jtj017-96公路软土地基路堤设计与施工技术规范

'中华人民共和国行业标准公路软土地基路堤设计与施工技术规范TechnicalspecificationsfordesignandconstructionofhighwayembankmentonsoftgroundJTJ017－96主编单位：交通部第一公路勘察设计院批准部门：中华人民共和国交通部施行日期：1997年10月1日人民交通出版社1997·北京1 关于发布《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》的通知交公路发［1996］1065号各省、自治区交通厅，北京市交通局，上海市市政工程管理局，天津市市政工程局，部属公路设计、施工、科研、监督、监理单位，公路院校：现批准发布《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（编号JTJ017－96），作为行业标准，自1997年10月1日起施行。《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》由交通部第一公路勘察设计院负责解释，由人民交通出版社出版。希望各单位在实践中注意积累资料，总结经验，及时将发现的问题和修改意见函告交通部第一公路勘察设计院，以便修订时参考。中华人民共和国交通部一九九六年十二月十一日目次1总则2 2术语、符号、代号2．1术语2．2符号、代号3软土地基工程地质勘察3．1一般规定3．2初步勘察3．3详细勘察4路堤的稳定与沉降4.1一般规定4.2稳定验算4．3沉降计算5软土地基处治及路堤设计5．1一般规定5.2垫层与浅层处治5．3轻质路堤5．4反压护道5．5加筋路堤5．6预压及超载预压5．7竖向排水体预压5．8粒料桩5．9加固土桩3 5．10综合（组合）处治设计5．11路堤设计6软土地基处治施工6．1一般规定6．2垫层及浅层处治6.3反压护道6．4土工合成材料6．5袋装砂井6．6塑料排水板6.7砂桩6.8碎石桩6．9加固土桩7路堤施工与观测7．1一般规定7．2路堤填筑7．3吹填砂路堤7.4粉煤灰路堤7．5矿渣路堤7.6沉降与稳定观测8试验工程8.1一般规定4 8.2试验工程地质勘察8．3试验工程设计8.4试验工程观测本规范用词说明附加说明5 1总则1．0．1为确定软土地基上公路路堤的设计原则和方法、软基处治措施及施工方法，保证路堤的稳定和正常使用，特制定本规范。1．0．2本规范适用于软土地基上各级公路路堤的设计与施工。1．0．3软土地基上公路路堤的设计与施工，必须遵照国家投资少、效益高、少占农田和安全实用的技术经济政策。1．0．4软土地基上路堤的设计与施工方案，应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证，使得设计成果和施工方案达到技术上先进、经济上合理。1．0．5为做好软土地基上公路路堤的设计与施工，应认真收集沿线的地形、地貌、工程地质、水文地质、气象等资料，合理地利用钻探、触探、十字板剪切等现场综合勘探测试方法，做好软土地基各层土样的物理、力学、水理性质的室内试验，并对上述各项资料进行统计与分析，选择有代表性的技术指标作为设计和施工的依据。1．0．6软土地基上公路路堤的设计应包括沉降设计计算、稳定验算及其相应的处治方法的设计；软土地基处治施工应包括对各种材料的要求、各种处治措施及其适用条件、实施步骤和相应的施工机具。1．0．7软土地基上公路路堤的施工应采用新技术、新设备、新材料、新工艺，但必须制定不低于本规范水平的质量标准和工艺要求，以保证工程质量。6 施工中必须做好工程质量的检查和验收，并制定技术安全措施，确保安全生产。1.0.8软土地基上高速公路与一、二级公路路堤在施工过程中应进行沉降观测和稳定观测，并根据观测结果对路堤填筑速率和预压期等作出必要调整。1．0．9处于软土地基上的高速公路和一、二级公路，在修建前应结合工程提前修筑试验路堤，以达到检验设计、指导施工的目的。1．0．10软土地基公路路堤的设计与施工，除执行本规范的规定外，还应符合国家及部颁有关标准、规范的规定。2术语、符号、代号2.1术语2.1．1软土：滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。2.1．2泥炭：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。多为内陆湖沼沉积，有机质含量大于50％且有机质大部分未完全分解，呈纤维状，孔隙比一般大于5。2.1．3腐殖质土：有机质含量大于50％且有机质大部分完全分解，有臭味，呈黑泥状的细粒土。2.1．4有机质土：在静水或缓慢的流水环境中沉积的含有机质的细粒土。其中淤泥为有机质含量在5％～50％之间，孔隙比大于1.5的细粒土。2.1．5砂垫层：设置于路堤填料与软土地基之间的一层砂砾材料，可使填土荷载均匀地作用于软土地基上并使地基中孔隙水排出，起到增加地表强度，加7 快软土地基固结的作用。2．1．6轻质路堤：为减轻路堤自重，减少沉降及增大稳定安全系数，采用轻质材料如粉煤灰等修筑的路堤。2．1．7加筋路堤：采用变形小、老化侵、强度高的土工格栅、土工编织物等做“加筋”材料而修建的路堤。2．1．8预压：为提高软弱地基的承载力，减小构筑物建成后的沉降，提高地基固结度，预先在拟建构筑物的软土地基上施加一定的静荷载，使地基上压密。2.1．9竖向排水体：为缩短地基孔隙水的排出距离，加速软土地基的固结过程，对于软土地基采用垂直设置袋装砂井、塑料排水板8 9 10 11 3．1．4软土地基工程地质勘察随设计阶段的不同划分为初勘与详勘两阶段，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《公路工程地质勘测规范》（JTJ064－86）的规定。3．2初步勘察3.2．1调查初步勘察中对软土地基应着重调查以下内容：12 3．2．1．1软土地基分布路段的地形、地貌及第四纪地层沉积的关系。3．2.1．2软土地基中各层的成因类型、分布范围、基底性质与结构特点。3．2.1．3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。3．2.1．4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联系。3．2．1．5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基本烈度的分界位置。3．2.1．6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。3．2．1．7初勘阶段所进行的工程地质测绘，比例尺宜为1:10000O，其范围观地质条件的复杂程度和设计需要而定。3．2.2勘察3．2．2．1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），并宜采取综合勘探手段，使勘探资料得以互相印证与补充。3．2．2.2钻孔为鉴别和划分地层，并沿孔深取样以测定土层物理、力学性质13 14 下每1.5m～2.0m取样一次（组）。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）原状土样的补取原状样。15 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。3.2．2．7钻探方法要求软土地基钻探以采用干钻法为宜。对于多年处于最低地下水位以下的饱和粘土，也可以采用泥浆钻探的方法，但必须采取措施，防止软土地基结构发生变化而改变土样的原始物理、力学性质。3．2．2.8取样对软土地基取样，应采用薄壁原状取土器，并应推广压入法以减小对原状软土的扰动；不应用一般取土器与击入法取样。对所取得的软土样品必须轻拿轻放，样品应密封，防止水分流出和蒸发；不得倒置，不宜平放，并且应置于柔软防振的样品箱中，避免在运输过程中改变其原始结构状态。3．2．3室内试验3.2.3．1软土试验样品不得因长期存放而改变其物理力学性质，宜建立工地试验站及时在现场进行室内试验。3．2．3．2对原状软土样品应在三天以内开样试验。对不能按时开始试验的样品应妥为保存，合理置放，夏季应挖坑放置，并用保持一定湿度的覆盖物防护；冬季应放置于有合适温度的场地，严禁样品受冻。3．2.3．3土样试验及对试验指标的整理与统计，必须严格遵照部颁《公路土工试验规程》（JTJ051—93）的规定进行。3．2.3.4室内试验项目16 对于饱和粘性土，室内应做表3．2．3－1所列项目试验。除进行以上项目室内试验外，还应计算出塑性指数、孔隙比、饱和度、液性指数、压缩模量、压缩指数及变形模量等指标。17 18 ③标准贯入成果N值图。（7）土的物理、化学、力学性质试验成果表及有关图件：①孔隙比与荷载关系图；②固结系数与荷载关系图；③无侧限抗压强度应力与应变图；④其它有关图表。3.3详细勘察3．3.1软土地基详勘阶段应根据批准的初步设计所确定的线路位置及设计方案，通过详细的工程地质勘察，为编制施工图设计提供完整的工程地质资料。3．3．2软土地基详勘阶段的工程地质勘察工作，应在已确定的线路范围内及在初步勘察的基础上，继续进行系统而深刻的工程地质勘察工作，需完成的具体任务如下：3．3．2.1应根据软土地基形成原因、环境类型、各结构层厚度及特点，划分出不同地质分段，查清软土沿路线及垂直路线方向以及沿深度方向的分布范围与层位。3．3．2.2应分段对软土地基各地层的样品进行室内必需的物理、化学、水理、力学性质指标的测试及现场试验和原位测试，提供进行路堤沉降控制及稳定性设计计算的技术指标。3．3．2.3应对详细划分的典型软基地质路段进行评价，并分析修建路堤后软基的变形与稳定性，分段提供处理方案与技术措施。3．3．2．4应为编制软基处治及路堤施工图设计提供所需的全部工程地质勘19 察资料与报告。3．3．3软土地基详勘工作应在初勘的基础上进行，应补充和完善工程地质勘察资料，包括调查测绘、勘探、试验与资料整理。3．3．4工程地质调查测绘3．3．4．1应按3．2．1条所列内容补充、调查并核对沿初步设计推荐的路线范围内的工程地质条件，对已收集到的区域地质图范围内的软土地基的性质、分布、地质年代、成因类型、基底性质及沿线地貌特征进行核对与验证。3.3.4．2应对路线中线左、右各200m～400m宽度范围进行工程地质测绘，填标1:10000工程地质图。3.3.5勘探3.3.5.1详勘阶段勘探内容应针对已确定的路线位置,在初步勘探的基础上进一步查明硬壳层与软土相间存在的夹层、软土层、排水层以及下卧层的工程地质条件，观测与记录地下水位存在、变化与补给条件等情况；同时依据施工图设计阶段的技术要求，提供数量足够、有代表性的现场原位测试资料及取样进行室内试验的成果，为施工图设计提供较齐全、完整的地质资料。3.3．5.2软土地基的详勘仍应采用挖探、钻探、静力触探和十字板剪切等勘探、试验和测试方法。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。3．3.6软基详勘的勘探点的布置应充分利用所推荐线路位置上前期已进行过勘察的勘探点，不仅应满足对沿路线方向各种典型路段的工程地质详勘技术的要求，还应提供路线横向地质断面的特征。20 钻探或原位测试点由设计单位按技术要求在路线平面图或其它建筑物平面图（1:1000～1:2000）上标注，孔（点）位置用坐标控制，容许移动范围：路基钻孔沿中线前后不超过20m，垂直中线左右不超过10m；构造物钻孔沿路线前后不超过5m；孔口标高误差不超过10cm。3．3．6．1钻孔本阶段钻孔的质量与数量必须满足施工图设计的技术要求。详勘阶段钻孔间距应符合表3．3．6-1规定。3.3．6．2试坑试坑应配合钻探满足详勘阶段沿线地质调查、绘制地表层地质纵断面图的要求，其设置距离每公里宜为2～3个。该项工作可用轻便螺纹钻替代进行。21 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22 有两组以上的有效的现场剪切试验数据；其测试深度与层位可参照初勘十字板探深的有关规定。3．3．7勘探的深度钻探孔深度应完全满足施工图设计对应力与变形进行设计计算的需要，其深度作如下控制：3．3.7.1对于均质的厚层软土，钻孔深度应达到相应地段软土地基附加应力与软土自重应力的比例为0.1～0.15时的相应深度。3．3．7.2对于不均质分布的软土地层，勘探深度可按初勘阶段3．2．2．5目（2）建议的计算公式来确定，或达到应力比为0.15～0.20时的相应深度。3.3．7.3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。3．3．8钻孔取样取样间距：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；在地面下10m～20m，沿深度每1.5m取一组试样；20m以下可每2.0m取一组试样。变层应补取样品。对厚层均质软土层，应根据初勘资料于性质相同或相近的层次的层顶和底部各取一组以上样品，中部应取两组以上样品。如软土指标有变化，应补取样品。对于硬壳层、软土间的夹层以及排水砂层，也应采集样品以取得计算指标，取样间距可参照初勘3．2．2．6的下眼处理。有关软土地基在详勘阶段的钻探方法以及取样、运输与保管等方面的注意事项，应按3．2初步勘探中有关规定办理。23 3．3．9室内试验3．3．9．1试验要求24 3．3．11．1“报告”文字部分除应提供区域地质、地震地质、水文地质、气象、地形、地貌的有关资料外，应着重阐明已定路线软弱地基形成特点与分布规律，针对各类工程项目与地质环境的相互作用，结合试验与测试指标作出工程地质评价与预测，提出有效的工程地质处理措施。25 3．3．11．2“报告”的图表资料部分应包括以下内容：（1）路线工程地质总平面图（比例尺1:5000～1:10000）；（2）路线工程地质总纵断面图（比例尺：水平1:5000～1:10000，垂直1:200～1:500）；（3）各典型路段工程地质纵断面图（比例尺：垂直1:200，水平比例尺可参照以上比例尺或视路段长度选适宜比例）；（4）钻孔地质柱状图（比例尺1:100～1:200）；（5）原位测试成果图表：①十字板剪切图（绘制C～h关系图等）；②静力触探图表（绘制Ps－h或qc－h与fs-h等关系图表）；③标准贯入成果图（绘N－h关系图，N值汇入柱状图中）；（6）土工试验资料成果图表：①土的物理、力学、化学性质试验成果表与指标统计表；②孔隙比与荷载关系图（设计填土高度小于极限高度时绘e－p曲线图，设计填土高度远大于极限高度或桥头高路堤时绘制e-1gp曲线图）；③固结系数与荷载关系图（绘Cv-p、Cv-p、Ch-p曲线图）；④无例限抗压应力与应变图（绘曲线图）；⑤其它：视具体情况确定；（7）有关软土地基勘察照片、图件等附件。4路堤的稳定与沉降26 4．1一般规定4．1．1在软土地基上修筑路堤，应进行稳定验算与沉降计算。4．1．2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300m～500m；桥头路堤及人工构造物附近，应按30m～50m分段。4．1．3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。4．1．4对用于计算沉降的压缩层，其底面应在附加应力与有效自重应力之比不大于0.15处。4．1．5行车荷载对稳定验算的影响应按静止的土柱作用考虑；行车动荷载对沉降的影响不予考虑。4．1，6稳定验算时，应采用圆弧条分法按路堤施工期及公路营运期的荷载分别计算稳定安全系数。路堤施工期荷载只考虑路堤自重；营运期荷载应包括路堤自重、路面的增重及行车荷载。地震力的计算应遵照现行《公路工程抗震设计规范》（JTJ004－89）的规定，只考虑水平向地震力而不考虑竖向地震力。4．1．7稳定验算与沉降计算应考虑路堤在施工期及预压期由于地基沉降而多填筑的填料增重的影响。4．2稳定验算4.2.1地基、路堤整体抗剪稳定验算应采用圆弧条分法；宜用总应力法或有效固结应力法，有条件时可用有效应力法（准毕肖普法）计算稳定安全系数F。27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 5．2垫层与浅层处治5．2．1设置于路堤与软基之间的透水性垫层是地基中孔隙水排出的通道，软土地基上修筑的路堤，其下均宜设置透水性垫层。浅层处治适用于表层软土厚度小于3m的软土路段的处理。5.2．2最常用的透水性垫层是砂垫层，为保证排水并考虑砂垫层受填塞、污37 染，其厚度以50cm为宜；垫层的铺设宽度为路堤底宽并且两侧各外加50cm～100cm。当垫层兼有排淤作用时，其厚度还应适当加大，这时地面下的垫层与浅层处治具有同样的效果。地基在浅层处治后，仍按4．2节规定计算稳定安全系数（在处治区域厚度内土条滑裂面上的C、值采用处治后的C、值）。5．2．3当软土层厚度小3m且软土层在表层时，可采用生石灰等浅层拌和、换填、抛石（堆土）等方法进行浅层处治。抛石（堆土）排淤宜在地表铺设网状材料或土工织物，织物设置按5．5节规定进行。5.2.4浅层处理后，应按第4章规定计算稳定安全系数。在处治区域厚度内土条滑裂面上的c、值用处治后的C、值；缺乏资料时，可参照以往类似的工程的试验结果取值。5．3轻质路堤5.3．1可采用轻质材料作路堤，以减轻路堤自重、减少沉降并增大稳定安全系数。常用的轻质材料为粉煤炭。5.3．2粉煤灰路堤的稳定安全系数可直接使用式（4．2．1－1）、式（4．2．1－2）或式（4．2．1－3）进行计算。5.3．3粉煤炭路堤设计参数的取值及边坡防护措施应遵照部颁《公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范》（JTJ016－93）进行。