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第一章设计研究路段总体情况1.1概述广佛高速公路是广东省建设的第一条高速公路，它连接广东省的两大城市--广州和佛山，也是广州市西出口的重要公路。采取分期修建的办法进行建设，第一期工程为横沙至谢边段，第二期工程为谢边至乐从段，第一期工程已于1986年12月28日动工兴建，计划用两年左右的时间建成，继而建设第二期工程。广佛高速公路第一期工程自广州市郊浔峰洲的横沙与广州市环市高速公路相接，经湖州、沙涌、大步、雅瑶、上滘、大沥、潘村、涌口至佛山市北出口谢边止，主线设计里程长15.072公里。第二期工程自谢边互通式立体交叉起，穿过或绕过佛山市区，到佛山市南出口顺德县乐从镇与广湛公路的佛山至湛江段接通止。广佛高速公路的建成对发展珠江三角洲和广东省西部地区的经济具有重要作用[4]。广佛高速公路横沙至谢边段设计设有：4座互通式立体交叉，1座分离式立体交叉，大桥2座，中桥3座，小桥9座，涵洞29道，供行人、汽车、拖拉机横向穿越的通道35座，除桥梁边孔及立体交叉可供行人穿越高速公路者外，平均每公里有2.45处可供行人穿越高速公路。全线土石方205万m3，全线行车道路面32.94万m2，硬路肩4.42万m2.路堤平均填土高度4.23m。1.2地质概况该段公路处于珠江三角洲北部低丘陵的南缘与珠江三角洲交接部位，除起点横沙至大亨段为平缓低丘陵地带和河流冲积阶地外，其余均属珠江三角洲平原，沿线土层主要属第四纪冲积土层。广佛高速公路沿线地质可分平缓低丘陵及山前夷平地的坡积土层，河流冲积地砂土层和三角洲相沉积的砂层。广佛K5+780~K6+400地处冲积的河流阶地的砂土，该区软土淤泥分布面广，为表层淤泥。一般埋藏在耕植土或表层粘土或亚粘土之下。层底标高在-1.7~-6.17m，层厚1.1~6.15m。褐灰色-浅灰色。由大量含有机质的粘土，局部地段含少量砂组成。质地稀软，饱和--过湿，具软塑--易液化状态。自地面以下依次为耕植土层、淤泥层、厚层中细砂层、粘土（亚粘土）层（或位于两层之间）。淤泥层呈软-106
流塑、过饱和状态，砂层厚2.5~3.0m，最厚可达12.2m，一般为细砂层。1.3气候概况广佛高速公路在自然地理分区中属于珠江三角洲平原的北部。沿线地区属于亚热带季风性气候，温湿多雨，平均气温21.9℃，最高气温38.7℃，相对湿度79%，多年平均降雨量1663.5毫米。1.4水文概况广佛高速公路水系分属流溪河及北江流域，地势总的自北、北东向南、南西倾斜。由于沿线各路段的岩性、风化程度、地形地貌、岩石节理裂隙发育程度及植被情况不同，地下水与地表水的补给关系亦因此而异[7]。一般平缓低丘陵区大气降水后，以垂直渗入补给地下水，而山间谷地则以侧向补给地下水，河流两侧岸边地带，丰水季节和涨潮期间，河水位稍高于地下水位，河水周期性地补给地下水。本工程段所处区域，水系分属流溪河及北江流域，属阶地和三角洲平台地带，地表沟渠、水塘常年积水，稳定水位标高在0.4-1.00米，除降雨渗入补给地下水外，还有一部分凝结水补给。1.5附图广佛高速公路K5+780~K6+400路段路线平面图GF-1、GF-2广佛高速公路K5+780~K6+400路段路线纵断面图GF-3广佛高速公路K5+780~K6+400路段路基标准横断面图GF-4广佛高速公路K5+780~K6+400路段路基横断面设计图（每50M）GF-5、GF-6、GF-7第二章工程地质勘探2.1勘察主要依据106
本工程广佛高速公路软土地基工程地质勘察随设计阶段的不同划分为初勘和详勘两阶段，各阶段按准备工作、调查测绘、勘探、试验、与资料整理等顺序进行，其内容与要求应遵照《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-86)的规定，虽然该规程说明是针对二三级公路而制定，但在具体工作中可按该规程的要求，结合实际需要适当增补有关内容，以满足设计和施工要求。2.2道路工程初步勘察2.2.1勘察目的初勘是配合踏勘测量，为初步设计服务的地质勘探，目的在于为确定路线方案提供必要的地质资料，该阶段勘探的主要任务是初步查明沿线的地质构造，地貌特征，底层结构，查明软土的成因，类型，分布范围，埋藏情况与其物理力学性质，查明地下水埋藏条件等，为初步设计地基稳定和沉降计算，提供定性，定量的分析。2.2.2要求查明的内容①软土地基分布路段的地形、地貌及与第四纪地层沉积的关系。②软土地基各层的成因类型，分布范围，基底性质与结构特点。③软土地基中各软弱层及与其相间存在的土类的含水情况，土质颗粒组成，稠度，结构状况以及排水砂层的有关物理、力学性质。④地下水位置，类型，活动情况、补给与排水条件，以及地下水与地表水的关系。⑤按地震基本烈度区划画出路段范围，并确定出沿线六度以上的各级别烈度的分界位置。⑥在软土地基上已建成的建筑物的附加应力作用下，对地基强度与变形的影响程度，以及地基处治手段和技术措施。⑦初勘阶段进行的工程地质测绘，比例尺宜为1:100000，其范围观地质条件的复杂程度和设计需要而定。2.2.3钻孔技术要求为鉴别和划分地层，并沿孔深取样以测定土层物理、力学性质及进行原位测试，钻孔间距应满足初步设计要求，本段广佛高速公路设计填土高度大于极限高度，因此为复杂场地，高级公路初勘阶段钻探点控制间距为500～700m，本段工程取低限。106
勘探孔点的位置应有设计单位在1:2000路线平面图上标注，或在现场布设。孔点位置用坐标控制，允许移动范围：对路基沿中线前后不超过30m，垂直中线左右不超过15m，构造物孔沿中线前后不超过10m，垂直中线左右不超过5m[12]。孔口标高不超过20cm。应充分利用静力触探测定软土层在天然结构状态下的物理、力学性质，并划分地质层次。静力触探孔可作为参数孔和技术孔，作为参数孔应设置于钻孔点附近5m以内，作为技术孔应设置于钻孔之间和路线横断面上。触探孔间距以能配合钻孔分清纵向和横向地质断面及地层分解范围为宜，纵向间距控制距离为每公里点数3-5个，本段工程取高值。此段为复杂场地，增设两个参数孔。2.2.4主要勘探方法软土地基勘探应采用挖探，钎探，触探与钻探和其它如十字板剪切、孔隙水压力、压缩模量等原位测试法（条件适宜时辅以物探的方法），并宜采用综合勘探手段，使勘探资料得以互相印证和补充。本段广佛高速公路K5+780~K6+400工程采用以下方法进行初勘钻孔法：软土地基钻探采用干钻法为宜，钻孔位置定为：K5+800、K6+150、K6+350（布置于路线中线处）。现场原位测试法：按照路堤沉降与稳定性设计计算的要求，现场原位测试项目有：十字板测试抗剪强度和灵敏度，静力触探试验测试贯入阻力、侧壁阻力和锥尖贯入。还有标准贯入测试，侧压试验和波速测定。①静力触探应充分采用静力触探测定软土层在天然结构状态下的物理，力学性质，并划分地质层次。触探点纵向间距控制距离为每公里点数3-5个，定为K5+800、K6+150（布置于路线中线两侧各30m处，共4个点）。②十字板剪切测试：106
为了测定软土土层在不排水状态下的抗剪强度指标，应采用十字板剪切。应在每个具有代表地质路段且沿深度方向对地基稳定性有一定影响的软土层测定。每一深度测一组(两个)以上剪切指标。2.2.5勘探深度的确定①对均质厚层软土，钻孔深度应达到预估的地基附加应力与地基土自重应力比为0.10~0.15时所对应的深度；当难以预估地基附加应力的大小，或出于桥头较高路堤位置时，控制性钻孔深度应为40m左右。②当软土地基为不均匀地质层次时，可以地基压缩层计算深度Zn作为钻孔深度。如已经确定的计算深度下面仍有较软的土层，则应继续向下计算，直至非软土层，用计算深度控制勘探深度。③对于静力触探孔的深度，应达到软土分布的底层。④对于十字板剪切，只在软弱层(淤泥，淤泥质土，泥炭)中进行。2.2.6钻探取样①当尚不能准确掌握软土层位置及厚度时，取间距规定如下:在地面下10m以内，每1.0～1.5m，取样一次(组);10m以下每1.5～2.0m取样一次。②对于一般性钻孔，除按控制性钻孔规定深度分层取鉴别样外，还应在相应地层为相邻的控制性钻孔内没有取全（取好）原状土样实施补取原状土样。③对于控制性钻孔，不仅取软土层样品，同时还需注意钻取砂层、硬壳层以及与软土相间存在的土层的原状样品。2.3道路工程详细勘探2.3.1勘探点的布置原则软土地基详细勘探应根据批准的初步设计所确定的线路位置及设计者方案，通过详细的工程地质详细勘察，提供完整的工程地质资料作为编制施工图设计的依据。本阶段勘探不仅为施工图设计提供软基沉降及稳定性设计单项指标，同时应提供为相互对照和验证的设计计算使用的技术指标[6]。勘探点的布置，应充分利用所推荐线路位置上已进行过的勘察的勘探点。不仅应满足对沿线各种典型路段的工程地质详细勘探的要求，还应提供路线横断面的地质特征。钻探或原位测试点由设计单位按技术要求在路线平面图上标注，孔点位置用坐标控制，允许移动范围：路基钻孔沿中线前后不超过20m，垂直中线左右不超过15m106
，构造物孔沿中线前后不超过5m，垂直中线左右不超过5m。孔口标高不超过10cm。2.3.2主要勘探方法软土地基的详勘仍应采用挖探，钎探，静力触探与钻孔和十字板剪切等勘探，试验和测试方法。钻孔法：本阶段钻孔的数量和质量必须满足施工图设计的技术要求，钻孔间距应满足要求，钻探点的控制间距为300~500m。本段设计填土高度大于极限高度，因此用低限。国内软土钻探大致采用空心螺纹钻进法，十字钻头回转法或钢丝钻头回转法。本段软土钻探采用空心螺纹钻进法，该法采用回转干钻的方法钻进，钻进速度快，能保证质量，而且是干钻，避免对软基的进一步注水，本工程有较厚砂层，应跟进套管护壁。孔点桩号位置定为K5+850、K6+005、K6+080、K6+200、K6+320、(布置于路线中线处)。试坑法：试坑应配合钻探满足详勘阶段沿线地质调查和绘制地表层地质纵断面图的要求，其设置间距每公里宜为2～3个，孔点桩号位置定为K6+000、K6+300(布置于路线中线处)，该项工作可用轻便螺纹钻替代进行。原位测试法：①静力触探充分利用初勘时静力触探资料，作为参数孔的静力触探点应设置于钻孔附近，作为划分软土分布范围，绘制地质纵断面图与测贯入阻力的技术孔应设置于钻孔间，其间距应能满足绘制典型地质分段的详细地质断面及划分软土地基沉降及稳定设计处理的范围为宜。详勘阶段静力触探控制间距为复杂场地每公里点数4~5个，本工程广佛高速公路路基填土高度大于极限高度，取高值。特殊情况下，尚视具体情况适当加密。孔点桩号位置定位K5+800、K6+150（布置于路线中线两侧各30m处，共4个点），在K6+100、K6+380中线两侧各30m处增设4个点。②十字板剪切106
对于天然含水量大于液限或在自重应力下不能保持原有结构形状的软粘土，以及检验用室内抗剪强度试验指标计算稳定性的结果时，均必须进行十字板剪切现场试验，以取得现场软土不排水抗剪强度及灵敏度资料。十字板设置间距应满足每一个具有代表性的地质路段的各软土地层内均有两组以上的有效的现场剪切试验指标。其测试深度与层位可参照十字板探深的有关规定。2.3.3勘探的深度钻孔深度应完全满足施工图设计对应力与变形进行计算的要求。其深度作如下控制:①对于均质的厚层软土，钻孔应达到使得软土地基附加应力与软土自重应力的比例为0.1～0.15的相应深度。②对于非均质分布的软土层，钻孔深度可按初勘阶段的计算公式确定。或达到应力比为0.15～0.20的相应深度。③对于非均质分布的软土地层，当底部有密实或硬塑的下卧层或岩质底板时，在查明其性质并确定具有一定厚度后，可不再深探。本工程广佛高速公路地质为非均质分布的软土地层，软土地层底部有砂层，符合第三种情况，用第三种情况做深度控制处理。2.3.4钻孔取样勘探取样的间距应按照如下规定：①对非均质土：在地面以下10m内，应沿深度每米取一组（两个）试样；在地面以下10~20m，沿深度每米取一组试样；20m以下可每2.0m取一组试样。②对厚层均质软土层：应根据初勘资料在性质相同或相近的层次的层顶和底部各取一组以上试样，中部应取两组以上试样。如软土指标有变化，应补取样品。106
取样方法有压入法和击入法，本工程采用压入法，可以避免对软土的扰动。取样过程应尽量减少对钻孔的残留岩芯，发现残留岩芯较长时，必须先进行清孔，之后再取样，本工程使用薄壁取土器，可以减少由于侧壁摩阻力对土样的扰动。取土器长度为60cm。土样运送过程应注意防震，一般不宜采取长距离运送办法。本工程广佛高速公路软土层为地面以下10m内，应沿深度每米取一组（两个）试样。2.3.5室内试验①试验要求：详勘阶段对软土地基样品的室内试验，应编制合理的试验方案，依照《公路土木试验》(JTJ051-93)规定的方法和步骤进行。以提供设计计算所要求地完整指标与准确数据，对初勘试验成果资料应尽可能地加以利用。对力学试验过程中的应力变化历程和路径条件，加荷的级别和标准，试验的有关边界条件，都必须以工程现场的环境为依据，结合施工期，预压期与营运期的实际情况研究决定[14]。对试验数据应依据试样的多少，土质的均匀程度，取样与试验的质量，按数理统计分析手段取保证率平均值，置信度水平不小于90%，以满足施工图设计的技术与经济要求。②试验项目：应测试出天然含水量，天然密度，土粒相对密度，粒径组成，液限，塑限，有机质含量，酸碱度，易溶盐含量，压缩系数，固结系数，前期固结压力，无侧限抗压强度，直接快剪、固结快剪及三轴剪切的内聚力，内摩擦角等。2.3.6原位测试106
现场原位测试对土样扰动小，实验结果更接近实际、比钻探取样节省时间和费用，现场原位测试必须达到下述要求：①对于取样前后会发生变形的饱和软粘土或难以取样的砂层，应进行原位测试。②饱和粘性土应进行静力触探与十字板剪切测试；砂层应进行标准贯入及静力触探测试。③现场原位测试应求得标贯击数，比贯入阻力或侧壁极限摩阻力与锥尖阻力，十字板剪切强度及灵敏度。工程中原位测试方法以静力触探和十字板试验在软土地基勘探中应用最为普遍，静力触探孔和十字板试验孔作为参数孔，应用更为方便，尤其是静力触探试验，不但勘探费用低，工作效率高，而且用其所测锥尖阻力换算的抗剪强度指标验算地基的稳定性更加符合软粘土地基的实际情况。所以在布置勘探孔时，可以将静力触探和钻探一样看待，综合考虑布孔密度。2.4工程地质所经过地区软土层有如下特点：①天然含水量高。一般均大于液限，淤泥的平均含水量达71.07%，淤泥质的平均含水量达47.78%。②天然孔隙比大。一般淤泥的平均值为1.82，淤泥质的平均值为1.239。③压缩系数大。一般淤泥的平均值为0.152，淤泥质平均值为0.09。④内聚力小、抗剪强度低。天然快剪C值平均在0.10kg/cm2左右。⑤固结系数小，固结时间长。⑥从现场十字板剪切实验看，软土原状和扰动重塑样的结果相差较大，说明软土灵敏度高。⑦从静力触探实验结果可以看出，所经地区土层层状分布复杂，各层之间物理力学性质差异较大。软土地基的物理力学性质列于表2.1表2.1广佛高速公路软土类土力学性质统计表106
kPa基本物理性指标液塑限直接快剪固结快剪固结试验含水率湿密度孔隙比液限塑限塑性指数液性指数凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角压缩系数压缩模量%g/cmc%—kPa度淤泥亚粘土55.091.661.46538.624.913.72.266.46.1015.716.59.662596淤泥轻亚粘土49.81.691.31929.221.77.53.077.92.2520.416.19.512769淤泥粘土65.731.581.73950.230.419.81.797.36.5012.716.4514.981644轻亚粘土27.811.930.77622.715.07.71.719.17.00——3.116236亚粘土28.461.940.78830.316.913.40.8915.811.3——3.655080粘土34.11.860.9642.322.320.00.5921.57.05——4.74150淤泥72.71.571.7567.636.531.11.1672.3011.619.117.515902.5附图广佛高速公路K5+780~K6+400路段路线初步勘探点位图GF-8-1、GF-8-2广佛高速公路K5+780~K6+400路段路线详细勘探点位图GF-9-1、GF-9-2广佛高速公路K5+780~K6+400路段工程地质纵断面图GF-10，GF-11，GF-12第三章软土地基路堤工程的稳定性分析与稳定处冶设计3.1路基填筑施工特点106
在软土地基上修筑路堤进行施工，应进行稳定验算和沉降计算。稳定性分析计算是软基处理设计和路基设计的重要内容之一，其关键在于潜在滑动面的正确确定，计算公式的运用和计算力学参数的选择等。然而，计算公式的运用不仅要考虑计算模式，地基强度，还要考虑地质勘探方法，路堤施工加载过程等因素。沉降计算的目的在于估算所需预压时间和各时期沉降量的发展情况，以调整排水系统和加压系统间的关系，提出施工图设计，也可预估施工期间由于基地沉降而需增加的土方量，还可估计工程竣工后尚未完成的沉降量，作为路面工程施工的依据。3.2软基路基填筑设计与施工须解决的问题随着高速公路的修建，在软土地基上修筑高路堤不断出现，给路基设计提出了一些新问题，如我国在软土地段的桥头路堤出现失稳已屡见不鲜，甚至出现桥头路堤沿纵向向河床滑动的事故，不但路堤破坏且导致桥台破坏，这将增大处治投资且延长了施工期。因此软土地基路堤设计的目的主要是对下述内容及指标实施控制：设计方案经济合理，技术上可行；满足稳定设计指标，如抗滑系数应大于规定值；满足沉降设计指标，如工后沉降量小于规定值；为满足稳定或沉降要求进行路堤填筑速度或施工期的控制设计，路面铺装前预压或超载预压，多级加载的时间、高度、填筑速度的控制设计[11]；为满足稳定或沉降要求进行的处治方案的工程实体的尺寸设计以及方案比选；为满足环保要求而对施工条件、机具、材料的控制或选择。3.3确定软基处理的依据软土地基在路堤填土荷载作用下，软土地基必然会发生沉降，只是最大或最小的问题，对于高速公路路堤，桥头接坡部分要求工后沉降满足设计要求，一般路堤部分也要满足工后沉降容许值。对于特定的地基条件，当路堤设计到达某一值时，地基将产生很大的沉降量，经过规定的预压时间后，工后残余的沉降量大于设计标准值，可以认为该路堤荷载，地基承载力不足；当路堤高度继续增加，地基沉降无法稳定，并最终导致路堤滑动失稳。这两种情况都可以认为是地基承载力不够，需要进行加固。前一种情况地基并不破坏，沉降量也会最终趋于稳定，只是相对工程需要求而言，不满足要求，后一种情况则是地基破坏，属于地基强度不足。在公路勘察设计与路基施工过程中，软土地基处理和路堤设计的依据为：106
路堤填筑高度大于路堤极限高度，且稳定安全系数小于规范规定的容许值（F=1.25~1.50）时，应针对稳定性进行处治设计；路面设计使用年限内残余沉降（简称工后沉降）不满足容许工后沉降要求值时，如表3.1所示，应针对沉降进行处治设计。表3.1容许工后沉降值岸桥台与路堤相邻处涵洞或箱型通道处一般路堤高速公路3.4计算段落的划分在软土地基上构筑路堤，应进行稳定验算与沉降计算。根据软土地基的地质条件、土层强度以及路堤高度的不同，进行计算段落的划分，分段长度宜为300～500m；桥头路堤及人工构造物附近，应按30～50m分段。稳定验算与沉降计算按成层地基进行，不得简化为均质地基；在同一段落同一土层中，各计算参数可分别取其平均值。本工程广佛高速公路K5+780～K6+400段，依据段落地质条件、土层强度以及路堤高度的不同。计算段落划分为:K5+780～K6+040段、K6+040～K6+180段。3.5路基极限高度的确定软土地基稳定性设计的第一步是确定设计路段的极限填土高度，所谓极限填土高度是指天然软土地基不作任何特殊加固处理的情况下，不需要控制填土速度且快速填筑方法构筑路堤所能达到的最大高度。极限填土高度的计算，就是考察路堤的载重是否超过了极限承受力。本段广佛高速公路中据试验，本线软土的粘聚力Cg定为0.8t/m2.按经验公式极限填土高度Hc=3Cg计算，Hc=2.4m。该路段路基平均高度为4.23m，大于Hc值。路堤高度超过极了限高度，要保证其稳定性就必须采取相应的稳定措施。3.6换算土柱高换算土柱高的计算，对于稳定性计算来说，失稳是在外荷载超过地基抗剪强度的某个位置发生的点的破坏，所以要选择最不利荷载作用条件计算。根据公路等级的不同，换算土柱高按下表规定取用。表3.1.1换算土柱高公路等级106
高速公路、一级公路、二级公路二级公路、三级公路换算土柱高0.901.00横向分布宽度/m8.605.50根据《公路工程技术标准》及路基中的有关规定与做法，换算土柱在路基上的横向布置，对于高速公路及一级公路，从硬路肩边缘处开始。对于整体式断面的高速公路，按表3.1.1的规定值双向布置，原则上是右侧从硬路肩边缘开始，左侧从中间带的路缘带外边缘处开始。3.7计算段落与最不利断面的选取设计路段K5+780～K6+400共长0.620km。对计算段落K5+780～K6+040行软基稳定、沉降的分析验算与处治时发现，因为该设计路段一开始就是雅瑶大桥，所以选取距离最边桩承台一定范围作为最不利断面计算。本设计选取桩号为：K6+005，并通过理正软件自动搜索出该处作为最不利断面的三个不同的潜在滑动面进行稳定性对比计算。另外一个软土层最厚，最不稳定，最容易发生滑动和沉降的计算段落K6+040～K6+180进行软基稳定、沉降的分析验算与处治，并进行代表性最不利断面的选取。本设计选取桩号为：K6+080，并通过理正软件自动搜索出该处作为最不利断面的三个不同的潜在滑动面进行稳定性对比计算。3.8软基路堤施工稳定性分析计算与验算3.8.1采用理正软土边坡稳定分析软件进行稳定性计算1.K6+005处：------------------------------------------------------------------------计算项目：等厚土层土坡稳定计算1------------------------------------------------------------------------[计算简图][控制参数]:106
采用规范:通用方法计算目标:安全系数计算滑裂面形状:圆弧滑动法地震烈度:7度水平地震系数:0.100地震作用综合系数:0.250地震作用重要性系数:1.000地震力作用位置:质心处水平加速度分布类型：矩形[坡面信息]坡面线段数2坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数110.0906.7270241.0000.0001超载1距离0.010(m)宽41.000(m)荷载(50.00--50.00kPa)270.00(度)[土层信息]上部土层数1层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系数16.72718.00020.000120.000---层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)110.00025.00010.00025.000层号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值1------------================================================================下部土层数1层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系数13.05315.80020.000120.000---层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)17.3006.83010.00025.000层号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值1------------106
不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法:瑞典条分法土条重切向分力与滑动方向反向时:当下滑力对待稳定计算目标:自动搜索最危险滑裂面条分法的土条宽度:1.000(m)搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:0.500(m)------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------[计算结果图]最不利滑动面:滑动圆心=(4.345,7.792)(m)滑动半径=12.630(m)滑动安全系数=0.634起始x终止xαliCiΦi条实重浮力地震力渗透力附加力X附加力Y下滑力抗滑力超载竖向地震力地震力(m)(m)(度)(m)(kPa)(度)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5.594-4.727-48.9111.3197.3006.836.810.000.170.000.000.00-5.0210.180.000.00-4.727-3.860-43.2191.1907.3006.8319.190.000.480.000.000.00-12.8210.400.000.00-3.860-2.994-38.0231.1017.3006.8329.410.000.740.000.000.00-17.6010.860.000.00106
