公路软土地基设计与施工技术规范.pdf

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1、公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 1 1 总则 1.0.1 为确定软土地基上公路路堤的设计原则和方法、软基处治 措施及施工方法，保证路堤的稳定和正常使用，特制定本规范。 1.0.2 本规范适用于软土地基上各级公路路堤的设计与施工。 1.0.3 软土地基上公路路堤的设计与施工，必须遵照国家投资少、效 益高、少占农田和安全实用的技术经济政策。 1.0.4 软土地基上路堤的设计与施工方案，应结合当地工程地质条件、 材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、 就地取材、分期修建、综合处置的原则进行充分论证，使得设计成果 和施工方案达到技术上先进、经济上合理。

2、 1.0.5 为做好软土地基上公路路堤的设计与施工，应认真收集沿线的 地形、地貌、工程地质、水文地质、气象等资料，合理地利用钻探、 触探、十字板剪切等现场综合勘探测试方法，做好软土地基各层 土样的物理、力学、水理性质的室内试验，并对上述各项资料进行统 计与分析，选择有代表性的技术指标作为设计和施工的依据。 1.0.6 软土地基上公路路堤的设计应包括沉降设计计算、稳定验 算及其相应的处治方法的设计； 软土地基处治施工应包括对各种材料 的要求、各种处治措施及其适用条件、实施步骤和相应的施工机具。 1.0.7 软土地基上公路路堤的施工应采用新技术、新设备、新材 料、新工艺，但必须制定不低于本规范水平

3、的质量标准和工艺要求， 以保证工程质量。 施工中必须做好工程质量的检查和验收，并制定技 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 2 术安全措施，确保安全生产。 1.0.8 软土地基上高速公路与一、 二级公路路堤在施工过程中应进 行沉降观测和稳定观测， 并根据观测结果对路堤填筑速率和豫压期等 作出必要调整 . 1.0.9 处于软土地基上的高速公路和一二级公路 ,在修建前应结合 工程提前修筑试验路堤 ,以达到检验设计指导施工的目的 . 1.0.10 软土地基公路路堤的设计与施工,除执行本规范的规定 外,还应符合国家及部颁有关标准规范的规术语、 符号、代号 2.1.1 软土：宾海

4、，湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙 比大、压缩性高、抗剪强度低的细颗粒土。 2.1.2 泥炭：洗水植物遗体在却氧气条件下经缓慢分解而形成的泥 沼覆盖层。多为内陆湖沼沉积，有机质含量大于50%且有机质大 部分未完全分解，呈纤维壮，孔隙比一般大于5。 2.1.3 腐殖质土：有机质含量大与 50%且有机质大部分完全分解， 有 臭味，呈黑泥状的细粒土。 2.1.4 有机质土：在静水或缓慢的流水的环境中沉积的含有机质的 细粒土。其中淤泥为有机质含量在5%50%之间，孔隙比大于 1.5 的细粒土。 2.1.5 砂垫成：设置与路堤填料与软土地基之间的一层沙砾材料， 可使填土荷载均匀的作用与软土地基并

5、使地基中孔隙水排出 起到增加地表强度，加快软土地基固结的作用。 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 3 2.1.6 轻质路堤：为减轻路堤自重， 减少沉降及增大稳定安全系数， 采用轻质材料如粉碳灰等修筑的路堤。 2.1.7 加筋路堤：采用变形小、老化慢、强度高的土工格栅、土工 编制物等做“加筋”材料而修建的路堤。 2.1.8 预压：为提高软弱地基的承载力， 减小构筑物建成后的沉降， 提高地基固结度，预先在拟建构筑物的软土地基上施加一定的静 荷载，是地基土压密。 2.1.9 竖向排水体：为缩短地基孔隙水的排出距离，加速软土地基 的固结过程，对于软土地基采用垂直设置袋装沙井、

