第8章81软土地区路基名师编辑PPT课件.ppt

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1、第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土1、软土的特性2、软土强度及其软土地基稳定性分析3、软土地基路堤极限高度4、软土地基上路堤的沉降计算5、软土地基加固技术6、软土地基施工监测第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土1、软土的特性共同特点共同特点：含水量大、强度低、压缩性高、透水性差：含水量大、强度低、压缩性高、透水性差物理性质物理性质：W35%W35%，流动状态，流动状态，e1e1，I Ip p1212，S Sr r95%95%力学性质力学性质：u u55C Cu u25kPa25kPa，十字板强度，十字板强度S S35kPa35kPa，渗透系数，渗透系数k10k0.5M

2、Pa0.5MPa-1-1，压缩模量，压缩模量E Es s4MPa4MPa，标准贯入击数，标准贯入击数N N63.563.544，静力触探贯入阻力，静力触探贯入阻力P Ps s700kPa700kPa。第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土2、软土强度及其软土地基稳定性分析、软土强度及其软土地基稳定性分析影响软土地基稳定性因素：路堤断面形式、填土高度、影响软土地基稳定性因素：路堤断面形式、填土高度、加荷速率、地基填土性质、软土成因类型、地层成层情加荷速率、地基填土性质、软土成因类型、地层成层情况、应力历史等。况、应力历史等。第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土3、软土地基路

3、堤极限高度、软土地基路堤极限高度含义：含义：在天然软土地基上，基低不作特殊加固处理，用快在天然软土地基上，基低不作特殊加固处理，用快速施工法（即不控制施工速度）修筑路堤所能填筑的最大速施工法（即不控制施工速度）修筑路堤所能填筑的最大高度。高度。极限高度的大小，取决于地基的特性（软土的性质和成层极限高度的大小，取决于地基的特性（软土的性质和成层情况，硬壳的厚度和性质）及填料的性质等，可按稳定性情况，硬壳的厚度和性质）及填料的性质等，可按稳定性分析的结果确定。在施工条件允许时，也可在工地进行填分析的结果确定。在施工条件允许时，也可在工地进行填筑试验确定，这是解决路堤极限高度的最可靠方法。筑试验确定

4、，这是解决路堤极限高度的最可靠方法。一般软土地区路堤的极限高度，通常为一般软土地区路堤的极限高度，通常为35米左右。米左右。由于极限高度仅为设计施工时的参考数据，通常都近似地由于极限高度仅为设计施工时的参考数据，通常都近似地假设内摩擦角假设内摩擦角0，按下式进行估算：，按下式进行估算：第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土均质薄层软土地基的路堤极限高度：软土层较薄时，滑动圆弧与软土层底面相切，极限高度可按下式估算：ucsCHNDDHH式中：Cu地基土快剪测得的单位黏聚力填土容重Ns稳定数，与边坡角、深度因子D有关。D软土层厚计算方法：先假定一路堤填筑高度，计算深度因数，根据深度因数和

5、边坡角由右图查得稳定数，在根据极限高度估算公式计算极限高度，如所得的高度与假定的高度十分接近，即为所求之值。否则重新假定，直至接近为止。第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土均质厚层软土地基的路堤极限高度：均质厚层软土地基的路堤极限高度：软土层较薄时，滑动软土层较薄时，滑动圆弧不通过基底，极限高度按下式计算：圆弧不通过基底，极限高度按下式计算：5.52ucCH由于填土容重为由于填土容重为17.519.5kN/m3，所以可近似取，所以可近似取Hc0.3Cu第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土非均质软土地基的极限高度：非均质软土地基的极限高度：非均质软土地基，土层比较复杂，各

6、层性非均质软土地基，土层比较复杂，各层性质不同，其路堤极限高度，需要用圆弧法计算确定。地基强度指标采用质不同，其路堤极限高度，需要用圆弧法计算确定。地基强度指标采用快剪法测定。在施工条件允许时，也可根据工地填筑试验确定。快剪法测定。在施工条件允许时，也可根据工地填筑试验确定。有硬壳层的软土地基的路堤极限高度：有硬壳层的软土地基的路堤极限高度：当硬壳层厚度大于当硬壳层厚度大于1.5m时，可时，可考虑其应力扩散、提高承载力、减少地基沉降的效应。此时路堤的极限考虑其应力扩散、提高承载力、减少地基沉降的效应。此时路堤的极限高度可按下式估算：高度可按下式估算：0.5ucsCHNHH硬壳层厚度硬壳层厚度第

