使桩身纵向压屈破坏,必须予以重视。基桩上负摩阻力产生原因、条件及计算等请参阅桩基 础一章有关的介绍。 (3)沉井基础 在较厚较软弱土上下沉沉井,往往因下沉速度较快而发生沉井倾斜、位移等,应事先 注意采取防备措施,如选用轻型沉井、平面形状采用圆形或长宽比较小的矩形、立面形状采 用竖直式等,施工时尽量对称挖土控制均匀下沉并及时纠偏 四软土地基桥台及桥头路堤的稳定设计应注意的事项 软土地基抗剪强度低,在稍大的水平力作用下桥台和桥头路堤容易发生地基的纵向滑动 失稳,应按已介绍的方法进行验算,如稳定性不够,小桥可采用支撑梁、人工地基等,大中 桥梁除将浅基改为桩基,采用人工地基、延长引桥使填土高度降低或桥台移至稳定土层上外, 常用方法是采取减少台后土压力措施或在台前加筑反压护道(应注意台前过水面积的保证) 埋置式桥台也可同时放缓溜坡,反压护道(溜坡)长度、高度、坡度,以及地基加固方法等 都应该经计算确定,施工时注意台前、后填土进度的配合,避免有过大的高差 桥头路堤填土(包括桥台锥坡)横向失稳也须经过验算加以保证,需要时也应放缓坡度或 加筑反压护道 桥头路堤填土稍髙时,路堤下沉使桥台后倾是软土地区桥梁工程常发生的事故。除应对 桥台基础采取前述的有针对性的结构措施及改用轻质材料填筑路堤外,一般也常对路堤的地 基采取人工加固处理 第三节换土垫层法 在冲刷较小的软土地基上,地基的承载力和变形达不到基础设计要求,且当软土层不太 厚(如不超过3m)时,可采用较经济、简便的换土垫层法进行浅层处理。即将软土部分或全 部挖除,然后换填工程特性良好的材料,并予以分层压实,这种地基处理方法称为换填垫层 法。垫层处治应达到增加地基持力层承载力,防止地基浅层剪切变形的目的。 换填的材料主要有砂、碎石、高炉干渣和粉煤灰等,应具有强度高、压缩性低、稳定性 好和无侵蚀性等良好的工程特性。当软土层部分换填时,地基便由垫层及(软弱)下卧层组成 如图6-—4所示,足够厚度的垫层置换可能被剪切破坏的软土层,以使垫层底部的软弱下卧 层满足承载力的要求,而达到加固地基的目的。按垫层回填材料的不同,可分别称为砂垫层、 碎石垫层等 换填垫层法设计的主要指标是垫层厚度和宽度,一般可将各种材料的垫层设计都近似地 按砂垫层的计算方法进行设计 砂垫层的设计计算 (一)砂垫层厚度的确定 砂垫层厚度计算实质上是软弱下卧层顶面承载力的验算,计算方法有多种。 种方法是按弹性理论的土中应力分布公式计算。即将砂垫层及下卧土层视为一均质半 无限弹性体,在基底附加应力作用下,计算不同深度的各点土中附加应力并加上土的自重应 力,同时以第二章所介绍的“规范”方法计算地基土层随深度变化的容许承载力,并以此确
使桩身纵向压屈破坏，必须予以重视。基桩上负摩阻力产生原因、条件及计算等请参阅桩基 础一章有关的介绍。 （3）沉井基础 在较厚较软弱土上下沉沉井，往往因下沉速度较快而发生沉井倾斜、位移等，应事先 注意采取防备措施，如选用轻型沉井、平面形状采用圆形或长宽比较小的矩形、立面形状采 用竖直式等，施工时尽量对称挖土控制均匀下沉并及时纠偏。 四 软土地基桥台及桥头路堤的稳定设计应注意的事项 软土地基抗剪强度低，在稍大的水平力作用下桥台和桥头路堤容易发生地基的纵向滑动 失稳，应按已介绍的方法进行验算，如稳定性不够，小桥可采用支撑梁、人工地基等，大中 桥梁除将浅基改为桩基，采用人工地基、延长引桥使填土高度降低或桥台移至稳定土层上外， 常用方法是采取减少台后土压力措施或在台前加筑反压护道(应注意台前过水面积的保证)， 埋置式桥台也可同时放缓溜坡，反压护道（溜坡)长度、高度、坡度，以及地基加固方法等 都应该经计算确定，施工时注意台前、后填土进度的配合，避免有过大的高差。 桥头路堤填土(包括桥台锥坡)横向失稳也须经过验算加以保证，需要时也应放缓坡度或 加筑反压护道。 桥头路堤填土稍高时，路堤下沉使桥台后倾是软土地区桥梁工程常发生的事故。除应对 桥台基础采取前述的有针对性的结构措施及改用轻质材料填筑路堤外，一般也常对路堤的地 基采取人工加固处理。 