6、塑料排水带 及其它排水土工合成材料形成的排水柱体。 2.1.10 粒料桩：为提高地基承载力，在需进行地基处理的范围内， 由碎石、沙砾、矿渣、砂等松散粒料做桩料，采用专用机械设置成较 大直径的桩体。 2.1.11 加固土桩：用带有回转、翻送、喷粉与搅拌的机械，将 软土地基局部范围的某一深度、 某一直径内的软土用固化材料予以改 良、加固形成加固土桩体。 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 4 2.2 符号、代号 名词、术语符号、代号、单位 泥炭Pt 腐殖质土Ha 有机质土O 粘土C 粉土M 天然含水量W% 天然密度g/cm3 土粒相对密度Ga 土粒直径dmm 液限WL% 塑

7、限WP% 塑限指数IP% 自重应力POKPa 前期固结压力Pc KPa 压缩系数a0.10.2 MPa-1 压缩摸量Ea MPa 固结系数（竖向）Cv cm2/s 固结系数（水平向）CHcm 2/s 渗透系数K cm/s 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 5 无侧限抗压强度q u kPa 土的酸碱度pH 直接快剪内聚力q( o ) 固结快剪内聚力C g kPa 固结快剪内摩擦角g ( o ) 三轴不固结不排水剪内聚力C uu kPa 三轴不固结不排水剪内摩擦角uu ( o ) 三轴固结不排水剪内聚力（测孔压）C eu kPa 三轴固结不排水剪内摩擦角（测孔压） eu

8、( o ) 三轴有效剪内聚力CkPa 三轴有效剪摩擦角( o ) 比贯入阻力p u kPa 侧壁摩擦阻力f s kPa 静探锥尖阻力q c kPa 十字板强度S u kPa 土的灵敏度S t 稳定安全系数F 抗剪强度kPa 地基强度增长系数m 1 瞬时沉降S d cm 地基弹性模量E MPa 主固结沉降S c cm 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 6 回弹指数C s 压缩指数C c 次固结沉降S s cm 次固结系数C B 沉降系数m 平均固结度U。% 垂直向固结度 U v % 水平向固结度 U r % 排水体有效排水直径 de cm 地基总平均排水直径 U t %

9、 时间因子 T r 粒料桩与土的置换率% 桩的直径D cm 总沉降量S cm 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 7 3 软土地基工程地质勘探 31 一般规定 311 软土地基工程地质勘探时，对分布在滨海，湖沼，谷地，河 滩沉积的天然含水量高， 压缩性大，抗剪强度低的细粒土软弱地基没 采用多种勘探手段， 对其在路堤及其他静动荷载作用下的强度，变形 及其稳定性作出评价。 312 软土地基工程勘探应按表3。1。1 的特性指标综合地鉴别软 土，并应查明软土及与之相间存在的一般土层的成因，类别，分布范 围，物理力学性质以及必需的水理，化学性质的指标；特别是对修建 道路以后的软土

10、地基的发展趋势， 危害程度以及道路的工程性质作出 评价，并提出有效的处理措施。 表 3。1。1 软土鉴别表 特 征 指 标名称 天然含水量 （%） 天然空隙比十字板剪切强度（ kpa） 招标值=35 与 液限 =1.0 1.5 (5.5.4) 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 41 Pj 5.5.5 加筋材料与填料间的摩擦角f 应按试验结果取值；无资料时 宜按下式计算： tanf=2tan q / 3 (5.5.5) 式中： q 与加筋材料接触的填料的快剪内摩擦角，按4.2.2 条取值。 5.6 预压及超载预压 5.6.1 预压是最常用的软土地基处治方法，适用于容许工

11、后沉降标 准较低或路堤填土高度不大的一般路段。在工期限制较严、 预压时间 较短时，也可采用超载预压的方法来加快预压期的沉降量。作为预压 或超载预压的荷载以路堤材料为宜。 5.6.2 预压期 预压期可根据要求的工后沉降量来定，也可根据要求的地基固结 度来定，也可根据要求的地基固结度来定。前者用于沉降起控制作用 的地方，后者用于稳定起控制作用的地方；若沉降与稳定均为控制因 素，则选用两者中较长的预压期。在预压期内地基应完成的沉降量不 能小于路面设计使用年限末的沉降量与容许工后沉降之差；在必要 时，预压期末地基的固结度还要满足路堤稳定性的要求。 5.6.3 预压高度（荷载强度） 公路软土地基设计与施

