軟土地基不良地質(zhì)處理施工工藝

不良地質(zhì)路基處理第一節(jié)概述土木工程建設(shè)中，有時(shí)不可避免地遇到工程地質(zhì)條件不良的軟弱土地基，不能滿足建筑物要求，需要先經(jīng)過人工處理加固，再建造基礎(chǔ)，處理后的地基稱為人工地基。地基處理的目的是針對(duì)軟土地基上建造建筑物可能產(chǎn)生的問題，采取人工的方法改善地基土的工程性質(zhì)，達(dá)到滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基穩(wěn)定和變形的要求，這些方法主要包括提高地基土的抗剪強(qiáng)度，增大地基承載力，防止剪切破壞或減輕土壓力；改善地基土壓縮特性，減少沉降和不均勻沉降：改善其滲透性，加速固結(jié)沉降過程；改善土的動(dòng)力特性防止液化，減輕振動(dòng)；消除或減少特殊土的不良工程特性（如黃土的濕陷性，膨脹土的膨脹性等）。近幾十年來，大量的土木工程實(shí)踐推動(dòng)了軟弱土地基處理技術(shù)的迅速發(fā)展，地基處理的方法多樣化，地基處理的新技術(shù)、新理論不斷涌現(xiàn)并日趨完善，地基處理已成為基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中一個(gè)較有生命力的分枝。根據(jù)地基處理方法的基本原理，基本上可以分為如表6-1所示的幾類。地基處理方法的分類表6-1物理處理化學(xué)處理熱學(xué)處理置換排水?dāng)D密加筋攪拌灌漿熱加固凍結(jié)但必須指出，很多地基處理方法具有多重加固處理的功能，例如碎石樁具有置換、擠密、排水和加筋的多重功能；而石灰樁則具有擠密、吸水和置換等功能。地基處理的主要方法、適用范圍及加固原理，參見表6-2。地基處理的主要方法、適用范圍和加固原理表6-2分類方法加固原理適用范圍置換換土墊層法采用開挖后換好好土回填的的方法；對(duì)對(duì)于厚度較較小的淤泥泥質(zhì)土層，亦亦可采用拋拋石擠淤法法。地基淺淺層性能良良好的墊層層，與下臥臥層形成雙雙層地基。墊墊層可有效效地?cái)U(kuò)散基基底壓力，提提高地基承承載力和減減少沉降量量。各種淺層的軟弱弱土地基振沖置換法利用振沖器在高高壓水的作作用下邊振振、邊沖，在在地基中成成孔，在孔孔內(nèi)回填碎碎石料且振振密成碎石石樁。碎石石樁柱體與與樁間土形形成復(fù)合地地基，提高高承載力，減減少沉降量量cu20kPa的粘粘性土、松松散粉土和和人工填土土、濕陷性性黃土地基基等強(qiáng)夯置換法采用強(qiáng)夯時(shí)，夯夯坑內(nèi)回填填塊石、碎碎石擠淤置置換的方法法，形成碎碎石墩柱體體，以提高高地基承載載力和減少少沉降量。淺層軟弱土層較較薄的地基基碎石樁法采用沉管法或其其他技術(shù)，在在軟土中設(shè)設(shè)置砂或碎碎石樁柱體體，置換后后形成復(fù)合合地基，可可提高地基基承載力，降降低地基沉沉降。同時(shí)時(shí)，砂、石石柱體在軟軟粘土中形形成排水通通道，加速速固結(jié)一般軟土地基石灰樁法在軟弱土中成孔孔后，填入入生石灰或或其他混合合料，形成成豎向石灰灰樁柱體，通通過生石灰灰的吸水膨膨脹、放熱熱以及離子子交換作用用改善樁柱柱體周圍土土體的性質(zhì)質(zhì)，形成石石灰樁復(fù)合合地基，以以提高地基基承載力，減減少沉降量量人工填土、軟土土地基EPS輕填法發(fā)泡聚苯乙烯（EPS）重度只只有土的1/5001/1000，并具有有較高的強(qiáng)強(qiáng)度和低壓壓縮性，用用于填土料料，可有效效減少作用用于地基的的荷載，且且根據(jù)需要要用于地基基的淺層置置換軟弱土地基上的的填方工程程排水固結(jié)加載預(yù)壓法在預(yù)壓荷載作用用下，通過過一定的預(yù)預(yù)壓時(shí)間，天天然地基被被壓縮、固固結(jié)，地基基土的強(qiáng)度度提高，壓壓縮性降低低。在達(dá)到到設(shè)計(jì)要求求后，卸去去預(yù)壓荷載載，再建造造上部結(jié)構(gòu)構(gòu)，以保證證地基穩(wěn)定定和變形滿滿足要求。當(dāng)當(dāng)天然土層層的滲透性性較低時(shí)，為為了縮短滲滲透固結(jié)的的時(shí)間，加加速固結(jié)速速率，可在在地基中設(shè)設(shè)置豎向排排水通道，如如砂井、排排水板等。加加載預(yù)壓的的荷載，一一般有利用用建筑物自自身荷載、堆堆載或真空空預(yù)壓等軟土、粉土、雜雜填土、沖沖填土等超載預(yù)壓法基本原理同加載載預(yù)壓法，但但預(yù)壓荷載載超過上部部結(jié)構(gòu)的荷荷載。一般般在保證地地基穩(wěn)定的的前提下，超超載預(yù)壓方方法的效果果更好，特特別是對(duì)降降低地基次次固結(jié)沉降降十分有效效淤泥質(zhì)粘性土和和粉土振密擠密強(qiáng)夯法采用重量1000400kkN的夯錘，從從高處自由由落下，在在強(qiáng)烈的沖沖擊力和振振動(dòng)力作用用下，地基基土密實(shí)，可可以提高承承載力，減減少沉降量量松散碎石土、砂砂土，低飽飽和度粉土土和粘性土土，濕陷性性黃土、雜雜填土和素素填土地基基振沖密實(shí)法振沖器的強(qiáng)力振振動(dòng)，使得得飽和砂層層發(fā)生液化化，砂粒重重新排列，孔孔隙率降低低；同時(shí)，利利用振沖器器的水平振振沖力，回回填碎石料料使得砂層層擠密，達(dá)達(dá)到提高地地基承載力力，降低沉沉降的目的的粘粒含量少于110%的疏松散散砂土地基基石施工方法與排水水中的碎砂石樁相相同，但是是，沉管過過程中的排排土和振動(dòng)動(dòng)作用，將將樁柱體之之間土體擠擠密，并形形成碎砂石樁柱柱體復(fù)合地地基，達(dá)到到提高地基基承載力和和減小地基基沉降的目目的松散砂土、雜填填土、非飽飽和粘性土土地基、黃黃土地基土、灰土樁法采用沉管等技術(shù)術(shù)，在地基基中成孔，回回填土或灰灰土形成豎豎向加固體體，施工過過程中排土土和振動(dòng)作作用，擠密密土體，并并形成復(fù)合合地基，提提高地基承承載力，減減小沉降量量地下水位以上的的濕陷性黃黃土、雜填填土、素填填土地基加筋加筋土法在土體中加入起起抗拉作用用的筋材，例例如土工合合成材料、金金屬材料等等，通過筋筋土間作用用，達(dá)到減減小或抵抗抗土壓力；；調(diào)整基底底接觸應(yīng)力力的目的?？煽捎糜谥鯎踅Y(jié)構(gòu)或淺淺層地基處處理淺層軟弱土地基基處理、擋擋土墻結(jié)構(gòu)構(gòu)錨固法主要有土釘和土土錨法，土土釘加固作作用依賴于于土釘與其其周圍土間間的相互作作用；土錨錨則依賴于于錨桿另一一端的錨固固作用，兩兩者主要功功能是減少少或承受水水平向作用用力邊坡加固，土錨錨技術(shù)應(yīng)用用中，必須須有可以錨錨固的土層層、巖層或或構(gòu)筑物豎向加固體復(fù)合地基法在地基中設(shè)置小小直徑剛性性樁、低等等級(jí)混凝土土樁等豎向向加固體，例例如CFG樁、二灰灰混凝土樁樁等，形成成復(fù)合地基基，提高地地基承載力力，減少沉沉降量各類軟弱土地基基、尤其是是較深厚的的軟土地基基化學(xué)固化深層攪拌法利用深層攪拌機(jī)機(jī)械，將固固化劑（一一般的無機(jī)機(jī)固化劑為為水泥、石石灰、粉煤煤灰等）在在原位與軟軟弱土攪拌拌成樁柱體體，可以形形成樁柱體體復(fù)合地基基、格柵狀狀或連續(xù)墻墻支擋結(jié)構(gòu)構(gòu)。作為復(fù)復(fù)合地基，可可以提高地地基承載力力和減少變變形；作為為支擋結(jié)構(gòu)構(gòu)或防滲，可可以用作基基坑開挖時(shí)時(shí)，重力式式支擋結(jié)構(gòu)構(gòu)，或深基基坑的止水水帷幕。水水泥系深層層攪拌法，一一般有兩大大類方法，即即噴漿攪拌拌法和噴粉粉攪拌法飽和軟粘土地基基，對(duì)于有有機(jī)質(zhì)較高高的泥炭質(zhì)質(zhì)土或泥炭炭、含水量量很高的淤淤泥和淤泥泥質(zhì)土，適適用性宜通通過試驗(yàn)確確定灌漿或注漿法有滲入灌漿、劈劈裂灌漿、壓壓密灌漿以以及高壓注注漿等多種種工法，漿漿液的種類類較多。類軟弱土地基，巖巖石地基基基加固，建建筑物糾偏偏等加固處處理上述表中的各類地基處理方法，均有各自的特點(diǎn)和作用機(jī)理，在不同的土類中產(chǎn)生不同的加固效果，并也存在著局限性。地基的工程地質(zhì)條件是千變?nèi)f化的，工程對(duì)地基的要求也是不盡相同的，材料、施工機(jī)具和施工條件等亦存在顯著差別，沒有哪一種方法是萬能的。因此，對(duì)于每一工程必須進(jìn)行綜合考慮，通過方案的比選，選擇一種技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工可行的方案，既可以是單一的地基處理方法，也可以是多種方法的綜合處理。第二節(jié)軟土地基軟土是指沿海的濱海相、三角洲相、內(nèi)陸平原或山區(qū)的河流相、湖泊相、沼澤相等主要由細(xì)粒土組成的土，具有孔隙比大（一般大于1）、天然含水量高（接近或大于液限）、壓縮性高（a1-2>0.5MPa-1）和強(qiáng)度低的特點(diǎn)，多數(shù)還具有高靈敏度的結(jié)構(gòu)性。主要包括淤泥、淤泥質(zhì)粘性土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。一．軟土的成因及劃分軟土按沉積環(huán)境分類主要有下列幾種類型：（一）濱海沉積1.濱海相：常與海浪岸流及潮汐的水動(dòng)力作用形成較粗的顆粒(粗、中、細(xì)砂)相摻雜，使其不均勻和極松軟，增強(qiáng)了淤泥的透水性能，易于壓縮固結(jié)。2.瀉湖相：顆粒微細(xì)、孔隙比大、強(qiáng)度低、分布范圍較寬闊，常形成海濱平原。在瀉湖邊緣，表層常有厚約0.3～2.0m的泥炭堆積。底部含有貝殼和生物殘骸碎屑。3.溺谷相：孔隙比大、結(jié)構(gòu)松軟、含水量高，有時(shí)甚于瀉湖相。分布范圍略窄，在其邊緣表層也常有泥炭沉積。4.三角洲相：由于河流及海潮的復(fù)雜交替作用，而使淤泥與薄層砂交錯(cuò)沉積，受海流與波浪的破壞，分選程度差，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，多交錯(cuò)成不規(guī)則的尖滅層或透鏡體夾層，結(jié)構(gòu)疏松軟，顆粒細(xì)小。如上海地區(qū)深厚的軟土層中央有無數(shù)的極薄的粉砂層，為水平滲流提供了良好條件。（二）湖泊沉積湖泊沉積是近代淡水盆地和咸水盆地的沉積。沉積物中夾有粉砂顆粒，呈現(xiàn)明顯的層理。淤泥結(jié)構(gòu)松軟，呈暗灰、灰綠或暗黑色，厚度一般為10m左右，最厚者可達(dá)25m。（三）河灘沉積主要包括河漫灘相和牛軛湖相。成層情況較為復(fù)雜，成分不均一，走向和厚度變化大，平面分布不規(guī)則。一般常呈帶狀或透鏡狀，間與砂或泥炭互層，其厚度不大，一般小于l0m。（四）沼澤沉積分布在地下水、地表水排泄不暢的低洼地帶，多以泥炭為主，且常出露于地表。下部分布有淤泥層或底部與泥炭互層。軟土由于沉積年代、環(huán)境的差異，成因的不同，它們的成層情況，粒度組成，礦物成分有所差別，使工程性質(zhì)有所不同。不同沉積類型的軟土，有時(shí)其物理性質(zhì)指標(biāo)雖較相似，但工程性質(zhì)并不很接近，不應(yīng)借用。