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文檔簡介
公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范
JTJ017-96
條文說明
目次
編制說明
1總則
2術(shù)語、符號、代號
2.1術(shù)語
2.2符號
3軟土地基工程地質(zhì)勘察
3.1一般說明
3.2初步勘察
3.3詳細勘察
4路堤的穩(wěn)定與沉降
4.1一般規(guī)定
4.2穩(wěn)定計算
4.3沉降計算
5軟土地基處治及路堤設(shè)計
5.1一般規(guī)定
5.2墊層與淺層處治
5.3輕質(zhì)路堤
5.4反壓護道
5.5加筋路堤
5.6預(yù)壓及超載預(yù)壓
5.7豎向排水體預(yù)壓
5.8粒料樁
5.9加固土樁
5.10綜合(組合)處治設(shè)計
5.11路堤設(shè)計
6軟土地基處治施工
6.1一般規(guī)定
6.2墊層及淺層處治
6.4土工合成材料
6.5袋裝砂井
6.6塑料排水板
6.7砂樁
6.8碎石樁
6.9加固土樁
7路堤施工與觀測
7.1一般規(guī)定
7.2路堤填筑
7.3吹填砂路堤
7.4粉煤灰路堤
7.5礦渣路堤
7.6沉降與穩(wěn)定觀測
8試驗工程
8.1一般規(guī)定
8.2試驗工程地質(zhì)勘察
8.3試驗工程設(shè)計
8.4試驗工程觀測
參考文獻
編制說明
依據(jù)交通部公路管理司(91)工技字290號關(guān)于下達編制《公路軟
土路基設(shè)計、施工暫行規(guī)定》(1993年底改名為《公路軟土地基路堤設(shè)
計與施工技術(shù)規(guī)范》)的要求,經(jīng)過三年多的時間,《公路軟土地基路堤
設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范肉相應(yīng)的“規(guī)范”的條文說明編制完畢。
近十余年來,隨著我國高等級公路建設(shè)的起步和快速發(fā)展,軟土地
基上公路路堤的設(shè)計和施工遇到一些關(guān)鍵技術(shù)問題,沿海與內(nèi)陸等地進
行了廣泛的科研和工程實踐,積累了不少資料和閱歷。本規(guī)范編制組在
收集和總結(jié)我國京津塘、滬寧、杭甬、廣佛、莘松等高速公路,以及其
它沿海與內(nèi)陸軟土地區(qū)已建和正在修筑的高等級道路與試驗工程的科
研成果及建設(shè)閱歷的基礎(chǔ)上,廣泛吸取國內(nèi)外軟基工程規(guī)范、標準等可
借鑒的內(nèi)容,首次為我國軟土地區(qū)的公路勘察、設(shè)計與施工編制了本規(guī)
范。
《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》(以下稱“規(guī)范”)編
制共包括以下八章內(nèi)容:
第一章總則;其次章軟土鑒別、分類與術(shù)語、符號;第三章軟土地
基工程地質(zhì)勘察;第四章路堤的穩(wěn)定與沉降;第五章軟土地基處治設(shè)計;
第六章軟土地基處治施工;第七章路堤施工與觀測;第八章軟土地基試
驗工程。
同時,按要求編制了相應(yīng)主要條款的條文說明。
本規(guī)范主編單位為交通部第一公路勘察設(shè)計院(以下稱“部一公
院”),參加單位為交通部重慶公路科學探討所(以下稱“部重科所”)、
上海市公路管理處(以下稱“滬公路處”)、浙江省交通規(guī)劃設(shè)計院(以
下稱“浙江院”)及廣東省高速公路公司(以下稱“廣東公司”)。
本規(guī)范的編寫分工如下:
第一章“第一公院”編寫;其次章“部重科所”與“第一公院”合
編:第三章“部一公院”編寫;第四章“第一公院”與“部重科所”合
寫;第五章“部一公院”與“部重科所”合寫;第六章“滬公路處”編
寫;第七章“浙江院”與“廣東公司”合寫;第八章“浙江院”編寫。
統(tǒng)稿與審稿均由“部一公院”擔當。
相應(yīng)規(guī)范條款的條文說明由編制擔當單位編寫。
本規(guī)范的編制嚴格遵照建設(shè)部(91)建標技字第32號印發(fā)的《工
程建設(shè)技術(shù)標準編寫暫行方法》及《工程建設(shè)技術(shù)標準編寫細則》,并
堅持嚴格按程序進行,分階段請有關(guān)專家審查,編寫組不斷修改與完善
以限制編寫質(zhì)量。
1992年上半年進行編制工作的組織協(xié)調(diào)與技術(shù)準備;1992年9月
在浙江富陽組織了“編制大綱”審查會;1993年7月在西安市召開了“初
稿”編制工作會;1994年5月在廣州市進行了“征求看法稿”探討探討
會;1995年4月在上海市召開了“規(guī)范送審稿”審定會。
主編單位依據(jù)以上幾次會議中專家所提出的看法及建議,做了詳細
地探討與分類,并以“紀要”形式書面分發(fā)各編制單位,編制組多次進
行了細致地修改與完善。
編制組在總結(jié)我國沿海及內(nèi)陸軟土地區(qū)公路建設(shè)閱歷的基礎(chǔ)上并
廣泛吸取國內(nèi)外軟基工程規(guī)范等可借鑒的內(nèi)容編制了本規(guī)范,其特點如
下:
1.首次為我國軟土地區(qū)公路勘察、設(shè)計、施工編寫的這一專業(yè)規(guī)
范內(nèi)容全面,反映了當前我國公路軟基設(shè)計、施工的先進技術(shù)水平,填
補了路基設(shè)計、施工規(guī)范方面的這一空白。
2.規(guī)范提出的技術(shù)標準、穩(wěn)定驗算及沉降計算方法和選用參數(shù),
以及處治方案、施工方法、施工監(jiān)控和質(zhì)量檢測等內(nèi)容集中了近年來我
國已建和在建高等級公路的閱歷,具有實踐依據(jù)和科學性、適用性。
3.規(guī)范從我國實際動身,依據(jù)軟土地基公路路堤特點,堅持室內(nèi)
與現(xiàn)場試驗相應(yīng)證,理論計算與實際工程相檢驗,多方探討反復論證,
力求規(guī)范接受的設(shè)計及施工方法技術(shù)先進、經(jīng)濟合理。規(guī)范的頒布施行
將對軟土地基公路路堤的勘察、設(shè)計、施工起到有效的指導作用,使軟
