降分层

41、沉降分层沉降地面水平地面水平位移位移地基土体地基土体水平位移水平位移观测地表以下土体观测地表以下土体沉降总量沉降总量观测地表某一层位观测地表某一层位以下沉降量以下沉降量观测地基不同层位观测地基不同层位分层沉降量分层沉降量观测面水平位移量观测面水平位移量并兼测地面沉降或并兼测地面沉降或隆起量，用于稳定隆起量，用于稳定监测监测观测地基各层位土观测地基各层位土体侧向位移量，了体侧向位移量，了解土体各层侧向变解土体各层侧向变形随附加应力变化形随附加应力变化发展情况发展情况孔隙水压力观测孔隙水压力观测观测孔隙水压力变化，分析观测孔隙水压力变化，分析地基土固结程度地基土固结程度软土地基处理的目的软土地基处

42、理的目的软土地基处理的发展过程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软土地基处理方法分类及适用条件软土地基处理方法的选择软土地基处理方法的选择对软土地基处理方法的说明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第三部分：软土地基处理方法与适用条件40软软土土地地基基处处理理方方法法与与适适用用条条件件3.1 软土地基处理的目的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，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、对地基土进行加固，以改善压缩

43、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。渗透性、动力特性和特殊土地基特性。 1、沉降处理、沉降处理 （1）加速固结沉降）加速固结沉降：加速地基沉降，减小有害的剩余沉降量。：加速地基沉降，减小有害的剩余沉降量。 （2）减小总沉降量）减小总沉降量：减小地基的沉降。：减小地基的沉降。 2、稳定处理、稳定处理 （1）控制剪切变形）控制剪切变形：制止周围地基因路堤荷载作用发生隆起或流动。：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）阻止强度降低：阻止因路堤荷载作用而强度降低，以求得稳定。：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）

44、促进强度增长：加速地基强度的增长，以求得稳定。：加速地基强度的增长，以求得稳定。 （4）增加抗滑阻力）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：改变路堤形状或换填部分地基，增加抗滑阻力以求得稳定。得稳定。41软软土土地地基基处处理理方方法法与与适适用用条条件件3.2 软土地基处理的发展过程软土地基处理的发展过程地基处理方法地基处理方法年份年份地基处理方法地基处理方法年份年份普通砂井普通砂井五十年代五十年代土工合成材料土工合成材料七十年代末七十年代末真空预压真空预压一九八零年一九八零年强夯置换法强夯置换法一九八八年一九八八年袋装砂井袋装砂井七十年代七十年代EPS轻质填料法轻质填

45、料法一九八五年一九八五年塑料排水板塑料排水板一九八一年一九八一年低强度桩复合地基法低强度桩复合地基法一九九零年一九九零年砂桩砂桩五十年代五十年代刚性桩复合地基法刚性桩复合地基法一九八一年一九八一年土桩土桩五十年代中五十年代中锚杆静压桩法锚杆静压桩法一九八二年一九八二年灰土桩灰土桩六十年代中六十年代中沉管碎石桩法沉管碎石桩法一九八七年一九八七年振冲法振冲法一九七七年一九七七年树根桩法树根桩法一九八一年一九八一年强夯法强夯法一九七八年一九七八年浆液深层搅拌法浆液深层搅拌法一九七七年一九七七年高压喷射注浆法高压喷射注浆法一九七二年一九七二年粉体深层搅拌法粉体深层搅拌法一九八三年一九八三年部分部分地基

46、处理方法在我国应用的最早年份地基处理方法在我国应用的最早年份42软软土土地地基基处处理理方方法法与与适适用用条条件件3.3 软土地基处理方法分类及适用条件软土地基处理方法分类及适用条件 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。为五类。置换置换排水固结排水固结（预压）（预压）灌入固化物灌入固化物振密、挤密振密、挤密加筋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用物理力学性质较好的岩

47、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

48、载力和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减小沉降的目的在地基中设置强度高、模量大的筋材，如土工格栅、土工织物等，在地基中设置强度高、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、减小沉降的目的以达到提高地基承载力、减小沉降的目的地基处理方法地基处理方法43软软土土地地基基处处理理方方法法与与适适用用条条件件3.3 软土地基处理方法分类及适用条件软土地基处理方法分类及适用条件类别类别方法方法简要原理简要原理适用范围适用范围置换置换换土垫换土垫层法层法将软弱土或不良土开挖至一定深度，回填抗剪强度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

49、性较小的岩土材料，如砂、砾石、混渣较高、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、减小沉降提高地基承载力、减小沉降各种软弱各种软弱土地基土地基挤淤置挤淤置换法换法通过抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基的通过抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基的目的，也可采用爆破挤淤置换目的，也可采用爆破挤淤置换淤泥或淤淤泥或淤泥质粘土泥质粘土强夯置强夯置换法换法利用边填碎石边强夯的方法在地基中形成碎石墩体，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，以由碎石墩、

50、墩间土以及碎石垫层形成复合地基，以提高承载力、减小沉降提高承载力、减小沉降粉砂土和粉砂土和软粘土地软粘土地基基石灰桩石灰桩法法通过机械或人工成孔，在软弱地基中加入生石灰或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，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，减小沉降形成石灰桩复合地基，提高承载力，减小沉降杂填土、杂填土、软粘土地软粘土地基基44软软土土地地基基处处理理方方法法与与适适用用条条件件3.3 软土地基处理方法分类及适用条件

