公路软土地基路堤设计与施工技术规范(doc 75页).doc

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1、 公路软土地基路堤设计与施工技术规范公路软土地基路堤设计与施工技术规范 JTJ 01796 条文说明条文说明 目 次 编制说明 1 总则 2 术语、符号、代号 21 术语 22 符号 3 软土地基工程地质勘察 31 一般说明 32 初步勘察 33 详细勘察 4 路堤的稳定与沉降 41 一般规定 42 稳定计算 43 沉降计算 5 软土地基处治及路堤设计 51 一般规定 52 垫层与浅层处治 53 轻质路堤 54 反压护道 55 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 59 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

2、施工 6. 1 一般规定 62 垫层及浅层处治 6. 4 土工合成材料 6. 5 袋装砂井 66 塑料排水板 67 砂桩 68 碎石桩 69 加固土桩 7 路堤施工与观测 71 一般规定 7. 2 路堤填筑 73 吹填砂路堤 74 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 81 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 编编 制制 说说 明明 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

3、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

4、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“

5、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;

6、1993 年 7 月在西安市召开了“初稿”编制工作会;1994 年 5 月在 广州市进行了“征求意见稿”研究讨论会;1995 年 4 月在上海市召开了“规范送审稿” 审定会。 主编单位根据以上几次会议中专家所提出的意见及建议,做了详细地研究与分类, 并以“纪要”形式书面分发各编制单位,编制组多次进行了认真地修改与完善。 编制组在总结我国沿海及内陆软土地区公路建设经验的基础上并广泛吸取国内外软 基工程规范等可借鉴的内容编制了本规范,其特点如下: 1首次为我国软土地区公路勘察、设计、施工编写的这一专业规范内容全面,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

7、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

8、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。 “软规”与已有相关专业规范的内容有交叉。目前公路工程

9、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 1 总总 则则 101 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

10、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、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

11、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。 102 本规范适用

12、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。 103 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。 104 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。 105 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,

13、并用 十字板、静力触探仪进行现场测试,同时钻探取样要采用薄壁取土器,室内试验尽可能 采用自动化程度高的试验手段。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。 106 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。 107 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,

14、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

15、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。 1010 使用本规范时应与现行的公路工程地质勘测规程 (JTJ 064-86) 公路路 基设计规范 (JTJ 013-95) 公路路基施工技术规范 (JTJ O33-95) 、 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 (JTJ 005-

16、96) 、 公路粉 煤灰路堤设计与施工技术规范(JTJ 016-93) 、公路加筋土工程设计规范(JTJ 015-91) 、 公路土工试验规程) (JTJ O51-93) 、公路工程质量检验评定标准) (JTJ 071-94) 、 公路 工程技术标准 (JTJ 001-88) 、 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 2 术语、符号、代号术语、符号、代号 21 术 语 2. 1. 12. 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

17、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) ,孔隙比大(一般大于 1.0) ,压缩性高a1 2 5(kPa) -1,或 a 1310(kPa) -1 ,强度低(快剪的内摩擦角,5凝聚力 c 20kPa) ,渗透系数小(K10 7 CmS10-8CmS) 。 ”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” 。 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

18、。 ” 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( L ) 。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

19、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 (JTJ 219-87)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

20、统称为软土或 软粘土(参见参考文献 9) 。 在部颁公路工程名词术语 (JTJ 002-87)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 15 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

21、等, 其压缩系数大于 0.5Mpa -1, 不排水抗剪强度小于 30kPa。 国内还有对以上的土类对天然含水量、孔隙比、压缩系数、剪切力、摩擦角的界限 指标以及分布于塑性图中的位置作出规定的资料,如: 软土: 天然含水量L, 孔隙比e1.0, 压缩系数 a0.5Mpa -1 , 抗剪强度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,

22、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。 淤泥质土: 天然含水量L, 孔隙比e为 1.01.5, 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。

23、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(JTJ 05193) 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。 215219 部颁公路工程名词术语 (JTJ 00287)

24、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。 22 符号、代号 涉及到

25、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。 在平均斜率,a100200 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,a100200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

26、,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。如不加区别地用a100200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a100200来比较判断土的压缩性。 公路土工试验规程 (JTJ 05185)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,部分泥炭的值 可高达 1

27、5;在云南某些地方发现有含水量高达 386.0的泥炭质型软土,其快剪指标 的值为 1424。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 5kPa29kPa(按 qu2,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

28、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 3121)按qu的一半折算为不排水剪则应为 30kPa50kPa。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 322. 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

29、坦,地貌单一, 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

30、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。 3223 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 32. 2. 3 静力

31、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,以判断横断面方向路基下地质 层次的变化。 3224 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。 3225 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 40

32、m 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。 32. 26 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

33、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。 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。 32. 27 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。 32. 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

34、、 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. 2313232 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。 32. 33 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、

35、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

36、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。 3234 室内土工试验项目选定表中、L、p、a、cv、cq、q、cg及g 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

37、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。 323. 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响。 32. 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. 41 所列“报告”的文

38、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 3m5m 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. 42 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f s、 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-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

39、行比较时造成不便。 3 33 3 详详 细细 勘勘 察察 331335 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。 33. 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。 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。 3361 详勘阶段钻探点间距控制(见表 3361)注明中规定:设计

40、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 30m50m 分段” 。而分段的依据除荷载强度

41、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。 3363 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。 337 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,详勘阶段确定钻孔深度的根据已经 比较充分。因此,钻探深

42、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(0.10.15)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。 338 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 1.0m1.5m 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

43、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。 3391 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

44、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。

45、 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。 3392 3392 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、

46、 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,并校核快剪内聚力 Cq的准确度;又如Cu、u、 Ccu 、 与c、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,

47、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. 310 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。 3311 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

48、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 (JTJ06486)办理。 4 4 路堤的稳定与沉降路堤的稳定与沉降 41 一 般 规 定 411 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。 412 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

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