軟土的力學(xué)性質(zhì)參數(shù)宜盡可能通過現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試取得。軟土的工程特性：含水量較高，孔隙比較大；抗剪強(qiáng)度低；壓縮性較高；滲透性很??；結(jié)構(gòu)性明顯；流變性顯著三、軟土地基的承載力、沉降和穩(wěn)定性的計(jì)算在軟土地基設(shè)計(jì)計(jì)算中，由于它的工程特性常需解決地基承載力、沉降和穩(wěn)定性的計(jì)算問題,故與一般地基土的計(jì)算有所區(qū)別，現(xiàn)分述如下。(一)軟土地基的承載力軟土地基承載力應(yīng)根據(jù)地區(qū)建筑經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合下列因素綜合確定：①軟土成層條件、應(yīng)力歷史、力學(xué)特性及排水條件；②上部結(jié)構(gòu)的類型、剛度、荷載性質(zhì)、大小和分布，對(duì)不均勻沉降的敏感性；③基礎(chǔ)的類型、尺寸、埋深、剛度等；④施工方法和程序；⑤采用預(yù)壓排水處理的地基，應(yīng)考慮軟土固結(jié)排水后強(qiáng)度的增長。1．根據(jù)極限承載力理論公式確定飽和軟粘土上條形基礎(chǔ)的極限承載力pu(kPa)按普朗特爾—雷斯諾(Prandtl—Reissner)極限荷載公式(參見土力學(xué)教材)由＝0，確定為（6-1）式中：—軟土不排水抗剪強(qiáng)度，可用三軸儀、十字板剪切儀測(cè)定，也可取室內(nèi)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu之半計(jì)算；—基底以上土的重度(kN／m3)，地下水位以下為浮重度；—基礎(chǔ)埋置深度(m)。當(dāng)受水流沖刷時(shí)，由一般沖刷線算起。據(jù)此，考慮矩形基礎(chǔ)的形狀修正系數(shù)及水平荷載作用時(shí)的影響系數(shù)，并考慮必要的安全系數(shù)，《公橋基規(guī)》提出軟土地基容許承載力(kPa)為（6-2）式中：m—安全系數(shù)1.5~2.5，軟土靈敏度高且基礎(chǔ)長寬比小者用高值；kp—基礎(chǔ)形狀及傾斜荷載的修正系數(shù)，屬半經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)的系數(shù)，當(dāng)矩形基礎(chǔ)上作用有傾斜荷載時(shí)b—基礎(chǔ)寬度(m)；l—垂直于b邊的基礎(chǔ)長度(m)，當(dāng)有偏心荷載時(shí)，b與l由b’與l’代替，,eb、el分別為荷載在b方向、l方向的偏心矩；Q—為荷載的水平分力(kN)。2．根據(jù)土的物理性質(zhì)指標(biāo)確定軟土大多是飽和的，天然含水量基本反映了土的孔隙比的大小，當(dāng)飽和度Sr=l時(shí)，(G為土顆粒比重)，e為1時(shí)，相應(yīng)天然含水量w約36％；e為1.5時(shí)，相應(yīng)w約55％，所以一般情況，地基承載力是與其天然含水量密切相關(guān)的，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料w與軟土的容許承載力關(guān)系如表6-3所示。軟土的容許承載力表6-3天然含水量w（%）36404550556575(kPa)100908070605040在基礎(chǔ)埋置深度為h(m)的軟土地基修正后的容許承載力可按下式計(jì)算：（6-3）各符號(hào)意義同前，當(dāng)h<3m時(shí)，取h=3m計(jì)?！豆珮蚧?guī)》認(rèn)為對(duì)小橋涵軟土基礎(chǔ)可用式(6—3)計(jì)算。當(dāng)按式(6-2)或式(6-3)計(jì)算軟土修正后的容許承載力時(shí)，必須進(jìn)行地基沉降驗(yàn)算，保證滿足基礎(chǔ)沉降的要求。3．按臨塑荷載估算軟土地基承載力，考慮變形因素可按臨塑荷載pcr公式估算，以控制沉降在一般建筑物容許范圍。條形基礎(chǔ)臨塑荷載pcr(kPa)計(jì)算式為飽和軟土?xí)r，Nq=1，Nc=則（6-4）此式用于矩形基礎(chǔ)（空間問題）可認(rèn)為較用于條形基礎(chǔ)（平面問題）偏于安全。我國有些地區(qū)和部門，根據(jù)該地區(qū)軟土情況，采用略高于臨塑荷載的臨界荷載p1／4，即允許基礎(chǔ)邊緣出現(xiàn)塑性區(qū)范圍深度不超過基礎(chǔ)底寬的1／4。p1／4的計(jì)算詳見與土力學(xué)教材。4．用原位測(cè)試方法確定由室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定土的物理力學(xué)指標(biāo)(如cu等)常受土被擾動(dòng)影響使結(jié)果不正確；而一般土的承載力理論公式用于軟土也會(huì)有偏差，因此采用現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試的方法往往能克服以上缺點(diǎn)。軟土地基常用的原位測(cè)試方法有：根據(jù)載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)確定地基承載力，以十字板剪切試驗(yàn)測(cè)定軟粘土不排水抗剪強(qiáng)度換算地基承載力值，按標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和靜力觸探結(jié)果用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算地基承載力等。對(duì)較重要或規(guī)模較大的工程，確定軟土地基承載力宜綜合以上方法，結(jié)合當(dāng)?shù)剀浲脸练e年代，成層情況，下臥層性質(zhì)等考慮，并注意滿足結(jié)構(gòu)物對(duì)沉降和穩(wěn)定的要求。（二）軟土地基的沉降計(jì)算軟土地基在荷載下沉降變形的主要部分為固結(jié)沉降Sc，此外還包括瞬時(shí)沉降Sd與次固結(jié)沉降Ss，如圖6-1所示。軟土地基的總沉降量S為Sd、Sc、Ss之和。1．固結(jié)沉降Sc在荷載作用下，軟土地基緩慢地排水固結(jié)發(fā)生的沉降稱為（主）固結(jié)沉降，常用的計(jì)算方法如下。（1）采用e—p曲線計(jì)算（６-5）圖6-1軟土地基沉降的組成式中：e0i—未受基礎(chǔ)荷載前，軟土地基第i層土分層中點(diǎn)自重應(yīng)力作用下穩(wěn)定時(shí)的孔隙比；e1i—受基礎(chǔ)荷載后，軟土地基第i層土分層中點(diǎn)自重應(yīng)力與附加應(yīng)力作用下穩(wěn)定時(shí)的穩(wěn)定孔隙比；——土分層厚度，宜為0.5m~1.0m；（2）采用壓縮模量計(jì)算（6-6）—第i層土中點(diǎn)的附加應(yīng)力;—壓縮摸量,應(yīng)取第i層土分層中點(diǎn)自重應(yīng)力至自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和的壓縮段計(jì)算。(3)采用e—logp曲線計(jì)算軟土根據(jù)先期固結(jié)壓力Pc，與上覆土自重應(yīng)力P0關(guān)系，天然土層的固結(jié)狀態(tài)可區(qū)分為正常固結(jié)狀態(tài)、超固結(jié)狀態(tài)、欠固結(jié)狀態(tài)。我國海濱平原，內(nèi)陸平原軟土大多屬正常固結(jié)狀態(tài)；少數(shù)上覆土層經(jīng)地質(zhì)剝蝕的軟土及軟土上的“硬殼”則屬超固結(jié)狀態(tài)；江、河入?？谔幖盀I海相沉積(以及部分沖填土)則屬欠固結(jié)土的。對(duì)于欠固結(jié)軟土，在計(jì)算其固結(jié)沉降Sc時(shí)，必須包括在自重應(yīng)力作用下繼續(xù)固結(jié)所引起的那一部分沉降，若仍按正常固結(jié)的土層計(jì)算，所得結(jié)果將遠(yuǎn)小于實(shí)際沉降。下面簡(jiǎn)要介紹考慮先期固結(jié)壓力的計(jì)算公式：①正常固結(jié)、欠固結(jié)條件下（６-7）式中：—第i層土中的壓縮指數(shù)，應(yīng)取分層中點(diǎn)自重應(yīng)力至自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和的壓縮段計(jì)算；—第i層土分層中點(diǎn)的自重應(yīng)力；—先期固結(jié)壓力，正常固結(jié)時(shí)pci=poi，欠固結(jié)時(shí)pci<poi；②超固結(jié)條件下a.對(duì)于應(yīng)力增量時(shí)，（６-8）b.對(duì)于應(yīng)力增量時(shí)，（６-9）式中：—第i層土中的回彈指數(shù)2．瞬時(shí)沉降Sd瞬時(shí)沉降包括土的兩種沉降，一種由地基土彈性變形引起；另一部分是由于軟土滲透系數(shù)低，加荷后初期不能排水固結(jié)，因而土體產(chǎn)生剪切變形，此時(shí)沉降是由軟土側(cè)向剪切變形引起。前一部分可用彈性理論公式計(jì)算（6-10）式中：—基礎(chǔ)底面平均壓力；b—矩形基礎(chǔ)的寬度；—軟土的泊松比，此處＝0.5Ed—軟土的彈性模量，可用三軸儀不排水試驗(yàn)求；—沉降影響系數(shù)，與基礎(chǔ)形狀、計(jì)算點(diǎn)位置有關(guān)，可自土力學(xué)教材中查用。由于工程設(shè)計(jì)中地基承載力的采用都限制塑性區(qū)的開展，因而由土體初期側(cè)向剪切位移引起的沉降，在總的瞬時(shí)沉降中所占比例不大，目前一般不計(jì)或略作估算。對(duì)于土體的一維變形情況，瞬時(shí)沉降是很小的，特別是當(dāng)土體飽和時(shí)，由于土中水及土顆粒本身的變形可忽略不計(jì)，瞬時(shí)沉降接近于零。但是，對(duì)于土體的二維或三維變形情況，瞬時(shí)沉降在地基總沉降量中占有相當(dāng)大的比例，并且與加荷方式和加荷速率有很大的關(guān)系，比如采用一次瞬時(shí)加載時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)沉降就比采用慢速均勻加載時(shí)大得多。有時(shí)也用Sd＝(0.2～0.3)Sc對(duì)瞬時(shí)沉降進(jìn)行估算。3．次固結(jié)沉降Ss長期現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)表明，在理論計(jì)算的固結(jié)過程結(jié)束后，軟土地基因土骨架的蠕動(dòng)而繼續(xù)發(fā)生長期(長達(dá)數(shù)年以上)的、緩慢的壓縮，稱為次固結(jié)沉降如圖6-2所示。當(dāng)軟土較厚，含高塑性礦物等較多時(shí)，對(duì)沉降要求嚴(yán)格的建筑物不宜忽視視次固結(jié)沉沉降Ss。Ss可按下式計(jì)算：：（66-11）圖6-2次固結(jié)沉沉降圖式中：Cai——第i層土的次次固結(jié)系數(shù)數(shù)，可由在在固結(jié)壓力力下試驗(yàn)的的e-lggt曲線如圖6-2示求取。