软土地基论文范文

软土地基论文篇1

在水利工程软土地基施工中，对于软土地基的施工量是必须要进行考虑的一点，只有了解清楚施工量的多少，才能合理的安排出相应的方案，最终保证好软土地基施工的效率。比如，在较大型的水利施工中，就不会使用替换法来进行软土地基的解决，因为，使用替换法来解决就需要大量的人力、财力，这样将造成水利工程的造价大幅度上升，所以，在水利工程施工中，对施工量的控制是尤为重要的。

2.在软土施工中对环境因素的把握

环境对水利工程的软土地基施工也同样有着不小的影响。同样的工程在不同的环境中，施工的标准也是肯定不一样的，根据施工环境，选取不同的软土地基处理方法，进行合理的施工，只有这样才能有效的保证水利工程软土地基的处理质量。若是不考虑环境因素对施工的影响，在不同的环境中仍然采取同一种软土地基处理方法，将造成水利工程施工的造价变得更高，施工质量难以得到保证，严重影响软土地基施工的正常进行。

3.水利工程施工中软土地基的解决方法

3.1砂垫层排水解决法

砂垫层排水解决法是解决软土地基最为重要的方法。砂垫层排水法主要是利用淤泥质粉土、淤泥质粘性土、泥炭等土质进行排除废水，让土质的压缩性减慢，强度增大。在处理中时常是在软土地基的底端先铺上一层渗透性良好的砂垫，使其在水利工程施工中产生的水分能够及时的通过砂垫渗透出去，这样将有效的增强软土地基的结固。如果下方地下水太多，就必须在砂垫上设立隔水性能较强的粘土层。而砂垫层主要是确保透水，所以，多数使用鹅卵石、粗砂等有着高缝隙的透水材料。在铺垫中，主要注意将砂垫层材料均匀搅拌，再用以铺垫，并且及时的最好引水槽，将渗透的水分快速的引流出去。

3.2替换解决法

在软土地基的解决方法中替换法是最为常用的方法，替换法就是使用达到水利施工要求的土质来替换掉软土。首先应用大型挖土设备将软土地基中的软土全部挖出，再根据相对应的要求加入达到标准的水利工程地基要求的土质，并且对填充的地基进行加固。在一般情况下，都是选择粗砂、碎石等坚硬度较大的材料来进行软土地基土质的替换，而为了确保替换土质地基的稳定性，都会选择多层填充。第一层主要是为了增加地基的透水性，多选择碎石、矿渣来填充，让地基拥有较高的透水性，也保证地基质量；第二层对垫层在平衡桩体与桩间土的荷载情况有着非常重要的作用，它保护着地基的平衡，较多采用石灰和素土来填充；第三层是使用砂和砂垫的填充，让淤泥土质中的气体与水得到充分的排放，从而增强土质强度，让软土地基的承受力更高。

3.3旋喷解决法

旋喷解决法在水利工程施工中同样是最基本的软土地基处理法。旋喷法通常都是把喷头直接放入软土地基的最底部，在使用合适的提升速度进行，在其高速旋喷过程增加浓度相当的加固物，最终形成一个旋喷桩，从而使软土地基的切向硬度得到很大程度的提高，对预防软土地基的横向扭动起到了不可忽视，也从面上对软土地基的强度进行了加强。

3.4固结解决法

在水利工程施工中一般的解决方法都无法有效进行时，并可以采用固结法来对软土地基改善。使用相应的化学材料对软土地基实现改造、填充，让软土地基的强度增加、压缩性减慢、承受能力加大，这样让软土地基达到水利工程的建筑要求。在固结法中最常用的多为灌浆、硅化加固、人工合成材料加筋加固等方法。运用电化学原理、气压来对软土基地进行灌浆、填充就是灌浆法。灌浆材料多为石灰石等化学材料，对软土地基中的淤泥质的土地有着很好的加固作用，让软土地基可以承受更大的压力。而硅化加固则是针对氯化钙和硅酸钠的化学反应，对软土地基的土地进行黏合，让软土的硬度增大，进而达到水利工程的建筑要求。人工合成材料加筋加固方法，就是把韧性好、强度高的人工合成材料添加到软土地基中。利用高压使软土与人工合成材料结合起来，增强软土质的韧性和强度，从而形成对软土地基的变形得到保障[3]。另外，人工合成材料还可以有效的减慢和阻止软土地基的沉降与断裂，让软土地基更加的稳固。

4.结语

综上所述，在水利工程的软土地基施工中，有着不同的问题需要解决，相对应解决软土地基问题的方法更多。在水利工程软土地基处理中又有着不少技术，都是围绕着完善与改变软土地基的稳定性、安全性等来创立。另外，水利工程软土地基施工中的监督、检查等辅助工作也比必须落到实处，只有这样才能保证整个工程的质量安全。

软土地基论文篇2

通过以上对道路桥梁工程中软土地基的特性的分析，我们可以看出：在道路桥梁施工建设过程中一定要采取科学、合理的施工技术来避免软土地基对于道路桥梁的危害。从而避免的地基的沉降，提高地基的稳定性。第一，道路桥梁工程中的表层排水法。在道路桥梁施工过程中，由于软土地基中软土的含水量较高，可以通过排水法来降低软土地基的含水量，提高地基的破坏极限，提高软土地基的渗透能力，充分发挥地基材料的作用，提高整个道路桥梁地基的稳固性。使得地基具有可机械作业的能力。一般来说，这种施工技术比较适于含水较高、土质较好的软土层。具体的施工方法为：在道路桥梁施工准备过程中，在施工前在土层表面挖好长度、深度、尺度适度的排水沟，并将地基内的表水导出。第二，道路桥梁工程中的添加混合剂法。在道路桥施工过程中，若软土层的软土为粘性土质时，可以在粘度达到一定程度时，使用具有增大粘度的混合剂，从而增大软土表层的密度，从而增强整个软土结构的抗压缩力，增加软土地基的强度。具体的施工方法：在道路桥梁施工前，对软土地基的土质进行检测，当土质达到运用添加混合剂法时，加入一定量的混合剂，增加土层的粘度，提高软土结构的整体强度。在添加混合剂的同时可加入石灰及适量的水泥。第三，道路桥梁工程中的排水固结法。在道路桥梁建设过程中，可以再施工前对施工部分的地基进行预加载荷的碾压。在进行碾压时，可以排除部分软土层中的水分，还可以进一步增加软土地基的密度及强度。排水固结法则是在这时通过软土地基自身的固结属性而进行排水的方法。在经过碾压之后，软土地基中的软土会固结在一起，这样就增加了软土地基的强度。为了进一步提高软土地基的固结率，可以在软土地基中设立排水柱，增加整个桥梁施工地基的抗剪度。对于较深层次的排水固结施工来说，可以高效地完成作业，大大提高整个道路桥梁施工软土地基的承载能力。具体的施工方法：排水固结法往往与填土法、加载法一起使用。第四，道路桥梁工程中的加载法。为了有效地避免道路桥梁施工后发生沉降，可以对软土地基进行加载法施工。实现在道路桥梁施工的软土地基上增加载荷，提前使得地基沉降。这样的加载会与道路桥梁建成后的载荷不同，但是可以预先完成部分软土地基的沉降。所以，在道路桥梁施工的过程中，可以采用一定的方法避免地基的沉降。第五，道路桥梁工程中挤密法。在道路桥梁工程中，可以采用挤密法对软土地基进行施工，增加软土的密度和强度。一般来说，挤密法主要适用于厚度较大的软土地基以及湿度较大的黄土。在运用挤密法时可以就地取材，原地处理。施工方法：在施工过程中在形成的桩孔过程中进行侧向挤压，增大整个土层的密度。并在桩孔中，利用素土与灰土分层进行填装。第六，道路桥梁工程中的加固技术。在道路桥梁工程建设过程中，通过加固技术可以提高道路桥梁整体的稳定性。我们可以在地基表面进行排水、挤压、垫层，退需要加固的软土地基进行加固，采用先进的加固技术提高软土地基的稳固性。

