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各种方法汇总教材

三、不良土质路基处理

1.不良土质路基处理的分类

按路基处理的作用机理，大致分为：

土质改良、土的置换、土的补强等三类。

2.路基处理的方法

路基处理方法分类表2K311023

序号

分类

处理方法

原理及作用

适用范围

碾压及夯实

重锤夯实，机械碾

压，振动压实，强夯

（动力固结）

利用压实原理通过机械碾压、夯击，把表层地基压实；强夯则利用强大的夯击能，在地基中产生强烈的冲击波和动应力，迫使土动力固结密实

适用于碎石土、砂土、粉

土、低饱和度的黏性土，杂

填土等，对饱和黏性土应慎

重采用

换土垫层

砂石垫层，素土垫

层，灰土垫层，矿渣

垫层

以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料，置换地基表层软弱土，提高持力层的承载力，扩散应力，减小沉降量

适用于暗沟、暗塘等软弱

土的浅层处理

续表

序号

分类

处理方法

原理及作用

适用范围

排水固结

天然地基预压，砂

井预压，塑料排水板

预压，真空预压，降

水预压

在地基中设竖向排水体，加速地基的固结和强度增长，提高地基的稳定性；加速沉降发展，使基础沉降提前完成

适用于处理饱和软弱土

层，对于渗透性极低的泥炭

土，必须慎重对待

振密、

挤密

振冲挤密，灰土挤密桩，砂桩，石灰

桩，爆破挤密

采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使土体的孔隙减少，强度提高；必要时，在振动挤密过程中，回填砂，石，灰土、素土等，与地基土组成复合地基，从而提高地基的承载力减少沉降量

适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土

置换及拌入

振冲置换，深层

搅拌，高压喷射注

浆，石灰桩等

采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软弱土地基中的部分软弱土，或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未处理部分土组成复合地基，从而提高地基承载力，减少沉降量

黏性土、冲填土、粉砂、

细砂等；振冲置换法在不排

水剪切强度Cu<20kPa时慎

用

加筋

土工聚合物加筋，锚固，树根桩，加筋土

在地基或土体中埋设强度较大的土工聚合物、钢片等加筋材料，使地基或土体能承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度，改变地基土体的应力场和应变场，从而提高地基的承载力，改善变形特性