其其值與粒徑徑、礦物成成分有關(guān)，一一般Cai=0..005~~0.033；ee2i—第i層軟土在在固結(jié)壓力力下完成排排水固結(jié)時(shí)時(shí)的孔隙比比；tt2、t3—完成固結(jié)(固結(jié)度為100％)時(shí)間和計(jì)計(jì)算次固結(jié)結(jié)沉降的時(shí)時(shí)間，t3>t2。由于對(duì)對(duì)軟土的次次固結(jié)性狀狀仍了解不不夠，無論論對(duì)于它的的機(jī)理、變變化規(guī)律、影影響因素、計(jì)計(jì)算方法和和試驗(yàn)測(cè)定定等都有待待進(jìn)一步深深入探討。軟土地地基沉降量量S還可以利利用觀察到到的建筑物物的若干隨隨時(shí)間(t1、t2等)變化的沉沉降值Stl、St2、St一t關(guān)系等，推推算該建筑筑物的后期期沉降St及最終沉沉降。常用用的推算方方法是將實(shí)實(shí)測(cè)的沉降降一時(shí)間(St一t)曲線擬合合為指數(shù)曲曲線、雙曲曲線等而用用數(shù)學(xué)方法法推算St或。具體詳詳見土力學(xué)學(xué)教材。綜上所述，軟軟土地基的的沉降應(yīng)為為上述三種種沉降之和和，即，但但是由于瞬瞬時(shí)沉降和和次固結(jié)沉沉降的計(jì)算算方法和理理論還處于于初步階段段，故工程程上也常用用將一維固固結(jié)沉降計(jì)計(jì)算的結(jié)果果乘以一個(gè)個(gè)沉降計(jì)算算經(jīng)驗(yàn)的修修正系數(shù)ms計(jì)算（6-12）在《公橋基規(guī)》規(guī)規(guī)定：當(dāng)軟軟土壓縮模模量Es＝1.0～4.0MMPa時(shí)，ms＝1.8~~1.1，以提高高其計(jì)算精精度。由于于軟土地基基沉降的復(fù)復(fù)雜性，ms的取值尚尚待補(bǔ)充完完善。(三))軟土地基基的穩(wěn)定性性分析分析軟土地基上上建筑物承承受水平推推力后，由由于地基土土抗剪強(qiáng)度度低，發(fā)生生基礎(chǔ)連同同部分地基基土在土中中剪切滑移移失穩(wěn)的可可能性。在在軟土地基基上橋臺(tái)、擋擋土墻等承承受側(cè)向推推力的建筑筑物在保證證其地基承承載力、沉沉降驗(yàn)算。同同時(shí)，應(yīng)進(jìn)進(jìn)行穩(wěn)定性性的分析。對(duì)對(duì)于樁基礎(chǔ)礎(chǔ)，假定的的滑動(dòng)弧面面可認(rèn)為發(fā)發(fā)生在樁底底以上如圖圖6-3所示(只有軟土土層很厚而而樁長又很很短時(shí)才發(fā)發(fā)生在樁底底以下，但但此僅是特特例)，由于在在設(shè)計(jì)中考考慮承臺(tái)底底以上全部部外力均由由基樁承擔(dān)擔(dān)，所以分分析時(shí)可以以不計(jì)這部部分外力作作用于滑動(dòng)動(dòng)弧面上的的分力，只只考慮承臺(tái)臺(tái)底面到滑滑動(dòng)弧面以以上土柱重重，即在圖圖6-3中對(duì)P、M不應(yīng)計(jì)入入其影響，而而陰形部分分土的重力力應(yīng)計(jì)入其影響。不不屬于基樁樁承擔(dān)的滑裂體范圍圍內(nèi)的荷載載仍應(yīng)圖6-3樁基穩(wěn)定性性分析示意意圖四、軟土地基基基礎(chǔ)工程應(yīng)應(yīng)注意的事事項(xiàng)軟土地基的強(qiáng)度度、變形和和穩(wěn)定是工工程中必須須全面、充充分注意的的問題。從從目前國內(nèi)內(nèi)的勘察、設(shè)設(shè)計(jì)、施工工的現(xiàn)狀出出發(fā)，在軟軟土地基上上修筑高速速公路從基基礎(chǔ)工程的的角度出發(fā)發(fā)，應(yīng)注意意下列一些些事項(xiàng)：(一)要取得代表性很很好的地質(zhì)質(zhì)資料軟土地基上高速速公路的設(shè)設(shè)計(jì)與施工工質(zhì)量很大大程度上取取決于地質(zhì)質(zhì)資料的真真實(shí)性和代代表性，應(yīng)應(yīng)認(rèn)真收集集沿線的地地形、地貌貌、工程地地質(zhì)、水文文地質(zhì)、氣氣象等資料料，合理地地利用鉆探探、觸探、十十字板剪切切等現(xiàn)場(chǎng)綜綜合勘探測(cè)測(cè)試方法，做做好軟土地地基各層土土樣的物理理、力學(xué)、水水理性質(zhì)的的室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)，并對(duì)上上述各項(xiàng)資資料進(jìn)行統(tǒng)統(tǒng)計(jì)與分析析，選擇有有代表性的的技術(shù)指標(biāo)標(biāo)作為設(shè)計(jì)計(jì)和施工的的依據(jù)。(二)軟土地基路堤處處治設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)注意的事事項(xiàng)有：1．軟土路堤的穩(wěn)穩(wěn)定性分析析2．軟土路堤的變變形分析3．軟土地基處理理方案的合合理選擇4．觀測(cè)和試驗(yàn)(三)軟土地區(qū)的橋涵涵基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)注意的的事項(xiàng)1．全面掌握相關(guān)關(guān)資料合理理布設(shè)橋涵涵在軟土地區(qū)，橋橋梁位置(尤其是大大型橋梁)既要與路路線走向協(xié)協(xié)調(diào)，又要要注意構(gòu)造造物對(duì)工程程地質(zhì)的要要求，如果果地基土層層是深、厚厚軟粘土，特特別淤泥、泥泥炭和高靈靈敏度的軟軟土，不僅僅設(shè)汁技術(shù)術(shù)條件復(fù)雜雜，而且將將給施工、養(yǎng)養(yǎng)護(hù)、運(yùn)營營帶來許多多困難，工工程造價(jià)也也將增大，應(yīng)應(yīng)力求避免免，另選擇擇軟土較薄薄、均勻、靈靈敏度較小小的地段可可能更為有有利。對(duì)于于小橋涵，可可優(yōu)先考慮慮地表“硬殼”層較厚，下下臥為均勻勻軟土處，以以爭(zhēng)取采用用明挖剛性性擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)，降低造造價(jià)。在確定橋梁總長長、橋臺(tái)位位置時(shí)，除除應(yīng)考慮泄泄洪、通航航要求外，宜宜進(jìn)一步結(jié)結(jié)合橋臺(tái)和和引道的結(jié)結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定定考慮。如如能利用地地形、地質(zhì)質(zhì)條件，適適當(dāng)?shù)牟贾弥没蜓娱L引引橋，使橋橋臺(tái)置于地地基土質(zhì)較較好或軟土土較薄處，以以引橋代替替高路堤，減減少橋臺(tái)和和填土高度度，有利于于橋臺(tái)、路路堤的結(jié)構(gòu)構(gòu)和穩(wěn)定。在在造價(jià)、占占地、養(yǎng)護(hù)護(hù)費(fèi)用、運(yùn)運(yùn)營條件等等統(tǒng)盤考慮慮后，在技技術(shù)上、經(jīng)經(jīng)濟(jì)上都是是合理的。軟土地基上橋梁梁宜采用輕輕型結(jié)構(gòu)，減減輕上部結(jié)結(jié)構(gòu)及墩臺(tái)臺(tái)自重。由由于地基易易產(chǎn)生較大大的不均勻勻沉降，一一般以采用用靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)或整體性性較好的結(jié)結(jié)構(gòu)為宜，如如橋梁上部部可采用鋼鋼筋混凝土土空心板或或箱形梁；；橋臺(tái)采用用柱式、支支撐梁輕型型橋臺(tái)或框框架式等組組合式橋臺(tái)臺(tái)；橋墩宜宜用樁柱式式、排架式式、空心墩墩等。涵洞洞宜用鋼筋筋混凝土管管涵、整體體基礎(chǔ)鋼筋筋混凝土蓋蓋板涵、箱箱涵以保證證涵身剛度度和整體性性。2．軟土地基橋梁梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)注意事事項(xiàng)我國在軟土地區(qū)區(qū)的橋梁基基礎(chǔ)，常用用的是剛性性擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)(天然地基基或人工地地基)和樁基礎(chǔ)礎(chǔ)，也有用用沉井基礎(chǔ)礎(chǔ)的，現(xiàn)結(jié)結(jié)合軟土地地基的特點(diǎn)點(diǎn)，介紹設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注注意的幾個(gè)個(gè)問題。（1）剛性擴(kuò)大淺基基礎(chǔ)在較穩(wěn)定、均勻勻、有一定定強(qiáng)度的軟軟土上修筑筑對(duì)沉降要要求不嚴(yán)高高的矮、小小橋梁，常常優(yōu)先采用用天然地基基(或配合砂砂礫墊層)上的剛性性擴(kuò)大淺基基礎(chǔ)。如軟軟土表層有有較厚的“硬殼”也可考慮慮利用。剛剛性擴(kuò)大基基礎(chǔ)常因軟軟土的局部部塑性變形形而使墩、臺(tái)臺(tái)發(fā)生不均均勻沉降，或或由于臺(tái)后后填土的影影響使橋臺(tái)臺(tái)前后端沉沉降不均而而發(fā)生后仰仰也是常見見的工程事事故，有時(shí)時(shí)還同時(shí)使使橋臺(tái)向前前滑移。因因此在設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)應(yīng)注意意對(duì)基礎(chǔ)受受力不同的的邊緣(如橋臺(tái)基基礎(chǔ)的前趾趾和后踵)沉降的驗(yàn)驗(yàn)算及抗滑滑動(dòng)、傾覆覆的驗(yàn)算。防治措施：可采采用人工地地基如有針針對(duì)性的布布設(shè)砂礫墊墊層，對(duì)地地基進(jìn)行加加載預(yù)壓以以減少地基基的沉降量量和調(diào)整沉沉降差，或或采用深層層攪拌法，以以水泥土攪攪拌樁或粉粉體噴射攪攪拌樁加固固軟土地基基，按復(fù)合合地基理論論驗(yàn)算地基基各控制點(diǎn)點(diǎn)的承載力力和沉降(加固范圍圍應(yīng)包括橋橋頭路堤地地基的一部部分)；采取結(jié)結(jié)構(gòu)措施如如改用輕型型橋臺(tái)，埋埋置式橋臺(tái)臺(tái)，必要時(shí)時(shí)改用樁基基礎(chǔ)等；也也有建議對(duì)對(duì)小橋(如單孔跨跨徑不超過過8m，孔數(shù)不不多于3孔)可將相鄰鄰墩臺(tái)剛性性擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)聯(lián)合成整整體，形成成聯(lián)合基礎(chǔ)礎(chǔ)板，在滿滿足地基承承載力和沉沉降同時(shí)，可可以解決橋橋臺(tái)前傾后后仰和滑移移問題。但但此時(shí)為避避免基礎(chǔ)板板過厚，常常需配置受受力鋼筋改改為柔性基基礎(chǔ)，應(yīng)先先進(jìn)行技術(shù)術(shù)、經(jīng)濟(jì)方方案比較，全全面分析后后選用(設(shè)計(jì)方法法可參考第第二章柔性性基礎(chǔ)簡(jiǎn)化化的倒梁法法及鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)關(guān)規(guī)定)。