5.4反压护道5．4．1可在路堤的两侧或一侧设置反压护道，但不宜在用地受限地区内设置。38 标准较低或路堤填土高度不大的一般路段。在工期限制较严、预压时间较短时，也可采用超载预压的方法来加快预压期的沉降量。作为预压或超载预压的荷载以路堤材料为宜。39 5.6．2预压期预压期可根据要求的工后沉降量来定，也可根据要求的地基固结度来定。前者用于沉降起控制作用的地方，后者用于稳定起控制作用的地方；若沉降与稳定均为控制因素，则选用两者中较长的预压期。在预压期内地基应完成的沉降量不能小于路面设计使用年限末的沉降量与容许工后沉降之差；在必要时，预压期末地基的固结度还要满足路堤稳定性的要求。5.6．3预压高度（荷载强度）由于预压过程中地基的下沉，路堤的实际填筑高度（预压填土高度）要大于路堤的设计高度，实际路堤填筑高度应等于路堤设计高度与预压期间的沉降量之和。由于路面结构层材料与路堤填料的单位质量不同，在用填料预压时应考虑这一因素。由于预压高度与预压期的沉降量是相联系的，所以预压高度的计算需采用试算法，实际计算时用电算程序处理较好。5．6．4超载预压高度超载预压高度受到路堤稳定性的制约，同时预压结束后剩余土方的处理也会造成困难，通常宜结合竖向排水体进行超载预压。5．7竖向排水体预压5．7.1在软基中设置竖向排水体大大缩短了排水距离，加速了地基的固结过程，能明显提高预压的效果。这种预压方式常用在人工构造物与路堤相邻的过渡段，以达到控制严格的工后沉降的要求。常用的竖向排水体有袋装砂井、塑料排水板及其它种类的土工合成材料复合排水体。40 5．7．2排水体的直径（断面尺寸）对于袋装砂井，直径宜为7cm～10cm；采用塑料排水板或其它类似的复合排水体，其断面尺寸宜为10cm×（0.4～0.5）cm，此41 42 43 44 45 46 47 6软土地基处治施工6．1一般规定6．1．1软基处治的施工必须确保施工质量，科学地做好施工组织设计，加强工地技术管理，严格按照有关的操作规程实施，认真做好工程质量检查和验收工作。6．1.2软基处治施工前，应先完成下列工作：6．1．2．1收集并熟悉有关施工图、工程地质报告、土工试验报告和地下管线、构造物等资料；6．1．2．2编制施工组织设计或施工大纲；6．1．2．3原材料、半成品、成品的检验；48 6．1．2．4施工机械设备的调试；6．1．2.5必要的成桩试验。6．1.3软基处治施工前应做好施工期间的排水措施，对常年地表积水、水塘地段，应按设计要求先做好抽水、清淤、回填工作。6．1．4软土地基处治材料的选用，应贯彻因地制宜、就地取材的原则。所有运至工地的材料必须分类堆放，妥善保管，按有关标准进行质量检验；不合格材料不得用于工程。6．1．5在施工中应遵循“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改变设计时，应及时报告并根据有关规定报请变更设计。6．1．6软基处治施工中应认真作好原始记录，积累资料，不断总结经验，提高软基处治施工技术水平。采用新技术、新工艺、新机具、新材料、新测试方法时，必须制定不低于本规范水平的质量标准和工艺要求。6．1．7软基处治施工，须严格执行有关安全、劳保和环境保护等规定。6．2垫层及浅层处治6．2．1垫层与浅层处治应达到增加地表强度，防止地基局部剪切变形的目的。6．2.2软土、泥沼地区采用换填地基时，其填筑、压实的施工及检验应遵照部颁《公路路基施工技术规范》（JTJ033－95）的规定。6．2．3抛石挤淤施工应符合下列要求：49 6．2．3．1使用不易风化石料挤淤，片石大小随泥炭稠度而定。对于容易流动的泥炭或淤泥，片石宜稍小些，但不宜小于30cm，且小于30cm粒径含量不得超过20％。6．2．3．2当软土地层平坦时，抛投应沿路中线向前抛填，再渐次向两侧扩展。软土地层横坡陡于1:10时，应自高侧向低侧抛投，并在低侧边部多抛投，使低侧边部约有2m宽的平台顶面。6．2．3．3片石抛出软土面后，应用较小石块填塞垫平，用重型机械碾压紧密，然后在其上设反滤层，再行填土。6．2．4砂（砾）垫层施工应符合下列要求：6．2.4．1砂垫层材料宜采用洁净中、粗砂，含泥量不应大于5％，并将其中植物、杂质除尽。也可采用天然级配砂砾料，其最大粒径不应大于5cm，砾石强度不低于四级（即洛杉矾法磨耗率小于60％）。6．2．4．2摊铺后适当洒水，分层压实，压实厚度宜为15cm～20cm如采用砂砾石，应无粗细粒料分离现象。6．2．4．3砂垫层宽度应定出路基进脚0.5cm～1.0m，两侧端以片石护砌或采用其他方式防护，以免砂料流失。6.3反压护道6．3．1填料材质应符合设计要求。6．3．2反压护道施工宜与路堤同时填筑；分开填筑时，必须在路堤达临界高度前将反压护道筑好。6．3．3反压护道压实度应达到《公路上工试验规程》（JTJ0O51-93）重型击50 实试验法测定的最大于密度的90％，或满足设计提出的要求。6．4土工合成材料6．4．1土工合成材料应具有质量轻、整体连续好、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；非织型的土工纤维应具备当量孔隙直径小、渗透性好、质地柔软、能与土很好结合的性质。6．4．2应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，选用满足设计要求的土工合成材料。6．4．3施工应符合以下规定：6．4．3．1应在平整好的下承层上按路堤底宽全断面铺设，摊铺时应拉直平顺，紧贴下承层，不使出现扭曲、折皱、重叠。在斜坡上摊铺时，应保持一定松紧度（可用U形钉控制）。6．4．3．2铺设土工聚合物，应在路堤每边各留足够的锚固长度，回折覆裹在压实的填料面上，平整顺适，外侧用土覆盖，以免人为破坏。锚固长度应满足5．5.4条规定。6．4．3．3应保证土工合成材料的整体性，当采用搭接法连接时，搭接长度宜为30cm～90cm；采用缝接法时，缝接宽度应不小于5cm；采用粘结法时，粘结宽度不应小于5cm，粘合强度应不低于土工合成材料的抗拉强度。6．4.3．4现场施工中发现土工合成材料有破损时必须立即修补好。6．4．3．5土工合成材料在存放以及施工铺设过程中应尽量避免长时间暴晒或暴露，以免其性能劣化。6．4．3．6双层土工合成材料上、下层接缝应交替错开，错开长度不应小于51 0.5m。52 53 54 6．8碎石桩6．8．1材料填料：应由未风化的干净砾石或轧制碎石而成，粒径宜为20mm～50mm，含泥量不应大于10％；55 水：一般可饮用水均可使用。6．8．2制桩试验施工前应按规定做成桩试验，记录冲孔、清孔、制桩时间和深度、冲水量、水压、压人碎石量及电流的变化等。经验证设计参数和施工控制的有关参数作为碎石桩施工的控制指标。6．8．3施工机械：主要机具是振冲器、吊机或施工专用平车和水泵。选择振冲器型号应与桩径、桩长及加固工程离周围建筑物距离相适应。23应配备适用的供水设备，出口水压应为400kPa～600kPa，流量20m/h～30m/h。起重机械起吊能力应大于100kN～200kN。6．8．4施工工艺应按以下程序进行：整平原地面→振冲器就位对中→成孔→清孔→加料振密→关机停水→振冲器移位6．8．5施工应符合以下规定：6．8．5.1碎石桩施工应根据制桩试验成果严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。水压视土质及其强度而定，一般对强度较低的软土，水压要小些；对强度较高的软土，水压宜大。成孔时水压宜大，制桩振密时水压宜小。水量要充足，使孔内充满水，以防止塌孔。应严格控制电压稳定，一般为（380±20）V。应控制加料振密过程中的密实电流，密实电流的规定值应根据现场制桩试验定出，宜为潜水电动机的空载电流加上10A～15A，或为额定电流的90％左右；严禁在超过额定电流的情况56 下作业。振冲器在固定深度位置的留振时间宜为10S～20S。以下技术参数：6．9．2．1满足设计喷入量的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌57 速度、喷气压力、单位时间喷入量等；4．9．2．2确定搅拌的均匀性；6．9．2．3掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施；6．9．2．4根据地层、地质情况确定覆喷范围，成桩工艺性试验桩数不宜少于5根。6．9．3室内配方试验施工实际使用的固化剂和外掺剂，必须通过室内试验的检验，符合设计要求后方能使用。6．9.4施工工艺应按以下程序进行：整平原地面→钻机定位→钻杆下沉钻进→上提喷粉（或喷浆）强制搅拌→复拌→提杆出孔→钻机移位6.9．5施工前应丈量钻杆长度，并标上显著标志，以便掌握钻杆钻入深度、复搅深度，保证设计桩长。6．9．6施工机械应按固化剂喷入的形态（浆液或粉体），采用不同的施工机械组合。对浆液固化剂：主机为深层搅拌机，有双搅拌轴中心管输浆方式和单搅拌轴叶片喷浆方式两种；配套机械主要有灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵、控制柜及计量装置。对粉体固化剂：主要为钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头。6．9.7施工质量应符合以下规定：6．9．7.1采用浆液固化剂时58 （1）固化剂浆液应严格按预定的配比拌制。制备好的浆液不得离析，不得停置过长，超过2h的浆液应降低标号使用；浆液倒入集料时应加筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。（2）泵送浆液前，管路应保持潮湿，以利输浆。现场拌制浆液，应有专人记录固化剂、外掺剂用量，并记录泵送浆开始、结束时间。（3）根据成桩试验确定的技术参数进行施工。操作人员应记录每米下沉时间、提升时间，记录送浆时间、停浆时间等有关参数的变化。（4）供浆必须连续，拌和必须均匀。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应使浆搅拌机下沉至停浆面以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。如因故停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，应先拆卸输浆管路，清洗后备用。（5）搅拌机提升至地面以下1m时宜用慢速；当喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒以保证桩头均匀密实。6．9．7．2采用粉体固化剂时（1）粉喷桩施工应根据成桩试验确定的技术参数进行；操作人员应随时记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度等有关参数的变化。（2）严格控制喷粉标高和停粉标高，不得中断喷粉，确保桩体长度；严禁在尚未喷粉的情况下进行钻杆提升作业。（3）当钻头提升到地面以下不足50cm时，送灰器应停止喷灰，并用人工回填粘性土压实。（4）桩身根据设计要求在一定深度即在地面以下1／2～1／3桩长并不小于5m的范围内必须进行重复搅拌，使固化料与地基土均匀拌和。59 （5）施工中，发现喷粉量不足，应整桩复打，复打的喷粉量应不小于设计用量。如遇停电、机械故障等原因，喷粉中断时，必须复打，复打重叠孔段应大于1m。（6）施工机具设备的粉体发送器必须配置粉料计量装置，并记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。严禁无粉料喷入计量装置的粉体发送器投入使用。（7）储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg；当储量不足时，不得对下一根桩开钻施工。（8）钻头直径的磨损量不得大于1cm。6．9．8粉喷桩施工允许偏差应符合表6.9．8要求。7路堤施工与观测7.1一般规定7．1．1路堤开工前，施工单位应做好充分的准备工作。首先应全面熟悉软土地基施工设计图纸和试验工程总报告等有关材料，并会同设计单位或软土试验工程单位进行现场实地核对和调查，以便顺利开工。对不符合实际情况的设60 计内容，可提出修改设计的意见，或安排补充地质勘察工作，并按规定程序变更设计。7．1．2根据核实的工程数量、工期要求、施工设备，结合工地特点，制定实施性施工组织设计，并编出施工计划，做到材料、设备工具、观测测试仪具、劳动力、临时工程、生活设施等全面落实。7.1．3布设观测仪具的种类、位置和数量应按设计图纸上的要求进行，测试的项目、观测内容和频率亦应符合规定的要求，并及时整理出有关数据，以满足优质、安全施工的要求。7．1．4软土地基路堤施工宜安排在有利季节进行；如果条件允许，宜在旱季或冬季作业。应妥善安排施工计划，软土地基应较一般地基尽量提前施工，以便地基有充分时间固结。7．1．5施工时应尽量减少对软土地基表层硬壳层的损坏。7．1．6当需要进行软土地基基底处理或挖除淤泥时，应按施工图纸施工，统一安排，综合进行。7.2路堤填筑7．2．1有关软土地基路堤施工一般事项，如施工测量、路基放样、清除场地、路基填料、材料试验和临时工程等，以及路堤、桥涵、通道的填筑，路基压实、取土坑和弃土堆的布置等的要求，均应遵照现行的《公路路基施工技术规范》（JTJ033－95）办理。7．2．2软土地基路堤施工时，应注意环境保护，所挖淤泥应安排在合适地61 点堆放，妥善处理，并尽量利用荒地凹凼，做到填平补齐，造田造地。排除积水时，应引入附近沟渠，勿使其污染水源、农田、鱼塘或其他建筑物。7．2．3在常年积水或池塘（鱼塘）地段施工，宜应先修围堰抽水，挖除表层淤泥，并用水稳性好的透水性材料回填到常水位以上50cm，再进行软土地基处理。围堰应高出水位以上30cm，且无渗漏，同时应保证整个施工期间始终处于完好状态。7．2.4在软土地基上直接填筑路堤时，应按以下规定进行：7．2.4．1视地形情况，将场地地表水排除，以保持基底干燥；有条件时可采取降低地下水位措施。路基施工前应先做好排水设施。7．2．4．2水面以下部分填土应选择透水良好的土质，水面以上填土可用一般土分层填筑和分层压实，同时优先采用轻质材料填筑。7．2.4．3填筑路基的土宜在集中取土场取用。必须在两侧取土时，取土坑内线距路堤坡脚的距离，当路堤填土高度小于2m时，不得小于20m；填土高度为5m的路堤，宜大于40m，且取土坑内每隔50m应留出顶宽为3m的横向土坡。7．2.4．4路堤填土应由路中心向两侧填筑，并应做出与路拱相同的横向坡度，一般采用2％～4％的横坡为宜。7.2．4．5填筑路堤时，路堤最后填筑标高应达到设计图上的预压填土高度；而倒坡余宽及边坡率亦应留有余地，使其压实宽度大于路堤设计宽度，并保证最后削坡后有效的断面尺寸和路基宽度。7．2．5路堤填筑过程中，应进行沉降和稳定监测。当接近或达到极限填土62 高度时，严格控制填土速率，以免由于加载过快而造成地基破坏。一般每填一层，应进行一次监测，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。观测结果应结合沉降和位移发展趋势进行综合分析。其填筑速率，应以水平位移控制为主，如超过此限应立即停止填筑。7．2.6桥头路堤应于结构物施工前填筑，并不应小于6个月，使桥台地基先预压稳定后再开挖。在预压期内不应在路堤上做任何工程，只允许添加由于沉降而引起的附加填土。软土地区的桥台、涵洞、通道以及加固工程应于预压期沉降完成后再进行修建。在软基上填筑路堤，当桥头路堤边坡受到河流冲刷时，应补设防护工程。在相应涵洞位置设置临时排水涵管；对路堤工程亦应做好临时排水设施，以防流水浸泡和冲刷路堤。路堤与桥台衔接部位、路堤与锥坡预压填土应同步填筑与碾压。在大型压路机不易到位的边角宜用小型打夯机夯压密实。其分层碾压厚度控制在15cm为宜，填料亦宜选用渗水性土。7．2.7合理的路堤施工工期应考虑满足设计所要求的堆载预压期，即路堤施工完成后，路面、结构物施工前应有足够时间使地基排水固结。7．2.8填筑路堤加载或超载预压部分宜用细粒土分层填筑，具体要求与路基本体相同。也可以用砂砾石料等材料填筑，但应考虑这些材料能为后期工程所利用，并不使材料受污染。63 卸除的填料可予以利用，也可以废弃，但不宜置于反压护道上。加载或超载预压路堤的顶部应修整使具有2.5％～40％的横坡，以保持预压期内有良好排水条件。7．2.9超压路堤的顶面应通过摊铺和压实所需的附加土层，保持在超压标高上。任何时候超压路堤的顶面不应低于超压标高20cm，也不应高于标高10cm。其压实度：预压部分应满足路基施工技术规范的压实要求，超载预压部分压实度应达到重型压实标准的90％，并注意路堤排水。7．2.10超压路堤构筑后，应有一定沉降时间，超压时间不宜低于3个月。超载预压到期后，卸除超载土方，路堤应挖至路槽底（路面底面），并将路槽底以下的路堤表层15cm深度的土层压实，其压实度应大于95％。7．3吹填砂路堤7.3．1吹填砂路堤适用于缺土而多砂，且可用吹填方式填筑路堤的地区，它具有施工不受雨季影响的优点。7.3．2吹填砂的材料以中、粗砂为宜，含泥量（即小于74μm的颗粒粒径）不宜大于15％。7.3．3吹填砂路堤的施工程序7.3．3．1地基如需处理，应先做处理施工，并进行压实后，再吹砂填筑。一般可按7．2．4条要求进行作业，路堤压实度同一般填料路基要求。7．3．3．2吹填路堤时要求（1）一般先沿路堤坡脚线内侧两边修建挡水堤，此堤系路基的一部分。（2）挡水堤可用粘土、袋装砂土或片石等材料修筑。当用砂堆填挡水堤时，64 可先用推土机将吹填砂向两侧推成砂垅，并在砂垅内侧敷设塑料薄膜，以防冲刷。（3）挡水堤的尺寸和两侧边坡应按设计图纸要求施工。