第一節(jié) 概 述 土木工程建設(shè)中，有時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)，達到滿足上部結(jié)構(gòu)對地基穩(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；改善土的動力特性防止液化， 減輕振動；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，大量的土木工程實踐推動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地基處理方法的分類 表表 6-16-1 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地基處理的主要方法、適用范圍和加固原理 表表 6-26-2 分類方法加固原理適用范圍 換土墊層法采用開挖后換好土回填的方法；對于厚度較小的淤泥 質(zhì)土層，亦可采用拋石擠淤法。地基淺層性能良好的 墊層，與下臥層形成雙層地基。墊層可有效地擴散基 底壓力，提高地基承載力和減少沉降量。 各種淺層的軟弱土地基 振沖置換法利用振沖器在高壓水的作用下邊振、邊沖，在地基中 成孔，在孔內(nèi)回填碎石料且振密成碎石樁。碎石樁柱 體與樁間土形成復(fù)合地基，提高承載力，減少沉降量 cu20kPa 的粘性土、松 散粉土和人工填土、濕 陷性黃土地基等 強夯置換法采用強夯時，夯坑內(nèi)回填塊石、碎石擠淤置換的方法， 形成碎石墩柱體，以提高地基承載力和減少沉降量。 淺層軟弱土層較薄的地 基 碎石樁法采用沉管法或其他技術(shù)，在軟土中設(shè)置砂或碎石樁柱 體，置換后形成復(fù)合地基，可提高地基承載力，降低 地基沉降。同時，砂、石柱體在軟粘土中形成排水通 道，加速固結(jié) 一般軟土地基 石灰樁法在軟弱土中成孔后，填入生石灰或其他混合料，形成 豎向石灰樁柱體，通過生石灰的吸水膨脹、放熱以及 離子交換作用改善樁柱體周圍土體的性質(zhì)，形成石灰 樁復(fù)合地基，以提高地基承載力，減少沉降量 人工填土、軟土地基 置 換 EPS 輕填法發(fā)泡聚苯乙烯（EPS）重度只有土的 1/501/100，并具 有較高的強度和低壓縮性，用于填土料，可有效減少 作用于地基的荷載，且根據(jù)需要用于地基的淺層置換 軟弱土地基上的填方工 程 分類方法加固原理適用范圍 加載預(yù)壓法在預(yù)壓荷載作用下，通過一定的預(yù)壓時間，天然地基 被壓縮、固結(jié)，地基土的強度提高，壓縮性降低。在 達到設(shè)計要求后，卸去預(yù)壓荷載，再建造上部結(jié)構(gòu)， 以保證地基穩(wěn)定和變形滿足要求。當(dāng)天然土層的滲透 性較低時，為了縮短滲透固結(jié)的時間，加速固結(jié)速率， 可在地基中設(shè)置豎向排水通道，如砂井、排水板等。 加載預(yù)壓的荷載，一般有利用建筑物自身荷載、堆載 或真空預(yù)壓等 軟土、粉土、雜填土、 沖填土等 排 水 固 結(jié) 超載預(yù)壓法基本原理同加載預(yù)壓法，但預(yù)壓荷載超過上部結(jié)構(gòu)的 荷載。一般在保證地基穩(wěn)定的前提下，超載預(yù)壓方法 的效果更好，特別是對降低地基次固結(jié)沉降十分有效 淤泥質(zhì)粘性土和粉土 強夯法采用重量 100400kN 的夯錘，從高處自由落下，在強 烈的沖擊力和振動力作用下，地基土密實，可以提高 承載力，減少沉降量 松散碎石土、砂土，低 飽和度粉土和粘性土， 濕陷性黃土、雜填土和 素填土地基 振沖密實法振沖器的強力振動，使得飽和砂層發(fā)生液化，砂粒重 新排列，孔隙率降低；同時，利用振沖器的水平振沖 力，回填碎石料使得砂層擠密，達到提高地基承載力， 降低沉降的目的 粘粒含量少于 10%的疏 松散砂土地基 擠密碎（砂） 石樁法 施工方法與排水中的碎（砂）石樁相同，但是，沉管 過程中的排土和振動作用，將樁柱體之間土體擠密， 并形成碎（砂）石樁柱體復(fù)合地基，達到提高地基承 載力和減小地基沉降的目的 松散砂土、雜填土、非 飽和粘性土地基、黃土 地基 振 密 擠 密 土、灰土樁 法 采用沉管等技術(shù)，在地基中成孔，回填土或灰土形成 豎向加固體，施工過程中排土和振動作用，擠密土體， 并形成復(fù)合地基，提高地基承載力，減小沉降量 地下水位以上的濕陷性 黃土、雜填土、素填土 地基 加筋土法在土體中加入起抗拉作用的筋材，例如土工合成材料、 金屬材料等，通過筋土間作用，達到減小或抵抗土壓 力；調(diào)整基底接觸應(yīng)力的目的。可用于支擋結(jié)構(gòu)或淺 層地基處理 淺層軟弱土地基處理、 擋土墻結(jié)構(gòu) 錨固法主要有土釘和土錨法，土釘加固作用依賴于土釘與其 周圍土間的相互作用；土錨則依賴于錨桿另一端的錨 固作用，兩者主要功能是減少或承受水平向作用力 邊坡加固，土錨技術(shù)應(yīng) 用中，必須有可以錨固 的土層、巖層或構(gòu)筑物 加 筋 豎向加固體 復(fù)合地基法 在地基中設(shè)置小直徑剛性樁、低等級混凝土樁等豎向 加固體，例如 CFG 樁、二灰混凝土樁等，形成復(fù)合地 基，提高地基承載力，減少沉降量 各類軟弱土地基、尤其 是較深厚的軟土地基 分類方法加固原理適用范圍 深層攪拌法利用深層攪拌機械，將固化劑（一般的無機固化劑為 水泥、石灰、粉煤灰等）在原位與軟弱土攪拌成樁柱 體，可以形成樁柱體復(fù)合地基、格柵狀或連續(xù)墻支擋 結(jié)構(gòu)。作為復(fù)合地基，可以提高地基承載力和減少變 形；作為支擋結(jié)構(gòu)或防滲，可以用作基坑開挖時，重 力式支擋結(jié)構(gòu)，或深基坑的止水帷幕。