為了防防止小橋基基礎(chǔ)向橋孔孔滑移，也也可僅在基基礎(chǔ)間設(shè)置置鋼筋混凝凝土(或混凝土)支撐梁。軟軟土地基上上相鄰墩、臺(tái)臺(tái)間距小于于5m時(shí)，應(yīng)按按《公橋基基規(guī)》要求求考慮鄰近近墩、臺(tái)對(duì)對(duì)軟土地基基所引起的的附加豎向向壓應(yīng)力。（2）樁基礎(chǔ)在較深厚的軟土土地基，大大中型橋梁梁常采用樁樁基礎(chǔ)，它它能獲得較較好的技術(shù)術(shù)效果，如如達(dá)到經(jīng)濟(jì)濟(jì)上合理，應(yīng)應(yīng)是首選的的方案。施施工方法可可以是打入入(壓入)樁、鉆孔孔灌注樁等等。要求基基樁穿過軟軟土深入硬硬土(基巖)層以保證證足夠的承承載力和很很小的沉降降量。軟土土很厚需采采用長的摩摩擦樁時(shí)，應(yīng)應(yīng)注意樁底底軟土承載載力和沉降降的驗(yàn)算，必必要時(shí)可對(duì)對(duì)樁周軟土土進(jìn)行壓漿漿處理或做做成擴(kuò)底樁樁。打入樁的樁距應(yīng)應(yīng)較一般土土質(zhì)的適當(dāng)當(dāng)加大，并并注意安排排好樁的施施打順序，避避免已打入入的鄰樁被被擠移或上上抬，影響響質(zhì)量。鉆鉆孔灌注樁樁一般應(yīng)先先試樁取得得施工經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，避免成成孔時(shí)發(fā)生生縮孔、坍坍孔。軟土地基樁基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，應(yīng)應(yīng)充分注意意由于軟土土側(cè)向移動(dòng)動(dòng)而使基樁樁撓曲和受受到的附加加水平壓力力：由于軟軟土下沉而而對(duì)基樁發(fā)發(fā)生的負(fù)摩摩阻力，現(xiàn)現(xiàn)分述如下下：①地基軟土側(cè)限移移動(dòng)對(duì)基樁樁的影響。在在軟土上樁樁基礎(chǔ)的橋橋臺(tái)、擋墻墻等，由于于臺(tái)后填土土重力的擠擠壓，地基基軟土側(cè)向向移動(dòng)，樁樁——土間產(chǎn)生生附加水平平壓力，引引起樁身撓撓曲，使橋橋臺(tái)后仰和和向河槽傾傾移，甚至至基樁折損損等事故。在在深厚軟土土上修橋，特特別是較高高填土的橋橋臺(tái)日益增增多，這類類事故時(shí)有有發(fā)生，已已引起國內(nèi)內(nèi)外基礎(chǔ)工工程界廣泛泛重視。我國《公橋基規(guī)規(guī)》要求橋橋臺(tái)“基樁上部部位于摩擦擦角小于20о的軟土中中時(shí)，應(yīng)驗(yàn)驗(yàn)算施于基基樁的水平平力所產(chǎn)生生的撓曲”(國外也有有提出當(dāng)臺(tái)臺(tái)后填土重重超過軟土土屈服強(qiáng)度度py＝3Cu時(shí))。在此情情況下，樁樁身所受到到的附加水水平力，發(fā)發(fā)生的撓曲曲與填土高高度密切相相關(guān)，也與與基樁穿越越的各土層層層厚，軟軟土的力學(xué)學(xué)性質(zhì)，軟軟土移動(dòng)量量及隨深度度的變化，基基樁剛度及及其兩端支支承條件等等變化因素素有關(guān)。對(duì)對(duì)此問題的的探討現(xiàn)在在還不夠充充分，實(shí)踐踐中一般應(yīng)應(yīng)用半理論論半經(jīng)驗(yàn)方方法處理，更更精確、全全面、符合合實(shí)際的應(yīng)應(yīng)用方法尚尚需進(jìn)一步步完善。為了避免橋臺(tái)后后仰前傾，可可采取加強(qiáng)強(qiáng)樁頂約束束及平衡(或減少)土壓力的的措施，如如采用低樁樁承臺(tái)、埋埋置式橋臺(tái)臺(tái)或臺(tái)前加加筑反壓護(hù)護(hù)道和擋墻墻(其地基應(yīng)應(yīng)經(jīng)處理)，也可采采用剛度較較大的基樁樁和多排樁樁基礎(chǔ)(打入樁可可采用部分分斜樁)，對(duì)軟土土地基加載載預(yù)壓等。②地基基軟土下沉沉對(duì)基樁的的影響軟土下沉沉使基樁承承受到負(fù)摩摩阻力，將將產(chǎn)生較大大的沉降或或使樁身縱縱向壓屈破破壞，必須須予以重視視?；鶚渡仙县?fù)摩阻力力產(chǎn)生原因因、條件及及計(jì)算等請(qǐng)請(qǐng)參閱樁基基礎(chǔ)一章有有關(guān)的介紹紹。（3）沉井基礎(chǔ)在較厚較軟弱土土上下沉沉沉井，往往往因下沉速速度較快而而發(fā)生沉井井傾斜、位位移等，應(yīng)應(yīng)事先注意意采取防備備措施，如如選用輕型型沉井、平平面形狀采采用圓形或或長寬比較較小的矩形形、立面形形狀采用豎豎直式等，施施工時(shí)盡量量對(duì)稱挖土土控制均勻勻下沉并及及時(shí)糾偏。四軟軟土地基橋橋臺(tái)及橋頭頭路堤的穩(wěn)穩(wěn)定設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)注意的事事項(xiàng)軟土地地基抗剪強(qiáng)強(qiáng)度低，在在稍大的水水平力作用用下橋臺(tái)和和橋頭路堤堤容易發(fā)生生地基的縱縱向滑動(dòng)失穩(wěn)，應(yīng)按已介介紹的方法法進(jìn)行驗(yàn)算算，如穩(wěn)定定性不夠，小小橋可采用用支撐梁、人人工地基等等，大中橋橋梁除將淺淺基改為樁樁基，采用用人工地基基、延長引引橋使填土土高度降低低或橋臺(tái)移移至穩(wěn)定土土層上外，常常用方法是是采取減少少臺(tái)后土壓壓力措施或或在臺(tái)前加加筑反壓護(hù)護(hù)道(應(yīng)注意臺(tái)臺(tái)前過水面面積的保證證)，埋置式式橋臺(tái)也可可同時(shí)放緩緩溜坡，反反壓護(hù)道（溜坡)長度、高高度、坡度度，以及地地基加固方方法等都應(yīng)應(yīng)該經(jīng)計(jì)算算確定，施施工時(shí)注意意臺(tái)前、后后填土進(jìn)度度的配合，避避免有過大大的高差。橋頭路路堤填土(包括橋臺(tái)臺(tái)錐坡)橫向失穩(wěn)穩(wěn)也須經(jīng)過過驗(yàn)算加以以保證，需需要時(shí)也應(yīng)應(yīng)放緩坡度度或加筑反壓護(hù)道。橋頭路路堤填土稍稍高時(shí)，路路堤下沉使使橋臺(tái)后傾傾是軟土地地區(qū)橋梁工工程常發(fā)生生的事故。除除應(yīng)對(duì)橋臺(tái)臺(tái)基礎(chǔ)采取取前述的有有針對(duì)性的的結(jié)構(gòu)措施施及改用輕輕質(zhì)材料填填筑路堤外外，一般也也常對(duì)路堤堤的地基采采取人工加加固處理。第三節(jié)換土土墊層法在沖刷較小的軟軟土地基上上，地基的的承載力和和變形達(dá)不不到基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)要求，且且當(dāng)軟土層層不太厚(如不超過3m)時(shí)，可采采用較經(jīng)濟(jì)濟(jì)、簡(jiǎn)便的的換土墊層層法進(jìn)行淺淺層處理。即即將軟土部部分或全部部挖除，然然后換填工工程特性良良好的材料料，并予以以分層壓實(shí)實(shí)，這種地地基處理方方法稱為換換填墊層法法。墊層處處治應(yīng)達(dá)到到增加地基基持力層承承載力，防防止地基淺淺層剪切變變形的目的的。換填的材料主要要有砂、碎碎石、高爐爐干渣和粉粉煤灰等，應(yīng)應(yīng)具有強(qiáng)度度高、壓縮縮性低、穩(wěn)穩(wěn)定性好和和無侵蝕性性等良好的的工程特性性。當(dāng)軟土土層部分換換填時(shí)，地地基便由墊墊層及(軟弱)下臥層組組成如圖6—4所示，足足夠厚度的的墊層置換換可能被剪剪切破壞的的軟土層，以以使墊層底底部的軟弱弱下臥層滿滿足承載力力的要求，而而達(dá)到加固固地基的目目的。按墊墊層回填材材料的不同同，可分別別稱為砂墊墊層、碎石石墊層等。換填墊層法設(shè)計(jì)計(jì)的主要指指標(biāo)是墊層層厚度和寬寬度，一般般可將各種種材料的墊墊層設(shè)計(jì)都都近似地按按砂墊層的的計(jì)算方法法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)。砂墊層的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算(一)砂墊層厚厚度的確定定砂墊層層厚度計(jì)算算實(shí)質(zhì)上是是軟弱下臥臥層頂面承承載力的驗(yàn)驗(yàn)算，計(jì)算算方法有多多種。一種方方法是按彈彈性理論的的土中應(yīng)力力分布公式式計(jì)算。即即將砂墊層層及下臥土土層視為一一均質(zhì)半無無限彈性體體，在基底底附加應(yīng)力力作用下，計(jì)計(jì)算不同深深度的各點(diǎn)點(diǎn)土中附加加應(yīng)力并加加上土的自自重應(yīng)力，同時(shí)以第二二章所介紹紹的“規(guī)范”方法計(jì)算算地基土層層隨深度變變化的容許許承載力，并并以此確定定砂墊層的的設(shè)計(jì)厚度度，如圖6-4所示。也也可將加固固后地基視視為上層堅(jiān)堅(jiān)硬、下層層軟弱的雙雙層地基，用用彈性力學(xué)學(xué)公式計(jì)算算。另一種是我國目目前常用的的近似按應(yīng)應(yīng)力擴(kuò)散角角進(jìn)行計(jì)算算的方法。即即認(rèn)為砂墊墊層以“”角向下擴(kuò)擴(kuò)散基底附附加壓力，到到砂墊層底底面(下臥層頂頂面)處的土中中附加壓應(yīng)應(yīng)力與土中中自重應(yīng)力力之和不超超過該處下下臥層頂面面地基深度度修正后的的容許承載載力，即：：（6-9）式中：(kPPa)為下臥層層頂面處地地基的容許許承載力，可可按第章方法計(jì)計(jì)算，通常常只進(jìn)行下下臥層頂面面深度修正正，而壓應(yīng)應(yīng)力的大小小與基底附附加壓力、墊墊層厚度、材材料重等有有關(guān)。若考慮平面為矩矩形的基礎(chǔ)礎(chǔ)，在基底底平均附加加應(yīng)力作用用下，基底底下土中附附加壓應(yīng)力力按擴(kuò)散角角通過砂墊墊層向下擴(kuò)擴(kuò)散到軟弱弱下臥層頂頂面，并假假定此處產(chǎn)產(chǎn)生的壓應(yīng)應(yīng)力平面呈呈梯形分布布(圖6-5))(在空間呈呈六面體形形狀分布)，根據(jù)力力的平衡條條件可得到到：則該處下臥層頂頂面的附加加壓應(yīng)力σσh為：（6-10）式中：l—基礎(chǔ)礎(chǔ)的長度(m)；b—基礎(chǔ)的寬度(mm)；—砂砂墊層的厚厚度(m)；—基基底處的附附加應(yīng)力(kPaa)；—砂砂墊層的壓壓應(yīng)力擴(kuò)散散角，一般般取35?！?5。，根據(jù)墊墊層材料選選用。圖66-4砂墊層及及應(yīng)力分布布圖6-5砂墊層應(yīng)應(yīng)力擴(kuò)散圖圖砂墊層底面下的的下臥層同同時(shí)還受到到墊層及基基坑回填土土的重力，所所以（6-11）式中：、—砂墊墊層、回填填土的重度度(kN／m3)，水下時(shí)時(shí)按浮重度度計(jì)算，h—基坑回填填土厚度(m)。由式(6—13)、(6——14)、(6—15)可得到砂砂墊層所需需厚hs。