（4）当路堤高度小于2m时，可作一次吹填。当路堤高度大于2m时，应采用分层吹填，分层吹填厚度一般为1m～2m，下层厚度可大些，上层厚度可小些。（5）吹填宽度可分全幅和半幅吹填。全幅吹填时，排水管可沿路堤中线敷设，此法可用于宽度不大于30m的路堤和尚无挡水堤的路段。吹填时，排砂管可沿路线中线敷设,亦可在两半幅中部位置先后敷设或用两条排砂管在两半幅同时敷设。沿中线敷设要求实现半幅吹填时，可用人力或机械将排砂管的前段在适当时候作左右移动。半幅吹填可减少砂土横向移动和压实工作量，适用于宽度大和预先筑有挡水堤的路段。（6）吹填采用分段推进方式进行，即一段吹填完成后，再接长管线吹填下段，每吹填完一层经压实后再吹填上一层。当吹填距离超过吹砂设备最大能力时，可采取加压或二次抽吸办法解决。当排砂管口高程超过砂泵最大扬程而不能排砂时，可采用附加加压泵。当吹填砂层的高度尚未达到路堤要求高度，高差在1m以下时，可用推土机或其他机械，将砂堆填到要求高度。7.3．4吹填砂路堤排水要求7．3．4.1对挡水堤内的积水，除地面上纵波段较大外，一般应设横向盲沟65 排水。盲沟用干砌片石修筑，但在连接砂堤的端部还应设砂砾反滤层，以防止砂土阻塞盲沟。7．3．4．2在吹填挡水堤时，应做好堤内水的排除与疏干，并在适当位置留出排水口。水口大小可按排水管面积2～4倍计算。水口处两侧挡水堤应作加固处理，可在堤内侧装设木质或金属框式开口，开设活动闸板并用1～2根泄水管通到堤外。7.3．5吹填砂路堤的边坡防护边坡防护工程应按设计图纸施工。一般在土质挡水堤外边坡用植物防护，而其水下边坡宜用浆砌片石加固，在坡面与浆砌片石间应加铺砂砾或碎石反滤层，以防砂料外漏。7．3．6吹填时注意路堤宜采用“慢填、预压加观测”方法施工，并随时注意路堤的稳定性。当需要时可先修试验路堤，取得经验后再扩大施工。7．3．7为保护砂层，在吹填砂路堤竣工后，应随即在其上铺砌厚约40cm的石渣土铺砌层。7.4粉煤灰路堤7．4．1粉煤灰路堤是一种轻质路堤，对减轻软土土基的附加应力有显著作用。有条件时，应采用粉煤灰路堤。7．4．2粉煤灰不应含团块、腐殖质及其它杂质。电厂排放的硅铝型低钙粉煤灰都可作为路堤填料使用，其烧失量宜小于12％，应66 测到稳定的初始值后，方可进行路堤的填筑。7．6．3根据设计文件要求确定测点位置，并应设在观测数据容易反馈的部位。地基条件差、地形变化大、设计问题多的部位和土质调查点附近也均应设67 置观测点。同一路段不同观测项目的测点宜布置在同一横断面上。7．6．4用于沉降与稳定观测的仪器使用前需进行全性能检查和校验，以保证测定仪器的正常使用和观测数据的可靠。7．6．5观测仪器的操作和保养应按照使用说明和保养制度进行，易出故障或测读数异常的仪器应及时予以更换或修理。7．6．6测点标杆安装时应严格按规定进行，安装必须稳固，对露出地面的部分均应设置保护装置。在路面施工期间必须采取严格的防护措施，一旦发现标杆受拉或移位，需立即修复，保证观测数据的连续性。7.6．7在施工期间应严格按设计或合同文件要求同步进行沉降和稳定的跟踪观测。每填筑一层应观测一次；如果两次填筑间隔时间较长时，每3d至少观测一次。路堤填筑完成后，堆载预压期间观测应视地基稳定情况而定，一般半月或每月观测一次，直至预压期结束。7.6．8当路堤稳定出现异常情况而可能失稳时，应立即停止加载并采取果断措施，待路堤恢复稳定后，方可继续填筑。7．6．9每次观测应按规定格式作记录，并及时整理、汇总观测结果。7．6．10稳定性观测7．6．10．1地基的稳定性可通过观测地表面位移边桩的水平位移和地表隆起量而获知。一般路段沿纵向每隔100m～200m设置一个观测断面；桥头路段应设置2～3个观测断面；桥头纵向坡脚、填挖交界的填方端、沿河等特殊路段均应酌情增设观测点。7．6．10．2位移观测边桩的埋设与观测68 （1）位移观测边桩根据需要应埋设在路堤两侧趾部，以及边沟外缘与外线以远10m的地方，并结合稳定分析在预测可能的滑裂面与地面的切面位置布设测点，一般在趾部以外设置3～4个位移边桩。同一观测断面的边桩应埋在同一横轴线上。（2）边桩一般采用钢筋混凝土预制，混凝土标号M不小于25，长度应不小于1.5m；断面可采用正方形或圆形，其边长或直径以10cm～20cm为宜；并在桩顶预埋不易磨损的测头。（3）边桩的埋置深度以地表以下不小于1.2m为宜，桩顶露出地面的高度不应大于10cm。埋置方法可采用打入或开挖埋设，要求桩周围回填密实，桩周上部50cm用混凝土浇筑固定，确保边桩埋置稳固。（4）在地势平坦、通视条件好的平原地区，水平位移观测可采用视准线法；地形起伏较大或水网地区以采用单三角前方交会法观测为宜；地表隆起采用高程观测法。视准线法要求布设三级点位，由位移标点和用以控制标点的工作基点、以及用以控制工作基点的校核基点三部分组成。工作基点桩要求设置在路堤两端或两侧工作边桩的纵排或横排延长轴线上，且在地基变形影响区外，用以控制位移边桩。位移边桩与工作基点桩的最小距离以不小于2倍路基底宽为宜；单三角前方交会法要求位移边桩与工作基点桩构成三角网，并且通视。校核基点要求设置在远离施工现场和工作基点而且地基稳定的位置处。高程观测参照7．6.11条沉降板观测方法。7.6．10．3工作基点桩可采用废弃的钻探用无缝钢管或预制混凝土桩，埋置69 时要求打入硬土层中不小于2.0m，在软土地基中要求打入深度大于10m。桩周顶部50cm采用现浇混凝土加以固定，并在地面上浇筑1.0m×1.0m×0.2m的观测平台，桩顶露出平台15cm，在顶部固定好基点测头。7.6．10．4校核基点可用无缝钢管或预制混凝土桩打入至岩层或具有一定深度的硬上层中。若附近有山地，应尽可能地利用山地外露基岩作控制基点。控制基点四周必须采用永久性保护措施，并定期与工作基点桩校核。7．6．10．5地面位移观测仪器与精度当采用视准线法观测时，观测仪器宜采用光电测距仪；当采用单三角前方交会法观测时，观测仪器宜采用J1或J2经纬仪。观测精度：测距仪误差±5mm；方向观测水平角误差为±2.5。7．6．10．6沿河、临河等凌空面大而稳定性很差的路段，必要时需进行地基主体内部水平位移的观测。观测标的埋设和观测方法详见8．4.4条。7．6．11沉降观测7．6．11．1沉降观测时间：可按7.6.7条规定办理。7．6．11．2施工路段的地表沉降观测常用的方法是在原地面上埋设沉降板进行高程观测。7．6．11．3沉降板埋置于路中心、路肩及坡趾的基底。沉降板由钢或钢筋混凝土底板、金属测杆和保护套管组成。底板尺寸不小于50cm×50cm×3cm，测杆直径以4cm为宜，保护套管尺寸以能套住测杆并使标尺能进入套管为宜。随着填土的增高，测杆和套管亦相应接高，每节长度不宜超过50cm。接高后的测杆项面应略高于套管上口，套管上口应加盖封住管口，避免填料落入管内70 而影响测杆下沉自由度，盖顶高出碾压面高度不宜大于50cm。7．6．11．4沉降板观测应采用S1、S3型水准仪，以二级中等精度要求的几何水难测量高程，观测精度应小于1mm。7．6．11．5观测基桩用于观测水平位移的位移标点桩、校核基点极亦同时用于沉降观测，埋设于坡趾及以外的标点边桩一般兼测地面沉降。标点桩顶上应预埋刻有十字线的半圆形测头。7．6．12测点保护工作标点桩、沉降板观测标、工作基点桩、校核基点桩在观测期中均必须采取有效措施加以保护或专人看管。沉降板观测标杆易遭施工车辆、压路机等碰撞和人为损坏，除采取有力的保护措施外，还应在标杆上竖有醒目的警示标志。测量标志一旦遭受碰损，应立即复位并复测。8试验工程8．1一般规定8．1．1软基试验工程是以研究工程的软土地基特性、验证并完善软土地基处治设计和探索软土地基工程施工工艺为主要目的的前期工程。处于软土地基上的高速公路、一级公路、二级公路路堤应结合工程实际情况提前修筑试验工程，并必须在工程全面开工前取得试验成果。8．1．2试验工程研究内容应针对解决工程设计与施工中的疑难问题以及新技术、新材料、新工艺在引进、推广中尚需研究的问题。71 8．1．3试验工程必须在工前编制试验研究大纲，制定详尽的试验研究计划，并进行工程设计与观测设计。8．1．4选址要求8．1．4.1试验工程的地质、地貌及工程情况必须具有代表性。试验段力求安排在主线上；若由于其它原因不能在主线上实施时，应选址于邻近主线的地段，其路堤的断面形式、尺寸、填筑高度以及填筑材料等应与整个工程的情况一致。8．1．4．2试验路段应尽可能选择在方便施工、纵坡较小和直线段上。各试验区段的段落长度不应小于2倍路基底宽，并不小于50m。若对路堤或人工构造物进行试验研究，则路堤与人工构造物之间的距离应不小于2.5倍的路基底宽。此外，还应考虑观测时的通视条件以及观测点的设置条件。8．1．4．3试验路段的路堤两侧不宜设施工辅道。不可避免时，应确保辅道与主线路堤边沟之间的距离不得小于主线路堤底宽，且主线与辅道连接段位置应离开观测断面50om以远。8．1．5试验工程应根据试验内容和工程设计要求进行详尽的地质勘探，地质勘探应以钻孔探查、取样试验与原位测试相结合的方法进行。土工试验项目应根据试验研究内容和工程设计需要确定，土工试验分析成果应具有足够的可靠性和代表性。在试验观测期中，视加固情况宜采用十字板或标贯试验、静力触探等原位测试技术检测地基土层固结状况。在预压后期，除采用原位测试作检验之外，有条件时，也可针对不同的地72 层条件及处理方案采用机钻取样进行试验，检验地基土层加固效果。8．1．6试验工程应保证观测期至少有一年半左右的时间，并应及时提交完善设计和指导施工的研究报告。8．1．7测试仪器、设备、标具及用于加工观测装置的材料应经过严格的选型和挑选，性能应稳定可靠，且具有满足试验要求的精度。观测用的所有仪具应在试验工程开工前准备完毕。8．2试验工程地质勘察8．2．1试验工程地质勘察应突出和体现试验研究的重点与特殊性，除应满足一般软土地基工程施工图勘察要求以外，还应针对工程研究内容要求、地基条件及处理方案在工程范围以内检查已取得的地勘资料，并补充试验工程或试验路段必需的纵、横向地质勘查，为设计和分析研究提供详细的工程地质资料和技术参数，并作出分析评价。8.2．2勘察重点8．2.2.1进一步查清软土的类型、成因、时代、层位、厚度以及物理力学性质。8．2．2．2查清工程范围内地基各土层的固结状况以及软土层中砂土夹层、层次、厚度和排水条件。8．2．2．3查明人工填土、杂填土、暗塘、古河道、墓穴等不良地质现象的分布位置、范围、埋深等情况。8．2.2．4查明地表水、地下水的层位和特征、补给排泄条件，以及排除地表水和地下水的条件。73 8．2.3试验工程的地质勘察方法除应满足第3．3．6条的规定外，还必须采用原位测试手段予以验证。深孔布置应服从一个试验内容或一种软基处治方法为一个观测区段，每种处治段在纵向中心线上至少应有1个钻孔、1～2个十字板剪切孔；路基横向应有数个静力触探孔，以反映出路基横向地基土层分布情况。原位测试的方法和设备应按有关规定和要求执行。8.2.4钻孔、静力触探及十字板测试深度应符合第3．3．7条的规定。8.2．5地质勘察除应按第3．3．11条要求提供成果资料以外，还应提交以下资料：8．2.5．1试验工程区域内的各试验段、山前坡地段、沿河路段以及地质特殊变化地段的地质横向剖面图；8．2．5．2不良地质路段调查表；8.2．5．3根据工程的具体研究内容和研究方法确定并提供其它特殊试验项目与成果，如抗剪强度包线、孔隙水压力系数、侧压力系数等。8.3试验工程设计8．3．1试验工程设计应由工程设计和观测设计两部分组成。8．3．2工程设计应在初步设计基础上结合审定的试验研究方案进行施工图设计。设计图纸除应适应工程施工需要的一般图表资料以外，还应针对不同的地基处理形式和特殊的施工工序及工艺编制施工详图和编写详尽的设计说明，同时还应包括以下内容：8．3.2.1按不同的试验内容合理安排各试验区段，明确各区段的分界桩号以及各区段地基处治方案设计；74 8．3．2．2明确各种地基处治材料的技术要求和技术参数；8．3．2．3提出各种观测仪标埋设所需时间、埋设工艺流程以及施工配合要求；8．3.2．4明确路基填筑材料、填筑速率控制标准与方法以及填筑工艺；8．3．2.5提出路堤施工坡率、沉降土方补加方式以及不同处理形式路段、与结构物相接路段的施工期沉降预测曲线。8．3．3观测设计应围绕试验方案确定的观测内容展开。设计内容应包括观测项目的确定、观测仪器的选型、仪标的布设与观测方法和频率的确定等，应提供以下设计资料图纸：8．3．3.1试验观测段平面布置图。图中应示出路堤范围、试验区段分界线与桩号、埋设仪标的断面桩号、各种仪标平面布设位置以及观测控制点的布设位置。8．3．3．2仪标市设断面图。具体示出各种仪标在各个观测断面中的水平与垂直向布设位置。8．3．3．3明确采用的观测仪器及所埋设仪标的名称或类型，制定观测规程。8．3．3.4对需要自行加工的观测标、桩以及仅标保护和测点装置进行构造设计。8．3．3．5明确仪标埋设要点和应达到的标准或要求。8.3．3．6明确测试人员与施工人员的责任。8．4试验工程观测8．4．1试验工程的观测项目宜包括三类：变形（位移）观测、应力观测和75 强度观测。变形观测包括沉降观测和水平位移观测；应力观测包括土压力观测、孔隙水压力观测；强度观测仅指地基承载力观测。8．4.2软土地基试验工程观测项目应根据试验工程的研究目标与具体研究内容有选择性地确定，每个试验段的所有观测点宜集中设置在同一个横断面上。观测项目宜按表8.4.2所列内容安排；若工程需要还可增加其它必要的观测项目。76 缩。波纹管套在导杆外面，管上感应围位置即为测点位置。8．4．3．4深层标由主杆和保护管组成。主杆采用金属杆或塑料硬管，杆底端需有50cm～100cm长的以增加阻力的标头；保护管可采用废弃的钻孔钢管。77 8．4.3．5分层和深层沉降标埋设要点如下：（1）采用钻孔导孔埋设，钻孔垂直偏差率应不大于1.5％，并无塌孔缩孔现象存在，遇到松散软土层应下套管或泥浆护壁。钻孔深度：对分层标即为埋置深度；对深层标为埋置深度以上50cm。成孔后必须清孔。（2）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，但不能采用磁感材料作固定件。波纹管露出地面15cm～20cm，并用水泥混凝土固定；导管外露30cm～50cm，并随填土增高，接出导管并外加保护管。（3）深层标埋设时先下保护管，再下主杆，到位后再将保护管拔离主杆标头30cm～50cm。随填土增高，接长主杆和保护管。（4）当分层标和深层标至孔底定位后，用砂子填塞钻孔孔壁与波纹管或保护管之间隙。待孔侧上回淤稳定后，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项距离，换算出各点高程；连续测读数日，稳定读数即为初始读数。8．4．3．6分层沉降标埋设难度较大，且外露标管对施工影响较大，又易遭碰撞，一般埋设于路中心，一个观测断面埋设1～2根分层标。深层标按需要测试的深度在路中设点埋设，但不宜埋没于车道位置。8．4．4水平位移观测8．4．4．1主体水平位移量是在观测点理设测斜管，由测斜仪测得。测斜管的技术性能及埋设要求应符合以下规定：78 （1）测斜管可采用铝合金或塑料管，其弯曲性能应以适应被测主体的位移情况为适宜。测斜管内纵向的十字导槽应润滑顺直，管端接口密合。（2）测斜管应理设于地基土体水平位移最大的平面位置，一般理设于路堤边坡坡处或边沟上口外线1.0m左右的位置。（3）测斜管埋设时应采用钻机导孔，导孔要求垂直，偏差率不大于1.5％。测斜管底部应置于深度方向水平位移为零的硬上层中至少50cm或基岩上，管内的十字导槽必须对准路基的纵横方向。8．4.4.2路堤范围以外的地基侧向水平位移和地表隆起可采用打设水平位移边桩进行观测。边桩的制作、埋设要求和观测方法、精度应与7．6．10条有关规定相同。8．4．4.3水平位移观测断面应与沉降观测断面位置吻合，观测断面设于与路线垂直的轴线上。8．4．4．4边桩及为此观测的基桩和测斜管在观测期间均必须采取有效的措施加以保护或专人看管。边桩及基极的保护要求与7．6.12条相同；测斜管除应防止碰撞外，还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。8．4．5孔隙水压力观测8．4．5.1孔隙水压测试系统由孔隙水压力计和量测仪器两部分组成。孔隙水压力值由频率仪测得的频率值换算得出。选用的孔隙水压力计必须具备下列条件：（1）有足够的强度和耐久性；79 （2）读数稳定，测量延滞时间短；（3）外形光滑平整，体积小；（4）测量方便，精度符合观测要求。8．4.5．2孔隙水压力计的平面布点宜集中于路中心，并与沉降、水平位移观测点位于同一观测断面上。8．4．5．3孔隙水压力测点沿深度布设应根据试验分析需要而确定，一般每种土层均应有测点，土层较厚时一般每隔3m～5m设一个测点，埋置深度应及至压缩层底。8．4．5．4孔隙水压力计的埋设方法及要求如下：（1）孔隙水压力计宜采用钻孔埋设法，埋设关键是封孔，封孔目的是隔断水压计上下水源。埋设时孔隙水压计应紧密贴合测点土层，采用干燥膨胀土或高液限粘土泥球封孔密闭，使测点土层孔隙水与上部土层孔隙水完全隔绝。埋设时，以采用一孔单只孔压计埋设方法为宜。（2）钻孔埋设时，应作好钻孔的详细记录。必要时，可采取土样进行土工试验，以补充或校核原土工试验资料或土质参数的不足，为试验研究提供更多的基础资料。（3）保护孔压计外引电缆完好不受损坏，保证孔隙水压力准确传递。待同一观测断面的全部孔压计埋设后，所有孔隙水压计的外引电缆应编好测点号码，而后集中穿入硬塑管理入电缆沟，引出路基外进入观测房或观测箱内；必要时在电缆沟旁作些标记，以防施工时截断电缆线。（4）每一只孔压计埋设后，应及时采用接收仪器检查孔压计是否正常；如80 发现异常应查明原因及时修正或补埋。（5）埋设后，待钻孔完全填实和埋设时的超孔隙水压力消散时，才可测读孔压计的初始读数，一般需要3d～4d的稳定时间。