第1章土石方工程ppt课件.pptx

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1、第1篇 土木工程施工技术第1章 土石方工程,本章要求 1.了解土方工程施工特点；掌握土方量的计算、场地平整施工的竖向规划设计。2.掌握基坑开挖施工中的降低地下水位方法，基坑边坡稳定及支护结构设计方法的基本原理。3.熟悉常用土方机械的性能和使用范围。4.掌握填土压实和路堤填筑的要求和方法。,本章重点：土的可松性，土方量的计算，场地平整施工的竖向规划设计，轻型井点系统的设计，边坡塌方、流砂的原因及防治，填土压实的原理、方法及施工控制。本章难点：利用土的可松性系数进行土方量的计算，轻型井点的计算，影响填土压实的因素。,1.1 概述 土方工程包括土的开挖、运输和填筑等施工过程，有时还要进行排水、降水、

2、土壁支撑等准备工作。在建造工程中，最常见的土方工程有：场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点；土方工程施工又受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大，不可确定的因素也较多，有时施工条件极为复杂。,路基开挖土方,路基开挖土方运至填方区,填方路基碾压,路基填方段,路基软基进行水泥土搅拌桩处理,1.1.1土的工程分类 土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。在土木工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为八类如下表，这也是确定土木工程劳动定额的依据（详见下表）。,土的工程分类,1

3、.1.2土的工程性质 土的工程性质对土方工程施工有直接影响，也是进行土方施工设计必须掌握的基本资料。土的主要工程性质有：土的可松性、渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等。,1.土的可松性 土具有可松性。即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复。由于土方体积按天然密度体积计算；回填土按压实后的体积计算，所以在土方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等的时候，必须考虑土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示，即,2.土的渗透性,土的渗透性是指土体被水透过的性质。土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生流动，当基坑开挖至地下水位以下，地下水在土中渗透时受到土颗粒的

4、阻力，其大小与土的渗透性及地下水渗流路线长短有关。,3.原状土经机械压实后的沉降量 原状土经机械往返压实或经其他压实措施后，会产生一定的沉陷，根据不同的土质，其沉降量一般在330cm之间。可按下面经验公式计算：s=p/c s-原状土经机械压实后的沉降量（cm）P-机械压实的有效作用力（kg/cm2）C-原状土的抗陷系数（Mpa）,1.2 场地平整,1.2.1场地竖向规划设计,1.场地设计标高的确定：（1）场地设计标高的确定原则：挖、填土方量平衡。主要考虑因素:满足工艺和运输的要求尽量利用地形，减少挖填方量场地内挖、填方平衡，土方运输总费用最少有一定的泄水坡度（0.002），满足排水要求，并考虑

5、最大洪水水位的影响。挖、填土方量平衡关键,（3）场地设计标高的调整 1）土可松性的影响,2）场内和场外挖、填土的影响 填土量大，场地设计标高提高；挖土量大，场地设计标高降低。,3）泄水坡度对场地设计标高的影响,注：设计无要求时，泄水坡度0.002。,1.2.2场地平整土方量的计算,在场地平整土方工程施工之前，通常要计算土方的工程量。但土方外形往往复杂，不规则，要得到精确的计算结果很困难。一般情况下，可以按方格网将其划为一定的几何形状，并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。其计算步骤如下：划分方格网计算各角点的地面标高计算各角点的设计标高计算各角点的施工高度计算零点、绘出零线计算各

6、方格内的挖填方体积统计挖、填方量调整设计标高,零线即挖方区与填方区的交线，在该线上，施工高度为零。零线的确定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出（下图）方格边线上零点的位置，再将各相邻的零点连接起来即得零线。,1.四方棱柱体的体积计算方法,1.2.3土方调配,土方调配的原则：1.挖方和填方基本平衡，总运输量最小，即挖方量与运距的乘积之和尽可能最小。2.近期施工和远期利用相结合。3.分区调配和全场调配的协调，好土用于回填质量要求高的填方区。4.尽可能与大型地下室结构的施工相结合，避免土方的重复挖、填和运输。,场地平整土方量计算与调配步骤,1.2.4场地平整土方机械及其施