软弱土地基、填土及陡坡填

土、砂土

各类围堰适用范围见表2K312021。

围堰类型及适用条件表2K312021

成桩方式与适用条件表2K312022

序号

成桩与设备

土质适用条件

冲抓钻

黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层

泥浆护壁

冲击钻

成孔桩

旋挖钻

潜水钻

黏性土、淤泥、淤泥质土及砂土

长螺旋钻孔

地下水位以上的黏性土、砂土及人工填土非密实的碎石类土、强风化岩

干作业

成孔桩

钻孔扩底

地下水位以上的坚硬、硬塑的黏性土及中密以上的砂土风化岩层

人工挖孔

地下水位以上的黏性土、黄土及人工填土

沉管成

孔注桩

夯扩

桩端持力层为埋深不超过20m的中、低压缩性黏性土、粉土、砂土和碎石类土

振动

黏性土、粉土和砂土

爆破成孔

地下水位以上的黏性土、黄土碎石土及风化岩

地铁（轻轨交通）车站的分类表2K313011

分类方式

分类情况

备注

结构横

断面

矩形

矩形断面是车站中常选用的形式。

一般用于浅埋、明挖车站。

拱形

拱形断面多用于深埋或浅埋暗挖车站

圆形

为盾构法施工时常见的形式

其他

如马蹄形、椭圆形等

站台形式

岛式站台

站台位于上、下行线路之间。

具有站台面积利用率高、提升设施共用，能灵活调剂客流、使用方便、管理较集中等优点。

常用于较大客流量的车站。

其派生形有曲线式、双鱼腹式、单鱼腹式、梯形式和双岛式等

侧式站台

站台位于上、下行线路的两侧。

侧式站台的高架车站能使高架区间断面更趋合理。

常见于客流不大的地下站和高架的中间站。

其派生形式有曲线式，单端喇叭式，双端喇叭式，平行错开式和上、下错开式等形式

岛、侧混

合站台

将岛式站台及侧式站台同设在一个车站内，常见的有一岛一侧，或一岛两侧形式。

此种车站可同时在两侧的站台上、下车，共线车站往往会出现此种形式

采用浅埋暗挖法时要注意其适用条件。

首先，浅埋暗挖法不允许带水作业。

第二，采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。

（二）深基坑围护结构类型

（1）在我国应用较多的有板柱式、柱列式、重力式挡墙、组合式以及土层锚杆、逆筑法、沉井等。

（2）不同类型围护结构的特点见表2K313021-1。

不同类型围护结构的特点表2K313021-1

类型

特点

桩板式、墙板式桩

（1）H钢的间距在1.2～1.5m；

（2）造价低，施工简单，有障碍物时可改变间距；

（3）止水性差，地下水位高的地方不适用，坑壁不稳的地方不适用；

钢板桩

（1）成品制作，可反复使用；

（2）施工简便，但施工有噪声；

（3）刚度小，变形大，与多道支撑结合，在软弱土层中也可采用；

（4）新的时候止水性尚好，如有漏水现象，需增加防水措施

板式钢管桩

（1）截面刚度大于钢板桩，在软弱土层中开挖深度可大，在日本开挖深度达30m;

（2）需有防水措施相配合

预制混凝土板桩

（1）施工简便，但施工有噪声；

（2）需辅以止水措施；

（3）自重大，受起吊设备限制，不适合大深度基坑；

国内用于10m以内的基坑，法国用于15m以内深基坑

类型

特点

灌注桩

（1）刚度大，可用在深大基坑；

（2）施工对周边地层、环境影响小；

（3）需降水或与能止水的搅拌桩、旋喷桩等配合使用

地下连续墙

（1）刚度大，开挖深度大，可适用于所有地层；

（2）强度大，变位小，隔水性好，同时可兼作主体结构的一部分；

（3）可临近建、构筑物使用，环境影响小；

（4）造价高

SMW工法桩

（1）强度大，止水性好；

（2）内插的型钢可拔出反复使用，经济性好；

（3）开挖深度8.65m;

具有较好发展前景，国内上海等城市已有工程实践

自立式水泥土挡墙／水泥土搅拌桩挡墙

（1）无支撑，墙体止水性好，造价低；

（2）墙体变位大

两类内支撑体系的形式和特点表2K313021-2

材料

截面形式

布置形式

特点

现浇钢筋混凝土

可根据断面要求确定断面形状和尺寸

有对撑、边桁架、环梁结合边桁架等，形式灵活多样

混凝土硬化后刚度大，变形小，施工方便，施工工期长，拆除困难，爆破拆除对周围环境有影响

钢结构

单钢管、双钢管

竖向布置有水平撑、斜撑；

装、拆除施工方便，可周转使用

（3）在地基处理中，注浆工艺所依据的理论主要可分为渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆和电动化学注浆四类；其应用条件见表2K313023。