初读数时需连续测读数目，直至读数稳定为止，以稳定的读数作为初始读数。8．4．5．5在路堤施工过程中孔隙水压力计观测时间与频率应与沉降和水平位移观测要求相同。8．4．6土压力观测8.4．6．1土压力测试系统由土压力计和量测仪器两部分组成。土压力计选型必须与被测土体应力状况相适应。8．4．6．2土压力计埋设位置按试验要求而定，可水平向埋置，也可竖向埋置，以测定被测地基的应力状态。8．4．6．3土压力计埋设应符合下列要求：（1）采用挖坑埋设法。坑槽底面应平整密实，埋设后的土压力计必须位置正确而稳固，上下四周约20cm范围用细砂填实。（2）埋设时每只上压力计外引电缆均应编好测点号码，集中引入观测箱，同时记录各测点编号与其对应引线长度；每埋完一只就应及时进行测试，发现问题应及时纠正或调换。（3）外引电缆均应有可靠的保护措施，以避免遭受损坏。（4）埋设后的土压力计在初读数稳定后，才可进行其上的填筑工作。8．4．6．4测试频率按试验要求而定，也可与沉降和水平位移同步观测。8．4.7承载力观测81 8．4．7．1天然地基承载力和搅拌桩的单桩、多桩及桩间上承载力，均可通过现场载荷试验作承载力的测定和加固效果的检验。8．4．7．2对于粉喷桩的载荷试验应至少在一个月龄期后进行，也可按试验分析需要确定载荷试验时间。8．4．7．3载荷试验应按下列要求进行：（1）载荷试验的压板可用圆形、方形或矩形。单桩荷载试验的压板直径与桩径相等；单桩复合地基载荷试验压板的面积应为一根桩承担的处理面积；多桩复合地基载荷试验压板的尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定；桩间上载荷试验压板的尺寸应限于桩间天然地基面积之内。（2）压板底高程应与地基顶面高程相同，压板下宜设中、粗砂找平层。（3）总加载量不宜小于设计要求值的两倍，加荷等级可分为8～12级。（4）当加载量尚未超过设计要求值时，1h内垂直变形增量小于0.1mm才可加下一级荷载；当加载量大于设计要求值后，1h内垂直变形小于0.2mm即可加一级荷载。（5）当出现下列现象之一时，可终止试验：①垂直变形S急剧增大，土被挤出或压板周围出现明显的裂缝；②总加载量已为设计要求值的两倍以上；③累计的垂直变形量已大于压板宽度的10％。当为第一种情况时，其对应的前一级荷载为极限荷载。（6）卸载观测：每级卸载为加载时的两倍。每级卸载后，隔15min测读一次；读两次后，隔半小时再读一次，即可卸下一级荷载。全部卸载后，当测82 读到30min回弹量小于0.1mm，即认为稳定。8．4．7．4承载力的确定（1）当极限荷载能确定时，取极限值的一半。（2）如总加载量已为设计要求值的两倍以上，取总加载量的一半。（3）按相对变形值确定：根据设计对沉降的要求和桩端土层的软硬，可取S／b=0.004～0.010所对应的荷载值（b为底板宽度）；当加载量小于该荷载值的1.5倍时，取总加载量的一半。8．4．8校验孔隙水压力的地下水位井应埋设在路堤应力范围之外。水位管一般采用ф60mm～70mm的钢管或聚氯乙烯管，长2.5m～3.0m，管底端50cm管围钻有数排小孔，外包铜纱和尼龙纱扎紧，封死管底口。水位管采用钻孔埋入，上口加盖保护。用特制木尺插入管中测量水位，测量时间应与孔隙水压力计的观测同步。8．4．9单孔出水量并用以检验排水井的排水效果，分析地基土的排水固结特性。单孔出水量井埋设的平面位置应根据研究分析需要设在路中、路肩或坡脚；埋设方法是在确定的位置上挖出一个排水井，在排水井顶端约50cm处，套上留有排气管和排水管的出水井管，周围用水泥混凝土填实以隔离路基渗水，外引排气管和排水管至路基外的集水井。用体积法或称重法计出水量，并以连续测定为宜。8．4．10所有的观测仪标均应在地基处理后、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。8．4.11资料分析83 8.4．11．1所有观测数据应及时记录表内，随时计算、校校、汇总并整理分析，发现问题应及时复查或复测并处理。观测期间应及时记录当地气象资料及地下水位的变化情况。8．4．11．2及时计算沉降和水平位移速率。当速率骤增时，应即时进行动态跟踪观测，及时分析原因，并提出减缓填筑速率或停止填筑等有效措施，以避免地基变形过大、路堤失稳而遭破坏。8．4．11．3所有观测资料应给制成果曲线图，应有：（1）沉降观测①荷载-时间-沉降（地面综合沉降或分层沉降）过程线；②路基横向沉降盆图（不同观测时间，相应的沉降盆线）。（2）水平位移观测①地面位移：Ⅰ.荷载-时间-水平位移过程线Ⅱ．地面横向位移分布图②土体内部水平位移：水平位移随深度变化曲线。（3）孔隙水压力观测①荷载-孔隙水压力-时间关系曲线；②孔隙水压力等值线（视必要或可能）。（4）基底上压力观测：荷载-时间-上压力变化过程线。（5）搅拌桩承载力观测：荷载-沉降变化过程线沉降-时间变化过程线（6）单孔出水量观测：荷载-时间-出水量变化过程线。84 （7）地下水位井水位观测：全年时间-地下水位变化线。除上述成果曲线外，试验研究者还可根据其它观测资料绘制其它曲线。8．4．11．4利用实测的荷载-时间一沉降过程线和荷载一孔隙水压力-时间关系曲线可推测t时沉降和最终沉降S∞，或反算地基的固结系数CV、CH。8．4．12成果报告自地质勘察开始至试验研究结束，随着工作的深入，各阶段应及时提交成果报告，这些报告应包括以下内容：（1）路基地质勘察报告；（2）材料试验成果（包括填筑材料和地基处理材料）；（3）试验工程施工计划书；（4）施工质量管理情况报告；（5）动态观测报告（分观测内容写）；（6）各阶段试验工作的阶段报告；（7）试验研究工作报告；（8）总报告的主要内容：①试验研究工作全过程情况；②针对地基处理所用材料、方法、设计参数及取值、施工工艺等提出实效性、适用性及经济性分析意见；③提出科研、设计与施工的结论性意见和建议。试验研究成果均应在通过上级有关部门组织专家进行的评审或鉴定后，才可用于指导设计和施工。85 本规范用词说明执行条文严格程度的用词。1．表示很严格，非这样不可的用词：正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。2．表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。3．表示允许稍有选择，在条件许可时首先这样做的用词:正面词采用“宜’域“可”；反面词采用“不宜”。附加说明主编单位：交通部第一公路勘察设计院参编单位：交通部重庆公路科学研究所上海市公路处浙江省交通设计院86 广东省高速公路公司主要起草人：喻文学倪一鸿张留俊刘建都陈代著赵景明汪银华孔祥金87 公路软土地基路堤设计与施工技术规范JTJ017－96条文说明88 目次编制说明1总则2术语、符号、代号2．1术语2．2符号3软土地基工程地质勘察3．1一般说明3．2初步勘察3．3详细勘察4路堤的稳定与沉降4．1一般规定4．2稳定计算4．3沉降计算5软土地基处治及路堤设计5．1一般规定5．2垫层与浅层处治5．3轻质路堤5．4反压护道5．5加筋路堤89 5.6预压及超载预压5.7竖向排水体预压5.8粒料桩5．9加固土桩5.10综合（组合）处治设计5.11路堤设计6软土地基处治施工6.1一般规定6．2垫层及浅层处治6.4土工合成材料6.5袋装砂井6．6塑料排水板6．7砂桩6．8碎石桩6．9加固土桩7路堤施工与观测7．1一般规定7.2路堤填筑7．3吹填砂路堤7．4粉煤灰路堤7.5矿渣路堤90 7.6沉降与稳定观测8试验工程8．1一般规定8.2试验工程地质勘察8.3试验工程设计8.4试验工程观测参考文献91 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范》）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肉相应的“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、杭甬、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”）编制共包括以下八章内容：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；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”），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92 处（以下称“沪公路处”）、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”）。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；第三章“部一公院”编写；第四章“第一公院”与“部重科所”合写；第五章“部一公院”与“部重科所”合写；第六章“沪公路处”编写；第七章“浙江院”与“广东公司”合写；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：93 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范内容全面，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、施工规范方面的这一空白。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，及相应的科学与生产实验（包括试验工程资料）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”，但其在我国的广泛适用性方面，还有一定的问题。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。94 “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）。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、95 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；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：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：砂垫层、土工织物、反压护道、轻质路堤、加筋路堤、加载预压等。1．0．2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。1．0．3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困地制宜，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一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。1．0．5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96 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。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。1．0．6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。1．0．7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。动态施工是措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。1.0.8对于高等级公路路堤，必须进行稳定观测和沉降观测（参见参考文献3、4、5、6）。稳定观测主要是措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，并能根据沉降速率决定铺筑路面的时间。1.0.9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或两种设计方案进行试验，其目的是解决设计施工中97 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。1．0．10使用本规范时应与现行的《公路工程地质勘测规程》（JTJ064-86）《公路路基设计规范》（JTJ013-95）《公路路基施工技术规范》（JTJO33-95）、《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）、《公路建设项目环境影响评价技术规范》（JTJ005-96）、《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》（JTJ015-91）、公路土工试验规程）（JTJO51-93）、公路工程质量检验评定标准）（JTJ071-94）、《公路工程技术标准》（JTJ001-88）、《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。2术语、符号、代号2．1术语2.1.1～2.1.4对软土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（接近或大于液限），孔-1-1隙比大（一般大于1.0），压缩性高［a1～2＞5（kPa），或a1～3＞10（kPa）］，－强度低（快剪的内摩擦角，φ＜5゜凝聚力c＜20kPa），渗透系数小（K＝107-8Cm／S～10Cm／S）。”对软土的成因类型描述为：“在沿海地区为滨海相、三角洲相；在内陆平原或山区为湖塘相等”。98 人民交通出版社版《铁路工程地质手册》中，对软土的特征解释为：“软土含有大量亲水的胶体颗粒，具有海绵状结构，因此其孔隙比大、含水量高、透水性小、抗剪强度低、压缩性大。”中国建筑工业出版社版《工程地质手册》对软土的解释为：“软土是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑状态的粘性土，如淤泥、淤泥质土以及其它高压缩性饱和粘性土、粉土等。”对淤泥和淤泥质土及其特征解释为：“淤泥和淤泥质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粘性土。这种粘性土含有机质，天然含水量大于液限（ω＞ωL）。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，称为淤泥质土。当上的烧灼量大于5％时，称有机质上；大于60％时，称泥炭。”对软土按沉积环境分为下列类型：（1）滨海沉积——滨海相、泻湖相、溺谷相及三角洲相；（2）湖泊沉积——湖相、三角洲相；（3）河滩沉积——河漫滩相、牛轭湖相；（4）沼泽沉积——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Q3及其以前形成的粘性上称为老粘土；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、粘土分别称为淤泥质亚粘土、淤泥质粘土；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、粘土都称为淤泥。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9）。99 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粒上，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。其特点是持水性大，密度较小。《岩土工程勘察规范》中规定：天然孔隙比大于或等于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，-1其压缩系数大于0.5Mpa，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：-1软土：天然含水量ω＞ωL，孔隙比e≥1.0，压缩系数a≥0.5Mpa，抗剪强度φ≤7°。泥炭：天然含水量一般大于300％，孔隙比一般大于5，快剪内摩擦角一般小于12°，位于塑性图A线以下或以上。腐殖质土：天然含水量一般大于200％，孔隙比一般大于4，快剪内摩擦角一般小于5°，位于塑性图A线以下或以上。有机质上常分为淤泥和淤泥质土两类。淤泥：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5°，但含有未分解的有机质时则可高达10°，位于塑性图A线以下或以上。100 淤泥质土：天然含水量ω≥ωL，孔隙比e为1.0～1.5，快剪内摩擦角一般小于15°，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（高压缩性的有机上、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。无论软土还是软土地基，它的软硬都是相对的，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，结合公路部门上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。