1、附件公路软土地基路堤设计与施工技术规范JTJ 017-96 条文说明编制说明根据交通部公路管理司(91)工技字290号关于下达编制公路软土路基设计、施工暂行规定)(1993年底改名为公路软土地基路堤设计与施工技术规植拟的要求，经过三年多的时间，(公路软土地基路堤设计与施工技术规范与相应的规范的条文说明编制完毕。近十余年来，随着我国高等级公路建设的起步和迅速发展，软土地基上公路路堤的设计和施工遇到一些关键技术问题，沿海与内陆等地进行了广泛的科研和工程实践，积累了不少资料和经验。本规范编制组在收集和总结我国京津塘、沪宁、杭南、广佛、莘松等高速公路，以及其它沿海与内陆软土地区已建和正在修筑的高等级道
2、路与试验工程的科研成果及建设经验的基础上，广泛吸取国内外软基工程规范、标准等可借鉴的内容，首次为我国软土地区的公路勘察、设计与施工编制了本规范。公路软土地基路堤设计与施工技术规范)(以下称规范勺编制共包括以下八章内容z第一章总则;第二章软土鉴别、分类与术语、符号;第三章软土地基工程地质勘察;第四章路堤的稳定与沉降F第五章软土地基处治设计;第六章软土地基处治施工;第七章路堤施工与观测;第八章软土地基试验工程。同时，按要求编制了相应主要条款的条文说明。本规范主编单位为交通部第一公路勘察设计院(以下称部一公院勺，参加单位为交通部重庆公路科学研究所(以下称部重科所)、上海市公路管理处(以下称沪公路处勺
3、、浙江省交通规划设计院(以下称浙江院)及广东省高速公路公司(以下称广东公司勺。79 本规范的编写分工如下:第一章第一公院编写;第二章部重科所与第一公院合编F第三章部一公院编写;第四章第一公院与部重科所合写F第五章部-公院与部重科所合写p第六章沪公路处编写;第七章浙、江院与广东公司合写F第八章浙江院编写。统稿与审稿均由部一公院承担。相应规范条款的条文说明由编制承担单位编写。本规范的编制严格遵照建设部(91)建标技字第32号印发的工程建设技术标准编写暂行办法及工程建设技术标准编写细则)，并坚持严格按程序进行，分阶段请有关专家审查，编写组不断修改与完善以控制编写质量。1992年上半年进行编制工作的组
4、织协调与技术准备;1992年9月在浙江富阳组织了编制大纲审查会;1993年7月在西安市召开了初稿编制工作会;1994年5月在广州市进行了征求意见稿研究讨论会;1995年4月在上海市召开了规范送审稿审定会。主编单位根据以上几次会议中专家所提出的意见及建议，做了详细地研究与分类，并以纪要形式书面分发各编制单位，编制组多次进行了认真地修改与完善。编制组在总结我国沿海及内陆软土地区公路建设经验的基础上并广泛吸取国内外软基工程规范等可借鉴的内容编制了本规范，其特点如下:1.首次为我国软土地区公路勘察、设计、施工编写的这一专业规班内容全面，反映了当前我国公路软基设计、施工的先进技术水平，填补了路基设计、施
5、工规范方面的这空白。2.规范提出的技术标准、稳定验算及沉降计算方法和选用参数，以及处治方案、施工方法、施工监控和质量检测等内容集中了近年来我国已建和在建高等级公路的经验，具有实践依据和科学性、适用性。3.规范从我国实际出发，根据软土地基公路路堤特点，坚持80 室内与现场试验相应证，理论计算与实际工程相检验，多方研究反复论证，力求规范采用的设计及施工方法技术先进、经济合理。规范的颁布施行将对软土地基公路路堤的勘察、设计、施工起到有效的指导作用，使软土地区公路建设质量得到可靠保证。本规范的编制，是以近十余年来我国已建和正在建设的高等级公路的成功经验和积累的资料，及相应地科学与生产实验(包括试验工程
6、资料)技术成果为依据，现在仍然在不断发展中，因此规范也将随着形势的发展而不断的完善。本规范适用于各级公路的勘察、设计与施工，但我国地域广大，各地区，各交通系统勘察、设计、施工专业单位的技术水平，设备能力也有差别，因此，需要通过各方面的努力和提高才能达到本规范的标准和要求。本规范注意了与国际标准的接轨飞但其在我国的广泛适用性方面，还有定的问题。如软规对软土的定名，参照了国外的分类，但其中一部分，目前我国高等级道路地区尚未遇到，如泥炭型、腐殖质型及部分较高有机质含量的软土。存在着定名、分类与实际应用不完全协调问题。软规与已有相关专业规范的内容有交叉。目前公路工程地质勘察规程正在编制，(公路路基设计
7、规范、公路路基施工技术规范在本规范编制过程中已出版。软规作为其中的专业规范之一，若写的过于简单，专业规范相对独立的实用性降低;所以编写的内容难免与勘察、设计、施工有关规范重复。软规编制工作有五个单位参加，虽经主编单位统稿与各级审核，限于时间与水平，难免有谬误或问题存在。各单位在执行过程中，如发现需要修改和补充之处，请将意见和有关资料寄送交通部第一公路勘察设计院(西安市友谊西路87号，邮编710068)。81 1总则1. 0.1 软土地基上公路路堤的设计与施工，国内没有行业规范可依。随着经济的飞速发展，软土地基上修建高速公路的数量越来越多，为了统一软土地基上公路路堤的设计原则和处治方法，以保证路