水泥系深層攪 拌法，一般有兩大類方法，即噴漿攪拌法和噴粉攪拌 法 飽和軟粘土地基，對于 有機質(zhì)較高的泥炭質(zhì)土 或泥炭、含水量很高的 淤泥和淤泥質(zhì)土，適用 性宜通過試驗確定 化 學(xué) 固 化 灌漿或注漿 法 有滲入灌漿、劈裂灌漿、壓密灌漿以及高壓注漿等多 種工法，漿液的種類較多。 類軟弱土地基，巖石地 基基加固，建筑物糾偏 等加固處理 上述表中的各類地基處理方法，均有各自的特點和作用機理，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，工程對地基的要 求也是不盡相同的，材料、施工機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，對于每一工程必須進行綜合考慮，通過方案的比選，選擇一種技術(shù)可靠、經(jīng) 濟合理、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（a1-20.5MPa-1）和強度低的特點，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力作用形成較粗的顆粒(粗、中、細砂)相摻雜， 使其不均勻和極松軟，增強了淤泥的透水性能，易于壓縮固結(jié)。 2.瀉湖相： 顆粒微細、孔隙比大、強度低、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 0.32.0m 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 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)場原位測試取得。 軟土的工程特性：含水量較高，孔隙比較大；抗剪強度低；壓縮性較高；滲透性很?。唤Y(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)定性的計算 在軟土地基設(shè)計計算中，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 算問題,故與一般地基土的計算有所區(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，并結(jié)合下列因素綜合確定：軟土成層條件、 應(yīng)力歷史、力學(xué)特性及排水條件；上部結(jié)構(gòu)的類型、剛度、荷載性質(zhì)、大小和分布，對 不均勻沉降的敏感性；基礎(chǔ)的類型、尺寸、埋深、剛度等；施工方法和程序；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(PrandtlReissner)極 限荷載公式(參見土力學(xué)教材)由0，確定為hq 2 （6-1）hCp uu2 14 . 5 式中：軟土不排水抗剪強度，可用三軸儀、十字板剪切儀測定，也可取室內(nèi)無側(cè)限抗 u C 壓強度 qu之半計算； 基底以上土的重度(kNm3)，地下水位以下為浮重度； 2 基礎(chǔ)埋置深度(m)。當(dāng)受水流沖刷時，由一般沖刷線算起。h 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） hCk m up2 14 . 5 式中：m安全系數(shù) 1.52.5，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)驗性質(zhì)的系數(shù)，當(dāng)矩形基礎(chǔ)上作用有 傾 斜荷載時 u p C Q bll b k 4 . 0 12 . 01 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， 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； b ebb2 L ell2 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， (G 為土顆粒比重)，e 為 1 時，相應(yīng)天然含水量 w 約 36；e 為 1.5 時，相G S G e r 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)計資料 w 與軟土的容許承載力關(guān)系如表 6-3 所示。 0 軟土的容許承載力軟土的容許承載力 表表 6-3 0 天然含水量 w（%）36404550556575 (kPa) 0 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算： （6-3） 3 20 h 各符號意義同前，當(dāng) ht2。 由于對軟土的次固結(jié)性狀仍了解不夠，無論對于它的機理、變化規(guī)律、影響因素、計 算方法和試驗測定等都有待進一步深入探討。 軟土地基沉降量 S 還可以利用觀察到的建筑物的若干隨時間(t1、t2等)變化的沉降值 Stl、St2、St一 t 關(guān)系等，推算該建筑物的后期沉降 St及最終沉降。常用的推算方法是將 S 實測的沉降一時間(St一 t)曲線擬合為指數(shù)曲線、雙曲線等而用數(shù)學(xué)方法推算 St或。具 S 體詳見土力學(xué)教材。 綜上所述，軟土地基的沉降應(yīng)為上述三種沉降之和，即，但是 scd SSSS 由于瞬時沉降和次固結(jié)沉降的計算方法和理論還處于初步階段，故工程上也常用將一維固 結(jié)沉降計算的結(jié)果乘以一個沉降計算經(jīng)驗的修正系數(shù) ms計算 （6-12） csS mS 在公橋基規(guī)規(guī)定：當(dāng)軟土壓縮模量 Es1.04.0MPa 時，ms1.81.1，以提高其 計算精度。