2．1．5～2．1．9部颁《公路工程名词术语》（JTJ002－87）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：为加速地基排水固结，在软弱地基101 中钻孔，灌入中、粗砂而成的排水体。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，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。在本规范中按从简的原则，将符号、代号予以编列：首先按土性与土类，扼要列出有关细粒土的符号、代号；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。102 103 在平均斜率，a100～200在数据上常常是离散的,在取值机理上是不合理的。对于Pc＜100kPa的软土，a100～200偏大；对于Pc在150kPa左右的软土，a值包含了弹性压缩和塑性压缩，在机理、数值上呈显截然不同的二阶段特征；对于Pc＞300kPa的硬粘性土，在曲线B段（拐点段），a值显著偏小。如不加区104 别地用a100～200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a100～200来比较判断土的压缩性。《公路土工试验规程》（JTJ051－85）软土划分表中规定快剪内摩擦角要小于5°。考虑到某些有机质土型软土或腐殖型软土中混有一定数量的砂颗粒、贝壳等，内摩擦角则高于5°，但它们的压缩性仍高，修路堤后地基可能出现大的沉降，这种俗称的淤泥混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φ值可高达15°；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φ值为14°24′。因此本规范将软土划分表中的软土强度指标——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、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5kPa～29kPa（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Su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，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.kPa也105 是合理方便的。对如何应用原位测试，测算地基土的天然抗剪强度，国内外作ٛٛ106 107 3．2．2.2初勘阶段钻探点控制间距与环境类别、道路等级、荷载应力的大小以及路段性质等有关。环境类别划分为简单场地与复杂场地两类：简单场地，指地形较平坦，地108 貌单一，地层岩土性质简单，厚度变化不显著、不频繁的地质环境；复杂场地，指地形起伏较大，地貌单元较多，在地基可压缩层的计算深度内，地层岩土性质、层次类别变化较复杂的地质环境。本条对道路等级按二级划分档次：二级及以上道路指高速公路、汽车专用公路与一级、二级的等级道路；二级以下道路指一般二级以下修建高级、次高级路面的等级道路。本条对钻探点间距的高、低限的规定与采用：间距的绝对值大的数字表示高限；反之称低限。对于一般路堤高度的荷载作用路段，钻探点间距用高限；对于设计填土高度大于极限高度（用很快的施工填土速度，所能达到的使路堤仍保持稳定的最大高度）或桥头较高填土路堤路段，钻探点间距用低限。本条对勘探孔点位置规定采用坐标控制。这是因为初勘阶段原布设的勘探点有时由于进场条件、场地位置及地形或原有建筑物的影响，勘探设备不能就位而变更了勘探点位置，或由于路线方案的比选，需方便利用不在本线路上的勘探孔点而提出。3．2．2．3静力触探是应用静压探头求取地基土比贯人阻力Ps、侧壁摩阻力fs及锥尖阻力qc的原位测试手段。按深孔应用性质，这里划为参数孔和技术孔。参数孔主要是做为与钻孔或深探坑对比，取得地基上土层性质与结构状态，供分析解释静力触探指标地质层性质的测试孔。技术孔主要是将原位测试的指标Ps、fs和qc与参数孔对比做出地质层解释的探孔。表3．2.2.3静力触探点控制间距按每公里点数来表示。对于沿横断方向、软土地层标高或性质有显著变化的路段，另增设静力触探点，以判断横109 断面方向路基下地质层次的变化。3．2．2．4测定软土层在不排水状态下的抗剪强度，应采用现场十字板剪切测试。本条所规定的“对地基稳定性有一定影响的深度”与加荷载的强度、速度及断面型式等有关。一般情况下荷载越大，可能滑动的弧面分布越深，即影响的深度越大，通常勘察深度至15m。3．2．2．5软土地基勘探深度的控制：对均匀的厚层软土沉积层，应用应力比法来决定才比较合理。但初勘期间路堤高度不一定能准确决定，故未能预计附加应力的大小时，对处于桥头较高路堤位置的，控制性钻孔深度宜为40m左右，根据一般情况约相应于4m多的路堤填土高度。基本确定路堤高度后，选择附加应力与自重应力比来确定勘探深度时，应注意：对饱和层的自重应力按浮容重计算；对长段路堤应力比建议选0.15；对桥头路堤应力比建议选0.1。如果在影响深度内，软土地基底出现厚层较硬地层（如半坚硬粘土等）、厚层砂基底或岩质基底，尽管应力比仍大于0.15，可不再向下计算。当软土地基为非均匀地质层次时，应注意所确定的计算深度下面是否还存在较软土层。如存在，则应继续向下计算，以避免计算深度下软土层基底有超过容许变形的影响。3．2.2．6控制性钻孔与一般孔的划分：对既作为编制工程地质纵断面图用，又需进行全孔取样以确定各地质层次物理、力学指标用的钻孔，划为控制性钻孔；对仅作为编制工程地质纵断面图和仅作为补充技术孔取样的辅助性钻孔，划为一般孔。110 本条在钻孔中对非软土层次，如硬壳层、砂层和一般土层也要求取原状样，是基于稳定性验算和固结排水与沉降计算的需要。3．2.2．7规定软土地基钻探，以采用干钻法为宜。对于多年处于最低地下水位以下的饱和粘土，允许采用泥浆钻探，但必须采取防止地基土层结构发生变化的措施。这些措施是：控制钻进的转速与给进加压；取样前的钻进应在距取样顶部的适当距离停泵泥浆;清理孔内沉淀物等。3．2.2.8鉴于软土的含水量过大或结构过于松散的状态下，受钻进和取样、放置、运输等条件或外力影响，地基土层容易发生结构性变化。因此本条对减小以上影响的措施作出规定，以保证采取的样品不产生不容许的变化扰动或变形。3.2．3．1～3．2．3．2规定对采取的原状样品应及时进行室内试验，以避免较长期置放导致水分的流失与蒸发。并强调：建立工地试验站；样品存放期不直超过3d；夏季的原状样品应挖坑放置；冬季的原状样品，严防受冻等。3．2.3．3室内试验应以现场和工程的具体条件为依据，以测试所得的实际成果为基础，以数理统计为手段，以土力学的基本理论为指导，注意区别不同条件、不同要求，采取不同方法。对于统计分析的指标应分别对待：对天然含水量、天然密度、相对密度、颗粒组成、液限、塑限等一般特性指标（作为确定土分类或阐明其物理化学特性的指标）通常采用算术平均值，并计算相应的标准差与变异系数，或计算绝对误差与精度指标；对于试验成果中明显不合理的数据，通过调查、研究、分析，按3倍标准差（即±3S）作为弃舍标准。对于土工试验中测得的内聚力、内摩擦角、压缩系数、固结系数、回弹模111 量等作为设计计算中直接确定土体强度、变形或判定土体稳定性的土性指标，在进行成果整理中，如试样的组数较多，可采用算术平均值。对于试样数据较少的指标，考虑到测定误差、主体本身不均匀性与施工质量的影响，以及构造物重要性与勘察设计阶段的不同，为安全计，除对初步设计或次要建筑物，可采用算术平均值外，应区别不同指标在设计计算中的不利影响，采用保证率平均值，即或算术平均值加（或减）一个标准差的绝对值。3．2．3．4室内土工试验项目选定表中ω、γ、ωL、ωp、a、cv、cq、φq、cg及φg为必做的试验项目;表中Gs、D、qu、Pc、pH、三轴试验及有机物与易溶盐含量为选做试验项目，其中相对密度Gs按土类（细粒土分类）选做。颗粒组成的试验：对粗粒组（粒径大于0.074mm）做筛分，对细粒组（粒径小于0.074mm）做颗分。前期固结压力Pc、三轴试验内摩擦角φ与内聚力c、有机物含量、酸碱度按各典型路段的代表层选做。无侧限抗压强度小qu按代表性样品选做。易溶盐含量只对盐渍化土按典型路段选做。为了提出水平向固结系数cH指标，应选择少部分样品做试验，但应注意与垂向固结系数cv的配套应用。计算指标液性指数IL应为76g锥重时试验的稠度值结果；变形模量可根据无侧限试验的图形计算；软土的前期固给压力Pc、土的压缩指数Cc与回弹指数Cs依e-lgP曲线图求得。3．2．3.5在选用原位测试方法时，应注意与钻探、室内试验的配合和对比。分析原位测试成果时，应注意仪器设备、试验条件、试验方法对测试结果的影112 响。3．2.4软土地基工程地质勘察资料的汇总整理，按做为工程地质勘察报告的专项报告内容编列（参见参考文献1、2）。3.2.4．1所列“报告”的文字部分中应作出的“工程地质评价及预测”，是指对所勘察路段在路堤荷载作用下的沉降量和稳定性的评价，建议按路堤荷载3m～5m高度来计算绘制沉降量曲线及稳定性曲线，并据此提出相应的工程治理方案。3.2.4．2所列图表资料部分中，原位测试成果资料的图式分别为：Su-h；Ps（或fs、qc）-h；N-h关系图，其纵、横比例尺以适当为宜。试验成果的图件中，孔隙比与荷载关系图（即e-P曲线），固结系数与荷载关系图（即Cv-P曲线）和无侧限抗压试验应力与应变图（即σ-ε曲线）的纵、横比例尺应以能较明显的表示出其相关关系为宜。但同一类曲线的比例尺应力求统一，不宜多变，以避免在进行比较时造成不便。3．3详细勘察3．3．1～3．3．5指出了详细勘察阶段的依据与目的、具体任务；规定了详细勘察的工作基础，工程地质调绘、勘探的顺序与具体内容；详细勘察阶段地质勘探专项的工作内容（参见参考文献1、2）以及详勘阶段地质勘探的工作手段与应该达到的要求。3．3.6强调指出应充分利用前期的地勘资料，包括工程可行性研究阶段、初勘阶段的成果，使得工程地质勘察的调查、勘探、测试、室内试验的资料更全面与系统；还强调了要查明横向地质断面。113 本条提出了勘探点布置、位置控制方法、孔点容许移动范围等内容。3．3．6．1详勘阶段钻探点间距控制（见表3．3．6．1）注明中规定：设计填土高度大于极限高度的路段或处于桥头路段用低限。这里极限填土高度是指以快速的填筑速率所能填筑路堤的最大高度。所提出的桥头路段用低限，是因为桥头路段设计的容许沉降要求严（容许工后沉降小于10cm），对地质资料与划段界限要求相应要更准确和详细。注明还规定了特殊条件下，钻孔间距尚应视具体情况适当加密。这里的特殊情况推成因类型特殊、地质层层次多、厚度变化频繁、地形变化大，纵、横断面地质条件差异明显等情况。按设计计算要求（根据本规范第4.1．2条规定）划分计算段，“分段长度宜为300m～500m；桥头路堤及人工构造物附近，应按30m～50m分段”。而分段的依据除荷载强度变化外，其他地质条件是主要依据，故钻孔间距应视具体情况适当加密。3．3．6．3本条规定应充分利用初勘时的静力触探资料。规范中所规定的每公里应设置静力触探点数，未包括初勘可利用的静探点；当初勘探点不能有效地利用，又需查明地质横断面时需适当补充测试点。本条中所进行的原位测试工作还包括根据当地已积累的研究成果或工作经验，求取静力触探与抗剪强度、压缩模量、地基承载力等指标相关关系的工作，以便核查与校对室内试验资料。3．3．7基于详勘阶段已经能够掌握路堤填土高度相应的附加应力，同时也从初勘资料中明确了地质断面，能够算出不同深度的自重应力，详勘阶段确定114 钻孔深度的根据已经比较充分。因此，钻探深度应首先考虑用应力比法合理确定。本条中附加应力与自重应力的比例（0.1～0.15）专指在均质厚层软土地基。该范围的选择：对构造物或桥头路堤建议按O.1考虑勘探深度；对于长段路堤建议按0.15考虑勘探深度。非均质软土层勘察深度可参照初勘阶段有关规定确定。3．3．8详勘阶段取样间距明显比初勘取样间距要密，这是基于两个勘察阶段的任务目的、要求的详细程度以及概、预算控制的指标要求而定出的。例如同为10m以上深度范围的非均质软土取样，初勘为每1.0m～1.5m取样；而详勘阶段限定每1.0m取样。本条还规定了对厚层均质软土层的取样，这是由于详勘是在已有地勘资料能够掌握地层结构与厚度尺寸的基础上进行的。这样做既可以少取样品，又能够取准，取全该厚层均质软土层的试验样。应当指出的是，在这种情况下，取样的长度应满足试验项目、指标数量的要求。3．3．9．1室内试验说明中，增加了试验要求。这是因为几年来室内试验工作或项目多做不齐全、样品试验方案考虑不周到，或对力学性质的试验方面的应力历史、应力路径条件、加荷标准与级别、试验的边界条件以及现场、施工、运营的诸因素考虑不全面、不系统。以致试验资料质量不高，甚至常忽略一些重要内容。如虽做了大量试验，未能评价软土的应力历史条件（是欠固结、中等固结还是超固给土）；有些试验资料中有快剪试验指标，缺固结快剪指标；有的试验资料快剪值与无例限抗压强度指标不相关，或相关差值太大；不少试115 验指标变异系数超出精度范围很多等。所以本条对以上问题，做了强调。本条再次强调了对试验数据应进行数理统计分析；并强调了可信度水平的标准，以满足施工图设计的技术与经济要求。这里需明确的是，对于施工图阶段的路堤或初设阶段大、中建筑物以及桥头路堤，指标的采用应视其不利影响程度，采用略高于或低于算数平均值（如抗剪强度、压缩模量取低值，压缩系数、变形量取高值）作为计算指标。其高于或低于算术平均值的幅度，应视测定次数的多少、土质不均匀程度或构造物重要程度。目前可采用算术平均值加（或减）一个标准差；为提高可信度，建议逐步采用保证率平均值。还应当强调的一些具体问题是：对软土的压缩与固结试验的初始加荷，调整为25kPa，第二级为50kPa，以避免软土试验样品被挤出；剪切试验加荷级数不应少于四级，一般应选加荷级别为25kPa、50kPa、100kPa、150kPa或200kPa；对于应用e-lgP曲线求压缩指数Cc、回弹指数Cs，荷载最末级别以达到3.2MPa为宜。3．3．9．23．3．9．2表在选做的项目中：相对密度按细粒土分类（粉质土、粘质土、有机质土等）选做；前期固结压力Pc按典型地质路段各标准层做试验；有机物含量系对有机质土按塑性图A线上、下有机质高（低）液限粘土选做；土的pH值按典型地质段、代表性土选做；易溶盐含量按典型地质段有盐渍立性质的土选做；剪切试验内聚力C’、内摩擦角φ’按典型地质段各标准层次的代表性土选做。本条试验项目内容虽然较多，但其中有为了相互校核和补充用的指标。如无例限抗压强度qu，除了提供无侧限抗压强度指标，还可分析研究变形模量，116 并校核快剪内聚力Cq的准确度；又如Cu、φu、Ccu、与c’、φ’也有应用较高精度的少量三轴试验指标，检验和补充一般剪切指标的作用。对于所提的试验指标要注意，应用于路堤和桥址工程时，由于工程项目的不同，试验指标也不同。例如，同为计算桥台或桥头填土的物理性质，对路堤填土，其液限试验采用100g锥；对于桥台基底的液限试验，规定为76g锥。因采用的锥重不同，同类土用于不同工程项目，其液限、塑指值也不同。3.3．10对于砂层和他和软粘土，因很难取得原状样品，故同时要求进行现场原位测试。对砂层首先应进行标准贯入试验，并取样作筛分，以确定砂层密度与砂层名称。对于饱和粘性土应首先作十字板剪切和灵敏度试验，以直接取得不排水抗剪强度和土的灵敏度，用以判定受扰动后强度降低的程度。而静力触探测试则在有地区性相关指标时，应用的效果比较符合实际。3．3．11鉴于详勘阶段的技术与经济方面的更高要求，应将本路段初勘资料的技术指标纳入详勘工程地质报告的物理、力学指标统计分析中，以提高指标的可靠性。对于各典型路段工程地质纵断面图，这里只要求对分布有软土地基的路段进行绘制工作。对不连续分布的软基路段，应分段绘制：对于不连续分布的软基路段，如非软基部分的长度不长，也可一并绘制；对于长段非软基路段的地质断面的编制，应按《公路工程地质勘察规程》（JTJ064－86）办理。4路堤的稳定与沉降4．1一般规定117 4．1．1软土地基的特点是强度低、固结慢、变形大，对其上的路堤设计要认真对待。稳定验算的目的（参见参考文献5）就是进行一种强度检验，即着地基与路堤是否发生由于抗剪强度不足造成的浅层、深层滑动破坏，进而提出稳定措施的设计方案。沉降计算可以预计地基的竖向变形，并为控制这种变形提供依据。在软土地基上修筑路堤，如强度不足或变形过大将产生如下问题：（1）地基抗剪强度不够引起路堤侧向整体滑动，边坡外侧主体隆起。桥头路堤纵向沿路线、向河床方向产生整体滑动，导致桥台的破坏。（2）人工构造物与路堤衔接处产生差异沉降，引起跳车及路面的破坏。（3）涵身凹陷，过水断面减小；沉降缝被拉宽而漏水；端墙向外挤出或后仰。（4）路基底面治横向产生盆形沉降曲线，导致路面根坡变缓，影响横向排水。以上问题的出现将破坏或降底道路的使用质量，因此务必重视稳定与沉降的设计计算。4．1．2这里的分段长度参考了钻探布孔的要求。通常在钻孔之间都有一定数量的触探孔或其它的原位测试孔作补充，所以从资料的整理与取用上来看，如果取样试验或原位测试成果的质量有保证时，这样分段是不会造成过于简化与粗糙的。对于河滩沉积、谷地沉积和海岸沉积溺谷相形成的软土，由于其分布、成分、厚度等具有多变性，计算段可以视具体情况划分得细一些。4．1．3软土地基的土层是成层的，土性参数随空间与时间的不同而发生变118 化。