土地區(qū)公路建設(shè)質(zhì)量得到牢靠保證。
本規(guī)范的編制,是以近十余年來我國已建和正在建設(shè)的高等級公路
的成功閱歷和積累的資料?,及相應(yīng)的科學與生產(chǎn)試驗(包括試驗工程資
料)技術(shù)成果為依據(jù),現(xiàn)在照舊在不斷發(fā)展中,因此規(guī)范也將隨著形勢
的發(fā)展而不斷的完善。
本規(guī)范適用于各級公路的勘察、設(shè)計與施工,但我國地域廣袤,各
地區(qū),各交通系統(tǒng)勘察、設(shè)計、施工專業(yè)單位的技術(shù)水平,設(shè)備實力也
有差別,因此,須要通過各方面的努力和提高才能達到本規(guī)范的標準和
要求。
本規(guī)范留意了與國際標準的“接軌”,但其在我國的廣泛適用性方
面,還有確定的問題。如“軟規(guī)”對軟土的定名,參照了國外的分類,
但其中一部分,目前我國高等級道路地區(qū)尚未遇到,如泥炭型、腐殖質(zhì)
型及部分較高有機質(zhì)含量的軟土。存在著定名、分類與實際應(yīng)用不完全
協(xié)調(diào)問題。
“軟規(guī)”與已有相關(guān)專業(yè)規(guī)范的內(nèi)容有交叉。目前《公路工程地質(zhì)
勘察規(guī)程》正在編制,《公路路基設(shè)計規(guī)范》、《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》
在本規(guī)范編制過程中己出版。“軟規(guī)”作為其中的專業(yè)規(guī)范之一,若寫
的過于簡潔,專業(yè)規(guī)范相對獨立的好用性降低;所以編寫的內(nèi)容難免與
勘察、設(shè)計、施工有關(guān)規(guī)范重復。
“軟規(guī)”編制工作有五個單位參加,雖經(jīng)主編單位統(tǒng)稿與各級審核,
限于時間與水平,難免有謬誤或問題存在。各單位在執(zhí)行過程中,如發(fā)
覺須要修改和補充之處,請將看法和有關(guān)資料寄送交通部第一公路勘察
設(shè)計院(西安市友情西路87號,郵編710068)。
1總貝!I
1.0.1軟土地基上公路路堤的設(shè)計與施工,國內(nèi)沒有行業(yè)規(guī)范可依。
隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,軟土地基上修建高速公路的數(shù)量越來越多,為了
統(tǒng)一軟土地基上公路路堤的設(shè)計原則和處治方法,以保證路堤的正常運
用和運用壽命,特編制本規(guī)范。
設(shè)計原則是指軟土地基上公路路堤的設(shè)計與施工,首先是進行詳細
周密的地質(zhì)調(diào)查、現(xiàn)場試驗,選出有代表性的地質(zhì)資料(參見參考文獻
1),依據(jù)地質(zhì)資料,結(jié)合水文、氣象資料、工期等因素接受不同的技術(shù)
措施進行沉降設(shè)計和穩(wěn)定驗算。對設(shè)計方案進行技術(shù)經(jīng)濟論證,選出最
佳的設(shè)計施工方案。地基處理所用的材料和路基填筑材料在滿意技術(shù)要
求的前提下,應(yīng)以就地取材為原則;設(shè)計上必需實行綜合處治原則,以
縮短工期和降低工程造價。對工期短、工后沉降量過大、穩(wěn)定性很差的
路段,以及交通量在初期增長較慢的工程,也可以分期修建,第一期作
路堤和簡易路面,其次期再作次高級或高級路面。設(shè)計方法:首先依據(jù)
地質(zhì)條件及路基高度劃分計算段落,依據(jù)路堤荷載,接受圓弧條分法,
對地基和路堤整體強度進行穩(wěn)定性驗算。沉降計算有兩種方法:其一是
依據(jù)地基的變形特征,將總沉降分為瞬時沉降、主固結(jié)沉降和次固結(jié)沉
降三部分;其二是閱歷系數(shù)校正法,用主固結(jié)沉降乘以沉降系數(shù)來計算
總沉降。施工處治方案是實行不同施工方法、施工工藝,實現(xiàn)各種處治
設(shè)計。目前軟基處治方法中對地面以下有:換填、袋裝砂井、塑料排水
板、擠密砂樁、粉噴樁等;對地面以上有:砂墊層、土工織物、反壓護
道、輕質(zhì)路堤、加筋路堤、加載預(yù)壓等。
1.0.2本規(guī)范適用于軟土地基上各級公路路堤的設(shè)計和施工,但沉
降標準只適用于鋪筑次高級路面和高級路面的公路。
1.0.3國家總的技術(shù)經(jīng)濟政策為好用、牢靠、投資少、效益高。要
做到這一點,必需作好前期的可行性探討。另外高速公路占地多,在不
降低技術(shù)指標的前提下設(shè)計施工必需考慮農(nóng)夫利益,少占農(nóng)田。技術(shù)經(jīng)
濟政策的關(guān)鍵在于困地制宜,就地取材。
1.0.4投資環(huán)境指的是資金來源和運用。軟土地基上路堤設(shè)計確定
要符合總工期的支配,施工方案要實行各種措施保證設(shè)計的施工期。
1.0.5軟土地基上公路路堤的設(shè)計與施工質(zhì)量在很大程度上取決于
地質(zhì)資料的真實性和代表性。要取得代表性很好的地質(zhì)資料(參見參考
文獻1、2),就要求細致鉆探,并用十字板、靜力觸探儀進行現(xiàn)場測試,
同時鉆探取樣要接受薄壁取土器,室內(nèi)試驗盡可能接受自動化程度高的
試驗手段。地質(zhì)資料一般不得用單孔資料,應(yīng)當是把同層的同指標用數(shù)
理統(tǒng)計法進行統(tǒng)計整理,從中選出有代表性的地層資料。
1.0.6軟土地基上公路路堤的處治設(shè)計是通過對室內(nèi)土工試驗與
現(xiàn)場測試的軟土物理力學指標的反復計算,結(jié)合試驗與已建工程的成
果,運用各種詳細措施使路堤的沉降和穩(wěn)定符合要求。
1.0.7新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝主要是指自動化程度高,減輕勞動強
度又能保證質(zhì)量的措施。動態(tài)施工是措施工過程中依據(jù)觀測資料調(diào)整填
筑速率或依靠觀測資料的推算結(jié)果重新確定路槽底面標高。施工中應(yīng)建