2软土地基施工技术运用的注意事项

第一，在道路桥梁工程施工过程中，对于软土地基施工要注意桥梁的等级要求。不同等级的桥梁对于工程的施工有不同的要求。这也决定了软土地基加固与处理的不同要求。对于等级要求高的道路桥梁应该采取力度较大的工艺技术来处理软土地基，避免沉降以及地面裂缝的产生。而对于等级要求比较低的桥梁，可以预先铺设路面，等软土土层沉降之后再进行桥梁铺设。第二，道路桥梁工程的施工环境对于软土地基的施工也有一定的影响。不同的施工环境，具有不同土质的软土层，所以应该具体分析软土的土质，然后采取一定的施工技术进行处理。例如，对于一般粘性的软土土层可以采取实压的办法进行处理。对于砂性土壤的软土则可以采用挤密法来处理。对于土层较深的软土地基可以再表层对软土进行处理之后，再配合其他方案进一步加固软土层。对于土层较浅的软土地基的可以先进行表层处理之后，再进行表层挖掘与回填。若软土地基的图纸渗透性较差则需要长时间的排水之后，才能进行其他方式的处理，提高地基的稳定性。

3结语

在我国国经济建设发展的过程，道路桥梁建设施工量逐年增大，在道路桥梁施工过程中常会遇见软土地基，软土地基对于工程建设的危害较大。因而，在实际的施工过程中，需要合理运用道路桥梁软土地基施工技术，采用新技术不断提高桥梁工程建设的质量，从而提高整个工程的质量。软土地基含水量较高、具有抗剪能力低、土质松软的特性。因此，在施工的过程中，需要采取一定的措施来避免软土地基对道路桥梁施工造成的危害。在道路桥梁施工过程中，可以通过表层排水法、添加混合剂法、排水固结法、加载法、挤密法等方法对软土地基进行施工，增加软土的密度和强度。在道路桥梁工程施工过程中，对于软土地基施工要注意桥梁的等级要求。同时，道路桥梁工程的施工环境对于软土地基的施工也有一定的影响。因此，在具体的道路桥梁施工中需要针对具体的施工条件及要求选择科学合理的施工技术，提高我国道路桥梁建设的质量。

软土地基论文篇3

摘要 结合宁连公路北段高速化完善工程探讨了粉喷桩处理公路软土地基的施工工艺与检测方法，介绍了喷粉桩施工注意事项。关键词 公路 软土地基 粉喷桩 施工工艺 检测方法宁连公路北段高速化完善工程连云港市境内有13座跨线桥位于软土地基路段，其土层状态基本是表层1～3m厚硬塑层，下8～10m厚软、流塑层，再下为硬塑层(或基岩)，采用粉喷桩处理软土地基，即以水泥作为固化剂，利用深层搅拌机械将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩，并吸收周围水分，经过一系列物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特征和水稳性的混合柱状体，它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及保证桥头高填土路基稳定性具有明显的效果，下面结合工程实际对粉喷桩处理公路软土地基施工工艺与检测方法进行探讨。1 设计简介宁连公路北段高速化完善工程(下简称“本工程”)粉喷桩设计桩径为50cm，间距1～2m，按梅花型布置，桩长以穿透软、流塑层进入硬塑层不少于50cm为原则，通常为8～12m，用于粉喷桩的水泥(425＃普通硅酸盐水泥)为干粉。根据地基含水量的大小，采用水泥喷入量为45～60kg／m。含水量在40％以下时，水泥用量为45kg／m；含水量在40～60％之间，水泥用量为50kg／m；含水量在60～70％之间，水泥用量为55kg／m；含水量＞70％时，水泥用量为60kg／m。设计要求水泥土28天无侧限抗压强度≥1.2MPa。2 施工准备2.1 粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，土工试验报告，室内配比试验报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。2.2 场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。2.3 施工机具准备，进行机械组装和试运转。2.4 粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。2.5 粉喷桩所用的水泥(425＃普通硅酸盐水泥)应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用，严禁使用受潮、结块变质的加固料。3 施工工艺流程3.1 粉喷桩施工。3.2 操作步骤为：①深层搅拌机械就位。②预搅下沉(至设计标高)。③搅拌提升，同时喷干水泥粉至地面以下0.5m处(设计桩顶)。④在桩上部的5m长范围内重复搅拌一次(1／3～1／2)桩长、桩上部强度要求较高。⑤重复搅拌提升，直到离地面下0.5m，上部回填5％灰土(或水泥土)并压实。⑥关闭搅拌机械移位至下一桩位。4 施工注意事项4.1 控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保粉喷桩长度。4.2 严禁没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。4.3 定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查，其直径磨耗量不得大于2cm。4.4 当钻头提升至地面以下0.5m时，喷粉机应停止喷粉。4.5 当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉，在第二次喷粉接桩时，其喷粉重叠长度不得小于1m。4.6 粉喷桩施工时，泵送水泥必须连续，固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录，其用量误差不得大于±1％。4.7 为保证搅拌机的垂直度。应检查起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，每工作班检查不少于2次，使垂直度偏差不超过1％。4.8 搅拌机喷粉提升的速度和次数必须符合预定的施工工艺要求，搅拌机每次下沉或提升的时间应有专人记录，深度应达到设计要求，时间误差不得大于5秒，施工前应丈量钻杆长度，并标上明显标志，以便掌握钻入深度，复搅深度。施工中出现问题应及时处

软土地基论文篇4

关键词：工程施工、软弱地基、处理措施

中图分类号： TU7 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

软弱地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其它高压缩性土层形成的地基，它稳定性差、强度低、沉降量大且不均匀。在工程施工中，由于地质勘探资料反映不真实或者是缺少地质勘探资料，经常会有实际开挖地槽后，发现下面为软弱地基，地基承载力不能满足设计施工图要求。为保证工程实体质量，必须要采取措施加固软弱土地基，提升地基的稳定性及承载力。

