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软基处理路路段的质量量控制汇报人:洪洪宝宁(河海大学))2016年5月培训系列讲讲座之一Page2汇报内容一、广东省地地质条件特点点二、软土的工工程特性三、软基处理理方法和加固固原理四、常见的质质量问题五、施工中的的质量控制六、质量保证证体系七、工程实例例分析1、地形地貌特点点一、广东省地质条条件特点广东省区域分分布图综述(1)沿海区域特特别是珠江三三角洲地区,,软土层比较较深厚一般在在20m以上,有的地地区甚至超过过40m。而且软土的的工程性质较较差,一般为为流塑状。但但路堤的填筑筑不高,一般般在3~6m之间。(2)山丘与平原原交汇区域,,如:广佛肇肇的A段部分,二广广的14标等,软土层层不太厚一般般在10~15m之间,个别区区域在20m左右。软土的的工程性质稍稍好,一般为为流塑状或软软塑状。但路路堤的填筑较较高,常常达达到8m以上。特点之之一是这些区区域软土层上上常含有覆盖盖层,最厚可可达7~8m。一、广东省地质条条件特点(3)山丘地区,,软土层一般般较薄,在5~12m之间,个别区区域超过15m。软土存在形形式多样,而而且常处于欠欠固结状态。。路堤填筑高高,一般超过过8m,有的甚至超超过50m。山丘地区是是目前比较关关注的区域,,也是比较有有特点的区域域。为了了说说明明了了解解和和掌掌握握地地形形地地貌貌特特点点,,对对软软基基处处理理方方法法的的选选择择至至关关重重要要,,本次次报报告告拟拟以以山丘丘地地区区的的地形形地地貌貌特特点点为为例例,,进进行行一一些些分分析析。一、、广东东省省地地质质条条件件特特点点山丘丘地地区区地地形形地地貌貌特特点点山丘丘地地区区软软弱弱土土是是指指在在雨雨水水冲冲刷刷作作用用下下,,慢慢慢慢沉沉积积于于平平缓缓山山间间谷谷地地,,并并富富含含大大量量有有机机质质的的粘粘土土。。山山丘丘地地区区软软弱弱土土的的形形成成与与内内陆陆平平原原地地区区及及沿沿海海地地区区的的软软弱弱土土不不同同,,它它的的形形成成与与土土体体的的矿矿物物成成分分、、地地质质条条件件、、排排水水条条件件、、环环境境条条件件密密切切相相关关,,而而且且不不同同的的地地区区,,软软弱弱土土的的形形成成也也不不同同。。就就其其存存在在形形式式可可分分为为::山山丘丘地地区区斜斜坡坡软软弱弱土土、、山山丘丘地地区区谷谷间间软软弱弱土土和和非非沉沉积积型型软软弱弱土土;;地地形形地地貌貌分分类类为为::单单坡坡地地形形((一一面面邻邻山山))、、双双坡坡山山谷谷地地形形((两两面面邻邻山山))、、鸡鸡爪爪沟沟地地形形((三三面面邻邻山山))和和山山凹凹地地形形((四四面面邻邻山山))。。一、、广东东省省地地质质条条件件特特点点1.1山丘丘地地区区软软弱弱土土类类型型1、山山丘丘地地区区斜斜坡坡软软弱弱土土山丘丘地地区区斜斜坡坡软软弱弱土土是是广广东东省省山山丘丘地地区区分分布布较较广广的的软软弱弱土土,,山山丘丘地地区区斜斜坡坡软软弱弱土土主主要要是是丘丘陵陵谷谷地地相相沉沉积积形形成成的的软软弱弱土土,,经经雨雨水水搬搬运运作作用用,,沉沉积积于于平平缓缓低低洼洼处处形形成成的的软软弱弱土土,,斜斜坡坡软软弱弱土土主主要要表表现现为为高高压压缩缩性性、、低低强强度度、、有有机机质质含含量量高高、、膨膨胀胀性性等等。。典典型型形形式式如如图图1-1所示示。。一、、广东东省省地地质质条条件件特特点点图1-1山丘地区区斜坡土土根据对已已搜集的的大量勘勘察资料料分析,,山丘地地区斜坡坡软弱土土有以下下几点工工程特性性:◆分布的不不均,较较为零散散,上覆覆土压力力对土体体的压缩缩、强度度指标有有较大影影响;◆有机机质质含含量量对对力力学学指指标标的的影影响响较较大大,,不不同同地地区区的的有有机机质质含含量量不不同同,,故故指指标标的的变变异异离离散散型型较较大大;;◆成份份复复杂杂、、强强度度变变化化较较大大。。一、、广东东省省地地质质条条件件特特点点山丘丘地地区区斜斜坡坡软软弱弱土土的的形形成成环环境境多多为为丘丘岭岭排排水水通通道道,,主主要要物物质质组组成成为为坡坡洪洪积积土土、、重重力力堆堆积积土土,,物物质质组组成成比比较较复复杂杂,,鉴鉴定定比比较较困困难难,,土土质质变变化化多多样样,,其其中中有有些些物物质质((如如粘粘土土、、砂砂粘粘土土))通通过过远远距距离离搬搬运运形形成成,,还还有有部部分分为为原原地地残残留留物物质质和和岩岩石石风风化化形形成成的的物物质质,,正正是是其其组组成成成成份份的的复复杂杂性性与与形形成成环环境境的的多多样样性性,,使使山山丘丘地地区区斜斜坡坡软软弱弱土土的的强强度度变变化化较较大大。。一、、广东东省省地地质质条条件件特特点点2、山山丘丘地地区区谷谷间间软软弱弱土土主要要为为坡坡—洪积积的的粉粉质质粘粘土土、、粘粘土土、、淤淤泥泥质质粘粘土土等等,,间间夹夹砂砂或或硬硬粘粘土土透透镜镜体体,,分分布布于于沟沟谷谷较较开开阔阔且且沟沟底底纵纵坡坡较较缓缓地地段段、、山山间间洼洼地地、、水水库库库库区区两两侧侧山山洼洼地地段段、、河河流流弯弯曲曲地地段段、、冲冲沟沟与与河河流流汇汇合合地地段段、、支支沟沟与与主主沟沟交交汇汇地地段段等等。。