51、软土地基处理方法分类及适用条件类别类别方法方法简要原理简要原理适用范围适用范围排水排水固结固结加载预加载预压法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，工后沉降减小载力提高，工后沉降减小软粘土、杂软粘土、杂填土、泥炭填土、泥炭土土超载预超载预压法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，还设计使用荷载。超载预压不仅可

52、以减小工后固结沉降，还可消除部分工后次固结沉降可消除部分工后次固结沉降同上同上真空联真空联合堆载合堆载预压预压载软粘土地基中设置排水体系（同上），然后载上面形成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降的目的，常与堆载预压联合使用软粘土地基软粘土地基降低地降低地下水位下水位法法通过降低地下水位，改变地基土受力状态，其效果如加载通过降低地下水位，改变地基土受力

53、状态，其效果如加载预压，使地基土排水固结，达到加固目的预压，使地基土排水固结，达到加固目的砂性土或透砂性土或透水性较好的水性较好的软粘土地基软粘土地基45软软土土地地基基处处理理方方法法与与适适用用条条件件3.3 软土地基处理方法分类及适用条件软土地基处理方法分类及适用条件类别类别方法方法简要原理简要原理适用范围适用范围灌入灌入固化固化物物深层搅深层搅拌法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

54、水泥土防渗帷提高地基承载力，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法和喷粉搅拌法两种幕。深层搅拌分喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种淤泥、淤泥淤泥、淤泥质土，有机质土，有机质含量较高质含量较高时需试验确时需试验确定其适用性定其适用性高压喷高压喷射注浆射注浆法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。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

55、提高承载力，减小沉降高压喷射注浆法可形成复合地基以提高承载力，减小沉降同上同上挤密灌挤密灌浆法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。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，引起地面隆起起地面隆起常用于可压常用于可压缩性地基、缩性地基、排水条件较排水条件较好的粘性土好的粘性土地基地基46软软土土地地基基处处理理方方法法与与适适用用条条件件3.3 软土地基处理方法分类及适用条件

56、软土地基处理方法分类及适用条件类别类别方法方法简要原理简要原理适用范围适用范围振密振密挤密挤密强夯法强夯法采用质量为采用质量为101040t40t的夯锤从高处自由落下，地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，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，减少沉降可提高地基承载力，减少沉降碎石土、砂土、低饱和碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素陷性黄土、杂填土和素填土等地基填土等地基挤密砂挤密砂石桩法石桩法采用振动沉管法等在地基中设置碎石桩，在制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

57、。被挤密的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，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、减小沉降的目的达到提高地基承载力、减小沉降的目的砂土地基、非饱和粘性砂土地基、非饱和粘性土地基土地基47软软土土地地基基处处理理方方法法与与适适用用条条件件3.3 软土地基处理方法分类及适用条件软土地基处理方法分类及适用条件类别类别方法方法简要原理简要原理适用范围适用范围加筋加筋加筋垫加筋垫层法层法在地基中铺设加筋材料（如土工织物、土工隔栅等）形成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，提高地基稳定性加筋垫层

58、，以增大压力扩散角，提高地基稳定性各类软弱各类软弱地基地基低强度低强度混凝土混凝土桩桩在地基中设置低强度混凝土桩，与桩间土形成复合地基，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，如提高地基承载力，减小沉降，如CFG桩桩各类深厚软各类深厚软弱地基弱地基钢筋混钢筋混凝土桩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，提高地基承载力，减小沉降高地基承载力，减小沉降各类深厚软各类深厚软弱地基弱地基长、短长、短桩复合桩复合地基地基由长桩和短桩与桩间土形成复合地基，提高地基承载力和由长桩和短桩与桩间土形成复合地基，

59、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。体材料桩。各类深厚软各类深厚软弱地基弱地基48软软土土地地基基处处理理方方法法与与适适用用条条件件3.3 软土地基处理方法分类及适用条件软土地基处理方法分类及适用条件类类别别方法方法处理效果处理效果沉降处理沉降处理稳定处理稳定处理加速固加速固结沉降结沉降减小总减小总沉降量沉降量控制剪控制剪切变形切变形阻止强阻止强度降低度降低促进强促进强度增长度增长增加抗增加抗滑阻力滑阻力

60、置置换换换土垫层法换土垫层法挤淤置换法挤淤置换法强夯置换法强夯置换法石灰桩法石灰桩法排排水水固固结结加载预压法加载预压法超载预压法超载预压法真空联合堆载预压真空联合堆载预压降低地下水位法降低地下水位法49软软土土地地基基处处理理方方法法与与适适用用条条件件3.3 软土地基处理方法分类及适用条件软土地基处理方法分类及适用条件类别类别方法方法处理效果处理效果沉降处理沉降处理稳定处理稳定处理加速固加速固结沉降结沉降减小总减小总沉降量沉降量控制剪控制剪切变形切变形阻止强阻止强度降低度降低促进强促进强度增长度增长增加抗增加抗滑阻力滑阻力灌入灌入固化固化物物深层搅拌法深层搅拌法高压喷射注浆法高压喷射注浆法