7、工,1.推土机特点切土、推土和卸土；分类（1）行走装置：履带式和轮式推土机（2）操作方式：机械式和液压式操纵。（3）铲刀安装方式：固定式推土机和回转式推土机。,推土机适于推挖一至三类土。用于平整场地，移挖作填，回填土方，堆筑堤坝以及配合挖土机集中土方、修路开道等。推土机的作业效率与运距有很大关系，下表为直铲作业时的经济运距。,为提高推土机的生产率，可采用以下几种施工方法。（1）下坡推土。在不大于15的斜坡上，推土机顺坡向下切土、推运，借助机械本身的重力作用，增大切土深度，缩短铲土时间，可提高生产率30左右。（2）并列推土。平整大面积的场地时，为了增大铲刀前土壤的体积，一般采用台推土机并列推土，

8、如图132所示。这样可以减少土的散失，提高生产率，并可增大推土量1530。两台推土机刀片间距保持3050cm，平均运距不宜超过5075，不宜小于20。,（3）槽子推土。如图132所示，利用已推过的土槽再次推土，可以减少铲刀前土的散失。当土槽推到一定程度，再推土埂。一般推土量可提高1030。这种方法适宜于挖土层较厚、运距较远的工程。（4）分批集中，一次推送。当推运距离较远且土质又较坚硬时，由于铲刀切土深度较小，可将铲起的少量土先集中在几个中间地点，再一次推送，以便在铲刀前保持满载，有效地利用推土机的功率，缩短推运时间。（5）附加侧板。在铲刀两侧设置挡土板，增加铲刀前土的体积，以减少土的散失，提高

9、生产率。,2.铲运机,铲运机是一种能综合完成挖、装、运、填的机械，对行驶道路要求较低，操纵灵活，生产率较高。特点挖土、运土、卸土和平土；分类（1）运行方式：拖式和自行式（2）操作方式：钢丝绳操纵式和液压式操纵。（3）卸土方式：强制式、半强制式和自由卸土。,铲运机的开行路线铲运机由挖至卸运行的循环路线称为开行路线。开行路线合理与否，将直接影响生产效率，所以要预先根据挖填方区的分布合理地组织。开行路线一般有以下两种形式：（1）环形路线。（2）字形路线。,2提高铲运机生产率的措施（1）下坡铲土。借助机械本身自重的作用，来加大切土深度和缩短铲土时间。但纵坡不得超过25，横坡不得超过6；铲运机不能在陡坡

10、上急转弯，以免翻车。（2）推土机助铲。在较硬的土层中用推土机在铲斗后助推，可加大铲刀切削力、切土深度和铲土速度。推土机在助铲的空隙时间可兼做松土或平整工作，为铲运机创造工作条件。（3）双联铲运法。当拖拉式铲运机的牵引力有富裕时，可在拖拉机后面串联两个铲斗进行双联铲运。如果土质较硬，可用双联单铲操作，即先将一个土斗铲满，再铲第二个土斗；对于松软的土，则用双联双铲，即两个土斗同时推土。,3.挖掘机,挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式两种。按传动方式分为机械传动和液压传动两种。斗容量有0.2m3、0.4m3、1.0m3、1.5m3、2.5m3等多种。挖掘机利用土斗直接挖土，因此也称为单斗挖土机，按土

11、斗作业装置分为正铲、反铲、抓铲及拉铲，使用较多的是前三种。,1.3基坑工程,1.3.1土方边坡极其稳定土方边坡坡度=H/B=1/m(坡度系数m=B/H)土方边坡即放坡宽度B=坡度系数m开挖深度H确定坡度的大小应考虑：土质情况、包括地下水、开挖深度、使用情况（堆载）、使用时间等。,土壁稳定主要依靠土体的抗剪强度来维持平衡。土体抗剪强度来源于土体的内摩擦力和粘结力（内聚力）。土体塌方的本质剪应力抗剪强度其主要原因开挖过深、土质较差、放坡太小，水的侵入以及支护较弱等综合原因。防止土体塌方的主要措施放坡及支撑等。,边坡稳定边坡稳定抗剪强度剪应力土体塌方剪应力抗剪强度剪应力的增加外力:边缘堆土或机械；水