不同注浆法的适用范围表2K313023

注浆方法

适用范围

渗透注浆

只适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石

劈裂注浆

适用于低渗透性的土层

压密注浆

常用于中砂地基，黏土地基中若有适宜的排水条件也可采用。

如遇排水困难而可能在土体中引起高孔隙水压力时，就必须采用很低的注浆速率。

挤密注浆可用于非饱和的土体，以调整不均匀沉降以及在大开挖或隧道开挖时对邻近土进行加固

电动化学注浆

地基土的渗透系数k<10-4cm/s，只靠一般静压力难以使浆液注入土的孔隙的地层

（2）高压喷射有旋喷（固结体为圆柱状）、定喷（固结体为壁状）、和摆喷（固结体为扇状）等三种基本形状，它们均可用下列方法实现（见图2K313023-4）：

1）单管法：

喷射高压水泥浆液一种介质；

2）双管法：

喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质；

3）三管法：

喷射高压水流、压缩率以及及水泥浆三种介质．

井点降水方法的选用表2K313024

降水方法

适用地层

渗透系数

（m/d）

降水深度

（m）

地下水类型

集水明排

黏性土、砂土

—

潜水

地表水

轻型

井点

一级

二级

三级

砂土，粉土，含薄层粉砂的淤泥质（粉质）黏土

0.1～20

3～6

6～9

9～12

潜水

喷射井点

8～20

潜水、承压水

管井

疏干

砂性土，粉土，含薄层粉砂的淤泥质（粉质）黏土

0.02～0.1

>15

潜水

减压

砂性土，粉土

>0.1

>20

承压水

二、掘进方式与选择条件

喷锚暗挖（矿山）法开挖方式与选择条件表2K313031

常用的给水处理方法表2K314011-1

自然沉淀

用以去除水中粗大颗粒杂质

混凝沉淀

使用混凝药剂沉淀或澄清去除水中胶体和悬浮杂质等

过滤

使水通过细孔性滤料层，截流去除经沉淀或澄清后剩余的细微杂质；或不经过沉淀，原水直接加药、混凝、过滤去除水中胶体和悬浮杂质

消毒

去除水中病毒和细菌，保证饮水卫生和生产用水安全

软化

降低水中钙、镁离子含量，使硬水软化

除铁除锰

去除地下水中所含过量的铁和锰，使水质符合饮用水要求

二）工艺流程与适用条件（见表2K314011-2）

常用处理工艺流程及适用条件2K314011-2

工艺流程

适用条件

原水→简单处理（如筛网滤过或消毒）

水质较好

原水→接触过滤→消毒

一般用于处理浊度和色度较低的湖泊水和水库水，进水悬浮物一般小于lOOmg/L，水质稳定、变化小且无藻类繁殖

原水→混凝、沉淀或澄清→过滤→消毒

一般地表水处理厂广泛采用的常规处理流程，适用于浊度小于3mg/L的河流水。

河流小溪水浊度经常较低，洪水时含砂量大，可采用此流程对低蚀度、无污染的水不加凝聚剂或跨越沉淀直接过滤

原水→调蓄预沉→自然预沉淀或混凝沉淀→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒

高浊度水二级沉淀，适用于含砂量大，砂峰持续时间长的情况；预沉后原水含砂量应降低到1000mg/L以下。

黄河中上游的中小型水厂和长江上游高浊废水处理多采用二级沉淀（澄清）工艺，适用于中小型水厂，有时在滤池后建造清水调蓄池

2K315012不开槽管道施工方法不开槽法施工方法与适用条件表2K315012

施工工法

密闭式顶管

盾构

浅埋暗挖

定向钻

夯管

工法优点

施工精度高

施工速度快

适用性强

施工速度快

施工速度快、成本较低

工法缺点

施工成本高

施工速度慢、施工成本高

控制精度低

控制精度低、

适用于钢管

适用范围

给水排水管道综合管道

给水排水管道、综合管道

给水管道

给水排水管道

适用管径/mm

300～4000

3000以上

1000以上

300～1000

200～1800

施工精度

小于±50mm

不可控

小于±l000mm

不可控

施工距离

较长

长

较长

较短

短

适用地质条件

各种土层

砂卵石及含水地层不适用

含水地层不适用、砂卵石地层困难

施工工法

密闭式顶管

盾构

浅埋暗挖

定向钻

夯管