由于軟土地基沉降的復(fù)雜性，ms的取值尚待補充完善。 (三)軟土地基的穩(wěn)定性分析 分析軟土地基上建筑物承受水平推力后，由于地基土抗剪強度低，發(fā)生基礎(chǔ)連同部分 地基土在土中剪切滑移失穩(wěn)的可能性。在軟土地基上橋臺、擋土墻等承受側(cè)向推力的建筑 物在保證其地基承載力、沉降驗算。同時，應(yīng)進行穩(wěn)定性的分析。對于樁基礎(chǔ)，假定的滑 動弧面可認為發(fā)生在樁底以上如圖 6-3 所示(只有軟土層很厚而樁長又很短時才發(fā)生在樁底 以下，但此僅是特例)，由于在設(shè)計中考慮承臺底以上全部外力均由基樁承擔(dān)，所以分析時 可以不計這部分外力作用于滑動弧面上的分力，只考慮承臺底面到滑動弧面以上土柱重， 即在圖 6-3 中對 P、M 不應(yīng)計入其影響，而陰形部分土的重力 應(yīng)計入其影響。不屬于基樁承 擔(dān)的滑裂體范圍內(nèi)的荷載仍應(yīng) 圖 6-3 樁基穩(wěn)定性分析示意圖 四、軟土地基基礎(chǔ)工程應(yīng)注意的事項 軟土地基的強度、變形和穩(wěn)定是工程中必須全面、充分注意的問題。從目前國內(nèi)的勘 察、設(shè)計、施工的現(xiàn)狀出發(fā)，在軟土地基上修筑高速公路從基礎(chǔ)工程的角度出發(fā)，應(yīng)注意 下列一些事項： (一)要取得代表性很好的地質(zhì)資料 軟土地基上高速公路的設(shè)計與施工質(zhì)量很大程度上取決于地質(zhì)資料的真實性和代表性， 應(yīng)認真收集沿線的地形、地貌、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣象等資料，合理地利用鉆探、觸 探、十字板剪切等現(xiàn)場綜合勘探測試方法，做好軟土地基各層土樣的物理、力學(xué)、水理性 質(zhì)的室內(nèi)試驗，并對上述各項資料進行統(tǒng)計與分析，選擇有代表性的技術(shù)指標(biāo)作為設(shè)計和 施工的依據(jù)。 (二)軟土地基路堤處治設(shè)計應(yīng)注意的事項有： 1軟土路堤的穩(wěn)定性分析 2軟土路堤的變形分析 3軟土地基處理方案的合理選擇 4觀測和試驗 (三)軟土地區(qū)的橋涵基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)注意的事項 1全面掌握相關(guān)資料合理布設(shè)橋涵 在軟土地區(qū)，橋梁位置(尤其是大型橋梁)既要與路線走向協(xié)調(diào)，又要注意構(gòu)造物對工 程地質(zhì)的要求，如果地基土層是深、厚軟粘土，特別淤泥、泥炭和高靈敏度的軟土，不僅 設(shè)汁技術(shù)條件復(fù)雜，而且將給施工、養(yǎng)護、運營帶來許多困難，工程造價也將增大，應(yīng)力 求避免，另選擇軟土較薄、均勻、靈敏度較小的地段可能更為有利。對于小橋涵，可優(yōu)先 考慮地表“硬殼”層較厚，下臥為均勻軟土處，以爭取采用明挖剛性擴大基礎(chǔ)，降低造價。 在確定橋梁總長、橋臺位置時，除應(yīng)考慮泄洪、通航要求外，宜進一步結(jié)合橋臺和引 道的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定考慮。如能利用地形、地質(zhì)條件，適當(dāng)?shù)牟贾没蜓娱L引橋，使橋臺置于地 基土質(zhì)較好或軟土較薄處，以引橋代替高路堤，減少橋臺和填土高度，有利于橋臺、路堤 的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定。在造價、占地、養(yǎng)護費用、運營條件等統(tǒng)盤考慮后，在技術(shù)上、經(jīng)濟上都 是合理的。 軟土地基上橋梁宜采用輕型結(jié)構(gòu)，減輕上部結(jié)構(gòu)及墩臺自重。由于地基易產(chǎn)生較大的 不均勻沉降，一般以采用靜定結(jié)構(gòu)或整體性較好的結(jié)構(gòu)為宜，如橋梁上部可采用鋼筋混凝 土空心板或箱形梁；橋臺采用柱式、支撐梁輕型橋臺或框架式等組合式橋臺；橋墩宜用樁 柱式、排架式、空心墩等。涵洞宜用鋼筋混凝土管涵、整體基礎(chǔ)鋼筋混凝土蓋板涵、箱涵 以保證涵身剛度和整體性。 2軟土地基橋梁基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)注意事項 我國在軟土地區(qū)的橋梁基礎(chǔ)，常用的是剛性擴大基礎(chǔ)(天然地基或人工地基)和樁基礎(chǔ)， 也有用沉井基礎(chǔ)的，現(xiàn)結(jié)合軟土地基的特點，介紹設(shè)計時應(yīng)注意的幾個問題。 （1）剛性擴大淺基礎(chǔ) 在較穩(wěn)定、均勻、有一定強度的軟土上修筑對沉降要求不嚴(yán)高的矮、小橋梁，常優(yōu)先 采用天然地基(或配合砂礫墊層)上的剛性擴大淺基礎(chǔ)。如軟土表層有較厚的“硬殼”也可 考慮利用。剛性擴大基礎(chǔ)常因軟土的局部塑性變形而使墩、臺發(fā)生不均勻沉降，或由于臺 后填土的影響使橋臺前后端沉降不均而發(fā)生后仰也是常見的工程事故，有時還同時使橋臺 向前滑移。因此在設(shè)計時應(yīng)注意對基礎(chǔ)受力不同的邊緣(如橋臺基礎(chǔ)的前趾和后踵)沉降的 驗算及抗滑動、傾覆的驗算。 