Saturation-based satisfiability checking without CNF conversion

Saturation-based satis?ability checking without CNF

conversion

Andreas Kaiser

Symbolic Computation Group

Wilhelm-Schickard-Institut f¨u r Informatik

Universit¨a t T¨u bingen,72076T¨u bingen,Germany

kaiser@informatik.uni-tuebingen.de

https://www.wendangku.net/doc/c715680474.html,rmatik.uni-tuebingen.de/

Abstract.We ask if conversion to clausal normal form(CNF)is a precondition to do

ef?cient saturation-based propositional theorem proving as is suggested by currently

available systems like SATO[4].Founded on examples from modelling and consistency

checking tasks in automotive product data management we argue that in this case CNF

conversion is inadequate if not in general impossible while a saturation-style algorithm

still seems to be a good choice.We sketch our approach to solve this problem and give

experimental results.

1Introduction

When it comes to working on saturation-based propositional theorem proving for dif-ferent reasons it seems to be standard—as well in theory as in implementations—to start off with a CNF representation of the problem set.

As long as time and space ef?ciency are out of considerations a CNF represen-tation can substantially simplify analysis of propositional formulas.Because of its two-dimensional character apprehending facts in propositional theorem proving is es-pecially easy if presented in CNF.

Simplicity is also a key issue for implementation since building heuristics on top of a two dimensional list data structure is less error prune than working e.g.on trees. No data representation is compacter and can be handled more ef?ciently by a computer than arrays of integers.

For the price of introducing new propositional variables and consequently expo-nential growth in search space any formula in negation normal form(NNF)can be transformed to CNF in linear time.

Finally real world problems attacked by model checking tend to appear as lists of propositional formulas to be satis?ed at the same time what leaves CNF conversion as an uncritical part of the computation and helps establish CNF-based saturation systems as highly ef?cient tools.

While all these factors draw attention to model checking of propositional formulas in clausal normal form a wide range of SAT-problems is excluded from this approach by the sheer fact of exponential growth in space during CNF-conversion.Equivalence and exclusive or give already an idea of the space explosion whereas it becomes really obvious in combinatorial statements like excactly/at most/at least k of the following n propositions hold.

If are propositional formulas,and is one of the relations, ,we write for the respective statements.Formally for each

?nitely many connectives are introduced.But since the arity of a connective is given implicitly by the number of arguments n is omitted from the name of the connective. Similarly for we write to express that respectively not exactly/less than/more than k of n statements are suppopsed to be valid.

These kinds of connections are characteristic in logic-based product con?guration to express e.g.that a car can have exactly one of a set of n breaks or at most k of a set of n colors.Admittedly the situation where exactly one of n statements is required to hold is most common in practice but as exempli?ed above one can also think of applications of the general case.At least it is a very natural and compact way of combining propo-sitional statements and even in the simpliest case a CNF representation is quadratic in the number of alternatives what is de?nitely undesireable for user interaction and for larger sets may already cause resource exhaustion.

Since saturation-style algorithms for model checking in general have proved their effecitvness in many applications and especially in case of consistency checking of automotive product data appeared as good choice[2]the questions wether and how saturation-based algorithm can be carried over to a tree type formula representation without losing their ef?ciency arise.

2Transformation

A propositional formula is in negation normal form(NNF)if negation symbols appear only in front of propositional variables.For propositional formulas built over negation, conjunction and disjunction the rule of DeMorgan leads the way to a NNF represen-tation.To extend transformation to the kind of combinatorial connectives mentioned above a similar rule is needed which we present in a slightly more general setting.

For,and formulas let be the formula that holds if excatly k of the n formulas are true.For we de?ne to be true if for some holds.In the se-quel we address these types of connections as selection.From de?nition respectively distributivity between disjunction and conjunction the following statements can be de-rived:

Using these results by induction in n the following rules about absorbation and genera-tion of the negation symbol in sub-and superformulas of the combinatorial connective can easily be seen:

Noting that is just another representation for

where we get the following rules for NNF conversion:

In order to underline the expressive power of selection we list for propositional formu-las and rules that show that negation,conjunction,disjunction as well as exclusive or and equivalence are just special cases of selection with the con-sequence that any formula built over the ordinary unary and binary connectives can be transformed into a formula based solely on selection that differs in size from the original formula only by a constant factor.

Thus if we de?ne to be valid and to be invalid for any selection enables us to represent propositional formulas in a compact,structure preserving and uniform way.

3Implementation

Even though a formula built with selection requires saturation-based satis?ability checking to be realized on a tree data structure we are optimistic that any heuristic known for CNF representations can be adopted for the following reason.For satis?a-bility checking instead of considering a tree structure as representation of the formula it was generated from it can be seen as compacti?ed implicit representation of its clausal normal form received e.g.by applying the reverse direction of the distributivity law or by using a trie data structure.By adopting heuristics in this way we are trading off their implementation on a more complex data structure against reducing the number of operations to be executed when setting a propositional variable e.g.deletion of a set of clauses is executed by a single subtree deletion.

In order to support backtracking any operation needs to be reversable.Pushing automatically the respective inverse on a stack when executing an operation allows to go back to any priviously reached state just by running all subsequently recorded inverse operations in reverse order.