8、堤的正常使用和使用寿命，特编制本规范。设计原则是指软土地基上公路路堤的设计与施工，首先是进行详细周密的地质调查、现场试验，选出有代表性的地质资料(参见参考文献1)，根据地质资料，结合水文、气象资料、工期等因素采用不同的技术措施进行沉降设计和稳定验算。对设计方案进行技术经济论证，选出最佳的设计施工方案。地基处理所用的材料和路基填筑材料在满足技术要求的前提下.应以就地取材为原则;设计上必须采取综合处治原则，以缩短工期和降低工程造价。对工期短、工后沉降量过大、稳定性很差的路段，以及交通量在初期增长较慢的工程，也可以分期修建，第一期作路堤和简易路面，第二期再作次高级或高级路面。设计方法:首先根据地质条
9、件及路基高度划分计算段落，根据路堤荷载，采用圆弧条分法，对地基和路堤整体强度进行稳定性验算。沉降计算有两种方法:其一是根据地基的变形特征，将总沉降分为瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降三部分z其二是经验系数校正法，用主固结沉降乘以沉降系数来计算总沉降。施工处治方案是采取不同施工方法、施工工艺，实现各种处治设计。目前软基处治方法中对地面以下有z换填、袋装砂井、塑料排水板、挤密砂桩、粉喷桩等;对地面以上有z砂垫层、土工织物、反压护道、轻质路堤、加筋路堤、加载预压等。1. O. 2.本规范适用于软土地基上各级公路路堤的设计和施工，但沉降标准只适用于铺筑次高级路面和高级路面的公路。82 1. O. 3
10、国家总的技术经济政策为实用、可靠、投资少、效益高。要做到这一点，必须作好前期的可行性研究。另外高速公路占地多，在不降低技术指标的前提下设计施工必须考虑农民利益，少占农田。技术经济政策的关键在于因地制宜，就地取材。1.0.4 投资环境指的是资金来源和运用。软土地基上路堤设计定要符合总工期的安排，施工方案要采取各种措施保证设计的施工期。1. O. 5 软土地基上公路路堤的设计与施工质量在很大程度上取决于地质资料的真实性和代表性。要取得代表性很好的地质资料(参见参考文献1、2)，就要求认真钻探，并用十字板、静力触探仪进行现场测试，同时钻探取样要采用薄壁取土器，室内试验尽可能采用自动化程度高的试验手段
11、。地质资料一般不得用单孔资料，应该是把同层的同指标用数理统计法进行统计整理，从中选出有代表性的地层资料。1. O. 6 软土地基上公路路堤的处治设计是通过对室内土工试验与现场测试的软土物理力学指标的反复计算，结合试验与已建工程的成果，运用各种具体措施使路堤的沉降和稳定符合要求。1. O. 7 新技术、新设备、新工艺主要是指自动化程度高，减轻劳动强度又能保证质量的措施。动态施工是指施工过程中根据观测资料调整填筑速率或依靠观测资料的推算结果重新确定路槽底面标高。施工中应建立、健全自检体系，要制定保证质量的规章制度，同时要制定安全措施。1. O. 8 对于高等级公路路堤，必须进行稳定观测和沉降观测(
12、参见参考文献3、4、5、6)。稳定观测主要是指施工过程中对超过极限高度的路堤进行侧向位移观测，侧向位移的观测点一般设在路堤坡脚和坡脚外一定距离的地方;沉降观测是指在铺筑路面以前的施工过程中对路堤的垂直变形进行观测，沉降观测点一般设在路堤中心，有必要时还要在路肩设置。路堤设计末期的沉降量可以根据实际观测资料用双曲线、星野曲线或指数曲线进行拟合推算，推算出来的沉降量能够反映地基的真实沉降规律，并能根据沉降速83 率决定铺筑路面的时间。1. O. 9 对于软土地基上的高等级公路路堤，在开工前约一年时间先铺筑一段试验路堤。该试验路堤应包括该条路上的各种设计方案(参见参考文献3)，也可有针对性地对某一种
13、或两种设计方案进行试验，其目的是解决设计施工中的具体问题(参见参考文献3)。试验工程必须有目的、有计划，通过分析、比较、总结，提出结论，为修改设计、指导施工提供可靠的依据。1. O. 10 使用本规范时应与现行的公路工程地质勘测规程(JTJ 064-86)、公路路基设计规范)(JTJ013-95)、公路路基施工技术规范)(JTJ 033-9日、公路工程抗震设计规范)(JTJ 004-89)、公路建设项目环境影响评价技术规范)(JTJ 005-96)、公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范)(JTJ016-93)、公路加筋土工程设计规范)(JTJ 015-91)、公路土工试验规程(JTJ 051-93