防治措施：可采用人工地基如有針對性的布設(shè)砂礫墊層，對地基進行加載預(yù)壓以減少 地基的沉降量和調(diào)整沉降差，或采用深層攪拌法，以水泥土攪拌樁或粉體噴射攪拌樁加固 軟土地基，按復(fù)合地基理論驗算地基各控制點的承載力和沉降(加固范圍應(yīng)包括橋頭路堤地 基的一部分)；采取結(jié)構(gòu)措施如改用輕型橋臺，埋置式橋臺，必要時改用樁基礎(chǔ)等；也有建 議對小橋(如單孔跨徑不超過 8m，孔數(shù)不多于 3 孔)可將相鄰墩臺剛性擴大基礎(chǔ)聯(lián)合成整體， 形成聯(lián)合基礎(chǔ)板，在滿足地基承載力和沉降同時，可以解決橋臺前傾后仰和滑移問題。但 此時為避免基礎(chǔ)板過厚，常需配置受力鋼筋改為柔性基礎(chǔ)，應(yīng)先進行技術(shù)、經(jīng)濟方案比較， 全面分析后選用(設(shè)計方法可參考第二章柔性基礎(chǔ)簡化的倒梁法及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān) 規(guī)定)。為了防止小橋基礎(chǔ)向橋孔滑移，也可僅在基礎(chǔ)間設(shè)置鋼筋混凝土(或混凝土)支撐梁。 軟土地基上相鄰墩、臺間距小于 5m 時，應(yīng)按公橋基規(guī)要求考慮鄰近墩、臺對軟土地 基所引起的附加豎向壓應(yīng)力。 （2）樁基礎(chǔ) 在較深厚的軟土地基，大中型橋梁常采用樁基礎(chǔ)，它能獲得較好的技術(shù)效果，如達到 經(jīng)濟上合理，應(yīng)是首選的方案。施工方法可以是打入(壓入)樁、鉆孔灌注樁等。要求基樁 穿過軟土深入硬土(基巖)層以保證足夠的承載力和很小的沉降量。軟土很厚需采用長的摩 擦樁時，應(yīng)注意樁底軟土承載力和沉降的驗算，必要時可對樁周軟土進行壓漿處理或做成 擴底樁。 打入樁的樁距應(yīng)較一般土質(zhì)的適當(dāng)加大，并注意安排好樁的施打順序，避免已打入的 鄰樁被擠移或上抬，影響質(zhì)量。鉆孔灌注樁一般應(yīng)先試樁取得施工經(jīng)驗，避免成孔時發(fā)生 縮孔、坍孔。 軟土地基樁基礎(chǔ)設(shè)計中，應(yīng)充分注意由于軟土側(cè)向移動而使基樁撓曲和受到的附加水 平壓力：由于軟土下沉而對基樁發(fā)生的負摩阻力，現(xiàn)分述如下： 地基軟土側(cè)限移動對基樁的影響。在軟土上樁基礎(chǔ)的橋臺、擋墻等，由于臺后填土 重力的擠壓，地基軟土側(cè)向移動，樁土間產(chǎn)生附加水平壓力，引起樁身撓曲，使橋臺 后仰和向河槽傾移，甚至基樁折損等事故。在深厚軟土上修橋，特別是較高填土的橋臺日 益增多，這類事故時有發(fā)生，已引起國內(nèi)外基礎(chǔ)工程界廣泛重視。 我國公橋基規(guī)要求橋臺“基樁上部位于摩擦角小于 20的軟土中時，應(yīng)驗算施于 基樁的水平力所產(chǎn)生的撓曲”(國外也有提出當(dāng)臺后填土重超過軟土屈服強度 py3Cu時)。 在此情況下，樁身所受到的附加水平力，發(fā)生的撓曲與填土高度密切相關(guān)，也與基樁穿越 的各土層層厚，軟土的力學(xué)性質(zhì)，軟土移動量及隨深度的變化，基樁剛度及其兩端支承條 件等變化因素有關(guān)。對此問題的探討現(xiàn)在還不夠充分，實踐中一般應(yīng)用半理論半經(jīng)驗方法 處理，更精確、全面、符合實際的應(yīng)用方法尚需進一步完善。 為了避免橋臺后仰前傾，可采取加強樁頂約束及平衡(或減少)土壓力的措施，如采用 低樁承臺、埋置式橋臺或臺前加筑反壓護道和擋墻(其地基應(yīng)經(jīng)處理)，也可采用剛度較大 的基樁和多排樁基礎(chǔ)(打入樁可采用部分斜樁)，對軟土地基加載預(yù)壓等。 地基軟土下沉對基樁的影響 軟土下沉使基樁承受到負摩阻力，將產(chǎn)生較大的沉降 或使樁身縱向壓屈破壞，必須予以重視。基樁上負摩阻力產(chǎn)生原因、條件及計算等請參閱 樁基礎(chǔ)一章有關(guān)的介紹。 （3）沉井基礎(chǔ) 在較厚較軟弱土上下沉沉井，往往因下沉速度較快而發(fā)生沉井傾斜、位移等，應(yīng)事先 注意采取防備措施，如選用輕型沉井、平面形狀采用圓形或長寬比較小的矩形、立面形狀 采用豎直式等，施工時盡量對稱挖土控制均勻下沉并及時糾偏。 四 軟土地基橋臺及橋頭路堤的穩(wěn)定設(shè)計應(yīng)注意的事項 軟土地基抗剪強度低，在稍大的水平力作用下橋臺和橋頭路堤容易發(fā)生地基的縱向滑 動 失穩(wěn)，應(yīng)按已介紹的方法進行驗算，如穩(wěn)定性不夠，小橋可采用支撐梁、人工地基等，大 中橋梁除將淺基改為樁基，采用人工地基、延長引橋使填土高度降低或橋臺移至穩(wěn)定土層 上外，常用方法是采取減少臺后土壓力措施或在臺前加筑反壓護道(應(yīng)注意臺前過水面積的 保證)，埋置式橋臺也可同時放緩溜坡，反壓護道（溜坡)長度、高度、坡度，以及地基加 固方法等都應(yīng)該經(jīng)計算確定，施工時注意臺前、后填土進度的配合，避免有過大的高差。 橋頭路堤填土(包括橋臺錐坡)橫向失穩(wěn)也須經(jīng)過驗算加以保證，需要時也應(yīng)放緩坡度 或 加筑反壓護道。 橋頭路堤填土稍高時，路堤下沉使橋臺后傾是軟土地區(qū)橋梁工程常發(fā)生的事故。除應(yīng) 對橋臺基礎(chǔ)采取前述的有針對性的結(jié)構(gòu)措施及改用輕質(zhì)材料填筑路堤外，一般也常對路堤 的地基采取人工加固處理。 第三節(jié) 換土墊層法 在沖刷較小的軟土地基上，地基的承載力和變形達不到基礎(chǔ)設(shè)計要求，且當(dāng)軟土層不 太厚(如不超過 3m)時，可采用較經(jīng)濟、簡便的換土墊層法進行淺層處理。即將軟土部分或 全部挖除，然后換填工程特性良好的材料，并予以分層壓實，這種地基處理方法稱為換填 墊層法。墊層處治應(yīng)達到增加地基持力層承載力，防止地基淺層剪切變形的目的。 換填的材料主要有砂、碎石、高爐干渣和粉煤灰等，應(yīng)具有強度高、壓縮性低、穩(wěn)定 性好和無侵蝕性等良好的工程特性。