立、健全自檢體系,要制定保證質(zhì)量的規(guī)章制度,同時要制定平安措施。
1.0.8對于高等級公路路堤,必需進行穩(wěn)定觀測和沉降觀測(參見
參考文獻3、4、5、6)。穩(wěn)定觀測主要是措施工過程中對超過極限高度
的路堤進行側(cè)向位移觀測,側(cè)向位移的觀測點一般設(shè)在路堤坡腳和坡腳
外確定距離的地方;沉降觀測是指在鋪筑路面以前的施工過程中對路堤
的垂直變形進行觀測,沉降觀測點一般設(shè)在路堤中心,有必要時還要在
路肩設(shè)置。路堤設(shè)計末期的沉降量可以依據(jù)實際觀測資料用雙曲線、星
野曲線或指數(shù)曲線進行擬合推算,推算出來的沉降量能夠反映地基的真
實沉降規(guī)律,并能依據(jù)沉降速率確定鋪筑路面的時間。
1.0.9對于軟土地基上的高等級公路路堤,在開工前約一年時間先
鋪筑一段試驗路堤。該試驗路堤應(yīng)包括該條路上的各種設(shè)計方案(參見
參考文獻3),也可有針對性地對某一種或兩種設(shè)計方案進行試驗,其目
的是解決設(shè)計施工中的詳細問題(參見參考文獻3)。試驗工程必需有目
的、有支配,通過分析、比較、總結(jié),提出結(jié)論,為修改設(shè)計、指導施
工供應(yīng)牢靠的依據(jù)。
1.0.10運用本規(guī)范時應(yīng)與現(xiàn)行的《公路工程地質(zhì)勘測規(guī)程》(JTJ
064-86)《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTJ013-95)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》
(JTJ033-95),《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ004-89),《公路建設(shè)項
目環(huán)境影響評價技術(shù)規(guī)范》(JTJ005-96)、《公路粉煤灰路堤設(shè)計與施
工技術(shù)規(guī)范》(JTJ016-93)、《公路加筋土工程設(shè)計規(guī)范》(JTJ
015-91),公路土工試驗規(guī)程)(JTJ051-93)、公路工程質(zhì)量檢驗評定
標準)(JTJ071-94)、《公路工程技術(shù)標準》(JTJ001-88),《公路環(huán)境
愛惜設(shè)計規(guī)范》(待頒布)、《公路工程基本建設(shè)項目設(shè)計文件編制方
法》等相互協(xié)調(diào)對應(yīng)。
2術(shù)語、符號、代號
2.1術(shù)語
2.1.1~2.1.4對軟土的定義特征與成因類型,不同的專業(yè)技術(shù)部
門的說明大同小異?如鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊《橋梁地基和基礎(chǔ)》中,
對軟土說明為:“軟土是指在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積,經(jīng)生物化
學作用形成的飽和軟弱粘性土?!睂浲恋闹饕卣髅枋鰹椋骸白匀缓?/p>
量高(接近或大于液限),孔隙比大(一般大于L0),壓縮性高[a1
>5(kPa)或a-3>10(kPa)強度低(快剪的內(nèi)摩擦角,山
<5■1凝合力c<20kPa),滲透系數(shù)小(K=10-7Cm/S-10-8Cm/S).w
對軟土的成因類型描述為:“在沿海地區(qū)為濱海相、三角洲相;在內(nèi)陸
平原或山區(qū)為湖塘相等
人民交通出版社版《鐵路工程地質(zhì)手冊》中,對軟土的特征說明為:
“軟土含有大量親水的膠體顆粒,具有海綿狀結(jié)構(gòu),因此其孔隙比大、
含水量高、透水性小、抗剪強度低、壓縮性大
中國建筑工業(yè)出版社版《工程地質(zhì)手冊》對軟土的說明為:“軟土
是指自然含水量大、壓縮性高、承載實力低的一種軟塑到流塑狀態(tài)的粘
性土,如淤泥、淤泥質(zhì)土以及其它高壓縮性飽和粘性土、粉土等?!睂?/p>
淤泥和淤泥質(zhì)土及其特征說明為:“淤泥和淤泥質(zhì)土是指在靜水或緩慢
的流水環(huán)境中沉積,經(jīng)生物化學作用形成的粘性土。這種粘性土含有機
質(zhì),自然含水量大于液限(3>3L)。當自然孔隙比e大于1.5時,
稱為淤泥;自然孔隙比e小于1.5而大于1.0時,稱為淤泥質(zhì)土。當上
的燒灼量大于5%時,稱有機質(zhì)上;大于60%時,稱泥炭?!睂浲涟?/p>
沉積環(huán)境分為下列類型:(1)濱海沉積一一濱海相、瀉湖相、溺谷相及
三角洲相;(2)湖泊沉積一一湖相、三角洲相;(3)河灘沉積一一河漫
灘相、牛朝湖相;(4)沼澤沉積一一沼澤相。
《港口工程技術(shù)規(guī)范》(JTJ219-87)中定義,塑性指數(shù)大于3的
土稱為粘土,其中:第四紀晚更新世。及其以前形成的粘性上稱為老粘
±;第四紀全新世%形成的粘土稱為一般粘土;近代水下沉積形成的自
然含水量大于液限、自然孔隙比大于1.0而小于1.5的亞粘土、粘土分
別稱為淤泥質(zhì)亞粘土、淤泥質(zhì)粘土;近代水下沉積形成的自然含水量大
于液限,自然孔隙比大于L5的亞粘土、粘土都稱為淤泥。以往港工、
建工部門則把上述淤泥、淤泥質(zhì)土以及自然強度低、壓縮性高、透水性
小的一般粘性土統(tǒng)稱為軟土或軟粘土(參見參考文獻9)o
在部頒《公路工程名詞術(shù)語》(JTJ002-87)中定義軟土主要是
由自然含水量大、壓縮性高、承載實力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所
組成的土。對淤泥的說明是,在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積并含有機
質(zhì)的細粒上,其自然含水量大于液限,自然孔隙比大于L5;當自然孔
隙比小于1.5而大于1.0時稱為淤泥質(zhì)土。對于泥炭的說明是,喜水
植物遺體在缺氧條件下,經(jīng)緩慢分解而形成的泥沼覆蓋層。其特點是持
水性大,密度較小.