14、)、公路工程质量检验评定标准)(JTJ 071-94)、公路工程技术标准)(JTJ001一88)、公路环境保护设计规范(待颁布)、公路工程基本建设项目设计文件编制办法等互相协调对应。84 2 术语、符号、代号2. 1术语2.1.1-2.1.4 对软士的定义特征与成因类型，不同的专业技术部门的解释大同小异。如铁路工程设计技术手册桥梁地基和基础中，对软土解释为软土是指在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的饱和软弱粘性土。对软土的主要特征描述为天然含水量高(接近或大于掖限)，孔隙比大(一般大于1. 0)，压缩性高1-25(kPa)-I，或1_310(kPa)-IJ，强度低(快剪的内摩擦角
15、1u川。当天然孔隙比e大于1.5时，称为淤泥;天然孔隙比e小于1.5而大于1.0时，称为搬泥质土。当土的烧灼量大于5%时，称有机质土;大于60%时，称泥炭。对软士按沉秧环境分为下列类型:(1)滨海沉积一-滨海相、泻湖相、溺谷相及三角洲相;(2)湖泊沉积一-湖相、85 三角洲相;(3)河滩沉积一一河漫滩相、牛辄湖相;(4)沼泽沉积-一沼泽相。港口工程技术规范)(JTJ219-87)中定义，塑性指数大于3的土称为粘土，其中:第四纪晚更新世也及其以前形成的帖性土称为老粘土;第四纪全新世Q4形成的粘土称为一般粘土;近代水下沉积形成的天然含水量大于液限、天然孔隙比大于1.0而小于1.5的亚粘土、粘土分别
16、称为淤泥质亚粘土、搬泥质粘土;近代水下沉积形成的天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.5的亚粘土、粘土都称为世泥。以往港工、建工部门则把上述淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般粘性土统称为软土或软粘土(参见参考文献的。在部颁公路工程名词术语)(JTJ002-87)中定义软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。对淤泥的解释是，在静水或缓慢的流水环境中沉积并含有机质的细拉土，其天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.5;当天然孔隙比小于1.5而大于1.0时称为淤泥质土。对于泥炭的解释是，喜水植物遗体在缺氧条件下，经缓慢分解而形成的泥沼覆盖层
17、。其特点是持水性大，密度较小。岩土工程勘察规范中规定:天然孔隙比大子或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土应判定为软土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭土等，其压缩系数大于O.5MPa-1，不排水抗剪强度小于30kPa。国内还有对以上的土类对天然含水量、孔隙比、压缩系数、剪切力、摩擦角的界限指标以及分布于塑性图中的位置作出规定的资料，如:软土:天然含水量切注WL孔隙比e二三1.0，压缩系数二三0.5MPa一1，抗剪强度T。泥炭:天然含水量一般大于300%，孔隙比一般大于5，快剪内摩擦角般小于120，位于塑性图A线以下或以上。腐殖质土:天然含水量般大于200%，孔隙比一般大于4，快86 剪内摩
18、擦角一般小于50，位于塑性图A线以下或以上。有机质土常分为淤泥和淤泥质土两类。搬泥:天然含水量一般大于60%，孔隙比一般大于1.5，快剪内摩擦角一般小于50，但含有未分解的有机质时则可高达100，位于塑性图A线以下或以上。淤泥质土:天然含水量切注WL孔隙比e为1.01.5，快剪内摩擦角一般小于150，位于塑性图A线以下或以上。可见国内铁路、港口、建筑部门对软土的定义都不尽相同，其实国内外对软土均无统一定义。有的把软土视为软粘土的简称，有的把软土视为整个软弱土质(高压缩性的有机土、可液化的砂土、软粘土等)的简称(参见参考文献10)，有的则把软土视为软弱土基的简称。无论软士还是软土地基，它的软硬都
19、是相对的，软硬不但对土质而且对工程而言也是相对的。软硬应与土质、工程性质两者相关。设计者不要拘泥于它们的定义，只要路堤或其它荷载在土基上有可能出现有害、过大的变形与强度不足的问题，都应认真进行沉降、稳定验算。凡不满足设计控制指标时，均应进行处治设计，决不能只凭土名来确定是否需要处治。本条中的细粒土按公路土工试验规程)(JTJ051-93)的规定指粒径小于0.074mm的细粒组质量大于总质量的50%者。编制本规范有关术语时，在保持与国标、部颁标准相一致的前提下，参照了铁路、建筑等部门的规定，结合公路部门土的分类以及生产实践中调查与勘察积累的资料，作了一些补充与调整，提出了如规范所列的内容。2.