hs一般不宜宜小于lm或超過3m，墊層過過薄，作用用不明顯，過過厚需挖深深坑，費(fèi)工工耗料，經(jīng)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)術(shù)上往往不不合理。當(dāng)當(dāng)?shù)鼗淋涇浨液窕蚧讐毫^較大時(shí)，應(yīng)應(yīng)考慮其它它加固方案案。(二)砂墊層平面尺寸寸的確定砂墊層層底平面尺尺寸應(yīng)為：：（6-12）其中L、B分別為砂墊層底底平面的長長及寬，一一般情況砂砂墊層頂面面尺寸按此此確定，以以防止承受受荷載后墊墊層向兩側(cè)側(cè)軟土擠動(dòng)動(dòng)。(三))基礎(chǔ)最終終沉降量的的計(jì)算砂墊層層上基礎(chǔ)的的最終沉降降量是由墊墊層本身的的壓縮量Ss與軟弱下下臥層的沉沉降量Sl所組成，由由于砂墊層層壓縮模量量比較弱下下臥層大得得多，其壓壓縮量小且且在施工階階段基本完完成，實(shí)際際可以忽略略不計(jì)。需需要時(shí)Ss也可按下下式求得：：（6-17）式中：Es—砂墊層的的壓縮模量量，可由實(shí)實(shí)測(cè)確定，一一般為120000～240000kPPa：——砂墊層內(nèi)內(nèi)的平均壓壓應(yīng)力。Sl可用有關(guān)章節(jié)介介紹方法計(jì)計(jì)算。S的計(jì)算值值應(yīng)符合建建筑物容許許沉降量的的要求，否否則應(yīng)加厚厚墊層或考考慮其它加加固方案。第四節(jié)排水水固結(jié)法飽和軟粘土地基基在荷載作作用下，孔孔隙中的水水慢慢排出出，孔隙體體積慢慢地地減小，地地基發(fā)生固固結(jié)變形。同同時(shí)，隨著著超靜孔隙隙水壓力逐逐漸消散，有效應(yīng)力逐漸提提高，地基基土的強(qiáng)度度逐漸增長長。現(xiàn)以圖6-6為例，可可說明排水水固結(jié)法使使地基土密密實(shí)、強(qiáng)化的原理理。在如圖圖6-6a中，當(dāng)土土樣的天然有效固結(jié)壓力力為。時(shí)，孔孔隙比為e。，在e—曲線上相應(yīng)為aa點(diǎn)，當(dāng)壓壓力增加，固結(jié)終了時(shí)孔隙隙比減少，相相應(yīng)點(diǎn)為c點(diǎn)，曲線為壓縮曲線，與與此同時(shí)，抗抗剪強(qiáng)度與與固結(jié)壓力成比例地由由a點(diǎn)提高到c點(diǎn)，說明明土體在受受壓固結(jié)時(shí)，與孔孔隙比減小小產(chǎn)生壓縮縮的同時(shí)，抗抗剪強(qiáng)度也得到提高高。如從c點(diǎn)卸除壓壓力，則土土樣發(fā)生回彈，圖66-6a中cef為卸荷回回彈曲線，如如從f點(diǎn)再加壓，土樣樣再壓縮將將沿虛線到到c‘，其相圖6-6室內(nèi)壓縮縮試驗(yàn)說明明排水固結(jié)結(jié)法原理應(yīng)的強(qiáng)度包線，如如圖6-l55b所示。從從再壓縮曲曲線fgc‘可a)e-曲線b))τ-曲線看出，固結(jié)壓力力同樣增加加而孔隙比比減小值為為，比小的多。這這說明如在在建筑場(chǎng)地地上先加一一個(gè)和上部部結(jié)構(gòu)相同同的壓力進(jìn)進(jìn)行加載預(yù)預(yù)壓使土層層固結(jié)，然然后卸除荷荷載，再施施工建筑物物，可以使使地基沉降降減少，如如進(jìn)行超載載預(yù)壓(預(yù)壓荷載載大于建筑筑物荷載)效果將更更好，但預(yù)預(yù)壓荷載不不應(yīng)大于地地基土的容容許承載力力。排水固結(jié)法加固固軟土地基基是一種比比較成熟、應(yīng)應(yīng)用廣泛的的方法，它它主要解決決沉降和穩(wěn)穩(wěn)定問題一、砂井堆載預(yù)預(yù)壓法軟粘土滲透系數(shù)數(shù)很低，為為了縮短加加載預(yù)壓后后排水固結(jié)結(jié)的歷時(shí)，對(duì)對(duì)較厚的軟軟土層，常常在地基中中設(shè)置排水水通道，使使土中孔隙隙較快排出出水?？稍谠谲浾惩林兄性O(shè)置一系系列的豎向向排水通道道(砂井、袋袋裝砂井或或塑料排水水板)，在軟土土頂層設(shè)置置橫向排水水砂墊層如如圖6-7所示，借借此縮短排排水途程，增增加排水通通道，改善善地基滲透透性能。砂井地基的設(shè)計(jì)計(jì)砂井地基的設(shè)計(jì)計(jì)主要包括括選擇適當(dāng)當(dāng)?shù)纳熬敝睆?、間距距、深度、排排列方式、布布置范圍以以及形成砂砂井排水系系統(tǒng)所需的的材料、砂砂墊層厚度度等，以使使地基在堆堆載預(yù)壓過過程中，在在預(yù)期的時(shí)時(shí)間內(nèi)，達(dá)達(dá)到所需要要的固結(jié)度度（通常定定為80%）。1．砂井的直徑和和間距：砂砂井的直徑徑和間距主要取決于土的的固結(jié)特性性和施工期期的要求。從從原則上講，為達(dá)達(dá)到相同的的固結(jié)度，縮縮短砂井間間距比增加砂井直直徑效果要要好，即以以“細(xì)而密”為佳，不過，考考慮到施工工的可操作作性，普通通砂井的直徑為3000~5000mm。砂井的的間距可根根據(jù)地基土的固結(jié)特征征和預(yù)定時(shí)時(shí)間內(nèi)所要要求達(dá)到的的固結(jié)度確定，間距距可按為直直徑的6~8倍選用。2．砂井深度：砂砂井深度主主要根據(jù)土土層的分布、地基中中的附加應(yīng)應(yīng)力大小、施施工期限和條件及地基穩(wěn)穩(wěn)定性等因因素確定。當(dāng)當(dāng)軟土不厚厚圖6-7砂井堆載載預(yù)壓（一般為10~~20m）時(shí)，盡盡量要穿過過軟土層達(dá)達(dá)到砂層；；當(dāng)軟土過過厚（超過過20m）,不必打穿穿粘土，可可根據(jù)建筑筑物對(duì)地基基的穩(wěn)定性性和變形的的要求確定定。對(duì)以地地基抗滑穩(wěn)穩(wěn)定性控制制的工程，豎豎井深度應(yīng)應(yīng)超過最危危險(xiǎn)滑動(dòng)面面2.0m以上。3．砂井排列：砂砂井的平面面布置可采采取正方形形或等邊三三角形(圖6-8)，在大面面積荷載作作用下，認(rèn)認(rèn)為每個(gè)砂砂井均起獨(dú)獨(dú)立排水作作用。為了了簡(jiǎn)化計(jì)算算，將每個(gè)個(gè)砂井平面面上的排水水影響面積積以等面積積的圓來代代替，可得得一根砂井井的有效排排水圓柱體體的直徑dde和砂井間間距l(xiāng)的關(guān)系按按下式考慮慮：等邊三角形布置置（6-18）正方形布置（6-19）4．砂井的布置范范圍：由于于在基礎(chǔ)以以外一定的的范圍內(nèi)仍仍然存在壓壓應(yīng)力和剪剪應(yīng)力，所所以砂井的的布置范圍圍應(yīng)比基礎(chǔ)礎(chǔ)范圍大為為好，一般般由基礎(chǔ)的的輪廓線向向外增加2~4m。5．砂料：：砂料宜用用中、粗砂砂，必須保保證良好的的透水性，含含泥量不應(yīng)應(yīng)超過3%，滲透系系數(shù)應(yīng)大于于10-3cm//s。6．砂墊層層：為了使使砂井有良良好的排水水通道，砂砂井頂部應(yīng)應(yīng)鋪設(shè)砂墊墊層，墊層層砂料粒度度和砂井砂砂料相同，厚厚度一般為為0.5m~1m。（二）砂砂井地基的的固結(jié)度的的計(jì)算砂井固結(jié)結(jié)理論采取取了下列的的假設(shè)條件件：圖6-8砂井井的平面布布置及固結(jié)結(jié)滲透途徑徑①地基土是飽和的的，固結(jié)過過程是土中中孔隙水的的排出過程程；②地基表面面承受連續(xù)續(xù)均勻的一一次施加的的荷載；③③地基土在在該荷載作作用下僅有有豎向的壓壓密變形，整整個(gè)固結(jié)過過程地基土土滲透系數(shù)數(shù)不變；④④加荷開始始時(shí)，所有有豎向荷載載全部由孔孔隙水承受受。采用砂井的地基基固結(jié)度計(jì)計(jì)算屬于三三維問題。在在軸對(duì)稱條條件下的單單元井固結(jié)結(jié)課題，如如圖6-8所示。可可采用Reduulic－Terzzaghii固結(jié)理論論，其表達(dá)達(dá)式為（6-20）式中CV、Cr－地基的豎向和和水平向固固結(jié)系數(shù)（m/s2）；r，z－距離砂井中軸軸線的水平平距離和深深度（m）。為了求解方便，采采用了分離離變量原理理，設(shè)，則則式（6-20）可分解解成（6-211a）（6-211b）方程（6-211a）的求解解，可以采采用Terzzaghii解答，其其固結(jié)度的的計(jì)算公式式為其中（6-22）方程（6-211b）已由Barrron(11948))根據(jù)等應(yīng)應(yīng)變條件解解出，其水水平向固結(jié)結(jié)度的計(jì)算算公式為（6-23）其中式中Tr—水平平向固結(jié)的的時(shí)間因素素，無量綱綱；t—固結(jié)結(jié)時(shí)間（s）；L—砂井井垂直長度度（豎向排排水距離）（m）；n—井徑徑比n=de/dw，無量綱綱；de，dw—砂井的有效排水水直徑（m）和砂井井直徑（m）。根據(jù)前前述的分離離變量原理理，則整個(gè)個(gè)土層的平平均超靜孔孔隙水壓力力為同理，對(duì)起始孔孔隙水壓力力值的平均均值仍然有有上述兩式相除后后，可得到到再根據(jù)固結(jié)度的的概念，土土層的平均均固結(jié)度或6-244同理,可得豎向和徑向向平均固結(jié)結(jié)度為或6--25a或6--25b從式（6-244、或（6-25）可得或（6-26）上述推導(dǎo)得到的的（6-26），即Carrrilloo（1942）原理。根根據(jù)這一原原理，以及及上述Terzzaghii和Barrron的解答，則則可計(jì)算出出砂井地基基的平均固固結(jié)度。為了實(shí)際應(yīng)用方方便，將式式(6-226)中Ur與Tr、n的函數(shù)關(guān)關(guān)系制成表表6-4以供查用用。徑向平均均固結(jié)度Ur，與時(shí)間間因素Tr及井徑比n的關(guān)系表6-4nUr0.10.20.30.40.50.60.70.80.940.00980.02080.03310.04750.06420.08520.11180.15000.214050.01220.02600.04130.05900.08000.10650.13900.18700.268060.01440.03060.04900.07000.09460.12540.16480.22100.316070.01630.03560.05520.07900.10700.14170.18600.24900.356080.01800.03830.06100.08750.11820.15700.20600.27600.395090.01960.04160.06640.09500.12870.17050.22300.30000.4380100.02060.04400.07000.10000.13670.18000.23600.31600.4530110.02200.04670.07460.10700.14460.19200.25200.33800.4820120.02300.04900.07800.11200.15180.20080.26300.35300.5050130.02390.05070.08100.11600.15700.20800.27300.36600.5240140.02500.05310.08480.12150.16630.21860.28600.38300.5480例題有一飽和和軟粘性土土層，厚8m，其下為為砂層，打打穿軟粘土土到達(dá)砂層層的砂井直直徑為0.3m，平面面布置為梅梅花形，間間距l(xiāng)=2..4m；軟粘土土在150kkPa均布?jí)毫αο碌呢Q向向固結(jié)系數(shù)數(shù)CV＝0.155mm2／s，水平向向固結(jié)系數(shù)數(shù)Cr＝0.299mm2／s，求一個(gè)個(gè)月時(shí)的固固結(jié)度。