So far unit propagation and pure literal deletion have been adopted to selection-based formula representation.For pure literal deletion it should be mentioned that literals occuring below a selection connective that is not equivalent to negation,con-junction or disjunction are not pure in the CNF representation of the given formula and consequently can not be deleted.Unit propagation can obviously only be applied when the root node is a conjunction.

4Application

A run with the DIMACS test suite[1]showed rather average performance compared e.g.to a system like SATO or GRASP[3]as only127of265problems could be solved within a time limit of15minutes.This is not really suprising because neither any of the more sophisticated heuristics like back jumping have been implemented nor special adjustments to the test suite have been made.Furthermore since all problems are presented in CNF the strenght of the selection approach namely compactness has no effect.

Anyway our selection based satis?ability checker is successfully applied for in-consistency detection in product data con?guration.There each propositional variable represents a basic statement(e.g.has air-condition,the steering wheel is on the left side...)about a product and by the means of propositional formulas the valid varia-tions of the product are implicitly describe as combinations of basic statements such that when all set to true every rule becomes valid.Then the generation of a propo-sitional formula from the set of rules enables us to talk about all valid variations of a product.This way by adding additional rules e.g.a single propositional variable we?nd out global properties about the set of variations e.g.that there is no varia-tion at all with a given property.Similarly by adding for some

and properties we can?nd out wether each vari-ation has e.g.excatly k of these properties.

Response times with a few exceptions in the magnitude of seconds on a standard PC make it a useful tool to support quality improvement of product documentation of one of the biggest car manufacturers where formulas typically range over1000to2000 propositional variables.

5Conclusion

Refraining from CNF conversion opens in practice saturation based satis?ablility checking to a wider range of propositional formulas as the required space is linear in the length of the formula and time limits can in comparison to space limits easily attacked by parallelization.Heuristics known for formulas in CNF can be carried over for the price of working on a more complex data structure.This would indeed be neces-sary to succeed in benchmark test and such leaves room for future work.By preserving the structure of the input formula additional information is available for exploitation by new heuristics.Especially the combination of saturation-based and analytic methods appears to be promising.

References

1.J OHNSON,D.S.AND T RICK,M.A.Second DIMACS Implementation Challenge,1993.DI-

MACS benchmarks available from ftp://https://www.wendangku.net/doc/c715680474.html,/pub/challenge/sat/ benchmarks/cnf.

2.K¨UCHLIN,W.AND S INZ,C.Proving consistency assertions for automotive product data manage-

ment.Journal of Automated Reasoning24(2000),145–163.

3.S ILVA,J.P.M.AND S AKALLAH,K.A.GRASP-a new search algorithm for satis?ability.Tech.

rep.,Computer Science and Engineering Division,University of Michigan,Ann Arbor,MI,1996. 4.Z HANG,H.SATO:An ef?cient propositional prover.In CADE’97:14th International Conference

on Automated Deduction(1997),vol.1249of Lecture Notes in Computer Science,Springer Verlag.

路基软基处理常用方法

软土路基稳固剂表层处理施工工艺 软土路基表层排水施工工艺 表层排水法是软土路基表层处理的一种方法，它是通过所开挖沟槽或盲沟及透水性好的砂砾或碎石等材料排除地表水，以达到提高地表强度、防止地基局部剪切变形、保证施工机械作业的作用。 适用范围 （1）表层排水法用于地表面极软弱的情况，对土质较好因含水量过大而导致的软土地基。 （2）可作为既有建筑和新建建筑的地基排水固结之用，也可作为高速铁路、客运专线、高速公路等地表渗水处理用；可作为施工中的临时地表临时固结措施，也可用于永久建筑物的地基加固、防渗处理。 工艺原理 表层排水法用于地表面极软弱的情况，对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。 原理作用 路基基底一旦遇水浸泡，基底土将软化，引起新的沉降变形。地表排水固结是通过开挖排水沟排除地表中的水，使其固结，提高地表达到承重强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。 工艺流程 表层排水施工工艺流程详见图1。 砂（碎石）垫层施工工艺 不合格 不合格 图1 表层排水施工工艺流程图

地基上填筑砂（碎石）垫层是常用的一种工艺。它是利用级配良好、质地坚硬的中粗砂或碎石、砾石等，经分层夯实，作基础的持力层，可提高基础下地基强度，降低地基的压应力，减少沉降量，加速软土层的排水固结；在软土层顶面铺设一层砂垫层，主要起浅层水平排水作用。 适用范围 （1）一般适用于3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基，不适用于加固湿陷性黄土和不透水的粘性土地基。 （2）路堤高度小于两倍极限高度，软土表面无透水性低的硬壳。 （3）软土层不很厚，或虽稍厚，但具有双面排水条件。 （4）当地有砂可取，运距不远。 （5）有较长的工后固结沉降时间。 工艺原理 砂（碎石）垫层就是利用级配良好、质地坚硬的中粗砂或碎石、砾石等，经分层夯实，作为基础的持力层，提高基础下地基强度，降低地基的压应力，减少沉降量，加速软土层的排水固结。在软土层顶面铺设一层砂垫层主要起浅层水平排水作用,在路基荷载作用下将软基中的固结水通过砂层排入路基边沟。砂层对于基底应力的分布和沉降量的大小虽无显著影响，但可加速沉降发展，缩短固结过程。 工艺流程Array 图1 砂砾垫层施工工艺流程图