12、侵入边坡，使土的含水量增加；地下水产生的动水压力；土体内水的静压力等。抗剪强度降低外因转换为内因:受风化作用使土质变松；土受地下水的侵蚀而产生润滑作用饱和细;粉沙受振动而液化。,1.3.2土壁支护,1.基槽支护主要类型有：水平挡土板和垂直挡土板。,2.基坑支护（1）重力式水泥土墙支护结构,格栅式水泥土挡墙构造要求墙体纵向相邻拉结格构墙沿纵向的总厚度不应小于纵向长度的1/4；挡墙的转角处宜采用圆弧形实墙(实体式)。纵向墙体与拉结格构墙搭接均应不小于150mm，作为止水结构的纵向搭接应不小于200mm。挡墙宽度一般取开挖深度的0.60.8倍，墙体在基坑底面下的嵌固深度取开挖深度的0.81倍。根据基

13、坑条件可做成变阶宽度和深度，也可成拱。为加强整体性，挡墙可插入毛竹(大头直径不小于100mm，长度4m左右)，墙顶应设置钢筋混凝土压顶(地圈梁)，厚度取200mm，配12200双层双向。在可能的情况下，宜将压顶与基坑周围的混凝土路面或地面连成一体。,深层搅拌桩的施工,深层搅拌桩施工质量要求：桩位准确、桩体垂直放线误差20mm就位误差50mm成桩误差100mm水泥浆不得离析水灰比0.4-0.6，水泥浆停置时间不超过2h，不得离析确保水泥搅拌桩的强度与均匀性搅拌下沉速度不超过0.7m/min喷浆提升速度不超过0.5m/min确保加固体的连续性相邻桩间施工间隔不超过24h,（2）板式支护结构,板式支

14、护结构由两大系统组成：挡墙系统和支撑（或拉锚系统）。,板桩支护作用连续板桩既可挡土，又可挡水。当开挖的基坑较深，地下水位较高且有可能发生流砂时，如果未采用井点降水方法，则宜采用连续板桩支护结构。类型：木板桩；钢筋混凝土板桩；钢板桩等。钢木混合式板桩适用埋深较浅的黏土，沙土层，地下水位较浅；注意-软土地基要慎用。,工字钢(H型钢)衬板支护结构适用于粘性土、砂土等土质较好且地下水位较低的基坑，水位高时要先降水。在软土地基中要慎用，卵石地基中较难施工。挖深25m。传力机理：土的侧压力衬板工字钢桩导梁（或顶撑或拉锚）,钢板桩支护由带锁口或钳口的热轧型钢制成，既能挡土又能挡水。适用于较弱地基土及地下水位

15、较高，水量较多的深基坑工程，在砂砾及密实砂土中施工困难。挖深15m。特点打设方便，重复使用，承载力大，既可挡土，又可挡水等。分类：无锚板桩(悬臂式板桩)悬臂长度一般不超过5m；有锚板桩-板桩上部用拉锚或顶撑加以固定,又分为单锚和多锚，常用单锚板桩。单锚板桩设计要素：入土深度、截面弯距、锚杆拉力。,1.3.3降水,在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时，地面水也会不断流入坑内。如果不采取降水措施，把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低，不仅会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降。另外，当基坑下遇有承

16、压含水层时，若不降水减压，则基底可能被冲溃破坏。因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施，控制地下水位，使地基土在开挖及基础施工时保持干燥基坑降水的方法有集水坑降水和井点降水法。,1.集水井降水,集水井降水法一般适用于降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量小的粘性土层。当基坑开挖较深，又采用刚性土壁支护结构挡土并形成止水帷幕时，基坑内降水也多采用集水井降水法。在井点降水仍有局部区域降水深度不足时，也可辅以集水井降水。集水井一般应布置在基础范围以外，地下水流的上游。其直径或宽度一般为0.6-0.8米。,2.井点降水 开挖土质不好且地下水位较高的深基坑（槽）时，应采用

17、井点降水的方法，即在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），在基坑（槽）开挖前和开挖过程中，从管（井）内不间断抽水排出，使其四周地下水位下降而形成水位降落漏斗；漏斗的竖向外缘线称之为水位降落曲线。,当各管（井）所形成的水位降落曲线互相衔接时，大面积的水位即降落至基底以下（图11）。这样，可使所挖的土始终保持干燥状态，从根本上防止了流砂的发生，改善了工作条件；同时土内水分排除后，边坡可改陡，减少了挖土量。此外，由于水压力向下作用，可以加速地基土的固结，防止基底隆起，以利于很高工程质量。,井点降水方法按其系统的设置、吸水方法和原理的不同，可以分为轻型井点。喷射井点、电渗井点、管井井点