其其沉沉积积特特征征为为::分分布布面面积积小小,,多多呈呈透透镜镜状状或或鸡鸡窝窝状状分分布布;;靠靠山山边边浅浅,,谷谷地地中中心心深深;;厚厚度度变变化化大大,,多多在在0.5~8m间;颗粒由由山前到谷地地中心逐渐变变细;下伏硬硬底坡度大。。其成因主要要是由于当地地的软岩风化化物和地表的的有机物质经经过流水的搬搬运,沉积于于地形的低洼洼处,并经过过长时间的饱饱水软化,以以及微生物的的分解作用而而形成。典型型形式如图1-2所示。一、广东省地质条条件特点一、广东省地质条条件特点图1-2山丘地区谷间间软弱土除具有一般软软弱土含水量量高、孔隙比比大、压缩性性高、渗透性性差、固结时时间长等工程程特点外,又又具有其自身身的一些特性性。(1)成分复杂::组成成分多多样复杂。(2)分布不均匀匀:由于山丘丘地区地表高高差较大,加加上基岩大都都埋藏较浅且且岩面倾斜,,使得软弱土土随地势变化化呈现不连续续分布状态。。一些沟谷段段,其水平分分布面积和总总厚度都不大大,但相距仅仅几米厚度可可能相差近10m。由于软弱土土层的厚薄不不匀、软硬不不一,软弱土土地层本身的的坡度又较大大,使得同一一场地软弱土土的承载力和和沉降变形也也会有很大的的差异,极易易造成路基的的变形和破坏坏。一、广东省地质条条件特点(3)隐蔽:山丘丘地区软弱土土成因类型中中以坡洪积相相分布最广,,沉积过程中中常有腐殖质质夹层及一些些透镜体形成成。由于成分分不同,导致致其渗透性也也有差别,在在这些深度不不同的夹层处处常易形成饱饱水带,使得得土体长期浸浸水并进一步步软化,大大大消弱了路基基的承载力,,常导致路基基沉陷。同时时,软弱土在在地表长期与与周围大气环环境相连,加加上降雨形成成的集中地表表径流的影响响,使得软弱弱土在自然界界风化、淋蚀蚀作用下形成成一硬壳层,,导致了软弱弱土具有较强强的隐蔽性。。(4)物理力学性性质的特殊性性:对于以软软粘性土、淤淤泥性土为主主,而淤泥和和泥炭土较少少的山丘地区区软弱土,由由于其成分和和分布的不均均匀性及其特特殊的地域性性,使得它与与别的成因类类型软弱土的的物理力学性性质有所差异异。一、广东省地质条条件特点3、非沉积型软软弱土非沉积型软弱弱土较为少见见,成因与特特殊地形、地地质和地下水水赋存条件有有关。如:局局部洼地、沟沟谷地带,地地表水汇聚下下渗并滞留而而成为地下水水饱和带。在在水长期浸泡泡作用下,各各类软岩(如如炭质粉砂岩岩、泥岩、页页岩、凝灰质质粉砂岩、云云母片岩、花花岗岩)的全全风化层及其其坡残积黏性性土,由于亲亲水矿物含量量高而容易发发生软化,最最终形成软弱弱土。典型形形式如图1-3所示。一、广东省地质条条件特点图1-3非沉积型软弱弱土非沉积型软弱弱土分布具有有不均匀性,,平面范围和和厚度均不连连续。分布范范围一般不大大,厚度变化化大,一般为为1~6m。由于组成物物质来源不同同,软弱土颜颜色、成分差差异很大:炭炭质岩地区常常为灰黑色、、灰色黏性土土;凝灰质粉粉砂岩地区则则多为青灰色色、灰紫色黏黏性土;云母母片岩地区多多为褐黄、褐褐灰色黏性土土;花岗岩地地区则多为灰灰白、褐黄色色黏性土。其其成分复杂,,土质不纯,,既有经过短短距离搬运的的坡残积黏土土、粉质黏土土(夹较多碎碎石、角砾,,局部夹块石石)又有未经经搬运的岩石石风化层。该类土的最大大特性是天然然含水量高,,但天然孔隙隙比较软弱土土为小。由于于该类土与相相邻硬层在颜颜色和成因上上相似,在野野外仅依据目目测较难区分分。一、广东省地质条条件特点1.2山丘地区软弱弱土存在形式式受山丘地区地地形地貌的影影响,软弱土土层总体上来来看可分为三三类,即:(1)斜坡型软弱土土层。软弱土层分分布于山坡上上,厚度受山山体地形的变变化影响较大大,软土多局局部分布或大大面积整体分分布于山体上上,多常见于于单坡地形。。(2)层状软弱土层层。多存在于单单坡地形的坡坡脚外或双坡坡山谷地形和和面积较大的的山凹地形的的中间低洼地地带。由于山山体约束距离离较远,故软软弱土层厚度度分布相对平平坦,软土形形成机理与平平原地区类似似。(3)锅底状软弱土土层。锅底状软弱弱土层是山区区软弱土层的的主要存在形形式,常见于于双坡山谷地地形(山体约约束距离较短短)、鸡爪沟沟地形(“沟沟”)、山凹凹地形(低凹凹处)。一、广东省地质条条件特点1.3山丘地地区地地形地地貌特特点1、单坡坡地形形(一一面邻邻山))单坡地地形特特征::山体体较高高,山山坡较较陡,,一般般一侧侧为山山谷或或山间间平地地,另另一侧侧为高高山,,山坡坡坡度度较陡陡。典典型的的单坡坡地形形见图图1-1。该地形的的软弱土多多为山丘地地区斜坡软软弱土,具有山丘地地区斜坡软软弱土的典典型特征,,易受雨水水冲刷。一、广东省地质质条件特点点图1-1单坡地形2、双坡山谷谷地形(两两面邻山))双坡山谷地地形特征::双坡间距距较窄,两两侧山体坡坡度较陡,,而且山沟沟蜿蜒曲折折,常伴有有排水沟、、鱼塘等。。典型的双双坡山谷地地形见图1-2。该地形的的软弱土多多为山丘地地区谷间软软弱土,具有山丘地地区谷间软软弱土的典典型特征,,易受雨水水冲刷。