-2.994-2.127-33.1771.0367.3006.8337.930.000.950.000.000.00-20.0711.430.000.00-2.127-1.418-28.9880.8117.3006.8336.400.000.910.000.000.00-16.969.780.000.00-1.418-0.709-25.3700.7857.3006.8340.480.001.010.000.000.00-16.5710.160.000.00-0.7090.000-21.8570.7647.3006.8343.960.001.100.000.000.00-15.5210.510.000.000.0000.917-17.9360.9647.3006.8366.130.001.650.000.000.00-19.0914.640.000.000.9171.835-13.6080.9447.3006.8379.990.002.000.000.000.00-17.3116.260.000.001.8352.752-9.3570.9307.3006.8392.790.002.320.000.000.00-13.3817.800.000.002.7523.669-5.1590.9217.3006.83104.590.002.610.000.000.00-7.5419.230.000.003.6694.586-0.9880.9187.3006.83115.400.002.880.000.000.000.0020.520.000.004.5865.5043.1780.9197.3006.83125.240.003.130.000.000.009.0221.660.000.005.5046.4217.3610.9257.3006.83134.110.003.350.000.000.0019.3122.630.000.006.4217.33811.5840.9377.3006.83141.990.003.550.000.000.0030.6623.410.000.007.3388.25515.8710.9547.3006.83148.830.003.720.000.000.0042.8323.990.000.008.2559.17320.2530.9787.3006.83154.580.003.860.000.000.0055.5824.350.000.009.17310.09024.7641.0107.3006.83159.160.003.980.000.000.0068.6424.490.000.0010.09010.81728.9410.8317.3006.83125.480.003.140.000.0035.8779.5522.800.000.0010.81711.68433.1771.0367.3006.83142.890.003.570.000.0043.34103.5226.000.000.0011.68412.55138.0231.1017.3006.83134.370.003.360.000.0043.34110.9024.550.000.0012.55113.41843.2191.1907.3006.83124.150.003.100.000.0043.34115.9423.050.000.0013.41814.28548.9111.3197.3006.83111.760.002.790.000.0043.34117.9321.590.000.0014.28515.16655.4311.55510.00025.0096.620.002.420.000.0044.09116.6551.850.000.0015.16616.04863.4361.97410.00025.0072.470.001.810.000.0044.09104.7343.290.000.00106
16.04816.93076.5373.80210.00025.0029.230.000.730.000.0044.0971.4345.650.000.00总的下滑力=884.798(kN)总的抗滑力=561.093(kN)土体部分下滑力=884.798(kN)土体部分抗滑力=561.093(kN)筋带在滑弧切向产生的抗滑力=0.000(kN)筋带在滑弧法向产生的抗滑力=0.000(kN)滑动计算书表明：滑动安全系数=0.634在第一个计算段落中，通过理正软件自动搜索，算出K6+005处的潜在滑动面安全系数最小，选取该桩号处的该滑动面作为最不利断面的最不利滑动面进行稳定性处治。因此：桩号:K6+005处，填土高度较高，地基软弱层较厚，土层组成复杂多样，并且附近设置一座管涵，以及其后不远处连续有预应力空心板和管涵构造物，对工后沉降要求较高，所以本设计选取为计算的最不利断面。其中：滑动安全系数=0.634＜极限稳定系数（1.25-1.5）。综合以上圆弧滑动面的计算结果，可以知道该处填土高度大于极限高度，且稳定性系数小于极限稳定系数为危险滑动面，须进行稳定处治。2.K6+080处：------------------------------------------------------------------------计算项目：等厚土层土坡稳定计算1------------------------------------------------------------------------[计算简图]106
[控制参数]:采用规范:通用方法计算目标:安全系数计算滑裂面形状:圆弧滑动法地震烈度:7度水平地震系数:0.100地震作用综合系数:0.250地震作用重要性系数:1.000地震力作用位置:质心处水平加速度分布类型：矩形[坡面信息]坡面线段数2坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数18.2205.4800241.0000.0001超载1距离0.010(m)宽41.000(m)荷载(50.00--50.00kPa)270.00(度)[土层信息]上部土层数1层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系数15.48018.00020.000120.000---层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)110.00025.00010.00025.000层号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值1------------================================================================下部土层数1层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系数13.05315.80020.000120.000---层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)17.3006.83010.00025.000层号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值106
1------------不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法:瑞典条分法土条重切向分力与滑动方向反向时:当下滑力对待稳定计算目标:自动搜索最危险滑裂面条分法的土条宽度:1.000(m)搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:0.500(m)------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------[计算结果图]最不利滑动面:滑动圆心=(3.728,6.536)(m)滑动半径=10.604(m)滑动安全系数=0.664起始x终止xαliCiΦi条实重浮力地震力渗透力附加力X附加力Y下滑力抗滑力超载竖向地震力地震力(m)(m)(度)(m)(kPa)(度)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4.622-3.667-48.0811.4327.3006.838.040.000.200.000.000.00-5.8511.110.000.00-3.667-2.711-40.8011.2637.3006.8322.300.000.560.000.000.00-14.1911.290.000.00-2.711-1.755-34.2631.1577.3006.8333.450.000.840.000.000.00-18.2311.810.000.00106
-1.755-0.800-28.2061.0857.3006.8342.230.001.060.000.000.00-19.1712.440.000.00-0.8000.000-22.9290.8687.3006.8340.700.001.020.000.000.00-15.0810.880.000.000.0000.913-17.9880.9617.3006.8356.080.001.400.000.000.00-16.2413.450.000.000.9131.827-12.8610.9377.3006.8369.740.001.740.000.000.00-14.2215.030.000.001.8272.740-7.8380.9227.3006.8382.160.002.050.000.000.00-9.7216.510.000.002.7403.653-2.8750.9157.3006.8393.410.002.340.000.000.00-3.0617.870.000.003.6534.5672.0660.9147.3006.83103.510.002.590.000.000.005.4619.050.000.004.5675.4807.0230.9217.3006.83112.470.002.810.000.000.0015.5420.050.000.005.4806.39312.0340.9347.3006.83120.260.003.010.000.000.0026.8720.830.000.006.3937.30717.1400.9567.3006.83126.840.003.170.000.000.0039.1521.380.000.007.3078.22022.3930.9887.3006.83132.100.003.300.000.000.0052.0221.690.000.008.2208.25625.1690.0397.3006.835.230.000.130.000.001.282.830.990.000.008.2569.21128.2061.0857.3006.83136.500.003.410.000.0047.7988.7327.180.000.009.21110.16734.2631.1577.3006.83127.720.003.190.000.0047.78100.2525.600.000.0010.16711.12340.8011.2637.3006.83116.570.002.910.000.0047.78108.6223.900.000.0011.12312.07848.0811.4327.3006.83102.310.002.560.000.0047.79112.6622.230.000.0012.07812.81255.4461.29410.00025.0065.340.001.630.000.0036.6884.5739.300.000.0012.81213.54663.3691.63810.00025.0048.640.001.220.000.0036.6876.6033.710.000.0013.54614.27976.0403.05210.00025.0019.490.000.490.000.0036.6854.6036.620.000.00总的下滑力=652.154(kN)总的抗滑力=432.922(kN)土体部分下滑力=652.154(kN)土体部分抗滑力=432.922(kN)筋带在滑弧切向产生的抗滑力=0.000(kN)106
筋带在滑弧法向产生的抗滑力=0.000(kN)滑动计算书表明：滑动安全系数=0.664在第二个计算段落中，通过理正软件自动搜索，算出K6+080处的潜在滑动面安全系数最小，选取该桩号处的该滑动面作为最不利断面的最不利滑动面进行稳定性处治。因此：桩号:K6+080处，填土高度较高，地基软弱层较厚，土层组成复杂多样，并且附近设置一座管涵，以及其后不远处连续有预应力空心板和管涵构造物，对工后沉降要求较高，所以本设计选取为计算的最不利断面。其中：滑动安全系数=0.664＜极限稳定系数（1.25-1.5）。综合以上圆弧滑动面的计算结果，可以知道该处填土高度大于极限高度，且稳定性系数小于极限稳定系数为危险滑动面，须进行稳定处治。3.9软土路堤稳定性处治设计在公路勘察设计与路基施工过程中，软土地基处理和路堤设计的依据为：路堤填筑高度大于路堤极限高度，且稳定安全系数小于规范规定的容许值（F=1.25-1.50）时，应针对稳定性进行处治设计。由3.8稳定性滑动计算结果知，滑动安全系数小于规范规定的容许值。本设计路段沿线广泛分布于珠三角河流冲积阶地砂土层，其特点是含水量大，压缩性高，透水性差，抗剪强度低，埋藏深厚。在路堤荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差，沉降延续时间长，经过以上计算，地基承载力和稳定性不能满足工程要求。本设计在进行稳定性处治设计方法中，考虑稳定措施的原则是先采取地面措施，再采取地下措施，拟采用目前施工设计中最常用的铺土工布加筋强化路堤法和铺设反压护道的方案进行方案比选：①106
土工布加筋路堤:采用纺织式土工布和土工格栅加铺设于路堤下部之卵砾滤层中，包边压实(或加筋于路堤中部)，既能对难于排水晾干的软土表层加固，改善软土施工条件，也能起到加筋强化作用。土工织物可增加软基的稳定性，减少路基基底不均匀沉降，并可减少总沉降量，但是土工织物的铺设会增加些费用，而且还要注意材料质量和工艺流程(如接头处衔接平整)，材料施工前应经过检验合格后才能使用。②反压护道:在主路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道。以期达到路堤的稳定，反压护道能起到抗滑平衡的作用，使抗滑弯矩能够克服滑动弯矩，对解决路堤稳定是有效的且经济合理，不需要控制填土速率，能用机械化快速完成路基施工，但土方量比较大，占地比较多，更重要的是沉降器延长，特别是后期的剩余沉降量比较大，这对高速公路竣工后对路基最终沉降的控制不能满足要求。本段广佛高速公路设计中，施工期比较紧，土方量比较少，因此，不采用反压护道，而决定采用土工布加筋强化路堤，一是可以减少用地紧张的局面，减少征地拆迁所带来的各种麻烦，同时加筋路堤设计也相对反压护道更能满足该工程路堤稳定性的技术及经济指标要求。因此，设计采用砂垫层配合土工布加筋路堤组合使用进行稳定性处治。3.10采用理正岩土软土地基路堤、堤坝设计软件进行稳定性验算：1.K6+005处：============================================================================原始条件:106
计算目标:只计算稳定路堤设计高度:7.500(m)路堤设计顶宽:41.000(m)路堤边坡坡度:1:1.500工后沉降基准期结束时间:180(月)荷载施加级数:1序号起始时间(月)终止时间(月)填土高度(m)是否作稳定计算10.0006.0007.500是路堤土层数:1超载个数:1层号层厚度(m)重度(kN/m3)内聚力(kPa)内摩擦角(度)16.72718.00017.00015.000超载号定位距离(m)分布宽度(m)超载值(kPa)沉降计算是否考虑稳定计算是否考虑10.01041.00050.000是是地基土层数:1地下水埋深:0.000(m)层号土层厚度重度饱和重度地基承载力快剪C快剪Φ固结快剪竖向固结系水平固结系排水层(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(kPa)(度)Φ(度)数(cm2/s)数(cm2/s)13.05315.80020.00048.0007.3006.83016.7500.000630.00063否层号e(0)e(50)e(100)e(200)e(300)e(400)e(500)e(600)e(800)10.7210.6760.6360.6020.5870.5770.5730.5700.570砂垫层106
砂垫层厚度:0.600(m)砂垫层的重度:26.000(kN/m3)砂垫层的C:0.000(kPa)砂垫层的Φ:32.000(度)加筋处置筋带计算方法:筋带力作用于切向方向筋带层数:1序号离地高度(m)设计拉力(kN)与土粘结强度(kPa)横向布置方式起始位置(m)结束位置(m)宽度(m)10.300300.00020.000通长布置---------承载力计算参数:承载力验算公式:p≤γR[fa]验算点距离中线距离:0.000(m)承载力抗力系数γR:1.00承载力修正公式:[fa]=[fa0]+γ2(h-h0)基准深度h0:0.000(m)固结度计算参数:地基土层底面:不是排水层固结度计算采用方法:微分方程数值解法多级加荷固结度修正时的荷载增量定义为“填土高*容重”填土-时间-固结度输出位置距离中线距离:0.000(m)填土-时间-固结度输出位置深度:0.000(m)沉降计算参数:地基总沉降计算方法:经验系数法主固结沉降计算方法:e-p曲线法沉降计算考虑超载超载产生的地基附加应力采用：直接法沉降修正系数:1.200沉降计算的分层厚度:0.500(m)分层沉降输出点距中线距离:0.000(m)压缩层厚度判断应力比=15.000%基底压力计算方法:按多层土实际容重计算计算时考虑弥补地基沉降引起的路堤增高量工后基准期起算时间:最后一级加载(路面施工)结束时稳定计算参数:稳定计算方法:有效固结应力法加载与路堤竣工的间隔时间(月):1稳定计算不考虑地震力稳定计算目标:给定圆心、半径计算安全系数106
圆心X坐标:4.345(m)圆心Y坐标:7.792(m)半径:12.630(m)条分法的土条宽度:1.000(m)============================================================================稳定计算(1)第1级加荷,从0.0~6.0月,路基设计高度7.500(m),路基计算高度(考虑沉降影响)7.597(m)，加载结束时稳定结果抗滑力抗滑力抗滑力土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiWoiCqiΦqiUiΦgiWli下滑力WoiCosαiCiLiσiliCos编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kN)(kPa)(度)(度)(kN)(kN)tgΦqiαitgΦgi----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1-5.590.434.310.004.31-48.91-0.750.664.317.306.830.657916.750.0-3.20.39.60.02-4.731.2112.140.0012.14-43.22-0.680.7312.147.306.830.220516.750.0-8.31.18.70.03-3.861.8618.610.0018.61-38.03-0.620.7918.617.306.830.061216.750.0-11.51.88.00.04-2.992.4024.000.0024.00-33.18-0.550.8424.007.306.830.020016.750.0-13.12.47.60.05-2.132.3123.050.0023.05-28.99-0.480.8723.057.306.830.000016.750.0-11.22.45.90.06-1.422.5625.640.0025.64-25.37-0.430.9025.647.306.830.000016.750.0-11.02.85.70.07-0.712.7827.840.0027.84-21.86-0.370.9327.847.306.830.000016.750.0-10.43.15.60.0土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiCqiΦqi下滑力抗滑力抗滑力编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kPa)(度)(kN)WiCosαitgΦqCiLi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------转为总应力法80.004.0144.350.0044.35-18.00-0.310.957.306.83-13.715.056.82转为总应力法106
90.895.3765.920.0065.92-13.57-0.230.977.306.83-15.467.687.46转为总应力法101.886.2479.880.0079.88-8.97-0.160.997.306.83-12.459.457.34转为总应力法112.877.0293.020.0093.02-4.43-0.081.007.306.83-7.1811.117.27转为总应力法123.877.72105.380.00105.380.090.001.007.306.830.1612.627.25转为总应力法134.868.35116.960.00116.964.600.081.007.306.839.3813.967.27转为总应力法145.858.89127.750.00127.759.140.160.997.306.8320.3015.117.34转为总应力法156.859.36137.740.00137.7413.740.240.977.306.8332.7216.037.46转为总应力法167.849.74146.880.00146.8818.440.320.957.306.8346.4516.697.64转为总应力法178.8310.03155.100.00155.1023.260.390.927.306.8361.2617.077.89转为总应力法189.8310.22162.310.00162.3128.270.470.887.306.8376.8917.128.23转为总应力法1910.824.4872.580.0072.5831.990.530.857.306.8338.457.373.72转为总应力法2011.257.67126.480.00126.4835.250.580.827.306.8372.9912.376.78转为总应力法2112.017.23122.060.00122.0639.590.640.777.306.8377.7911.277.19转为总应力法2212.776.71116.880.00116.8844.230.700.727.306.8381.5210.037.73抗滑力抗滑力抗滑力106