二、软弱地基处理的基本方法

1、置换软弱土层的方法

在工程施工中, 置换法是在浅层软弱地基中最常见的且经济效益比较高的处理方法。即挖出基础下一定深度的的软弱土层，再用强度高的砂、砾、素土、石屑、碎石、灰土回填，并且要压实或夯实置换的土，达到建筑地基承载力或基地密实度的要求，实现了复合地基或双层地基，达到最终的目的。如果软弱地基的土层比较薄或者是力学性能相对较好,上部承受的压力也不是很大, 使用置换法不仅投资小、工艺简单而且缩短了工期，质量也相当稳定。

例如：2006年，兖州铁三区新建住宅1#-5#楼工程开挖基槽中发现有几处15平方米左右的生活垃圾杂填土，杂填土深1.0-1.3米不等，是典型的局部软弱地基，如不处理，将产生地基不均匀下沉，造成楼房上部产生八字裂缝，随着不均匀沉降量增大，裂缝会由上到下继续发展，影响房屋主体结构安全。处理方法：杂填土全部挖运走，分层300mm换填中砂并夯实，经检测完全满足设计地基承载力要求。截止目前兖州铁三区1-5#住宅楼未出现墙体裂纹或裂缝，说明处理后的地基沉降均匀、稳定。

2、压实软弱地基的方法。

压实软弱地基是在修路、筑堤、加固地基表层中较为经济合理的一种处理软弱地基方法，通过处理，可使填土或地基表层土孔隙率减小，密实度增加，提高地基承载力。常用压实土层可的方法有重锤夯压法、机械碾压法、强夯法以及振动压实法，压实原理是借助人工或机械的重力进行碾压夯击，把软弱地基土层压实，可以填土后分层进行压实。重锤夯压法是采用起重机械把夯锤提到合适的高度，让锤重重落下，一直重复起落运动可以压实软弱地基;机械碾压法是通过平碾、压路机、振动碾、羊足碾等碾压机械压实软弱地基土;强夯法是利用夯击强大的功能，使地基的动应力和冲击波强烈的反应，固结密实软弱土层。强夯法对砂土、粉土、碎石土、杂填土、饱和度比较低的粘等比较适用，但不适用于饱和度较高的粘性土。把地基表面松散的浅层土通过振动把土层振实的方法叫振动压实法。压实法广泛适用于粉土、砂土、碎石土、杂填土、饱和度低的粘性土等，因地基土质和夯击强度的不同，对软弱地基加固有效的深度可以达到6～12m左右。

例如：2011年在枣庄西货场改造工程货区及道路施工中，对砼货区及道路的基底处理就采用了压实地基的方法。砼货区及道路设计为260mm厚C25砼，6M*6M分格浇筑，垫层为200mm厚级配碎石，基底压实系数大于等于0.95。该货场为建成使用20余年的老货场，地基沉降基本完成，因此在基底取土时考虑预留8cm碾轧沉降量，采用16吨滚筒式轧路机进行碾轧3遍，碾轧方法为压半滚筒宽度。经过碾轧，按标准现场取样送实验室检测，个取样点密实度均达到0.95以上，确保了货区及道路建成投产后的正常使用。

3、软弱地基振密挤密或桩基的方法

在软弱地基中灌入砂、土、石、石灰、灰土等质地坚硬的材料捣实形成的一种复合地基，改善地基性能，使地基变得更加紧密严实。采用振冲器械迅速挤压土层，把土体原来的结构破坏，迅速增大土层孔隙水的压力，让原本疏松软弱的土体变得更加紧密结实；或者使用沉管制桩机械锤击、振动、静压地基使之管内成孔，再投料入管中，一边投料一边振动沉管，桩体得到进一步的密实，然后与原地基结合成为复合地基；对软弱土层较厚地基处理还可以采用灌注桩,打灌注桩至硬土层,作承载台,灌注桩分机械成孔灌注桩和人工挖孔孔灌注桩。

例如：2009年凫村信号楼接建工程，该位置为4-5m高填土，地下电力、信号及通信电缆较多。施工中地基处理采用了人工挖土灌注桩，桩直径1米、深8米，桩底扩大部1.5米，8cm厚C25钢筋砼护壁。桩基施工完成后，通过静载试验检测，均满足设计要求。

4、软弱地基拌和的方法

通过强烈外力对原始地层进行破坏，再对软弱地基导入具有固化作用和凝结作用的介质材料，改善地基物理力学的性质。主要方法有深层搅拌法和高压喷射注浆法两种。深层搅拌法是利用水泥、水泥浆体作为主固化剂，固化剂通过特制的深层搅拌机械放进地基土中与软弱土进行强制搅拌，于是水泥土桩柱体形成，与原来的软弱地基组成新的复合地基。高压喷射灌浆法是通过高压力对土体直接破坏，经过管路喷出来的水泥浆液和原来的软弱土进行拌和，进过一段时间的凝固，拌和桩柱体就基本形成，原地基和拌合的桩柱体构成了复合地基，提高软弱地基的使用性能。高压喷射灌浆法对防渗结构和挡土结构的形成起到关键作用。

5、软弱地基排水固结的方法

软粘土地基在预压荷载的作用下排出土体孔隙中的水, 促进土体固结, 减小土层中孔隙的体积, 提高了土体的强度和地基的承载力，达到减少软弱地基施工后沉降的目的。建筑施工之前就应该先对软弱土进行排水固结，通过预先施加载荷、增加土层的排水途径、缩短排水距离等各种有利条件，促进饱和软粘土的固结。软弱地基排水固结的方法理论非常成熟，已经被使用很多年，正确指导了软弱地基处理，并且施工设备费用低、操作工序简单。排水固结的方法处理淤泥质土、淤泥和其他饱和软粘土方面最有成效，但却对渗透性非常低的某些泥炭土无可奈何。

三、结束语

软弱地基会对建筑物产生严重危害，一旦处理的措施不当，很容易导致地基强度失稳，使建筑物出现不均匀沉降现象，甚至还会造成建筑物开裂、坍塌。本文结合实例介绍了几种常用软弱地基处理方法，施工中处理方法的选择，要综合考虑成本、工期及施工难易程度等各种因素，了解软弱地基的特点，与实际情况相结合，制定经济合理的处理方案，确保建筑物的安全。