一、广东省地质质条件特点点图1-2双坡山谷地地形3、鸡爪沟地地形(三面面邻山)鸡爪沟沟地地形特征::地形的形形状类似于于鸡爪状,,“爪”与与“沟”相相互间隔并并且连续分分布,穿越鸡爪沟沟地形的路路基,受该该特殊地形形、地质条条件的影响响,既具有有高填方路路堤、半填填半挖路堤堤的特性,,又具有软软弱土路堤堤的特性。典型的鸡鸡爪沟地形形见图1-3。一、广东省地质质条件特点点图1-3鸡爪沟地形形4、山凹地形形(四面邻邻山)山凹地形特特征:该地地形四面邻邻山,中间间是洼地,,常伴有积积水、鱼塘塘等。四面面所面临的的山体形状状不一,山山体间有连连接或间断断,间断处处常有排水水沟出入。。典型的山山凹地形见见图1-4。该地形在在山坡处多多分布山丘丘地区斜坡坡软弱土,,山凹处多多分布山坡坡谷间软弱弱土与非沉沉积型软弱弱土,因此此,该地形形软弱土的的特征较为为复杂,兼兼具三种典典型的山丘丘地区软弱弱土的特征征。一、广东省地质质条件特点点图1-4山凹地形1.4山丘地区地地质条件特特点山丘地区软软弱土的土土层分布较较为复杂,,形式多样样。从地质质勘查揭示示的情况上上看,软弱弱土层的分分布有以下下几种形式式。(1)表层为农田田、沼泽、、小水塘等等残留下的的软弱土层层,表层下下即为风化化岩土层。这类情况况软弱土层层厚度不大大,一般小小于3.0m。典型地质质柱状图如如图1-5所示。一、广东省地质质条件特点点图1-5软弱土层小小于3m的分布(2)表层为残积积软弱土((一般为欠欠固结软弱弱土)、鱼鱼塘底层软软弱土等形形成的软弱弱土层,表表层下即为为风化岩土土层。这类情况况的软弱土土层厚度一一般在3.0m~10.0m之间。典型型地质柱状状图如图1-6所示。一、广东省地质质条件特点点图1-6软弱土层3-10m的分布(3)表层为承载载能力不等等的覆盖层层,厚度一一般在1.0m~3.0m之间,下面面是软弱土土层,软弱弱土层下面面为风化岩岩土层。这类情况的的软弱土层层厚度一般般在5.0m左右。典型型地质柱状状图如图1-7所示。一、广东省地质质条件特点点图1-7软弱土层有有上覆地层层分布1.5路堤与软弱弱土层之间间的相对关关系根据山丘地地区地形地地貌特点和和软弱土层层存在形式式,路堤与与各种地形形软弱土层层之间的相相对关系汇汇总如下。。1、单坡地形((一面邻山山),软弱土多为为山丘地区区斜坡软弱弱土,其软软弱土层存存在形式以以条状(一一般相对较较浅)和零零星状为主主。路堤平平行山坡和和沿着山坡坡时,其路路堤截面与与软弱土层层之间存在在以下形式式:路堤平行山山坡,其截截面主要形形式有,图图1-8、图1-9两种形式。。一、广东省地质质条件特点点图1-8路堤位于零零星分布软软弱土层图图1-9路堤局部或或整体位于于条状软弱弱土层上路堤沿着山山坡,其截截面主要形形式有,图图1-10、图1-11、图1-12三种形式。。一、广东省地质质条件特点点图1-10路堤整体位位于条状软软弱土层上上图图1-11路堤整体覆覆盖条状软软弱土层图1-15路堤局部位位于条状软软弱土层上上图图1-16单坡地形图1-12路堤局部位位于条状软软弱土层上上图图1-13单坡地形2、双坡山谷地地形(两面面邻山),,软弱土多为为山丘地区区谷间软弱弱土,其软软弱土层存存在形式以以为锅底状状和层状((山间相隔隔距离较大大)为主。。路堤平行行山谷和横横跨山谷时时,其路堤堤截面与软软弱土层之之间存在以以下形式::路堤横跨山山谷,其截截面主要形形式有,图图1-14、图1-15两种形式。。一、广东省地质质条件特点点图1-14路堤整体位位于锅底状状软弱土层层上图图1-15路堤整体位位于层状软软弱土层上上路堤平行山山谷,其截截面主要形形式有,图图1-16、图1-17、图1-18三种形式。。一、广东省地质质条件特点点图1-16路堤整体位位于锅底状状软弱土弱弱层上图图1-17路堤整体覆覆盖锅底状状软弱土层层图1-19路堤局部位位于锅底状状软弱土层层上图图1-20双坡山谷地地形图1-18路堤局部位位于锅底状状软弱土层层上图图1-19双坡山谷地地形3、鸡爪沟地形形(三面邻邻山),软弱土兼有有山丘地区区斜坡软弱弱土和山丘丘地区谷间间软弱土的的特征,其其软弱土层层存在形式式以为喇叭叭状为主。。路堤平行行山沟和横横跨山沟时时,其路段段截面与软软弱土层之之间也存在在不同的形形式。4、山凹地形((四面邻山山),软弱土兼有有山丘地区区谷间软弱弱土和非沉沉积型软弱弱土的特征征,其软弱弱土层存在在形式以为为锅底状和和层状(山山间相隔距距离较大))为主。由由于四面临临山,路堤堤截面与软软弱土层之之间也存在在不同的形形式。不再赘述介介绍。了解解和掌握地地形地貌特特点是为了了更有针对性性的进行设计计、施工、、管理;也也是为合理理软基处理理方法选择择提供依据据。一、广东省地质质条件特点点例如:从路堤截面面与软弱土土层相对位位置上看,,双坡山谷谷地形(两两面邻山))、鸡爪沟沟地形(三三面邻山))和山凹地地形(四面面邻山)之之间在相对对形式上差差不多,但但稳定性方方面存在很很大差异,,沉降方面面也有差异异。