工法优点

施工精度高

施工速度快

适用性强

施工速度快

施工速度快、成本较低

工法缺点

施工成本高

施工速度慢、施工成本高

控制精度低

控制精度低、

适用于钢管

适用范围

给水排水管道综合管道

给水排水管道、综合管道

给水管道

给水排水管道

适用管径/mm

300～4000

3000以上

1000以上

300～1000

200～1800

施工精度

小于±50mm

不可控

小于±l000mm

不可控

施工距离

较长

长

较长

较短

短

适用地质条件

各种土层

砂卵石及含水地层不适用

含水地层不适用、砂卵石地层困难

（二）全断面修复

1．内衬法

该法适用于管径60～2500mm、管线长度600m以内的各类管道的修复。

此法施工简单，速度快，可适应大曲率半径的弯管，但存在管道的断面受损失较大、环形间隙要求灌浆、一般只用于圆形断面管道等缺点。

2．缠绕法

此法适用于管径为50～2500mm，管线长度为300m以内的各种圆形断面管道的结构性或非结构性的修复，尤其是污水管道。

3．喷涂法

此法适用于管径为75～4500mm、管线长度在150m以内的各种管道的修复。

（三）管道更新

1．破管外挤

爆管法的优点是破除旧管和完成新管一次完成，施工速度快，对地表的干扰少；可以利用原有检查井。

其缺点是不适合弯管的更换。

按照爆管工具的不同，又可将爆管分为气动爆管、液动爆管、切割爆管等三种。

2．破管顶进

破管顶进法主要用于直径100～900mm、长度在200m以内、埋深较大（一般大于4m）的陶土管、混凝土管或钢筋混凝土管，新管为球墨铸铁管、玻璃钢管、混凝土管或陶土管。

该法的优点是对地表和土层无干扰；可在复杂的土层中施工，尤其是含水层；能够更换管线的走向和坡度已偏离的管道；基本不受地质条件限制。

其缺点是需开挖两个工作井，地表需有足够大的工作空间。

几种主要常用支吊架的简明作用及特点表2K315023-1

名称

作用

特点

支架

固定支架

使管道在该点无任何方向位移

承受作用力很大，多设置在补偿器和附件旁

滑动支架

管道在该处允许有较小的滑动

形式简单，加工方便，使用广泛

导向支架

限制管道向某一方向位移

形式简单，作用重要，使用较广泛

弹簧支架

管道有垂直位移时使用，不能承受水平荷载

形式较复杂，使用在重要场合

吊架

刚性吊架

适用垂直位移为零的管道

加工、安装方便，能承受管道荷载及水平位移。

但应注意及时调整吊杆的长度

弹簧吊架

能承受三向位移和荷载

形式较复杂，使用在重要场合

（三）补偿器安装

供热管网中常用补偿形式简明示表表2K315023-2

序

名称

补偿原理

特点

自然补偿

利用管道自身弯管段的弹性来进行补偿

利用管道自身的弯头来进行补偿，是最简单经济的补偿，在设计中首先采用。

但一般补偿量较小

波纹管补偿器

利用波纹管的可伸缩性来进行补偿

补偿量大，品种多，规格全，安装与检修都较方便，被广泛使用。

但其内压轴向推力大，价格较贵，且对其防失稳有严格的要求

球形补偿器

利用球形的转向性来达到补偿的目的

补偿能力大，空间小，局部阻力小，投资少，安装方便，适合在长距离架空管上安装。

但热媒易泄漏

套筒补偿器

利用套筒的可伸缩性来进行补偿

补偿能力大，占地面积小，成本低，流体阻力小，但热媒易泄漏，维护工作量大，产生推力较大

方形补偿器

利用4个90°弯头的弹性来达到补偿的目的

加工简单，安装方便，安全可靠，价格低廉，但占空间大，局部阻力大

二、燃气管道非开挖修复技术的种类

燃气管道更新修复技术主要有以下三种：

①裂管法修复技术；②管道穿插技术；③翻转内衬法修复技术。

（一）裂管法修复技术

裂管法可以替换的旧管包括钢管、铸铁管等，可置入的新管包括PE管和钢管。

一般一次更换旧管道的长度为100m左右。

非常适用于燃气应急抢修和小区的支线改造，并且施工周期短，成本低，具有明显的经济效益和社会效益。

但此种技术也有其局限性，如可能引起相邻管线的损坏；不适用于弯管的更换；分支的连接点需开挖进行；旧管碎片的去向混乱，可能影响新管的使用寿命。

（二）管道穿插技术

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