不良地质路基基底处理

不良地质条件下路基基底处理方法 姓名：王壹杰 班级：道桥1301 学号：201309031036

不良地质路基处理 土木工程建设中，有时不可避免地遇到工程地质条件不良的软弱土地基，不能满足建筑物要求，需要先经过人工处理加固，再建造基础，处理后的地基称为人工地基。 地基处理的目的是针对软土地基上建造建筑物可能产生的问题，采取人工的方法改善地基土的工程性质，达到满足上部结构对地基稳定和变形的要求，这些方法主要包括提高地基土的抗剪强度，增大地基承载力，防止剪切破坏或减轻土压力；改善地基土压缩特性，减少沉降和不均匀沉降：改善其渗透性，加速固结沉降过程；改善土的动力特性防止液化，减轻振动；消除或减少特殊土的不良工程特性（如黄土的湿陷性，膨胀土的膨胀性等）。 近几十年来，大量的土木工程实践推动了软弱土地基处理技术的迅速发展，地基处理的方法多样化，地基处理的新技术、新理论不断涌现并日趋完善，地基处理已成为基础工程领域中一个较有生命力的分枝。根据地基处理方法的基本原理，基本上可以分为如表6-1所示的几类。 地基处理方法的分类表6-1 但必须指出，很多地基处理方法具有多重加固处理的功能，例如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重功能；而石灰桩则具有挤

密、吸水和置换等功能。地基处理的主要方法、适用范围及加固原理，参见表6-2。

地基处理的主要方法、适用范围和加固原理表6-2 c u20kPa的粘 性土、松散粉土 和人工填土、湿 陷性黄土地基 等

发泡聚苯乙烯（EPS）重度只有土的1/501/100，并具有较高的强度和低压缩性，用于填土料，可有效减少作用于地基的荷载，且根据需要用于地基的浅层置换

路基基底处理

1）概述 本合同段全长XXXKm，沿线地形主要以丘陵、谷地（或XXX）为主，沿线山坡地表植被发育（或XXX），树木、杂草密集（或XXX），低洼地段多以水田、水塘为主（或XXX），地表长年处于潮湿（或XXX）状态。为了最大限度地减少路基的工后沉降，消除路基病害，施工时计划对路基基底按规范要求进行填前处理。 2）施工方案 （1）荒地、旱地地段 采用推土机为主，人工辅助的方法进行场地清理。装载机装车，自卸汽车运输，清除表层树根、杂草和腐植土。 （2）水田、水塘地段 ①一般水田地段的处理：采用人工筑埂挖沟排水，晾晒后采用人工（或推土机）清除地表杂物，用汽车运往弃土场。 ②特殊强夯地段处理：采用人工挖沟排水，晾晒后采用人工清表，按设计要求填筑石碴或碎石，机械平整碾压，采用YZT25K冲击压实机进行强夯。 ③水塘地段强夯处理：先进行抛石挤淤，用石碴或砂砾填至水面以上50cm后，再进行填前碾压和用YZT25K冲击压实机进行强夯。 ④新旧路基的衔接部位强夯处理：按规范要求挖成向内倾斜的台阶进行充分压实,碾压不到的部位采用强夯处理。 （3）原地面压实 地基处理完毕后，再用YZ18或YZ16振动压路机充分压实，其压实度满足现行规范要求。 3）人员、料具、设备配备及工期定额 为了尽快在全线范围内展开路基的填筑施工，计划用XX个月完成全线路基的基底处理工作，其人员、料具、设备按排如下：

(1)设备配备 (2)人员 4）施工方法及工艺措施 （1）施工方法 施工队伍进场后，首先进行中线和红线测量，精确定出本合同段的中线位置和红线范围。搞好征地工作后，即可进行路基基底处理。 ①荒地、旱地的施工 树木、杂草较多的地段采用人工先锯掉或砍除，再用人力或汽车运至红线以外集中进行堆放。然后按由上到下的原则，用TY220推土机将表层腐植土及树根推至一处集中成堆，用装载机配合自卸汽车将其运至指定弃方地点。 ②水田、水塘地段的施工 采用挖掘机或人工筑埂挖沟，排除水田、水塘内的积水，凉晒至干硬或半干硬状态后，用推土机清除表层腐植土，挖掘机配合自卸汽车运走。 ③原地面压实 地表清理完毕并用推土机初步整平后，选用YZ18（YZ16）振动压路机对基底进

路基填前基底处理

路基填前基底处理 路基填前基底处理严格按照施工图纸和《公路路基施工技术规范》（JTJ033－95）执行，采用各施工队别同时按所划分的区域平行施工，具体施工方法如下： 1、地表处理 ①、路堤用地范围内的树木，灌木从等均应在施工前砍伐或移植清理，砍伐的树木应移置于路基用地之外，进行妥善处理。路基范围内的树根全部挖出并将坑穴填平、夯实。挖掘树根的坑，深度超过30cm的必须分层夯实到原地表； ②、种植土段的路基基底处理为：清理深度应根据种植土厚度决定，并检查是否有埋置的生活垃圾，如有则立即清除。清除的种植土应集中堆放。 ③、原地表凹凸不平地段，相对高差小于50cm的进行整平；相对大于50cm的坑，分层夯实到原地表。 ④、独立的大坑，要单独作为作业面，按上述处理后按照路基填筑进行施工，达到原地表。 ⑤、清表平整完成后，应检测原地面标高，并做记录。 2、填前压实 路基基底填前压实除按照《公路路基施工技术规范》（JTJ033－95）执行外，还应按以下处理 ①、路基基底应在填筑前进行压实，各施工队压实前应先到项目部实验室领取压实标准。并且根据此标准，以及现场的土质情况确定