就一般般情况而言言,(1)单单坡坡地地形形((一一面面邻邻山山)),,路路堤堤平平行行山山坡坡稳稳定定性性相相对对差差些些,,路路堤堤沿沿着着山山坡坡稳稳定定性性相相对对好好些些;;(2)双双坡坡山山谷谷地地形形((两两面面邻邻山山)),,路路堤堤平平行行山山谷谷稳稳定定性性相相对对好好些些((除除存存在在较较大大临临空空且且软软弱弱土土层层存存在在倾倾斜斜面面)),,路路堤堤横横跨跨山山谷谷稳稳定定性性相相对对差差些些;;一、、广东东省省地地质质条条件件特特点点(3)鸡鸡爪爪沟沟地地形形((三三面面邻邻山山)),,路路堤堤平平行行山山沟沟稳稳定定性性相相对对好好些些,,路路堤堤横横跨跨山山沟沟稳稳定定性性相相对对差差些些;;(4)山山凹凹地地形形((四四面面邻邻山山)),,路路堤堤整整体体覆覆盖盖锅锅底底状状软软弱弱土土层层上上和和路路堤堤整整体体位位于于锅锅底底状状软软弱弱土土弱弱层层上上稳稳定定性性相相对对好好些些,,路路堤堤整整体体位位于于层层状状软软弱弱土土上上和和路路堤堤局局部部位位于于锅锅底底状状软软弱弱土土层层上上稳稳定定性性相相对对差差些些。。所以以,,只有有综综合合考考虑虑各各方方面面特特点点,,才才能能避避免免不不必必要要的的浪浪费费,,节节约约造造价价、、提提高高工工程程质质量量。什么么情情况况可可以以采采用用换换填填??什什么么情情况况必必需需采采用用复复合合路路基基处处理理??那那种种处处理理方方法法经经济济等等,,均需需考考虑虑地地形形地地貌貌的的特特点点。平平原原地地区区、、平平原原与与山山丘丘交交汇汇地地区区,,它它们们的的地地形形地地貌貌也也有有自自己己的的特特点点,,在在选选择择处处理理方方法法时时,,也也需需认认真真分分析析。。一、、广东东省省地地质质条条件件特特点点2.1软土土的的定定义义软土土是是指指在在滨滨海海、、湖湖泊泊、、谷谷地地、、河河滩滩上上沉沉积积的的天天然然含含水水量量高高、、孔孔隙隙比比大大、、压压缩缩性性强强、、抗抗剪剪强强度度和和承承载载力力低低的的软软塑塑到到流流塑塑状状态态的的细细粒粒土土,,如如::淤淤泥泥和和淤淤泥泥质质土土,,以以及及其其它它高高压压缩缩性性饱饱和和粘粘性性土土、、粉粉土土等等。。其其中中,,淤淤泥泥和和淤淤泥泥质质土土是是指指在在静静水水或或缓缓慢慢的的流流水水环环境境中中沉沉积积、、经经生生物物化化学学作作用用形形成成的的粘粘性性土土。。二、、软软土土的的工工程程特特性性这种种粘粘性性土土常常含含有有机机质质,,天天然然含含水水量量大大于于液液限限。。当当天天然然孔孔隙隙比比e大于于1.5时,,称为为淤淤泥泥;天天然然孔孔隙隙比比e小于于1.5而大大于于1.0时,,称为为淤淤泥泥质质土土。当当土土的的燃燃灼灼量量((主主要要是是指指水水中中植植物物遗遗体体))在在5%~60%之间间,,天天然然孔孔隙隙比比大大于于1.5时,,称为为有有机机质质土土;燃燃灼灼量量大大于于60%,天天然然孔孔隙隙比比大大于于1.5时,,一一般般称为为泥泥炭炭土土。软软土土因因其其成成因因、、类类别别等等的的不不同同,,物物理理力力学学特特征征存存在在很很大大差差异异,,具具有有特特殊殊的的工工程程性性质质。。二、、软软土土的的工工程程特特性性在不不同同行行业业中中,,对对软软土土的的定定义义不不尽尽相相同同,,划划分分的的具具体体指指标标也也略略有有差差异异,,但但基基本本上上属属于于大大同同小小异异。。例例如如,,有将将软软土土视视为为软软粘粘土土的的简简称称,也也有有将将软软土土视视为为整整个个软软弱弱土土(包括括低低强强度度、、高高压压缩缩性性的的有有机机土土、、可可液液化化的的砂砂性性土土等等)的简简称称。。在我我国国公公路路建建设设行行业业中中,,软软土土也也是是对对软软弱弱土土的的一一种种简简称称,,除除包包括括淤淤泥泥、、淤淤泥泥质质粘粘土土、、淤淤泥泥质质的的亚亚粘粘土土及及淤淤泥泥质质粉粉土土等等外外,,还还有有可可液液化化的的砂砂性性土土。。在多多年年的的工工程程实实践践中中,,我我个个人人认认为为,,在在道道路路建建设设中中,,将将标标准准贯贯击击数数小小于于4、无无侧侧限限抗抗压压强强度度小小于于50kpa、孔孔隙隙比比大大于于1.0、含含水水量量大大于于35%的粘粘性性土土和和标标准准贯贯击击数数小小于于10、含含水水量量大大于于30%的砂砂性性土土统统称称为为软软土土较较为为合合适适。。二、、软软土土的的工工程程特特性性但有有必要要强强调调,土的““软”、、“硬硬”是相相对的,,而且对对具体工工程而言言更是千千差万别别,设计计者与施施工者应应该注重重处理要要求和施施工目的的,不要要过于拘拘泥于其其定义。。最通俗的的理解是是,不处处理稳定定性和工工后沉降降达不到到要求的的土体均均可视为为软土。。二、软土土的工程程特性2.2软土成因因类型软土是一一种具有有特殊工工程性质质的土类类,其物物理力学学指标、、成因类类型的微微小变化化都会对对工程性性质有较较大的影影响。现现行许多多规范把把软土作作为一种种特殊土土类进行行专门规规定,正正是因为为这类土土性质复复杂、受受成因类类型影响响大、区区域性特特征明显显。软土的成成因虽然然多种多多样,但但同属第第四纪沉沉积物。。与其他的的沉积物物不同,,软土主主要是在在静水或或缓慢的的流水环环境中经经生物化化学作用用沉积而而成,以以细颗粒粒为主。。