18、和深井井点等。各种井点的适用范围，可根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及设备条件等。,各种井点的适用范围,(一）轻型井点降水系统 轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管（见下图）。,轻型井点设备1 地面；2水泵；3总管；4井点管；5滤管；6降落后的水位；7原地下水位；8基坑底,滤管构造 1 钢管；2管壁上的孔；3塑料管；4细滤网 5粗滤网；6粗铁丝保护网；7井点管；8铸铁头,干式真空泵工作原理1 滤管；2井点管；3弯联管；4集水总管；5过滤室；6水气分离器；7进水管；8副水气分离器；9放水口；10真空泵；11电动机；12循环水泵；13离心水泵,轻

19、型井点设计 轻型井点设计包括：井点系统的平面布置 井点系统的高程布置 涌水量计算 确定井点管的数量 根据基坑（槽）形状，轻型井点可采用单排布置、双排布置、环形布置，当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置。,井点系统的平面布置：当基坑（槽）宽度小于6m，且降水深度不超过5m时，一般可用单排井点，布置在地下水的上游一侧，其两端延伸长度一般不小于该坑（槽）的宽度为宜；如基坑宽度大于6m或土质不良，则宜采用双排井点；当基坑面积较大时，宜采用环形井点。为便于挖土机械和运土车辆出入基坑，环形井点也可以地下水的下游保留一段不设井管，而形成不封闭的布置。,井管与坑壁距离不宜小于1m，以防止坑壁产生泄漏而

20、影响抽水系统的真空度。井管间距应根据土质、降水深度，工程性质按计算或经验确定，一般为0.81.6m。靠近河流处与总管四角部位，井管应适当加密。,a）单排布置；b）双排布置；c）环形布置（d）U形布置,井点的平面布置,城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降水，辅以管井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。,井点系统的高程布置：高程布置即是井点系统的竖向布置，取决于基坑的开挖深度，地下水位高度、降水深度等条件。井管的埋设深度H（不包括滤管）可按下式计算；,涌水量计算 目前一般是运用以达西定律为基础的裘布依水井理论求其近似值，其中水井的类别不同，反映在计算公式中的参数有所差别。水井根据地下有无压力分

21、为无压井和承压井。,当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时（即地下水面为自由水面），称为无压井（a）、（b）；当水井布置在承压含水层中时（含水层中的地下水充满在两层不透水层间，含水层中的地下水面具有一定水压），称为承压井图（c）、（d）。另外，根据井底是否达到不透水层，可将水井分为完整井和非完整井，达到者为完整井，否则为非完整井。在实际工程中，以无压非完整井为多见。,1）无压完整井的单井涌水量的计算,2）轻型井点的施工,施工内容包括：准备工作、井点系统埋设、使用与拆除。准备工作：材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、砂滤料等）；排水沟的开挖；标高观测及防止沉降的措施；设置水位观测孔。井点埋

22、设挖井点沟槽排放总管埋设井点管用弯连管与总管相连，安排抽水设备，试抽水。,井点管埋设的方法水冲法冲孔冲孔直接利用井点管水冲下沉；以带套管的水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管。每根井点管沉没后应检验其渗水性能：井点管与孔壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内灌水时，能很快下渗。第一组井点系统安装完毕后应进行抽水试验，检查管路接头质量、井点出水状况、抽水设备运转情况等。降水过程中应对建筑物进行沉降观测，必要时采取防护措施,1.3.4基坑土方施工1.基坑土方工程量的计算 土方量可按拟柱体积的公式算：,式中 V土方工程量，H，F1，F2如下图所示。F1、F2分别为基坑的上下底面积，F0为中截面

23、面积，,a）基坑土方量计算；b）基槽、路提土方量计算,2.基坑土方机械极其施工,正铲挖掘机 正铲挖掘机外型如下图所示。它适用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成整个挖运工作。正铲挖掘机挖掘力大，适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土。一般用于大型基坑工程，也可用于场地平整施工。,正铲挖土和卸土的方式根据正铲挖土机与运输汽车的相对位置不同，正铲挖土和卸土方式有以下两种：（1）正向挖土、后方卸土。（2）正向挖土、侧向卸土。,反铲挖掘机 反铲挖掘机外型如下图所示。适用于开挖一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为46m的基坑，经济合理的挖土深度为3