土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiWoiCqiΦqiUiΦgiWli下滑力WoiCosαiCiLiσiliCos编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kN)(kPa)(度)(度)(kN)(kN)tgΦqiαitgΦgi----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2313.536.10110.730.00110.7349.270.760.653.347.306.830.695916.75107.483.90.38.522.5土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiCqiΦqi下滑力抗滑力抗滑力编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kPa)(度)(kN)WiCosαitgΦqCiLi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------2414.283.2359.170.0059.1753.600.800.590.0032.0047.6221.940.002514.734.7886.050.0086.0558.550.850.5217.0015.0073.4012.0324.412615.483.6966.480.0066.4865.980.910.4117.0015.0060.727.2531.292716.221.5327.580.0027.5879.630.980.1817.0015.0027.131.3371.06滑动圆心=(4.345000,7.792000)(m)滑动半径=12.630000(m)滑动安全系数=1.235总的下滑力=693.200(kN)总的抗滑力=855.886(kN)土体部分下滑力=693.200(kN)土体部分抗滑力=555.886(kN)筋带的抗滑力=300.000(kN)地震作用下滑力=0.000(kN)滑动安全系数=1.235属于（1.2-1.5），满足高速公路路堤设计规范要求,因此软基稳定性处治方案采用砂垫层+土工布加筋路堤设计得当。2.K6+080处：============================================================================原始条件:106
计算目标:只计算稳定路堤设计高度:6.240(m)路堤设计顶宽:41.000(m)路堤边坡坡度:1:1.500工后沉降基准期结束时间:180(月)荷载施加级数:1序号起始时间(月)终止时间(月)填土高度(m)是否作稳定计算10.0006.0006.240是路堤土层数:1超载个数:1层号层厚度(m)重度(kN/m3)内聚力(kPa)内摩擦角(度)15.48018.00017.00015.000超载号定位距离(m)分布宽度(m)超载值(kPa)沉降计算是否考虑稳定计算是否考虑10.01041.00050.000是是地基土层数:1地下水埋深:0.000(m)层号土层厚度重度饱和重度地基承载力快剪C快剪Φ固结快剪竖向固结系水平固结系排水层106
(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(kPa)(度)Φ(度)数(cm2/s)数(cm2/s)13.90015.80020.00048.0007.3006.83016.7500.000630.00063否层号e(0)e(50)e(100)e(200)e(300)e(400)e(500)e(600)e(800)10.7210.6760.6360.6020.5870.5770.5730.5700.570砂垫层砂垫层厚度:0.600(m)砂垫层的重度:26.000(kN/m3)砂垫层的C:0.000(kPa)砂垫层的Φ:32.000(度)加筋处置筋带计算方法:筋带力作用于切向方向筋带层数:1序号离地高度(m)设计拉力(kN)与土粘结强度(kPa)横向布置方式起始位置(m)结束位置(m)宽度(m)10.300200.00020.000通长布置---------承载力计算参数:承载力验算公式:p≤γR[fa]验算点距离中线距离:0.000(m)承载力抗力系数γR:1.00承载力修正公式:[fa]=[fa0]+γ2(h-h0)基准深度h0:0.000(m)固结度计算参数:地基土层底面:不是排水层固结度计算采用方法:微分方程数值解法多级加荷固结度修正时的荷载增量定义为“填土高*容重”填土-时间-固结度输出位置距离中线距离:0.000(m)填土-时间-固结度输出位置深度:0.000(m)沉降计算参数:地基总沉降计算方法:经验系数法主固结沉降计算方法:e-p曲线法沉降计算考虑超载超载产生的地基附加应力采用：直接法沉降修正系数:1.200沉降计算的分层厚度:0.500(m)分层沉降输出点距中线距离:0.000(m)压缩层厚度判断应力比=15.000%106
基底压力计算方法:按多层土实际容重计算计算时考虑弥补地基沉降引起的路堤增高量工后基准期起算时间:最后一级加载(路面施工)结束时稳定计算参数:稳定计算方法:有效固结应力法加载与路堤竣工的间隔时间(月):1稳定计算不考虑地震力稳定计算目标:给定圆心、半径计算安全系数圆心X坐标:3.728(m)圆心Y坐标:6.536(m)半径:10.604(m)条分法的土条宽度:1.000(m)============================================================================稳定计算(1)第1级加荷,从0.0~6.0月,路基设计高度6.240(m),路基计算高度(考虑沉降影响)6.340(m)，加载结束时稳定结果抗滑力抗滑力抗滑力土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiWoiCqiΦqiUiΦgiWli下滑力WoiCosαiCiLiσiliCos编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kN)(kPa)(度)(度)(kN)(kN)tgΦqiαitgΦgi----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1-4.620.484.780.004.78-48.20-0.750.674.787.306.830.644816.750.0-3.60.410.10.02-3.701.3313.290.0013.29-41.13-0.660.7513.297.306.830.210116.750.0-8.71.29.00.03-2.772.0019.990.0019.99-34.77-0.570.8219.997.306.830.062916.750.0-11.42.08.20.04-1.852.5325.310.0025.31-28.88-0.480.8825.317.306.830.018316.750.0-12.22.77.70.05-0.922.9529.510.0029.51-23.30-0.400.9229.517.306.830.006716.750.0-11.73.27.40.0土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiCqiΦqi下滑力抗滑力抗滑力编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kPa)(度)(kN)WiCosαitgΦqCiLi106
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------转为总应力法60.003.4038.230.0038.23-18.06-0.310.957.306.83-11.854.356.80转为总应力法70.894.5457.110.0057.11-12.88-0.220.977.306.83-12.736.677.21转为总应力法81.855.2068.330.0068.33-7.65-0.130.997.306.83-9.108.116.93转为总应力法92.795.8879.900.0079.90-2.54-0.041.007.306.83-3.549.566.87转为总应力法103.736.4890.670.0090.672.540.041.007.306.834.0210.856.87转为总应力法114.677.00100.650.00100.657.650.130.997.306.8313.4011.956.93转为总应力法125.617.42109.580.00109.5812.810.220.987.306.8324.3012.807.02转为总应力法136.557.77117.870.00117.8718.080.310.957.306.8336.5813.427.21转为总应力法147.488.03125.240.00125.2423.510.400.927.306.8349.9613.767.47转为总应力法158.428.19131.600.00131.6029.180.490.877.306.8364.1613.767.85转为总应力法169.367.67127.050.00127.0535.070.570.827.306.8373.0012.458.09转为总应力法1710.277.03120.560.00120.5641.330.660.757.306.8379.6110.848.81抗滑力抗滑力抗滑力土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiWoiCqiΦqiUiΦgiWli下滑力WoiCosαiCiLiσiliCos编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kN)(kPa)(度)(度)(kN)(kN)tgΦqiαitgΦgi106
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1811.176.20112.340.00112.3448.270.750.674.607.306.830.650616.75107.783.80.49.921.1土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiCqiΦqi下滑力抗滑力抗滑力编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kPa)(度)(kN)WiCosαitgΦqCiLi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------1912.082.6448.520.0048.5253.950.810.590.0032.0039.2317.840.002012.514.4780.380.0080.3861.030.870.4817.0015.0070.3210.4331.902113.421.8633.500.0033.5077.520.980.2217.0015.0032.701.9471.87滑动圆心=(3.728000,6.536000)(m)滑动半径=10.604000(m)滑动安全系数=1.303总的下滑力=486.298(kN)总的抗滑力=633.782(kN)土体部分下滑力=486.298(kN)土体部分抗滑力=433.782(kN)筋带的抗滑力=200.000(kN)地震作用下滑力=0.000(kN)滑动安全系数=1.303属于（1.2-1.5），满足高速公路路堤设计规范要求,因此软基稳定性处治方案采用砂垫层+土工布加筋路堤设计得当。3.11软土地基沉降量计算该段软土地基处理中，在仅采用砂垫层+土工布加筋路堤设计进行稳定性处治，还没有采取任何沉降措施时，我们将先进行软土地基沉降量计算，因为软土地基处理和路堤设计的判断依据是：路面设计使用年限内的残余沉降（简称工后沉降）是否满足容许工后沉降要求值。（淤泥）亚粘土层确定为软土层，其下有细砂层，不压缩或者压缩相对软土层来说极小，因此确定压缩层计算厚度为地面至细砂层底面以上土层厚。容许工后沉降值要求：公路等级岸桥台与路堤相邻处涵洞或箱型通道处一般106
路堤高速公路《0.1m《0.2m《0.3m软土地基沉降量计算：1.K6+005处：============================================================================原始条件:计算目标:只计算沉降路堤设计高度:7.500(m)路堤设计顶宽:41.000(m)路堤边坡坡度:1:1.500工后沉降基准期结束时间:180(月)荷载施加级数:1106
序号起始时间(月)终止时间(月)填土高度(m)是否作稳定计算10.0006.0007.500是路堤土层数:1超载个数:1层号层厚度(m)重度(kN/m3)内聚力(kPa)内摩擦角(度)16.72718.00017.00015.000超载号定位距离(m)分布宽度(m)超载值(kPa)沉降计算是否考虑稳定计算是否考虑10.01041.00050.000是是地基土层数:1地下水埋深:0.000(m)层号土层厚度重度饱和重度地基承载力快剪C快剪Φ固结快剪竖向固结系水平固结系排水层(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(kPa)(度)Φ(度)数(cm2/s)数(cm2/s)13.05315.80020.00048.0007.3006.83016.7500.000630.00063否层号e(0)e(50)e(100)e(200)e(300)e(400)e(500)e(600)e(800)10.7210.6760.6360.6020.5870.5770.5730.5700.570砂垫层砂垫层厚度:0.600(m)砂垫层的重度:26.000(kN/m3)砂垫层的C:0.000(kPa)砂垫层的Φ:32.000(度)加筋处置筋带计算方法:筋带力作用于切向方向筋带层数:1序号离地高度(m)设计拉力(kN)与土粘结强度(kPa)横向布置方式起始位置(m)结束位置(m)宽度(m)10.300300.00020.000通长布置---------承载力计算参数:承载力验算公式:p≤γR[fa]验算点距离中线距离:0.000(m)承载力抗力系数γR:1.00承载力修正公式:[fa]=[fa0]+γ2(h-h0)基准深度h0:0.000(m)固结度计算参数:地基土层底面:不是排水层固结度计算采用方法:微分方程数值解法106
多级加荷固结度修正时的荷载增量定义为“填土高*容重”填土-时间-固结度输出位置距离中线距离:0.000(m)填土-时间-固结度输出位置深度:0.000(m)沉降计算参数:地基总沉降计算方法:经验系数法主固结沉降计算方法:e-p曲线法沉降计算考虑超载超载产生的地基附加应力采用：直接法沉降修正系数:1.200沉降计算的分层厚度:0.500(m)分层沉降输出点距中线距离:0.000(m)压缩层厚度判断应力比=15.000%基底压力计算方法:按多层土实际容重计算计算时考虑弥补地基沉降引起的路堤增高量工后基准期起算时间:最后一级加载(路面施工)结束时稳定计算参数:稳定计算方法:有效固结应力法加载与路堤竣工的间隔时间(月):1稳定计算不考虑地震力稳定计算目标:给定圆心、半径计算安全系数圆心X坐标:4.345(m)圆心Y坐标:7.792(m)半径:12.630(m)条分法的土条宽度:1.000(m)============================================================================(一)各级加荷的沉降计算第1级加荷，从0.0~6.0月加载开始时，路基计算高度=0.000(m)，沉降=0.000(m)加载结束时，路基计算高度=7.597(m)，沉降=0.097(m)============================================================================(二)路面竣工时及以后的沉降计算基准期开始时刻:最后一级加载(路面施工)结束时刻考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为=7.597(m)路面竣工时,地基沉降=0.097(m)路面竣工后,基准期内的残余沉降=0.130(m)基准期结束时,地基沉降=0.227(m)最终地基总沉降=1.200*0.190=0.228(m)106
路面竣工时,路基横断面各点的沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-44.4500.0000.0000.097-41.2750.0000.0000.097-38.1000.0000.0000.097-34.9250.0000.0000.097-31.7500.0040.0040.093-28.5750.0340.0300.063-25.4000.0610.0270.036-22.2250.0770.0160.020-19.0500.0970.0200.001-15.8750.0970.0010.000-12.7000.0970.0000.000-9.5250.0970.0000.000-6.3500.0970.0000.000-3.1750.0970.0000.000-0.0000.0970.0000.0003.1750.097-0.0000.0006.3500.097-0.0000.0009.5250.097-0.0000.00012.7000.097-0.0000.00015.8750.097-0.0000.000106
19.0500.097-0.0010.00122.2250.077-0.0200.02025.4000.061-0.0160.03628.5750.034-0.0270.06331.7500.004-0.0300.09334.9250.000-0.0040.09738.1000.0000.0000.09741.2750.0000.0000.09744.4500.0000.0000.097路堤竣工时，由于地基沉降引起路堤填筑面积增量:(1)由各点计算沉降梯形积分方法得ΔV=5.117(m2)(2)按照《铁路路基手册》方法得Δs=0.097(m)ΔV=4.114(m2)按照《铁路路基手册》方法，路堤顶面单侧加宽量:ΔW=0.098~0.117(m)基准期结束时,路基横断面各点的沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-44.4500.0000.0000.227-41.2750.0000.0000.227-38.1000.0000.0000.227-34.9250.0000.0000.227-31.7500.0140.0140.213-28.5750.0830.0690.145-25.4000.1460.0630.082-22.2250.1810.0350.047-19.0500.2250.0440.002-15.8750.2270.0020.000-12.7000.2270.0000.000-9.5250.2270.0000.000-6.3500.2270.0000.000-3.1750.2270.0000.000-0.0000.2270.0000.0003.1750.227-0.0000.0006.3500.227-0.0000.0009.5250.227-0.0000.00012.7000.227-0.0000.00015.8750.227-0.0000.00019.0500.225-0.0020.00222.2250.181-0.0440.04725.4000.146-0.0350.08128.5750.083-0.0630.14531.7500.014-0.0690.21334.9250.000-0.0140.227106
38.1000.0000.0000.22741.2750.0000.0000.22744.4500.0000.0000.227路基横断面各点的最终沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-44.4500.0000.0000.228-41.2750.0000.0000.228-38.1000.0000.0000.228-34.9250.0000.0000.228-31.7500.0140.0140.213-28.5750.0830.0690.145-25.4000.1460.0630.082-22.2250.1810.0350.047-19.0500.2250.0440.002-15.8750.2270.0020.000-12.7000.2270.0000.000-9.5250.2280.0000.000-6.3500.2280.0000.000-3.1750.2280.0000.000-0.0000.2280.0000.0003.1750.228-0.0000.0006.3500.228-0.0000.0009.5250.228-0.0000.00012.7000.227-0.0000.00015.8750.227-0.0000.00019.0500.225-0.0020.00222.2250.181-0.0440.04725.4000.146-0.0350.08228.5750.083-0.0630.14531.7500.014-0.0690.21334.9250.000-0.0140.22838.1000.000-0.0000.22841.2750.000-0.0000.22844.4500.0000.0000.228路面竣工时,距路基中线0.000(m)处各层的沉降层底深层厚自重应力(kPa)附加应力全应力(kPa)固结度层最终层当前分层主固层累计主压缩模沉降经(m)(m)(孔隙比)(kPa)(孔隙比)沉降mSc(m)沉降(m)106
结沉降(m)固结沉降(m)量(MPa)验系数0.5000.5002.5(0.719)191.5194.0(0.604)0.82690.04000.03430.03340.03342.871.375(1.075)1.0000.5007.5(0.714)191.5199.0(0.602)0.51430.03920.02330.03260.06602.931.371(1.071)1.5000.50012.5(0.710)191.5204.0(0.601)0.27490.03800.01500.03170.09773.021.365(1.065)2.0000.50017.5(0.705)191.5209.0(0.601)0.12910.03680.01010.03070.12843.121.359(1.059)2.5000.50022.5(0.701)191.5214.0(0.600)0.05260.03560.00750.02960.15803.231.351(1.051)3.0000.50027.5(0.696)191.4218.9(0.599)0.02050.03430.00630.02860.18663.341.344(1.044)3.0530.05330.3(0.694)191.4221.6(0.599)0.01630.00360.00060.00300.18963.411.339(1.039)最下面分层附加应力与自重应力之比=632.335%>15.000%压缩模量当量值=3.083Mpa,按地基规范GB50007-2002表5.3.5的沉降计算经验系数=1.361(1.061)============================================================================(三)填土--时间--沉降曲线输出位置，相对于路堤中线0(m)（即X=31.750(m)）时间(月)设计填土高度实际填土高度当时沉降(m)(m)(m)0.000.0000.0000.0000.600.7500.7600.0061.201.5001.5190.0121.802.2502.2790.0192.403.0003.0390.0263.003.7503.7980.0353.604.5004.5580.0454.205.2505.3180.0544.806.0006.0770.0635.406.7506.8370.0726.007.5007.5970.09724.007.5007.5970.17042.007.5007.5970.20160.007.5007.5970.21578.007.5007.5970.22296.007.5007.5970.225114.007.5007.5970.226132.007.5007.5970.227150.007.5007.5970.227168.007.5007.5970.227106
186.007.5007.5970.227============================================================================(四)填土--时间--固结度曲线输出位置，相对于路堤中线0.000(m)（即X=31.750(m)）输出深度为0.000(m)时间(月)设计填土高度固结度(m)0.000.0000.0000.600.7500.1001.201.5000.2001.802.2500.3002.403.0000.4003.003.7500.5003.604.5000.6004.205.2500.7004.806.0000.8005.406.7500.9006.007.5001.00024.007.5001.00042.007.5001.00060.007.5001.00078.007.5001.00096.007.5001.000114.007.5001.000132.007.5001.000150.007.5001.000168.007.5001.000186.007.5001.000由此计算书可知：对于第一计算段落K5+780～K6+040，由于该段位于岸桥台与路堤相邻处，在软土地基处理中，在仅采用砂垫层+土工布加筋路堤设计进行稳定性处治，还没有采取任何沉降措施时，路面设计使用年限内残余沉降（简称工后沉降）值=路面竣工后,基准期内的残余沉降=0.130m=13.0cm>10cm，而设计路段沿线广泛分布河流冲积阶地砂土层，其特点是含水量大，压缩性高，强度低，透水性差，埋藏深厚。在路堤荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差，沉降延续时间长。而且桩号:K6+005处，填土高度较高，地基软弱层较厚，土层组成复杂多样，对工后沉降要求为必须小于10cm。106