现场原状土洒水量（或晾晒）。 ②、路基基底压实度（重型）91%；当填土高度小于路床厚度时，基底压实度不应小于路床压实度（大于或等于95%）的标准。当基底的松散土层厚度大于30cm时，应将松土翻挖后在分层回填夯实。 ③、当在地面自然横坡陡于1：5的斜坡面填筑路堤时，路堤基底应挖成台阶形式，台阶跨度不得小于1.0m。台阶应有2%—4%的反向横坡。 ④、对于特殊要求的路段，用普通压路机压过后，还应在用冲击压路机碾压。需冲击压实的路段见后附表。 3、检测 路基基底压至规定遍数后，现场负责人员应立即协同测量人员和试验员测出压实完后的原地面标高和土的密实度，并报现场监理。经监理认可后重复对下段路基进行上面的步骤。 五、注意事项 1、施工工程中，应保护所有标志，特别是一些原始控制点，如果施工需要移动，则应在工程部的同意下合理的放好护桩。 2、施工工程中，应作好各控制点的原始记录，并上报项目部一份，留存一份。 3、施工工程中，必须注意沿线农作物，各种设施的保护。 4、施工中，施工人员应加强安全意识，作到安全第一、质量第一。

铁路路基工程基底处理施工方案

铁路路基工程基底处理施工方案 施工前，应核查地质是否与设计资料相符，并进行工艺试验，满足设计及工艺要求方可施工。按设计和规范要求进行地基处理和质量检测。 1.一般基底处理 路堤填筑前，清除基底表层植被，挖除树根，做好临时排水设施。 当基底土密实且地面横坡缓于1:10时清除草皮杂物，地面横坡为1:10～1:5时，将原地表土翻挖压实符合设计要求，地面横坡陡于1:5时，自上而下挖台阶，台阶顶面作成4％的内倾斜坡。沿线路横向挖台阶宽度、高度满足设计要求，沿线路纵向挖台阶宽度不小于 2.0m。根据现场实际情况，可以采用推土机等大型机械辅以人工进行施工。 2.强夯处理方案 强夯处理地基时，按照设计高程在清理好的场地上按一定的纵横向间距布置夯击点，采用带有自动脱钩装置的履带式起重机，配备设计要求重量、直径的夯锤进行强夯施工；强夯施工前，根据设计提出的强夯参数进行试夯，确定各项强夯参数。 3.冲击压实与振动碾压处理方案 路基施工前，根据设计要求的压实度及沉降量进行现场试验，确定采用机械的规格及性能，冲击压实及振动碾压的遍数，冲击能及振动功率等参数，确定质量检测方法及评价标准。 冲击压实采用拖式冲击压路机，振动碾压采用重型振动压路机，施工由地基处理范围两侧开始向中心碾压，碾压达到要求的密实度为止。 冲击压实次数根据设计要求的压实度和沉降量控制值或现场施工冲击轮轮迹高差来控制冲击压实次数。 在岩溶发育区同时采用冲击压实及岩溶注浆处理地基时，先进行冲击压实后再进行岩溶注浆；当涵洞附近需进行冲击压实时，先进行冲击压实后再施工涵洞。冲击压实及振动碾压施工的质量控制及处理效果的评价标准符合现场试验确定的结果。 4.CFG桩处理方案 CFG桩施工方法根据设计要求采用长螺旋钻孔法。施工前进行成桩工艺性试验（不少于2根），确定各项施工工艺参数。 钻机就位后校正好钻杆的位置和垂直度，垂直度的容许偏差不大于1%。 按设计配比配制混合料，混合料坍落度宜为16cm～20cm。 钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动电机，将钻杆旋转下

公路路基软土地基处理方法

公路路基软土地基处理方法 公路路基软土地基处理方法是什么， 一、软土路基成因 所谓软土，比规范中的定义广泛，包括强度达不到设计要求的湿粘土。路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的，而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效，使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高，路基长期处于潮湿状态，加上土的水稳定性差等原因，导致路基软化。 二、软弱地基变形特点 为了更好地解决上述问题，就必须要弄清楚软弱地基的变形特点。它主要有三大特点：变形量大；压缩稳定所需的时间长；侧向变形比一般的土体大。变形量大：软弱土体主要指淤泥或淤质土，其自身的含水量较大，水份不易自流出来；压缩稳定所需的时间长：软土主要以粘粒为主，尽管孔隙比大，但单个孔隙教细，孔中的水很难流动，透水教低，饱和土受荷载作用后，水不能尽快排出，变形也只能慢慢进行，其变形过程要持续数年或数十年；侧向变形：比一般土体大，而且侧向变形与竖向变形之比在相同条件下比一般土体大。 三、软弱地基处理方法