24、5m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。,反铲挖土机的开行方式及施工方法反铲挖土机的开行方式有沟端开行和沟侧开行两种。（1）沟端开行。如图（）所示，挖土机位于基槽一端挖土，随挖随退，后退方向与基槽开挖方向一致。其优点是挖土方便，开挖的深度和宽度都较大。反铲挖土机如能在基槽两侧卸土，其最大挖土宽度为17倍挖土机的有效挖土半径。如基坑宽度超过1.7倍挖土机的有效挖土半径时，则可将基坑分条平行开挖，如图（b）所示。（2）沟侧开行。如图（c）所示，挖土机位于基槽一侧挖土，随挖随平行于基槽移动。由于挖土机移动方向与挖土方向相垂直，所以机身稳定性较差，开挖的深度和宽度均较小，最大宽度为0.8倍挖土机的有效挖

25、土半径，但可就近卸上堆置。一般在场地宽敞的临时性窄沟开挖中采用。,抓铲挖掘机 抓铲挖掘机外型如下图所示。对施工面狭窄而深的基坑、深槽、深井采用抓铲可取得理想效果，也可用于场地平整中的土堆与土丘的挖掘。抓铲还可用于挖取水中淤泥、装卸碎石、矿碴等松散材料。抓铲也有采用液压传动操纵抓斗作业。,拉铲挖掘机 拉铲挖掘机外型如下图所示。拉铲适用于一至三类的土，可开挖停机面以下的土方，如较大基坑（槽）和沟渠，挖取水下泥土，也可用于大型场地平整、填筑路基、堤坝等。,1.4 土方的填筑与压实,影响填土压实的因素 填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素 为：压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。填土压实的质量

26、控制。选择好填土的材料。控制适宜的含水量。填土的压实要达到一定的密实度的要求.填土的压实度用压实系数来表示：填土的压实方法：有碾压、夯实和振动压实等几种。,1、土的类别的影响根据颗粒级配或塑性指数上可分为黏性土和非黏性土（砂土和碎石类土）。黏性土由于其颗粒小（0.005），孔隙比和压缩性大，颗粒间的间隙又小，透气排水困难，所以压实过程慢，较难压实。砂土由于其颗粒粗（20005mm），孔隙比和压缩性小，颗粒间的间隙大，透气排水性好，所以较容易压实。对这两类土施加相同的压实功后，砂土所获得的干密度大于黏性士所获得的干密度。,2含水量的影响：填土中的含水量是影响压实效果的重要因素。土粒间含有适量的自

27、由水，可在压实过程中起润滑作用，减小土粒间相对移动的阻力，因而易于压实；若土粒间含水量很小，在压实过程中不足以产生润滑作用，需要较大的压实功才能克服土粒间的阻力，所以难压实；如果土粒间含水量过大，土体处于饱和状态，而水又是不可压缩的，施加的压实功的一部分为水所承受，则土体不可能压实。当压实功一定时，变化含水量至某一值，可使填土压实后获得某一最大于密度，该含水量称为最佳含水量。,3压实功的影响：在同类土中施加不同的压实功，可得到若干条相应的含水量与干密度的关系曲线如图a所示。可以看出：（1）当填土中的含水量较小时，若要求压实效果相同，含水量不同，需要施加的压实功不同，即当要求压实效果相同时，干土

28、要比湿土多消耗压实功；（2）当填土中的含水量增大至某一限度时，压实功的增加也不能改善压实效果；（3）当填上的含水量在某一适当值时，开始压实，土的干密度会急剧增加；待到接近土的最大干密度时，压实功虽增加许多，而土的干密度则没有多大变化，如图b所示。,由此可以看出，盲目增大压实功不仅不能增加压实效果，反而降低了压实功效。此外，大面积松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，压不实。如果先用轻型碾压实，再用重型碾压实，就会取得较好效果。,4铺土厚度的影响：土层在压实功的作用下，其压应力随深度增加而逐渐减小（图48），因而土层经压实后，表层的密实度增加最大，超过一定深度后，则增加较小或没