2.K6+080处：============================================================================原始条件:计算目标:只计算沉降路堤设计高度:6.240(m)路堤设计顶宽:41.000(m)路堤边坡坡度:1:1.500工后沉降基准期结束时间:180(月)荷载施加级数:1序号起始时间(月)终止时间(月)填土高度(m)是否作稳定计算10.0006.0006.240是路堤土层数:1超载个数:1层号层厚度(m)重度(kN/m3)内聚力(kPa)内摩擦角(度)15.48018.00017.00015.000超载号定位距离(m)分布宽度(m)超载值(kPa)沉降计算是否考虑106
稳定计算是否考虑10.01041.00050.000是是地基土层数:2地下水埋深:0.000(m)层号土层厚度重度饱和重度地基承载力快剪C快剪Φ固结快剪竖向固结系水平固结系排水层(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(kPa)(度)Φ(度)数(cm2/s)数(cm2/s)13.90015.80020.00048.0007.3006.83016.7500.000630.00063否23.40026.00020.00080.0000.00032.00015.0000.001500.00150否层号e(0)e(50)e(100)e(200)e(300)e(400)e(500)e(600)e(800)10.7210.6760.6360.6020.5870.5770.5730.5700.57020.7210.6760.6360.6020.5870.5770.5730.5700.570砂垫层砂垫层厚度:0.600(m)砂垫层的重度:26.000(kN/m3)砂垫层的C:0.000(kPa)砂垫层的Φ:32.000(度)加筋处置筋带计算方法:筋带力作用于切向方向筋带层数:1序号离地高度(m)设计拉力(kN)与土粘结强度(kPa)横向布置方式起始位置(m)结束位置(m)宽度(m)10.300200.00020.000通长布置---------承载力计算参数:承载力验算公式:p≤γR[fa]验算点距离中线距离:0.000(m)承载力抗力系数γR:1.00承载力修正公式:[fa]=[fa0]+γ2(h-h0)基准深度h0:0.000(m)固结度计算参数:地基土层底面:不是排水层固结度计算采用方法:微分方程数值解法多级加荷固结度修正时的荷载增量定义为“填土高*容重”填土-时间-固结度输出位置距离中线距离:0.000(m)填土-时间-固结度输出位置深度:0.000(m)106
沉降计算参数:地基总沉降计算方法:经验系数法主固结沉降计算方法:e-p曲线法沉降计算考虑超载超载产生的地基附加应力采用：直接法沉降修正系数:1.200沉降计算的分层厚度:0.500(m)分层沉降输出点距中线距离:0.000(m)压缩层厚度判断应力比=15.000%基底压力计算方法:按多层土实际容重计算计算时考虑弥补地基沉降引起的路堤增高量工后基准期起算时间:最后一级加载(路面施工)结束时稳定计算参数:稳定计算方法:有效固结应力法加载与路堤竣工的间隔时间(月):1稳定计算考虑地震力地震烈度:7度地震作用综合系数:0.250地震作用重要性系数:1.000稳定计算目标:给定圆心、半径计算安全系数圆心X坐标:3.728(m)圆心Y坐标:6.536(m)半径:10.604(m)条分法的土条宽度:1.000(m)============================================================================(一)各级加荷的沉降计算第1级加荷，从0.0~6.0月加载开始时，路基计算高度=0.000(m)，沉降=0.000(m)加载结束时，路基计算高度=6.371(m)，沉降=0.132(m)============================================================================(二)路面竣工时及以后的沉降计算基准期开始时刻:最后一级加载(路面施工)结束时刻考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为=6.371(m)路面竣工时,地基沉降=0.132(m)路面竣工后,基准期内的残余沉降=0.291(m)基准期结束时,地基沉降=0.423(m)最终地基总沉降=1.200*0.372=0.446(m)106
路面竣工时,路基横断面各点的沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-41.8040.0000.0000.132-38.8180.0000.0000.132-35.8320.0000.0000.132-32.8460.0000.0000.132-29.8600.0130.0130.119-26.8740.0520.0390.080-23.8880.0860.0340.046-20.9020.1120.0250.021-17.9160.1300.0190.002-14.9300.1320.0010.001-11.9440.1320.0000.000-8.9580.1320.0000.000-5.9720.1320.0000.000-2.9860.1320.0000.0000.0000.1320.0000.0002.9860.132-0.0000.0005.9720.132-0.0000.0008.9580.132-0.0000.00011.9440.132-0.0000.000106
14.9300.132-0.0000.00117.9160.130-0.0010.00220.9020.112-0.0190.02123.8880.086-0.0250.04626.8740.052-0.0340.08029.8600.013-0.0390.11932.8460.000-0.0130.13235.8320.0000.0000.13238.8180.0000.0000.13241.8040.0000.0000.132路堤竣工时，由于地基沉降引起路堤填筑面积增量:(1)由各点计算沉降梯形积分方法得ΔV=6.650(m2)(2)按照《铁路路基手册》方法得Δs=0.132(m)ΔV=5.268(m2)按照《铁路路基手册》方法，路堤顶面单侧加宽量:ΔW=0.235~0.282(m)基准期结束时,路基横断面各点的沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-41.8040.0000.0000.423-38.8180.0000.0000.423-35.8320.0000.0000.423-32.8460.0000.0000.423-29.8600.0640.0640.360-26.8740.1790.1150.245-23.8880.2800.1010.144-20.9020.3570.0770.067-17.9160.4130.0560.011-14.9300.4200.0080.003-11.9440.4220.0020.001-8.9580.4230.0010.000-5.9720.4230.0000.000-2.9860.4230.0000.0000.0000.4230.0000.0002.9860.423-0.0000.0005.9720.423-0.0000.0008.9580.423-0.0000.00011.9440.422-0.0010.00114.9300.420-0.0020.00317.9160.413-0.0070.01120.9020.357-0.0560.06623.8880.280-0.0770.14426.8740.179-0.1010.24529.8600.064-0.1150.360106
32.8460.000-0.0640.42335.8320.0000.0000.42338.8180.0000.0000.42341.8040.0000.0000.423路基横断面各点的最终沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-41.8040.0000.0000.446-38.8180.0000.0000.446-35.8320.0000.0000.446-32.8460.0000.0000.446-29.8600.0680.0680.378-26.8740.1890.1200.257-23.8880.2950.1060.151-20.9020.3760.0810.070-17.9160.4350.0590.012-14.9300.4430.0080.003-11.9440.4450.0020.001-8.9580.4460.0010.001-5.9720.4460.0000.000-2.9860.4460.0000.0000.0000.4460.0000.0002.9860.446-0.0000.0005.9720.446-0.0000.0008.9580.446-0.0000.00111.9440.445-0.0010.00114.9300.443-0.0020.00317.9160.435-0.0080.01120.9020.376-0.0580.07023.8880.295-0.0810.15126.8740.189-0.1060.25729.8600.068-0.1200.37832.8460.000-0.0680.44635.8320.000-0.0000.44638.8180.000-0.0000.44641.8040.000-0.0000.446路面竣工时,距路基中线0.000(m)处各层的沉降层底深层厚自重应力(kPa)附加应力全应力(kPa)固结度层最终层当前分层主固层累计主压缩模沉降经106
(m)(m)(孔隙比)(kPa)(孔隙比)沉降mSc(m)沉降(m)结沉降(m)固结沉降(m)量(MPa)验系数0.5000.5002.5(0.719)169.5172.0(0.612)0.83520.03740.03230.03120.03122.721.386(1.086)1.0000.5007.5(0.714)169.5177.0(0.610)0.51020.03650.02160.03050.06172.781.381(1.081)1.5000.50012.5(0.710)169.5182.0(0.608)0.29660.03570.01480.02970.09142.851.377(1.077)2.0000.50017.5(0.705)169.5187.0(0.606)0.15060.03480.01020.02900.12032.921.372(1.072)2.5000.50022.5(0.701)169.4191.9(0.605)0.06140.03390.00740.02820.14863.001.367(1.067)3.0000.50027.5(0.696)169.4196.9(0.603)0.02850.03300.00630.02750.17603.081.361(1.061)3.5000.50032.5(0.692)169.3201.8(0.602)0.01210.03190.00560.02660.20263.181.355(1.055)3.9000.40037.0(0.688)169.2206.2(0.601)0.00560.02460.00420.02050.22323.301.347(1.047)4.4000.50041.5(0.684)169.1210.6(0.600)0.00360.02970.00500.02470.24793.421.339(1.039)4.9000.50046.5(0.679)168.9215.4(0.600)0.00220.02840.00480.02370.27163.571.329(1.029)5.4000.50051.5(0.675)168.7220.2(0.599)0.00150.02720.00460.02260.29423.731.318(1.018)5.9000.50056.5(0.671)168.5225.0(0.598)0.00130.02610.00440.02170.31593.881.308(1.008)6.4000.50061.5(0.667)168.2229.7(0.598)0.00100.02490.00420.02080.33674.051.295(0.995)6.9000.50066.5(0.663)167.9234.4(0.597)0.00070.02380.00400.01980.35654.231.277(0.977)7.3000.40071.0(0.659)167.6238.6(0.596)0.00020.01820.00300.01520.37174.421.258(0.958)最下面分层附加应力与自重应力之比=236.100%>15.000%压缩模量当量值=3.318Mpa,按地基规范GB50007-2002表5.3.5的沉降计算经验系数=1.345(1.045)============================================================================(三)填土--时间--沉降曲线输出位置，相对于路堤中线0(m)（即X=29.860(m)）时间(月)设计填土高度实际填土高度当时沉降(m)(m)(m)0.000.0000.0000.0000.600.6240.6370.012106
1.201.2481.2740.0221.801.8721.9110.0322.402.4962.5490.0433.003.1203.1860.0533.603.7443.8230.0644.204.3684.4600.0764.804.9925.0970.0885.405.6165.7340.0996.006.2406.3710.13224.006.2406.3710.21242.006.2406.3710.26660.006.2406.3710.30778.006.2406.3710.33996.006.2406.3710.363114.006.2406.3710.382132.006.2406.3710.397150.006.2406.3710.408168.006.2406.3710.417186.006.2406.3710.423============================================================================(四)填土--时间--固结度曲线输出位置，相对于路堤中线0.000(m)（即X=29.860(m)）输出深度为0.000(m)时间(月)设计填土高度固结度(m)0.000.0000.0000.600.6240.1001.201.2480.2001.801.8720.3002.402.4960.4003.003.1200.5003.603.7440.6004.204.3680.7004.804.9920.8005.405.6160.9006.006.2401.00024.006.2401.00042.006.2401.00060.006.2401.00078.006.2401.00096.006.2401.000114.006.2401.000132.006.2401.000106
150.006.2401.000168.006.2401.000186.006.2401.000由此计算书可知：对于第二计算段落K6+040～K6+180，由于桩号K6+080处的淤泥层最厚，且该桩号处有一预应力钢筋混凝土空心板，在软土地基处理中，在仅采用砂垫层+土工布加筋路堤设计进行稳定性处治，还没有采取任何沉降措施时，路面设计使用年限内残余沉降（简称工后沉降）值=路面竣工后,基准期内的残余沉降=0.291m=29.1cm>20cm，而设计路段沿线广泛分布河流冲积阶地砂土层，其特点是含水量大，压缩性高，强度低，透水性差，埋藏深厚。在路堤荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差，沉降延续时间长。而且桩号:K6+080处，填土高度较高，地基软弱层较厚，土层组成复杂多样，并且附近设置一座预应力空心板，对工后沉降要求为必须小于20cm。而且对于两个计算段落来说，在软土地基上快速填土，地基固结度很小，其抗剪强度很低，大约只相当于室内快剪下的强度。在淤泥层较厚，填土高度大于软基容许的极限填土高度时，如地基不作处理，完成渗透固结需要很长的时间，如时间紧而又要求保证公路竣工后沉降能控制在容许的范围之内，则必须在淤泥土层内采取排水措施，以缩短固结时间，使地基的沉降能在铺设路面前完成80%以上。因此，根据以上计算得出，需进行沉降处治设计。本设计建议采用排水固结法进行处治。本设计在排水固结法设计中拟采用插入塑料排水板或袋装砂井的施工方案进行比选:塑料排水板和袋装砂井均属于深层排水处理，深层排水常与砂垫层和土工织物结合使用，这样组合处理效果理想。采用塑料排水板处理的软基经过预压后，软土结构将发生变化，达到提高强度的目的。塑料排水板的间距越小,处理效果越明显。正方形排列排列的塑料排水板的处理效果比正三角形排列的处理效果好。对于有硬壳层的软基，塑料排水板的间距过小会破坏硬壳层的刚度，因而加大沉降量，因此要合理选择排水板的间距[3]。大量工程实践证明，塑料排水板的间距一般为1.0～2.0m。而对于袋装砂井来说，袋装砂井的间距是影响软土固结速度最为重要的因素之一，在附加荷载一定的条件下，井距愈小，固结愈快，反之愈慢。由于施工机械的影响，井距也不宜太小，一般井距以1.0～1.5m为宜。106
两种处理方法作用机理相同，设计方法及施工方法基本相同，只是所用材料不同。两者相比较，根据固结理论，黏土固结所需要的时间与排水距离平方成正比。要缩短固结时间，就得减少排水距离。而砂井排水法可较大的缩短排水固结时间，可在较短的时间内使地基得到较大的固结度，满足工程对工期的要求。在砂源丰富的地区工程造价低，施工监理比较容易，而且适用于软土厚度比较大的地段，砂井排水法是以缩短固结时间为目的，在软土地基中埋设砂井，人为地形成固结排水通道的一种地基处理方法。本路段工期紧迫，而且施工单位已有打砂井的设备和经验。故本设计采用袋装砂井进行软土路堤沉降量的处治。砂井的设置如下：为了使沙沟在路基发生较大沉降后不致于低于原地面以下，故在设置砂井前先做了一砂垫层。该垫层为填土掺入石灰后压实，强度较高，透水性差。在路中心处，垫层厚约0.4m，沿路基横断面向两侧减薄。然后在上面开挖沙沟，深30cm，宽30cm。1.砂井间距及布置：砂井间距及其布置：袋装砂井直径10cm，间距1.5m，正方形排列，布置如图：2.砂井长度：106
在一般的情况下，当软土层比较薄或其底层为透火层时，砂井应贯穿软土层，当软土层较厚时，砂井的长度在第一个计算路段为3.00m,在第二个计算路段为5.00m，具体由地基稳定和工后容许沉降计算决定。3.砂垫层与预拱度：砂垫层厚约0.6m，在沉降量较大时设置0.4到0.6m的预拱度以保证砂垫层的使用质量。3.12采用竖向排水体措施进行地基沉降处治设计1.K6+005处：============================================================================原始条件:106
计算目标:计算沉降、承载力和稳定路堤设计高度:7.500(m)路堤设计顶宽:41.000(m)路堤边坡坡度:1:1.500工后沉降基准期结束时间:180(月)荷载施加级数:1序号起始时间(月)终止时间(月)填土高度(m)是否作稳定计算10.0006.0007.500是路堤土层数:1超载个数:1层号层厚度(m)重度(kN/m3)内聚力(kPa)内摩擦角(度)16.72718.00017.00015.000超载号定位距离(m)分布宽度(m)超载值(kPa)沉降计算是否考虑稳定计算是否考虑10.01041.00050.000是是地基土层数:1地下水埋深:0.000(m)层号土层厚度重度饱和重度地基承载力快剪C快剪Φ固结快剪竖向固结系水平固结系排水层(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(kPa)(度)Φ(度)数(cm2/s)数(cm2/s)13.05315.80020.00048.0007.3006.83016.7500.000630.00063否层号e(0)e(50)e(100)e(200)e(300)e(400)e(500)e(600)e(800)10.7210.6760.6360.6020.5870.5770.5730.5700.570砂垫层砂垫层厚度:0.600(m)砂垫层的重度:26.000(kN/m3)砂垫层的C:0.000(kPa)砂垫层的Φ:32.000(度)加筋处置筋带计算方法:筋带力作用于切向方向筋带层数:1序号离地高度(m)设计拉力(kN)与土粘结强度(kPa)横向布置方式起始位置(m)结束位置(m)宽度(m)10.300300.00020.000通长布置---------竖向排水体预压排水体布置形式:正方形竖向排水体间距:1.500(m)竖向排水体的长度:3.000(m)106
竖向排水体直径:0.100(m)竖向排水体不考虑井阻承载力计算参数:承载力验算公式:p≤γR[fa]验算点距离中线距离:0.000(m)承载力抗力系数γR:1.00承载力修正公式:[fa]=[fa0]+γ2(h-h0)基准深度h0:0.000(m)固结度计算参数:地基土层底面:不是排水层固结度计算采用方法:微分方程数值解法多级加荷固结度修正时的荷载增量定义为“填土高*容重”填土-时间-固结度输出位置距离中线距离:0.000(m)填土-时间-固结度输出位置深度:0.000(m)沉降计算参数:地基总沉降计算方法:经验系数法主固结沉降计算方法:e-p曲线法沉降计算考虑超载超载产生的地基附加应力采用：直接法沉降修正系数:1.200沉降计算的分层厚度:0.500(m)分层沉降输出点距中线距离:0.000(m)压缩层厚度判断应力比=15.000%基底压力计算方法:按多层土实际容重计算计算时考虑弥补地基沉降引起的路堤增高量工后基准期起算时间:最后一级加载(路面施工)结束时稳定计算参数:稳定计算方法:有效固结应力法加载与路堤竣工的间隔时间(月):1稳定计算不考虑地震力稳定计算目标:给定圆心、半径计算安全系数圆心X坐标:4.345(m)圆心Y坐标:7.792(m)半径:12.630(m)条分法的土条宽度:1.000(m)============================================================================(一)各级加荷的沉降计算第1级加荷，从0.0~6.0月加载开始时，路基计算高度=0.000(m)，沉降=0.000(m)106
加载结束时，路基计算高度=7.658(m)，沉降=0.159(m)============================================================================(二)路面竣工时及以后的沉降计算基准期开始时刻:最后一级加载(路面施工)结束时刻考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为=7.658(m)路面竣工时,地基沉降=0.159(m)路面竣工后,基准期内的残余沉降=0.069(m)基准期结束时,地基沉降=0.228(m)最终地基总沉降=1.200*0.190=0.228(m)路面竣工时,路基横断面各点的沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-44.4500.0000.0000.159-41.2750.0000.0000.159-38.1000.0000.0000.159-34.9250.0000.0000.159-31.7500.0090.0090.150-28.5750.0570.0490.101-25.4000.1020.0440.057-22.2250.1260.0250.033106