参考文献：

蔡启吨：《浅论建筑工程软弱地基处理方法》，《中小企业管理与科技（上旬刊）》， 2011年08期

施洲辉 吴维 龙振华：《浅谈建筑工程中常用软弱地基处理措施》，《农村经济与科技》， 2011年04

陈红妹 李兰：《软弱土地基处理方法探究》，《科技创新与应用》， 2012年18期

软土地基论文篇5

关键词：软土地区；桥涵设计；若干问题；地基强度

中图分类号：TU447 文献标识码：A 文章编号：

在对公路桥梁工程进行设计或者施工时，往往会遇到一些软土地基的处理。软土是指滨海、湖沼、谷地、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。软土地区具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、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。在对桥涵进行设计时，如果对软土地基处理不当，就会引发一些病害，如；因基础沉降不均或沉降量大而造成墩台倾斜开裂、框构拉裂；相邻墩台沉降差异较大而使桥梁纵断面呈折线状；地基土抗剪强度低而使台后路基和桥台滑移，桩基剪断破坏；立交涵塌腰、下沉而使涵内积水，净高不足而无法通行及排洪、下沉严重者失去使用功能等。

因此，为保证软土地区桥涵的正常使用，设计时必须选用合理的结构形式和适宜的地基处理方法。

1.软土地区桥梁勘测的注意问题

1.1软土的判定

这项工作的开展在对普通区域进行水文以及地质进行勘探的同时，还应该加强对地基土的探测研发力度，时刻关注软弱地层的塑性流变。在具体的桥梁勘探工作中，应该按照地形地貌特征，来判别是否存在地下水渗流以及沼泽地泥潭，尤其是对沿海地区围河造地区域的勘测。在这方面设计出现的常见问题为：如果勘察设计不详细或不准确，就有可能导致对应该作软基处理的地段未作处理设计。

1.2 可液化土的判别

已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，就会造成路堤失稳或危及线外建筑物。在桥涵设计或者施工者，如果确定某区域为软土地区，就应该开展地质钻孔作业，检测各层的深度或者厚度，在抽样实验调查的基础上，根据受震液化程度、含水量、压缩性等土层参数，分析其对墩台稳定性造成的影响。可液化图就是饱和砂或者为粒径高于0.05mm的颗粒量在2/5以上的饱和轻亚粘土，在经过相关实验判断其在地震时是否出现液化现象，其判定依据为公路桥梁工程抗震设计规范；如果确定为液化土层，就应该对土层的设计参数进行调整。

1.3 沉降量的计算

计算内容含有最终沉降量和沉降时间两个方面。在桥涵设计过程中，可以采用分层计算总和法或者弹性理论法对沉降量加以计算，还要根据有关的工程具体经验数值加以修正。

2.软土地区涵洞的设计注意问题

2.1排水通道

在充分考虑如图地基影响因素的基础上，对于涵洞区段的排水固结，应该采取有效的处理对策对其合理加密，进行预排水固结时，应该搭建暂时性管道便于过水，在正式开展施工时，应该加以拆除。保持砂垫层和路基砂垫层连接，使得排水管道具有良好的畅通性。

2.2 涵洞孔径

为了能够给相关设施使用功能的留有余地，就可以适当调大桥涵设计时的涵洞孔径。

2.3构造物

在构造物的选择方面，可以应用整体性较强、自重较轻、刚度较大、基底承载能力要求较低的钢筋混凝土箱型结构。

2.4预留沉降量

在完成初始沉降之后，就可以开展涵洞施工，在施工过程中应该对沉降量进行部分预留，如果不进行沉降量预留工作，就会导致砂垫层出现不连续的状况，从而引发排水通路不流畅的问题。

3.软土地区桥台的设计注意问题

3.1提高自身稳定性的措施

在桥台设计过程中，可以通过加强台深以及基础刚度，来加大其抗水平推力的能力，进而提升自身稳定性。

3.1.1选取群桩基础

通过双排桩或多排桩一同承担有引道填土或者桥台前后不均匀下沉作用而对基桩造成的弯矩和剪力，最好不要采用单排桩。

3.1.2 选取斜桩基础

斜桩基础的目的就是让竖直桩来承担桥台的设计荷载，在台前增设具有一定倾斜角度的斜桩来抵抗有桥头填土以及软基下沉机构变形而造成的水平推力。

3.1.3 合理确定伸缩缝位置

在对多跨桥梁进行设计的过程中，可以在临近桥台的一跨在增设伸缩缝，还要社会自四氟板支座，这样就能够保持桥台以及上部对称变形。与此同时，应当在设计标准的基础上，适度增加薄壁桥台的壁厚，以免台壁产生裂缝。

3.2 减轻台后荷载以及均衡压重

为达到这一目标，就应该在对桥孔进行布置时，有目的地后移桥台，让台后路堤转变为低填土的形式；最好选取溜坡埋置式桥台或者箱型桥台，并在台后增设跳板，以降低桥台的偏压荷载；对台后所用的填土适宜采用轻质材料。

4.桥涵设计对软土地基的处理方法

在对地基结构进行处理过程中，一定要按照具体内容来合理设计顺序：一是在充分认识桥梁对地基各种要求和地基具体条件的基础上，确定设计范围；二是提出相应的设计方案，应综合考虑天然地层条件、地基处理要求、原理、材料、设备等多种因素，对方案的可行性进行分析论述；三是编制出初步处理方案。现在，对于软土基地处理行之有效的方法有：

4.1换填垫层法

当软基土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的砾料)称为换填或垫层法，适宜处理的高度一般为2～3m的土层。

4.2 加筋路基法

这种方法一般在土层当中埋设高强度的土工聚合物、拉筋、受力构件等达到提升地基承载能力、降低沉降作用的目的，进而维持桥梁结构的整体稳定性，加强了路基刚度与稳定性，提高了路基的水平横向排水，使荷载均布。采用加筋路基法，既提高路基刚度，也使边坡受到维护，有利于排水，增加地基稳定性。

4.3强夯法

对于孔隙较大的地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土地基，可采用重锤夯实或强夯。它的基本原理是：土层在巨大的冲击能作用下，土中产生很大的压力和冲击波，致使土体孔隙压缩，夯击点周围一定深度内产生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水(气)顺利排出，土体迅速固结。强夯后地基承载力可得到一定的提高，压缩性可降低200%～1000%。

5.结论

通过对软土地区桥涵设计若干问题的思考，要想确保公路桥梁具有良好安全与可靠性能，设计人员就应该在判定软土区域的基础上，针对工程的实际情况，来选择适宜的处理方式，还要充分考虑成本节约、技术难度、设计方案的可行性等因素，借以体现桥梁工程的经济和社会效益。

参考文献

[1]赵芳.软土地基桥涵设计方法探析[J].交通标准化,2013(4)

[2]徐达晖,陈国彦.论公路桥梁工程中桥涵软土地基的施工处理措施[J].交通标准化,2013(4)

[3]韩涛.浅谈桥涵在软土地带施工的方法[J].黑龙江交通科技,2012(2)

软土地基论文篇6

关键词：软土地基处理复合地基

1引言

比萨斜塔是世界著名的建筑物，自建成以来，已有数百年，但目前斜塔整体开始倾斜，而塔身却保持完整，这主要是由于地基沉降造成的。在我国，无论北方还是南方都分布着大量的软土地基，并且随着经济的发展和城市化进程的加快，许多软土地区开始兴建各种类型的建筑物。由于软土具有孔隙大、含水量高、强度低等特点，在这些地区修建建筑物存在较大的安全隐患。如何采取合理有效的方法避免软土地基造成的各种危害，是每项建筑工程在施工前必须要解决的问题。本文从软土地基的基本情况入手，着重分析软土地基的处理方法，对解决相关的问题提供一定的理论基础。