根据生生成条件件可概括括为:滨滨海沉积积型、湖湖相沉积积型、河河滩沉积积型和沼沼泽沉积积型。各各类沉积积型中又又分许多多相,如如:滨海海沉积型型中又分分为:滨滨海相、、泻湖相相、溺谷谷相、三三角洲相相等。不同成因因其工程程性质有有很大差差别。二、软土土的工程程特性2.3广东地区区的软土土分布1、软土分分布广东省软软土分布布最广的的是珠江江三角洲洲地区,,占地面面积11000多平方公公里,范围大致致在新会会、高明明、三水水、增城城、东莞莞、深圳圳连线以以内,该地区内内河网密密布,水水系纷繁繁。现代代的珠江江三角洲洲在远古古是一个个多岛屿屿的海湾湾,海湾湾的西、、北、东东三面被被古兜山山、罗浮浮山、顶顶湖山等等断续的的山地和和丘陵环环绕着。。由于西西江、北北江、东东江等河河流夹带带的泥沙沙在海湾湾内不断断地填充充、堆积积,逐渐渐形成了了三角洲洲平原。。其次,山山丘与平平原交汇汇区域,,再其次次,山丘丘地区。。这些区区域没有有明显分分界线,,多以零零星形式式出现。。二、软土土的工程程特性2、土层分分布(以珠江三角角洲地区为例例)按成因可可分成下下面几个个层次::人工填填筑土层层;第四四季种植植层;第第四纪冲冲洪积土土层;第第四纪残残积层;;第三纪纪基岩,,各层基基本特性性如下::(1)人工填筑筑土层:珠江三角角洲地区属于于我国东东部沿海海区域,,人口密密集,人人工填筑筑土层分分布很广广,土性性为杂填填土,主主要由人人工堆积积的亚粘粘土、亚亚砂土、、细砂、、砂石及及垃圾等等组成,,一般为为松散不不均匀的的欠压实实土,呈呈松散状状。土体体比较潮潮湿,层层面标高高从0.00~5.00m不等,土土层厚度度1.10~2.80m,平均厚厚度为1.71m。(2)第四纪种种植层:珠江三角角洲地区农业业发达,,种植土土层分布布较为普普遍,主主要为灰灰色、灰灰褐色、、褐色的的亚粘土土、砂土土、亚砂砂土等,,有机质质含量很很大,多多见植物物根系,,土层下下部为亚亚粘土。。层面标标高大约约1.00~2.00m左右,厚厚度1.00~3.50m,平均厚厚度2.03m。二、软土土的工程程特性(3)第四纪冲冲洪积层层:第四纪纪冲洪积积层为珠江三角角洲地区主要要的地基基土层,,有广泛泛的分布布,少有有缺失,,总厚度度0.5~22.0m,土性复复杂,但但也有一一定的规规律性,,不同土土质互有有夹层。。按土质质的组成成及主体体沉积顺顺序分成成6个单元层层,即::①亚粘粘土层::以灰色色、灰黑黑色软塑塑的亚粘粘土为主主,局部部为粘土土,含少少量砂粒粒。区域域分布,,层面标标高-0.60~1.62m,厚度为为0.80~1.50m不等。。②淤泥泥质亚粘粘土:灰灰黑色饱饱和流塑塑状亚粘粘土,冲冲积相形形成,局局部为淤淤泥,有有臭味,,多为植植物腐蚀蚀质,顶顶部多见见植物根根系,有有机质含含量大,,该土层层分布较较广,层层面标高高-1.59~1.90m,厚度0.80~4.90m不等,土层平平均厚度2.69m。二、软土的工工程特性③淤泥质粉粉砂层:主要要为灰黑、灰灰白、浅黄色色饱和淤泥质质粉砂,局部部有泥质细砂砂,土质极为为松软为主要要液化土层。。冲积相沉积积形成,层面面标高-9.05~1.78m,厚度0.90~12.00m不等,平均厚厚度4.90m。④中(粗、、砾)层:该该层由灰色、、灰黑色、黄黄褐色松散至至中密的砂粒粒组成,粒径径不均,级配配一般。砾石石多见于底层层。局部不均均匀的夹薄层层粉砂或亚粘粘土透镜体,,局部含有少少量的粘性土土,土层区域域分布,沿线线分布较少。。土层层位较较为稳定,但但是厚度变化化较大,层面面标高为-15.81~-9.55m,厚度为0.60~10.60m不等,平均厚厚度4.68m。⑤粉砂层::主要为浅黄黄、灰白色松松软或中密的的饱和粉细砂砂,冲积形成成,为石英质质,分选性较较好,但是级级配不良,局局部有易液化化的亚砂土层层。区域分布布,沿全线分分布不均,层层面标高-13.70~-2.90m,厚度0.90~5.50不等,平均为为3.34m。二、软土的工工程特性⑥亚粘土层层:呈红褐色色、棕红色,,软塑~硬塑土质,质质地较均匀,,局部含有少少量的细砂,,整个地区分分布广泛,层层面标高-16.42~-6.53m,厚度1.00~1.80不等,平均厚厚度1.35m。(4)第四纪残积土土(亚粘土))层:第四纪残积积土层为珠江三角洲地区的主要残残积土层,全全地区均有分分布,土质为为亚粘土,呈呈青灰色、红红褐色、硬塑塑性土,主要要以粘粒为主主,质地较纯纯,局部含有有少量的粉细细砂及中粗砂砂、砾石等。。土层的剖面面呈不连续的的层状或透镜镜状,层面标标高为-17.82~-4.15m,厚度0.80~6.20m不等,平均3.32m。(5)下三纪基岩:珠江三角洲地区地基下伏伏基岩主要为为第三纪基岩岩,岩性较为为单一,主要要为细砂岩。。