-19.0500.1570.0310.001-15.8750.1590.0010.000-12.7000.1590.0000.000-9.5250.1590.0000.000-6.3500.1590.0000.000-3.1750.1590.0000.000-0.0000.1590.0000.0003.1750.159-0.0000.0006.3500.159-0.0000.0009.5250.159-0.0000.00012.7000.159-0.0000.00015.8750.159-0.0000.00019.0500.157-0.0010.00122.2250.126-0.0310.03325.4000.102-0.0250.05728.5750.057-0.0440.10131.7500.009-0.0490.15034.9250.000-0.0090.15938.1000.0000.0000.15941.2750.0000.0000.15944.4500.0000.0000.159路堤竣工时，由于地基沉降引起路堤填筑面积增量:(1)由各点计算沉降梯形积分方法得ΔV=8.384(m2)(2)按照《铁路路基手册》方法得Δs=0.159(m)ΔV=6.722(m2)按照《铁路路基手册》方法，路堤顶面单侧加宽量:ΔW=0.052~0.062(m)基准期结束时,路基横断面各点的沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-44.4500.0000.0000.228-41.2750.0000.0000.228-38.1000.0000.0000.228-34.9250.0000.0000.228-31.7500.0140.0140.214-28.5750.0830.0690.145-25.4000.1470.0640.081-22.2250.1820.0350.046-19.0500.2260.0440.002-15.8750.2280.0020.000-12.7000.2280.0000.000-9.5250.2280.0000.000-6.3500.2280.0000.000-3.1750.2280.0000.000106
-0.0000.2280.0000.0003.1750.228-0.0000.0006.3500.228-0.0000.0009.5250.228-0.0000.00012.7000.228-0.0000.00015.8750.228-0.0000.00019.0500.226-0.0020.00222.2250.182-0.0440.04625.4000.147-0.0350.08128.5750.083-0.0640.14531.7500.014-0.0690.21434.9250.000-0.0140.22838.1000.0000.0000.22841.2750.0000.0000.22844.4500.0000.0000.228路基横断面各点的最终沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-44.4500.0000.0000.228-41.2750.0000.0000.228-38.1000.0000.0000.228-34.9250.0000.0000.228-31.7500.0140.0140.214-28.5750.0830.0690.145-25.4000.1470.0640.081-22.2250.1820.0350.046-19.0500.2260.0440.002-15.8750.2280.0020.000-12.7000.2280.0000.000-9.5250.2280.0000.000-6.3500.2280.0000.000-3.1750.2280.0000.000-0.0000.2280.0000.0003.1750.228-0.0000.0006.3500.228-0.0000.0009.5250.228-0.0000.00012.7000.228-0.0000.00015.8750.228-0.0000.00019.0500.226-0.0020.00222.2250.182-0.0440.04625.4000.147-0.0350.08128.5750.083-0.0640.145106
31.7500.014-0.0690.21434.9250.000-0.0140.22838.1000.000-0.0000.22841.2750.000-0.0000.22844.4500.000-0.0000.228路面竣工时,距路基中线0.000(m)处各层的沉降层底深层厚自重应力(kPa)附加应力全应力(kPa)固结度层最终层当前分层主固层累计主压缩模沉降经(m)(m)(孔隙比)(kPa)(孔隙比)沉降mSc(m)沉降(m)结沉降(m)固结沉降(m)量(MPa)验系数0.5000.5002.5(0.719)192.6195.1(0.604)0.91010.04020.03720.03350.03352.881.375(1.075)1.0000.5007.5(0.714)192.6200.1(0.602)0.74770.03930.03100.03270.06622.941.371(1.071)1.5000.50012.5(0.710)192.6205.1(0.601)0.62350.03810.02610.03170.09803.031.364(1.064)2.0000.50017.5(0.705)192.6210.1(0.600)0.54770.03690.02300.03070.12873.141.358(1.058)2.5000.50022.5(0.701)192.6215.1(0.600)0.50800.03560.02100.02970.15843.241.351(1.051)3.0000.50027.5(0.696)192.5220.0(0.599)0.49130.03440.01980.02870.18703.361.343(1.043)3.0530.05330.3(0.694)192.5222.7(0.599)0.01630.00360.00060.00300.19003.431.338(1.038)最下面分层附加应力与自重应力之比=635.965%>15.000%压缩模量当量值=3.094Mpa,按地基规范GB50007-2002表5.3.5的沉降计算经验系数=1.360(1.060)============================================================================(三)填土--时间--沉降曲线输出位置，相对于路堤中线0(m)（即X=31.750(m)）时间(月)设计填土高度实际填土高度当时沉降(m)(m)(m)0.000.0000.0000.0000.600.7500.7660.0071.201.5001.5320.0131.802.2502.2970.0222.403.0003.0630.0333.003.7503.8290.0473.604.5004.5950.063106
4.205.2505.3600.0794.806.0006.1260.0965.406.7506.8920.1156.007.5007.6580.15924.007.5007.6580.22642.007.5007.6580.22760.007.5007.6580.22878.007.5007.6580.22896.007.5007.6580.228114.007.5007.6580.228132.007.5007.6580.228150.007.5007.6580.228168.007.5007.6580.228186.007.5007.6580.228============================================================================(四)填土--时间--固结度曲线输出位置，相对于路堤中线0.000(m)（即X=31.750(m)）输出深度为0.000(m)时间(月)设计填土高度固结度(m)0.000.0000.0000.600.7500.1001.201.5000.2001.802.2500.3002.403.0000.4003.003.7500.5003.604.5000.6004.205.2500.7004.806.0000.8005.406.7500.9006.007.5001.00024.007.5001.00042.007.5001.00060.007.5001.00078.007.5001.00096.007.5001.000114.007.5001.000132.007.5001.000150.007.5001.000168.007.5001.000186.007.5001.000============================================================================(五)稳定计算106
(1)第1级加荷,从0.0~6.0月,路基设计高度7.500(m),路基计算高度(考虑沉降影响)7.658(m)，加载结束时稳定结果抗滑力抗滑力抗滑力土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiWoiCqiΦqiUiΦgiWli下滑力WoiCosαiCiLiσiliCos编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kN)(kPa)(度)(度)(kN)(kN)tgΦqiαitgΦgi----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1-5.590.414.100.004.10-48.99-0.750.664.107.306.830.665616.750.0-3.10.39.40.02-4.751.1611.580.0011.58-43.43-0.690.7311.587.306.830.230916.750.0-8.01.08.50.03-3.911.7817.780.0017.78-38.34-0.620.7817.787.306.830.066616.750.0-11.01.77.90.04-3.062.3022.970.0022.97-33.60-0.550.8322.977.306.830.021516.750.0-12.72.37.40.05-2.220.272.660.002.66-31.07-0.520.862.667.306.830.016316.750.0-1.40.30.70.06-2.132.3123.050.0023.05-28.99-0.480.8723.057.306.830.000016.750.0-11.22.45.90.07-1.422.5625.640.0025.64-25.37-0.430.9025.647.306.830.000016.750.0-11.02.85.70.08-0.712.7827.840.0027.84-21.86-0.370.9327.847.306.830.000016.750.0-10.43.15.60.0土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiCqiΦqi下滑力抗滑力抗滑力编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kPa)(度)(kN)WiCosαitgΦqCiLi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------转为总应力法90.003.9843.990.0043.99-18.02-0.310.957.306.83-13.615.016.77转为总应力法100.885.3866.010.0066.01-13.60-0.240.977.306.83-15.527.687.47转为总应力法111.886.2580.080.0080.08-8.99-0.160.997.306.83106
-12.529.477.35转为总应力法122.877.0493.350.0093.35-4.45-0.081.007.306.83-7.2411.157.28转为总应力法133.867.75105.820.00105.820.070.001.007.306.830.1212.677.26转为总应力法144.868.38117.520.00117.524.580.081.007.306.839.3914.037.28转为总应力法155.858.93128.430.00128.439.130.160.997.306.8320.3715.197.35转为总应力法166.849.40138.530.00138.5313.730.240.977.306.8332.8816.127.47转为总应力法177.849.79147.770.00147.7718.430.320.957.306.8346.7116.797.65转为总应力法188.8310.09156.100.00156.1023.260.390.927.306.8361.6417.187.90转为总应力法199.8210.28163.430.00163.4328.270.470.887.306.8377.4117.248.24转为总应力法2010.820.9214.790.0014.7931.070.520.867.306.837.631.520.75抗滑力抗滑力抗滑力土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiWoiCqiΦqiUiΦgiWli下滑力WoiCosαiCiLiσiliCos编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kN)(kPa)(度)(度)(kN)(kN)tgΦqiαitgΦgi----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2110.913.5958.250.0058.2532.220.530.859.947.306.830.490216.7548.331.11.03.07.12211.257.72127.310.00127.3135.250.580.8219.087.306.830.496916.75108.273.51.96.816.22312.017.28122.890.00122.8939.590.640.7714.677.306.830.529016.75108.278.31.47.217.2106
2412.776.76117.710.00117.7144.230.700.729.497.306.830.622016.75108.282.10.87.720.32513.536.14111.570.00111.5749.270.760.653.347.306.830.842116.75108.284.50.38.527.4土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiCqiΦqi下滑力抗滑力抗滑力编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kPa)(度)(kN)WiCosαitgΦqCiLi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------2614.283.2659.650.0059.6553.600.800.590.0032.0048.0122.120.002714.734.8386.900.0086.9058.550.850.5217.0015.0074.1312.1524.412815.483.7467.310.0067.3165.980.910.4117.0015.0061.497.3431.312916.231.5627.990.0027.9979.780.980.1817.0015.0027.551.3372.07滑动圆心=(4.345000,7.792000)(m)滑动半径=12.630000(m)滑动安全系数=1.272总的下滑力=699.256(kN)总的抗滑力=889.229(kN)土体部分下滑力=699.256(kN)土体部分抗滑力=589.229(kN)筋带的抗滑力=300.000(kN)地震作用下滑力=0.000(kN)============================================================================地基承载力计算1.下卧土层承载力验算计算点深度pzpczpz+pczfaz(m)(m)(kPa)(kPa)(kPa)(kPa)0.000.000.00.00.048.00.003.0013.660.073.6108.00.003.0513.861.174.8109.10.900.0015.80.015.848.00.903.0021.060.081.0108.00.903.0521.261.182.3109.12.900.0040.30.040.348.02.903.0042.360.0102.3108.0106
2.903.0542.461.1103.5109.14.900.0064.80.064.848.04.903.0065.960.0125.9108.04.903.0566.061.1127.1109.16.900.0089.40.089.448.06.903.0090.660.0150.6108.06.903.0590.761.1151.7109.18.900.00113.90.0113.948.08.903.00117.560.0177.5108.08.903.05117.561.1178.6109.111.250.00142.70.0142.748.011.253.00156.160.0216.1108.011.253.05155.961.1216.9109.113.250.00192.70.0192.748.013.253.00180.460.0240.4108.013.253.05180.161.1241.2109.115.250.00192.70.0192.748.015.253.00188.560.0248.5108.015.253.05188.361.1249.4109.117.250.00192.70.0192.748.017.253.00190.960.0250.9108.017.253.05190.861.1251.9109.119.250.00192.70.0192.748.019.253.00191.760.0251.7108.019.253.05191.761.1252.8109.121.250.00192.70.0192.748.021.253.00192.160.0252.1108.021.253.05192.161.1253.1109.123.250.00192.70.0192.748.023.253.00192.360.0252.3108.023.253.05192.361.1253.3109.125.250.00192.70.0192.748.025.253.00192.460.0252.4108.025.253.05192.461.1253.4109.127.250.00192.70.0192.748.027.253.00192.560.0252.5108.027.253.05192.461.1253.5109.129.250.00192.70.0192.748.029.253.00192.560.0252.5108.029.253.05192.561.1253.5109.131.250.00192.70.0192.748.031.253.00192.560.0252.5108.031.253.05192.561.1253.5109.133.250.00192.70.0192.748.0106
33.253.00192.560.0252.5108.033.253.05192.561.1253.5109.135.250.00192.70.0192.748.035.253.00192.560.0252.5108.035.253.05192.561.1253.5109.137.250.00192.70.0192.748.037.253.00192.460.0252.4108.037.253.05192.461.1253.5109.139.250.00192.70.0192.748.039.253.00192.460.0252.4108.039.253.05192.361.1253.4109.141.250.00192.70.0192.748.041.253.00192.260.0252.2108.041.253.05192.261.1253.3109.143.250.00192.70.0192.748.043.253.00192.060.0252.0108.043.253.05191.961.1253.0109.145.250.00192.70.0192.748.045.253.00191.460.0251.4108.045.253.05191.461.1252.4109.147.250.00192.70.0192.748.047.253.00190.060.0250.0108.047.253.05189.961.1251.0109.149.250.00192.70.0192.748.049.253.00185.860.0245.8108.049.253.05185.561.1246.6109.152.250.00192.70.0192.748.052.253.00156.360.0216.3108.052.253.05156.161.1217.2109.154.250.00118.20.0118.248.054.253.00122.860.0182.8108.054.253.05122.861.1183.9109.156.250.0093.60.093.648.056.253.0095.160.0155.1108.056.253.0595.261.1156.2109.158.250.0069.10.069.148.058.253.0070.260.0130.2108.058.253.0570.261.1131.3109.160.250.0044.60.044.648.060.253.0046.460.0106.4108.060.253.0546.461.1107.5109.162.600.0015.80.015.848.062.603.0021.060.081.0108.062.603.0521.261.182.3109.1106
63.500.000.00.00.048.063.503.0013.660.073.6108.063.503.0513.861.174.9109.1验算给定点下卧土层承载力计算点深度pzpczpz+pczγRfaz是否满足(m)(m)(kPa)(kPa)(kPa)(kPa)0.000.000.00.00.048.0满足！0.003.0013.660.073.6108.0满足！0.003.0513.861.174.8109.1满足！***pz--下卧层顶面处的附加应力值(kPa)***pcz--下卧层顶面处土的自重压力值(kPa)***faz--下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力值(kPa)以上软土地基沉降处治后的沉降量计算书表明，其中，路面竣工后,基准期内的残余沉降即（工后沉降）=0.069m=6.9cm<10cm，即桩号K6+005所在岸桥台及路堤相邻处基准期内的设计工后沉降量小于容许工后沉降量，该袋装砂井排水固结法处治方案技术指标得当，可以采用。至此，本设计中采用砂垫层+土工布加筋+袋装砂井固结排水法进行的软土地基稳定性与沉降处治设计完全符合软土路堤设计规范要求。106
2.K6+080处：============================================================================原始条件:106