解豎向排水水固結(jié)度Uv的計(jì)算地基上上設(shè)置砂墊墊層，該情情況為兩面面排水H＝8／2=44(m))==0.2335徑向排水固結(jié)度度Ur的計(jì)算砂井地基總平均均固結(jié)度不打砂井，依靠靠上下砂層層固結(jié)排水水，一個(gè)月月地基固結(jié)結(jié)度僅23.55%，設(shè)砂井井后為61%。以上介紹的徑向向排水固結(jié)結(jié)理論，是是假定初始始孔隙水壓壓力在砂井井深度范圍圍內(nèi)為均勻勻分布的，即即只有荷載載分布面積積的寬度大大于砂井長長度時(shí)方能能滿足，并并認(rèn)為預(yù)壓壓荷載是一一次施加的的，如荷載載分級(jí)施加加，也應(yīng)對(duì)對(duì)以上固結(jié)結(jié)理論予以以修正，詳詳見有關(guān)砂砂井設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范和專著著，此處不不再贅述。對(duì)于未打穿軟粘粘土層的固固結(jié)度計(jì)算算，因邊界界條件不同同(需考慮砂砂井以下軟軟粘土層的的固結(jié)度)，不能簡(jiǎn)單套用用式(6-226)，可以按按下式近似似計(jì)算其平平均固結(jié)度度：（6-27）式中：U——整個(gè)受壓壓土層平均均固結(jié)度；；—砂井深度L與整個(gè)飽飽和軟粘性性土層厚度度H的比值，；；Ut—砂井深度度范圍內(nèi)土土的固結(jié)度度，按式(6-226)計(jì)算：U‘z—砂井以下下土層的固固結(jié)度，按按單向固結(jié)結(jié)理論計(jì)算算，近似將將砂井底面面作為排水水面。砂井的的施工工藝藝與砂樁大大體相近，具具體參照砂砂樁的施工工工藝。二、袋裝砂井和和塑料排水水板預(yù)壓法法用砂井井法處理軟軟土地基如如地基土變變形較大或或施工質(zhì)量量稍差常會(huì)會(huì)出現(xiàn)砂井井被擠壓截截?cái)啵荒鼙３稚熬谲涇浲林信潘ǖ赖臅硶惩?，影響響加固效果果。近年來來普通在砂砂井的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，出現(xiàn)現(xiàn)了以袋裝裝砂井和塑塑料排水板板代替普通通砂井的方方法，避免免了砂井不不連續(xù)缺點(diǎn)點(diǎn)，而且施施工簡(jiǎn)便、加加快了地基基的固結(jié)，節(jié)節(jié)約用砂，在在工程中得得到日益廣廣泛的應(yīng)用用。(一))袋裝砂井井預(yù)壓法目前國國內(nèi)應(yīng)用的的袋裝砂井井直徑一般般為70~1120mmm，間距為1.0mm~2.00m(井徑比n約取15~220)。砂袋可可采用聚丙丙烯或聚乙乙烯等長鏈鏈聚合物編編織制成，應(yīng)應(yīng)具有足夠夠的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度、耐腐腐蝕、對(duì)人人體無害等等特點(diǎn)。裝裝砂后砂袋袋的滲透系系數(shù)不應(yīng)小小于砂的滲滲透系數(shù)。灌灌入砂袋的的砂應(yīng)為中中、粗砂并并振搗密實(shí)實(shí)。砂袋留留出孔口長長度應(yīng)保證證伸入砂墊墊層至少300mmm，并不得得臥倒。袋裝砂砂井的設(shè)計(jì)計(jì)理論、計(jì)計(jì)算方法基基本與普通通砂井相同同，它的施施工已有相相應(yīng)的定型型埋設(shè)機(jī)械械，與普通通砂井相比比，優(yōu)點(diǎn)是是：施工工工藝和機(jī)具具簡(jiǎn)單、用用砂量少；；它間距較較小，排水水固結(jié)效率率高，井徑徑小，成孔孔時(shí)對(duì)軟土土擾動(dòng)也小小，有利于于地基土的的穩(wěn)定，有有利于保持持其連續(xù)性性。(二))塑料排水水板預(yù)壓法法塑料排排水板預(yù)壓壓法是將塑塑料排水板板用插板機(jī)機(jī)插入加固固的軟土中中，然后在在地面加載載預(yù)壓，使使土中水沿沿塑料板的的通道逸出出，經(jīng)砂墊墊層排除，從從而使地基基加速固結(jié)結(jié)。塑料板板排水與砂砂井比較具具有如下優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：1，塑塑料板由工工廠生產(chǎn)，材材料質(zhì)地均均勻可靠，排排水效果穩(wěn)穩(wěn)定；2．塑塑料板重量量輕，便于于施工操作作；3．施工機(jī)械輕便便，能在超超軟弱地基基上施工；；施工速度度快，工程程費(fèi)用便宜宜。塑料排排水板所用用材料、制制造方法不不同，結(jié)構(gòu)構(gòu)也不同，基基本上分兩兩類。一類類是用單一一材料制成成的多孔管管道的板帶帶，表面刺刺有許多微微孔（如圖圖6-9）；另一一類是兩種種材料組合合而成，板板芯為各種種規(guī)律變形形斷面的芯芯板或亂絲絲、花式絲絲的芯板，外外面包裹一一層無紡?fù)镣凉た椢餅V濾套（如圖圖6-10）。塑料排水板可采采用砂井加加固地基的的固結(jié)理論和設(shè)計(jì)計(jì)算方方法。計(jì)算算時(shí)應(yīng)將塑塑料板換算算成相當(dāng)直徑的砂井井，根據(jù)兩兩種排水體體與周圍土土接圖6-9多孔單一一結(jié)構(gòu)型塑塑料排水板板觸面積相等原理理進(jìn)行換算算，當(dāng)量換換算直徑dP為（6-28）式中：b—塑料料板寬度(mm)，—塑塑料板厚度度(mm)，目前應(yīng)用的塑料料排水板產(chǎn)產(chǎn)品成卷包裝，每每卷長約數(shù)數(shù)百米，用專門的插插板機(jī)插入入軟土地基，先在空心心套管裝入入塑料排水板，并將其其一端與預(yù)預(yù)制的專用鋼靴連接，插插入地基下下預(yù)定標(biāo)高處，拔出出空心套管管，由于6-100復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)塑料排水水板土對(duì)鋼靴的阻力力，塑料板板留在軟土土中，在地地面將塑料料板切斷，即即可移動(dòng)插插板機(jī)進(jìn)行行下一個(gè)循循環(huán)作業(yè)。三、天然地基堆堆載預(yù)壓法法天然地地基堆載預(yù)預(yù)壓法是在在建筑物施施工前，用用與設(shè)計(jì)荷荷載相等(或略大)的預(yù)壓荷荷載(如砂、土、石等重物))堆壓在天天然地基上上使地基軟軟土得到壓壓縮固結(jié)以以提高其強(qiáng)強(qiáng)度(也可以利利用建筑物物本身的重量分級(jí)級(jí)緩慢施工工)，減少工工后的沉降降量，待地地基承載力力、變形達(dá)達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)預(yù)期要求后后，將預(yù)壓壓荷載撤除除，在經(jīng)預(yù)預(yù)壓的地基基上修建建建筑物。此此方法費(fèi)用用較少，但但工期較長長。如軟土土層不太厚厚，或軟土土中夾有多多層細(xì)、粉粉砂夾層滲滲透性能較較好，不需需很長時(shí)間間就可獲得得較好預(yù)壓壓效果時(shí)可可考慮采用用，否則排排水固結(jié)時(shí)時(shí)間很長，應(yīng)應(yīng)用就受到到限制。此此法設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算可用一一維固結(jié)理理論。四、真空預(yù)壓法法和降水位位預(yù)壓法真空預(yù)壓法實(shí)質(zhì)質(zhì)上是以大大氣壓作為為預(yù)壓荷重重的一種預(yù)預(yù)壓固結(jié)法法（圖6-11）。在需需要加固的的軟土地基基表面鋪設(shè)設(shè)砂墊層，然然后埋設(shè)垂垂直排水通通道(普通砂井井、袋裝砂砂井或塑料料排水板)，再用不不透氣的封封閉薄膜覆覆蓋軟土地地基，使其其與大氣隔隔絕，薄膜膜四周埋入入土中，通通過砂墊層層內(nèi)埋設(shè)的的吸水管道道，用真空空泵進(jìn)行抽抽氣，使其其形成真空空，當(dāng)真空空泵抽氣時(shí)時(shí)，先后在在地表砂墊墊層及豎向向排水通道道內(nèi)逐漸形形成負(fù)壓，使使土體內(nèi)部部與排水通通道、墊層層之間形成成壓力差，在在此壓力差差作用下，土土體中的孔孔隙水不斷斷排水，從從而使土體體固結(jié)。降低水水位預(yù)壓法法是借井點(diǎn)點(diǎn)抽水降低低地下水位位，以增加加土的自重重應(yīng)力，達(dá)達(dá)到預(yù)壓目目的。其降降低地下水水位原理、方方法和需要要設(shè)備基本本與井點(diǎn)法法基坑排水水相同。地地下水位降降低使地基基中的軟弱弱土層承受受了相當(dāng)于于水位下降降高度水柱柱的重量而而固結(jié)，增增加了土中中的有效應(yīng)應(yīng)力。這一一方法最適適用于滲透透性較好的的砂土或粉粉土或在軟軟粘土層中中存在砂土土層的情況況，使用前前應(yīng)摸清土土層分布及及地下水位位情況等。采用各種排水固固結(jié)方法加加固后的地地基，均應(yīng)應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量量檢驗(yàn)。檢檢驗(yàn)方法圖6-11真真空預(yù)壓工工藝設(shè)備平平面和剖面面圖可采用十十字板剪切切試驗(yàn)、旁旁壓試驗(yàn)、荷荷載試驗(yàn)或或常規(guī)土工工試驗(yàn)，以以測(cè)定其加加固效果。第五節(jié)擠((振)密法在不發(fā)生沖刷或或沖刷深度度不大的松松散土地基基(包括松散散中、細(xì)、粉粉砂土，粉粉土，松散散細(xì)粒爐渣渣，雜填土以以及IL<1、孔隙比比接近或大大于1的含砂量量較多的松松軟粘性土土)，如其厚厚度較大，用用砂墊層處處理施工困困難時(shí)，可可考慮采用用砂樁深層層擠密法，以以提高地基基承載力，減減少沉降量量和增強(qiáng)抗抗液化能力力。對(duì)于厚厚度大的飽飽和軟粘土土地基，由由于土的滲滲透性小，此此法加固不不易將土擠擠密實(shí)，還還會(huì)破壞土土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)強(qiáng)度，主要要起到置換換作用，加加固效果不不大，宜考考慮采用其其他加固方方法如砂井井預(yù)壓、高高壓噴射、深深層攪拌法法等。下面面介紹常用用的擠密砂砂樁法、夯夯（壓）實(shí)實(shí)法和振動(dòng)動(dòng)法三類。一、擠密砂樁法法擠密砂（或砂石石）樁法是是用振動(dòng)、沖沖擊或打入入套管等方方法在地基基中成孔(孔徑一段段為300mmm～600mmm)然后向孔孔中填入含含泥量不大大于5%的中、粗粗砂、粉、細(xì)細(xì)砂料應(yīng)同同時(shí)摻入25%~~35%碎石或卵卵石，再加加以夯擠密密實(shí)形成土土中樁體從從而加固地地基的方法法。