2软土地基的概述

软土地基主要是由软土构成的，包括自然界力生成的地基以及山间填土或围涂造地地区的地基。软土通常是在氧气稀少、富含有机质、缓慢或静止水流的条件下形成的，与其他土质相比，软土是相对年轻的沉积物。

软土主要有五个方面的特性：其一，水分含量和孔隙较大。较大的水分含量和孔隙，极易造成土质的抗剪强度降低和压缩系数的增大。其二，透水能力较弱。透水能力是决定固结速度的重要因素。其三，抗剪强度较低。软土的抗剪强度主要是由其固结速率决定的，固结速率越快，抗剪强度越大。而软土的固结速率十分缓慢，故其抗剪强度较低。其四，压缩性较高。软土层在正常固结状态时，压缩系数为0.5到1.5Mpa-1，压缩指数介于0.35到0.75之间。当然还有的软土层属于超固结状态或次固结状态。其五，结构性明显。絮状结构是软土的典型特征，这种结构特征，是造成软土容易产生流动的重要原因。

因此，软土的特性决定了在软土地基上直接建造工程是非常不可靠的。软土的低强度性使其承载力严重不足，难以承受较大的建筑物；软土的高压缩性易引起建筑物的沉降增加和不均匀沉降的增大。因此，在软土地基上进行工程建设时首先应进行地基处理。

3软土地基的处理

软土地基的处理主要在于解决三个方面的问题：①地基承载力低、稳定性差的问题；②地基沉降和不均匀沉降的问题；③渗透性弱、长期固结的问题。本文根据这三类问题，将各种地基处理方法分为三类进行论述：第一类，改变变形条件；第二类，改善土质土性；第三类，复合软土地基。对于这三类处理方法，本文选取每类中比较常用的两种方法进行介绍。

3.1改变地形条件

改变软土地形条件是软土处理中最原始的手段，其中比较典型的方法有：表层处理法和强夯法。

3.1.1表层处理法

表层处理法是通过各种不同的方法改变软土表面地质环境来实现改变地形条件的目的。在对软土进行表层处理时，常用的方法有三种：①排除地表水。地表水是软土地基形成的重要条件。在具体施工过程中，首先应在地表处开挖宽50cm、深50c～100cm的水沟，其布设要与场地地质条件相适应，以方便地表水的排出。②铺设砂垫。砂垫主要是利于软土层在固结过程中的排水，改善施工作业条件。砂垫的厚度要根据软土层的压缩性和厚度而定，铺设速度要合理，且要保证铺设均匀。③添加稳固剂。这种方法主要是在软土地表层中加入土壤离子稳固剂、石灰和水泥等稳固材料，用以增强软土地基的强度，降低软土地基的压缩性。

3.1.2强夯法

强夯法是最常见的处理方法，它的基本操作过程是：将10t到40t的重锤提到10米到40米的高度，然后使其自由落体，利用重锤下降的冲力来改变软土地基的性状，提高软土层的强度。这种方法不适合饱和度较高的土质，主要用于处理杂填土、砂土、碎石土等地基。

3.2改变土质土性

改变土质土性是软土地基处理过程中最为通用的手段，目前最为典型的方法是土木合成材料法与换填法。

3.2.1土木合成材料法

土木合成材料法是在软土地基内嵌入各种人工合成的聚合物，来实现对岩土的排水、过滤、防渗、防护、隔离、加筋的功能。这种方法是基于岩土与聚合物的摩擦加筋原理和准黏聚力原理而形成筋材的复合体工作的，主要是通过改变土质的抗剪强度来提高土体内部的强度和整体性。

3.2.2换填法

换填法的主要目的构造人工地基，其主要施工过程是将砂石、矿渣、碎石等分层填充到软土基础地面以下不太深的软弱土层中，并同时按照一定要求进行分层夯压，增大软土层密度。这种方法主要适用于杂填土、淤泥质土等地基的处理。

3.3构造复合地基

构造复合地基是软土地基处理最为彻底的手段，其中最为典型的方法是水泥搅拌桩法和碎石桩法。

3.3.1水泥搅拌桩法

水泥搅拌桩法是将水泥、石灰等材料构成的固化剂，就地与软土搅拌在一起，使二者发生物理、化学作用，形成具有一定强度、一定压缩性、一定透水性的复合地基，从而实现增大抗载能力、减少沉降的目的。这种方法的适用范围极为广泛，各种饱和度的土质、淤泥地基等均可使用此方法。但是水泥搅拌桩法有干法（喷粉法）和湿法（喷浆法）之分，在具体施工过程中要根据具体软土地质条件而定。

3.3.2碎石桩法

碎石桩法是指在高压水流下将一管状设备放入软土层中钻孔，然后将各种石料分批填入孔中形成桩体。这样，碎石桩体就可以置换部分软土，与软土层形成复合地基，与钢筋混凝土极为类似。利用这种方法不仅可以减少软土地基的沉降量，而且大大提高了它的承载能力。这种方法已经得到建筑界的普遍认可，并应用于多种类型的工程建设中。但在具体的操作过程中不仅要注意设计好各项施工工艺，还要注重做好质量控制。

4结束语

软土地基处理工作是一项复杂的系统工程，虽然现有多种处理方法，但是每种方法都有其适用范围，在具体的施工过程中，不仅要选择相适应的方法，还需要对每种方法的操作过程进行优化，达到增强软土地基强度、降低压缩性、减少沉降量的目的。

参考文献：

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[2]王天降.软土地基处理方法对沉降的影响因素分析与沉降预测研究[D].长安大学.2006.