7、第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土4、软土地基上路堤的沉降计算、软土地基上路堤的沉降计算沉降计算的目的：沉降计算的目的：（1）估算路堤施工期间和期后，由于地基沉降而增加的土方量。）估算路堤施工期间和期后，由于地基沉降而增加的土方量。（2）推算沉降量与时间的关系，作为加固地基应采取措施的依据，）推算沉降量与时间的关系，作为加固地基应采取措施的依据，以控制铺筑路基面后的剩余沉降量要求。以控制铺筑路基面后的剩余沉降量要求。4.1 最终沉降量计算最终沉降量计算含义：路堤基底的最终沉降量含义：路堤基底的最终沉降量S是指地基从荷载应力作用起到沉降完是指地基从荷载应力作用起到沉降完全终止的总沉降

8、量。包括形变沉降（瞬时沉降）全终止的总沉降量。包括形变沉降（瞬时沉降）Sd、固结沉降、固结沉降Sc和和次固结沉降次固结沉降Ss。可用下式计算：。可用下式计算：S Sd Sc Ss第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土（1）形变沉降量的计算）形变沉降量的计算含义：形变沉降是软土地基承受荷载后立即产生的含义：形变沉降是软土地基承受荷载后立即产生的变形，是又侧向变形引起，数值一般不大。沉降计变形，是又侧向变形引起，数值一般不大。沉降计算可按弹性力学的有关公式计算，也可根据实测沉算可按弹性力学的有关公式计算，也可根据实测沉降与时间关系曲线进行估计。降与时间关系曲线进行估计。经验公式：经验公式

9、：013dss第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土（2）固结沉降计算）固结沉降计算含义：是由主固结产生的沉降，是沉降的主要部分。常按分层总和法含义：是由主固结产生的沉降，是沉降的主要部分。常按分层总和法计算。计算。0101iiciieeshe（3）次固结沉降）次固结沉降含义：是土骨架在持续荷载作用下发生蠕变而引起的沉降，大多数后期发生，含义：是土骨架在持续荷载作用下发生蠕变而引起的沉降，大多数后期发生，其大小与土的性质有关，泥炭和有机质土或高塑性黏土，次固结沉降占很其大小与土的性质有关，泥炭和有机质土或高塑性黏土，次固结沉降占很可观的部分，其他的土则占的比例不大。可观的部分，其他的

10、土则占的比例不大。工程统计的经验公式：工程统计的经验公式：S m Sc 第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土4.2 施工期间增加土方量计算和路基面加宽施工期间增加土方量计算和路基面加宽考虑到路堤施工过程中，一边填土，地基同时发生固结沉降。因此，实际考虑到路堤施工过程中，一边填土，地基同时发生固结沉降。因此，实际土方必须大于设计土方量。根据现场观测，地基土方必须大于设计土方量。根据现场观测，地基 表面的沉降曲线形状，表面的沉降曲线形状，可近似按抛物线考虑，因此，每延米路堤在施工期间因基底沉降而增加的可近似按抛物线考虑，因此，每延米路堤在施工期间因基底沉降而增加的填土数量为填土数量为V

11、：23vs L ()wm ss 路基面加宽：路基面加宽：S地基在施工期内的沉降。地基在施工期内的沉降。L路堤基底宽度。路堤基底宽度。S地基最终沉降量地基最终沉降量m道床边坡坡率道床边坡坡率SL第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土5 软土地基加固技术软土地基加固技术可以分为三类：改变路堤的结构形式、人工地基、排水固结可以分为三类：改变路堤的结构形式、人工地基、排水固结（一）处理目的（一）处理目的软土地基有害的处理方法，按处理目的可分为沉降处理与稳定处理两软土地基有害的处理方法，按处理目的可分为沉降处理与稳定处理两大类。大类。沉降处理沉降处理：加速固结沉降：加速地基沉降，减小剩余沉降量