在了解软土的三大特点之后，结合平日的实际施工情况，重点介绍几种软弱地基的处理方法，供有关技术人员参考。下面重点介绍前几种的适用范围、施工方法和作用。 1.抛石挤淤 适用范围：路基位于水塘、鱼塘、藕田、泥砂、流砂或不易抽干水或无法挖除淤泥或淤泥较深或水不能自流的地方。 处理方法：在其上面直接抛填大块径不易被水侵泡软化的石块，石块块径控制在50-80cm之间，并在大块石缝隙内填筑20—50cm的 不易被水侵软化的小块石，抛填高度控制在常水位以上50cm左右， 铺平后，用轮式压路机或拖式压路机振动压实，直到淤泥被挤出路基坡脚外，没有明显的再下沉现象为止；如果抛填深度较深，一定要分层抛填压实，其每层厚度控制在50—80cm，整段处理完后，在其上 面铺一层10cm厚的碎石有必要时加铺一层土工格栅，再进行填筑土 石方。并把此过程称为路基的原地面处理。 作用：由于抛填了大块径的石块，可将路基底的大部分淤泥挤出，在路基底部形成一个坚硬的骨架结构，并在大石块间填筑了小的石块，通过压路机振动碾压，石块与石块间嵌固的更紧，整体承受荷载的能力增强，对今后承受路堤的整体压力能起到很好的作用。 2.敷设盲沟 适用范围：一般水田或淤泥深度在2米以下的稻田或不易自流干水的地方。 作用：通过敷设盲沟，能大大降低土体的水位，能将土体内的大

软土路基处理方法概述

软土路基处理方法概述 (2008-02-25 20:15:49) 转载▼ 摘要：软土路基的加固有很多种方法，本文对常用的几种方法从加以解释对其加固机理,作用,作用范围以及个别的工程实例的阐述.新型的加固材料以及新工艺的开发和利用对提高软土路基的加固技术 水平所起的重要作用等做以简单的阐述. 在道路工程中经常会遇到软土路基，由于高速公路、高速铁路的发展，对地基的承载能力要求越来越高，天然的软土地基远远不能满足这些高档次的构造物对地基承载力的要求。20世纪80～90年代，由于人口膨胀土地资源日益紧张，同时软土路基加固的技术也有了长足的发展，经济条件有所改善，各种软土加固理论得到了充分的应用与验证，软基加固技术也得到长足发展，在不同的领域里均有涉猎；到20世纪90年代以后,各种各样的软基处理技术已广泛地应用在各种道路工程中。 地基中常见的软土，一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土。其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。选用软土作为路基应用，必须提出切实可行的技术措施。 这种土质如在施工中出现在路基填土或桥涵构造物基础中，最佳含水量不易把握，极难达到规定的压实度值，满足不了相应的密实度要求，

在通车后，往往会发生路基失稳或过量沉陷。其危害性显而易见,故禁止采用。 在软土地基上修筑路堤，特别是桥头引道，如不采取有效的加固措施，就会产生不同程度的坍滑或沉陷，导致公路破坏或不能正常使用即所说的桥头跳车。一般地，除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外，包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定，沉降量大致达到总沉降量的80%以上时，才容许铺路面。软土地基沉降严重时，不仅增加填方数量，而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞，甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响。 为此，根据地基土的工程特性，选用适当的处理措施。经过长期的实践，在公路、铁路中形成了多种形式的软土地基处理方法，结合很多的施工企业多年施工经验及有关专家学者的论述进行总结归纳如下：1 换填垫层法 当软弱土层厚度不很大时，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(通常是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。 通过换填具有较高抗剪强度的地基土，从而达到增强地基承载力的目的，满足构筑物对地基的要求。

铁路软弱路基基底处理措施

铁路软弱路基基底处理措施 铁路软弱路基基底处理措施 摘要：本文首先介绍了软土的物理力学性质，然后分析了排水固结法与堆载预压法、水泥粉煤灰碎石桩法和孔内深层强夯法等铁路软弱路基基底处理措施。 关键词：铁路；软弱路基；基底；处理措施 中图分类号：U231 文献标识码： A 我国疆域辽阔，地形地貌多样，地质条件较为复杂，各种不良地质条件分布较广。在各类岩土中，最软弱的当属软土，其工程性质恶劣，孔隙比大，含水量?，强度低。工程建设遇到软土就很麻烦，因为软土地基承载力低和易于变形，一般都难以满足工程要求，必须对其进行加固处理。并且我国的软土分布广泛而零星，从南到北，从东到西，平原山区都能遇到它，不像别的特殊土有一定的地域性。受到地理位置、经济性等因素的影响，有些铁路线路不得不穿过软弱土地区，尤其是东部沿海地区广泛分布的河相、海相、湾湖相沉积软土地层，这些地层多为游泥及?泥质?土等土层，在这类软弱土地基上修筑铁路工程时，必须解决路堤稳定和变形的问题，这关系着工程质量和安全，不可掉以轻心。 目前，铁路建设过程中所遇到的软弱路基基底一般都是软土。岩石在经过风化、侵蚀、搬运以及沉积的过程之后就形成了各种较为疏松的物质，我们一般都将其称为土。按照形成原因的不同，土可以分为残积土、坡积土、洪积土以及湖沼沉积土等等。而我们所提到的软土主要是在静水或者是缓慢流水环境中所存在的颗粒较小的近代沉积物。软土含有较大的水分，压缩性也比较高，可是水的渗透性以及土质的承载力却是很低，软土是一种饱和粘性土，在铁路建设中一旦遇到软土一定要立刻采取措施解决。 1软土的物理力学性质 由于受到建筑工地试验室条件的限制，只能够对软弱路基所含有的水量以及液塑限等等指标进行测量，对于其他软土的指标很难能够