《巖土工程勘察規(guī)范》中規(guī)定:自然孔隙比大于或等于1.0,且自
然含水量大于液限的細粒土應(yīng)判定為軟土,包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、
泥炭土等,其壓縮系數(shù)大于0.5Mpa\不排水抗剪強度小于30kPao
國內(nèi)還有對以上的土類對自然含水量、孔隙比、壓縮系數(shù)、剪切力、
摩擦角的界限指標以及分布于塑性圖中的位置作出規(guī)定的資料,如:
軟土:自然含水量3>3L,孔隙比e21.0,壓縮系數(shù)a20.5Mpa',
抗剪強度。W7。。
泥炭:自然含水量一般大于300%,孔隙比一般大于5,快剪內(nèi)摩
擦角一般小于12°,位于塑性圖A線以下或以上。
腐殖質(zhì)土:自然含水量一般大于200%,孔隙比一般大于4,快剪
內(nèi)摩擦角一般小于5。,位于塑性圖4線以下或以上。
有機質(zhì)上常分為淤泥和淤泥質(zhì)土兩類。
淤泥:自然含水量一般大于60%,孔隙比一般大于1.5,快剪內(nèi)摩
擦角一般小于5。,但含有未分解的有機質(zhì)時則可高達10°,位于塑性
圖{線以下或以上。
淤泥質(zhì)土:自然含水量3與0”孔隙比e為1.。?1.5,快剪內(nèi)摩
擦角一般小于15°,位于塑性圖4線以下或以上。
可見國內(nèi)鐵路、港口、建筑部門對軟土的定義都不盡相同,其實國
內(nèi)外對軟土均無統(tǒng)確定義。有的把軟土視為軟粘土的簡稱,有的把軟土
視為整個軟弱土質(zhì)(高壓縮性的有機上、可液化的砂土、軟粘土等)的
簡稱(參見參考文獻10),有的則把軟土視為軟弱土基的簡稱。無論軟
土還是軟土地基,它的軟硬都是相對的,軟硬不但對土質(zhì)而且對工程而
言也是相對的。軟硬應(yīng)與土質(zhì)、工程性質(zhì)兩者相關(guān)。設(shè)計者不要拘泥于
它們的定義,只要路堤或其它荷載在土基上有可能出現(xiàn)有害、過大的變
形與強度不足的問題,都應(yīng)細致進行沉降、穩(wěn)定驗算。凡不滿意設(shè)計限
制指標時,均應(yīng)進行處治設(shè)計,決不能只憑土名來確定是否須要處治。
本條中的“細粒土”按《公路土工試驗規(guī)程》(JTJ051-93)的規(guī)
定指粒徑小于0.074mm的細粒組質(zhì)量大于總質(zhì)量的50%者。
編制本規(guī)范有關(guān)術(shù)語時,在保持與國標、部頒標準相一樣的前提下,
參照了鐵路、建筑等部門的規(guī)定,結(jié)合公路部門上的分類以及生產(chǎn)實踐
中調(diào)查與勘察積累的資料,作了一些補充與調(diào)整,提出了如規(guī)范所列的
內(nèi)容。
2.1.5~2.1.9部頒《公路工程名詞術(shù)語》(JTJ002-87)對路基
砂墊層說明為:為防止地下水的毛細上升和解除路基的水分,保證路基
的強度和穩(wěn)定,在路堤底部鋪設(shè)砂層。對預(yù)壓法的說明為:為提高軟弱
地基的承載力,削減構(gòu)造物建成后的沉降量,預(yù)先在擬建的構(gòu)造物的地
基上施加確定靜荷載,使地基土壓密后再將荷載卸除。對砂井的說明為:
為加速地基排水固結(jié),在軟弱地基中鉆孔,灌入中、粗砂而成的排水體。
本規(guī)范對砂墊層材料及保證填土路堤荷載勻整地傳遞至軟土地基
上的作用,作了補充及強調(diào)。對預(yù)壓法的卸載問題,基于是用路堤預(yù)壓,
不再將荷載全部卸除,對此處作了修改。對于砂井的闡述,本規(guī)范將砂
井與塑料排水板綜合敘述,按豎向排水體的統(tǒng)一提法加以闡明。
2.2符號、代號
涉及到軟土地基處治有關(guān)方面的符號、代號是許多的,不便于一一
排列。在本規(guī)范中按從簡的原則,將符號、代號予以編列:首先按土性
與土類,扼要列出有關(guān)細粒土的符號、代號;著重結(jié)合公路工程列出了
對軟土地基進行工程地質(zhì)勘察與地基處治設(shè)計、計算的室內(nèi)土工試驗和
現(xiàn)場原位測試指標以及公路軟基設(shè)計、計算公式等經(jīng)常要接受的技術(shù)指
標的符號、代號;對于非主要的或在本規(guī)范中出現(xiàn)次數(shù)較少以及施工技
術(shù)中用的符號、代號,則未予列出。
3軟土地基工程地質(zhì)勘察
3.1一般規(guī)定
3.1.1主要概括提出對不同環(huán)境所沉積的軟土地基,通過多種勘
察手段,查明并評價其在外力作用下的變形及其穩(wěn)定性。多種勘察
手段包括開挖試坑、鉆孔描述與取樣試驗、現(xiàn)場原位測試以及調(diào)查
與觀測。
3.1.2國內(nèi)外各行業(yè)對軟土鑒別的具體指標也各不相同。日本道
路公團1987年提出的軟土地基的標準(參見參考文獻12)如下
表:
表3.1.2-1軟土地基的標準(1987年日本道路公團)
地層泥炭質(zhì)地基及粘土質(zhì)地基砂質(zhì)地基
層厚<10m>10m
N(標準費入擊數(shù))<4<6<10
如(無側(cè)限抗壓強度kPa)<60<100
次(荷蘭式貫入指數(shù)kPa)<800<1200<4000
我國鐵路部門(參見參考文獻13)建議以下列物理力學指標
作為區(qū)分軟土的界限:
天然含水量力接近或大于液限;
孔隙比e>l;
壓縮模量£,<4000kPa;
標準貫入擊數(shù)N63.5V2;
靜力觸探貫入阻力;>s<700kPa;
不排水強度QV25kPa。
我國老的《公路土工試驗規(guī)程》(JTJ051—85)對軟土的劃分
如表3.1.2-2。而新規(guī)程(JTJ051—93)未列軟土的劃分。
?3.1.2-2軟土劃分
壓縮系數(shù)a(MPa)T內(nèi)摩擦角4
^指標含水量W孔隙比飽和度Sr
在lOOkPa?200kPaC)
±類'\(%)e(%)
壓力下(快剪)
粘土>40>1.20>0,5>95<5
中、低液限粘土>30>0.95>0.3>95<5
注:原表中a分別為0.05kPaT及0.03kPaT,顯然是單位換算時產(chǎn)生錯誤,本條
文摘用時改為0.5Mpa-及0.3MPa-'.