對(duì)松散散的砂土層層，砂樁的的加固機(jī)理理有擠密作作用、排水水減壓作用用和砂土地地基預(yù)振作作用，對(duì)于于松軟粘性性土地基中中，主要通通過樁體的的置換和排排水作用加加速樁間土土的排水固固結(jié)，并形形成復(fù)合地地基，提高高地基的承承載力和穩(wěn)穩(wěn)定性，改改善地基土土的力學(xué)性性質(zhì)。對(duì)于于砂土與粘粘性土互層層的地基及及沖填土，砂砂樁也能起起到一定的的擠實(shí)加固固作用。擠密砂樁的設(shè)計(jì)計(jì)如下：（一）砂土加固固范圍的確確定砂樁加固的范圍圍A(m2)必需稍大大于基礎(chǔ)的的面積（圖圖6-12），一般應(yīng)自基礎(chǔ)礎(chǔ)向外加大大不少于0.5m或0.1bb(b為基礎(chǔ)短短邊的寬度，以m計(jì)計(jì))。一般認(rèn)認(rèn)為砂（石石）樁擠密密地基的寬寬度應(yīng)超出基礎(chǔ)寬寬度，每邊邊寬度不少少于13排；用于于防止砂土液化時(shí)，每每邊放寬不不宜少于處處理深度的的1/2，且不小小于5m；當(dāng)可液化層上上覆蓋有厚厚度大于3m的非液化化土層時(shí)，每邊放寬不不應(yīng)小于液液化層厚度度的1/2，并不應(yīng)應(yīng)小于3m。(二)所需砂樁的面積積A1圖6-122砂樁加固固的平面布布置A1的的大小除與與加固范圍圍A有關(guān)外，主主要與土層層加固后所所需達(dá)到的的地基容許許承載力相相對(duì)應(yīng)的孔孔隙比有關(guān)關(guān)。圖6-13表示砂樁樁加固后的的地基。假假設(shè)砂樁加加固前地基基土的孔隙隙比為e0，砂土加加固范圍為為A，加固后后土孔隙比比為e1。從加固固前后的地地基中取相相同大小的的土樣(圖6-133b)可見，加加固前后原原地基土顆顆粒所占體體積不變，由由此可得所所需砂樁的的面積A1（m2）(6-229)砂土：e1=emaax―Dr(emax―emin)emax及emiin由相對(duì)對(duì)密度試驗(yàn)驗(yàn)確定，Dr值根據(jù)地地質(zhì)情況、荷荷載大小及及施工條件件選擇，可可采用0.7~~0.855；飽和粘性土：e1=ds[wp―IL(WL―Wp)]式中ds──土粒的比比重；wL,wp──土的液限限和塑限；；IL─液性指數(shù)，粘土土可取0.75，粉質(zhì)粘粘土取0.5。對(duì)粉土根據(jù)試驗(yàn)驗(yàn)資料e1=00.6~00.8，砂質(zhì)粉粉土圖6-13砂砂樁加固后后的地基情情況取較低值值，粘質(zhì)粉粉土取較高高值。e1值也可根根據(jù)加固后后地基要求求的承載力力或抗液化化確定。(三)砂樁根數(shù)確定A1后，可根據(jù)施工工設(shè)備的能能力，地基基的類型和和地基處理理的加固要要求，確定定砂樁的直直徑d(m)，目前國國內(nèi)實(shí)際采采用的直徑徑一般為0.30..6m，由此求求出砂樁根根數(shù)n，則砂樁樁根數(shù)約為為：（6-30）(四)砂樁的布置及其其間距為了使擠擠密作用比比較均勻，砂砂樁的可按按正方形、梅梅花形布置置或等邊三三角形，也也可以為其其他形式，如如放射形等等。當(dāng)布置置為梅花形形時(shí)，圖6-14所示，為擠密前軟土，面面積為A，被砂樁樁擠密后該面積內(nèi)的松松軟土被擠擠壓到陰影影所示的部部分。砂樁面面積A1從圖6-5可知為：：=(6-331）的面積A==（6-32）圖圖6-144按梅花形形布置砂樁樁將式(6-31)、(6-332)代入式(6-229)解得：（6-33）式中為砂樁的間間距(m)，一般為(3~55)d。當(dāng)布置為正方形形時(shí)，同理理可得：（6-34）在工程實(shí)踐中，除除了理論計(jì)計(jì)算外，常常常通過現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確確定砂樁的的間距及加加固的效果果。(四)砂樁長度如軟弱土層不很很厚，砂樁樁一般應(yīng)穿穿透軟土層層，如軟弱弱土層很厚厚，砂樁長長度可按樁樁底承載力力和沉降量量的要求，根根據(jù)地基的的穩(wěn)定性和和變形驗(yàn)算算確定。（五）砂樁的灌灌砂量為保證砂樁加固固后地基達(dá)達(dá)到設(shè)計(jì)要要求的的質(zhì)質(zhì)量，每根根樁應(yīng)灌入入足夠的砂砂量Q(kNN)，以保證證加固后土土的密實(shí)度度達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)要求。則則每根砂樁樁的灌砂量量為：（6-35）式中： —砂樁樁面積l—砂樁長度r—為加固后的孔隙隙比e1的砂樁內(nèi)內(nèi)砂土重度度(kN／m3)；—水的重度(kNN／m3)；w—灌入砂的含水量量（以百分分?jǐn)?shù)計(jì)）；；ds─土顆粒比重。由式((6-355)計(jì)算所得得灌砂量是是理論計(jì)算算值，應(yīng)考考慮各種可可能損耗，備備砂量應(yīng)大大于此值。砂樁用用于加固粘粘性土?xí)r，地地基承載力力應(yīng)按后面面介紹的復(fù)復(fù)合地基計(jì)計(jì)算或復(fù)核核，并在需需要時(shí)進(jìn)行行沉降驗(yàn)算算。砂樁施施工可采用用振動(dòng)式或或錘擊式成成孔。振動(dòng)動(dòng)式是靠振振動(dòng)機(jī)的垂垂直上下振振動(dòng)作用，把把帶樁靴或或底蓋的鋼鋼套管打入入土中成孔孔，填入砂砂料振動(dòng)密密實(shí)成樁(一面振動(dòng)動(dòng)一面拔出出套管)；錘擊式式是將鋼套套管打入土土中，其他他工藝與振振動(dòng)式基本本相同，但但灌砂成樁樁和擴(kuò)大是是用內(nèi)管向向下沖擊而而成。筑成的砂樁必須須保證質(zhì)量量要求：砂砂樁必須上上下連續(xù)，確確保設(shè)計(jì)長長度；每單單位長度砂砂樁投砂量量應(yīng)保證；；砂樁位置置的允許偏偏差不大于于一個(gè)砂樁樁直徑，垂垂直度允許許偏差不大大于1.5%；加固后后地基承載載力可用靜靜載試驗(yàn)確確定，樁及及樁間土的的擠密質(zhì)量量可采用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)貫入法法、動(dòng)力觸觸探法、靜靜力觸探法法等進(jìn)行檢檢測(cè)。除用砂作為擠密密填料外，還還可用碎石石、石灰、二二灰(石灰、粉粉煤灰)、素土等等填實(shí)樁孔孔。石灰、二二灰還有吸吸水膨脹及及化學(xué)反應(yīng)應(yīng)而擠密軟軟弱土層的的作用。這這類樁的加加固原理與與設(shè)計(jì)方法法與砂樁擠擠密法相同同。二、夯（壓）實(shí)法夯（壓）實(shí)法對(duì)對(duì)砂土地基基及含水量量在一定范范圍內(nèi)的軟軟弱粘性土土可提高其其密實(shí)度和和強(qiáng)度，減減少沉降量量。此法也也適用于加加固雜填土土和黃土等等。按采用用夯實(shí)手段段的不同可可對(duì)淺層或或深層土起起加固作用用，淺層處處理的換土土墊層法（第第二節(jié)）需需要分層壓壓實(shí)填土，常常用的壓實(shí)實(shí)方法是碾碾壓法、夯夯實(shí)法和振振動(dòng)壓實(shí)法法。還有淺淺層處理的的重錘夯實(shí)實(shí)法和深層層處理的強(qiáng)強(qiáng)夯法(也稱動(dòng)力力固結(jié)法）。(一)重錘夯實(shí)法重錘夯實(shí)法是運(yùn)運(yùn)用起重機(jī)機(jī)械將重錘錘(一般不輕輕于15kNN)提到一定定高度(3~44m)然后錘自自由落下，這這樣重復(fù)夯夯擊地基，使使它表層(在一定深深度內(nèi))夯擊密實(shí)實(shí)而提高強(qiáng)強(qiáng)度。它適適用于砂土土、稍濕的的粘性土，部部分雜填土土、濕陷性性黃土等，是是一種淺層層的地基加加固方法。重錘的式樣常為為一截頭圓圓錐體(圖6-5)，重為15~330kN，錘底直直徑0.7mm~1.55m，錘底面面自重靜壓壓力約為15~225kPaa，落距一一般采用2.5~~4.0mm。重錘夯實(shí)的有效效影響深度度與錘重、錘錘底直徑、落落距及地質(zhì)質(zhì)條件有關(guān)關(guān)。國內(nèi)某地經(jīng)驗(yàn)，一一般砂質(zhì)土土，當(dāng)錘重重為15kN，錘底直直徑1.155m，落距3~4m時(shí)，夯夯擊6~8遍，夯擊擊有效深度度約為1.100~1.220m，為達(dá)到到預(yù)期加固密實(shí)度和深深度，應(yīng)在在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行行試夯，確確定需要的的落距、夯夯擊遍數(shù)等等。夯擊時(shí)，土的飽飽和度不宜宜太高，地地下水位應(yīng)應(yīng)低于擊實(shí)實(shí)影響深度度，在此深度范圍內(nèi)內(nèi)也不應(yīng)有有飽和的軟軟弱下臥層層，否則會(huì)會(huì)出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象，嚴(yán)重影響夯夯實(shí)效果，含含水量過低低消耗夯擊擊功能較大大，還往往往達(dá)不到預(yù)期效果。一般般含水量應(yīng)應(yīng)盡量控制制接近擊實(shí)實(shí)土的最佳佳含水量或或控制在塑塑液限之間而稍接接近塑限，也也可由試夯夯確定含水水量與錘擊擊功能的規(guī)規(guī)律，以求能用較少的夯夯擊遍數(shù)達(dá)達(dá)到預(yù)期的的設(shè)計(jì)加固固深度和密密實(shí)度，從從而指導(dǎo)施施工。一般夯擊遍遍數(shù)不宜超超過8~12遍，否則則應(yīng)考慮增增加錘重、落落距或調(diào)整土層含水量。圖圖6-155夯錘重錘夯夯實(shí)法加固固后的地基基應(yīng)經(jīng)靜載載試驗(yàn)確定定其承載力力，需要時(shí)時(shí)還應(yīng)對(duì)軟軟弱下臥層層承載力及及地基沉降降進(jìn)行驗(yàn)算算。(二))強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法，亦稱為為動(dòng)力固結(jié)結(jié)法，是一一種將較大大的重錘(一般約為80~4400kNN，最重達(dá)20000kN)從6~200m高處(最高達(dá)40m)自由落下下，對(duì)較厚厚的軟土層層進(jìn)行強(qiáng)力力夯實(shí)的地地基處理方方法。它的顯著特點(diǎn)是是夯擊能量量大，因此此影響深度也大。并并具有工藝藝簡(jiǎn)單，施施工速度快、費(fèi)用低、適適用范圍廣廣、效果好好等優(yōu)點(diǎn)。強(qiáng)夯法適用于碎碎石類土、砂砂類土、雜雜填土、低飽和粉土和粘土、濕陷陷性黃土等地基的加加固，效果果較好。對(duì)對(duì)于高飽和軟粘土(淤泥泥及淤泥質(zhì)質(zhì)土)強(qiáng)夯處理理效果較差，但若若結(jié)合夯坑坑內(nèi)回填塊塊石、碎石或其他粗粒料料，強(qiáng)行夯夯入形成復(fù)合地基（稱為強(qiáng)強(qiáng)夯置換或或動(dòng)力擠淤淤），處理理圖6-111強(qiáng)夯法示示意圖效果較好。