第三节 换土垫层法 在冲刷较小的软土地基上，地基的承载力和变形达不到基础设计要求，且当软土层不太 厚(如不超过 3m)时，可采用较经济、简便的换土垫层法进行浅层处理。即将软土部分或全 部挖除，然后换填工程特性良好的材料，并予以分层压实，这种地基处理方法称为换填垫层 法。垫层处治应达到增加地基持力层承载力，防止地基浅层剪切变形的目的。 换填的材料主要有砂、碎石、高炉干渣和粉煤灰等，应具有强度高、压缩性低、稳定性 好和无侵蚀性等良好的工程特性。当软土层部分换填时，地基便由垫层及(软弱)下卧层组成 如图 6—4 所示，足够厚度的垫层置换可能被剪切破坏的软土层，以使垫层底部的软弱下卧 层满足承载力的要求，而达到加固地基的目的。按垫层回填材料的不同，可分别称为砂垫层、 碎石垫层等。 换填垫层法设计的主要指标是垫层厚度和宽度，一般可将各种材料的垫层设计都近似地 按砂垫层的计算方法进行设计。 一、 砂垫层的设计计算 (一)砂垫层厚度的确定 砂垫层厚度计算实质上是软弱下卧层顶面承载力的验算，计算方法有多种。 一种方法是按弹性理论的土中应力分布公式计算。即将砂垫层及下卧土层视为一均质半 无限弹性体，在基底附加应力作用下，计算不同深度的各点土中附加应力并加上土的自重应 力，同时以第二章所介绍的“规范”方法计算地基土层随深度变化的容许承载力，并以此确
定砂垫层的设计厚度,如图64所示。也可将加固后地基视为上层坚硬、下层软弱的双层地 基,用弹性力学公式计算 另一种是我国目前常用的近似按应力扩散角进行计算的方法。即认为砂垫层以“O”角 向下扩散基底附加压力,到砂垫层底面(下卧层顶面)处的土中附加压应力与土中自重应力之 和不超过该处下卧层顶面地基深度修正后的容许承载力,即: on≤[]l (6-9) 式中:[]l(Pa为下卧层顶面处地基的容许承载力,可按第章方法计算,通常只 进行下卧层顶面深度修正,而压应力σn的大小与基底附加压力、垫层厚度、材料重等有关。 若考虑平面为矩形的基础,在基底平均附加应力σ作用下,基底下土中附加压应力按 扩散角b通过砂垫层向下扩散到软弱下卧层顶面,并假定此处产生的压应力平面呈梯形分布 (图6-5)在空间呈六面体形状分布),根据力的平衡条件可得到 1bo=[(b+h,g0)+h 则该处下卧层顶面的附加压应力o为: 16 1b+1+b+h,tge h, tge 式中:1—基础的长度(m) b—基础的宽度(m) h,一砂垫层的厚度(m) σ一基底处的附加应力(kPa) θ—砂垫层的压应力扩散角,一般取35′~45,根据垫层材料选用。 35°~40° 砂垫层 基础中心点 附加应力分布曲线 图6-4砂垫层及应力分布 图6-5砂垫层应力扩散图 砂垫层底面下的下卧层同时还受到垫层及基坑回填土的重力,所以 h, +yh
定砂垫层的设计厚度，如图 6-4 所示。也可将加固后地基视为上层坚硬、下层软弱的双层地 基，用弹性力学公式计算。 另一种是我国目前常用的近似按应力扩散角进行计算的方法。即认为砂垫层以“ ”角 向下扩散基底附加压力，到砂垫层底面(下卧层顶面)处的土中附加压应力与土中自重应力之 和不超过该处下卧层顶面地基深度修正后的容许承载力，即： H H （6-9） 式中： H (kPa)为下卧层顶面处地基的容许承载力，可按第 章方法计算，通常只 进行下卧层顶面深度修正，而压应力 H 的大小与基底附加压力、垫层厚度、材料重等有关。 若考虑平面为矩形的基础，在基底平均附加应力 作用下，基底下土中附加压应力按 扩散角 通过砂垫层向下扩散到软弱下卧层顶面，并假定此处产生的压应力平面呈梯形分布 (图 6-5)(在空间呈六面体形状分布)，根据力的平衡条件可得到： ( ) ( ) s s s h lb b h tg l bh tg h tg ] 3 4 [ 2 = + + + 则该处下卧层顶面的附加压应力σh 为： lb l b h tg h tg lb s s h + + + = 3 4 （6-10） 式中：l—基础的长度(m)； b—基础的宽度(m)； s h —砂垫层的厚度(m)； —基底处的附加应力(kPa)； —砂垫层的压应力扩散角，一般取 35。～45。，根据垫层材料选用。 图 6-4 砂垫层及应力分布 图 6-5 砂垫层应力扩散图 砂垫层底面下的下卧层同时还受到垫层及基坑回填土的重力，所以 H = h + shs + h （6-11）
