深厚软土地区路基处理技术解决方案

厦门交流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小结跳车横向裂缝纵向开裂桥头搭板脱空1.软土地区路基病害问题路基因素沉降/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》（JTGD30-2004）：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》（JTJ017—96）：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《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）：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《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》（JTG/TD31-02—2013)：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》（JTGC20-2011）：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。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Ms取值？分层总和法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2012-9-2700.20.40.60.811.21.41.61.80.001.002.003.004.005.006.007.008.00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Ms取值？00.20.40.60.811.21.41.61.80.000.501.001.502.002.503.003.504.004.50填土高度(m)修正系数m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.多种方法联合4.地基处理技术置换法——抛石挤淤超宽3.5m（1）抛石挤淤材料：自然级配的毛石或块石，粒径不小于30cm（2）施工工艺：整幅填筑，抛石层超宽填筑5m左右，起到反压护道的作用人造硬壳层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现浇混凝土大直径管桩桩身强度高，直径大，有效加固深度可达30m以上，施工工艺简单，可操作性强，便于质量控制、监督，单桩承载力高而造价又相对较低。4.地基处理技术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多米钉形与双向搅桩技术4.地基处理技术复合地基法-新技术4.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。4.地基处理技术复合地基法-新技术Y型桩4.地基处理技术复合地基法-新技术Y型桩Y型桩沉管Y型桩成桩4.地基处理技术复合地基法-新技术Y型桩4.地基处理技术复合地基法-新技术Y型桩4.地基处理技术复合地基法-新技术塑料套管混凝土桩4.地基处理技术复合地基法-新技术塑料套管混凝土桩堆载排水预压+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4.地基处理技术低位高真空击密法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≦30cm①施工期稳定安全系数容许值为1.10②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时，先优考虑搅拌桩变桩间距的过渡设计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2.5~2.8m的桩间距，桥头过渡段为2.8~3.2m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.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20～50m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1.5m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桥头跳车中部凹陷积水纵向差异沉降；桥头跳车、路面横缝等横向差异沉降：中部凹陷积水、路面纵裂等横向不均匀沉降横向不均匀沉降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：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