路基软土地基处理施工技术设计方案

贵州凯里环城高速公路北段 软土路基处理 施工方案 施工单位：中国水电建设集团路桥工程有限公司编制：__________________________________ 审核：__________________________________ 审批：__________________________________ 凯里环城高速公路北段项目经理部四分部一工区

2017 年9 月16 目录 -、工程概况 (1) 二、编制依据 (1) 三、一般淤泥的界定 (1) （一）、一般淤泥的界定指标2 （二）、相关规范2 四、施工流程及方法 (3) （一）................................................... 、施工流程3 （二）................................................... 、施工方法3 五、工期安排 (4) 六、施工组织 (4) （一）、人员组织4 （二）、机械设备组织5 （三）、材料组织5 七、质量保证措施 (6) （一）质量管理组织机构6 （二）、保证措施6 八、安全保证措施 (7) （一）............................................... 、安全组织机构

7 （二）................................................... 、安全措施7 一、工程概况 凯里环城高速公路北段是《贵州省高速公路网规划(加密规划) 》的重要组成部分，是《贵州省交通运输“十三五”发展规划》要求2017年开工建设项目，本项目建设对加快黔中经济区建设、支撑凯里-麻江-福泉同城 化和新型工业化发展，完善全省高速公路网络，促进凯里市过境交通流转换和城区间衔接更加便捷高效，落实“大扶贫战略行动、坚决打赢脱贫攻坚战”，同步全面建成小康社会具有重大意义。 凯里环城高速公路北段四分部一工区项目部(以下简称项目部)承担 主线K39+000~K43+745及麻江联络线LK0+976.789~LK6+900的施工任务， 全长10668.211 米。 本项目为v=100km/h四车道高速公路，路基宽度26.0米。本项目投资人为中国电建黔东南州高速公路投资有限公司，设计咨询单位为招商局重庆交通科研设计院有限公司。 二、编制依据 1、编制依据 1.1、国家及相关部委颁布的法律、法规； 1.2、有关设计图纸及相关资料； 1.3、《凯里市环城高速公路北段》招标文件、补遗(答疑)书、工程量清单、设计图纸等； 1.4、现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料； 1.5、中国水利水电第十四工程局有限公司所拥有的技术装备力量、机械设备、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验，尤其在公路道路施工中积累的施工经验； 1.6、相关技术标准、施工指南及中电建黔东南州高速公路投资有限公司下发的相关文件； 《公路工程施工组织设计编制手册》 《公路工程技术标准》(JTG B01-2014) 《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006) 《公路桥涵施工技术规范》(JTGT F50-2011) 《工程测量规范》(GB 50026-2007)

路基软基处理方法

1换填垫层法 当软弱土层厚度不很大时，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（通常是渗水性好的中粗砂）称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度为2?3m ,如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。 通过换填具有较高抗剪强度的地基土，从而达到增强地基承载力的目的，满足构筑物对地基的要求。 主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。垫层法根据材料的不同可分为砂（砾石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土、二灰）垫层。代表方法有砂垫层法及换填法。 砂砾垫层：当路堤高度小于极限高度的2倍，软土层较薄，填筑材料比较困难，或雨季施工时，采用砂砾（砂）垫层，在填土与基底之间设一排水面，从而使地基在受到填土荷载后，迅速地将地基土中的孔隙水排出，加快固结速度，提高地基的承载力，减少沉降，防止地基局部剪切变形。要注意控制填土速度，所用的材料为含泥量不大于5%的洁净中粗砂，或最大粒径小于5cm的天然级配砂砾。 换填法：在软土厚度不大于2m 时，利用渗水性材料（砂砾或碎石）进行置换填土，可以降低压缩性，提高承载力，提高抗剪强度，减少沉降量，改善动力特性, 加速土层的排水固结。它的特点是施工工艺简单，但费用比较高。 抛石挤淤：当软土或沼泽土位于水下，更换土施工困难，且厚度小于3m ,表层 无硬壳、基底含水量超过液限、路堤自重可以挤出的软土之上，排水比较困难时，

采用抛片石（直径一般不小于30cm）挤淤的方法。从中部开始抛石，逐渐向两 边延伸，挤出淤泥，提高路基强度。 2深层密实法 采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法，对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m 的中厚软土的加固，分布面积广的软基加固处理，其加固深度可达到30m。 通过振动、挤压使地基中土体密实、固结，并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相（气相、液相与固相）部分，形成复合地基，达到 提高抗剪强度的目的。 主要加固方法：强夯法、土（或灰土、粉煤灰加石灰）桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法（振冲置换法）、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩法）、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。 强夯法：对于砂土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，致使土体局部压缩，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提高3?4倍，压缩性可降低200%?1000%。其佳夯击能：从理论上讲，在最佳夯击能 作用下，地基土中出现的孔隙水压力达到土的自重压力，这样的夯击能称最佳夯击能。因此可根据孔隙水压力的叠加值来确定最佳夯击能。在砂性土中，孔隙水压力增长及消散过程仅为几分钟，因此孔隙水压力不能随夯击能增加而叠加，可根据最大孔隙水压力增量与夯击次数关系来确定最佳夯击能。兰海高速公路某

