不良地质路基处理word版

不良地质路基处理

第一节概述

土木工程建设中，有时不可避免地遇到工程地质条件不良的软弱土地基，不能满足建筑物要求，需要先经过人工处理加固，再建造基础，处理后的地基称为人工地基。

地基处理的目的是针对软土地基上建造建筑物可能产生的问题，采取人工的方法改善地基土的工程性质，达到满足上部结构对地基稳定和变形的要求，这些方法主要包括提高地基土的抗剪强度，增大地基承载力，防止剪切破坏或减轻土压力；改善地基土压缩特性，减少沉降和不均匀沉降：改善其渗透性，加速固结沉降过程；改善土的动力特性防止液化，减轻振动；消除或减少特殊土的不良工程特性（如黄土的湿陷性，膨胀土的膨胀性等）。

近几十年来，大量的土木工程实践推动了软弱土地基处理技术的迅速发展，地基处理的方法多样化，地基处理的新技术、新理论不断涌现并日趋完善，地基处理已成为基础工程领域中一个较有生命力的分枝。根据地基处理方法的基本原理，基本上可以分为如表6-1所示的几类。

地基处理方法的分类表6-1

但必须指出，很多地基处理方法具有多重加固处理的功能，例如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重功能；而石灰桩则具有挤密、吸水和置换等功能。地基处理的主要方法、适用范围及加固原理，参见表6-2。

地基处理的主要方法、适用范围和加固原理表6-2

c u20kPa的粘

性土、松散粉土

和人工填土、湿

陷性黄土地基

等

发泡聚苯乙烯（EPS）重度只有土的1/501/100，并具有较高的强度和低压缩性，用于填土料，可有效减少作用于地基的荷载，且根据需要用于地基的浅层置换

采用重量100400kN的夯锤，从高处自由落下，在强烈的冲击力和振动力作用下，地基土密实，可以提高承载力，减少沉降量

上述表中的各类地基处理方法，均有各自的特点和作用机理，在不同的土类中产生不同的加固效果，并也存在着局限性。地基的工程地质条件是千变万化的，工程对地基的要求也是不尽相同的，材料、施工机具和施工条件等亦存在显著差别，没有哪一种方法是万能的。因此，对于每一工程必须进行综合考虑，通过方案的比选，选择一种

技术可靠、经济合理、施工可行的方案，既可以是单一的地基处理方法，也可以是多种方法的综合处理。

第二节软土地基

软土是指沿海的滨海相、三角洲相、内陆平原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的土，具有孔隙比大（一般大于1）、天然含水量高（接近或大于液限）、压缩性高（a1-2>0.5MPa-1）和强度低的特点，多数还具有高灵敏度的结构性。主要包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。

一．软土的成因及划分

软土按沉积环境分类主要有下列几种类型：

（一）滨海沉积

1.滨海相：常与海浪岸流及潮汐的水动力作用形成较粗的颗粒(粗、中、细砂)相掺杂，使其不均匀和极松软，增强了淤泥的透水性能，易于压缩固结。

2.泻湖相：颗粒微细、孔隙比大、强度低、分布范围较宽阔，常形成海滨平原。在泻湖边缘，表层常有厚约0.3～2.0m的泥炭堆积。底部含有贝壳和生物残骸碎屑。

3.溺谷相：孔隙比大、结构松软、含水量高，有时甚于泻湖相。分布范围略窄，在其边缘表层也常有泥炭沉积。

4.三角洲相：由于河流及海潮的复杂交替作用，而使淤泥与薄层砂交错沉积，受海流与波浪的破坏，分选程度差，结构不稳定，多交错成不规则的尖灭层或透镜体夹层，结构疏松软，颗粒细小。如上海地区深厚的软土层中央有无数的极薄的粉砂层，为水平渗流提供了

良好条件。

（二）湖泊沉积

湖泊沉积是近代淡水盆地和咸水盆地的沉积。沉积物中夹有粉砂颗粒，呈现明显的层理。淤泥结构松软，呈暗灰、灰绿或暗黑色，厚度一般为10m左右，最厚者可达25m。

（三）河滩沉积

主要包括河漫滩相和牛轭湖相。成层情况较为复杂，成分不均一，走向和厚度变化大，平面分布不规则。一般常呈带状或透镜状，间与砂或泥炭互层，其厚度不大，一般小于l0m。

（四）沼泽沉积

分布在地下水、地表水排泄不畅的低洼地带，多以泥炭为主，且常出露于地表。下部分布有淤泥层或底部与泥炭互层。

软土由于沉积年代、环境的差异，成因的不同，它们的成层情况，粒度组成，矿物成分有所差别，使工程性质有所不同。不同沉积类型的软土，有时其物理性质指标虽较相似，但工程性质并不很接近，不应借用。软土的力学性质参数宜尽可能通过现场原位测试取得。

软土的工程特性：含水量较高，孔隙比较大；抗剪强度低；压缩性较高；渗透性很小；结构性明显；流变性显著

三、软土地基的承载力、沉降和稳定性的计算

在软土地基设计计算中，由于它的工程特性常需解决地基承载力、沉降和稳定性的计算问题,故与一般地基土的计算有所区别，现分述如下。

(一) 软土地基的承载力

软土地基承载力应根据地区建筑经验，并结合下列因素综合确定：①软土成层条件、 应力历史、力学特性及排水条件；②上部结构的类型、刚度、荷载性质、大小和分布，对不均匀沉降的敏感性；③基础的类型、尺寸、埋深、刚度等；④施工方法和程序；⑤采用预压排水处理的地基，应考虑软土固结排水后强度的增长。

1．根据极限承载力理论公式确定

饱和软粘土上条形基础的极限承载力p u (kPa)按普朗特尔—雷斯

诺(Prandtl —Reissner)极限荷载公式(参见土力学教材)由ϕ＝0，h q 2γ=确定为

h C p u u 214.5γ+= （6-1）

式中：u C —软土不排水抗剪强度，可用三轴仪、十字板剪切仪测定，

也可取室内无侧限抗压强度q u 之半计算；

2γ—基底以上土的重度(kN ／m 3

)，地下水位以下为浮重度； h —基础埋置深度(m)。当受水流冲刷时，由一般冲刷线算起。

据此，考虑矩形基础的形状修正系数及水平荷载作用时的影响系数，并考虑必要的安全系数，《公桥基规》提出软土地基容许承载力[]σ(kPa)为

[]h C k m u p 214.5γσ+=

（6-2）

式中：m —安全系数 1.5~2.5，软土灵敏度高且基础长宽比小者用高值；

k p —基础形状及倾斜荷载的修正系数，属半经验性质的系数，

当矩形基础上作用有倾

斜荷载时 ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=u p C Q bl l b k 4.012.01 b —基础宽度(m)；

l —垂直于b 边的基础长度(m)，当有偏心荷载时， b 与l 由b ’

与l ’代替，b e b b 2'-=,L e l l 2'-= e b 、e l 分别为荷载在b

方向、l 方向的偏心矩；

Q —为荷载的水平分力(kN)。

2．根据土的物理性质指标确定

软土大多是饱和的，天然含水量ω基本反映了土的孔隙比的大小，当饱和度S