軟土地基的案例
軟土地基的工程特性及處理方法
工程特性
軟土地基的工程特性
（1）含水量較高，孔隙比大。一般含水量為 35%～80%，孔隙比為1～2；
（2）抗剪強度很低。根據土工試驗的結果，我國軟土的天然不排水抗剪強度一般小于 20kPa，其變化范圍在 5～25kPa；有效內摩擦角約為 20°～35°；固結不排水剪內摩擦角12°～17°。正常固結的軟土層的不排水抗剪強度往往是隨距地表深度的增加而增大，每米的增長率約為 1～2kPa。加速軟土層的固結速率是改善軟土強度特性的一項有效途徑；
（3）壓縮性較高。一般正常固結的軟土的壓縮系數約為α1-2=0.5～1.5MPa-1，最大可達α1-2=4.5MPa-1；壓縮指數約為 Cc=0.35～0.75；
（4）滲透性很小。軟土的滲透系數一般約為 1×10-6～1×10-8cm/s ；
（5）具有明顯的結構性。軟土一般為絮狀結構，尤以海相粘土更為明顯。這種土一旦受到擾動，土的強度顯著降低，甚至呈流動狀態。我國沿海軟土的靈敏度一般為 4～10，屬于高靈敏度土。因此，在軟土層中進行地基處理和基坑開挖，若不注意避免擾動土的結構，就會加劇土體變形，降低地基土的強度，影響地基處理效果；
（6）具有明顯的流變性。在荷載作用下，軟土承受剪應力的作用產生緩慢的剪切變形，并可能導致抗剪強度的衰減，在主固結沉降完畢之后還可能繼續產生可觀的次固結沉降。
處理方法
軟土地基的處理方法
軟土地基處理的目的就要采取有效方法，對軟土地基進行加固，提高軟土地基的承載力。
展開 釘形雙向水泥土攪拌樁在軟土地基處理技術
導語
水泥土攪拌樁系指利用水泥等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在軟土地基深處，就地將軟土和固化劑強制攪拌，由固化劑和軟土之間產生一系列物理和化學反應，形成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥土加固體，從而提高軟土地基的承載力，減少地基沉降。
前言
大量工程實踐表明：水泥土攪拌樁具有施工簡便、工期短、振動小等優點，在軟土地基處理工程中得到廣泛應用。但在應用過程中也發生了不少工程質量事故，造成對水泥土攪拌樁的成樁質量及其對軟土地基的處理效果產生懷疑，許多地方對水泥土攪拌樁施工技術持慎用、甚至限用的態度。
針對目前水泥土攪拌樁存在的問題，在充分研究水泥土攪拌樁的加固機理和影響水泥土攪拌樁成樁質量的基礎上，經多年的探索與實踐，發明了釘形水泥土攪拌樁與雙向水泥土攪拌樁。
常規水泥土攪拌樁存在的問題
1.均勻性差
常規樁由于攪拌葉片無論正向或反向旋轉，均在一個面上切割土體，因而無法充分攪拌土體，形成層狀水泥土攪拌體，導致樁身強度低。
2.漿液上冒
施工過程中，在土壓力、孔隙水壓力、噴漿壓力以及攪拌葉片旋轉力相互作用下，造成攪拌樁筒體內壓力劇增，水泥漿沿鉆桿上冒甚至冒出地面，無法就地攪拌，導致樁身上部水泥含量高及大量水泥漿的浪費。
3.受力不合理
樁徑自上而下完全相同，不能根據地基應力狀態合理布置樁形，且樁間距較小，破壞了土體的天然結構，樁身強度得不到充分利用。
4.經濟效益低
單位體積的軟土地基處理工程量大，施工速度慢，造價偏高。
展開 市政道路施工中的軟基處理技術方法
市政道路施工中軟基的危害性
對于市政道路工程項目施工中軟土地基來說，其在很多 時候都是比較容易碰到的，尤其是對于一些地質條件比較差 的地區來說，這種軟基更是極為常見，而之所以要對這種軟 土地基進行相應的處理，主要就是因為軟基在市政道路工程 項目中如果被應用的話，很容易造成市政道路工程項目失穩， 而這種失穩又是由軟土地基的基本特點所決定的。具體到市政道路工程中軟土地基的基本特點來說，其主 要涉及到了以下幾個方面的內容 。
（1）孔隙較大。軟土地基最為突出的一個特點就是其穩定性較小，可以被壓縮的空間 比較大，這也就是說軟土地基的孔隙比較大，進而也就很容易 導致軟土地基出現各方面不利于施工建設的影響因素，這也 是軟土地基最為基本的一個不良表現 。