12、工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 42 由于预压过程中地基的下沉，路堤的实际填筑高度（预压填土 高度）要大于路堤的设计高度， 实际路堤填筑高度应等于路堤设计高 度与预压期间的沉降量之和。 。由于路面结构层材料与路堤填料的单 位质量不同，在用填料预压时应考虑这一因素。 由于预压高度与预压期的沉降量是相联系的，所以预压高度的 计算需采用试算法，实际计算时用电算程序处理较好。 5.6.4 超载预压高度 超载预压高度受到路堤稳定性的制约，同时预压结束后剩余土 方的处理也会造成困难，通常宜结合竖向排水体进行超载预压。 5.7 竖向排水体预压 5.7.1 在软基中设置竖向排水体大大缩短了排水距离，加

13、速了地 基的固结过程， 能明显提高预压的效果。 这种预压方式常用在人工构 造物与路提相邻的过渡段， 以达到控制严格的工后沉降的要求。常用 的竖向排水体有袋装沙井、 塑料排水板及其它种类的土工合成材料复 合排水体。 5.7.2 排水体的直径（断面尺寸） 对于袋装沙井，直径宜为7cm10cm；采用塑料排水板或其 它类似的复合排水体，其断面尺寸宜为10cm*（0.4 0.5）cm,此时 其作用与直径 7cm10cm的袋装砂井相当。 5.7.3 排水的间距 排水体间距对排水的作用影响很大，一定附加荷载条件下选用小的 间距有利于地基的排水固结， 排水体的作用也就越显著， 所以间距不 公路软土地基设计与施

14、工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 43 宜过大，以 1m2m 为宜。 5.7.4 排水体的布置形式 排水体的布置可按正方形或等边三角形两种形式布置，如图 5.7.4 所示。在设计计算时，将排水体近似用直径de（有效排水直径）的 圆柱体来代替， de 与排水体间距 d 有如下的关系： 正方形布置de = 1.128d （5.7.4-1） 等边三角形布置de = 1.05d （5.7.4-2） 图 5.7.4 排水体的布置形式 a)正方形排列b)等边三角形排列 5.7.5 排水体的长度 排水体的长度主要由地层情况来决定，对于较薄的软土层，排水 体以贯穿软土层为宜； 对于较厚的软土层， 排水体

15、应打到设计计算的 位置。 5.7.6 凡需采用地下竖向排水体处治方法的，填土预压期不宜小于6 个月。 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 44 5.8 粒料桩 5.8.1 采用碎石、砂砾、废渣、砂等散粒材料做桩料，如碎石桩，砂 桩等：专用机械一般为震动沉管机，水振冲器等。设置粒桩后桩体与 桩间土形成复合地基， 粒料桩对地基土起置换作用，竖向排水体作用 及应力集中作用，但不考虑它对地基土的挤密作用。 5.8.2 粒料桩的直径及设置深度，间距应经稳定，沉降验算确定；但 桩的直径，深度除受地基，地质条件约束外，尚手机械设备的制约。 相邻桩静距不应大于4.0 倍桩径。 5.8.

16、3 施工方法及机具的选择应注意地质条件。考虑塌孔。环境保护 等问题。当对地质条件有疑问活对施工方法有疑问时，应通过 试桩工程加以证实及解决。湿法施工（水振冲），地基的十字版抗剪 强度大于 10KPA。 5.8.4 设有粒料桩的复合地基的路堤整体抗剪稳定安全系数若 按式（ 4.2.11）计算，且当第I 土条的滑裂面处于地面线以下复合 地基的抗剪强度按式（ 5.8.4-1）计算 =（1- ） （cui+us U irli hlimi ）+ （uc U irlihli + hcir c +r whwi ）cos ai tan (5.8.4-1) 式中： hli ， r li -分别为在底I 土条中，

17、路堤（反压护道）部分的 高 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 45 度（m ）及容重（ KN/m 3 ） ； hci ， r c -分别为第 I 土条中，桩料部分的高度及容重； -桩对土的置换率，桩在平面上宜为等边三角形布设， ，三角形分布时， = D 2 / （23 B 2 ）=0.907 )/( 2 BD （5.8.4-3 ） D- 桩的直径； B- 桩位布设为正方形或三角形的边长； us -桩间土的应力折减系数，c s=1 （n-1） （5.8.44） c桩的应力增加啊系数 ui=n/1+(n-1) （5.8.45） n桩土应力比，按5.8.7 条取值； Cui