二、软土的工工程特性平原地区、平平原与山丘交交汇地区的土土层分布相对对简单:◆种植层或覆土土层◆软弱土层◆下三纪纪基岩岩或弱弱风化化岩二、软软土的的工程程特性性3、软土土的物物理力力学指指标广东珠珠江三三角洲洲地区区软土土厚度度一般般在0.5m~40.0m之间,,软土土层各各项物物理力力学指指标如如下((以佛佛山地地区为为例)):含水量量w=22.5~76.5%,重度γ=14.9~19.5kN/m3,孔隙比e=0.66~2.08,液性指数数IL=1.01~2.46,有机质含含量Om=2.63~6.83%,无侧限抗抗压强度度qu=12.9~42.8kPa,灵敏度St=1.19~2.01,二、软土土的工程程特性垂直固结结系数Cv=0.38×10-3~11.34×10-3cm2/s,水平固结结系数Cu=0.29×10-3~1.21×10-3cm2/s,垂直渗透透系数Kv=0.042×10-6~0.086×10-6cm/s,水平渗透透系数Kh=0.024×10-6~0.067×10-6cm/s,压缩系数数av=0.21~2.10MPa-1,平均1.28MPa-1直接快剪剪c=3~6kPa,平均3.67kPa;φ=3.4~15.1°,固结快剪剪c=2~7kPa,平均3.67kPa;φ=15.7~16.4°,容许承载载力σ0=50~70kPa,以上物理理力学指指标均于于软基处处理有关关,了解和和掌握各各参数的的变化范范围对判判断土工工试验报报告数据据是否可靠靠、选择软软基处理理方法等等均有益益处。二、软土土的工程程特性4、工程特特性道路建设设过程和和高质量量运行中中,软土土路基面面临的工工程技术术问题主主要有两两个:(1)路基的稳稳定问题题,即在保保证软土土路基稳稳定的条条件下尽尽快完成成施工建建设和运运行安全全;(2)路基的沉降降问题,即在施工工阶段尽量量使路基大大部分的沉沉降完成,,以减少工工后沉降量量,使其应应满足路基基工程性能能和设计要要求。然而,软土土的固有特特点是天然然含水率高高、天然孔孔隙比大、、渗透系数数低、压缩缩性高、强强度低且具具灵敏性结结构,这些些特点对路路基工程性性能的影响响主要反映映在以下几几方面:二、软土的的工程特性性(1)含水量高、、渗透系数数低。含水量高高预示软土土路基的沉沉降量大;;渗透系数数低使得软软土路基排排水缓慢、、固结时间间长,易导导致较大的的工后沉降降。软土含含水量一般般大于50%,渗透系数数一般在小小于10-8cm/s。(2)孔隙比大、、压缩性高高。这说明路路基易发生生较大的变变形,导致致路基的稳稳定性能力力差。在路路堤填筑过过程中瞬时时沉降量大大,而且沉沉降速率衰衰减慢,这这将延长处处理的施工工工期。软软土孔隙比比一般大于于1.0,压缩系数数在0.5~1.0Mpa-1。二、软土的的工程特性性(3)灵敏度高。这说明软软土的结构构性差,具具有触变性性,扰动后后强度会大大幅下降,,一般减少少40~60%左右。在软软土路基处处理方案设设计中,袋袋装砂井的的间距确定定应考虑该该因素。软软土灵敏度度一般在4~8之间。(4)抗剪强度小小。这说明软软土的承载载能力差,,极限填土土高度低,,在施工过过程中路基基稳定性控控制难度大大,易于发发生滑动事事故。软土土的十字板板抗剪强度度一般在4~12kPa;剪切强度度指标中的的凝聚力最最低c<3.2kpa、内摩擦角角最低,一一般容许承承载力在20~45kPa,极限填土高高度一般在在1.5~2.0m。(5)软土层厚分分布不均匀匀。易导致沉沉降的不均均匀,将给给软土路基基处理施工工、工后沉沉降的控制制等带来一一定困难;;同时也增增加了解决决路堤填筑筑过程中稳稳定性问题题和工后桥桥头过渡路路段、含结结构物路段段差异沉降降(即“跳跳车”)等等问题的难难度。二、软土的的工程特性性1、软基处理理方法分类类目前软基处处理方法有有几十种之之多,而且且还再有新新的处理方方法出现,,如:真空空+电渗等。可可归纳为以以下三类::(1)排水固结法法,如:超载载预压方法法、真空预预压方法等等。(2)复合地基法法,如:粉喷喷桩、砂桩桩、碎石桩桩、CFG桩、预制管管桩等,最最近逐步引引进ф15cm的干混凝土土桩、薄壁壁管桩等。。(3)特殊的辅助助法,如:土工工织物、化化学灌浆、、换填、高高压旋喷桩桩、扩大基基础等。什么路段、、地质条件件、施工工工期、施工工环境等??应选择适适当的处理理方式。选选择合理的的处理方式式是提高工工程质量和和经济效益益最基础的的前提。三、软基处理方方法和加固固原理选择的基本本原则:◆桥头过渡渡路段、含含结构物路路段、低路路堤路段和和一些特殊殊路段,采采用施工时时间短、费费用相对高高的复合地地基处理方方法。◆软土层厚厚度大于3.0m且不含厚度度大于2.0m硬壳层的一一般路段,,主要采用用等载或超超载预压的的排水固结结方法,即即:袋装砂砂井+砂垫层+临时排水。。◆软土层厚厚度小于3.0m且层浅的一一般路段和和部分加宽宽路段,采采用换填、、强夯等处处理方法。。受施工限限制和环境境影响个别别路段不处处理或采用用简单的等等载预压处处理。值得指出::在山丘地区区上述基本本原则需做做调整,如如:排水固固结法建议议不采用。。目前长大四公司司已广东省交交通运输厅厅科技项目目的形式,,正在开展展相关的研研究。三、软基处理方方法和加固固原理2、加固原理理(1)排水固结方方法排水固结法法中,包括括:堆载预预压法(等等载预压、、超载预压压等)、真真空预压法法(真空预预压法、真真空-堆预压法))、电渗法法等。这类类方法在加固原理方面均相同同,即:营造孔隙水压力力差。