填海段路基基底处理

填海段路基基底处理与控制 作者：王志祥 单位：中冶集团斯里兰卡机场高速公路项目（CKE）经理部 地址：斯里兰卡国科伦坡市NO.97 Awarakotuwa Kerawalapitiya Wattala 邮编：11104 【摘要】本文结合CKE项目泻湖区填海段路基基底处理的施工实践，阐述了填海路段基底处理的施工方法及施工过程中的质量控制问题。 【关键词】填海基底处理质量控制 1.概况 CKE项目K22+400~K23+000和K24+100~K24+400路段主线路基两次横穿NEGOMBO泻湖区，此处水深0.5-0.7米，上部的泻湖沉积物厚度一般小于5米，其下为残积土，基岩埋深为12-18米。该区域亦为鱼虾洄游繁衍区，因此对该区域施工的环境保护提出了更高的要求。如何既经济有效地完成该段落的基底处理，又能最大限度的减少对周围生态环境的影响，成为摆在我们面前的一个重要课题。 2.方案对比分析 2.1抛石法 抛石法操作简单，但成本较高，且较大的粒径不利于下步软基处理施工。 2.2填砂法 用海砂直接进行填筑同样操作简单，但海砂流失会比较严重，容易造成海水浑浊，且不利于路基及边坡的稳固。 2.3填石与填砂相结合 此方法既兼顾了以上两种方法的优点，又降低了成本，经济可行，操作性强。 3.施工程序 为了保护泻湖区的生态环境，尽量减少进入泄湖区的额外沉淀物的数量，CKE 项目采取了填石与填砂相结合的方法，在路基两侧用碎石块石砌筑石坝，辅以土工布，中间用海砂直接进行填筑。具体的填筑方法根据现场是否是软弱地基进行了区分。 3.1测量放线 根据路线测量控制导线点和水准点，按照ER批复的设计施工图每40米放出边

路基软弱基底层及处理方法

汉孝高速公路路基软弱基底层及处理方法 一、路基软弱基底层简介 岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积等过程后，所形成的各种疏松沉积物，狭义称之为“土”。土按其成因分为残积、坡积、洪积、冲积和湖沼沉积土。所谓软土系指在静水或缓慢流水环境中以细颗粒为主的近代沉积物。其天然含水量大、压缩性高，承载力低、渗透性小，是一种呈软塑到流塑状态的饱和粘性土。它常分布在湖沼、河流废道和低洼地区。天然孔隙比е在1.0～1.5以上；天然 含水量ω大于液限ω L ；压缩系数α 1-2 大于0.5Mpa-1;不排水抗剪强度c小于20Kpa； 在外部荷载作用下很易变形，单位沉降量达200mm/m。 本文所指路基软弱基底层是在汉（口）孝（感）高速公路清表碾压后，发现有些低洼含水地带大面积软弹，经现场用麻花钻、探槽、探坑勘察，在K23+145～K23+300、K28+229～K28+400、K28+660～K28+820等处清表后有0.6～ 0.8m厚度不等的软弱层。天然含水量ω=33～37%，液限ω L =37.1%，塑性指数I P ﹥17.7。在试验过程中，很清析看见有机质根须。通过试验和肉眼判断为淤泥质土。从地质成因分析，由于地势比较低洼，长期耕作和受周围水系渗透影响，排水不畅，且蒸发量不足以干化淹水地面的情况下而形成沉积物。应属于软土范畴。 软土是一种性质很坏的土，由于它具有高度的亲水性，因此就有高的水容度、高的可塑性、高的压缩性和较低的透水性与抗剪强度。在路基填土前，必须对软土要采取相应的技术处理措施，不然就可能出现路基的盆形沉降、失稳和不均匀沉降等问题。 为了摸索出对类似软土的处理办法，在K28+229～K28+400段，我们首先用5%的石灰土进行了试验性的填土处理，松铺厚度为30cm，整平后用18t压路机进行静压。养生一星期后依然大面积软弹。后又在此段选择一小段洒盖5%的生石灰粉，用灰土拌和机将原土和生石灰粉一起拌和、静压，在石灰消解后又再次进行二次拌和、静压。但其结果仍不理想。 2004年6月7日，对灰土试验段用麻花钻钻孔取样2个，由于软土的触变性，勘探的软土厚度十分不准，后又改挖探坑，确认厚度为80㎝。同日，在K23+145～K23+300处挖探坑6个，从探坑和开挖的渗沟量测，淤泥质土平均深50~60㎝；K28+660~K28+820平均深50㎝。三处软土带，土质不均一，颜色浅黒，

路基基底处理

一、路基基底处理： （一）路堤基底 清除表土不小于30cm厚。 （二）鱼塘基底 不进行清淤，抽干水后进行翻晒，再进行砂垫层的铺筑→软基处理。 （三）地基表层处理 1、地面横坡：0～1:10时填前碾压压实度96%； 2、地面横坡：0～1:10时填前挖松再碾压压实度96%； 3、地面横坡：0～1:10时填前挖台阶阶宽≮2m碾压压实度96%。 二、桥涵台背、挡土墙墙背填料要求顺桥向填筑长度，压实度要求（一）填筑材料要求 渗水性良好的填料：如砂、砾、粗砂 （二）桥涵台背填筑范围 1、顺路线方向长度 1）顶部距翼墙尾端不小于台高+2m； 2）底部距基础内缘不小于3m； 3）挡土墙背后厚度不小于0.5m，按全长填筑，高度从基底至顶部封顶下沿； 4）涵洞通道：填土长度每侧不小于2倍孔径长度。 2、压实度要求 采用轻型夯实机具、分层填筑厚度不大于15cm，压实度均不小于96%。