當(dāng)軟土層部分換填時，地基便由墊層及(軟弱)下臥層 組成如圖 64 所示，足夠厚度的墊層置換可能被剪切破壞的軟土層，以使墊層底部的軟弱 下臥層滿足承載力的要求，而達到加固地基的目的。按墊層回填材料的不同，可分別稱為 砂墊層、碎石墊層等。 換填墊層法設(shè)計的主要指標(biāo)是墊層厚度和寬度，一般可將各種材料的墊層設(shè)計都近似 地按砂墊層的計算方法進行設(shè)計。 一、砂墊層的設(shè)計計算 (一)砂墊層厚度的確定 砂墊層厚度計算實質(zhì)上是軟弱下臥層頂面承載力的驗算，計算方法有多種。 一種方法是按彈性理論的土中應(yīng)力分布公式計算。即將砂墊層及下臥土層視為一均質(zhì) 半無限彈性體，在基底附加應(yīng)力作用下，計算不同深度的各點土中附加應(yīng)力并加上土的自 重應(yīng) 力，同時以第二章所介紹的“規(guī)范”方法計算地基土層隨深度變化的容許承載力，并以此 確定砂墊層的設(shè)計厚度，如圖 6-4 所示。也可將加固后地基視為上層堅硬、下層軟弱的雙 層地基，用彈性力學(xué)公式計算。 另一種是我國目前常用的近似按應(yīng)力擴散角進行計算的方法。即認為砂墊層以“” 角向下擴散基底附加壓力，到砂墊層底面(下臥層頂面)處的土中附加壓應(yīng)力與土中自重應(yīng) 力之和不超過該處下臥層頂面地基深度修正后的容許承載力，即： （6-9） H H 式中： (kPa)為下臥層頂面處地基的容許承載力，可按第 章方法計算，通常只 H 進行下臥層頂面深度修正，而壓應(yīng)力的大小與基底附加壓力、墊層厚度、材料重等有 H 關(guān)。 若考慮平面為矩形的基礎(chǔ)，在基底平均附加應(yīng)力作用下，基底下土中附加壓應(yīng)力按 擴散角通過砂墊層向下擴散到軟弱下臥層頂面，并假定此處產(chǎn)生的壓應(yīng)力平面呈梯形分 布(圖 6-5)(在空間呈六面體形狀分布)，根據(jù)力的平衡條件可得到： hsss tghtgbhltghblb 3 4 2 則該處下臥層頂面的附加壓應(yīng)力 h為： （6-10） tghtghbllb lb ss h 3 4 式中：l基礎(chǔ)的長度(m)； b基礎(chǔ)的寬度(m)； 砂墊層的厚度(m)； s h 基底處的附加應(yīng)力(kPa)； 砂墊層的壓應(yīng)力擴散角，一般取 35。45。，根據(jù)墊層材料選用。 圖 6-4 砂墊層及應(yīng)力分布 圖 6-5 砂墊層應(yīng)力擴散圖 砂墊層底面下的下臥層同時還受到墊層及基坑回填土的重力，所以 （6-11）hhs shH 式中：、砂墊層、回填土的重度(kNm3)，水下時按浮重度計算， s h基坑回填土厚度(m)。 由式(613)、(614)、(615)可得到砂墊層所需厚 hs。hs一般不宜小于 lm 或超過 3m，墊層過薄，作用不明顯，過厚需挖深坑，費工耗料，經(jīng)濟、技術(shù)上往往不合理。當(dāng)?shù)?基土軟且厚或基底壓力較大時，應(yīng)考慮其它加固方案。 (二)砂墊層平面尺寸的確定 砂墊層底平面尺寸應(yīng)為： tghlL s 2 （6-12）tghbB s 2 其中 L、B 分別為砂墊層底平面的長及寬，一般情況砂墊層頂面尺寸按此確定，以防 止承受荷載后墊層向兩側(cè)軟土擠動。 (三)基礎(chǔ)最終沉降量的計算 砂墊層上基礎(chǔ)的最終沉降量是由墊層本身的壓縮量 Ss與軟弱下臥層的沉降量 Sl所組成， 由于砂墊層壓縮模量比較弱下臥層大得多，其壓縮量小且在施工階段基本完成， ls SSS 實際可以忽略不計。需要時 Ss也可按下式求得： （6-17） s sH s E h S 2 式中： Es砂墊層的壓縮模量，可由實測確定，一般為 12 00024 000kPa： 砂墊層內(nèi)的平均壓應(yīng)力。 2 H Sl可用有關(guān)章節(jié)介紹方法計算。S 的計算值應(yīng)符合建筑物容許沉降量的要求，否則應(yīng) 加厚墊層或考慮其它加固方案。 第四節(jié) 排水固結(jié)法 飽和軟粘土地基在荷載作用下，孔隙中的水慢慢排出，孔隙體積慢慢地減小，地基發(fā) 生固結(jié)變形。同時，隨著超靜孔隙水壓力逐漸消散， 有效應(yīng)力逐漸提高，地基土的強度逐漸增長?，F(xiàn) 以圖 6-6 為例，可說明排水固結(jié)法使地基土密 實、強化的原理。在如圖 6-6a 中，當(dāng)土樣的天 然有效固結(jié)壓力為。時，孔隙比為 e。 ，在 0 e曲線上相應(yīng)為 a 點，當(dāng)壓力增加， c 固結(jié)終了時孔隙比減少，相應(yīng)點為 c 點，曲e 線為壓縮曲線，與此同時，抗剪強度與固結(jié)abc 壓力成比例地由 a 點提高到 c 點，說明土體在受 壓固結(jié)時，與孔隙比減小產(chǎn)生壓縮的同時，抗剪 強度也得到提高。如從 c 點卸除壓力，則土樣 發(fā)生回彈，圖 6-6a 中 cef 為卸荷回彈曲線，如從 f 點再加壓，土樣再壓縮將沿虛線到 c，其相 圖 6-6 室內(nèi)壓縮試驗說明排水固結(jié)法原理 應(yīng)的強度包線，如圖 6-l5b 所示。從再壓縮曲線 fgc可 a) e-曲線 b) -曲線 c c 看出，固結(jié)壓力同樣增加而孔隙比減小值為，比小的多。這說明如在建筑 e ee 場地上先加一個和上部結(jié)構(gòu)相同的壓力進行加載預(yù)壓使土層固結(jié)，然后卸除荷載，再施工 建筑物，可以使地基沉降減少，如進行超載預(yù)壓(預(yù)壓荷載大于建筑物荷載)效果將更好， 但預(yù)壓荷載不應(yīng)大于地基土的容許承載力。 