強(qiáng)夯法雖然在實(shí)實(shí)踐中已被被證實(shí)是一一種較好的地基處理理方法，但但其加固機(jī)機(jī)理研究尚尚待完善。目前對(duì)對(duì)強(qiáng)夯加固固機(jī)理根據(jù)據(jù)土的類別別圖6-166強(qiáng)夯法示示意圖和強(qiáng)夯施工工藝藝的不同分分為三種加加固機(jī)理：：（1）.動(dòng)力擠密密：在沖擊擊型荷載作作用下，在在多孔隙、粗粗顆粒、非非飽和土中中，土顆粒粒相對(duì)位移移，孔隙中中氣體被擠擠出，從而而使得土體體的孔隙減減小、密實(shí)實(shí)度增加、強(qiáng)強(qiáng)度提高以以及變形減減?。唬?）動(dòng)力固固結(jié)：在飽飽和的細(xì)粒粒土中，土土體在夯擊擊能量作用用下產(chǎn)生孔孔隙水壓力力使土體結(jié)結(jié)構(gòu)被破壞壞，土顆粒粒間出現(xiàn)裂裂隙，形成成排水通道道，滲透性性改變，隨隨著孔隙水水壓力的消消散土開始始密實(shí)，抗抗剪強(qiáng)度、變變形模量增增大。在夯夯擊過程中中并伴隨土土中氣體體體積的壓縮縮，觸變的的恢復(fù)，粘粘粒結(jié)合水水向自由水水轉(zhuǎn)化等。圖6-16為某一工地土層強(qiáng)夯前后強(qiáng)度提高的測(cè)定情況；（3）動(dòng)力置換：在飽和軟粘土特別是淤泥及淤泥質(zhì)土中，通過強(qiáng)夯將碎石填充于土體中，形成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力。強(qiáng)夯法法的設(shè)計(jì)如如下：(1)有效加固固深度：強(qiáng)強(qiáng)夯的有效效加固深度度影響因素很多，有有錘重、錘錘底面積和和落距，還有地基土性質(zhì)質(zhì)，土層分分布，地下下水位以及及其他有關(guān)設(shè)計(jì)參參數(shù)等。我我國常采用用的是根據(jù)據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)方式進(jìn)進(jìn)行修正后后的估算公公式：（6-336）式中：H—有效效加固深度度(m)；M—錘錘重(以10kN為單位)；hh—落距(m)；α—對(duì)對(duì)不同土質(zhì)質(zhì)的修正系系數(shù)，參見見表6-5圖6-17修正系系數(shù)α表6-5土的名稱黃土一般對(duì)粘性土、粉粉土砂土碎石土（不包括括塊石、漂石）塊石、礦渣人工填土α0.45~0..600.55~0..650.65~0..700.60~0..750.49~0..500.55~0..75上式未反映土的的物理力學(xué)學(xué)性質(zhì)的差差別，僅作作參考，應(yīng)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)試夯或當(dāng)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確確定，缺乏乏資料時(shí)也也可按相關(guān)關(guān)規(guī)范提供供的數(shù)據(jù)預(yù)預(yù)估。（2）強(qiáng)夯的單位夯夯擊能：?jiǎn)挝缓粨裟苤竼螁挝幻娣e上上所施加的的總夯擊能能，它的大大小應(yīng)根據(jù)據(jù)地基土的的類別、結(jié)結(jié)構(gòu)類型、荷荷載大小和和處理的深深度等綜合合考慮，并并通過現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)試夯確定定。對(duì)于粗粗粒土可取取10000~40000)KNN·m／m2；對(duì)細(xì)粒粒土可取15000~50000kN··m／m2。夯錘底底面積對(duì)砂砂類土一般般為(3~4))m2，對(duì)粘性性土不宜小小于6m2。夯錘底底面靜壓力力值可取24~440kPaa，強(qiáng)夯置置換錘底靜靜壓力值可可取40~2200kkPa。實(shí)踐證證明，圓形形夯錘底并并設(shè)置可取取250~~300mmm的縱向貫貫通孔的夯夯錘，地基基處理的效效果較好。（3）夯擊次數(shù)與遍遍數(shù)：夯擊次數(shù)應(yīng)根據(jù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯夯的夯擊次次數(shù)和夯沉沉量關(guān)系曲曲線以及最最后兩擊夯夯沉量之差差并結(jié)合現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)具體情情況來確定定。施工的的合理夯擊擊次數(shù)，應(yīng)應(yīng)取單擊夯夯沉量開始始趨于穩(wěn)定定時(shí)的累計(jì)計(jì)夯擊次數(shù)數(shù)，且這一一穩(wěn)定的單單擊夯沉量量即可用作作施工時(shí)收收錘的控制制夯沉量。但但必須同時(shí)時(shí)滿足：最后兩擊的平均均夯沉量不不大于50mm，當(dāng)單擊擊夯擊能量量較大時(shí)，應(yīng)應(yīng)不大于100mmm，當(dāng)單擊夯擊能大大于60000kN·m時(shí)不大于200mmm；②夯坑周圍地基不不應(yīng)發(fā)生過過大的隆起起；③不因夯坑過深而而發(fā)生起錘錘困難。各試夯點(diǎn)的夯擊擊數(shù)，應(yīng)使使土體豎向向壓縮最大大，而側(cè)向向位移最小小為原則，一一般為5~15擊。夯擊遍數(shù)一般為為2~3遍，最后后再以低能能量滿夯一一遍。（4）間間歇時(shí)間：：對(duì)于多遍遍夯擊，兩兩遍夯擊之之間應(yīng)有一一定的時(shí)間間間隔，主主要取決于于加固土層層孔隙水壓壓力的消散散時(shí)間。對(duì)對(duì)于滲透性性較差的粘粘性土地基基的間隔時(shí)時(shí)間，應(yīng)不不小于3~4周，滲透透性較好的的地基可連連續(xù)夯擊。（5）夯點(diǎn)布置及間間距：夯點(diǎn)點(diǎn)的布置一一般為正方方形、等邊邊三角形或或等腰三角角形，處理理范圍應(yīng)大大于基礎(chǔ)范范圍，宜超超出1/2~~2/3的處理深深度，且不不宜小于3m。夯間距距應(yīng)根據(jù)地地基土的性性質(zhì)和要求求處理的深深度來確定定。一般第第一遍夯擊擊點(diǎn)間距可可取5~9m，第二遍遍夯擊點(diǎn)位位于第一遍遍夯擊點(diǎn)之之間，以后后各遍夯擊擊點(diǎn)間距可可與第一遍遍相同，也也可適減小小。強(qiáng)夯法法施工前，應(yīng)應(yīng)先在現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)進(jìn)行原位位試驗(yàn)(旁壓試驗(yàn)驗(yàn)、十字板板試驗(yàn)、觸觸探試驗(yàn)等等)，取原狀狀土樣測(cè)定定含水量、塑塑限液限、粒粒度成分等等，然后在在試驗(yàn)室進(jìn)進(jìn)行動(dòng)力固固結(jié)試驗(yàn)或或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行行試驗(yàn)性施施工，以取取得有關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)。為按按設(shè)計(jì)要求求(地基承載載力、壓縮縮性、加固固影響深度度等)確定施工工時(shí)每一遍遍夯擊的最最佳夯擊能能、每一點(diǎn)點(diǎn)的最佳夯夯擊數(shù)、各各夯擊點(diǎn)間間的間距以以及前后兩兩遍錘擊之之間的間歇歇時(shí)間(孔隙承壓壓力消散時(shí)時(shí)間)等提供依依據(jù)。強(qiáng)夯法法施工過程程中還應(yīng)對(duì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地基基土層進(jìn)行行一系列對(duì)對(duì)比的觀測(cè)測(cè)工作，包包括：地面面沉降測(cè)定定；孔隙水水壓力測(cè)定定；側(cè)向壓壓力、振動(dòng)動(dòng)加速度測(cè)測(cè)定等。對(duì)對(duì)強(qiáng)夯加固固后效果的的檢驗(yàn)可采采用原位測(cè)測(cè)試的方法法如現(xiàn)場(chǎng)十十字板、動(dòng)動(dòng)力觸探、靜靜力觸探、荷荷載試驗(yàn)、波波速試驗(yàn)等等；也可采采用室內(nèi)常常規(guī)試驗(yàn)、室室內(nèi)動(dòng)力固固結(jié)試驗(yàn)等等。近年來來國內(nèi)外有有采用強(qiáng)夯夯法作為軟軟土的置換換手段，用用強(qiáng)夯法將將碎石擠入入軟土形成成碎石墊層層或間隔夯夯入形成碎碎石墩(樁)，構(gòu)成復(fù)復(fù)合地基，且且已列相關(guān)關(guān)的行業(yè)規(guī)規(guī)范。強(qiáng)夯法法除了尚無無完整的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算方方法，施工工前后及施施工過程中中需進(jìn)行大大量測(cè)試工工作外，還還有諸如噪噪聲大，振振動(dòng)大等缺缺點(diǎn)，不宜宜在建筑物物或人口密密集處使用用；加固范范圍較小(50000cm2)時(shí)不經(jīng)濟(jì)濟(jì)。三、振沖法振沖法法主要的施施工機(jī)具是是振沖器、吊吊機(jī)和水泵泵。振沖器器是一個(gè)類類似插入式式混凝土振振搗器的機(jī)機(jī)具，其外外殼直徑為為0.2mm~0.445m，長2~5m，重約20~550kN，筒內(nèi)主主要由一組組偏心塊、潛潛水電機(jī)和和通水管三三部分組成成如圖6-8所示。振沖器器有兩個(gè)功功能，一是是產(chǎn)生水平平向振動(dòng)力力(40～90kNN)作用于周周圍土體；；二是從端端部和側(cè)部部進(jìn)行射水水和補(bǔ)給水水。振動(dòng)力力是加固地地基的主要要因素，射射水起協(xié)助助振動(dòng)力在在土中使振振沖器鉆進(jìn)進(jìn)成孔，并并在成孔后后清孔及實(shí)實(shí)現(xiàn)護(hù)壁作作用。施工時(shí)，振沖器器由吊車或或卷揚(yáng)機(jī)就就位后(圖6-9)，打開下下噴水口，啟啟動(dòng)振沖器器，在振動(dòng)動(dòng)力和水沖沖作用下，在在土層中形形成孔洞，直直至設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高。然后后經(jīng)過清孔孔，用循環(huán)環(huán)水帶出孔孔中稠泥漿漿后，向樁樁孔逐段添添加填料(粗砂、礫礫砂、碎石石、卵石等等)，填料粒粒徑不宜大大于80mm，碎石常常用20mmm~50mmm，每段填填料均在振振沖器振動(dòng)動(dòng)作用下振振擠密實(shí)，達(dá)達(dá)到要求密密實(shí)度后就就可以上提提，重復(fù)上上述操作直直至地面，從從而在地基基中形成一一根具有相相當(dāng)直徑的的密實(shí)樁體體，同時(shí)孔孔周圍一定定范圍的土土也被擠密密?？變?nèi)填填料的密實(shí)實(shí)度可以從從振動(dòng)所耗耗的電量來來反映，通通過觀察電電流變化來來控制。不不加填料的的振沖法密密實(shí)法僅適適用