另注：路堤填筑宽度每侧应超宽50cm，以保证路基边缘压实度。 路基压实标准与压实度 路基压实度及填料要求表 注：1）表列压实度系按《公路土工试验规程》（JTJ051）中重型击实试验法求得的最大于密度的压实度； 2）为保证路肩的稳定，对于土路肩培土的压实度要求≥90%； 3）在设计文件中，精加工土即路床80cm填土。 三、软基处治原则 根据软土分布不均匀的具体情况：采取分段，分工法确定相应的处理方案。 （一）计算原则 1、路基稳定性验算考虑了水平地震荷载，及行车荷载。 2、沉降计算不考虑行车荷载。 （二）设计对选取方案考虑的因素 1、有些路段下卧层是排水的砂层 1）可以将排水距离缩小一半（塑料排水板可减短）。 2）预压期相应减短。

路基软基处理方法

1 换填垫层法 当软弱土层厚度不很大时,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(通常就是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度为2～3m,如果软弱土层厚度过大,则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。 通过换填具有较高抗剪强度的地基土,从而达到增强地基承载力的目的,满足构 筑物对地基的要求。 主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。垫层法根据材料的不同可分为砂(砾石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层。代表方法有砂垫层法及换填法。 砂砾垫层:当路堤高度小于极限高度的2倍,软土层较薄,填筑材料比较困难,或雨季施工时,采用砂砾(砂)垫层,在填土与基底之间设一排水面,从而使地基在受到 填土荷载后,迅速地将地基土中的孔隙水排出,加快固结速度,提高地基的承载力,减少沉降,防止地基局部剪切变形。要注意控制填土速度,所用的材料为含泥量不大于5%的洁净中粗砂,或最大粒径小于5cm的天然级配砂砾。换填法:在软土厚度不大于2m 时,利用渗水性材料(砂砾或碎石)进行置换填土,可以降低压缩性,提高承载力,提高抗剪强度,减少沉降量,改善动力特性,加速土层的排水固结。它的特点就是施工工艺简单,但费用比较高。

抛石挤淤:当软土或沼泽土位于水下,更换土施工困难,且厚度小于3m,表层无硬壳、基底含水量超过液限、路堤自重可以挤出的软土之上,排水比较困难时,采用抛片石(直径一般不小于30cm)挤淤的方法。从中部开始抛石,逐渐向两边延伸,挤出淤泥,提高路基强度。 2 深层密实法 采用爆破、夯击、挤压与振动及加入抗剪强度高的材料等方法,对地基深层的软弱土体进行振密与挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m 的中厚软土的加固,分布面积广的软基加固处理,其加固深度可达到30m。 通过振动、挤压使地基中土体密实、固结,并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相(气相、液相与固相)部分,形成复合地基,达到提高抗剪强度的目的。 主要加固方法:强夯法、土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法(振冲置换法)、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩法)、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。 强夯法:对于砂土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。它的基本原理就是:土层在巨大的冲击能作用下,土中产生很大的压力与冲击波,致使土体局部压缩,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提高3～4

浅谈路基软土地基的几种处理方法

浅谈路基软土地基的几种处理方法 浅谈路基软土地基的几种处理方法 【摘要】阐述了软土的概念，总结了软土地基的变形特点，并结合相关技术规范及施工经验，介绍了抛石挤淤、铺设盲沟、换填软土、碎石桩、土工织物铺垫和排水固结等常用软土地基处理方法及其各自的适用范围和作用，以供施工人员参考。 【关键词】软土的概念；软土地基；使用范围；处理方法；作用在我国沿江、沿湖、沿海以及盆地等地区广泛分布着软土，而这些地区一般又是经济高速发展的地区，对公路交通需要迫切，尤其要发展高速公路。因而在高路堤、大型桥梁，大量的涵洞、通道处软土都给它们带来不同程度的危害，如路基的滑移，开裂，路面起伏不平，桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸等。而使这些地区的公路建设者感到非常棘手，要花大量人力、物力、财力和时间，去进行勘察、测试、设计、科研和施工。若处理不好将会带来极大的资源浪费。 一、软土路基成因 所谓软土，比规范中的定义广泛，包括强度达不到设计要求的湿粘土。路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的，而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效，使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高，路基长期处于潮湿状态，加上土的水稳定性差等原因，导致路基软化。 二、软弱地基变形特点 为了更好地解决上述问题，就必须要弄清楚软弱地基的变形特点。它主要有三大特点：变形量大；压缩稳定所需的时间长；侧向变形比一般的土体大。变形量大：软弱土体主要指淤泥或淤质土，其自身的含水量较大，水份不易自流出来；压缩稳定所需的时间长：软土主要以粘粒为主，尽管孔隙比大，但单个孔隙教细，孔中的水很难流动，透水教低，饱和土受荷载作用后，水不能尽快排出，变形也只能慢慢进行，其变形过程要持续数年或数十年；侧向变形：比一般土体