以往的稳定沉降计算，一般把地基简化为均质体（土性参数取厚度的加权平均值），借助于图表进行，但这种简化处理造成了与实际的较大差异。在电算技术已普及的今天，对成层土层的稳定及沉降计算并不太困难，因此建议不要再使用太粗糙、简化的图表。4．1．4对于压缩层厚度的确定，不少有关的教课书、手册及规范中都有具体的要求，我们可归其为以下几种：（1）以附加应力△P与自重应力Po之比来控制；当地基中某深度处△P／Po≤0.1时，该深度即为压缩层下限。（2）原则同上，但以△P／Po≤0.2来控制。（3）以地基中某深度处向上取1.0m土层的压缩量△Sn，与该深度范围土层的总压缩量∑△Si之比来控制，要求满足条件△Sn／∑△Si≤0.025。（4）作为对以上办法确定的压缩层厚度的补充，当其下仍有压缩性大的土层存在时，要继续向下计算；反之当硬层埋藏较浅，硬层项面的应力或其上土层的压缩量不满足以上要求时，也只计算到硬层顶为止。当软土地基的成层不均匀时，会出现软、硬层相间分布。这样在遇到某压缩性较小的土层时，上述第3种的条件可能会满足；但是若向下有极软层存在时，再检验该条件可能又不满足。要求（4）所做的补充，常使设计人员根据钻孔深度决定压缩层厚度。有些钻孔（如桥基孔）深度比较大，结果仅因为超出少许计算的沉降，就导致处治措施的很大变化（从预压到地下处理），人们无法定量控制设计。实际上压缩性的高低，从△P／Po的值上已得到反映；即使硬层项面在控制值范围内，119 因其压缩量极小，总沉降量并不增大。通过对不同地区的高等级公路软基沉降量计算，可知一般条120 121 及稳定系数建立联系。这就影响了它在实际工程中的应用。第二类方法是直接与潜在滑动面相联系的方法，如滑移场法（参见参考文献26）、极限分析法、极限平衡法。122 在工程中得到广泛应用的是极限平衡法中的条分法。而条分法因其滑动面及条间作用力或作用点的假设不同又衍生出多种方法。本规范采用国内外广泛流行的条分中的三种方法，即总应力法、毕肖普法、有效固结压力法。但本规范对前两种方法都进行了某些改造，即参考文献28中的改进的φ=0法及准毕肖普法。极限平衡法中除圆弧条分法外，尚有土基承载力法、极限高度法。若用土基的容许承载力来控制路堤设计则过于保守，因为容许承载力不仅是对土基剪切强度进行控制而且对建筑物的沉降也是有所控制的。例如桥涵土基为粘土、黄土时，其基本容许承载力是按承载板尺寸的相对沉降的2％来控制。然而我们软土地基路堤，在路面未铺前是允许产生较大沉降的。如果我们路堤设计也用容许承载力来控制设计，将是一个保守的设计。软土地基上的路堤设计是分强度与变形两个设计指标进行控制的。软土地基极限高度的计算本质上是对极限承载力的计算，通过极限高度的计算以考察路堤是否超过了极限高度，就是考察路堤的载重是否超过了极限承载力。极限高度的计算未考虑成层上的影响，也未考虑路堤边坡路基两侧三角形荷载的影响，更未考虑施工或预压过程上基固结的作用。不能简单地用验算极限高度来代替路堤的稳定计算。4．1．7由于在路基填筑过程中，土基产生沉降，因而实际填土厚度比路基横断面设计的路堤填土厚度要大。据参考文献28一实例分析，其路堤计算厚度比原厚度要大14％。此例尚未设置竖向排水体，若设有竖向排水体，则差异会更大。因此在计算沉降及稳定时，应预估这一增加的路堤荷载的作用。此123 增高的荷载厚度可用试算法计算，建议使用考虑了此增加厚度的电算程序来进行沉降、稳定计算。4.2稳定验算4．2．1本条的式（4.2.1-1）即总应力法；式（4.2.1-2）即有效固结应力法（参见参考文献28）；式（4．2．1-3）即准毕肖普法（参见参考文献28）。一般φ=0法不考虑土基固结后土层强度的提高；改进的φ=0法则考虑固结度及地下水位对土基强度的影响。因式中U1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。现已经用准毕肖普法、改进的φ=0法等五种方法编制好了一套《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。当固结度小于快剪φ1的正切函数与固结快剪φci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一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一个较为复杂的问题，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。124 对细粒土，在取填料的料场土样做击实试验时，利用击实后的土料饱水3d后，再进行直剪快剪试验，从而分别建立压实度与c、φ、γ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、φ、γ值，当然也可直接按设计压实度制备试件再做剪切试验。对粗粒土，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。125 126 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：127 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，而固结沉降可用e-p曲线或压缩模量Es计算（参见参考文献6）。第二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固结沉降的e-lgP曲线法。（2）考虑上的应力状态，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，在竖向变形时测向变形也同时产生。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——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。128 （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无限介质，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分析，比如129 130 131 132 5软土地基处治及路堤设计5．1一般规定133 5．1．1近10年来随着高速公路的发展，在软基上修筑高路堤的机会很多。我国在软土地段的桥头路堤出现失稳者已不鲜见，甚至出现桥头路堤沿纵向向河床方向滑动的事故，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。产生失稳的原因，很大程度与设计计算不当或根本不重视稳定验算及填筑速度的控制设计有关。软土地基路堤设计的目的主要是对以下内容及指标实施控制：（1）设计方案经济合理，技术上可行。（2）满足稳定设计指标（如抗滑稳定系数应大于规定值）（参见参考文献5）。（3）满足沉降设计指标（如工后沉降小于规定值）。（4）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。（5）为满足上述指标所进行的处治方案的工程实体的尺寸设计以及方案比选。（6）为满足环保要求而对施工条件、机具、材料的控制或选择。软土地基上路堤的设计计算工作相当繁重，特别是在成层上基又处于综合处治下，许多计算工作要反复计算。这就要求解决计算手段问题，设计人员必须掌握一个功能强的软土地基上路堤综合处治的电算程序。5．1．2容许工后沉降（又叫剩余沉降或残余沉降）涉及到的问题比较多，它的取值直接影响到工程造价及道路的使用性能。国内外对这个问题的看法不一样，而且看问题的角度也在变化。134 1967年日本道路协会《道路土工指针》曾规定：当土方工程结束后立即铺筑高等级路面时，路堤中心处剩余沉降量的限值，对一般路段为10cm～30cm；与桥梁等邻接的填土部位为50cm～10cm。1970年日本道路公团关于土工、路面、排水及绿化的“设计要领”中的准则是：一般路段的剩余沉降量，规定为预计的最终沉降量和路面工程结束时的沉降量之差；但进行预压处理时，则把卸荷以后的沉降量作为剩余沉降量来考虑，取值采用以下原则：（1）当涉及到路面工程结束后的路面平整度时，容许值为10cm；（2）当涉及到箱涵开挖施工的预留沉降量时，容许值为30cm。1989年日本道路协会的《软土地基处理技术指南》要求：路面铺筑后3年内，路堤中心处容许沉降可由道路重要性决定；与桥梁邻接的填土路段（桥头引道）以10cm～30cm控制。最新的日本《等级公路设计规范》不考虑容许工后沉降，重点放在填方稳定分析上。不考虑的理由有三：（1）采用经济的施工办法，确定无法减少长期沉降（这里指次固结沉降）；（2）道路填方时，即使长期沉降量很大，在维修管理阶段也能控制；（3）地基沉降量随时间的变化关系难以预测。原联邦德国交通部1990年新颁布的《软弱地基上道路建设规范》对预压规定为：预压荷载的高度及作用时间必须保证；道路运营期由于堤身自重及行车荷载作用，不引起地基土的初期加荷。即要求预压期本地基土中任一点处，固结后达到的孔隙比所对应的当量应力，不能被运营期该点的有效应力所突135 破。次固结在这种预压处理后可以忽略不计。根据国内资料的介绍，美国除对桥头引道规定12.7mm～25.4mm的容许差异沉降外，路面容许总沉降或差异沉降常不作规定，一条道路的工后沉降0.30m～0.61m是容许的。法国要求桥头引道部分的容许工后沉降为3cm～5cm，在一般路段为10cm，对应的地基固纬度为85％～95％。从以上的资料来看，日本对工后沉降的重视程度逐渐减小，主要把问题放在养护中解决，这可减少一次性投资；但养护工作的质量水平、所用机械的自动化程度必须有一定要求，否则必然影响道路的运营效率。德国对预压的要求是很严的，并通过预压达到控制次固结的目的。法国与美国对桥头的差异沉降控制也很重视。从国内的情况看，公路上对这一问题的研究，在“六五”期间交通部重庆公路科研所主持的“利用经济可行的办法进行软基处治的设计”课题中已涉及到。研究报告根据对桥头引道及一般路段实测沉降结果的分析，参考日本、美国的标准及国内建工部门对建筑物基础容许沉降的要求，对容许工后沉降提出的建议是：中低级公路以稳定为主，路堤中心处容许工后沉降不作规定，视使用情况通过养护弥补。对于高等级公路铺筑路面20年内，邻近桥梁等人工构造物的路堤段（其长度据路线纵坡取50m～100m）的容许值为10cm～20cm，其它路段为30cm～55cm。京津塘高速公路设计时，根据该路的实际条件，参考上面的研究结果，在征求了国内外有关专家意见的基础上，更具体地制定了所用的容许工后沉降标准（参见参考文献6）：136 （1）主线上的大、中、小桥及通道，在与两端填土路堤毗连处取0.1m，涵洞处取0.2m，除此之外为0.3m；（2）分离式立交的跨线桥与引道路堤填土毗连处，在被交道路为一级时取0.2m，在被交道路为二级或二级以下时取0.3m，引道填土部分分别为0.45m和0.6m。在京津塘高速公路之后设计的广佛、杭甬、深汕等高等级公路，对容许工后沉降也参考国内外情况作了相差不大的规定。我国高速公路的建设还处于起步阶段，设计、修建高质量、高效率的道路对于吸引各方投资，促进交通事业的发展都有不可忽视的作用。作为整个工程的第一步，设计中的标准必须严格。这里的取值，基本接近这些年来国内高等级公路设计所采用的。路面设计使用年限是指大修的年限，在此之间的维修工作是必不可少的，即使非软基上的道路也是如此。5.1．3在进行地下竖向排水体施工时，打桩机械的振动及桩管的扰动，严重破坏了地基的强度和透水能力。这些不利因素的影响在理论分析时很难处理，这就造成了在施工后某段时间内，理论推算结果与实际的较大差别。国内外有不少资料介绍，地基处理后的初期沉降量，还没有不做处理的大。从京津塘高速公路软基试验工程的沉降观测成果来看，设袋装砂井或塑料排水板路段的路堤中心沉降，在4～5个月后恢复正常，而路肩处的沉降要在6个月后才恢复正常，所以限制预压期不致过短是必需的。日本《高等级公路设计规范》明确指出：预压施工时，原则上要在预压填土后放置6个月以上时间。从近10年来国内高等级公路软基处治设计的情况来看，最短6个月的预压期，不137 论是从工期方面还是从经济方面考虑，都是可接受的。5.1．6天然土体的性质不同于一般的均质材料，它具有空间甚至时间上的变异性，人们通过各种勘探测试手段所能揭示的，仅是有限范围内的情况。同时由于土力学中的理论分析计算模式都是建立在一定的假定基础之上的，众多不确定因素的影响就造成了理论分析结果与实际的差异。要比较好地解决这些问题，就要重视施工过程中的动态观测。比如根据孔隙水压力的变化、侧向变位桩的位移判断路堤的稳定性；由实测沉降曲线计算沉降速率决定路面铺筑时间等。在地下处治工程施工过程中，若发现地层变化异常，可做进一步勘察工作，对设计方案进行调整与变更。5．2垫层与浅层处治5．2．1～5.2.2在地基处理与加固中，垫层通常指换土垫层处治方法，就是把基底下一定深度范围内的软弱土基全部或部分挖除，用砂、碎石等强度高、水稳性能好的粒状材料回填，这实际上属于浅层处治措施。这里我们把垫层与浅层处治分开，垫层就特指地面上设置的专门用于孔隙水排出的透水性垫层。由于这种垫层的作用在于排水，所以选材上多用中、粗砂。垫层的厚度以能保证不至因沉降发生断裂为宜，30cm～50cm的值经试验工程与实际工程验证是比较合适的。垫层的宽度适当大于路堤底宽，可以防止施工过程中由于施工机械的破坏对垫层的有效作用造成的影响。对于砂垫层的排水作用由于地基下沉、砂垫层弯曲后可能会受到影响，仍有人对此担心而主张在地基上做土拱，这是没有必要的。因为孔隙水是在地基中孔隙水压力消散过程中排出的，是有压水，只要排水通道不断开，孔隙水就138 能排出地基，这一点已被试验工程所证实。做土拱的办法给施工带来很大的困难，土拱也无效果，这种方法是不可取的。浅层处治一般指从地表30cm～150cm之间，但随施工机械能力的提高，适用范围也在扩大。例如日本沟槽型的石灰土拌合机，能进行浅层拌合深度为地面以下1.3m，而叶轮回转型则达1.8m。5．2．3～5．2.4铁路规范（参见参考文献17）规定，当软土厚度小于3m时可用换填、抛石挤淤措施，故对适用条件作了如条文的规定。抛石（堆土）排淤的处治深度与抛石（堆土）路堤自重所产生的地面变形有关。抛石（堆土）排淤实质上是使土基产生整体剪切滑移破坏而达到置换软土的目的。为了在排淤中土基产生整体破坏时，不致使路堤的整体性受到大的影响，通常的做法是在路堤底、地表上铺设网状土工织物如格栅材料或土工布，使之形成一个柔性筏基。为达到排水及隔离的作用，网状材料或土工布都铺在砂或砂砾垫层下，但对上述铺设材料的方法能作出定量试验研究的为数很少（参见参考文献10）。为了能将抛石（堆土）排淤纳入稳定验算中，铺设材料的作用按加筋材料计算，而排淤的深度估计则难以进行计算。排淤后置换区域的c、φ值可取用路堤填料的c、φ值。这样浅层处理仍可用本规范中的第四章进行稳定计算。抛石（堆土）排淤仅适用极软塑、流塑的软土。浅层拌合的处治深度可按施工139 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，建议采用无纺布且建议预拉加筋以减140 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一般的填土路堤边坡坡度相同，否则按加筋上挡墙设计。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％。一般有纺织物延伸率小于40％（参见参考文献38），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。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2。我国《公路加筋土工程设计规范》（JTJ015－91）中的表5．1内，列出了在不同荷载组合下，抗拔安全系数为1．2～2．0。本条结合路堤设计而取安全系数为1．5。141 5．5．5根据参考文献43的介绍，土的内摩擦角φs与加筋材料间142 应力集中作用三方面来共同提高稳定系数的。应把设有“桩”的范围内，土深为桩长的这一部分立体，作为桩与土的复合地基看待。复合地基属地基范畴，而桩基属基础范畴，两者有本质区别。复合地基理论的最基本假定为桩与土的143 协调变形，为此从理论上分析复合地基不可能存在桩的负摩阻力及群桩效应问题（参见参考文献44）。但实际上复合地基中，可能存在变形不协调情况（例如桩的刺入破坏），但它远比桩基中变形不协调情况程度低，故采用复合地基理论比传统的桩基理论更为合理。特别是对于路堤在铺路面前允许有较大的地基沉降的情况，更是合理的。抗剪强度按复合地基理论计算（参见参考文献9、23、44、45），为了进行路堤稳定验算，只需计算复合地基的抗剪强度及路堤的整体抗剪裂的稳定安全系数，不需计算单桩承载力。5．8．3以往对沉管法（单管或双管）中砂桩施工的适用范围对软土的天然强度只作高限而未作低限的限制（参见参考文献46、47、48）。当然对其它粒料桩，如用沉管法也不应作限制。但对于湿法的水振冲粒料桩，则对地基条件提出了限制，以往国内一般认为水振冲法只适用于地基不排水抗剪强度cu大于20kPa的情况（参见参考文献47）；我国规范（参见参考文献46）也规定水振冲碎石桩仅宜于不排水抗剪强度不小于20kPa的地基。但在国外在1983年～1988年间有多个作者根据工程实例（参见参考文献49）撰文指出：水振冲法可用于cu=15kPa～50kPa的地基。Greenwood甚至认为，即使在粘性土不排水抗剪强度低于7kPa时仍可成功制桩。Juran等（1988年）指出，在他们统计的24项工程中，cu＜20kPa的占54％，其中cu＜10kPa的占12％，10kPa＜Cu＜15kPa的占15％，15kPa＜Cu＜20kPa的占27％。