20、1. 52. 1. 9 部颁公路工程名词术语)(JTJ 002-87)对路基砂垫层解释为:为防止地下水的毛细上升和排除路基的水分，保证路基的强度和稳定，在路堤底部铺设砂层。对预压法的解释为:为提高软弱地基的承载力，减少构造物建成后的沉降量，预先在拟建的构造物的地基上施加一定静荷载，使地基土压密后再将荷载卸除。对砂井的解释为z为加速地基排水团结，在软弱地基中钻孔，灌入中、粗砂而成的排水体。87 本规范对砂垫层材料及保证填土路堤荷载均匀地传递至软土地基上的作用，作了补充及强调。对预压法的卸载问题，基于是用路堤预压，不再将荷载全部卸除，对此处作了修改。对于砂井的阐述，本规范将砂井与塑料排水板综合叙述
21、，按竖向排水体的统一提法加以阐明。2.2 符号、代号涉及到软土地基处治有关方面的符号、代号是很多的，不便于一一罗列。在本规范中按从筒的原则，将符号、代号予以编列z首先按土性与土类，扼要列出有关细粒土的符号、代号p着重结合公路工程列出了对软土地基进行工程地质勘察与地基处治设计、计算的室内土工试验和现场原位测试指标以及公路软基设计、计算公式等经常要采用的技术指标的符号、代号;对于非主要的或在本规范中出现次数较少以及施工技术中用的符号、代号，则未予列出。88 3 软土地基工程地质勘察3.1 -般规定3. 1. 1 主要概括提出对不同环境所沉积的软土地基，通过多种勘察手段，查明并评价其在外力作用下的变
22、形及其稳定性。多种勘察手段包括开挖试坑、钻孔描述与取样试验、现场原位测试以及调查与观测。3.1.2 国内外各行业对软土鉴别的具体指标也各不相同。日本道路公团1987年提出的软土地基的标准(参见参考文献12)如下表:表3.1. 2-1 软土地基的标准(1987年日本道路公团)地层泥炭质地基及粘土质地基砂质地基层厚10m N(标准贯人击数)l;压缩模量Es40 1.20 0.5 95 30 0.95 0.3 95 300kPa的硬粘性土，在曲线B段(拐点段)，a值显著偏小。如不加区别地用alOO-200比较判断土的压缩性显然是不合适的。参考文献16的观点是正确的，不应仅用aJOO-200来比较判断
23、土的压缩性。公路土工出验规程)(JTJ051-85)软土划分表中规定快剪内摩擦角要小于50。考虑到某些有机质土型软土或腐殖型软土中握有一定数量的砂颗粒、贝壳等，内摩擦角则高于50，但它们的压缩性仍高，修路堤后地基可能出现大的沉降，这种俗称的淤泥棍砂在我国华南地区分布很广(参见参考文献17)。据以往曾记载的资料，部分泥炭的值可高达150;在云南某些地方发现有含水量高达386.0%的泥炭质型软土，其快剪指标的值为14024。因此本规范将软土划分表中的软土强度指标一一快剪内摩擦角小于5。一项取消，改为了天然抗剪强度。作为一个强度指标，显然用总强度比用单一的内摩擦角更为合理和全面。据资料及参考文献18
24、、19摘出的软土物理力学指标统计见表3. 1. 2-3和表3.1. 2-4。据以上的沿海及平原地区的软土天然不排水抗剪强度为5kPa29kPa (按qu!2，或Cu计)。但云南的一种软土有机质含量为46.1%，天然含水量高达300.0%，空隙比为5.51，而快剪的c值可高达35.3kPa。考虑到山区软土的特点，对软土十字板剪切强度乱的鉴别指标规定为35kPa。相当于软土地基的不排水剪切强度Cu为30kPa，相应的路堤极限高度约为9m，一般在软土地区路堤高超过9m。的不太多，日本软土地基的鉴别标准(见表3.1. 2-1)按qu的一半折算为不排水剪则应为30kPa 50kPa。作为软土的鉴别特征，
25、尚应考虑工程性质。路堤设计从路堤高度考虑，十字板剪切强度Su规定为35.0kPa也是合理方便的。对如何应用原位测试，测算地基士的天然抗剪强度，国内外作91 了大量研究工作。国外特别重视原位十字板剪切试验，声称:如果对软弱地基的勘探缺少十字板剪切试验资料，就是不合理的不完善的(参见参考文献20)。铁路部门1980年(参见参考文献2)根据宁波、杭州、南京、肖山、芜湖、湖北等地资料进行回归(n=325，Y=0.871，5=0.063)，得到了单桥的静力触探总贯入阻力p，与十字板强度5u间的关系:5u=0.0528p, (p, (0) I c CkPa) 滨海淤积软土1.51.8 40100 1. 0