堆载载预压方法法,通过增增加总应力力达到有效效应力提高高的目的;;真空预压压方法营造造孔隙水负负应力达到到有效应力力提高的目目的。在这这类处理方方法中,处处理效果关键是保证排水质量,即:利用用土体排水水固结后强强度增长达达到提高整整个路基的的承载能力力。三、软基处理方方法和加固固原理垂直排水堆堆载预压固固结法示意意图堆载预压法法堆载预压法法的适用范范围堆载预压法法一般适用用于饱和软软粘土、吹吹填土、松松散粉土及及新近沉积积土路基,,特别适用用于存在连连续薄砂层层(或透镜镜体)的路路基。根据据设计和施施工经验,,堆载预压压法处理软软基路段时时软土深度度应小于25m,而结构物物附近软土土深度宜小小于20m。适合工期期要求不紧紧的项目;;对于深厚厚的饱和软软土,排水水固结所需需要的时间间很长,同同时需要大大量的堆载载材料,在在使用上会会受限。排水固结法法:优点是造价相对对较低,不足是加固时间间较长。真真空预压方方法一般比比超载预压压方法造价价要高,但但它在缩短短工期、稳稳定性和工工后沉降等等方面有自自己的特点点。三、软基处理方方法和加固固原理真空预压原原理打设塑料排排水板后情情况地表排水情情况机械铺砂过过程真空预压法法关键问题排水体系◆纵向排水水体◆横向排水水体◆临时排水水形式临时排水形形式(主要有三三种形式))◆袋装砂井井+砂垫层层+边沟的的自然排水水方法。◆袋装砂井井+砂垫层层+盲沟++集水井的的强排方法法。◆袋装砂井井+砂垫层层+路中集集水井的强强排方法。。三、软基处理方方法和加固固原理预压形式((主要有三三种)◆欠载指路路堤填筑至至路床,满满足沉降控控制标准后后直接进行行路面结构构施工的情情况。一般般设计方案案中,大部部分复合地地基处理路路段均采用用这种方法法,实践证证明需完善善。◆等载指路路堤填筑至至路床后再再进行相当当于路面结结构重量和和车载重量量的填筑,,填筑高度度为1.1m~1.2m,预压期一一般为6~9个月。满足足沉降控制制标准、经经卸载后,,再进行路路面结构施施工。◆超载指路路堤填筑至至路床后再再进行超过过路面结构构重量和车车载重量的的填筑填筑筑高度一般般为1.5m~1.8m,预压期一一般为6~9个月,满足足沉降控制制标准、经经卸载后,,再进行路路面结构施施工。需要指出::是否可以卸卸载一般需需通过对现现场观测数数据的分析析后确定。。三、软基处理方方法和加固固原理(2)复合路基基法复合路基法法是利用桩桩体的挤密密作用和桩桩体效应来来提高路基基的承载能能力,关键技术是是桩体强度度、垫层厚厚度等。就桩而言言有嵌岩桩桩和摩擦桩桩之分,桥桥桩等一般般采用嵌岩岩桩,而复复合地基一一般采用摩摩擦桩。这这两种桩对对桩体的强强度要求有有所区别,,前者要求求桩底承受受较大的荷荷载,后者者依靠桩土土之间的摩摩擦力承担担荷载。根据复合路路基法的加加固原理,,即:桩、土共同同承担上部部载荷。所以,我我对桩的处处理深度和和托板设置置等有自己己的看法。。另外、不不同的桩型型适用范围围也不同,,不可千篇篇一律。三、软基处理方方法和加固固原理水泥搅拌机机水泥搅拌桩桩水泥搅拌桩桩水泥搅拌桩桩的适用范范围水泥搅拌桩桩适用于处处理正常固固结的淤泥泥与淤泥质质土、粉土土、饱和黄黄土、素填填土、黏性性土,以及及无流动地地下水的饱饱和松散砂砂土等路基基。桩径不不应小于500mm,冬季施工工时,应注注意低温对对处理效果果的影响。。水泥搅拌拌桩可用于于承载力不不大于120kPa黏性土和粉粉性土等的的路基处理理;从水泥泥搅拌桩成成桩的条件件上看,对对于高液限限等不良土土不宜用水水泥搅拌桩桩,尤其不不能用水泥泥粉喷搅拌拌桩。三、软基处理方方法和加固固原理CFG桩复合路基基组成示意意图CFG桩CFG桩打桩机打设桩过程程CFG打桩机CFG桩承载力检测测CFG桩现场打设情情况CFG桩的适用范范围CFG桩适用于处处理饱和及及非饱和粘粘性土、松松散砂土、、粉土、人人工填土和和淤泥质土土等几乎所所有的软土土路基。对对于强度很很低的饱和和软粘土要要慎重对待待。对挤密密效果差的的路基可不不考虑其挤挤密效果。。但挤密松松散砂土采采用CFG桩不是很经经济。由桩体、桩桩间土和褥褥垫层一起起构成CFG桩复合路基基在道路软软基加固中中,主要应应用于特殊殊路段(地地质条件差差、工期短短、软土层层厚、路堤堤填筑高等等)、含结结构物路段段、桥头过过渡路段,,以及老路路堤加宽路路段等的路路基处理。。三、软基处理方方法和加固固原理预制管桩截桩过程桩尖部分预制管桩预制管桩的的适用范围围一般情况下下,软土、、粘性土、、粘土、砂砂土及风化化基岩等地地质条件均均可采用预预制管桩复复合路基。。适用于不不需考虑噪噪音污染和和震动影响响的环境;;在孤石较较多的地层层、有坚硬硬夹层且不不能作持力力层时、石石灰岩地区区、在上软软下硬、软软硬突变的的地层不宜宜使用。预制管桩复复合路基在在道路建设设的软基处处理加固中中,主要应应用于软土土层厚且地地质条件差差、施工工工期短、路路堤填筑高高、工后沉沉降要求小小等路段,,以及含结结构物路段段,桥头过过渡路段,,老路堤加加宽等路段段的软基处处理。三、软基处理方方法和加固固原理关键问题◆桩型的选择择。各种桩均均有自己的的应用范围围,一般而而言软土层层底标高与与地面标高高差小于12m的采用水泥泥搅拌桩为为宜;大于于12m的应考虑CFG桩和预制管管桩。