建設(shè)部頒《軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JGJ83—91)規(guī)定凡
符合以下三項特征即為軟土:
(1)外觀以灰色為主的細粘土;
(2)天然含水量大于或等于液限;
(3)天然孔隙比大于或等于1.0。
(2)、(3)兩特征與港工規(guī)范基本上是一致的。
《德國地基基礎(chǔ)規(guī)范》(DIN4084)中的軟土指“很容易搓捏的
土”,相當于軟塑狀態(tài)的土;而將液塑狀的士稱為“漿糊狀土(拳頭
握緊它時,會從指縫間擠出)
從我國上述部門的規(guī)范可看出:劃分軟土的特征指標用不著
太多,僅需三個即可,否則使用起來不方便。
以往我們公路部門使用的《公路土工試驗規(guī)程》(JTJ051-
85)中的軟土劃分表有五項特征指標(如表3.1.2-2)0為避免指標
過多而導致使用不便,本規(guī)范主要選擇了能說明強度低、壓縮性高
的三項特征指標——天然含水量川、天然孔隙比e、天然抗剪強度
(不排水剪切強度)作為鑒別軟土的特征指標。這樣也足夠說明軟
土的總體性質(zhì),顯得簡單明了;鑒別時,也用不著做費時、費事的壓
縮試驗。
e及卯已基本上能描述土質(zhì)壓縮性,一般空隙比、含水量大則
壓縮性也大。參考文獻16指出:“巖土工程界習用壓縮系數(shù)aloo?200
來評價土的壓縮性,并進而演算成其他指標用于沉降計算。軟土
100kPa-200kPa壓力值區(qū)間常常是e-?曲線上的拐點段,不應(yīng)存
在平均斜率,&MTW在數(shù)據(jù)上經(jīng)常是離散的,在取值機理上是不合
理的。對于RVlOOkPa的軟土,300-00偏大;對于£在150kPa左右的
軟土,a值包含了彈性壓縮和塑性壓縮,在機理、數(shù)值上呈顯迥然不同
的二階段特征;對于300kPa的硬粘性土,在曲線8段(拐點段),
a值顯著偏小。如不加區(qū)分地用須。~28比較推斷土的壓縮性明顯是不合
適的參考文獻16的觀點是正確的,不應(yīng)僅用團所2。。來比較推斷土的
壓縮性。
《公路土工試驗規(guī)程》(JTJ051-85)軟土劃分表中規(guī)定快剪內(nèi)摩
擦角要小于5°o考慮到某些有機質(zhì)土型軟土或腐殖型軟土中混有確定
數(shù)量的砂顆粒、貝殼等,內(nèi)摩擦角則高于5°,但它們的壓縮性仍高,
修路堤后地基可能出現(xiàn)大的沉降,這種俗稱的淤泥混砂在我國華南地區(qū)
分布很廣(參見參考文獻17)。據(jù)以往曾記載的資料,部分泥炭的值
可高達15°;在云南某些地方發(fā)覺有含水量高達386.0%的泥炭質(zhì)型軟
±,其快剪指標的力值為14°24'。因此本規(guī)范將軟土劃分表中的軟土
強度指標一一,快剪內(nèi)摩擦角小于5。一項取消,改為了自然抗剪強度。
作為一個強度指標,明顯用總強度比用單一的內(nèi)摩擦角更為合理和全
面。
據(jù)資料及參考文獻18、19摘出的軟土物理力學指標統(tǒng)計見表
3.1.2-3和表3.1.2-4。
據(jù)以上的沿海及平原地區(qū)的軟土自然不排水抗剪強度為5kPa?
29kPa(按小/2,或c“計)。但云南的一種軟土有機質(zhì)含量為46.1%,
自然含水量高達300.0%,空隙比為5.51,而快剪的c值可高達35.3kPa。
考慮到山區(qū)軟土的特點,對軟土十字板剪切強度S,的鑒別指標規(guī)定為
35kPa。相當于軟土地基的不排水剪切強度Q為30kPa,相應(yīng)的路堤極
限高度約為9m,一般在軟土地區(qū)路堤超群過9巾。的不太多,日本軟土
地基的鑒別標準(見表3.1.2—1)按仇的一半折算為不排水剪則應(yīng)
為30kPa?50kPa。作為軟土的鑒別特征,尚應(yīng)考慮工程性質(zhì)。路堤設(shè)計
從路堤高度考慮,十字板剪切強度S規(guī)定為35.kPa也是合理便利的。
對如何應(yīng)用原位測試,測算地基土的自然抗剪強度,國內(nèi)外作
了大量研究工作。國外特別重視原位十字板剪切試驗,聲稱:如果
對軟弱地基的勘探缺少十字板剪切試驗資料,就是不合理的不完
善的(參見參考文獻20).
鐵路部門1980年(參見參考文獻21)根據(jù)寧波、杭州、南京、
肖山、蕪湖、湖北等地資料進行回歸(”=325〃=0.871,s=
0.063),得到了單橋的靜力觸探總貫入阻力p,與十字板強度5?