26、2. 3 17 220 27 1235 河滩淤积软土1.51.9 3560 O. 31. 3 。10530 830 湖泊淤积软土1.51.0 3570 O. 91. 3 0.11 525 28 830 谷地淤积软土1.41.9 40120 机521.。519 210 3 表3.1.2-4贵州六盘水地区软土物理力学指标 天然含密度相对饱和度天然液限塑限塑性液性内摩压缩水量密度S, 孔隙指数指数C 除角系数p WL W p 也Pa)+ W Ct/m3) G C%) 比eC%) C%) I p h al-2 C%) () 也Pa)-l泥最大563 1. 57 2.71 121 10.92 340 2
27、36 246 283 42 23 129 炭最小79 0.97 1. 73 81 1. 60 57 36 23 2 9 21 淤最大223 1. 86 2.86 100 6.03 223 150 122 62 26 88 泥最小88 1. 17 2.03 37 1. 12 41 21 12 。1 4 淤泥最大1. 42 1. 92 2.98 100 3.72 165 90 75 53 23 42 质士最小23 1. 22 2.80 34 0.79 35 20 9 。1 软粘最大93 1. 76 2.76 100 2.33 71 34 33 1. 6C 28 土最小53 1. 58 2.73 9
28、9 1. 42 56 26 25 6 软土鉴别表中的天然十字板抗剪强度为35kPa时，按上述关92 系式计算相应的弘750kPa，这与铁路部门(参见参考文献13)建议的值相当。国外(参见参考文献23)对双桥静力触探提出锥尖阻力qc与十字板强度5u间的关系如下:5咀=Kqc式中:K=O.050. l(日本、法国、比利时、英国);K=0.0667(荷兰);K=O. 05560. 0667 (希腊)。我国浙江省交通设计院(参见参考文献24)根据杭南路110多个钻孔各类土的资料统计提出:5u=0.0485qc (qc600kPa) 5u=0.0445qc (600kPa1.O，cu对5u不但不折减反而
29、会比5u大。因此参考文献24提出的折减系数O.9只是Ip为30时的一个特例。参考文献21提出了户s与无侧限抗压强度qu之间的回归(n=190 ,Y=0. 873 ,5=0. 5)关系，如下:qu=O.082户s(户s=o法则考虑固结度及地下水位对土基强度的影响。因式中UJ是时间的函数，故F也是时间的函数。毕肖普法或简化的毕肖普法(克莱法)都必须事先测定土层的孔隙压力或按渗流理论计算U。但这样十分费事，费用很高，难以被公路测设部门所接受。参考文献28为解决这一问题，提出了一个根据地下水位及路堤自重作用下，固结过程中的固结度求算孔隙压力的方法，这就为推广使用毕肖普法探索出一条途径。现已经用准毕肖普
30、法、改进的1=0法等五种方法编制好了-套软土基路堤综合处治设计程序(参见参考文献29、30)，该程序已在国内应用。用有效固结应力法计算稳定安全系数F，当固结度U较小时，并不一定比用快剪指标采用瑞典法(参见参考文献28)计算的安全系数F大。当团结度小于快剪11的正切函数与固结快剪仇的正切函数的比值时，就会出现上述不合理情况。最合理的办法是把抗剪指标统在有效应力理论基础上使用毕肖普法计算F，也可使用瑞典法计算F。4.2.2 路堤的抗剪指标的取值问题是-个较为复杂的问题，因此具体的取值方法未做严格规定，仅要求通过试验确定或按类似工程的类似土质来确定。对细粒土，在取填料的料场土样做击实试验时，利用击实
31、后的士料饱水3d后，再进行直剪快剪试验，从而分别建立压实度与c、的相关曲线。设计时，根据设计压实度从上述相关曲线上取相应的c，1、Y值，当然也可直接接设计压实度制备试件再做剪切试验。对粗粒士，在有条件时，可做大型直剪试验;无条件时，可用等重量代换法处理后，按常规进行抗剪试验。109 4.2.3 在3.1.2条的说明中已经列出了将触探资料换算为十字极强度Su的经验公式，以及由十字板强度Su折算为不排水剪切强度Cu的经验公式。当地元经验公式时，可以参考这些公式。本条的m值一般应由试验确定;无资料时，提出了如本条所给出的建议值，此建议值是参照参考文献31提出的。该文献的建议值如下:粒土:m=O.30