（2）含水量較高。軟土地基之所以呈現出較為明顯的不穩定性現象和問題，還和 其含水量存在著較大的關聯性，因為軟土地基內部的含水量 比較高，因此其自身就存在著較高的流動性，因此，很難進 行較好的施工建設，也難以保障其穩定性 。
（3）支撐效果較差。對于市政道路工程項目的施工建設來說，支撐能力也就 是其穩定性的一個基本要求，這種支撐能力得到較好的保障， 才能夠提升其穩定性和安全性，但是就軟土地基來說，因為 其可壓縮性比較大，所以其自身的承載力效果也就極不理想， 很難對于市政道路起到較好的支撐價值。
市政道路施工中軟基處理技術的應用
1、 強夯法的應用
強夯法是比較常用的一類施工技術手段，雖然說這種強夯法看似較簡單，但是其應用的價值和效果依然還是比較突出的。
展開 GeoStudio工程應用實例之97 軟土地基上耦合計算分析
GeoStudio工程應用實例之97 軟土地基上耦合計算分析（中仿視頻操作和中文PPT說明文件）
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本算例為SIGMA/W模塊的介紹算例。 熱傳分析算例是為了向初次使用者展示如何用GeoStudio軟件來進行軟地基耦合
問題的模擬。
算例示意圖如下所示。
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換填墊層法地基處理要點分析
引言：
由于有些軟土地基不能滿足建筑物承載能力的要求，應對軟土地基進行有效的加固措施，以確保建筑物之穩定，但基于地基處理的方法很多，針對不同的地基形式應采取不同的處理方法，故我將對地基處理的換填法進行一下我自己的分析。
換填法又稱換土法。所謂換土法是指將路基范圍內的軟土清除，用穩定性好的土、石回填并壓實或夯實。在公路施工中，一般采用的是開挖換填天然砂礫,即在一定范圍內,把影響路基穩定性的淤泥軟土用挖掘機挖除,用天然砂礫進行換置,開挖換填深度在2m以內,采用分層填筑、分層壓實、分層檢測壓實度的方法施工。從而改變地基的承載力特性，提高抗變形和穩定能力。在換填過程中，對于換填的天然沙礫中石頭的粒徑、含量和級配也應充分考慮，最好做試驗檢測，避免無法壓實而引起沉降。
1.換填法的適用范圍和條件：
當軟土地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求，而軟土層的厚度又不是很大時，可采用換填法取得較好的效果。換填法常用于荷載不大的建筑、地坪、堆料場地和道路工程等的地基處理。適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等的淺層處理。處理深度一般在3m以內，也不宜小于0.5m。
1.1換填墊層的施工方法：
施工方法包括，機械碾壓法、重錘夯實法和平板振沖法三種。
1.1.1機械碾壓法：采用壓路機、推土機、羊足碾或其他壓實機械來壓實地基土。其施工時應先將擬建建筑物范圍一定深度的軟弱土挖去，現將基坑底部碾壓，再將沙石、素土、或灰土等墊層材料分層鋪在基坑內，涿層壓實。采用機械碾壓施工時應注意保證碾壓的速度：平碾不能大于2km/h；羊足碾不能大于3km /h；振動碾不能大于2km/h；振動壓實機不能大于0.5km/h。由于分層回填碾壓應注意防止基坑灌水或雨水下滲，也應控制施工含水量。防止地基因水處理不當而發生破壞。
展開 土木工程施工讀書筆記
三、土木工程施工技術研究
1、軟土地基施工與石方爆破施工
軟土地基施工特點:往往不能滿足承載力和變形能力的要求,施工時如果采取措施不當,往往會發生路基或建筑物地基失穩或嚴重下沉,造成建筑物破壞或不能正常使用,需要進行加固,加固方法:換土墊層法、強夯法、振沖法、砂樁擠密法、深層攪拌法、堆載預壓法、化學法等；土石方爆破施工:適用環境:開挖時遇到巖石,施工現場地下障礙物的清除、舊建筑物和構筑物的拆除,施工的工序:打孔放藥、引爆、排渣；特點:施工費用低、效率高、有震動和粉塵危害,對舊建筑物、構筑物的拆除,還可以采用靜力破碎等配合施工工藝,是拆除在低震動、低粉塵、無公害的情況下進行。
2、灌注樁施工與墩式基礎施工