排水固結(jié)法加固軟土地基是一種比較成熟、應(yīng)用廣泛的方法，它主要解決沉降和穩(wěn)定 問題 一、砂井堆載預(yù)壓法 軟粘土滲透系數(shù)很低，為了縮短加載預(yù)壓后排水固結(jié)的歷時，對較厚的軟土層，常在 地基中設(shè)置排水通道，使土中孔隙較快排出水?？稍谲浾惩林性O(shè)置一系列的豎向排水通道 (砂井、袋裝砂井或塑料排水板)，在軟土頂層設(shè)置橫向排水砂墊層如圖 6-7 所示，借此縮短 排水途程，增加排水通道，改善地基滲透性能。 （一） 砂井地基的設(shè)計 砂井地基的設(shè)計主要包括選擇適當(dāng)?shù)纳熬睆健㈤g距、深度、排列方式、布置范圍以 及形成砂井排水系統(tǒng)所需的材料、砂墊層厚度等，以使地基在堆載預(yù)壓過程中，在預(yù)期的 時間內(nèi)，達到所需要的固結(jié)度（通常定為 80%） 。 1砂井的直徑和間距：砂井的直徑和間距 主要取決于土的固結(jié)特性和施工期的要求。從 原則上講，為達到相同的固結(jié)度，縮短砂井間 距比增加砂井直徑效果要好，即以“細而密” 為佳，不過，考慮到施工的可操作性，普通砂 井的直徑為 300500mm。砂井的間距可根據(jù)地 基土的固結(jié)特征和預(yù)定時間內(nèi)所要求達到的固 結(jié)度確定，間距可按為直徑的 68 倍選用。 2砂井深度：砂井深度主要根據(jù)土層 的分布、地基中的附加應(yīng)力大小、施工期限 和條件及地基穩(wěn)定性等因素確定。當(dāng)軟土不厚 圖 6-7 砂井堆載預(yù)壓 （一般為 1020m）時，盡量要穿過軟土層達到砂層；當(dāng)軟土過厚（超過 20m）,不必打穿 粘土，可根據(jù)建筑物對地基的穩(wěn)定性和變形的要求確定。對以地基抗滑穩(wěn)定性控制的工程， 豎井深度應(yīng)超過最危險滑動面 2.0m 以上。 3砂井排列：砂井的平面布置可采取正方形或等邊三角形(圖 6-8)，在大面積荷載作用 下，認為每個砂井均起獨立排水作用。為了簡化計算，將每個砂井平面上的排水影響面積 以等面積的圓來代替，可得一根砂井的有效排水圓柱體的直徑 de和砂井間距 l 的關(guān)系按下 式考慮： 等邊三角形布置 （6-18）llde05 . 1 32 正方形布置 （6-llde128 . 1 4 19） 4砂井的布置范圍：由于在基礎(chǔ)以外一定的 范圍內(nèi)仍然存在壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，所以砂井 的布置范圍應(yīng)比基礎(chǔ)范圍大為好，一般由基 礎(chǔ)的輪廓線向外增加 24m。 5砂料：砂料宜用中、粗砂，必須保證良 好的透水性，含泥量不應(yīng)超過 3%，滲透系數(shù) 應(yīng)大于 10-3cm/s。 6砂墊層：為了使砂井有良好的排水通 道，砂井頂部應(yīng)鋪設(shè)砂墊層，墊層砂料粒度 和砂井砂料相同，厚度一般為 0.5 m1 m。 （二）砂井地基的固結(jié)度的計算 砂井固結(jié)理論采取了下列的假設(shè)條件： 圖 6-8 砂井的平面布置及固結(jié)滲透途徑 地基土是飽和的，固結(jié)過程是土中孔隙水的排出過程；地基表面承受連續(xù)均勻的一次 施加的荷載；地基土在該荷載作用下僅有豎向的壓密變形，整個固結(jié)過程地基土滲透系 數(shù)不變；加荷開始時，所有豎向荷載全部由孔隙水承受。 采用砂井的地基固結(jié)度計算屬于三維問題。在軸對稱條件下的單元井固結(jié)課題，如圖 6-8 所示?？刹捎?RedulicTerzaghi 固結(jié)理論，其表達式為 （6-20） ) 1 ( 2 2 2 2 r u rr u C z u C t u rV 式中 CV、Cr地基的豎向和水平向固結(jié)系數(shù)（m/s2） ； r，z距離砂井中軸線的水平距離和深度（m） 。 為了求解方便，采用了分離變量原理，設(shè)，則式（6-20）可分解成 rzu uu （6-21a） 2 2 z u C t u V z （6-21b）) 1 ( 2 2 r u rr u C t u r r 方程（6-21a）的求解，可以采用 Terzaghi 解答，其固結(jié)度的計算公式為 其中 （6-22） 0 2 22 )2/(exp( 81 i i vi z A LtCA U) 12(iAi 方程（6-21b）已由 Barron(1948)根據(jù)等應(yīng)變條件解出，其水平向固結(jié)度的計算公式為 （6-23）) 8 exp(1 n r r F T U 其中 2 e r r d tC T 2 2 2 2 4 13 ln 1n n n n n Fn 式中 Tr水平向固結(jié)的時間因素，無量綱； t固結(jié)時間（s） ； L砂井垂直長度（豎向排水距離） （m） ； n井徑比 n=de/dw，無量綱； de ，dw砂井的有效排水直徑（m）和砂井直徑（m） 。 根據(jù)前述的分離變量原理，則整個土層的平均超靜孔隙水壓力為 rzu uu rzuuu 同理，對起始孔隙水壓力值的平均值仍然有 rzuuu000 上述兩式相除后，可得到 oz z or r u u u u u u 0 再根據(jù)固結(jié)度的概念，土層的平均固結(jié)度 或 6-24 0 1 u u Ut t U u u 1 0 同理,可得豎向和徑向平均固結(jié)度為 或 6-25a r r r u u U 0 1 r r r U u u 1 0 或 6-25b z z z u u U 0 1 z z z U u u 1 0 從式（6-24、或（6-25）可得 或 （6-26）)1)(1 (1 zrt UUU)1)(1 (1 zrt UUU 上述推導(dǎo)得到的（6-26） ，即 Carrillo（1942）原理。根據(jù)這一原理，以及上述 Terzaghi 和 Barron 的解答，則可計算出砂井地基的平均固結(jié)度。 