目前为止国内有几项成功的工程为Cu＜20kPa。德国有人指出（参见参考文献47），水振冲法只适用于不排水抗剪强度为15hP～50kPa的软土。虽然Cu＜15kPa者也有成功的例证，但为慎重起见，本款仍规定湿法振冲桩的适用范围为Cu＞15kPa，干法施工（如144 沉管法）的地基规定Cu＞10kPa。值得注意的是：《建筑地基处理技术规范》（参见参考文献46）根本就未对用挤密（沉管）成孔的砂、石桩的地质条件进行限制，而只对湿法的振冲桩作了地质条件的限制。日本规范（参见参考文献12）用有套管的成孔方法也未对地质条件进行限制。王盛源在珠江电厂地基处治（参见参考文献49）中，用湿法大粒径碎石桩对十字板剪切强度仅13kPa～17kPa、淤泥深达21m的地基处理成功；交通部重庆公路科研所在云南的试验路上用水振冲碎石桩处理了土基的十字板强度为10kPa～20kPa的软土地获成功。国内外的实际工程均说明规范（参见参考文献46）对湿法的限制偏于保守，故作出了如条文的规定。5．8．4《公路加筋土工程设计规范》（JTJ015－91）规定砂（碎）石类土的计算内摩擦角为35°～40°，砂类土为28°。参考文献47介绍碎石桩的内摩擦角一般用35°～45°，多数采用38°。国外一些著名施工单位也有采用高达42°的。日本（参见参考文献12）规定，砂用25°，碎石用35°。盛从文建议用38°～42°，对卵石或砂卵石可采用38°。为慎重起见，且考虑到软土对碎石桩污染，本款建议碎石用38°，砂卵（砾）石用35°，砂用28°。5．8．7粒料桩与桩间土的应力比n是随土质与深度的不同以及荷载的大小、作用时间而变化的。参考文献50对软粘土内的砂桩建议用3～4，碎石桩用3～6；天津地区（参见参考文献引）软土的n为1.74～3.45；西安饱和黄土（参见参考文献52）为1.50～1.56；云南水塘站（参见参考文献53）为2.40～3.16；另据国内外11项工程统计，n为1.59～6.0。日本（参见参考文献45）建议n采用2～5，日本规范（参见参考文献12）规定用3。考虑到按经验取145 值进行设计时，应偏于安全，故规定如条文。5．8．11粒料桩的级配要求是直接引用日本规范（参见参考文献12）。关于大粒径碎石桩的有关碎石尺寸的规定主要参考王盛源在珠江电厂地基处治的经验（参见参考文献49）。珠江电厂碎石桩的碎石尺寸放宽到15cm，为慎重起见本规范放宽到10cm。5.9加固土桩5．9．1将石灰、水泥或其他某些对土固化的材料（参见参考文献54、55），用某种专用的机械，如深层拌合机、旋喷机械把软土地基加固，形成一根根的加固土桩，分布在路基底面及两侧，以增加路堤与土基的整体抗滑能力。也可以用加固土桩紧密排列形成一条条的或格状的地下连续加固土墙。所使用的固化材料可以是浆状（如石灰浆、水泥浆、二次浆等），也可以是粉状（生石灰粉、干水泥、干NCS固化剂等）。显然粉状比浆状的技术效果好，但机械设置要复杂些，且粉尘污染大。5．9．2对单纯的石灰桩历来争议很大，但用石灰粉作固化材料的加固土桩已在广州开发区处理含水量达44％～90％的软土得到了十余项工程的成功应用，且技术效果与经济效益均是显著的。因此不能将石灰桩与石灰加固土桩混淆。因加固土桩或加固土地下连续墙属非离散材料，不象碎石桩是离散材料，因而加固土桩不起排水作用，而主要是通过置换软土及应力集中作用两方面来提高稳定系数的。5．9．3由《建筑地基处理技术规范》（参见参考文献49）知深层搅拌法适用于地基承载力标准值不大于120kPa的软土地基。经折算（由汉森公式）软146 土的极限承载力。σo=5.14Cu，取安全系数为3，则软土的容许承载力σo=2.75Cu，其地基不排水剪应力不大于45KPa。5．9．4～5．9．6计算公式是依据把设有加固土桩的土基区域内的主体视为复合土体，其抗剪强度按复合地基（参见参考文献28、44、47）理论计算，3个计算式都考虑了地基土的排水固结及地下水位对地基强度的影响。5．9．7加固土桩的加固土试件可在室内制备，但因室内拌合比实际工程拌合得均匀，据参考文献37介绍现场加固土的强度与室内试验强度之比，一般最差的也可确保1／4～1／3。实际工程中也有达到3／4～1以上的。故本条规定室内制备的加固土试件的强度qu147 治后是否预压有关，当末预压时n随荷载P加大而变大，预压后n随荷载P加大而减少。n与加载后的时间也有关，但当加载半年后n基本趋于稳定。对两根水泥拌合土桩的试验结果的n为5～8。《岩土工程治理手册》建议在他和粘土地基的水泥土桩的n取用3～5。据郭志业（参见参考文献49）在上海以及148 据连云港、福州、昆明的水泥加固桩的实测试验可知n一般为3.0～7.5（按n随时间基本稳定后统计），而大多数实测的n值能保证在3～4，郭志业建议n取3.2～5.2，故作了如本款的规定。5．10综合（组合）处治设计5．10．1一种处治措施的效果与作用总是有局限性的，而在软土地基的路堤处治设计中，可能既要解决变形问题，又要解决强度问题，就势必采用一种以上的措施加以综合处治。另一方面为加强发挥某一作用，往往也可同时采取一种以上的措施来促进该作用的加强。例如欲加速沉降，以减少工后沉降，除了设计预压或超载预压之外，尚可设置竖向排水设施、排水垫层与之组合，使其能加速工前的预压或超压沉降，更加减少工后沉降。软土地基的处治方法很多，但有些处治方法并不适于公路上应用。如真空预压，就不如用路堤自重预压经济；电渗法、井点法费用高，未见公路上应用过；纯石灰桩不但争议大，而且也不如石灰加固土桩经济。强夯碎石（粒料）桩因其处治的桩深难以预测，故未列入规范中。组合设计计算可用电算程序（参见参考文献29、30）来进行。该程序各措施的作用综合计算，不是单一的简单叠加，而是将它们的各自作用与沉降、固结度、稳定计算有机的进行综合计算。5．10．2在进行方案选择时，应根据当地的地质、水文、材料、施工、环境条件，用两个或两个以上可行的方案进行经济、技术比较，选择其最优方案。设计方案确定后，对于软土而言，有必要进行工前或工中试验路的测试，149 以便修正设计。例如竖向排水设施可能因施工对软土产6软土地基处治施工150 6．1一般规定6．1．1本章按处治手段并结合其在我国公路工程中的应用进行施工技术规范的编制。有些处治手段如土工织物、碎石桩、粉喷桩实践还不多，资料数据缺乏；有些处治手段的加固机理以及计算方法目前还不是十分明确，尚须进一步探讨。因此在应用时须根据具体情况进行经济技术综合考虑，因地制宜，以达到最佳的综合效益（参见参考文献57）。6．1．2～6．1．5软基处治和其它土工问题的解决一样，包括以下四个环节：（1）对地质资料、土工试验的详细检查，对设计图和实践经验的调查研究。（2）室内试验和现场试验，特别是对重要工程。（3）施工现场的监测（参见参考文献58），观测数据的收集。（4）反复分析，验证设计，监测工程安全。上述四个环节是解决土工问题最理想的方法，即近年来国际岩土工程界提出的观测方法（参见参考文献59），称其为“边观察，边分析”方法，必要时可据以修改设计（参见参考文献60）。6．1．6目前新技术、新工艺、新机具、新测试方法不断涌现，当开发、引进新的软基处治方法或进行软基处治方法比较时，应在大规模施工前进行现场试验，以验证该处治方法的可靠性（参见参考文献60），并验证设计参数、工艺参数作为施工时的控制指标，掌握必要的施工经验和施工工艺。6．1．7在软基处治施工过程中，要特别注意环境保护。对所采用的处治材料进行毒性含量的试验（如粉煤灰和可能污染的工业废料）并研究其对土壤、地面水、地下水的污染；在施工过程中排废物的合理处置；振动、噪音对周围151 环境的影响等。6．2层及浅层处治6．2．1垫层与浅层处治的最简单做法是表层加固。当软弱土层位于表层，厚度不大，或上部荷载较小时，采用表层加固可以取得较好的技术经济效果。6．2．2当泥沼及软土厚度小于2.0m时可换填软基，分层回填碾压加固。分层填土碾压不需其他建筑材料，但应回填渗水性土，并在两侧或一侧设置必要的排水沟；对非他和粘性土的杂填土的软弱表层，也可添加适量石灰、水泥。6．2.3抛石挤淤一般用于当泥沼及软土厚度小于3.0m，且其软层位于水下，更换土壤施工困难或基底直接落在含水量极高的淤泥上，稠度远超过液限，呈流动状态。一般地说，抛石是经济的，但技术上缺少把握，因此，当淤泥较厚时选用本法须慎重。6．2．4砂（砾）垫层6.2.4．1当与排水固结法综合处治软基时，其含泥量不大于3％。当采用天然级配砂砾石时，一般要求最大粒径不宜大于50mm，上海地区规定最大粒径不大于100mm。6．2.4．2碾压法施工时最优含水量一般控制在8％～12％。摊铺厚度为250mm～350mm，压实机具为60kN～100kN压路机。6．4土工合成材料6．4．1合成纤维材料作为新的工程材料在岩土工程中的应用将愈来愈广泛。但是描述这种土工新材料的技术名称并不统一，国内名称有土工纤维、土工织物、化纤滤网、塑料薄膜等。本节定名统称为土工合成材料。152 土工合成材料由合成纤维制成。目前世界各国用于生产土工纤维者多以丙纶（聚丙烯）、涤纶（聚酯）为主要原料，其主要特性153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 在国外（主要是日本、瑞典）浆液固化剂70年代中期在地基加固工程中实际协用。国内由冶金工业部建筑研究院和交通部水运规划设计院合作，于1977年10月开始进行深层搅拌法的研究，1980年在上海宝山钢铁总厂软土地163 基加固工程使用获得成功，并通过冶金部级鉴定。对粉体固化剂，1967年瑞典KjeldPans提出使用石灰搅拌桩加固15m深度范围内的软土地基的设想，并于1971年在现场制成第一根用生石灰作为加固料制成的搅拌桩。近十多年来，石灰粉喷射搅拌加固软土地基技术在瑞典、芬兰、挪威、法国、英国、原联邦德国、美国、加拿大等国家得到广泛应用。国内铁道部第四勘察设计院于1983年初开始引进该项技术进行试验研究，1985年4月通过铁道部技术鉴定，建议逐步推广使用。1992年该院在沪宁高速公路、沪嘉高速公路延伸段，利用水泥粉体喷射搅拌桩加固软土地基高路堤的试验，取得一定效果。6．9．2粉喷桩施工前需先进行工艺性试验，以便掌握施工现场的成桩经验及有关技术参数。试验的桩数不宜少于5根。6．9．3影响粉喷桩加固软土地基的质量因素很多，试料土的采集应保持原来含水量，水泥土拌和均匀。在室内制备不同配比的试件，进行不同龄期的无例限抗压强度试验，选取符合设计强度的配比作为现场施工的配方依据。当施工现场所用粉料品种与标号同室内试验所用的不同时，为保证粉喷桩强度满足设计要求，对每一批不同规格的粉体应备样进行配比试验。大量试验表明，7d龄期的水泥土试块强度可达标准强度的30％～50％，所以进行短龄期的强度试验，即可判断是否满足要求。6．9．4加固土桩施工工艺具体要求如下：（1）定位：调正导轨垂直度，钻头对中桩位。（2）预搅下沉：启动电机，放松起吊钢丝绳，空压机送气，使钻头沿导轨164 下沉钻进至设计深度。注意工作电流不应大于额定电流。（3）钻杆提升：粉体发送器送灰至喷灰口（或开启灰浆泵待浆液到达喷浆口），按规定的提升速度，边喷、边搅拌、边提升直至桩165 7路堤施工与观测166 7.1一般规定7．1．1（1）软土地基路堤施工，也同一般地区路堤施工一样，在施工时要对现场进行实地调查和核对。但由于软土地基需要作些处理工程，故特别强调对不符合实际情况的设计内容，不仅需要进行修改设计，而且要作些补充地质勘察工作，以保证修改设计的质量。（2）在软土地基处路堤施工前，一般先安排试验工程。因此正式施工时，施工单位不仅要熟悉施工设计文件，而且还应掌握试验工程的有关资料，应用其成果，吸取其经验，以指导路堤施工。7．1．3软土段路堤施工，需埋设一些观测和测试仪具，并及时测试，指导施工，以确保施工安全和路基稳定。7.1．4软土地区路堤施工应尽早安排，一般提倡用充裕时间，采取路堤自然沉降，求得固结，逐渐趋于稳定。力求少花或不花钱取得进行深层地基处理的效果，即达到“以时间换金钱”的目的。我国基建程序是工程未批准立项前，资金往往未到位，征地也没有依据，工程难以开工。一旦上马，又由于工期紧迫，而不得不采取一些处理措施，以加速地基排水、固结，达到稳定。但此时也应提前进行，尤其是控制工期的桥头、涵洞等构造物处路堤应注意提前开工。同时应注意充分利用南方深秋至春初间的少雨黄金季节和北方少冰雪、无冻土、避开汛期的旱季暖天等有利时期施工，以达到事半功倍的效果。具有代表性路段，宜结合本路采用方案同时还可适当增加些处理方案，在主干线上选择一段路做试验工程，提前施工，以取得一些经验和数据，对原设计进行检验，并据以指导施167 大于0.5cm／昼夜。7.2.6软土地基施工时，要特别注意路堤和桥涵、通道等人工构造物衔接部位的施工，以尽量减少因不均匀沉降而出现的“跳车”现象和为此而投入的168 经常维修工作。根据各地的经验，一方面要求桥台处路堤应提前施工预压；另一方面是桥背填土采用内摩擦角大于35的渗水性土填筑，并注意分层压实，对压路机难进场工作的部位用小打夯机夯实。7．3吹填砂路堤7．3．1吹填砂路堤的砂料场，应尽量选在靠近软土施工地段的通航海湾或河流上，并事先对料场进行认真调查，使砂料的质量及储量得以保障。7．3．3．1采用直接吹填之砂层，一般具有90％的压实度，但吹填路堤上部应用碾压机具，进行有效压实。吹砂路堤的压实机具，应优先采用重型振动压路机和冲振法进行。由机械或人工推运的扰动砂层，无论其所在层次如何，均应碾压到要求的密实度。7.3．3．2挡水堤的尺寸，一般应按设计图纸的要求施工。设计时可参考下列数据：最终顶部宽度不小于1．0m，其外边坡一般为1：1.5～1：20，内边坡为1：0.75～1：1.5；水下挡水堤外边坡一般采用1：2～1：3。抽吸吹填砂，可采用二级（或三级）方式进行。如二次抽吸是由一次抽吸设备，通过砂管将砂料输送到一段距离，排至河流或有足够容积的不渗漏之库塘或土坑中后，再由二次抽吸设备将砂送至施工路段吹填。7．3．4．1吹砂路堤之盲沟，一般在吹填完成后开挖修筑，以免吹填时被泥水淤塞，丧失排水能力。盲沟可全由干砌片石修筑，或在沟壁上盖以混凝土板，内填片石亦可；盲沟尺寸及距离，应根据计算确定。169 路堤吹填时，往往有大量河水及泥土流出，应迅速加以排除。排除时要与当地有关部门及农田、水利经营者取得联系，以免造成危害。在不容许大量吹填泥水横向排除路段，应修筑不透水挡土堤，以引导水流流向纵向，流到合适位置再行排除。7．3．5凡砂料直接暴露的路堤，均应铺筑包边土，以防路堤崩塌和冲刷，它也是边坡的一种防护方法。包边土可采用粘性土修筑，厚度一般为40cm～100cm。在铺包边土前，应对填砂路堤按设计边坡陡度进行修整。7．4粉煤灰路堤7.4．1粉煤灰用作路堤一般有三种类型：（1）全部用粉煤炭作为填料，外面边坡采用包边土加固；（2）粉煤灰及土以夹层填筑；（3）粉煤灰、土（或砂）混合后填筑。7．4．2粉煤灰在使用前，应对原材料进行试验，以测定其化学、物理、水理性质和路用性质，合格者方可使用。对掺入的土（砂）需作混合料技术指标试验。对土及砂亦应进行试验。7．5矿渣路堤7．5.1矿渣是高炉重矿渣的简称，是炼铁高炉的熔渣，从高炉运到渣场后，在大气中自然冷却凝固的废渣；或凝固后通过浇水使之加快冷却，或经过一定时间的自然消解，再经过破碎加工，即为矿渣碎石，用这种材料填筑的路堤强170 度高、造价低，并可变废为宝。在京津塘高速公路地区曾广泛使用。国外应用矿渣作建筑骨料，已有约100年的历史，现已成为具有商业价值的产品。国内应用矿渣始于50年代，公路工程建设于70年代在塘沽疏港路应用。国内应用矿渣虽已有几十年的历史，但普及程度不够。这是因为这些废渣中含有一定量的游离石灰或石灰固溶体，该石灰在遇水后水化生成Ca（OH）2，体积增加近一171 点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。7.6．6测点保护工作十分重要，很多试验由于观测后期对测点保护不力，或不保护，致使测点破坏或管子阻塞而无法继续观测，造成前功尽弃。因此，在本条中强调了对测点的保护，旨在观测工作能善始善终，取得满意成果。7.6．8观测频率应与位移速率相适应，位移越小，观测频率也可减慢；反之位移越大，观测频率越要加快。一般路堤在极限高度以下，位移较小，观测次数可少些。极限高度以上填筑时，路堤极易失稳，因此，要求每填一层均要观测，间歇期要增加测次；当位移曲线骤然变大时，更要跟踪观测，分析原因，并考虑是否需要采取措施。7．6．10．1对地基稳定性最好是埋设深层测斜管进行观测，但由于测斜管172 理设难度大，测定工作量也大，对生产路段来说不太现实，因此，一般均通过在路堤趾部以外埋设位移边桩来观测其位移情况。由于其简单易测，故为一般工程常用。地面横向位移标（边桩）观测断面纵向的设置间距（100m～200m）是以目前国内几条高速公路通常采用的间距为依据确定的，其中考虑了既要了解掌握地基位移情况，又不致给施工单位增加过大的工作量。这里重点强调了桥头纵向波脚、填挖交界的填方端、沿河等特殊路段应酌情增加设置观测点，因为这是极易失稳的部位，故本款对这些特殊路段提出增加测点的要求。7．6．10．2（1）边桩的设置个数是以控制路基稳定为目的而确定的。如果路基失稳，路堤两侧一定范围内必定会有隆起的迹象，因此，边桩应打在最可能隆起的部位。根据有关试验路资料和工程实践，一般地基失稳隆起位置大都在趾部至以外10m处范围内，因此，本规定除要求进桩设置在这一范围内外，还要求应结合根据地基条件预测的可能出现的滑裂面位置，来设置位移边桩。（2）边桩的长度应是原地面以下要求的埋深加所穿过的填筑层厚度和外露高度之和。7．6．10．3工作基桩是作为控制测点的基准桩，因此，必须打设在变形区以外。一般软土地基多在平原地区，软土区域分布很广，靠数米长的预制桩打入作为控制基桩不保险（人为影响而变位）。