软土地基论文篇7

关键字：钻孔桩桥梁软土桩基承载力

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

1. 引言

天津市滨海地区多为海积平原和海积冲积平原，其地质条件较差，土层厚度大且承载能力较小，属于典型的滨海软土地区。笔者多年在该地区从事桥梁设计、施工工作，在工作中搜集了大量的工程实测数据，经过对试桩桩端承载力与理论计算结果的认真比较分析，发现两者存在较大差异。因此对滨海软土地区的钻孔桩端承力进行了进一步研究。由于钻孔灌注桩桩底沉淀土的存在，造成桩基端承力大大减小，目前设计计算中虽对此情况已经予以考虑，但实测工程数据表明，目前对其考虑仍显不足。为减少工程隐患，本论文对此进行研究分析并给出了解决方法，希望对广大工程技术人员的工作起到指导借鉴作用。

桩基础是桥梁工程的重要组成部分，有着悠久的使用历史，并且目前仍被广泛采用。桩基础根据受力条件分为摩擦桩基础和端承桩基础。滨海软土地区土层具有厚度大、承载力低的特点，故在滨海软土地区桥梁工程多采用钻孔灌注桩基础，从其受力角度来看，多为摩擦桩基础。桩基础作为将桥梁荷载传递到地基上的重要受力构件，是桥梁设计施工的重要组成部分。桩基础的承载能力直接影响到桥梁的安全性、耐久性，因此对桩基础进行试验研究具有极高的工程应用价值。

2.目前桥梁桩基端承力计算方法

目前对公路桥梁桩基承载力的计算，在设计中多按照《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63—2007（以下简称规范）的相关规定进行计算。在该规范中对于钻孔灌注桩（摩擦桩）单桩轴向受压容许值计算公式如下：

（1）

通过公式（1）可知，钻孔灌注桩（摩擦桩）桩端承载力容许值计算公式如下：

（2）

式中—摩擦桩单桩轴向受压承载力容

许值（）；

—桩身周长（）；

—土的层数；

—承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚

度（）；

—与对应的各土层与桩侧的摩阻力标准

值（）；

—桩端截面面积（）；

—桩端处土的承载力容许值（）；

—摩擦桩单桩轴向受压时桩端承载

力容许值（）；

—修正系数；

—桩端处土的承载力基本容许值

（）；

—容许承载力随深度的修正系数；

—桩端以上各土层的加权平均容重

（）；

—桩端的埋置深度（）；

—清底系数。

清底系数取值规范中规定如下：

清底系数值表1

注：1. 、为桩端沉渣厚度和桩的直径。

2. 时，；

时，，且。

下面以京沈高速公路桥梁桩基础为例，说明钻孔灌注桩桩端承载力计算公式的计算过程。

该桩基现场实测桩径为0.84，桩长为38.4，根据地质勘察资料，桩端处为黏土层，桩端处土的承载力基本容许值，桩端以上各土层的加权平均容重18，计算该桩基桩端承载力如下：

根据规范及地质勘察资料，得：

（取规范最小值）

将上面各数据代入公式（2）中，得：

该桩基实测桩基端承力容许值为277，而理论计算值为500.6，据此分析该桩基端承力容许值理论计算值是实测值1.81倍，若采用此理论计算端承力值容易造成工程隐患。

3.工程实测桩基端承力数据介绍

笔者多年从事天津滨海软土地区桥梁工程的设计和施工工作，通过天津滨海软土地区诸多桥梁工程的桩基静载试验，得到了大量的单桩静载试验实测数据。现对部分工程桩的端承力实测数据归纳如表2所示。

桩基端承力试验成果表 表2

4.实测数据与计算数据对比分析

根据桩基试验实测数据对桩基端承力容许值进行计算，即采用表2中实测数据和公式（2）对桩基端承力容许值进行计算，计算结果如表3所示。

桩基端承力理论与实测结果对比表 表3

通过表3可以看出，公路桥梁钻孔灌注桩（摩擦桩）理论计算的桩基端承力容许值大大超过了桩基端承力实际容许值，这会造成钻孔灌注桩的实际承载力小于理论计算承载力，容易给工程安全留下隐患。

钻孔灌注桩端承力远小于桩端原状土承载力的主要原因是由于目前采用的钻孔工艺及清孔方法会导致桩底泥浆沉渣层的存在，桩底混凝土不是与桩底原状土紧密接触，而是其间夹有回淤泥浆层，使原状土的力学性能得不到发挥，造成桩基端承力大大减小，虽然目前理论计算对该因素已经予以考虑，但通过表3不难得出，目前理论公式清底系数的取值仍然是偏大的。为了使桩端承载力理论计算值更好的与实测值相符，下面利用实测数据对清底系数予以修正。

首先，根据公式2可以得出，清底系数可通过下式表示：

（3）

式中各符号意义同上。

为了使桩端承载力理论计算值与实测值相符，只需令理论计算端承力容许值等于实测端承力容许值便可求得两者相符时的清底系数。因此，利用表3可以得到修正后清底系数如表4所示。

清底系数修正后取值表表4

试桩编号 1 2 3 4

修正后清底系数 0.387 0.424 0.191 0.161

试桩编号 5 6 7 8

修正后清底系数 0.237 0.252 0.344 0.281

通过表4可以看出，钻孔灌注桩桩端承载力的发挥程度离散性较大，其大小除与桩端土层有关外，很大程度上受桩底清底情况的影响。收集上述实测数据的桩基作为数据采集桩，桩基的施工质量是偏优的，但仍远远达不到理论计算值，可见理论计算中采用清底系数明显偏大，根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》GB/T 50283—1999规定，采用数理统计方法，对清底系数取值进行分析可得，清底系数取值为0.131是符合工程可靠度的。

综上所述，按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63—2007进行设计时，桩基清底系数取值在0.10～0.15之间是更符合实际的，目前桩基清底系数取值偏大。

5. 结论

滨海软土地区钻孔灌注桩端承力由于沉淀土的影响会大大降低。

目前对滨海软土地区钻孔灌注桩端承力的取值偏大，易造成工程隐患。

滨海软土地区钻孔灌注桩端承力计算中应对清底系数予以减小，以使理论计算更好的实际相符。

钻孔灌注桩桩端沉渣对桩基端承力有显著影响，应从施工工艺和施工措施上尽可能减小桩端沉渣厚度。

参考文献

1．《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63—2007 人民交通出版社2007年12月实施

2．《京沈高速公路桥梁工程钻孔桩静载试验报告》京沈高速公路项目经理部

3．《京沪高速公路新僻线钻孔桩静载试验报告》京沪高速公路项目经理部

4．《唐津高速公路津塘互通式立交桥静载试验报告》唐津高速公路项目经理部

5．《津滨高速公路胡家园立交桥静载试验报告》津滨高速公路项目经理部

作者简介：

吉禹霏 ：硕士学历， 工程师职称，目前从事桥梁设计

张文远：：学士学历，工程师职称，执业资格：国家一级建造师、英国皇家特许建造师，目前从事桥梁施工

软土地基论文篇8

关键词：软弱夹层；塑性挤出破坏；主应力法；屈服准则；滑移条件；极限荷载

中图分类号：TU443文献标志码：A

Abstract： Aimed at the problems that some available calculation theories of ultimate load to soft interlayer could not fully take into account of the slip plane conditions and most of these theories adopted metal yielding criteria， not suit for geomaterials with internal friction characteristics， based on Prandtls plastic extrusion failure mode， the variation law of ultimate load of soft interlayer under three slip conditions and the applicable scopes of these slip conditions were analyzed with the main stress method and the MohrCoulomb yielding criteria. Meanwhile， the relevant formulas for ultimate load were also deduced. The solutions were contrasted with those of thinlayer extrusion theory and Prandtls squeezing theory， and the appropriate scope of flakiness ratios of the proposed method was also suggested. The results show that the ultimate load of soft interlayer is enhanced with the increment of flakiness ratio， strength parameter and friction coefficient.However， as the friction coefficient increases to a certain value， the ultimate load will not be varied anymore. The effect of slip conditions on ultimate load is not obvious when the strength parameter is low， and the ultimate load is controlled mainly by strength parameters. While the strength of soft interlayer increasing gradually， the influence of slip conditions on ultimate load is enhanced steadily， it is even more significant especially with a higher value of flakiness ratio. The proposed formula can reflect the effect of surface slip conditions to the ultimate load of soft interlayer more definitely， and can contribute references to the stabilization analysis of soft interlayer in rocksoil mass.