間的關(guān)系:
Su=0.0528/>s(/>,<600kPa)
Su=0.05&+16(2=600kPa?1500kPa)
1988年鐵路部門(參見參考文獻22)又新提出了
Su=0.043/>*+3(/>,=60kPa?799kPa)
表3.1.2-3各類軟土的物理力學指標統(tǒng)計
天然含抗剪強度
指標目密度天然孔壓縮系數(shù)
水量靈敏度備注
(t/m3)隙比(kPa)-1
(%)6(。)c(kPa)
類獷、A
濱海淤積軟土1.5-1.840?1001.0-2.31?72?202?712?35
河灘淤積軟土1.5—1.935?600?3~1.30?105?30—8?30
湖泊淤積軟土1.5-1.035?700.9?1.30.115?252?88?30
谷地淤積軟土1.4—1.940?1200.52-1.305?192?103
表3.1.2-4貴州六盤水地區(qū)軟土物理力學指標
\指標
天然含內(nèi)摩壓縮
密度相對飽和度天然液限塑限塑性液性
水量C擦角系數(shù)
密度S,孔隙WLWp指數(shù)指數(shù)
WP(kPa)a】?2
名稱\(t/m3)G(%)比e(%)(%)4h
(%)(。)(kPa)'1
泥最大5631.572.7112110.923402362462834223129
炭最小790.971.73811.605736230.382921
淤最大2231.862.861006.032231501222.08622688
泥最小881.172.03371.124121120.20014
淤泥最大1.421.922.981003.7216590752.09532342
質(zhì)土最小231.222.80340.79352090.24001
軟粘最大931.762.761002.337134331.6028
±最小531.582.73991.425626250.37—一6
軟土鑒別表中的天然十字板抗剪強度為35kPa時,按上述關(guān)
系式計算相應(yīng)的A^750kPa,這與鐵路部門(參見參考文獻13)建
議的值相當。
國外(參見參考文獻23)對雙橋靜力觸探提出錐尖阻力qc與
十字板強度S”間的關(guān)系如下:Su=Kgc,式中:K=0.05?0.1(日
本、法國、比利時、英國);K=0.0667(荷蘭);K=0.0556?0.0667
(希臘)。我國浙江省交通設(shè)計院(參見參考文獻24)根據(jù)杭甬路
110多個鉆孔各類土的資料統(tǒng)計提出:
Su=0.0485g。(gc^600kPa)
Su=0.04459c(600kPa<9c<l200kPa)
根據(jù)Su=0.043a及Su=0.0485g??傻茫?/p>
a=i.iqc
參考文獻24提出應(yīng)按下式折算不排水剪切強度如:
Cu=0.9sll
軟土鑒別表3.1.2中的Su=35,相應(yīng)的g=30。
對于軟土而言,十字板強度比天然不排水剪切強度高的結(jié)論
幾乎國內(nèi)外的意見是一致的。米斯黎(Mesri)提出了由5“換算為
金的如下關(guān)系式:
式中4是塑性指數(shù)人的函數(shù),它們是非線性關(guān)系。本條文說
明為方便起見將它們每段視為直線關(guān)系,可得:
4=1.13-0.0075/p(ZP<50)
“=0.77-0.0028ap-50)(50<7p<110)
注意當ZP<17時,4>1.0,cu對Su不但不折減反而會比汽
大。因此參考文獻24提出的折減系數(shù)0.9只是人為30時的一個
特例。
參考文獻21提出了以與無側(cè)限抗壓強度之間的回歸儲
=190,7=0.873,s=0.15)關(guān)系,如下:
9?=0.082A(A<700kPa)
q”=0.0882/>,-4(/>?=700kPa~2500kPa)
由以上的經(jīng)驗公式,可進一步建立A與會之間的關(guān)系如下:
比較Su=O.0485仇、5口=0.0445gc及0.043必,可得:
—=1.03~l.13
%
但因5U=O.043A+3(kPa),在計算比值人/%時簡化為S“=
0.0436,從而使比值偏大。參考文獻24認為對粘性土,a/g,二l.
0?1.2似乎偏大;本說明建議對軟土該比值用1.05。
用十字板強度&或用靜力觸探總貫入阻力"作為鑒定軟土
的指標之一是方便的、及時的,避免了再做室內(nèi)試驗。
3.1.3本條主要指出對軟土地基進行工程地質(zhì)勘探試驗的任務(wù)
要求,以及對鉆探工藝、現(xiàn)場測試、試驗質(zhì)量的技術(shù)工作要求(參見
參考文獻1)。并鑒于軟弱地基各軟土層在鉆進、取樣、運輸、置放
與開樣等過程中容易發(fā)生結(jié)構(gòu)、密度及含水量的變化,影響技術(shù)指
標的真實性,強調(diào)指出鉆探、取樣、試驗、管理樣品的技術(shù)及勘探位
置、地層描述、取樣層位的準確性等內(nèi)容,以達到保證室內(nèi)試驗、現(xiàn)
場測試各項指標質(zhì)量的目的。
3.1.5本條著重提出了本章工程地質(zhì)勘察:現(xiàn)按兩個勘察設(shè)計
階段的深度技術(shù)要求來實施,對與初步設(shè)計相對應(yīng)的初步勘察,與
施工圖設(shè)計相對應(yīng)的詳細勘察,其工作程序均按準備工作、調(diào)查、
測繪、勘探、試驗與資料整理的先后次序進行;并且為使本章節(jié)與
《公路工程地質(zhì)勘測規(guī)程》(JTJ064—86)中的工作程序相一致,以
上幾項工作順序的內(nèi)容應(yīng)參照該“規(guī)程”規(guī)定,本章節(jié)不再重復贅
述。
3.2初步勘察
3.2.1本條主要規(guī)定軟土地基應(yīng)著重調(diào)查的內(nèi)容.為了強調(diào)借鑒
已建工程的經(jīng)驗,對其有關(guān)調(diào)查內(nèi)容,單列條款予以規(guī)定并提出了
初勘階段進行工程地質(zhì)測繪的一般比例尺。
3.2.2.1本款主要規(guī)定了工程地質(zhì)勘探的幾種常用方法。這里應(yīng)
注意因地制宜、擇優(yōu)選用的前提,并需考慮多種勘察方法相對照與