32、0. 45 粉土:m=O.250. 40 有机土:m=O.200. 35 泥炭:m=O.350. 50 为安全起见，本条的m值取其低限。4.2.4 原公路路基设计规范)(JTJ013-86)第13.1.4条曾规定.当泥沼及软土底部有较大的横向坡度时，应对基底的稳定性进行验算;如有滑动可能时，则应采用必要稳定措施。而对软土底部没有横向坡度时，则未要求进行稳定计算，显然是不合理的。虽(JTJ013-86)规范曾规定:路堤高度大于12m(砂、砾土)20m(粘性土等)，宜进行路基稳定性验算;对于渗水性土可用直线滑动面法进行验算;对于粘性土可用圆弧滑动面法进行验算;验算时稳定系数不得小于1.25。但原(
33、JT013-86)规范对具体用哪种圆弧条分法却无规定，用何种剪切指标及各种计算参数如何取值也无规定。从实际工作的经验表明(参见参考文献28):容许安全系数与所采用的计算方法及所用的剪切试验方法有关。据参考文献17、27介绍，瑞典条分法比满足全部平衡条件的摩根斯坦条分法的结果始终偏小，其误差一般在20%以下;而简化毕肖普法最多相差6%。铁路路基设计规范(参见参考文献32)规定:对稳定安全系数，当考虑列车作用时.采用1.051. 15;当不考虑列车作用时，采用1.151. 25，与之相配的软土层强度为不排水抗剪强度(三轴、无侧限抗压强度、十字板试验)。上海地基规范(参见参考文献33)规定F1.25
34、，采用固快剪指标，用瑞典法。日本(参见参考文献12)规定F为1.11.25，当快速的进行路基填筑时，视为临时110 工程采用1.1;通车时考虑到固结要保证1.25，日本上述规定的配套强度参数是用软土层的无侧限抗压强度qu的一半计。我国港工地基技术规范)(TJ219-87)对抗滑稳定安全系数K的规定见表4.2.4-1: 衰4.2.4-1抗滑稳定安全系数K注:表中的K即为Fo说明使用期毕肖普法说明骨=0的总应力法瑞典法以往计算K时，未考虑填筑期及路基预压期中的沉降对路堤荷重增大的影响，本规范考虑了这一影响计算的安全系数比不考虑沉降的安全系数要小些，因此容许安全系数参照了表4.2. 4斗的较低值。参
35、考文献28提出的建议值见表4.2. 4-2。表4.2.4-2容许稳定系擞建议值时加筋材料施工速容许稳度与固计算方法采用剪切指标期作用的发挥结状况定系数快速施(1)瑞典法工，不考(1)不排水剪或快剪Kl. l 近静全部发挥(按虑固结作(2)按(1)修正后的期载土工织物延用(2)世=0法十字版剪或q/2Kl. l 仰率为10%施与的单宽拉力(3)有效固结应力法(3)快剪与固结快剪K1.2 工活作加筋设计考虑施工期载拉力)期的团结(4)准毕肖普法(4)有效剪切指标K1. 3 作用(5)改进.p=o法(5)同(2)且使用强度增长系数K1. 2 情载(3)有效固结应力法(3)快剪与固结快剪Kl. l 远
36、营考虑施工运与水期的团结(4)准毕肖普法(4)有效剪切指标K 1. 2 期期作用(5)改进.p=o法(5)同(2)且使用强度增长系数K l. l 国内外的资料都表明用毕肖普法计算安全系数时，稳定安全系数应在1.3以上。本规范采用了1.40。111 综合上述资料对稳定安全系数作了如规范条文的规定。4.3沉降计算4.3.1 目前土力学所介绍的粘性土地基的沉降计算方法，可分为两大类:第一类是经验系数校正法，采用这种方法是出于对地基土的复杂性以及理论分析结果不可能有很高的精度的认识。这种方法用地基的固结沉降乘以沉降系数来计算地基的总沉降，而团结沉降可用e户曲线或压缩模量E.计算(参见参考文献6)。第二
37、类方法既看到了土的复杂性，同时也考虑到了现代工程对设计质量要求的提高，在计算模式及计算手段上不断改进，但并非完全摆脱了第一类方法;人们是从不同的角度来研究沉降的，所以有的成果仅是沉降计算的一个侧面。纵观从40年代开始至今国内外学者的研究成果，沉降计算的改进有以下四种途径:(1)从土的地质历史来改进沉降计算。这就是根据前期固结压力将土的固结状态分为正常固结、欠固结和超固结三种情况，借助于土体现场原始压缩曲线计算主国结沉降的e-lgP曲线法。(2)考虑土的应力状态，对沉降计算进行改进。一般沉降计算依据的压缩试验资料是室内单向压缩的试验结果，实际地基土的变形并不是象在固结仪中仅沿一个方向这样简单，在