12、；：加速固结沉降：加速地基沉降，减小剩余沉降量；减小总沉降量：减小地基的沉降；减小总沉降量：减小地基的沉降；稳定处理稳定处理：控制剪切变形：制止周围地基因路堤荷载作用发生隆起或：控制剪切变形：制止周围地基因路堤荷载作用发生隆起或流动；阻止强度降低：阻止因路堤荷载作用而强度降低，以求得稳定；流动；阻止强度降低：阻止因路堤荷载作用而强度降低，以求得稳定；促进强度增长：加速地基强度得增长，以求得稳定；促进强度增长：加速地基强度得增长，以求得稳定；增加抗滑阻力：改变路堤的形状或换填部分地基，增加抗滑阻力，以增加抗滑阻力：改变路堤的形状或换填部分地基，增加抗滑阻力，以求得稳定求得稳定第第6章章 特殊土地

13、区路基特殊土地区路基软土软土（二）（二）处理方法处理方法选择程序：选择选择程序：选择处理方法时，首处理方法时，首先必须充分研究先必须充分研究进行处理的理由、进行处理的理由、目的，然后考虑目的，然后考虑地基的性状、道地基的性状、道路的标准、施工路的标准、施工条件、对周围环条件、对周围环境的影响等各种境的影响等各种条件，选择最符条件，选择最符合目的要求，而合目的要求，而且最经济的方法。且最经济的方法。其具体程序如图其具体程序如图所示。所示。处理方法的处理方法的效果效果是否处理是否处理确定处理目的确定处理目的原地基的讨论原地基的讨论应考虑的条件应考虑的条件地基条件地基条件施工条件施工条件对周围环境的

14、影对周围环境的影响响线路等级线路等级初步选择初步选择经济分析经济分析确定处理方法确定处理方法第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土5.1 改变路堤结构形式改变路堤结构形式（1）反压护道）反压护道（2）铺设土工合成材料）铺设土工合成材料第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土反压护道反压护道：在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道，使：在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道，使路堤下的淤泥或泥炭向两侧隆起的趋势得到路堤下的淤泥或泥炭向两侧隆起的趋势得到 平衡，从而保平衡，从而保证路堤的稳定性。证路堤的稳定性。采用反压护道加固地基，不需特殊的机具设备和材料，采用反压护道加固地基，不需特殊

15、的机具设备和材料，施工简易，但占地多，用上量大，后施工简易，但占地多，用上量大，后 期沉降大，养护工作期沉降大，养护工作量大。量大。(一一)适用范围适用范围:1.非耕作区和取土不困难的地区非耕作区和取土不困难的地区;2.路堤高度不大于路堤高度不大于5/32倍极限高度倍极限高度;3.主要用于处理软土，对泥沼有时也可主要用于处理软土，对泥沼有时也可以采用。以采用。(二二)设计与施工要点设计与施工要点 1.反压护道闷般采用单极形式，因为多极式护道增加稳反压护道闷般采用单极形式，因为多极式护道增加稳定力矩较小，作用不大。定力矩较小，作用不大。第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土 2.反压护

16、道高度，一般为路堤高度的反压护道高度，一般为路堤高度的1/21/3。为保证护道本身稳定，其。为保证护道本身稳定，其高度不得超过天高度不得超过天 然地基所容许的极限高度。然地基所容许的极限高度。3.反压护道宽度，一般采用圆弧稳定分析法通过稳定性验算决定。在验算反压护道宽度，一般采用圆弧稳定分析法通过稳定性验算决定。在验算中，软土或泥沼中，软土或泥沼 地基的强度指标采用快剪法测定，或用无侧限抗压强度之地基的强度指标采用快剪法测定，或用无侧限抗压强度之半或用十字板现场剪力试验所测得半或用十字板现场剪力试验所测得 的强度。的强度。4.两侧反压护道应与路堤同时填筑。两侧反压护道应与路堤同时填筑。5.当软土层或泥沼土层较薄，且其下卧硬层具有明显的横向坡度时，应采当软土层或泥沼土层较薄，且其下卧硬层具有明显的横向坡度时，应采用两侧不同宽的反压护道，横坡下方的护道应较横坡上方的护道宽一些。用两侧不同宽的反压护道，横坡下方的护道应较横坡上方的护道宽一些。第第6章章 特殊土地区路基特殊土地区路基软土软土反压护道加砂垫层反压护道加砂垫层1反压护道；2砂垫层；3干砌片石。断面图第第6章章 特殊土地区路基特殊土