计算目标:计算沉降、承载力和稳定路堤设计高度:6.240(m)路堤设计顶宽:41.000(m)路堤边坡坡度:1:1.500工后沉降基准期结束时间:180(月)荷载施加级数:1序号起始时间(月)终止时间(月)填土高度(m)是否作稳定计算10.0006.0006.240是路堤土层数:1超载个数:1层号层厚度(m)重度(kN/m3)内聚力(kPa)内摩擦角(度)15.48018.00017.00015.000超载号定位距离(m)分布宽度(m)超载值(kPa)沉降计算是否考虑稳定计算是否考虑10.01041.00050.000是是地基土层数:2地下水埋深:0.000(m)层号土层厚度重度饱和重度地基承载力快剪C快剪Φ固结快剪竖向固结系水平固结系排水层(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(kPa)(度)Φ(度)数(cm2/s)数(cm2/s)13.90015.80020.00048.0007.3006.83016.7500.000630.00063否23.40026.00020.00080.0000.00032.00015.0000.001500.00150否层号e(0)e(50)e(100)e(200)e(300)e(400)e(500)e(600)e(800)10.7210.6760.6360.6020.5870.5770.5730.5700.57020.7210.6760.6360.6020.5870.5770.5730.5700.570砂垫层106
砂垫层厚度:0.600(m)砂垫层的重度:26.000(kN/m3)砂垫层的C:0.000(kPa)砂垫层的Φ:32.000(度)加筋处置筋带计算方法:筋带力作用于切向方向筋带层数:1序号离地高度(m)设计拉力(kN)与土粘结强度(kPa)横向布置方式起始位置(m)结束位置(m)宽度(m)10.300200.00020.000通长布置---------竖向排水体预压排水体布置形式:正方形竖向排水体间距:1.500(m)竖向排水体的长度:5.000(m)竖向排水体直径:0.100(m)竖向排水体不考虑井阻承载力计算参数:承载力验算公式:p≤γR[fa]验算点距离中线距离:0.000(m)承载力抗力系数γR:1.00承载力修正公式:[fa]=[fa0]+γ2(h-h0)基准深度h0:0.000(m)固结度计算参数:地基土层底面:不是排水层固结度计算采用方法:微分方程数值解法多级加荷固结度修正时的荷载增量定义为“填土高*容重”填土-时间-固结度输出位置距离中线距离:0.000(m)填土-时间-固结度输出位置深度:0.000(m)沉降计算参数:地基总沉降计算方法:经验系数法主固结沉降计算方法:e-p曲线法沉降计算考虑超载超载产生的地基附加应力采用：直接法沉降修正系数:1.200沉降计算的分层厚度:0.500(m)分层沉降输出点距中线距离:0.000(m)压缩层厚度判断应力比=15.000%基底压力计算方法:按多层土实际容重计算计算时考虑弥补地基沉降引起的路堤增高量106
工后基准期起算时间:最后一级加载(路面施工)结束时稳定计算参数:稳定计算方法:有效固结应力法加载与路堤竣工的间隔时间(月):1稳定计算考虑地震力地震烈度:7度地震作用综合系数:0.250地震作用重要性系数:1.000稳定计算目标:给定圆心、半径计算安全系数圆心X坐标:3.728(m)圆心Y坐标:6.536(m)半径:10.604(m)条分法的土条宽度:1.000(m)============================================================================(一)各级加荷的沉降计算第1级加荷，从0.0~6.0月加载开始时，路基计算高度=0.000(m)，沉降=0.000(m)加载结束时，路基计算高度=6.518(m)，沉降=0.278(m)============================================================================(二)路面竣工时及以后的沉降计算基准期开始时刻:最后一级加载(路面施工)结束时刻考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为=6.518(m)路面竣工时,地基沉降=0.278(m)路面竣工后,基准期内的残余沉降=0.162(m)基准期结束时,地基沉降=0.440(m)最终地基总沉降=1.200*0.374=0.449(m)106
路面竣工时,路基横断面各点的沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-41.8040.0000.0000.278-38.8180.0000.0000.278-35.8320.0000.0000.278-32.8460.0000.0000.278-29.8600.0320.0320.246-26.8740.1130.0810.166-23.8880.1850.0720.094-20.9020.2350.0510.043-17.9160.2730.0380.005-14.9300.2770.0040.001-11.9440.2780.0010.000-8.9580.2780.0000.000-5.9720.2780.0000.000-2.9860.2780.0000.0000.0000.2780.0000.0002.9860.278-0.0000.0005.9720.278-0.0000.0008.9580.278-0.0000.00011.9440.278-0.0000.00014.9300.277-0.0010.001106
17.9160.273-0.0040.00520.9020.236-0.0380.04323.8880.185-0.0510.09426.8740.113-0.0720.16629.8600.032-0.0810.24632.8460.000-0.0320.27835.8320.0000.0000.27838.8180.0000.0000.27841.8040.0000.0000.278路堤竣工时，由于地基沉降引起路堤填筑面积增量:(1)由各点计算沉降梯形积分方法得ΔV=14.038(m2)(2)按照《铁路路基手册》方法得Δs=0.278(m)ΔV=11.078(m2)按照《铁路路基手册》方法，路堤顶面单侧加宽量:ΔW=0.128~0.154(m)基准期结束时,路基横断面各点的沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-41.8040.0000.0000.440-38.8180.0000.0000.440-35.8320.0000.0000.440-32.8460.0000.0000.440-29.8600.0670.0670.373-26.8740.1870.1200.253-23.8880.2930.1050.147-20.9020.3720.0800.068-17.9160.4300.0570.011-14.9300.4370.0070.003-11.9440.4390.0020.001-8.9580.4400.0010.001-5.9720.4400.0000.000-2.9860.4400.0000.0000.0000.4400.0000.0002.9860.440-0.0000.0005.9720.440-0.0000.0008.9580.440-0.0000.00111.9440.439-0.0010.00114.9300.437-0.0020.00317.9160.430-0.0070.01120.9020.373-0.0570.06723.8880.293-0.0800.14726.8740.187-0.1060.25329.8600.067-0.1200.37332.8460.000-0.0670.440106
35.8320.0000.0000.44038.8180.0000.0000.44041.8040.0000.0000.440路基横断面各点的最终沉降(中线为原点)坐标当时沉降两点间沉降与路堤中心(m)(m)差(m)沉降差(m)-41.8040.0000.0000.449-38.8180.0000.0000.449-35.8320.0000.0000.449-32.8460.0000.0000.449-29.8600.0700.0700.379-26.8740.1920.1220.257-23.8880.2990.1070.150-20.9020.3800.0810.069-17.9160.4380.0580.011-14.9300.4460.0080.003-11.9440.4480.0020.001-8.9580.4490.0010.001-5.9720.4490.0000.000-2.9860.4490.0000.0000.0000.4490.0000.0002.9860.449-0.0000.0005.9720.449-0.0000.0008.9580.449-0.0000.00111.9440.448-0.0010.00114.9300.446-0.0020.00317.9160.438-0.0080.01120.9020.380-0.0580.06923.8880.299-0.0810.15026.8740.192-0.1070.25729.8600.070-0.1220.37932.8460.000-0.0700.44935.8320.000-0.0000.44938.8180.000-0.0000.44941.8040.000-0.0000.449路面竣工时,距路基中线0.000(m)处各层的沉降层底深层厚自重应力(kPa)附加应力全应力(kPa)固结度层最终层当前分层主固层累计主压缩模沉降经(m)(m)(孔隙比)(kPa)(孔隙比)沉降mSc(m)沉降(m)106
结沉降(m)固结沉降(m)量(MPa)验系数0.5000.5002.5(0.719)172.1174.6(0.611)0.94380.03770.03600.03150.03152.741.384(1.084)1.0000.5007.5(0.714)172.1179.6(0.609)0.83310.03690.03170.03070.06222.801.380(1.080)1.5000.50012.5(0.710)172.1184.6(0.607)0.76030.03600.02880.03000.09222.871.375(1.075)2.0000.50017.5(0.705)172.1189.6(0.606)0.71060.03510.02660.02920.12142.941.370(1.070)2.5000.50022.5(0.701)172.1194.6(0.604)0.68020.03420.02510.02850.14993.021.365(1.065)3.0000.50027.5(0.696)172.0199.5(0.602)0.66900.03330.02410.02770.17763.101.360(1.060)3.5000.50032.5(0.692)171.9204.4(0.601)0.66340.03210.02310.02670.20433.221.352(1.052)3.9000.40037.0(0.688)171.8208.8(0.601)0.66120.02480.01780.02060.22503.331.345(1.045)4.4000.50041.5(0.684)171.7213.2(0.600)0.66050.02980.02140.02480.24983.461.336(1.036)4.9000.50046.5(0.679)171.6218.1(0.599)0.66000.02850.02050.02380.27363.611.326(1.026)5.0000.10049.5(0.676)171.5221.0(0.599)0.65990.00560.00400.00460.27823.701.320(1.020)5.5000.50052.5(0.674)171.3223.8(0.598)0.00150.02710.00450.02260.30083.791.314(1.014)6.0000.50057.5(0.670)171.1228.6(0.598)0.00120.02600.00440.02160.32243.951.303(1.003)6.5000.50062.5(0.666)170.8233.3(0.597)0.00090.02480.00420.02070.34314.121.288(0.988)7.0000.50067.5(0.662)170.5238.0(0.596)0.00060.02370.00400.01980.36294.311.269(0.969)7.3000.30071.5(0.659)170.2241.7(0.596)0.00020.01370.00230.01140.37434.481.252(0.952)最下面分层附加应力与自重应力之比=238.059%>15.000%压缩模量当量值=3.347Mpa,按地基规范GB50007-2002表5.3.5的沉降计算经验系数=1.344(1.044)============================================================================(三)填土--时间--沉降曲线输出位置，相对于路堤中线0(m)（即X=29.860(m)）时间(月)设计填土高度实际填土高度当时沉降(m)(m)(m)106
0.000.0000.0000.0000.600.6240.6520.0131.201.2481.3040.0251.801.8721.9550.0402.402.4962.6070.0593.003.1203.2590.0813.603.7443.9110.1074.204.3684.5630.1354.804.9925.2150.1655.405.6165.8660.1976.006.2406.5180.27824.006.2406.5180.36142.006.2406.5180.37860.006.2406.5180.39478.006.2406.5180.40796.006.2406.5180.416114.006.2406.5180.424132.006.2406.5180.430150.006.2406.5180.434168.006.2406.5180.438186.006.2406.5180.440============================================================================(四)填土--时间--固结度曲线输出位置，相对于路堤中线0.000(m)（即X=29.860(m)）输出深度为0.000(m)时间(月)设计填土高度固结度(m)0.000.0000.0000.600.6240.1001.201.2480.2001.801.8720.3002.402.4960.4003.003.1200.5003.603.7440.6004.204.3680.7004.804.9920.8005.405.6160.9006.006.2401.00024.006.2401.00042.006.2401.00060.006.2401.00078.006.2401.00096.006.2401.000106
114.006.2401.000132.006.2401.000150.006.2401.000168.006.2401.000186.006.2401.000============================================================================(五)稳定计算(1)第1级加荷,从0.0~6.0月,路基设计高度6.240(m),路基计算高度(考虑沉降影响)6.518(m)，加载结束时稳定结果抗滑力抗滑力抗滑力土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiWoiCqiΦqiUiΦgiWli下滑力WoiCosαiCiLiσiliCos编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kN)(kPa)(度)(度)(kN)(kN)tgΦqiαitgΦgi----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1-4.620.484.780.004.78-48.20-0.750.674.787.306.830.649216.750.0-3.60.410.10.02-3.701.3313.290.0013.29-41.13-0.660.7513.297.306.830.210816.750.0-8.71.29.00.03-2.772.0019.990.0019.99-34.77-0.570.8219.997.306.830.068416.750.0-11.42.08.20.04-1.852.5325.310.0025.31-28.88-0.480.8825.317.306.830.028616.750.0-12.22.77.70.05-0.922.9529.510.0029.51-23.30-0.400.9229.517.306.830.012916.750.0-11.73.27.40.060.003.3037.150.0037.15-18.13-0.310.9530.437.306.830.661816.756.7-11.63.56.61.370.864.6758.830.0058.83-12.95-0.220.9737.357.306.830.661016.7521.5-13.24.47.44.3土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiCqiΦqi下滑力抗滑力抗滑力编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kPa)(度)(kN)WiCosαitgΦqCiLi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------转为总应力法81.855.2469.080.0069.08-7.65-0.130.990.0032.00-9.2042.780.00106
转为总应力法92.795.9480.950.0080.95-2.54-0.041.000.0032.00-3.5950.530.00转为总应力法103.736.5592.020.0092.022.540.041.000.0032.004.0857.450.00转为总应力法114.677.09102.310.00102.317.650.130.990.0032.0013.6263.360.00抗滑力抗滑力抗滑力土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiWoiCqiΦqiUiΦgiWli下滑力WoiCosαiCiLiσiliCos编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kN)(kPa)(度)(度)(kN)(kN)tgΦqiαitgΦgi----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------125.617.53111.530.00111.5312.810.220.9835.587.306.830.661016.7576.024.74.27.015.1136.557.90120.130.00120.1318.080.310.9533.147.306.830.661816.7587.037.33.87.217.3147.488.17127.810.00127.8123.510.400.9229.797.306.830.663716.7598.051.03.37.519.6158.428.35134.460.00134.4629.180.490.8725.427.306.830.669616.75109.065.62.77.822.0169.367.84129.960.00129.9635.070.570.8219.317.306.830.684716.75110.774.71.98.122.81710.277.19123.470.00123.4741.330.660.7512.817.306.830.734516.75110.781.51.28.824.51811.176.37115.260.00115.2648.270.750.674.607.306.830.882616.75110.786.00.49.929.4土条起始x土条面土条自条上荷总重αiSinαiCosαiCqiΦqi下滑力抗滑力抗滑力编号(m)积(m2)重(kN)重(kN)(kN)(度)(kPa)(度)(kN)WiCosαitgΦqCiLi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------1912.082.7249.920.0049.9253.950.810.590.0032.0040.3618.360.002012.514.6383.370.0083.3761.030.870.4817.0015.0072.9410.8231.932113.421.9434.970.0034.9778.010.980.2117.0015.00106
34.211.9574.86滑动圆心=(3.728000,6.536000)(m)滑动半径=10.604000(m)滑动安全系数=1.619总的下滑力=528.638(kN)总的抗滑力=855.618(kN)土体部分下滑力=500.853(kN)土体部分抗滑力=655.618(kN)筋带的抗滑力=200.000(kN)地震作用下滑力=27.784(kN)============================================================================地基承载力计算1.下卧土层承载力验算计算点深度pzpczpz+pczfaz(m)(m)(kPa)(kPa)(kPa)(kPa)0.000.000.00.00.048.00.003.9017.478.095.4158.00.005.0021.6100.0121.6180.00.007.3029.7146.0175.7226.00.900.0016.10.016.148.00.903.9024.678.0102.6158.00.905.0028.5100.0128.5180.00.907.3036.1146.0182.1226.02.900.0041.20.041.248.02.903.9045.178.0123.1158.02.905.0047.7100.0147.7180.02.907.3053.2146.0199.2226.04.900.0066.20.066.248.04.903.9069.078.0147.0158.04.905.0070.6100.0170.6180.04.907.3073.4146.0219.4226.06.900.0091.30.091.348.06.903.9095.778.0173.7158.06.905.0096.0100.0196.0180.06.907.3095.4146.0241.4226.09.360.00122.10.0122.148.09.363.90132.278.0210.2158.09.365.00128.6100.0228.6180.09.367.30121.9146.0267.9226.011.360.00172.10.0172.148.0106
11.363.90154.878.0232.8158.011.365.00149.2100.0249.2180.011.367.30139.5146.0285.5226.013.360.00172.10.0172.148.013.363.90164.978.0242.9158.013.365.00160.7100.0260.7180.013.367.30151.9146.0297.9226.015.360.00172.10.0172.148.015.363.90168.778.0246.7158.015.365.00166.1100.0266.1180.015.367.30159.5146.0305.5226.017.360.00172.10.0172.148.017.363.90170.378.0248.3158.017.365.00168.7100.0268.7180.017.367.30164.0146.0310.0226.019.360.00172.10.0172.148.019.363.90171.078.0249.0158.019.365.00170.0100.0270.0180.019.367.30166.6146.0312.6226.021.360.00172.10.0172.148.021.363.90171.478.0249.4158.021.365.00170.6100.0270.6180.021.367.30168.1146.0314.1226.023.360.00172.10.0172.148.023.363.90171.678.0249.6158.023.365.00171.0100.0271.0180.023.367.30169.1146.0315.1226.025.360.00172.10.0172.148.025.363.90171.778.0249.7158.025.365.00171.3100.0271.3180.025.367.30169.7146.0315.7226.027.360.00172.10.0172.148.027.363.90171.878.0249.8158.027.365.00171.4100.0271.4180.027.367.30170.0146.0316.0226.029.360.00172.10.0172.148.029.363.90171.878.0249.8158.029.365.00171.4100.0271.4180.029.367.30170.1146.0316.1226.031.360.00172.10.0172.148.031.363.90171.878.0249.8158.031.365.00171.4100.0271.4180.031.367.30170.1146.0316.1226.033.360.00172.10.0172.148.0106