(1)灌注樁施工是在施工現場的樁位處用機械或人工成孔,然后在孔內放入鋼筋籠、澆筑混凝土(或者直接澆筑混凝土)而成的一種施工方法,主要工藝過程成孔—放入鋼筋籠—澆筑混凝土。成孔工藝:干作業成孔、泥漿護壁成孔、套管成孔、人工成孔、爆擴成孔等。其特點是能適應地層的變化、施工時振動小、噪聲低、工藝要求較高、施工后混凝土需要養護且不能立即承受荷載。
(2)墩式基礎是在人工或機械成孔的大直徑孔中澆筑混凝土(或者放鋼筋籠、澆筑混凝土)而成的大直徑基礎。目前,我國多用人工挖孔,故又稱為大直徑人工挖孔樁。墩式基礎特點:端部直接支撐在巖石或堅硬土層上,樁的強度和剛度都很大,有較大的承載能力。
3、沉井基礎施工
沉井是由刃腳、井筒、內隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結構,多用于重型設備基礎、橋墩、水泵站、取水結構、超高層建筑物的基礎等,施工過程:施工時首先制作井筒,然后在井筒內挖土,使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端為刃腳,形狀如刀刃,在沉井下沉過程中使沉井切入土中。
展開 土工格柵(Geogrid)加固軟土地基的堤壩---兩種模擬方法比較
1 引言
在【地基土中土工格柵的模擬(Geogrid)】中討論了使用Geogrid改善地基土的性能。為了進一步檢驗Geogrid所起的作用，下面分析了一個堤壩的加固，分別使用Plaxis 2D和Phase2進行了模擬，同時也比較了二者在模型設置以及計算結果方面的差異。
2 堤壩模型
這個堤壩模型由兩層土組成，上層為Sand Fill, 下層為Soft Clay，顯然上層的強度比下層高，為了改善土的性能，在兩層的分界面使用Geogrid進行加固。首先分析沒有加固時的穩定性，然后分析加固后的穩定性。
3 Plaxis 2D模擬
當輸入土層材料參數時，為了最大程度地與Phase 2的計算作比較，在"Initial" ko設置時，采用了"Manual" 選項，設置ko為1，即土體處于靜水壓力狀態。下面分三種情形進行分析：
(1) 在沒有支護的情況下，最大位移量是0.088m。下圖所示的是位移云圖和最大剪應變圖。計算的安全系數為1.244。
(2) 安裝Geogrid但不設置界面，這相當于Geogrid與土緊密粘合在一起，不發生滑動或分離。在這種情況下，最大位移量0.012m，計算的安全系數是1.265。可以看出，安裝Geogrid有效地阻止了土層的位移，安全系數得到了提高。剪應變圖顯示出剪切帶被Geogrid分割開，沒有形成貫通的剪切帶。
(3) 安裝Geogrid同時設置界面，即考慮了土-結構的相互作用，在這種情況下，最大位移量0.019m，計算的安全系數是1.268，其結果與不設置界面時差不多。
4 Phase 2
使用相同的模型和參數，在Phase 2下運行。分兩種情形：
(1) 不進行支護。
展開 軟土樁基混凝土堤防變位的數值仿真
建立了堤身、樁及軟土地基的三維整體有限元模型，應用數值方法仿真了軟土樁基堤防的整體變位，反應了地基、防身和樁等結構的工作狀態和應力的空間分布，為有效解決類似復雜力學問題找到了有效途徑。
仿真成果中，堤前土滑動面近似圓弧，與傳統的圓弧滑動理論相印證；行人道和路緣石的變位與實際相吻合；堤頂最大水平位移為47mm，接近于實際觀測值為50mm。從與傳統理論、實際破壞情況和實測數值對比看，數值計算成果有較高的合理性可靠性，可做為設計、補強的重要依據和參考。
計算表明，土體主要壓應變主要發生在防滲墻后上部、后排樁后上部及堤身后。該區土體軟弱，抗力小。為有效控制堤防變位，建議在該區一定范圍內（塑性應變范圍較大的土體區域）采取合適的措施（如灌漿）強化土體強度，以控制變位量。
閱讀全文：http://service.caenet.cn/Cases88.html
展開 GeoStudio工程應用實例之53 加有土工織物的堤壩分步加載應力分析
GeoStudio工程應用實例之53 加有土工織物的堤壩分步加載應力分析（中仿視頻操作和中文PPT說明文件）