18、当第 i 条滑裂而啊地面一下时， 为该滑裂而所出土层的 天然不排水抗剪强度； c桩料的内磨擦角，当桩料为碎石时可取38，当桩料 为沙卵（砾）石时可取28； 其他符号同 4.2.1条。 5.8.5 若按式（ 4.2.13）计算有粒料桩的符合地基上路堤整体抗 剪稳定安全系数，且当第i 土条的滑裂面处于地面线一下的 复合基区域深度时， 式（4.2.12）中的 Si,Si 应按式（5.8.5 1）及式（ 5.8.52）计算。 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 46 Si=(1-) （WoiCositanqi +CqiLi ） + （Wci） + （Wci-Wwi） Cosit

19、anc S=(1-)（cWliU Cositangi）+（cWliUiCositan c 式中： Wci=chciX i 其他符号意义同前。 5.8.6 若按式（4.2.13）计算设有粒料桩复合地基上路堤整体抗剪稳 定系数，且当第 i土 条滑裂面处于低面线以下的复合地基区域深度内时，式（4.213） 中的 ki 的应按式（ 5.8.6）计算。 K=(1-)(Zsi+Msi)/msi+Mci)/mci (5.8.6) 式中： Zsi=CiXi Msi=(Woi-Wsi+cWliUi) tani Mci=(Woi-Wwi+cWliUi) tani Msi=Cosi+tanisini Mci=Cos

20、i+tancsini 其它符号意义同前 . 5.8.7 料粒桩与桩间土应力比n 宜用当地或类似试验工程的试验资料 确定.无资料时 ,n 可取用 25,当桩底土质好、桩间土质差时取高值; 否则取低值 . 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 47 5.8.8 设有粒料桩的复合地基的沉降sg可按 4.3 节计算,但应将复合地 基底面以上的原地基上的沉降s 加以折减 ,折减后的沉降sg 按式 (5.8.8)计算;但复合地基底面以下的沉降不折减. Sg=ugs (5.8.8) 5.8.9 设有粒料桩复合地基部分的平均固结度可按5.6 节、5.7 节计 算, 即将粒料桩视为竖向地下

21、排水体, 但应将粒料桩的直径D折减, 其折算后的排水体当量直径dw按式(5.8.9)计算 dw=D (5.8.9) 式中: 当量直径折减系数 , 对砂取 1, 对碎石砂砾可取151 3. 5.8.10 设有粒料桩的路堤底面应按5.2.1 条设置排水垫层 . 5.8.11散粒的桩粒不应使用单一尺寸的粒料, 其最大粒径不应超过 5cm;对十字板剪切强度低于20kpa 的软土地基的桩料 , 最大粒径可 放宽到 10cm,且5cm 10cm的粒料质量应占粒料总质量的50% 60%. 桩料的含泥量 (小于 0.074mm者) 不得超过 5%. 5.9 加固土桩 5.9.1加固土桩是用某种专用机械将软土地

22、基的局部范围( 某一 深度某一直径 )内的软土柱体用加固材料改良加固而形成, 与桩间软土形成复合地基 . 改良后的加固土桩只考虑桩的置换作 用应力集中效应 , 进而减少总沉降 , 但不考虑加固土桩加快地 基的排水固结速度和对地基的挤密作用. 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 48 5.9.2 加固土桩的施工有拌和桩法粉喷桩法等. 加固剂可采 用水泥等固化剂 ,也可采用多种固化材料的混合物; 加固材料的 剂量应通过室内试验按技术经济性优化选用. 加固土桩的直径 及设置深度，间距应经稳定验算确定并应满足工后沉降要求。相 邻桩的净距不应大于4.0倍桩径；桩深，桩径除受地质条