33.363.90171.778.0249.7158.033.365.00171.3100.0271.3180.033.367.30169.8146.0315.8226.035.360.00172.10.0172.148.035.363.90171.778.0249.7158.035.365.00171.2100.0271.2180.035.367.30169.4146.0315.4226.037.360.00172.10.0172.148.037.363.90171.578.0249.5158.037.365.00170.9100.0270.9180.037.367.30168.7146.0314.7226.039.360.00172.10.0172.148.039.363.90171.278.0249.2158.039.365.00170.4100.0270.4180.039.367.30167.5146.0313.5226.041.360.00172.10.0172.148.041.363.90170.778.0248.7158.041.365.00169.4100.0269.4180.041.367.30165.4146.0311.4226.043.360.00172.10.0172.148.043.363.90169.778.0247.7158.043.365.00167.6100.0267.6180.043.367.30162.0146.0308.0226.045.360.00172.10.0172.148.045.363.90167.378.0245.3158.045.365.00164.0100.0264.0180.045.367.30156.2146.0302.2226.047.360.00172.10.0172.148.047.363.90161.178.0239.1158.047.365.00156.0100.0256.0180.047.367.30146.4146.0292.4226.050.360.00172.10.0172.148.050.363.90132.478.0210.4158.050.365.00128.7100.0228.7180.050.367.30122.0146.0268.0226.052.360.0097.10.097.148.052.363.90102.478.0180.4158.052.365.00102.3100.0202.3180.052.367.30100.6146.0246.6226.054.360.0072.00.072.048.054.363.9074.978.0152.9158.054.365.0076.3100.0176.3180.054.367.3078.4146.0224.4226.056.360.0046.90.046.948.0106
56.363.9050.478.0128.4158.056.365.0052.7100.0152.7180.056.367.3057.6146.0203.6226.058.820.0016.10.016.148.058.823.9024.678.0102.6158.058.825.0028.5100.0128.5180.058.827.3036.1146.0182.1226.059.720.000.00.00.048.059.723.9017.478.095.4158.059.725.0021.6100.0121.6180.059.727.3029.7146.0175.7226.0验算给定点下卧土层承载力计算点深度pzpczpz+pczγRfaz是否满足(m)(m)(kPa)(kPa)(kPa)(kPa)0.000.000.00.00.048.0满足！0.003.9017.478.095.4158.0满足！0.005.0021.6100.0121.6180.0满足！0.007.3029.7146.0175.7226.0满足！***pz--下卧层顶面处的附加应力值(kPa)***pcz--下卧层顶面处土的自重压力值(kPa)***faz--下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力值(kPa)以上软土地基沉降处治后的沉降量计算书表明，其中，路面竣工后,基准期内的残余沉降即（工后沉降）=0.162m=16.2cm<20cm，即桩号K6+080所在岸桥台及路堤相邻处基准期内的设计工后沉降量小于容许工后沉降量，该袋装砂井排水固结法处治方案技术指标得当，可以采用。至此，本设计中采用砂垫层+土工布加筋+袋装砂井固结排水法进行的软土地基稳定性与沉降处治设计完全符合软土路堤设计规范要求。106
3.13附图广佛高速公路K5+780~K6+400路段软土路堤处治设计图GF—13106
第四章软土地基路基施工组织设计4.1工程概况及工程量4.1.1工程地质广佛高速公路本工程K5+780~K6+400地处冲积的河流阶地的砂土，该区软土淤泥分布面广，为表层淤泥。一般埋藏在耕植土或表层粘土或亚粘土之下。层底标高在-1.7~-6.17m，层厚1.1~6.15m。褐灰色-浅灰色。由大量含有机质的粘土，局部地段含少量砂组成。质地稀软，饱和--过湿，具软塑--易液化状态。自地面以下依次为耕植土层、淤泥层、厚层中细砂层、粘土（亚粘土）层（或位于两层之间）。淤泥层呈软-流塑、过饱和状态，砂层厚2.5~3.0m，最厚可达12.2m，一般为细砂层。4.1.2软基处治形式经各种处理方法的技术经济比较，本线决定采用砂垫层+土工布加筋路堤进行稳定性处治及与袋装砂井联合使用的沉降性处治方案。1.对于砂垫层，砂垫层厚度为60cm，在沉降量较大时设置40-60cm的预拱度以保证砂垫层的使用性质。2.对于土工布加筋路堤，采用聚乙烯编织土工材料,选取抗拉强度高，变形小，老化慢的土工合成抗拉柔性材料作路堤的加筋材料以提供足够的抗拉力，材料的纵向或强度高的方向应垂直于公路的中线铺设，设置在路堤的底部，以保证路基的稳定。土工合成材料设置与路堤底部，不直接设置于原地基表面，而是在地表设置40cm的砂垫层厚再铺设。3.对于袋装砂井，袋装砂井排水法是在普通砂井的基础上发展起来的一种软土地基处理方法，它是普通砂井的发展和提高。相对于普通砂井，此法用砂量少、施工方便、快捷。它的布置一般采用正106
。理论和实践表明，在软基中设置竖向排水体大大缩短了排水距离，加速了地基的固结过程，能明显提高预压的效果，这种预压方式在人工构造物与路堤相邻的过渡段，能达到控制严格的工后沉降的要求。袋装砂井的间距是影响固结速率最重要的因素之一。在附加荷载一定的条件下，井距愈小，固结愈快，井距愈大，固结愈慢。4.1.3主要工程数量广佛高速公路工程量造价分析：主要工程量为60cm砂垫层，土工布（格栅）一层，袋装砂井（正方形形分布，桩径10cm，间距1.5m,第一计算段落的桩长3m，第二计算段落的桩长为5m）；预压土方每公里路基处治造价约54.4元/m2,234.9万元/km，如需卸载，每公里造价约增加10多万元。全路段除了桥台和涵洞位置外，均铺设一垫层.该垫层为砂砾压实，强度高，透水性差。在路中心处，垫层高约0.6m，沿路基横断面向两侧减薄。第一计算段落设置间距为1.5m深度为3m的袋装砂井，按正方形型布置；第二计算段落设置间距为1.5m深度为5m的袋装砂井，按正方形型布置。土石方7038；第一计算段落的清表土：24294.4；第二计算段落的清表土：9270.8第一计算段落的土工布：16562；第二计算段落的土工布8428：全线软基长度大约有620m，需处理软土路基路段共长620m；袋装砂井处理路段400m，累计砂井总长为36531m，平均长度4m,最大长度为5m；砂垫层14920.8。4.2施工准备与要求4.2.1施工场地准备1.做好施工测量控制网的复测和加密工作，敷设施工导线和水准点；2.建立工地试验室，开展原材料检测和施工配合比确定工作；3.施工现场的补充钻探；4.做好施工期间的排水措施，对常年地表积水，水塘地段，按设计要求对软土地基场地地段进行抽淤、回填、压实、整平。三通一平，即通水、通电、通路、场地平整；用推土机进行初平，再用平地机进行终平，控制层面平整、均匀，摊铺时层面做成向一侧倾斜的2%的横向排水坡，以利于路基面排水；5.106
建造临时设施：按照施工总平面图的布置，建造三区分离的生产、生活、办公和储存等临时房屋，以及施工便道、便桥、沥青混合料、路面基层（底基层）、结构层混合料、水泥混凝土搅拌站和构件预制场等大型临时设施；6.安装调试施工机具；7.原材料的储存堆放；8.做好冬雨季施工安排；9.落实消防和保安措施。4.2.2材料准备1.砂垫层砂垫层中材料采用洁净中、粗砂，含泥量不大于5%，将其中的植物、杂质除尽，也可采用天然级配砂砾料，最大粒径为5cm，砾石强度不低于四级（即洛杉矾法磨耗率小于60%）。2.土工布加筋土工合成材料应具有质量轻、整体连续性好、抗拉强度较高、耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好、施工方便等优点，土工合成材料选取根据出厂单位提供的幅宽、质量、厚度、抗拉强度、顶破强度、和渗透系数等测试数据以满足设计要求[10]。第一计算段落选取多纤维编织的土工合成材料的抗拉强度为300KN/m，延伸率为20%。第二计算段落选取多纤维编织的土工合成材料的抗拉强度为200KN/m，延伸率为20%3.袋装砂井第一第二计算段落均采用砂井直径采用10cm的聚乙烯编织袋装砂井，抗拉强度能保证承受砂袋自重，装砂后砂袋的渗透系数应不小于砂的渗透系数，其中的砂需采用渗水率较高的中粗砂，大于0.5mm的砂的含量宜占总重的50%以上。含泥量不大于3%，袋装砂井直径10cm，间距1.5m，正方形排列，第一计算段落的桩长为3m，第二计算段落的桩长为5m。4.2.3其他准备工作1.收集并熟悉有关施工图、工程地质报告、土工试验报告以及地下管线、构造物等资料。2.编制施工组织设计与施工大纲。3.原材料半成品、成品的检验。4.施工机械设备调试。106
1.必要的成桩试验，在进行袋装砂井施工前，先要在相应的场地上进行试打，以确定相应的施工工艺参数并判定打设效果，为大面积施工提供质量控制的微观标准。2.施工中遵循按图施工的原则和边观察，边分析的方法，如发现现场地质情况与设计提供资料不符或原设计的处治方式因故不能实施需要变更设计时，及时报告根据有关规定报请变更设计。3.认真做好原始记录，积累资料，不断总结经验，严格执行有关安全，劳保和环境保护等规定。4.2.4施工组织系统及人员，机械配置1.由项目经理（负责全面指挥）、副经理（负责生产、协调）、总工（技术方案制定）、工程部长（负责路基施工技术实施）、质检（质量、安全监控）、交管综合部长（交通协调、应急处理、现场交通指挥）、试验主任（试验检验）、施工队长（全面负责现场施工）、施工员（负责现场施工）、专职安全员（安全措施的落实检查）、机材（材料进场、机械）、办公、综合等科室组成，共70人。负责现场施工组织与管理，施工指挥，技术指导，服务与协调等工作。软基场地前期准备施工（清淤，回填，压实等作业）：安排5个作业组。道路工程师1人，技术员5人，工长5人，测量5人，试验5人，机械作业工2人。力工150人。砂垫层施工：安排一个作业组，路面工程师1人，工长1人（负责班组工作），技术员1人，测量员2人，试验员2人，质检员1人，司机5人（操作压路机、推土机、挖掘机），力工5人（负责配合机械铺设垫层施工中局部平整）。袋装砂井施工：安排四个作业组，工程师2人，工长3人，技术员4人，测量员4人，试验员5人，质检员3人，机械作业手3人，劳动力12人。土工布加筋施工：安排一个作业组，路面工程师2人，工长2人，技术员1人，测量员2人，试验员2人，质检员1人，力工20人。路堤分层填筑及预压施工：106
安排2个作业组，路面工程师3人，工长3人，技术员3人，测量员2人，试验员2人，质检员2人，力工50人。2.机械配置列于表4.1表4.1机械配置列表机械项目数量挖掘机2大型推土机320t振动式压路机2装载机2全站仪2水准仪2履带臂架式打桩机25t自卸汽车4备用发电机3水泵2注：以上设备数量按需增配，其他设备按需增配。4.3主要施工方法前期准备工作→清挖地表淤泥草根及平整场地→砂垫层→袋装砂井→土工布→路堤填筑。4.3.1清挖地表淤泥草根及平整场地的施工先将天然路基上处理范围内淤泥草根挖除，清除软基处理70m范围内的杂物，建筑垃圾，使路基底面软基处理层平整顺适，进行软基处理场地平整，人工、机械、设备进场后，采用挖掘机、推土机平整场地，以利预压的正常施工。清挖淤泥时，注意旧路的稳定，可在路肩设置位移边桩，加强观测，特殊情况设置支挡措施。4.3.2砂垫层的施工砂垫层施工按图纸或监理工程师的要求，在清理的基底上分层铺筑符合要求的砂或砂砾垫层，分层铺筑松厚不得超过200mm，并逐层压实至规定的压实度。施工时严禁扰动垫层下卧层及侧壁的软土土层。砂垫层施工能承受一般运输机械时，采用机械分摊法，先堆成若干个砂堆，用机械或人工摊平。施工中避免对软土表层的过大扰动，以免造成砂和淤泥混合，影响垫层的排水效果[2]。压实厚度为15-20cm,106
填筑砂砾垫层的基面和层面铺有土工布时，在砂砾垫层上下各厚100mm层次中不得使用轧制的粒料，以免含有裂口的碎砾石损伤土工布。施工中应避免砂或砂砾受到污染。如监理工程师认为有严重污染，承包人应换料重填，并承担其费用。关键是将砂加密到设计要求的密实度。加密的方法常用的有振动法，包括平振、插振、夯实，水撼法、碾压法等。要求分层铺砂，然后逐层振密或压实，分层的厚度视振动力的大小而定，一般为15-20cm，分层碾压时，要求不断进行整平工作，保证压实厚度的均匀性，砂料进场后及时用推土机摊铺整平，各层用轻型滚式压路机压实，本工程选为18cm，砂垫层要求无明显粗细粒料分离，最大粒径不大于5cm，砂垫层宽度宽出路基边脚0.5-1.0m，两侧墙以片石护砌或采用其他方式防护，以免砂料流失。本工程采用片石护砌。本工程选用碾压法加密，最佳含水量控制为8-12%。压实度为90%以上。砂垫层施工工艺流程：4.3.3袋装砂井的施工106
1.施工工艺流程为：整平原地面、摊铺下层砂垫层、机具定位、打入导管、沉入砂袋、拔出套管、机具移位、埋砂袋头、摊铺上层砂垫层。2.整平场地，机具配备，砂料及砂袋以及成孔用的套管、桩尖准备完成，安排4台袋装砂井履带臂架式打桩机施工，将导向架固定在孔位，在孔位处下挖0.1-0.15m深小坑，稳住管尖，放下套管，带上桩帽，放好重锤。将钢套管打至设计标高，使管端张开，准备好砂井长度长约30cm的土工布制成的袋，将底部扎紧，在袋底装一定数量的砂，然后放入套管中，沙袋灌入砂后，用臂架吊起垂直放入管中。用空压机向套管机加压，上拔套管。3.定位要准确，砂井垂直度要好，这样就可确保排水距离和理论计算一致。4.砂料含泥量要小，这对于小断面的砂井尤为重要，直径小，长细比大的砂井，井阻效应较为显著，一般含泥量要求小于3%。5.袋中砂宜风干砂，不宜潮湿砂，以免袋内砂干燥后，体积减少，造成袋装砂井缩短与排水垫层不搭接等质量事故。6.聚乙烯编织袋在施工中应避免太阳光长时间直接照射。7.砂袋入口处的导管应装滚轮，避免砂袋刮破漏砂。8.施工中经常检查，桩尖与导管口的密封情况避免导管内进泥太多，影响加固深度。9.确定袋装砂井施工长度时，考虑袋内砂体积减少，袋装砂井在孔内的弯曲、超深以及伸入水平排水垫层内的长度等因素，本工程广佛高速公路采用袋装砂井长度为10m，穿越软土层进入到砂层内，与砂层连接。控制砂井的设计入土长度，在钢管上画出标尺，拔钢套管时注意垂直起吊，防止带出砂袋，施工中发生上述现象，在原孔边缘重打，连续两次将砂袋带出，停止施工，查明原因后再施工。10.施工机具：采用振动式打设机械，进行方式为履带臂架式，砂袋采用聚乙烯编织袋，厚度0.5mm，抗拉强度为91.6N/cm，延伸率为20%(干湿状态）。11.砂袋流出孔口长度伸入砂垫层30cm，不得卧倒。为了减少纵断面线形受不均匀沉降的影响，砂井布置以密度、深度渐变分级。4.3.4埋设土工布1.106
在清除表层淤泥草根后的天然地基上，压实整平，先铺30cm的砂垫层，待袋装砂井完成后，再完成摊铺10cm砂垫层，最后在其砂垫层表面铺设土工布。1.布设土工布材料时，应将强度高的方向设置于垂直于路堤轴线方向，以便充分发挥其加筋效果。采用后卸式卡车沿加筋材料两侧边缘倾斜填料，以形成运土的交通便道，并将土工材料张紧。将填料卸在已摊铺完毕的土面上，卸土高度不大于1m，卸土后立即摊铺。填土顺序由两侧向中心平行于路堤中线对称填筑，保持填土施工面成U形。2.在摊铺好的砂垫层上，沿道路横断面铺设土工织物。铺设采用人工方法，按设计路堤宽度全断面铺设并每边留3m长的锚固长度。铺设中每条土工织物搭接5cm，土工织物拉直平顺。3.土工合成材料铺设不允许有褶皱，采用插钉等措施固定土工合成材料于填土层表面。4.铺设土工合成材料应平整，表面严禁有碎块石等坚硬突出物。5.土工合成材料摊铺好后立即用土料填盖，避免其受到阳光过长时间的直接暴晒。6.施工时，在摊铺好的砂垫层上，沿道路横断面方向铺设土工织物，铺设采用人工方法，按设计路堤宽度全断面铺设并每边留3m长的锚固长度。4.3.5分阶段软土路基路堤填筑施工与设计当土工织物铺设一定范围即开始填土，在开始阶段，汽车倾斜卸料于土工织物上，用人工或推土机整平，循序向前推进。当第一层土填筑一定长度后，即用20t振动压路机开始碾压，填土是边挖边填，天然含水量接近最佳含水量，压实效果良好，要求压实厚度为30cm，压实度不小于90%，第一层碾压完毕后，人工修正锚固填土，使锚固端土工织物反卷在压实的土面上，锚固端平顺一致，锚固端外侧用土覆盖0.5m，以防止人为破坏，按设计要求保证锚固长度为3m[13]。调整路拱坡达3%左右，土工织物加筋层施工完毕后，开始路堤的正常填筑。路基填土含水量大于最佳含水量可在路外晾晒，也可在路基上用铧犁翻拌晾晒，含水量不足，用水车洒水补充，用自卸车运合格的土到现场，按每延米用土量严格卸土，摊铺时按照设计要求，控制好纵坡和横坡的坡度，碾压式，由路边线向路中线方向碾压，前后两次轮迹重叠不少于二分之一轮迹，地基水较大的路基，由路中线向路边线方向碾压。106
填筑路堤加载预压部分用渗水性细粒土分层填筑，具体要求与路基相同，使这些材料能为后期工程所利用，并不使材料受污染，卸除的填料可予以利用。加载预压路堤顶部修建具有2.5%-4.0%的横坡，保证预压期内有良好的排水条件，预压部分的压实度需满足路基施工技术规范的压实要求，应达到重型压实标准的90%，注意路堤排水。预压路堤构筑后，原则上不少于6个月，由于本线工期紧，本工程广佛高速公路设计沉降期为230天。本工程分两次加荷，加荷过程中，应进行沉降和稳定检测，接近或达到极限填土高度时，严格控制填土速率，每填一层，进行一次监测。控制标准为：路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于1.0cm，坡脚水平位移速率每昼夜不大于0.5cm。填筑速率以水平位移控制为主，超过此限立即停止填筑。路堤与桥台衔接部位，路堤与锥坡预压填土同步填筑与碾压。大型压路机不易到位的边角用小型打夯机夯压密实，分层碾压厚度控制在15cm，堆载预压期满足路堤施工完成后，路面、结构物施工前有足够时间使地基排水固结。软土路基施工时，应注意环境保护，所挖淤泥草根安排在适当地点堆放，妥善处理，尽量利用荒地，做到填平补齐，造田造地，排除积水时，引入沟渠，勿使其污染水源、农田、鱼塘或其他建筑物。路堤压实后，报请监理，按设计规范要求现场取样做压实度试验。1.K6+005处：============================================================================(一)各级加荷的沉降计算第1级加荷，从0.0~6.0月加载开始时，路基计算高度=0.000(m)，沉降=0.000(m)加载结束时，路基计算高度=7.658(m)，沉降=0.159(m)============================================================================(二)路面竣工时及以后的沉降计算基准期开始时刻:最后一级加载(路面施工)结束时刻考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为=7.658(m)路面竣工时,地基沉降=0.159(m)路面竣工后,基准期内的残余沉降=0.069(m)基准期结束时,地基沉降=0.228(m)最终地基总沉降=1.200*0.190=0.228(m)106
2.K6+080处：============================================================================(一)各级加荷的沉降计算第1级加荷，从0.0~6.0月加载开始时，路基计算高度=0.000(m)，沉降=0.000(m)加载结束时，路基计算高度=6.518(m)，沉降=0.278(m)============================================================================(二)路面竣工时及以后的沉降计算基准期开始时刻:最后一级加载(路面施工)结束时刻考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为=6.518(m)路面竣工时,地基沉降=0.278(m)路面竣工后,基准期内的残余沉降=0.162(m)基准期结束时,地基沉降=0.440(m)最终地基总沉降=1.200*0.374=0.449(m)106
4.4试验路堤与标准路堤的沉降期稳定性和沉降观测设计4.4.1试验路段的沉降期稳定性和沉降观测设计本工程广佛高速公路试验工程区段选为K5+780-K6+400，试验段预压后期，采用原位测试做检验，观测期为一年半，工程部应提交完善设计和指导施工的研究报告。1.试验路段平面布置一种试验观测路段中的各种测点宜集中布置在垂直于路堤中心的横轴线上。当测点多而在横轴线上布置不下时，紧靠轴线两侧布设，设有中央分隔带时，路中的测点布设于中央分隔带中。2.横向立面布置图外露的侧标布置在路中、路肩、边坡及路基以外部位，水杯、土压力盒及单孔出水量井等隐埋式测点，根据需要在全断面布设。边坡趾部及以外边桩视地基变形情况确定测点位置，孔隙水压力计要求一孔单只埋设，深度方向不在同一垂线上，但平面位置应尽可能聚集在一起，以便电缆集中外引和保护。所有的观测仪标均应在地基处理后、路基填筑前埋设完毕，立即填筑必须在所有的观测仪标完成初读数后进行。试验路堤试验路段观测项目和数量为106
观测项目仪标名称数量沉降地表沉降地表沉降计（沉降板）3地基深层沉降深层沉降计1地基分层沉降深层分层沉降标1水平位移地面水平位移水平位移桩（边桩）2地基土体水平位移地下水平位移标（测斜仪、管）3应力土压力土压力计1应力地基孔隙水压力孔隙水压力计8其它地下水位（辅助观测）地下水位观测计8出水量（辅助观测）单孔出水量计53.沉降观测分为，地面沉降观测深层沉降观测和分层沉降观测。埋设要点如下：采用钻孔导孔埋设，钻孔垂直偏差率不大于1.5%，并无塌孔缩孔现象存在，遇到松散软土层下设套管或泥浆护壁，钻孔深度，对分层标即为埋设深度，对深层沉降标为埋设深度以上50cm，成孔后必须清孔。分层标埋设时先埋置波纹管，第一节波纹管底部必须封死，至一定深度后，插入导管与波纹管一并压至孔底。当埋置深度较大时，波纹管与导管均应随埋随接，接口必须牢固，不能采用磁感材料作固定件，波纹管露出15cm-20cm，用水泥混凝土固定，导管外漏30cm-50cm。随填土增高接主杆和保护管。分层和深层沉降标至孔底定位后，用砂子填塞钻孔孔壁与波纹管或保护管之间隙。待孔侧土回淤稳定后，测定初始读数，对于分层标应先用水准仪测出导管管口高程，并用磁性测头自上向下依次逐点测读管内各感应线圈至管口的距离，换算出各点高程，连续测读数日，稳定读数即为初始读书。分层沉降标埋设难度大，且外露标管对施工影响较大，易遭受碰撞，埋设于路中心，深层沉降标在路中点埋设。4.水平位移稳定性监测通过地面水平位移监测和土体水平位移监测来实现。埋设要点如下：106