為了實際應(yīng)用方便，將式(6-26)中 Ur與 Tr、n 的函數(shù)關(guān)系制成表 6-4 以供查用。 徑向平均固結(jié)度徑向平均固結(jié)度 Ur，與時間因素，與時間因素 Tr及井徑比及井徑比 n 的關(guān)系的關(guān)系 表表 6-46-4 n Ur0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 40.00980.02080.03310.04750.06420.08520.11180.15000.2140 50.01220.02600.04130.05900.08000.10650.13900.18700.2680 60.01440.03060.04900.07000.09460.12540.16480.22100.3160 70.01630.03560.05520.07900.10700.14170.18600.24900.3560 80.01800.03830.06100.08750.11820.15700.20600.27600.3950 90.01960.04160.06640.09500.12870.17050.22300.30000.4380 100.02060.04400.07000.10000.13670.18000.23600.31600.4530 110.02200.04670.07460.10700.14460.19200.25200.33800.4820 120.02300.04900.07800.11200.15180.20080.26300.35300.5050 130.02390.05070.08100.11600.15700.20800.27300.36600.5240 140.02500.05310.08480.12150.16630.21860.28600.38300.5480 例題 有一飽和軟粘性土層，厚 8m，其下為砂層，打穿軟粘土到達砂層的砂井直徑為 0.3m，平面布置為梅花形，間距 l=2.4m；軟粘土在 150kPa 均布壓力下的豎向固結(jié)系數(shù) CV0.15mm2s，水平向固結(jié)系數(shù) Cr0.29mm2s，求一個月時的固結(jié)度。 解 豎向排水固結(jié)度 Uv的計算 地基上設(shè)置砂墊層，該情況為兩面排水 H82= 4 (m) 024 . 0 4000 864003015 . 0 22 t H C T V V )024. 0 4 14 . 3 exp( 14 . 3 8 1)exp( 8 1 2 22 vz TU =0.235 徑向排水固結(jié)度 Ur的計算 mmde2520050 . 1 24004 . 8 300 2520 n 1184 . 0 2520 864003029 . 0 22 t d C T e r r 414 . 1 746 . 0 13 . 2 014 . 1 4 . 84 14 . 83 4 . 8ln 14 . 8 4 . 8 2 2 2 2 n F %4951 . 0 1)1184 . 0 414 . 1 8 exp(1) 8 exp(1 n n r T F U 砂井地基總平均固結(jié)度 %6139 . 0 149 . 0 1235 . 0 11 t U 不打砂井，依靠上下砂層固結(jié)排水，一個月地基固結(jié)度僅 23.5%，設(shè)砂井后為 61%。 以上介紹的徑向排水固結(jié)理論，是假定初始孔隙水壓力在砂井深度范圍內(nèi)為均勻分布 的，即只有荷載分布面積的寬度大于砂井長度時方能滿足，并認為預(yù)壓荷載是一次施加的， 如荷載分級施加，也應(yīng)對以上固結(jié)理論予以修正，詳見有關(guān)砂井設(shè)計規(guī)范和專著，此處不 再贅述。 對于未打穿軟粘土層的固結(jié)度計算，因邊界條件不同(需考慮砂井以下軟粘土層的固結(jié) 度)，不能簡單套用式(6-26)，可以按下式近似計算其平均固結(jié)度： （6-27） 1 zt UUU 式中： U整個受壓土層平均固結(jié)度； 砂井深度 L 與整個飽和軟粘性土層厚度 H 的比值，； H L Ut砂井深度范圍內(nèi)土的固結(jié)度，按式(6-26)計算： Uz砂井以下土層的固結(jié)度，按單向固結(jié)理論計算，近似將砂井底面作為排水 面。 砂井的施工工藝與砂樁大體相近，具體參照砂樁的施工工藝。 二、袋裝砂井和塑料排水板預(yù)壓法 用砂井法處理軟土地基如地基土變形較大或施工質(zhì)量稍差常會出現(xiàn)砂井被擠壓截斷， 不 能保持砂井在軟土中排水通道的暢通，影響加固效果。近年來普通在砂井的基礎(chǔ)上，出現(xiàn) 了以袋裝砂井和塑料排水板代替普通砂井的方法，避免了砂井不連續(xù)缺點，而且施工簡便、 加快了地基的固結(jié)，節(jié)約用砂，在工程中得到日益廣泛的應(yīng)用。 (一)袋裝砂井預(yù)壓法 目前國內(nèi)應(yīng)用的袋裝砂井直徑一般為 70120mm，間距為 1.0m2.0m(井徑比 n 約取 1520)。砂袋可采用聚丙烯或聚乙烯等長鏈聚合物編織制成，應(yīng)具有足夠的抗拉強度、耐 腐蝕、對人體無害等特點。裝砂后砂袋的滲透系數(shù)不應(yīng)小于砂的滲透系數(shù)。灌入砂袋的砂 應(yīng)為中、粗砂并振搗密實。砂袋留出孔口長度應(yīng)保證伸入砂墊層至少 300mm，并不得臥倒。 袋裝砂井的設(shè)計理論、計算方法基本與普通砂井相同，它的施工已有相應(yīng)的定型埋設(shè) 機械，與普通砂井相比，優(yōu)點是：施工工藝和機具簡單、用砂量少；它間距較小，排水固 結(jié)效率高，井徑小，成孔時對軟土擾動也小，有利于地基土的穩(wěn)定，有利于保持其連續(xù)性。 (二)塑料排水板預(yù)壓法 塑料排水板預(yù)壓法是將塑料排水板用插板機插入加固的軟土中，然后在地面加載預(yù)壓， 使土中水沿塑料板的通道逸出，經(jīng)砂墊層排除，從而使地基加速固結(jié)。 塑料板排水與砂井比較具有如下優(yōu)點： 1，塑料板由工廠生產(chǎn)，材料質(zhì)地均勻可靠，排水效果穩(wěn)定； 2塑料板重量輕，便于施工操作； 3施工機械輕便，能在超軟弱地基上施工；施工速度快，工程費用便宜。 塑料排水板所用材料、制造方法不同，結(jié)構(gòu)也不同，基本上分兩類。一類是用單一材 料制成的多孔管道的板帶，表面刺有許多微孔（如圖 6-9） ；另一類是兩種材料組合而成， 板芯為各種規(guī)律變形斷面的芯板或亂絲、花式絲的芯板，外面包裹一層無紡?fù)凉た椢餅V套 （如圖 6-10） 。 塑料排水板可采用砂井加固地基的固結(jié)理 論和設(shè)計計算方法。計算時應(yīng)將塑料板換算成 相當(dāng)直徑的砂井，根據(jù)兩種排水體與周圍土接 圖 6-9 多孔單一結(jié)構(gòu)型塑料排水板 觸面積相等原理進行換算，當(dāng)量換算直徑 dP為 （6-28） b dp 2 式中：b塑料板寬度(mm)， 塑料板厚度(mm)， 目前應(yīng)用的塑料排水板產(chǎn) 品成卷包裝，每卷長約數(shù)百 米，用專門的插板機插入軟土 地基，先在空心套管裝入塑料 排水板，并將其一端與預(yù)制的 專用鋼靴連接，插入地基下預(yù) 定標(biāo)高處，拔出空心套管，由于 6-10 復(fù)合結(jié)構(gòu)塑料排水板 土對鋼靴的阻力，塑料板留在軟土中，在地面將塑料板切斷，即可移動插板機進行下一個 循環(huán)作業(yè)。 三、天然地基堆載預(yù)壓法 天然地基堆載預(yù)壓法是在建筑物施工前，用與設(shè)計荷載相等(或略大)的預(yù)壓荷載(如砂、 土、石等重物)堆壓在天然地基上使地基軟土得到壓縮固結(jié)以提高其強度(也可以利用建筑 物 本身的重量分級緩慢施工)，減少工后的沉降量，待地基承載力、變形達到設(shè)計預(yù)期要求后， 將預(yù)壓荷載撤除，在經(jīng)預(yù)壓的地基上修建建筑物。此方法費用較少，但工期較長。如軟土 層不太厚，或軟土中夾有多層細、粉砂夾層滲透性能較好，不需很長時間就可獲得較好預(yù) 壓效果時可考慮采用，否則排水固結(jié)時間很長，應(yīng)用就受到限制。此法設(shè)計計算可用一維 固結(jié)理論。 四、真空預(yù)壓法和降水位預(yù)壓法 真空預(yù)壓法實質(zhì)上是以大氣壓作為預(yù)壓荷重的一種預(yù)壓固結(jié)法（圖 6-11） 。在需要加 固的軟土地基表面鋪設(shè)砂墊層，然后埋設(shè)垂直排水通道(普通砂井、袋裝砂井或塑料排水板)， 再用不透氣的封閉薄膜覆蓋軟土地基，使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過砂墊層 內(nèi)埋設(shè)的吸水管道，用真空泵進行抽氣，使其形成真空，當(dāng)真空泵抽氣時，先后在地表砂 墊層及豎向排水通道內(nèi)逐漸形成負壓，使土體內(nèi)部與排水通道、墊層之間形成壓力差，在 此壓力差作用下，土體中的孔隙水不斷排水，從而使土體固結(jié)。 降低水位預(yù)壓法是借井點抽水降 低地下水位，以增加土的自重應(yīng)力， 達到預(yù)壓目的。其降低地下水位原理、 方法和需要設(shè)備基本與井點法基坑排 水相同。地下水位降低使地基中的軟 弱土層承受了相當(dāng)于水位下降高度水 柱的重量而固結(jié)，增加了土中的有效 應(yīng)力。這一方法最適用于滲透性較好 的砂土或粉土或在軟粘土層中存在砂 土層的情況，使用前應(yīng)摸清土層分布 及地下水位情況等。 采用各種排水固結(jié)方法加固后的 地基，均應(yīng)進行質(zhì)量檢驗。檢驗方法 圖 6-11 真空預(yù)壓工藝設(shè)備平面和剖面圖 可采用十字板剪切試驗、旁壓試驗、 荷載試驗或常規(guī)土工試驗，以測定其加固效果。 第五節(jié) 擠(振)密法 在不發(fā)生沖刷或沖刷深度不大的松散土地基(包括松散中、細、粉砂土，粉土，松散細 粒爐渣， 雜填土以及 IL2.0md 的砂類土。以水玻璃一氯化鈣溶液為例： Na2OnSiO2+CaCl2+mH2On SiO2 (m-1) H2O+Ca(OH)2+ 2NaCl 在土中凝成硅酸膠凝體，而使土粒膠結(jié)成一定強度的土體。無側(cè)限抗壓強度可達 1500kPa 以上。 對于受瀝青、油脂、石油化合物等浸透的土以及地下水 pH 值大于 9 的土不宜采用硅 化法加固。 2硅化法的設(shè)計計算 加固范圍及深度應(yīng)根據(jù)地基承載力和要求沉降量驗算確定，一般情況加固厚度不宜小 于 3m，加固范圍的底面不小于由基底邊緣按 30擴散的范圍。 化學(xué)漿液的濃度，水玻璃溶液自重為 1.351.44，氯化鈣為 1.201.28，土的滲透系數(shù) 高 時取高值，滲透系數(shù)低時取低值。 漿液灌注量 Q(體積)可按經(jīng)驗公式如下估算： （6-kvnQ 39） 式中：v擬加固土的體積； n加固前土的平均孔隙率； k系數(shù)，粘性土、細砂 k=0.30.5，中砂、粗砂 k=0.50.7，砂礫 k=0.71.0，濕 陷性黃土 k=0.50.8。 如果用水玻璃-氯化鈣漿液，兩種漿液用量（體積）相同 灌注有效半徑 r 應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定，它與土的滲透系數(shù)、壓力值有關(guān)。一般 r 為 0.3m1.0m；灌注間距