29、有增加。其影响深度与压实机械、上的性质和含水量等有关。铺上厚度应小于压实机械的影响深度，铺得过厚，需要的压实功则大，铺得过薄，则需增加总压实遍数。最优铺土厚度既能使土层压实又能使压实功耗费最少的铺土厚度。,二、填土压实的质量控制1选择好填土的土料2控制适宜的含水量3确定适宜的铺土厚度与压实遍数4填土压实的质量要求和检验,三、填土的压实方法（一）碾压 碾压的机械有平碾和羊足碾，它们都是利用滚轮的压力压实土壤的（二）夯击 夯击是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积的回填土。夯实机具的类型较多，有蛙式夯、重锤夯以及木夯、石夯、飞蛾等。（三）振动 振动密实土层的方法是利用振动机械作用的振

30、动力，使土粒随振动的过程破坏其间的摩擦力和级聚力，从而使土粒相对移动以趋向紧密稳定状态。这种方法只适用于密实砂土和碎石类土。振动使土体获得密实的效果取决于振源的频率。,软土路基处理方法,软土路基的处理是道路设计经常遇到的情况。软土是指湖沼、滨海、谷地、湿地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有孔隙比大、含水量高、压缩性强、固结系数小、固结时间长、抗剪强度弱、灵敏性强、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。主要包括冲填土，杂填土，淤泥质土以及其他高压缩性土等。,一、软土路基浅层处理方法,软土地基浅层处理的方法主要包括加筋土法，强夯法，换填

31、法和抛石挤淤法等（浅层处理是指对路床处理深度不超过5米）。（一）加筋土法 加筋土法是将土工织物或是土工栅格等植入地基土中，两者形成一个整体，增大压力扩散角，从而提高地基的承载能力，减少其沉降。加筋土法一般适用于由回填土形成的路堤，适用于软土，砂土和粘性土等。,（二）强夯法 强夯法是利用重物对软弱地基进行强夯，增加其密实度，从而提高路基地基承载能力和减少沉降，一般适用于地基处理深度不超过3米的低饱和度粉土，粘性土，湿陷性黄土，素填土和杂填土等。施工前，对重夯地段测量放样，确定夯点位置及间距。夯击遍数为3遍，从两侧开始向中部一排接一排进行，每夯点连续夯击4次。夯击过程中随时测量夯沉量，当后两击平均

32、夯沉量为12cm 时，即可终止夯击。,（三）换填法 换填法是将软弱土层清除并清底，然后回填砂碎石并压实。一般适用于淤泥质土和黄土和人工回填土，适用深度不超过5米。测量放样，挖除路基坡脚全部软弱土、冻胀土。对材料的配合比进行标准试验，确定适合施工需要的各项参数，以便合理指导施工。备料、摊铺及拌和，自卸车按规定计量将砂砾运至施工路段，确保配料的均匀性及准确性，然后用平地机摊铺，直到达到设计要求的深度和规范要求均匀度为止。摊铺应控制厚度，避免破坏下承层，每次的摊铺宽度应与上一次的摊铺重叠50cm。碾压养生，现场取样成型试件，满足要求后，立即进行稳压，然后平地机初平一次，用振动压路机振压46遍直到达到

33、要求的标准。碾压成型后的第2天，洒水养生，并控制车辆运行。,（四）袋装沙井法 袋装砂井法具有理论成熟，施工简易，造价低廉，质量容易被控制等优点。袋装砂井法是固结排水法的一种，是在软弱地基中设置若干砂井，在砂井上铺砂垫层，再在砂垫层上铺设土工布。通过增加排水措施，缩短排水距离，提高排水速度，从而使地基土的密实度增加，提高其承载能力。土工布的作用是提高其稳定性，使之不会沿滑动面滑动。,（五）塑料排水板法 塑料排水板是SPB-A、B、C、D型系列土工聚合物排水带简称，是软土和超软基加固的新型材料。它对软件土基加固的机理、设计、施工设备基本与袋砂井相同。排水带是带状复合型结构，中间是挤出成型的塑料芯板