◆打设深度。一般需根根据承载力力要求、软软土深度等等确定。如如:路堤填填筑小于6.0m,预制管桩桩按最后三三锤小于50cm确定。◆桩间距的选选择。不同的桩桩型和路堤堤填筑高度度对桩间距距的要求不不同,需根根据承载力力的大小来来确定桩间间距。但对对于低矮路路堤不能依依据承载力力,应根据据土拱效应应来确定桩桩间距,否否则易造成成局部的不不均匀沉降降。一般情况::水泥搅拌拌桩1.2m~1.5m;CFG桩1.5~2.0m;预制管2.0m~3.0m。在具体工工程中,要要具体问题题,具体分分析。三、软基处理方方法和加固固原理◆垫层的选择择。各种桩型型均有自己己适应的厚厚度和材料料要求(摩摩擦角)。。一般而言言,水泥搅搅拌桩复合合路基要求求厚度一般般不小于30cm;CFG桩复合路基基要求厚度度一般不小小于40cm(不建议加加托板);;预制管管复合路基基要求厚度度一般不小小于50cm(建议加托托板)。在在具体工程程中,要具具体问题,,具体分析析。◆超载预压的的处理。原有的概概念采用复复合路基方方法处理不不需要超载载预压,但但大量的工工程实践表表明,这些些路段工后后仍有较大大的沉降。。所以,在在施工阶段段应对这些些路段(特特别是桥头头过渡路段段)实施超超载预压,,至少应该该是等载预预压。需要指出::目前复合路路基的检测测手段不健健全,在具具体工程中中,应具体体问题,具具体分析。。--提高经济效效益的正能能量三、软基处理方方法和加固固原理(3)特殊处理理方法特殊处理方方法是指除除排水固结结法和复合合路基法以以外的软基基处理方法法,这类方方法包括::土工织物物法、换填填方法、灌灌浆方法、、强夯方法法、加筋方方法和反压压护道方法法等。它的加固原原理随方法法的不同,,而有很大大的差异,如:灌浆浆方法是利利用注入浆浆液在土体体中产生一一系列化学学反应形成成新的结构构体达到提提高路基的的承载能力力;强夯方方法是利用用夯锤的自自由下落产产生巨大冲冲击能量使使路基土体体发生孔隙隙压缩、颗颗粒重新排排列、粒间间距变小、、接触紧密密等一系列列固结变化化达到提高高路基承载载能力等。。特殊处理方方法适用于一些因受各各种因素限限制的特殊殊情况路段段的加固和局部部补强,有很强的的针对性。。一、软基处理方方法和加固固原理电渗、电泳泳试验装置置电极铺设平平面示意图图电渗法电渗法的适适用范围电渗法适用用于渗透性性小,加载载固结缓慢慢的淤泥、、粘土等,,特别适用用于含水量量极高或是是处于流塑塑泥浆状态态下的土体体加固排水水。值得指指出,常用用排水固结结法只对土土体中的自自由水有效效,电渗法法则可以排排出部分弱弱结合水。。因此,对对于细颗粒粒土,特别别是到了加加固后期,,结合水的的含量将很很高,用常常规排水固固结法来加加固效果较较差,但用用电渗来进进行加固是是比较理想想的。因此此,单从排排水固结考考虑,电渗渗法适合加加固的是土土体电渗透透系数和电电阻率较大大、水力渗渗透系数适适中的土体体。三、、软基基处处理理方方法法和和加加固固原原理理特殊殊处处理理方方法法适适用用于于一一些些因因受受各各种种因因素素限限制制的的特特殊殊情情况况路路段段的的加加固固和和局局部部补补强强。。这这些些处处理理方方法法一一般般针针对对性性很很强强,,如如::广广东东省省金金鸿鸿公公路路一一般般软软基基路路段段采采用用布布设设土土工工布布或或砂砂垫垫层层的的处处理理方方法法;;佛佛山山““一一环环””城城市市快快速速公公路路部部分分浅浅层层软软土土路路段段采采用用换换填填方方法法;;施施工工过过程程中中或或营营运运过过程程中中局局部部出出现现沉沉降降过过大大常常采采用用灌灌浆浆方方法法处处理理等等。。三、、软基基处处理理方方法法和和加加固固原原理理值得得注注意意::尽管管软软基基处处理理方方法法有有很很多多,,但但从从提提高高路路基基承承载载力力角角度度上上看看,,只只有有两两种种途途径径,,其其一一是是通通过过各各种种手手段段((如如排排水水固固结结、、灌灌浆浆、、换换土土、、强强夯夯等等))增增强强土土体体自自身身强强度度达达到到提提高高路路基基的的承承载载能能力力;;其其二二是是利利用用打打设设、、铺铺设设、、设设置置的的其其它它材材料料((如如桩桩体体、、土土工工织织物物等等))与与土土体体共共同同作作用用达达到到提提高高路路基基的的承承载载能能力力。。路路基基承承载载能能力力包包括括两两个个方方面面,,即即::具具有有足足够够的的抗抗沉沉降降能能力力,,工工后后沉沉降降和和不不均均匀匀沉沉降降不不能能过过大大,,应应满满足足规规范范要要求求;;具具有有足足够够的的抗抗剪剪切切破破坏坏能能力力,,以以保保证证施施工工期期和和运运营营期期有有足足够够的的稳稳定定性性。。处理理方方法法选选择择应应因因地地制制宜宜、、具具体体问问题题具具体体对对待待。。三、、软基基处处理理方方法法和和加加固固原原理理1、广广东东((珠珠江江三三角角洲洲))地地区区软软基基处处理理特特点点(1)地地质质条条件件复复杂杂。①在在地地形形地地貌貌上上,,
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