因此，本条建议采用废弃钻孔无缝钢管作为桩身，采用钻孔设备打入，可使桩身埋入土中10m以上，这样可保证基桩的基准性和测点的长期观测。7．6．10．4校核基点用以控制工作基点，要求布设在变形区以外地基稳定173 的地点。平原地区可用预制混凝土桩或无缝钢管（钻孔废弃的）作桩体，打入深度要求大于10m。丘陵或有岩体露头的区域，可采用预制混凝土桩打到硬土层或直接以坚硬的露头岩体作基点。总之，校核基点（桩）在使用过程中不能有位移。7．6．10．6地基土体内部水平位移的观测，首先需要深埋测斜管，通过测斜仪进入测斜管测定沿深度方向各点的水平位移值。测斜管的埋设要求很高，既要理深至无水平位移的深层硬土中，又要严格控制测斜管在土中的垂直度，而且观测工作量也较大，故一般不作为常规施工生产路段的观测项目。但沿河、临河等凌空面大而稳定性很差的路段，为防止施工中路基失稳或有效地控制路基填筑速率，根据需要确定进行这一观测项目。7．6．11路堤施工沉降观测的目的主要有三个：一是控制填土速率；二是根据实测沉降曲线预测地基固结情况，根据推定的残余下沉量确定填方预留沉降量、余宽及涵洞的预留沉降量和断面余量，同时确定构造物和路面结构的施工期；三是实测路堤沉降为施工计量提供依据。因此，一般软土地基路段施工，要求每间隔200m左右设置一个观测点。桥头引道路段至少设置3个观测断面，第一块沉降板应设置在桥头搭板末端或桥台桩位处（有台前预压时），沉降板间距离不宜超过50m。7．6．11．3无论在纵向还是在路堤横向，沉降板布点越多，测得的结果越能反映路堤沉降的真实性。但测点越多，无论是费用还是测试工作量、测点保护工作量和测点对施工的影响等方面因素都有增加，从满足需要与施工便利性考虑，一般路段沉降板设置在路中心，桥头引道增设路肩及坡趾（可用边桩兼174 测）测点。沉降板结构除测杆使用具有一定刚度金属管较妥外，底板也可用混凝土浇制，保护套管可用硬质并具有一定强度的塑料管。保护管作用是使测杆处于自由状态，防止测杆与路基填料直接接触发生摩擦，影响沉降结果。测杆项应略高于套管上口，这是因为观测时水准尺要直接置于测杆顶，若套管高于测杆则无法立尺。盖顶距碾压面高度不宜大于50cm，有两个原因：一是沉降板接长后自由高度过大时易损坏，自然力或人力作用易折断或弯曲，标高变化或者测杆与套管卡住，而不反映正确的沉降量；二是自由高度过大，则立尺不稳或无法立尺。7．6．11．4观测仪器采用S1及S3水准仪。S1水准仪作二等水准测量用，主要用于工作基桩和校核基桩标高检测；S3水准仪作三等水准测量用，主要在填筑过程观测沉降用。7．6．11．5利用工作基准桩及校核基拉观测水平位移和沉降，可以了解到地基变形范围及桩本身处的变位情况。7．6．12沉降测点保护与位移测点保护同样重要，除考虑施工机械碰撞外，还应考虑现场环境、人为因素的损坏。8试验工程8．1一般规定8．1．1软基试验工程是以验证设计和指导施工为主要目的的工程项目，为保证工程质量，本条规定处于软土地基上的高速公路、一级、二级公路应结合175 工程提前修筑试验工程。因试验工程属前期工程，故要求在工程全面开工前取得试验成果（参见参考文献58）。8．1．2试验工程不同于一般的试验路。试验路只单纯地解决某个难点；而试验工程所解决的是从设计到施工的各方面的综合性问题，不但试验内容多，而且研究的深度也较深，还必须有针对性。8．1．4选址要求8.1．4．1试验工程应选址于被指导的路段上。但因属前期工程，由于某些原因还不能在即将实施的路段上进行试验时，可选在地质、填料、路堤型式、填高与实施工程相一致邻近主线的其它路段上。8．1．4．2软基试验工程主要是对在软基上填筑路堤进行设计与施工方面的试验研究，因此，选址时应尽可能考虑减少其它因素对其试验的影响，故要选在方便施工的、纵坡较小和直线段上。试验路段长度的确定应考虑到路堤宽度，路段长度至少应大于两倍的路堤底宽。另外，还应考虑填筑时施工机械的上下和掉头的长度。如果试验段两端有构造物，则应考虑人工构造物与路堤邻接部分的填筑的特殊性要求对试验段的影响，故要求它们之间的距离不小于2．5倍底宽。8．1．4．3许多公路工程的施工辅道设在施工路堤的两侧。但对于软基试验工程来说，紧靠路基的施工便道，由于施工车辆的往返通行，特别是重车的通行，对地基的影响很大，如果靠的太近，对试验段观测值有直接的影响，因此，要求试验路段两侧不设或远设辅道。8．1．6不论采用何种软基处理方法，软土的固结均有一个过程，一般3m～176 4m高路堤，填筑期需3～6个月左右。若采用深层排水处理方法，从计算看，预压6～12个月，地基固结度一般可达到80％～90％。然而，由于地基性状不一，其固结时间也不同。从实测情况看，地基实际固结速度一般要比计算来得慢。杭甬高速公路软基试验工程有几个观测点，预压时间两年，其固结度才达到90％左右。所以，要求观测期从路堤填筑开始算起至少有1年半以上时间。8．1．7目前软基测试技术发展很快，仪器、设备也很多，观测仪器、设备的好坏直接关系到观测数据的可靠性。因此，要求严格选型，挑选质优价廉的观测仪器。特别是有些埋置式仪器（如孔压计、土压计），出厂后有个相对的稳定期，要求仪器的埋置时间必须在它本身的稳定期后。故规定所有仪器在试验工程开工前两个月准备好（包括计量仪器的标定和稳定期）。8．2试验工程地质勘察8．2.3我国目前地基的原位测试技术也发展很快，原位测试可避免由于取样、运送、试验过程引起的扰动和试验误差。但由于当前的计算理论还未能完全与之相配合，因此，靠钻孔取样试验取得土性指标来进行计算的一整套设计方法还不能完全由原位测试替代。所以，要求在机钻的同时，还必须采用原位测试手段辅助验证，这种两者结合的方法既可提高计算值的可靠性，又可帮助分析土层分布及土性状况。8．2．5山前坡地、沿河路段，由于其地基土层横向倾斜或土性变化大，再加上路堤一侧凌空面大，故是失稳最易发生的地方，因此对于这种路段要重点勘察地基的横向情况。177 8.3试验工程设计8．3．1试验工程除应进行常规的施工图设计外，还应专门进行观测设计。观测设计对于试验工程十分重要，它是试验方案的具体体现，也是试验研究不可缺少的基础工作。因此，在这一节中对工程设计和观测设计明确了设计的内容和要求。8．3．2（1）各试验区段的划分主要依据不同的地基条件和处理方案以及路堤结构型式，一般一种地基情况采用一种处理型式或一种结构型式为一个试验观测区段。（2）有些观测仪标（井）可在地基处理之前埋设，如地下水位井，不受路堤加载影响的测量基准桩、沉降板。有些需要在地基处理之后填筑之前埋设，如需要深埋的测斜管、孔隙水压计、土压力计、深层沉降计等。若先埋后地基处理，则在处理时极易触及仪标，而致受损或遭破坏。因此，在设计中应根据各种仪器埋设部位明确埋设时间，以便与施工配合。（3）软土地基在路堤荷载作用下发生沉降。由于路堤呈梯形断面，因此，路堤沉降呈盆形，即中心沉降大，两侧沉降相对要小。沉降后的路堤边坡坡率已不是原填筑时的坡率，因此，填筑坡率陡于设计坡率。设计时应计算沉降前后的坡率变化，使沉降后的路堤边坡与设计坡率吻合，故除提出路堤设计坡率之外，还应提供施工坡率。8.3．3观测设计是试验工程特有的设计项目，其设计应针对试验观测内容进行。有关观测标点设置位置、观测用仪器的名称和型号、仪标埋设要求、保护装置以及加工件的设计等均应明确和提供设计图纸。178 8．4试验工程观测8．4．1变形观测、应力观测和承载力观测中所包括的项目均属目前国内外土木工程常规采用的观测项目，这类观测技术简易直观可靠，已被广泛接受和认可，以此作为软基试验的观测完全能适应目前工程建设的需要。从仪器设备方面看也是常用而比较容易办到的，经济上也是与近期国力相适应的。8．4．2每个试验观测段均有一组不同内容的观测点。为便于施工各观测数据的互相验证和分析，要求同一个试验段中的所有测点尽可能集中布置在同一个观测断面上。观测表中所列项目为试验工程常用观测项目。有关试验工程测试点布置，示例如下：（1）平面布置一种试验观测段落中的各种测点宜集中布设于垂直于路堤中线的横轴线上。当测点多而在横轴线上布设不下时，应紧靠轴线两侧布设；当路基设有中央分隔带时，路中的测点应布设于中央分隔带中；当路基不设中央分隔带时，外露测点应采取保护措施，以防碰撞损坏。平面布置示例见图8.4.2－1。（2）横向立面布置外露的测标一般布设在路中、路肩、边坡及路基以外部位；水杯、上压力盒及单孔出水量井等隐埋式测点根据需要可在全断面布设。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，但平面位置上应尽可能聚集在一起，以便于电缆集中外引和保护。立面布置见图8.4.2－2。8．4．3．1地面沉降观测一般用沉降板或水杯观测法。沉降板埋设简单易测，179 为一般工程单位所接受，但测杆外露，易遭施工车辆或机械的碰撞而受损。水杯的装置较复杂，加工精度要求高，埋置时难度亦较大，它能进行多个测点观测，但观测工作量相对较大，又由于测定的是水杯的水位，故高温天气对测值会有些影响。因此，本款仅提沉降板观测。若试验工程需要和测量条件允许也可采用水杯观测法，采用时可参照其它有关此法的规定和要求。8.4.3.2通过土体内部沉降观测，可以了解到软土层在沿深度方向各层次及某一层位土体的压缩情况。分层沉降标降标置深度可贯穿整个软土层厚，各分层测点布设间距一般为1.0m，甚至更密。深标180 是测定某一层位以下主体压缩量的，故深标的理置位置应根据实际需要而确定。如对于软土层较厚，排水处理又不能穿透整个层厚时，为了解排水井下未处理软土的固结压缩情况，深标可设至未处理软土须面（排水井底面）。8．4．4．1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。8．4．4.2路堤范围之外地基的侧向水平位移观测采用边桩法是基于此法设点简易，观测方便，并可兼测地表沉降或隆起。但由于埋置深度浅，位移测值小，故边桩测量仪器要求采用精度高的精密水准仪。8．4．5通过在地基土体内部埋设孔隙水压力计观测土体孔隙水压力变化，以便掌握地基在承受不同排水条件下、不同附加应力时的固结状态，从而了解并据此分析地基土固结程度及地基处理效果。181 8．4．5．4要保证埋设后的孔隙水压力计具有100％的成活率，埋设是个关键，而理设中的封孔成了关键的关键。从我国已做的几条高速公路软基试验路孔压计埋设情况看，一孔多只的埋设方法难以保证只只成活，也难以保证上下测点串孔。浙江省杭甬高速公路绍兴试验路采用的有一孔单只埋设，也有一孔数只埋设的，观测结果表明，一孔单只埋设的成活率达到100％，而且观测数据可靠；而一孔多只的，成活率低，即使成活，但有些由于封孔不密闭，上、下串孔，导致观测数据异常。因此，还是提倡一孔单只的埋设方法。8．4．6．1土压力计的选型内容包括根据被测点应力或反力的大小确定其规格、土压力计的内部结构（应变式或钢弦式）以及其外形构造。8．4．6．2土压力计可测定路堤基底、土工织物底面、结构基础底面、地基浅层不同深度地基反力，以及墙背等位置的应力，也可测定复合地基单桩及桩间反力。8．4.8地下水位井主要是了解试验区地下水位随季节变化情况，它所反映的是区域内水位自然变化的情况，以此检验试验区的孔隙水压力。由于路堤应力范围是随路堤宽度和高度的不同而不同的，如26m宽度、3m～4m高的路堤，一般应力影响范围可及至坡脚外50m之远，因此，地下水位井的埋设尽可能在50m之外。8．4．9单孔出水量井是通过设置在单个排水井（袋装砂井或塑料排水带）顶部的出水装置，观测单个排水井出水量情况，其中包括路堤施工过程中的出水量、出水率（日出水量），以此检验分析地基处理效果及地基固结情况。8.4.11资料分析182 8．4．11．1观测数据的计算、校核和汇总要求不过夜，因为它们反映的是当时的地基或路堤的变形和应力情况，若不及时便无法了解当时的情况，更无法采取相应的处理措施。8．4．11．3成果曲线不是事后绘制，而是随观测次数的增加逐项后延而成，这样便能直观地从图上看出各测点曲线变化趋势，能全面地了解与分析地基土质的变化情况。8．4．11．4由实测的成果曲线反算地基固结系数或推算最终沉降量的方法较多，常用的有双曲线法、沉降速率法、三点法，除此之外，还有日本常用的星野法和浅岗松尾法。这些方法经试用均有优缺点，关键是应用时需凭一定的经验和技巧。本款列上的几种方法相对较常用，应用者可根据实测情况将几种方法试用一下，视拟合程度的好坏，选择与实际情况较吻合或接近的某种方法。几种常用的推算方法如下：（1）双曲线法双曲线法是假定下沉平均速度以双曲线形式减少的经验推导法。从填土开始到任意时间t的沉降量St（沉降模式见图8．4．11-1）可用下式求得：183 184 185 186 随试验研究工作的深入分阶段提出，或者根据本成果所用于的工程进展或计划分期提出。一般分中间报告和最终报告（参见参考文献3、60、63）。用于指导设计和施工的研究成果必须是全面正确而可靠的。因此，为避免研究成果的片面性和不成熟性，成果在通过专家的评审或鉴定后，才可推广和应用。参考文献1．交通部第一公路勘察设计院．软土地区高等级公路路基工程地质勘探．1992．2．交通部第一公路勘察设计院．京津塘高速公路软土试验工程地质报告．1987．3．交通部第一公路勘察设计院．京津塘高速公路试验工程科研观测总报告．1992．4．交通部第一公路勘察设计院．京津塘高速公路软基试验工程观测．1992．5．交通部第一公路勘察设计院．京津塘高速公路软基试验工程稳定分析187 报告．1992．6．交通部第一公路勘察设计院．京津塘高速公路试验工程沉降分析研究．1992.7．交通部第一公路勘察设计院．京津塘高速公路沉降速率分析程序与应用．1992．8．港口工程技术规范（JTJ219—87）．9．曾国熙等主编．地基处理手册．1988．10．［日」福罔正已编．最新软弱地基处理方法．丁玉琴译．1988．11．公路土工试验规程（JTJ051－93）．12．日本道路公团．高等级公路设计规范．山西交通情报中心译．1990.13.路基（铁路工程设计技术手册）．1992．14．建设部．软土地区工程地质勘察规范（JTJ83－91）．1991．15．德国地基基础规范（DIN4084）．王铁宏泽．1991．16．软土压缩曲线特征．岩土工程学报，1992年第5期．17．魏汝龙．软土的强度和变形．198718．四川公路规划设计院编．公路路基岩土工程技术．1991．19．土的分类标准（GBJ145－90）．20.交通部情报所．当代公路工程技术发展水平．1983．21．铁道部．静力触探使用暂行规定．198022．铁道部．静力触探技术规则．23.铁道部第四设计院朱梅生主编．软土地基．1989．188 24．沈永标．静力触深在高等级公路软基勘察中的应用．25．周宪华等．路基设计原理与计算．1989．26．郑颖人等编．岩上塑性力学．198927．华东水利学院主编．土工原理与计算．28.交通部重庆公路科研所．软土基路堤综合处治设计方法（75-24-01－02国家攻关专题研究报告之五）．29．陈代著．软土基路堤综合处治设计程序（ZZ－26）介绍．公路杂志，1992年第10期．30．陈代著．最新软土基路堤综合处治设计程序（ZY3）介绍．交通部重庆公路科研所所刊，1993年第2期．31．日本道路学会编．软土地基处理技术指南．蔡恩捷译．1989．32．铁路路基设计规范（TBJ1－85）．33．高大钊主编．软地基理论与实践．199234.罗和祥．广佛高速公路软土地基设计与施工．1991．35．熊有言．超轻型填料——泡沫聚苯已烯．交通部重庆公路科研所专题情报资料．1990年．36.王钊．土工织物的拉伸蠕变特性和预拉加筋堤．岩土工程学报，1992年第2期．37．交通部重庆公路科研所．土工织物加固软基路堤的应用研究（75－24－01－02国家攻关研究报告之二）．1990．38.刘宗耀．第三届国际土工织物会议概况和有关土工织物的几个问189 题．中国土工织物学术讨论会论文集，1987．39．C．R劳森．合成材料在土工加筋中的应用．中国土工织物学术讨论会论文集．40．长江科学院．土工织物与土工膜译文集．1989．41．交通部科技交易中心．第十八届世场道路会议报告汇编（上册）．1989．42．南京水科研究院．土工合成材料测试手册．1991．43．熊有言编．土工织物及其试验和应用．交通部重庆公路科研所专题情报资料．1987．44.叶书麟等．复合地基概论．工程勘察，1992年第6期．45．［日」中和英等合编．软土地基处理．46．中国建筑科学院张永钧．《建筑地基处理技术规范》简介（1990年报批稿）．第三届地基处理学术讨论全论文集，1992．47．高宏兴等编．软土地基加固．1990．48.冶金部建筑研究室主编．地基处理技术．1989．49．第三届地基处理学术讨论会论文集，1992.50．林宗元主编．岩土工程治理手册．1993．5l．侯钊．天津软土地基．1987．52．郭蔚东等．饱和黄土碎石桩地基沉降计算．土木工程学报，1989年第2期．53．交通部重庆公路科研所张斌涛、陈谦应．碎石桩加固软基桥基和高路堤的应用研究（国家攻关75－24－01－02专题报告之四）．190 54．铁四院．粉体喷射搅拌法加固软土地基室内试验．1990．55．苏清洪等．石灰粉体深层搅拌法处规软土地基的应用．岩土工程学报，1993年第5期．56．建筑地基基础规范选编．建工出版社，1993．57．上海市政工程研究所．高等级道路软土地基处理技术．1991．58.浙江省高速公路建设指挥部．杭甬高速公路技术规范．1992．59．日本佐藤秀一等著．道路施工法．赵思棠等译．1981．60.交通部第一公路勘察设计院．京津塘高速公路试验工程阶段报告．1988．61．上海铁路局技术研究所等．聚合物土工材料处理技术研究报告．1989．62.交通部第一公路勘察设计院．挤实砂桩的施工和检验．1992．63．浙江省交通设计院．杭甬高速公路软土地基工业试验路阶段报告．1992．191'