34、，是排水带的骨架和通道，其断面呈并联十字，由 35(33)条筋、34(32)条槽组成，宽100mm，厚 3.5-6.0mm，芯板外部包复化纤纺布，起着隔土滤膜作用。,根椐插及软基深度不同，可先 A，B，C，D 四种型号，它用于软基排水的优点主要有：1.滤水性好，排水畅通，能确保良好的排水效果。2.材料具有一定的强度和延展性，适合地基变形能力强，而不影响排水性能。3.排水带断面尺寸小，插板时对地基扰动小。4.可在超软弱粘地层（如新吹填土基）之上进行插板施工。5.施工速度快，工人劳动强度低，每台钻孔设备每日可插板 15000 米以上，成本比袋砂井底，是软基加固工程的理想排水固结材料。,（六）真空预

35、压法真空预压法是在地基表面铺设密封膜，通过特制的真空设备抽真空，使密封膜下砂垫层内和土体中垂直排水通道内形成负压，加速孔隙水排出，从而使土体固结、强度提高的软土地基加固法。真空预压法适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土。,一、真空预压加固法的特点 真空预压加固法有以下几个特点：(1)加固过程中土体除产生竖向压缩外，还伴随侧向收缩，不会造成侧向挤出，特别适于超软土地基加固。(2)一般膜下真空度可达600mmHg，等效荷重为80kPa，约相当于4.5m堆土荷载；真空预压荷重可与堆载预压荷重叠加，当需要大于80kPa的预压加固荷重时，可与堆载预压法同时使用

36、，超出80kPa的预压荷重由堆载预压补足。(3)真空预压荷载不会引起地基失稳，因而施工时无须控制加荷速率，荷载可一次快速施加，加固速度快，工期短。(4)施工机具和设备简单，便于操作；施工方便，作业效率高，加固费用低，适于大规模地基加固，易于推广应用。,(5)不需要大量堆载材料，可避免材料运入、运出而造成的运输紧张、周转困难与施工干扰；施工中无噪音，无振动，不污染环境。(6)适于狭窄地段、边坡附近的地基加固。(7)需要充足、连续的电力供应；加固时间不宜过长，否则，加固费用可能高于同等荷重的堆载预压。(8)在真空预压加固过程中，加固区周围将产生向加固区内的水平变形，加固区边线以外约10m附近常发生

37、裂缝。因此，在建筑物附近施工时应注意抽真空期间地基水平变形对原有建筑物所产生的影响。,二、真空预压法的机理与基本性能 真空作用下土体的固结过程，是在总应力基本不变的情况下，孔隙水压力降低、有效应力增长的过程。抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体与排水通道、垫层之间形成压差；在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，孔隙水压力随之降低、有效应力增长，从而使土体固结压密。这样，地基沉降在预压加固阶段基本完成，并获得足够的强度。因此，在经过真空预压加固后的地基上施加建筑物荷载时，既不会发生地基失稳问题，又不会产生有害的残余沉降与差异沉降。本工法可使膜下真空度在102

38、0d内达到和维持在600mmUg以上，可产生相当于80KPa的等效荷载。,三、施工工艺 真空预压施工包括以下四个主要部分：(1)采用不透气的密封膜使加固地基与大气隔绝；(2)为使土体加速排水固结，在加固地基中设置排水通道(如塑料排水板)；(3)采用高效率的抽真空装置；(4)为了节能和安全正常运转，需要安装自动控制、记录系统。,二、软土地基深层处理方法,软土地基深层处理的方法主要是深层搅拌法、排水固结法、石灰桩法、复合地基法和高压喷射注浆法等（深层处理是指对路床处理深度超过5米）。（一）深层搅拌法 深层搅拌法是将水泥或是其他减水联结剂利用深层搅拌机与地基土在原位进行搅拌，使之成为复合地基，提高整

39、体的承载能力。此法一般适用于不超过12米的粉土或是粘性土等。,（二）排水固结法 排水固结法是利用在地基中设置的排水系统，减少周围地基土中的含水量，提高地基的密实度，增强抗剪能力，适用于厚度较大的饱和土地基或是冲填土地基。（三）石灰桩法 石灰桩法是在地基土中，利用人工或是机械成孔，将石灰回填路基中，由于石灰的吸水性以及离子交换作用，改变周围地基土的物理性质，形成复合地基。此法适用于处理深度不超过12米的软弱粘性土和杂填土。（四）高压喷射注浆法 高压喷射注浆法是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻至设计的土层深度，然后高压喷浆，使混凝土砂浆与土体形成一个整体，彻底改变地基的结构组成，提高地基的承载能力，减少其沉降。此法适用于软弱地基深度较大的地基，可以超过30米。,