23、件限制 外，尚受机械设备的制约。 一般深层拌和适用于地基的十字板抗 剪强度不大于 45kpa者。 5.9.3 若按式（ 4.2.1-1）计算设有加固土桩地基的路堤整体抗剪稳定 安全系数，且当第i 土条的滑裂面处于地面以下复合地基区域 深度内时，式（ 4.2.1-1）中复合地基抗剪强度（Ti）应考虑桩 体 对 土 的 置 换 率 及 桩 土 应 力 比 ， 按 式 （ 5.9.4） 计 算 。 i=（1-）（Cni+*Ui*Rli*Hli*Mi）+* c （5.9.4） 式中： Tc复合地基区域内加固土桩的抗剪强度，按 5.9.7 条取值：其他符号意义同前 5.9.4 若按式（ 4.2.1-2）

24、计算设有加固土桩复合地基的路堤整体抗剪 稳定安全系数，且当第i 土条的滑裂面处于地面以下复合地基 区域深度内时，式（ 4.2.1-2）中的Si ，Si 应按式（ . ） ， （.）计算 i（） （wicosianqi+Cqi*Li ）+*c*Li （5.9.5-1） 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 49 Si= （ ） Wli*Ui* cos i* an gi （5.9.5-2） 式中：各符号意义同前 5.9.6 所按式（ 4.2.1-3）计算设有加固土桩复合地基的整体抗剪稳 定安全系数，且当第 i 土条的滑裂面处于地面以下的复合地基区域深 度内时，式（ 4.2.1

25、-3）中的 Ki 应按式（ 5.9.6）计算 K=（） （Zxi+Msi）/msi + Zci/mci （5.9.6） 式中： Zxi=Ci Xi Msi=（W0i-Wwi+ s*WliUi ）tani Zci=ciXi msi =cosi+tani*sin i mci=cosi 其他符号意义同前。 5.9.7 加固土桩的抗剪强度以总强度表示，可钻取试验路段加固土 桩龄期为 28D 的原壮试件测无侧限抗压强度，按其无侧限抗压强度 qu 的一半计算；也可按设计配合比有室内制备的加固土试件测得的 无测限抗压强度乘以0.3 折减系数求得，即=0.3qu 5.9.8 应进行加固土配合比设计。固化材料的

26、水泥量与软土天然重只 比 （a） 宜大于 7%而小于 15%。 当为拌合桩时，水灰比宜选用 0.40.5。 5.9.9 加固土桩与桩间土的应力比（n）宜用当地试验工程或类似质 差取高值；否则取低值。 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 50 5.9.10 加固土桩的路段，路堤底部应按5.2.1条设置垫层 5.9.11 加固土桩的复合地基总沉降按式（5.8.8）计算；固结度按 4.3 节计算，不考虑加固土桩体的排水固结作用。 5.10 综合（组合）处治设计 5.10.1 为同时解决沉降，稳定或处治作用更为有效，可考虑两种或 两种以上处治措施进行综合处置 5.10.2 综合

27、处治的一般原则是：加速排水固结的措施与增加地基强 度的措施相结合； 地面处治与地下处治相结合； 应避免两措施施工上 的干扰及作用上的相互抵消，并应符合5.1节的规定 5.11 路堤设计 软土地基下沉后，起上路堤的高度，宽度及边坡均会发生变化，设 计时应予以考虑 5.11.1 路堤的高度 软土地基上路堤填筑的高度也就是预压填土的设计高度，它必须 保证预压结速地基下沉后地面以上的路堤高度不小于路堤设计高度。 预压填土的设计高度的计算应按5.6节进行。 5.11. 2 路堤的加宽 路堤底面加宽，其一侧的加宽量d 为： d=mSf (5.11.2) 式中： m 路堤的设计边坡值； Sf 路堤坡脚处预压期末的沉降量。 511。3 路堤的边坡 公路软土地基设计与施工技术规范四川路桥集团大桥分公司李显俊 51 路堤的设计边破值宜采用1 ：2 ，预压路堤修筑的边坡不同 与原设计边坡（ 1：m） 其修筑的边坡 n 值按下式计算： n=(Hom+ d) / (H +So+Sy) (5.11.3) 式中：Ho 原路堤设计高度， So 路堤中心处预压期末的沉降量； Sy 路堤坡脚处的沉降量； m 原路堤的设计边坡值； d 同前。