Key words： soft interlayer； plastic extrusion failure； main stress method； yielding criteria； slip condition； ultimate load

0引言

软弱夹层是广泛存在于岩土体中的一类地质构造，其厚度比相邻岩土层小且变化不均，从几厘米至数米都有。经过局部处理（如加筋垫层、换填）以后的软土地基或下卧浅层基岩的浅基础地基也会形成类似的软弱夹层结构。由于软弱夹层的力学性质明显低于相邻岩土层，其成为控制岩土体稳定的重要因素，在边坡、地基、地下隧道、采矿等工程中的研究逐渐引起重视。针对软弱夹层的研究目前多数是从结构面角度分析夹层的存在对拟建结构物的影响，如对边坡的稳定分析[1]、对浅埋隧道的变形影响[2]、对地下洞室围岩稳定影响[3]等，而从软弱夹层自身承载稳定性角度进行的研究则不多见。

在基础工程中，浅部的软弱夹层可以采用换填、化学加固等地基处理的方法解决，但软弱夹层埋藏较深或不宜处理时，软弱夹层的承载特性对上部结构物稳定性的影响就显得至关重要。现有的软弱夹层极限荷载分析方法多数源自薄层金属材料轧制，本身存在屈服条件与岩土材料不符的问题。此外，软弱夹层宽厚比一般较大，极限状态时夹层面的滑移条件对其极限荷载的影响较为显著，现有的大部分极限荷载计算理论并未完全考虑到这方面的影响，而统一按照完全粗糙的层面摩擦条件建立分析模型。部分计算理论虽然考虑到不同的层面滑移条件，但在确定夹层面不同区段的滑移条件时带有较大的经验性，没有充分的计算依据，给软弱夹层的极限荷载计算带来较大的不确定性。因此，软弱夹层的极限荷载分析还需要考虑更为实用和可靠的方法。本文中拟采用Prandtl理论分析的基本模型，考虑挤压平面上的不同滑移条件，根据岩土材料的屈服条件和主应力法对软弱夹层的极限荷载进行分析，得到软弱夹层极限荷载的工程实用计算公式，并与其他理论的解答进行对比。

1软弱夹层的破坏模式

含有软弱夹层的地基，包括采用加筋垫层局部换填形成的软弱夹层结构，本质上属于层状非均质地基，对其极限荷载的求解是经典的岩土力学问题。在这方面目前常见的研究方法包括根据强度理论进行分析（极限平衡法、极限分析法、滑移线法等）和数值计算方法分析两大类。数值计算方法近年来虽然发展很快也很方便，但用于软弱夹层极限荷载分析仍存在大变形时极限状态评判标准不易确定、本构模型适用性窄的问题[4]。按照强度理论计算非均质地基的极限荷载已经有不少理论公式提出[5]，这些公式在推导过程中假定非均质地基为上硬下软或上软下硬的结构，其破坏模式仍然为均质地基中的整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏3类，形成的理论公式多数是基于均质地基极限承载力公式进行修正得到，适用于软弱夹层较厚的层状地基。

实际上，除了根据3类常规破坏模式进行极限荷载的分析外，对于厚度相对较薄的软弱夹层，由于其力学性能一般显著低于邻近岩土层，因此极限状态下不能排除夹层沿上下岩土层面发生塑性挤出的破坏模式。中国《土工合成材料应用技术规范》（GB 50290―98）[6]、《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T 225―98）[7]、《化工建（构）筑物地基加筋垫层技术规程》（HG/T 20708―2011）[8]对加筋垫层下的软弱夹层均提到塑性挤出破坏模式，要求按此破坏模式进行夹层的稳定性验算。孙广忠[9]分析了岩体结构面内充填物厚度的力学效应，认为岩体内存在有厚层软弱夹层时，其破坏方式已不再是上覆岩块沿结构面滑移，而是软弱夹层以塑性流动方式沿夹层面挤出，从而导致岩体大规模破坏。张道宽[10]对织物增强软土路基下薄层软土塑性挤出的破坏模式进行了研究，认为宽厚比大于2可作为区分夹层塑性挤出破坏的粗略判别条件。Christopher等[11]在描述美国规范用于土工合成材料加固软土路堤的承载力验算时，认为下卧软土夹层相对堤宽较薄时应该考虑软土侧向挤出的破坏模式，而不能沿用传统的承载力计算方法。Azam等[12]对双层地基上条形基础承载力研究时也指出下卧基岩位置的变化会导致不同的地基破坏模式，从而影响地基的极限荷载。

对于软弱夹层发生塑性挤出的破坏模式，Prandtl[13]首次对类似的夹层材料挤压问题进行了研究，提出了2个粗糙平面间塑性材料的挤压力解答。张国霞[14]基于这一解答提出薄层挤压理论，王步云[15]根据薄层挤压理论对加筋地基下软弱夹层的稳定性进行了分析，同时薄层挤压理论也被《化工建（构）筑物地基加筋垫层技术规程》所采用。这些理论用于软弱夹层的极限荷载分析时均采用侧向塑性挤出的破坏模式，假定夹层面完全粗糙，但没有考虑夹层面滑移条件变化对夹层面剪应力分布及极限荷载的影响。2夹层结构的挤压问题

Prandtl挤压理论针对刚塑性材料的平面应变问题，假定接触面完全粗糙，即夹层材料与上下刚性压板间完全粘着，没有相对滑动，压板界面上的剪应力为材料屈服强度，极限状态为材料发生塑性挤出破坏（图1，其中，t为软弱夹层厚度，b为夹层宽度，为平均极限荷载）。

此外，薄层挤压理论基于Prandtl解答还针对内摩擦角φ≠0°的软弱夹层极限荷载提出了相应的计算公式[8，14]。由上述内容可以看出，薄层挤压理论改变了Prandtl挤压模型边缘的部分滑移条件，假设边缘存在部分恒压段建立了极限荷载的计算公式，然而对于边缘恒压段是否可以考虑为完全的光滑界面还不能证实，而且边缘恒压段宽b0也是按照经验取值，没有进一步明确。实际上由式（3）可以看出，薄层挤压理论中板面恒压段的扩大会明显降低夹层的极限压力，反映了不同的滑移摩擦条件对极限压力的影响。文献[5]在几种常规地基承载力计算方法的讨论中也指出，不同的基底摩擦条件会对地基的极限承载力产生影响。另外，不少学者在金属板料成形过程中对类似的挤压模型采用不同的层面滑移条件进行了分析[1722]，Estelle等[23]研究了2块透明圆板挤压薄橡皮泥材料过程中的板面滑移条件，这些成果虽考虑到不同的层面滑移条件，但在层面上仍采用位置相对固定的滑移摩擦条件，而且对挤压力求解采用金属材料适用的Tresca或Mises屈服准则，不适用于岩土材料。