校核,采用多種技術(shù)指標相印證與補充的原則。
3.2.2.2初勘階段鉆探點限制間距與環(huán)境類別、道路等級、荷載應(yīng)
力的大小以及路段性質(zhì)等有關(guān)。
環(huán)境類別劃分為簡潔場地與困難場地兩類:簡潔場地,指地形較平
坦,地貌單一,地層巖土性質(zhì)簡潔,厚度變更不顯著、不常見的地質(zhì)環(huán)
境;困難場地,指地形起伏較大,地貌單元較多,在地基可壓縮層的計
算深度內(nèi),地層巖土性質(zhì)、層次類別變更較困難的地質(zhì)環(huán)境。
本條對道路等級按二級劃分檔次:二級及以上道路指高速公路、汽
車專用公路與一級、二級的等級道路;二級以下道路指一般二級以下修
建高級、次高級路面的等級道路。
本條對鉆探點間距的高、低限的規(guī)定與接受:間距的確定值大的數(shù)
字表示高限;反之稱低限。對于一般路堤高度的荷教作用路段,鉆探點
間距用高限;對于設(shè)計填土高度大于極限高度(用很快的施工填土速度,
所能達到的使路堤仍保持穩(wěn)定的最大高度)或橋頭較高填土路堤路段,
鉆探點間距用低限。
本條對勘探孔點位置規(guī)定接受坐標限制。這是因為初勘階段原布設(shè)
的勘探點有時由于進場條件、場地位置及地形或原有建筑物的影響,勘
探設(shè)備不能就位而變更了勘探點位置,或由于路途方案的比選,需便利
利用不在本線路上的勘探孔點而提出。
3.2.2.3靜力觸探是應(yīng)用靜壓探頭求取地基土比貫人阻力只、側(cè)
壁摩阻力£及錐尖阻力口的原位測試手段。按深孔應(yīng)用性質(zhì),這里劃為
參數(shù)孔和技術(shù)孔。參數(shù)孔主要是做為與鉆孔或深探坑對比,取得地基上
土層性質(zhì)與結(jié)構(gòu)狀態(tài),供分析說明靜力觸探指標地質(zhì)層性質(zhì)的測試孔。
技術(shù)孔主要是將原位測試的指標只、f和今與參數(shù)孔對比做出地質(zhì)層說
明的探孔。
表3.2.2.3靜力觸探點限制間距按每公里點數(shù)來表示。對于沿
橫斷方向、軟土地層標高或性質(zhì)有顯著變更的路段,另增設(shè)靜力觸探點,
以推斷橫斷面方向路基下地質(zhì)層次的變更。
3.2.2.4測定軟土層在不排水狀態(tài)下的抗剪強度,應(yīng)接受現(xiàn)場十字板
剪切測試。本條所規(guī)定的“對地基穩(wěn)定性有確定影響的深度”與加荷載
的強度、速度及斷面型式等有關(guān)。一般狀況下荷載越大,可能滑動的弧
面分布越深,即影響的深度越大,通??辈焐疃戎?5m。
3.2.2.5軟土地基勘探深度的限制:對勻整的厚層軟土沉積層,應(yīng)
用應(yīng)力比法來確定才比較合理。但初勘期間路堤高度不愿定能精確確
定,故未能預(yù)料附加應(yīng)力的大小時,對處于橋頭較高路堤位置的,限制
性鉆孔深度宜為40m左右,依據(jù)一般狀況約相應(yīng)于4m多的路堤填土高
度。
基本確定路堤高度后,選擇附加應(yīng)力與自重應(yīng)力比來確定勘探深度
時,應(yīng)留意:對飽和層的自重應(yīng)力按浮容重計算;對長段路堤應(yīng)力比建
議選0.15;對橋頭路堤應(yīng)力比建議選0.1。假如在影響深度內(nèi),軟土地
基底出現(xiàn)厚層較硬地層(如半堅硬粘土等)、厚層砂基底或巖質(zhì)基底,
盡管應(yīng)力比仍大于0.15,可不再向下計算。
當軟土地基為非勻整地質(zhì)層次時,應(yīng)留意所確定的計算深度下面是
否還存在較軟土層。如存在,則應(yīng)接著向下計算,以避開計算深度下軟
土層基底有超過容許變形的影響。
3.2.2.6限制性鉆孔與一般孔的劃分:對既作為編制工程地質(zhì)縱斷
面圖用,又需進行全孔取樣以確定各地質(zhì)層次物理、力學指標用的鉆孔,
劃為限制性鉆孔;對僅作為編制工程地質(zhì)縱斷面圖和僅作為補充技術(shù)孔
取樣的幫助性鉆孔,劃為一般孔。
本條在鉆孔中對非軟土層次,如硬殼層、砂層和一般土層也要求取
原狀樣,是基于穩(wěn)定性驗算和固結(jié)排水與沉降計算的須要。
3.2.2.7規(guī)定軟土地基鉆探,以接受干鉆法為宜。對于多年處于最
低地下水位以下的飽和粘土,允許接受泥漿鉆探,但必需實行防止地基
土層結(jié)構(gòu)發(fā)生變更的措施。這些措施是:限制鉆進的轉(zhuǎn)速與給進加壓;
取樣前的鉆進應(yīng)在距取樣頂部的適當距離停泵泥漿;清理孔內(nèi)沉淀物
等。
3.2.2.8鑒于軟土的含水量過大或結(jié)構(gòu)過于松散的狀態(tài)下,受鉆進
和取樣、放置、運輸?shù)葪l件或外力影響,地基土層簡潔發(fā)生結(jié)構(gòu)性變更。
因此本條對減小以上影響的措施作出規(guī)定,以保證明行的樣品不產(chǎn)生不
容許的變更擾動或變形。
3.2.3.1-3.2.3.2規(guī)定對實行的原狀樣品應(yīng)剛好進行室內(nèi)試驗,
以避開較長期置放導致水分的流失與蒸發(fā)。并強調(diào):建立工地試驗站;
樣品存放期不直超過3d;夏季的原狀樣品應(yīng)挖坑放置;冬季的原狀樣品,
嚴防受凍等。
3.2.3.3室內(nèi)試驗應(yīng)以現(xiàn)場和工程的詳細條件為依據(jù),以測試所得
的實際成果為基礎(chǔ),以數(shù)理統(tǒng)計為手段,以土力學的基本理論為指導,
留意區(qū)分不同條件、不同要求,實行不同方法。對于統(tǒng)計分析的指標應(yīng)
分別對待:對自然含水量、自然密度、相對密度、顆粒組成、液限、塑
限等一般特性指標(作為確定土分類或闡明其物理化學特性的指標)通
常接受算術(shù)平均值,并計算相應(yīng)的標準差與變異系數(shù),或計算確定誤差
與精度指標;對于試驗成果中明顯不合理的數(shù)據(jù),通過調(diào)查、探討、分
析,按3倍標準差(即±3S)作為棄舍標準。
對于土工試驗中測得的內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角、壓縮系數(shù)、固結(jié)系數(shù)、