38、竖向变形时侧向变形也同时产生。因此人们提出了三向应力状态下的沉降计算方法、对一维固结下的沉降进行修正的方法以及模拟实际变形情况的应力路径法等。这方面的研究工作是从50年代开始的。(3)从土的变形特征来改进沉降计算。通过对地基沉降的全面分析，人们发现沉降的过程可分为三个阶段一瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降。在三个阶段中土体的变形特性是不同的，所以分阶段计算沉降是比较合乎实际的。(4)从计算方法上改进沉降计算。天然土体的结构与变形特性是很复杂的，把土体假定为各向同性的半元限介质，采用线性弹性体的解来求沉降与位移，必然导致与实际的差异。随着电算技术的发展，人们有可能对复杂的但比较精确的理论模式进行
39、分析，比如112 应用差分法或有限单元法对士的本构关系进行研究，它将理论分析结果与实际拉近了一大步。4.3.2 日本高等级公路设计规范采用下述经验公式计算瞬时沉降(短期沉降，填方施工结束前发生): Sd=IjE 式中:A=12. 4一O.44Equ; p一-填料单位密度，g/cm3; H一-路堤填筑高度，cm;(4.3.2) Equ -由无侧限抗压试验得到的弹性模量的平均值。4.3.3 次固结沉降(长期沉降)曾用下述经验公式计算:Ss =卢19(t/to)(4.3.3-1) 式中:卢一-S-lgt曲线上呈直线段的斜率，由沉降观测结果推算或根据经验定;to一-S-lgt曲线上直线段开始的时间。通
40、常，次固结沉降用下式计算:S , = s.1h,CBJn(t/to) (4.3.3-2) 式中:CB，一一次压缩系数;t一一一需要计算次固结沉降的时间，tto;to-一相当于主固结达到100%的时间，按下式计算:式中:Cv一一竖向固结系数;H2 to =石(4.3.3-3) H一一孔隙水的最大渗径，单面排水时等于压缩层的厚度;双面排水时为压缩层厚度之半。德国交通部1990年颁布的软弱地基上道路建设规范对瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降分别采用弹性理论法、压缩模量和次压缩系数计算。对于次压缩系数的取值，表4.3.3可作参考。该表取值参考了德国的软弱地基上道路建设规范及有关士力学书籍的建议113 值
41、，并根据DIN4022、DIN18196增加了特征描述。表4.3.3初始加荷条件下土的次压缩系鼓软士类型泥炭淤泥富含有机质粘土强砂性粘土P纤维结构，动植物残体，有机质含量含砂量代号或特征子感如海绵水下沉积物，大于30%大于30%混粘土、砂CB 0.10. 5 O. 010. 2 O. 0050. 03 O. 001 O. 002 4.3.4 应用经验系数校正法计算软土地基的总沉降量5(5=m5c)是目前国内最常用的方法，它分析模式简单，计算结果的可靠性在很大程度上取决于经验系数的选取。这里的经验系数即沉降系数m，对于它的取值，国内有关规范在制定过程中进行过研究，结果反映在相应的条文中。浙江省建
42、筑软弱地基基础设计规范根据压缩模量及土类，制定了下表所列沉降系数的值:表4.3.4-1沉降计算经验系数;三斗哩L2.5 4. 0 7.0 15.0 粘性土|Po=fk 1. 4 1. 3 1. 0 0.4 P o() c(kPa) ( %) 骨()c(kPa) 重饱水90 1833 1020 轻饱水9095 1433 620 型不饱水90 3042 2550 型不饱水9095 2835 2125 干粉煤灰没有塑性而是离散状的，不能成型。因粉煤灰的内聚力是由毛细水张力所形成，和砂一样是一种假内聚力，很不可靠，故建议c值取用低值。粉煤灰的值则比c值稳定可靠得多，可取用中低值。为了安全起见，粉煤灰容
43、重可取用压实后的湿容重15kN/m3，c值可用10kPa，值可用280。5.4反压护道5.4.1 设置反压护道会增大路堤沉降，而且会多用土地。为节约土地，可采用借地还耕的办法，反压护道修成后，可在反压护道顶面耕种作物，但必须解决种植土的上下交换问题。也可利用反压护道作道路辅助设施。5.4.3 设置反压护道后，潜在滑裂面的圆心将向外移;在稳定验算时随护道尺寸的增长而应反复搜索最小稳定系数的圆心位置。5.5加筋路堤5.5.1 目前作路堤的加筋材料为有纺编织物及塑料格栅，土工合122 成材料在国内均有厂家生产。塑料格栅的拉力比有纺土工布的拉力大。由于无纺土工布拉力及抗变形的能力比编织土工布差，故不应