式中:y,、y一砂垫层、回填土的重度(kN/m3),水下时按浮重度计算, 基坑回填土厚度(m) 由式(6-13)、(6-14)、(6-15)可得到砂垫层所需厚hhs一般不宜小于lm或超过3m, 垫层过薄,作用不明显,过厚需挖深坑,费工耗料,经济、技术上往往不合理。当地基土软 且厚或基底压力较大时,应考虑其它加固方案 (二)砂垫层平面尺寸的确定 砂垫层底平面尺寸应为 L=I+2h tge B=b+2h.tg0 其中L、B分别为砂垫层底平面的长及宽,一般情况砂垫层顶面尺寸按此确定,以防止 承受荷载后垫层向两侧软土挤动。 (三)基础最终沉降量的计算 砂垫层上基础的最终沉降量是由垫层本身的压缩量S3与软弱下卧层的沉降量S1所组成, S=S,+S由于砂垫层压缩模量比较弱下卧层大得多,其压缩量小且在施工阶段基本完成, 实际可以忽略不计。需要时S也可按下式求得: OFCH (6-17) 2E 式中:Es一砂垫层的压缩模量,可由实测确定,一般为12000~24000kPa: +on-砂垫层内的平均压应力。 S可用有关章节介绍方法计算。S的计算值应符合建筑物容许沉降量的要求,否则应加 厚垫层或考虑其它加固方案 第四节排水固结法 饱和软粘土地基在荷载作用下,孔隙中的水慢慢排出,孔隙体积慢慢地减小,地基发 生固结变形。同时,随着超静孔隙水压力逐渐消散 有效应力逐渐提高,地基土的强度逐渐增长。现 以图6-6为例,可说明排水固结法使地基土密 实、强化的原理。在如图6-6a中,当土样的天 然有效固结压力为G0。时,孔隙比为e。,在 eσ曲线上相应为a点,当压力增加△a 固结终了时孔隙比减少△e,相应点为c点,曲 线abCc为压缩曲线,与此同时,抗剪强度与固结 压力成比例地由a点提高到c点,说明土体在受 压固结时,与孔隙比减小产生压缩的同时,抗剪 固结压力ce
式中： s 、 —砂垫层、回填土的重度(kN／m3 )，水下时按浮重度计算， h—基坑回填土厚度(m)。 由式(6—13)、(6—14)、(6—15)可得到砂垫层所需厚 hs。hs 一般不宜小于 lm 或超过 3m， 垫层过薄，作用不明显，过厚需挖深坑，费工耗料，经济、技术上往往不合理。当地基土软 且厚或基底压力较大时，应考虑其它加固方案。 (二)砂垫层平面尺寸的确定 砂垫层底平面尺寸应为： L = l + 2hs tg B = b + 2hs tg （6-12） 其中 L、B 分别为砂垫层底平面的长及宽，一般情况砂垫层顶面尺寸按此确定，以防止 承受荷载后垫层向两侧软土挤动。 (三)基础最终沉降量的计算 砂垫层上基础的最终沉降量是由垫层本身的压缩量Ss与软弱下卧层的沉降量Sl所组成， S = Ss + Sl 由于砂垫层压缩模量比较弱下卧层大得多，其压缩量小且在施工阶段基本完成， 实际可以忽略不计。需要时 Ss 也可按下式求得： s H s s E h S + = 2 （6-17） 式中： Es—砂垫层的压缩模量，可由实测确定，一般为 12 000～24 000kPa： 2 + H —砂垫层内的平均压应力。 Sl 可用有关章节介绍方法计算。S 的计算值应符合建筑物容许沉降量的要求，否则应加 厚垫层或考虑其它加固方案。 第四节 排水固结法 饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中的水慢慢排出，孔隙体积慢慢地减小，地基发 生固结变形。同时，随着超静孔隙水压力逐渐消散， 有效应力逐渐提高，地基土的强度逐渐增长。现 以图 6-6 为例，可说明排水固结法使地基土密 实、强化的原理。在如图 6-6a 中，当土样的天 然有效固结压力为 ' 0 。时，孔隙比为 e。，在 e— ' c 曲线上相应为 a 点，当压力增加 ' ， 固结终了时孔隙比减少 e ，相应点为 c 点，曲 线 abc 为压缩曲线，与此同时，抗剪强度与固结 压力成比例地由 a 点提高到 c 点，说明土体在受 压固结时，与孔隙比减小产生压缩的同时，抗剪