（3）层面符合混合滑移条件。

极限状态时软弱夹层发生向两侧的塑性流动，由于夹层面存在摩擦效应，两侧的滑动位移远大于中间部分，即中心轴附近存在不易沿夹层面滑动的粘滞区，如图1所示的刚性区或弹性区，同时层面间的摩擦力一旦超过材料的剪切强度，塑性流动时剪切滑移便在层面附近的材料中形成。因此，可以认为夹层发生侧向塑性挤出时中心轴附近的刚性区层面间属于静止摩擦滑移关系，其两侧一定范围至层面外缘属于滑动摩擦滑移关系。这一情形相当于层面的真实滑移条件由中心轴附近的静止摩擦滑移和两侧滑动摩擦滑移组合而成，材料的剪切强度是这2种滑移条件的分界值。根据滑移分界点处滑动摩擦力与材料剪切强度相等的关系，即fσy=c+σytan（φ），可以解得分界点处竖向应力分量σy为

按本文方法计算软弱夹层极限荷载时，层面的滑移条件可首先根据宽厚比、强度参数、层面摩擦因数确定，在此基础上进一步得到其极限荷载。当夹层面摩擦因数f=0.2时，因在各种强度参数下夹层面全部符合滑动摩擦滑移条件，相应的极限荷载取值较低。随着夹层面摩擦因数增大，夹层面滑移条件由滑动摩擦滑移转变为混合滑移条件直至静止摩擦滑移条件，即在夹层面附近发生强度剪切破坏的情形逐步多于沿层面的滑动破坏，相应的极限荷载有不同程度的提高。由计算结果可以看出，在各强度参数和宽厚比条件下，f达到0.6以上时极限荷载几乎不再随摩擦因数变化，此时层面全部产生静止摩擦滑移条件，层面摩擦因数不再对极限荷载有贡献，极限荷载由夹层强度及宽厚比控制。

此外，计算结果显示，随着软弱夹层强度的变化，层面滑移条件对极限荷载的影响程度并不相同。当软弱夹层材料强度参数较低时，其极限荷载受摩擦因数的影响并不显著[图4（a）]，此时软弱夹层面多数符合静止摩擦滑移条件或混合滑移条件，相应的极限荷载主要取决于夹层材料的强度。当软弱夹层的强度逐步提高时，不同摩擦因数条件下夹层面发生滑动摩擦滑移的情形逐步增加，此时软弱夹层面多数符合滑动摩擦滑移条件，相应的极限荷载受摩擦因数的影响逐渐增大，而且这一影响趋势随夹层宽厚比的增加逐步明显[图4（d）]。

Prandtl解答、Hill解答及薄层挤压理论解答均假定层面完全粗糙，计算极限荷载时采用了恒定的夹层强度作为静止摩擦滑移条件。其中Prandtl解答、Hill解答因未考虑土体内摩擦角，各种条件下计算结果相同且均偏小。薄层挤压理论解答在宽厚比大于3时与本文采用较高摩擦因数条件下的解答较为一致，但当软弱夹层强度较低（φ=10°）时，薄层挤压理论计算结果略高于本文方法结果，当软弱夹层强度较高（φ=19°）时，薄层挤压理论计算结果略低于本文方法结果。随着软弱夹层强度的增加，本文采用较高夹层面摩擦因数的解答逐步高于薄层理论的结果，且其差值随材料强度的提高而变大，反映了夹层面滑移条件的变化对极限荷载的影响。

考虑到宽厚比小于3时本文解答与薄层挤压理论解答有较大的相对误差，且宽厚比越小，φ值越低，差值越大（最大约24%），因此本文计算方法适用于宽厚比大于3的软弱夹层。5工程案例分析

采用文献[14]中箱型基础下软弱夹层的工程参数，根据本文方法进行软弱夹层的极限荷载分析。该工程箱型基础宽度为22 m，软弱下卧层至基底距离为5 m，其间土重为49.8 kPa。基底压力为550 kPa，软弱夹层承载力为230 kPa，相关计算参数见表1[14]。按常规软弱下卧层承载力验算方法可知该软弱下卧层顶面基底压力不能满足工程要求。按照本文软弱夹层的侧向挤出破坏模式进行承载力计算的结果对比如图5所示，其中考虑夹层面完全粗糙的薄层挤压理论解答即为文献中的结论（不计上覆土重）。

解答及Hill解答因不能考虑内摩擦角的影响，其计算值偏低。本文考虑夹层面滑移条件的解答随摩擦因数的增加而增大，夹层的挤出破坏模式由滑动摩擦滑移破坏（f=0.2）逐步过渡到静止摩擦滑移破坏（f=0.6），其极限荷载在f=0.6时达到峰值并保持恒定。本文计算结果虽低于薄层挤压理论解答，但在不考虑上覆土重且夹层面按照完全粗糙条件（f=1.0）时，安全系数取2.0，软弱夹层的极限荷载为607.8 kPa，已经满足软弱夹层顶面计算压力599.8 kPa的要求。

因此，对于存在软弱夹层的地基稳定问题，软弱夹层的极限承载力验算宜考虑其塑性挤出破坏模式及夹层面的滑移条件，并采用相应的极限荷载分析方法进行承载力的验算，以便于地基的优化设计。

6结语

（1）基于软弱夹层的侧向塑性挤出破坏模式，建立了不同滑移条件下软弱夹层的极限荷载实用计算公式，同时分析了采用滑动摩擦滑移条件、静止摩擦滑移条件、混合滑移条件进行极限荷载求解的适用条件。

（2）对各种滑移条件下软弱夹层极限荷载计算结果的分析表明，软弱夹层的极限荷载随夹层宽厚比、强度参数、层面摩擦因数的增大而提高，但摩擦因数增加至0.6后对极限荷载没有影响。

（3）低强度的软弱夹层极限荷载受滑移条件的影响较小，其极限荷载主要受夹层强度控制；强度较高时其极限荷载受夹层面滑移条件影响变大，尤其是宽厚比尺度较大时不能忽视夹层面的粗糙程度对软弱夹层极限荷载的影响。

（4）通过与考虑夹层面完全粗糙的其他理论计算结果进行对比可知，本文方法适用于宽厚比大于3的软弱夹层极限荷载分析。所得结论可以为岩土体结构中软弱夹层的稳定性分析提供一定的参考，较之于薄层挤压理论、Prandtl挤压理论等能更明确地考虑夹层面上的滑移条件对极限荷载的影响。

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