44、选用无纺布作加筋材料。仅参考文献36从蠕变及排水考虑，建议采用元纺布且建议预拉加筋以减少加筋路堤的水平位移。国内修建加筋路堤的不多，因造价高。在软土地基上一般加筋路堤的边坡坡度与般的填土路堤边坡坡度相同，否则按加筋土挡墙设计。5.5.3 国内部分厂家所产的编织类土工布的拉伸试验结果(参见参考文献37)表明，它的纵向极限延伸率可达16.3% 27. 5%。般有纺织物延伸率小于40%(参见参考文献3肘，土工格栅则小于20%。作为加筋路堤稳定计算用的设计强度，应据织物可能在路堤内发生的应变(延伸率)来取用。参考文献38建议选用延伸率为2.0%6. 0%的抗拉强度为设计强度;有的则允许有10%的延伸率
45、。国外(参见参考文献39)发现在土工织物中允许用10%的应变而土堤没有发生过量变形。我国云南水塘立交桥高路堤也按10%的延伸率取用设计拉力，已通车数年来未出现问题。据国外(参见参考文献40)的统计，土工织物特性见表5.5.3。可知编织类土工布的最大(破裂时延伸率一般不会大于35%;非编织类的织物强度低，变形大，价格高，故一般不宜作为路堤的加筋材料。织物的条带拉伸试验的有关规定是引用参考文献41、42提出的方法。5.5.4 为满足加筋材料的抗拉拔作用而作了本条规定。法国J.P. gouac先生(参见参考文献43)根据试验结果建议抵抗织物拉拔的安全系数为20我国公路加筋土工程设计规范)(JTJ01
46、5-91)中的表5.1 内，列出了在不同荷载组合下，抗拔安全系数为1.22. 0。本条结合路堤设计而取安全系数为1.50 5.5.5 根据参考文献43的介绍，土的内摩擦角久与加筋材料间123 的摩擦角仇间有如下关系。2/3tgs:;tg仇:;tg化我国公路加筋土工程设计规范)(JTJ015-91)第3.2.4条建议的三种类型土的内摩擦角与加筋间的近似摩擦系数也满足上式，为简化起见作了如条文的规定。表5.5.3加筋土工织物的特性材料抗拉强度最大延伸率阳件与土的摩擦系数(一)土工织物kN/m % 编单纤维编织8-100 15-35 0.5-0.7 多纤维编织80-1000 5-25 0.75-0.
47、9 织卷绕编织40-150 4-15 0.9-1. 0 类针脚缝合编织80-1000 5-25 0.75-0.95 非编织类3-50 20-80 0.75-0.9 (二)土工线状构件土工带50-200kN 3-12 1.0 土工抒(棒)50-500kN 3-12 土工格栅土工板15-708 12-20 .O 土工网50-200 3-12 1.0 5.6 预压及超载预压5. 6. 在软土地基处治设计中，预压处治的目的，绝大部分情况是解决容许工后沉降的问题。若是因地基的抗剪强度偏低，造成路堤的稳定性不足，通过预压或超载预压的办法来解决，效果一般来说是不太明显的。因为这原因，通常是以容许工后沉降控制
48、设计，路堤的稳定性借助于其他措施得以保证，如轻质路堤、反压护道等。5.6.2 对于采用分级加载填筑的路堤，各级荷载始填时间是由地基固结后路堤的稳定性决定的，这时调整的余地在预压期(也124 是一种工程措施)。在工期许可的条件下采用较长的预压期是比较经济的p对于分期修建的路面，预压期可以放得很长。这样超载预压可能会简化为(简单)预压，甚至地下排水体预压可能简化为无排水体的预庄。这也告诉我们，不同预压措施的使用条件不是一成不变的，一种措施的选用，要结合实际可变因素综合分析。5.7 竖向排水体预压5.7.2 对于塑料排水板及类似的由土工合成材料制成的复合排水体，计算时要根据与袋装砂井周长相等的原则进行当量直径的换算:式中:Dp一一当量直径;Dn = a 2(b +) R 二=一一一一一-7r: (5.7.2) 一一排水板在周围土压作用下，透水能力的折减系数，一般取0.75;b，一分别为排水板的宽度与厚度。按一般的排水体尺寸，由上式算得的Dp5cm。因排水体直径对其排水作用影响很小，直径为5cm的袋装砂井与10cm的相比，在加速地基的固结作用上差别并不大，所以采用塑料排水板设计时，可直接取Dp=5cm或Dp=lOcm计算