本工程路段边桩沿纵向每隔100m设置一个观测断面，桥头路段设置3个观测断面，位移观测边桩根据需要埋设在路堤两侧趾部，以及边沟外缘与外缘以外10m远处。在趾部以外设置3到4个位移边桩。同一观测断面的边桩埋在同一横轴线上。边桩采用钢筋混凝土预制，混凝土标号为C30,长度为1.5m，断面采用正方形，边长为15cm。在桩顶预埋不易磨损的测头。埋置深度为地表以下1.2m，桩顶露出地面高度为10cm，采用打入边桩埋置法，桩周围回填密实，桩周上部用水泥混凝土浇筑固定。采用单三角前方交会法观测。我国几条高速公路的软基试验工程观测资料均证实，地基在路堤荷载作用下，主体最大的水平位移发生于地面以下5m～8m的范围内，而地面的位移要比最大点的位移小得多。由此可知，土体的破坏不是从地表面开始向下发展，而是从5m～8m处的最大位移点逐渐向上发展，根据这一实际情况，试验工程中路堤范围之内水平位移的观测要求采用测斜管法。测斜管采用塑料管，管内纵向的十字导槽润滑顺直，管端接口密合，测斜管埋设于路堤边坡趾部或边沟上口外缘1.0m左右的位置。采用钻机导孔，导孔要求垂直，偏差率不大于1.5%，底部置于深度方向水平位移为零的硬土层中至少50cm或基岩上，管内的十字导槽对准路基纵横方向。5.应力监测包括孔隙水压力观测，土压力观测。埋设要点如下：孔隙水压力平面布点集中于路中心，与沉降、水平位移观测点位于同一观测断面上。每种土层均有测点，土层较厚时每隔3-5m设一个测点，埋置深度及至压缩层底。土压力计埋设位置按试验要求进行竖向埋置，采用挖坑埋设法，坑槽底面平整密实，上下四周大约20cm范围用细砂填实。每只土压力计外引电缆编号，集中引入观测箱，同时记录各测点编号与其对应引线长度，及时观测，埋设后的土压力计在初始读数稳定后进行其上的填筑工作。6.辅助监测手段包括地下水位井与单孔出水量井。埋设要点如下：地下水位井埋设在距离路堤坡脚50m路堤应力范围以外，水位管采用直径60mm的聚氯乙烯管，长2.5m，采用钻孔埋入，上口加盖保护，测量时间与孔隙水压力计观测同步。单孔出水量井埋设在路中，路肩或坡脚。所有观测仪标均在地基处理后、路基填筑前埋设完毕，路基填筑必须在所有仪标完成初读数后进行。7.106
对地表沉降、深层沉降、土压力盒及地下水位井，坚持每次加载和加载后测量，并且每次观测的时间不超过三天，对分层沉降、测斜标以及边桩，在加载过程中，每5-10天测一次，加载完后减至10-15天测一次，单孔出水量取所有出水量，每两天取出水量，每次测量地表沉降的同时测量边桩的高程变化，以控制加载速率。地表沉降、深层沉降采用水准仪三级测量二级校核，边桩位移用红外线测距仪进行测量。8.为了保证施工期的稳定性，必须严格控制施工加荷速率，并认真进行观测控制，砂井深度为10m，沉降速率控制在<10mm每天，侧向位移控制标、位移边桩每天不超过5mm，相应填土加载速率，要求每一层填筑厚度控制在0.3m每天，月平均每天0.03m以内。4.4.2标准路堤的沉降期稳定性和沉降观测设计观测项目如表4.8所示：表4.8标准路堤观测项目及数量观测项目仪具名称数量地表沉降量地表型沉降计（沉降板）3地表水平位移量及隆起量地表水平位移桩2地下土体分层水平位移量地下水平位移计（测斜管）3对标准路堤的沉降与稳定观测：必须注意对于观测地表面位移边桩的地表水平位移量及隆起量，一般路段沿纵向每隔100-200m设置一个观测断面，桥头路段设置2-3个观测断面，桥头纵向坡脚、填挖交界的填方端、沿河等特殊路段酌情增设观测点，地形条件差、地形变化大、设计问题多的部位和土质调查点附近设置观测点[9]。测点标杆安装时严格按规定进行，安装必须稳固，露出地面的部分设置保护装置，路面施工期间采取严格的保护措施，发现标杆受拉或移位，立即修复，保证观测数据的连续性。沉降与稳定的观测每填筑一层观测一次，两次填筑间隔时间较长时，每天三观测一次，路堤填筑完成后，预压期的观测视地基稳定情况定，一般半月或者每月观测一次，直到预压期结束。路堤稳定出现异常情况时立即停止加载并采取果断措施，待路堤恢复稳定后继续填筑。106
沉降板观测标、边桩、测斜管在观测期间必须采取有效措施加以保护或专人看管，沉降板及边桩除采取有力的保护措施外，在标杆上竖有醒目的警示标志，测量标志一旦遭受碰撞，立即复位并复测，测斜管除应防止碰撞外，必须做好管口的封口工作，以防异物落入管内造成堵塞而报废。第一块沉降板设置在桥头搭板末端，沉降板间距为50m。沉降观测频率中，当位移曲线骤然变大时，要跟踪观测，分析原因，并考虑采取相应措施。4.5保证施工进度与安全文明施工措施4.5.1工期保证措施1.优化施工方案，优化配套机械设备，提高设备利用率和机械化作业程度，为工程赢得时间，确保工期。2.提前做好施工准备，保证三快，进场快，安家快，开工快，抓住施工有利季节，不断掀起施工高潮。3.精心编制实施性施工组织设计，实行动态网络管理。及时调整各分项工程的计划进度和劳力、机械、确保工程按时完工。4.强化施工调度指挥与协调工作，超前布局谋势，密切监控落实，及时解决问题，避免搁置耽误。重点项目或工序采取垂直管理，横向强制协调的强硬手段，介绍中间环节，提高决策速度和工作效率。4.5.2安全保证措施1.设置安全管理组织机制并制定安全目标，安全管理组织机构图如下：2.深化安全教育，强化安全意识，工作人员上岗前进行工作技术培训和安全教育，牢记安全第一的宗旨，安全员持证上岗。106
3.抓好现场管理，搞好文明施工，易燃易爆品必须妥善保管，工程材料合理堆放，正确使用水管路，供电线路。加强班组建设，选好班组长，安全员。4.严肃施工纪律和劳动纪律，杜绝违章指挥和违章操作。改善劳动条件，搞好劳动保护，做好防盗防火防破坏工作，加强机械设备检查、保养、维修，实行交通安全管制，建立伤亡事故及时报告制度，明确各级人员的安全生产责任制度。4.6施工中工程的环保措施1.对标段进场后做好全面规划，对环保工作综合治理，并与地方环保部门取得联系，按环保规定做好施工现场的环境保护工作，2.根据技术规范拌合设备配备有较好的密封，或有防尘设备。3.施工便道、拌合站便道经常进行洒水处理。4.路面施工注意保持水分。5.施工废水，生活废水不得直接排入农田，耕池，灌溉渠或书库，不得排入饮用水源。6.施工期间工程破坏植被的面积应严格控制。7.为保护施工现场附近居民的夜间休息，对居民区150m以内的施工现场，施工时间加以控制。4.7附图广佛高速公路K5+780~K6+400路段施工组织平面布置图GF—14广佛高速公路K5+780~K6+400路段施工组织网络图GF—15广佛高速公路K5+780~K6+400路段施工组织横道图GF—16广佛高速公路K5+780~K6+400路段标准路堤监测图GF—17广佛高速公路K5+780~K6+400路段试验路堤监测图GF—18106
第五章桥（涵）路堤施工设计5.1桥（涵）路堤施工设计的必要性随着公路建设的不断发展，高等级公路的安全性、舒适性和可靠性成为越来越重要。由此，对公路路面的平顺程度引起人们的高度重视。尤其是在公路路桥（涵）过渡段处，由于桥涵（台）与路基的刚度差异性以及路基沉降的原因，极易产生沉降差，导致路面不平顺，出现跳车现象，引起车辆行驶的舒适性与安全性问题[1]。因此，在公路路基大面积施工前，需要进行软土地基路基的试验工程或前期工程，验证和优化地基处理设计，确定处理施工工艺和质量标准，并且在路桥（涵)之间设置一定长度的软土地基路基过渡段，使路桥之间的刚度逐渐变化，减少路桥间差异沉降，防止或避免跳车现象，提高公路路面的使用性能和使用寿命。5.2公路桥（涵）过渡段产生不均匀沉降的形式公路路桥（涵）过渡段产生不均匀沉降，导致跳车现象，在公路建设中是一个比较普遍的问题。随着我国国民经济的迅速发展，高等级公路越来越多，对高速公路上的大多数桥头引道实施接坡处治，工程投资相当大，社会影响甚大，因此，从高等级公路设计、施工和养护的角度，研究桥梁引道不均匀沉降的问题，寻求解决桥头跳车的办法。从已经投入运营的高速公路运行情况来看，仍有不完善之处，其中由于桥台与相接路堤间存在着沉降差而引起纵坡的突变，车辆通过桥梁时，在桥路连续处，便有跳车现象产生，特别是软土地基地段，桥梁引道不均匀下陷造成跳车现象更为严重，汽车行径涵洞、通道等构造物时也会有此种现象发生、严重影响行车的安全、舒适、速度和人们对高等级公路的总体评价，甚至造成重大的行车事故，根据高速公路的调查研究表明，桥梁引道沉陷在纵横断面上均表现出不均匀性。（一）公路路基横断面上的不均匀沉陷106
桥梁引道沉陷在公路路基横断面上表现为盆式沉降，大量的现场实测资料表明，高等级公路多车道的整体路堤，横断面上产生沉降值最大的位置并不是中央分隔带一侧，而是在单向车道的中间位置，即产生不均匀下陷的横断面的单一方向路面是中凹的，已不再是原设计直线坡形式，其主要原因是中间车道上存在大量行车荷载，特别是重型车辆荷载的多次反复作用，这种桥头引道的盆式沉降破坏形式，无疑对路面排水系统具有一定的影响。会加剧破坏路基路面的强度和整体稳定性。（二）公路路基纵断面上的不均匀沉陷桥头引道沉陷在纵断面上的不均匀性，会直接影响路面行驶车辆的条件，甚至危及行车安全，这种桥头引道不均匀沉陷在纵断面上表现具有下述两种类型：1.未设置刚性搭板的桥头引道沉陷桥梁结构物的台后未设置刚性搭板时，由于路基沉降，桥头引道沉陷在纵断面上形成一个陡坎或台阶，从实际的行车情况来看，台阶对行车的影响比设置搭板时的纵坡转折的影响更大，一是造成司乘人员产生不适应或行车事故，而是降低车速。根据桥头台阶路段的实地行驶测试，在行车速度为60-140km/h时：（1）台阶高度1.5cm以下，对车辆行驶无明显影响；（2）台阶高度在1.5-3.5cm，车辆行驶的速度收到一定的影响，同时产生较明显的颠簸；（3）台阶高度在3.5-5.0cm时，车速明显降低，同时产生明显颠簸，（4）台阶高度大于5cm，不仅减速与颠簸现象更为明显，并且在车速为80km/h以上，司机很难掌控好方向盘，尤其对两端均有台阶的小桥更加明显，因此，在高等级公路的桥头台阶高度大于2cm，形式车辆有明显颠簸感，必须进行桥头接坡处理[3]。2.设置刚性搭板的桥头引道沉陷在桥梁结构物的后台设置刚性搭板时，由于搭板两端的沉降量不同，必然在搭板两端形成一纵坡转折，桥头引道沉陷在纵断面上形成马鞍型，此时，纵断面上引道沉降量最大处处于马鞍的鞍底位置，随地质条件、填土高度、施工工艺等多种因素影响而变化。纵坡转折不仅会加剧汽车的颠簸，影响行车舒适，甚至会出现行车事故，汽车在桥堍的行车机理是十分复杂的，不同的搭板长度、不同的沉降值及不同的车型、车速，其影响效果均不相同，因此，必须正确判断桥梁结构物后台呈马鞍型沉陷的下述两个参数：（1）鞍底位置至桥梁结构物台背的距离，桥头马鞍形沉陷相对鞍底位置的两侧是不对称的，而对掐骰行车产生直接影响的是鞍底位置至结构物台背得行驶距离，根据实测资料表明，距离一般为20-40m。106
（2）鞍底深度，桥梁结构物台后路基路面呈马鞍形沉陷时，鞍底深度及位置的不同对行驶车辆的影响程度是不一样的，鞍底越深，距结构物台背跃进，行车速度越快，行驶车辆的上下波动越大，严重时行驶车辆将产生跳跃，危及行车安全。从现场分析可见，结构物台后的马鞍形沉陷近似为一段自然形成的凹形竖曲线，采用內矢高作为马鞍型沉陷的判断标准，必须根据实际情况予以修正，根据实测资料综合分析，马鞍型沉陷的鞍底深度允许值为0.25倍内矢高的开3次方，若马鞍型桥头引道沉陷深度小于该允许值时，行车的平稳性和舒适性未受到影响，若实测深度大于允许值时，必须进行桥头接坡处理。5.3公路桥（涵）过渡段产生不均匀沉降的原因桥梁引道不均匀沉陷，即桥梁引道的路基路面顶面产生整体不均匀下沉，是引起桥头跳车的原因，众所周知，桥头引道是由路基地基、填土地基和地面结构组成，那么可以认为引起路基路面顶面整体下沉量是有上述三部分组成的。（一）地基沉陷1.软土地基的沉陷，路基地基为软土时，由于软土具有高含水性、高孔隙水、高压缩性、高蠕变性、低强度、低透水性和不均匀性等特点，在路基路面施工过程中，路基可能产生失稳，或者在路基路面施工后期，路基将产生较大的沉降量，对于软土地基，路基设计与施工时，采用了一定的措施，但是因为地基残余变形仍然存在，或者因为桥梁施工影响桥梁两端路基地基处治措施的效果，或施工质量的不均匀，或路面施工前未进行预压，或预压的时间不够，或荷载不同等因素，导致高级公路在通车后不久，桥头引道路基路面产生不均匀沉陷。引起桥头跳车。2.填土地基沉陷填土路基在路基路面自重和车辆荷载的长期作用下、路基填土产生压缩，形成桥梁引道不均匀沉陷。（1）桥台台背路堤填土设计省略几乎所有桥梁、无填土通道和明涵均要求台背填土处治，台后填土的路堤施工普遍存在压实度不足的原因，台后填土压实度设计施工用料、施工顺序、施工机械、施工经验、施工作业面等多种因素决定，还因工程分包和施工工期等工程管理的因素。施工设计容易省略台背填土设计而造成不良后果。此外，在公路运营过程中，路基在车辆荷载以及自然因素作用下，会造成土基塑性变形的积累，导致公路间的差异沉降。（2）桥台台背填土沉陷106
桥台台背填土，由于台背结构不允许路基压实机械过于靠近或接触台身，导致台背后一定范围内的路堤压实度低于设计规范要求，通车后，在车辆荷载的振动作用下，台背附近路堤填土密实度迅速增加，沉降随机发生。（3）桥头引道路堤边坡防护措施欠妥，公路桥头引道路堤设计和施工中很少考虑防水和排水措施，广东省处于沿海地区，台风和暴风频繁，雨水对道路的冲刷和侵蚀比其他地方严重，方格网草防护等路堤边坡防护常用措施未能起到保护路基免受雨水侵害的作用。（4）桥头引道过渡段结构设计欠周到桥头引道路基工程中，常用的过渡段处治措施是粗粒料填筑法、钢筋混凝土过渡板（搭板）和加筋土法，而公路工程实际建设中，比较常用的是搭板结构，然后设置大板结构以后的桥头跳车现象仍然严重，原因为搭板的长度设置不合理，搭板设置标准为，大中桥，长度为8m，小桥，填土高度小于0.5m的通道以及涵洞，长度为5m。搭板设计强度不足，未考虑台背路堤沉降以及雨水冲刷带走台背填土造成搭板与台背路堤脱空的不利受力状态。搭板的处理没有定型的设计计算方法，公路桥涵设计规范也没有明确规定。3.路面结构的沉陷在路面垫层和基层施工时，由于桥台身的影响，压实机械不能接触与超过台身，台身后一定范围的垫层和基层压实度低于设计规范要求值，通车后，路面结构层压缩产生沉降，沉降虽小，但通车后不久就迅速产生，起着加速桥头跳车的作用。4.其它原因以往的设计通常对桥头引道因工后沉降诱发的纵坡变化未提出具体要求，桥台处设置伸缩缝，搭板随枕梁下沉而转动附加了伸缩缝变形，引起不均匀沉降。5.4桥（涵）路堤设计5.4.1加强桥台软土地基的处治研究如果在桥台桩基成桩之前未对软土地基处理，即没有减少成桩后的地基沉降，则桥台桩基施工完成后，桩侧软弱土层受到桥头填土路堤竖向荷载的作用，桥头引道产生不均匀沉陷，使软弱土层的压缩下沉量大于桩的竖向位移值时，包括桩身压缩和桩底下沉位移，此时压缩土层将对桩产生向下的负摩擦力，从而增大桩所承受的轴向荷载。与此同时，当土层中地下水位下降引起地面下沉以及土层的压缩下沉大于桩身的下沉速度时，也会对桩产生负摩擦力，增大桩所承受的轴向荷载。因此，必须认真对待桥台软土地基，加强研究其对路基路面工程的影响程度，寻找解决桥头跳车现象的软土地基处治方法。106
国内高速公路软土地基处治大多数采用排水固结法，但仍然存在软基路堤不均匀沉陷，桥头产生跳车想象，除软基路堤设计与施工细节欠妥之外，一个主要原因是未能保证充分的软基排水固结时间，往往在沉降尚未稳定的情况下就进行路面施工。因此，为了保证软基排水固结的施工质量，消除软基路堤不均匀沉陷的现象，必须采取下述措施：1.尽可能地提前软土地基路段的施工时间，尤其是桥台地段的施工时间，争取更长的预压时间，以减少软基路基工后沉降量。2.根据软土的地址条件、土层性质和路堤填筑高度，一般路段采用袋装砂井或塑料排水板处理，采用不同的施打长度和施打密度，其间距在邻近桥头路段附近适当加密；在桥台处设置搅拌桩过渡层，并在搅拌桩过渡段末端与袋装沙井或塑料排水板加密区交接处设置土工织物砂垫层，以协调变形。5.4.2确保公路工程的地基条件与路基条件从路桥过渡段的路基路面工程实施可知，路桥过渡段的变形控制必须解决两个问题：一个为严格控制过渡段内路基的工后沉降量；另一个是将路桥交界处的错落式沉降变成连续的斜披式沉降。因此，其变形控制主要是控制路基工后沉降和路桥间差异沉降。在桥头引道路堤填筑过程中，采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承载力，也不能有效地阻止地基的沉降。只有当地基具有足够的承载力，在路堤填土自重荷载与车辆荷载的联合作用下不致破坏而产生较大的沉降时，土工合成材料的加筋才会产生明显的效果。根据交通部《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》JTJ010-96规定，路堤连接处最大容许工后沉降为10cm。只有要求根据沉降曲线换算的工后沉降量小于容许工后沉降值，并且要求连续2～3个月观测的沉降量每月不超过6mm，才能进行路面施工。桥台与路堤之间存在着不均匀沉陷，造成桥头路段纵坡变化，导致纵坡不顺畅及其构造物的附加变形，产生桥头跳车现象，问题在于必须制定相应对策和处治技术标准，交通部“七五”科技攻关项目“软基总和处理课题”指出，若由沉降引起的纵坡变化值不超过2%，则驾驶员按120km/h速度行驶时未感觉有桥头跳车现象[11]。国外也有设计规范规定了由沉降引起的纵坡变化值不大于4%的要求。纵坡变化值标准的高低直接涉及到软基处理费用，在施工设计中必须充分考虑技术性和经济性，选择合适的技术标准。106
从高等级公路的路况调查结果可知，当路面局部纵坡达到0.5%时，车辆行驶会产生晃动或摇动现象。因此，通过分析不均匀沉降值对路面结果附加应力的影响，建议路桥过渡段的沉降差值控制标准以5cm为宜，路桥之间形成的沉降坡差以不大于0.4%为标准。因此，高等级公路路桥过渡段的地基条件应是保证路基的工后沉降≤10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差≤0.4%的控制标准。根据《公路路基设计规范》JTJ013-95，对于我国高等级公路路桥过渡段的路基条件建议：土基的CBR值≥8%，压实标准为：路面底面以下0～0.8m，路基压实度≥95%；路面底面以下0.8～1.5m，路基压实度≥93%；路面底面1.5m以下，路基压实度≥90%。5.4.3桥台与桥头的稳定与沉降控制措施本工程广佛高速公路K5+982.28，雅瑶大桥作为处治对象，K5+982.28相对填土较高，路堤自重较大，拟组合采用几种稳定与沉降控制措施：1.桥头搭板法路面设计使用年限内,由于道路下沉引起路面纵坡变化,要求搭板随路堤沉降后倾角在1/200至1/300范围内变化；搭板的长度能跨越桥台台背难以压实的土体,或跨越按计划在台背预留的土方缺口长度；根据搭板的受力状态，用弹性地基或简支梁计算搭板长度。根据规范要求，按上述方法计算的搭板长度为30-20m。可参考此计算方法,结合工程具体情况,合理确定搭板长度。而对于大中桥，搭板长度为8m，本工程广佛高速公路采用搭板长度为8m。搭板强度的设计，也应根据搭板与台背填土可能脱空的最不利状态处理，同时考虑搭板节段的划分以及枕梁位置对搭板强度的设计影响。在施工设计阶段，桥梁设计尽可能考虑设置桥头搭板，在上部构造搭板与桥台连接处做构造处理，使上部构造的桥面连续扩大到搭板内，减少桥台处的变性因素。临近搭板的路堤一定长度内，路基采用水泥稳定碎石层处理，并设置一层钢筋网，使路基刚度逐渐过渡。2.减少路堤和路面结构层沉陷的路面处理设计方法桥台与路面间的接缝处理。对于水泥混凝土路面，在桥台与路面连接处容易产生横桥方向裂缝，采用接缝处理可以防止雨水渗入路基导致路面破坏，填缝材料采用硬泡沫塑料塞条，然后在灌进较稀的沥青。3.桥台后背设置横向泄水管106
使路基水分即使排出，减少沉降，同时采用在路基底上填筑横坡为3%的粘土土拱，进行夯实，然后在土拱上挖一条双向放坡的泄水管，地沟断面尺寸取（40-60）x（30-50）cm，在台背后全范围铺满一层隔水材料，本工程采用油毡，在地沟内四周铺设有小孔孔径为5mm的硬塑料管，塑料管的直径取为10cm，梅花形布置，间距大约为10cm，塑料管的出水口伸出路基或桥头锥坡以外，然后在塑料管四周填筑透水性材料。5.4.4加强软基路堤沉降监测在公路软基路堤施工过程中，必须加强沉降监测，以达到下述几点要求：1.通过沉降监测，提高软基路堤的强度和稳定性软基路堤施工时，必须严格按照施工设计的要求实施分级填筑路堤，根据路堤中心沉降速率和侧向位移速率小于设计要求的原则选择合适的填土速度，严禁填土前期慢而后期快的现象发生，通过施工监测，可以提高软基路堤的强度和稳定性，减少工后沉降。2.通过沉降监测，确定路面施工的时间软基路堤填筑高度达到设计标高时，以路面重量预压过程中，必须加强软基路堤沉降监测，并且采用双标准控制确定路面施工时间，：要求根据沉降曲线换算的工后沉降量小于设计容许值，要求连续2-3个月观测的沉降量每月不超过6mm，上述两个条件缺一不可，这样才能保证路面的使用性能和使用寿命，减少或避免桥头跳车现象。有利于车辆行驶。5.4.5加强施工质量控制桥头软基路堤施工质量是通过一道道工序逐渐形成的，涉及到对设计质量的控制，施工准备的质量控制和施工过程的质量控制。要从根本上防止豆腐渣工程的出现，就必须要对每个环节进行质量控制，以便及时发现缺陷并迅速予以排除。在缺陷未排除前不能进入下一道工序的施工。1.对设计质量的控制在设计质量的控制中，应重视桥头引道地质资料的勘探和理解，针对性地进行软土地基处理的设计，加强桥台台背路堤填土施工图的设计，提高桥头路堤施工图的设计质量。2.施工准备的质量控制除了在施工方案和施工组织设计的质量保证之外，还必须做好检查施工准备工作的质量，做好施工人员的技术交底工作、材料的质量控制和施工机械设备的质量保证。3.施工过程的质量控制106
施工过程的质量控制措施包括加强施工工艺管理，建立完善的质量保证体系以及加强施工质量的宣传工作，提高施工部门的质量意识。5.5附图广佛高速公路K5+780～K6+400路段桥（涵）过渡段处治图GF—19。参考文献[1]罗志强.公路软土地基路堤工程[M].广东：广东工业大学，2005.[2]JTJ017-96，公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].106
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致谢四年前我很幸运被广东工业大学录取了，更加幸运的是我能考进路桥这个专业。这四年来学了很多东西，遇到很多朋友还有老师，这是我们的缘分，也是人生不可少的成长。毕业设计是对我们大学所学的知识的最后一个阅兵，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程对我们的学习能力和独立工作能力是一种培养。在毕业设计过程中，罗志强老师作为我的指导老师，罗老师的悉心指导让我学习了专业的路桥基础知识，也让我明白了许多待人接物与为人处世的道理。在每周的接触中，我们更加了解老师的严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力，与无微不至、感人至深的人文关怀，令人如沐春风，倍感温馨。正是由于他在百忙之中多次审阅全文，对细节进行修改，并为本文的撰写提供了许多中肯而且宝贵的意见，本文才得以成型。我踏踏实实地走完了本次设计的全过程，从查找资料写开题报告、说明书的编写到图纸的设计，直到现在写这份总结，这全过程给我最大的感受就是设计的严肃性，设计是一项繁重而严肃的事情，它要求一丝不苟，它也要求实事求是，它还要求灵活创新，也许正因为这种灵活性和严肃性，是我在本次设计中受益匪浅，也使我明白一个道理：理论在实践中被掌握，也在实践中成长。自始至终，我都本着认真、负责、求实、创新的态度，并付出极大的热情，力求做得更好。从某种意义上说，计算机基本上是设计工作的左右手，因此在设计中，充分利用了计算机辅助功能，使用cad、officemicrosoftproject2003、adobephotoshopcs、理正岩土分析软件、PHD路面结构设计等软件进行软土地基分析和绘图等，从而大大简便了设计过程，并更多地了解了项目的完成过程。感谢我的父母，养育之大恩从不敢言谢，唯有不断的努力再努力，希望看到您们欣慰的微笑。感谢我的亲人，在我成长的道路上给与我关怀，鼓励，批评与希望。感谢我的师长，16年的学生生涯，你们的教导没齿难忘。感谢我的朋友，那些从小到大的好朋友，难忘我们在一起的时时刻刻。感谢我的同学们，尤其是我的大学同学，与我生活了四年的兄弟们，因为你们我拥有开心的每一天，我们为了一个共同的目标奋斗，对你们我有更多的不舍。106
现在的自己已经不再是刚进大学时的那个小男生了，四年的磨砺让我的肩头多了一份责任和承担，已经准备踏入社会开始工作的我，面临的抉择和困难也非常之多，但是不管前途多么的未知和艰难，我会毫无畏惧地前行，为做一个合格的路桥工程师而奋斗。106
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