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本算例展示了SIGMA如何實現土工織物在軟土地基分布加載中進行模擬 同時，本算例也演示了如何用接觸面單元來模擬土體與土工織物之間的接觸部位。
模型如下所示。
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展開 港珠澳大橋島隧工程再獲國際大獎 工程質量獲譽
中國交建團隊經過現場講演、答辯等環節的層層考驗，精彩解答了深插鋼圓筒快速成島、深厚軟土地基加固、曲線段沉管工廠法預制、最終接頭、中華白海豚保護及國際性團隊合作等提問，贏得了現場41位隧道權威專家評委的認可和贊美，最終在參評的項目中脫穎而出。
中國交建承建的島隧工程在2018年連獲三個國際工程大獎，不僅體現了中國工程的品質和質量達到了世界一流水平，也體現出全世界對我國工程建設的高度關注和廣泛認可，增強了我國交通工程在國際上的“中國自信”。
拱北隧道中使用的管幕隧道與人造凍土
特別適合含水量高的軟土地基和地下管線密布的城市區域。
原理和工藝：
通過人工制冷凍結隧道周圍的土體（術語稱為“圍巖”），使得松散的、含水率高的巖土變成“人工凍土”，增加其強度和穩定性，隔絕地下水，保證在隧道掘進過程中圍巖具有足夠的穩定性和抗滲性，確保施工安全。
施工工藝簡單地說，就是在施工區域鉆孔埋入冷凍管，然后通過注入冷凍液降低周圍巖土溫度形成凍土，并且在隧道開挖施工過程中監控凍土帷幕的溫度、厚度和變形情況，維持凍土的強度和穩定性。隧道內襯砌完成后停止供冷，注漿封閉冷凍管。
冷凍液可采用液氮或冷凍鹽水，其中采用液氮冷凍設備簡單、凍土溫度低、強度高，成本低，但是可控性差，發生凍傷和缺氧安全事故的風險較大，適合于小型短期工程。采用鹽水冷凍需要大型制冷站，設備更復雜，凍土溫度較高、強度低，凍結速度慢，成本較高，但是可控性好，安全度較高，適合于大型長期項目。
優點：
適用性好，對于含水量大于10%的任何含水、松散，不穩定地層均可采用凍結法施工技術；
安全性好，和其他帷幕施工工藝相比，抗滲透性能更好，更加有效隔絕地下水；
環保性好，相對于水泥注漿和化學注漿法，對周圍環境無污染，無異物進入土壤，噪音小，也不需要抽取地下水。凍結結束后，凍土墻融化，不影響建筑物周圍地下結構；
靈活性好，凍土帷幕的形狀、范圍、強度、溫度可視施工現場條件、地質條件靈活布置和調整。
經濟性好，造價相對較低，不占用地面土地，減少對地面交通干擾。
隧道主體結構完成后，隧道自身的內襯結構可以穩定支撐周圍土體，并且可以隔絕地下水滲透，就不再需要凍土了。周圍巖土可以基本恢復原始狀態，對環境影響很小。
由于冷凍管隱蔽在土體中，很難找到直觀的圖片。
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展開 試驗洞悉工程 | 考察海洋樁基的循環加載裝置
（2）利用該加載裝置成功對海上風電單樁式基礎進行了模型試驗研究，得到了在循環荷載作用下淤泥質軟土地基中單樁式基礎的位移發展規律及樁周地基土的破壞情況。
（3）循環荷載下，樁身彎矩會隨著加載次數的增加而呈現累積增加的趨勢，最后逐漸趨于穩定，樁身最大彎矩出現在土表下4D～5D。此外，除了利用循環加載裝置對樁基結構進行加載試驗的初步分析，還對海上風電單樁式基礎進行了一系列工況的研究，但限于篇幅所限將另文發表。
圖文來源：
[1]汪明元,吳金標,張建經,廖蔚茗,閆孔明.一種適用于室內模型試驗的循環加載裝置研制及試驗研究[J].巖土力學,2018,39(03):1145-1151.
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軟土地基上施工時尤其需要注意.
淺談地基基礎施工與塌陷地基加固技術
參考文獻
[1] 李英姿.氣泡混合輕質土在加固軟土地基中的應用[J].巖土工程界，2008(04).
[2]高峰,韓明玉. 淺談地基基礎施工技術建筑中的探討[J]. 科技致富向導,2011,30:409.