回彈模量等作為設(shè)計計算中干脆確定土體強度、變形或判定土體穩(wěn)定性
的土性指標,在進行成果整理中,如試樣的組數(shù)較多,可接受算術(shù)平均
值。對于試樣數(shù)據(jù)較少的指標,考慮到測定誤差、主體本身不勻整性與
施工質(zhì)量的影響,以及構(gòu)造物重要性與勘察設(shè)計階段的不同,為平安計,
除對初步設(shè)計或次要建筑物,可接受算術(shù)平均值外,應(yīng)區(qū)分不同指標在
設(shè)計計算中的不利影響,接受保證率平均值,即XF飛或算術(shù)平均
值加(或減)一個標準差的確定值。
3.2.3.4室內(nèi)土工試驗項目選定表中Q、/、3[、3?、a、a、c?、
九、c.及必為必做的試驗項目;表中G,、D、仇、只、pH、三軸試驗
及有機物與易溶鹽含量為選做試驗項目,其中相對密度G,按土類(細粒
土分類)選做。顆粒組成的試驗:對粗粒組(粒徑大于0.074mm)做篩
分,對細粒組(粒徑小于0.074mm)做顆分。前期固結(jié)壓力只、三軸試
驗內(nèi)摩擦角0與內(nèi)聚力c、有機物含量、酸堿度按各典型路段的代表層
選做。無側(cè)限抗壓強度小/按代表性樣品選做。易溶鹽含量只對鹽漬
化土按典型路段選做。
為了提出水平向固結(jié)系數(shù)以指標,應(yīng)選擇少部分樣品做試驗,但應(yīng)
留意與垂向固結(jié)系數(shù)a的配套應(yīng)用。
計算指標液性指數(shù)4應(yīng)為76g錐重時試驗的稠度值結(jié)果;變形模
量可依據(jù)無側(cè)限試驗的圖形計算;軟土的前期固給壓力已、土的壓縮
指數(shù)4與回彈指數(shù)4依曲線圖求得。
3.2.3.5在選用原位測試方法時,應(yīng)留意與鉆探、室內(nèi)試驗的協(xié)作
和對比。分析原位測試成果時,應(yīng)留意儀器設(shè)備、試驗條件、試驗方法
對測試結(jié)果的影響。
3.2.4軟土地基工程地質(zhì)勘察資料的匯總整理,按做為工程地質(zhì)勘
察報告的專項報告內(nèi)容編列(參見參考文獻1、2)。
3.2.4.1所列“報告”的文字部分中應(yīng)作出的“工程地質(zhì)評價及預(yù)
料”,是指對所勘察路段在路堤荷載作用下的沉降量和穩(wěn)定性的評
價,建議按路堤荷載3m?5m高度來計算繪制沉降量曲線及穩(wěn)定性曲線,
并據(jù)此提出相應(yīng)的工程治理方案。
3.2.4.2所列圖表資料部分中,原位測試成果資料的圖式分別為:
S「h;只(或3、4)V;Af關(guān)系圖,其縱、橫比例尺以適當為宜。
試驗成果的圖件中,孔隙比與荷載關(guān)系圖(即e-P曲線),固結(jié)系
數(shù)與荷載關(guān)系圖(即Ci曲線)和無側(cè)限抗壓試驗應(yīng)力與應(yīng)變圖(即。
曲線)的縱、橫比例尺應(yīng)以能較明顯的表示出其相關(guān)關(guān)系為宜。但
同一類曲線的比例尺應(yīng)力求統(tǒng)一,不宜多變,以避開在進行比較時造成
不便。
3.3詳細勘察
3.3.1~3.3.5指出了詳細勘察階段的依據(jù)與目的、詳細任務(wù);規(guī)
定了詳細勘察的工作基礎(chǔ),工程地質(zhì)調(diào)繪、勘探的依次與詳細內(nèi)容;詳
細勘察階段地質(zhì)勘探專項的工作內(nèi)容(參見參考文獻1、2)以及詳勘階
段地質(zhì)勘探的工作手段與應(yīng)當達到的要求。
3.3.6強調(diào)指出應(yīng)充分利用前期的地勘資料,包括工程可行性探討
階段、初勘階段的成果,使得工程地質(zhì)勘察的調(diào)查、勘探、測試、室內(nèi)
試驗的資料更全面與系統(tǒng);還強調(diào)了要查明橫向地質(zhì)斷面。
本條提出了勘探點布置、位置限制方法、孔點容許移動范圍等內(nèi)容。
3.3.6.1詳勘階段鉆探點間距限制(見表3.3.6.1)注明中規(guī)定:
設(shè)計填土高度大于極限高度的路段或處于橋頭路段用低限。這里極限填
土高度是指以快速的填筑速率所能填筑路堤的最大高度。所提出的橋頭
路段用低限,是因為橋頭路段設(shè)計的容許沉降要求嚴(容許工后沉降小
于10cm),對地質(zhì)資料與劃段界限要求相應(yīng)要更精確和詳細。
注明還規(guī)定了特別條件下,鉆孔間距尚應(yīng)視詳細狀況適當加密。這
里的特別狀況推成因類型特別、地質(zhì)層層次多、厚度變更頻繁、地形變
更大,縱、橫斷面地質(zhì)條件差異明顯等狀況。
按設(shè)計計算要求(依據(jù)本規(guī)范第4.1.2條規(guī)定)劃分計算段,“分
段長度宜為300m?500m;橋頭路堤及人工構(gòu)造物旁邊,應(yīng)按30m?50nl
分段”。而分段的依據(jù)除荷載強度變更外,其他地質(zhì)條件是主要依據(jù),
故鉆孔間距應(yīng)視詳細狀況適當加密。
3.3.6.3本條規(guī)定應(yīng)充分利用初勘時的靜力觸探資料。規(guī)范中所規(guī)
定的每公里應(yīng)設(shè)置靜力觸探點數(shù),未包括初勘可利用的靜探點;當時勘
探點不能有效地利用,又需查明地質(zhì)橫斷面時需適當補充測試點。
本條中所進行的原位測試工作還包括依據(jù)當?shù)匾逊e累的探討成果
或工作閱歷,求取靜力觸探與抗剪強度、壓縮模量、地基承載力等指標
相關(guān)關(guān)系的工作,以便核查與校對室內(nèi)試驗資料。
3.3.7基于詳勘階段已經(jīng)能夠駕馭路堤填土高度相應(yīng)的附加應(yīng)力,
同時也從初勘資料中明確了地質(zhì)斷面,能夠算出不同深度的自重應(yīng)力,
詳勘階段確定鉆孔深度的依據(jù)已經(jīng)比較充分。因此,鉆探深度應(yīng)首先考
慮用應(yīng)力比法合理確定。
本條中附加應(yīng)力與自重應(yīng)力的比例(0.1-0.15)專指在均質(zhì)厚層
軟土地基。該范圍的選擇:對構(gòu)造物或橋頭路堤建議按0.1考慮勘探深
度;對于長段路堤建議按0.15考慮勘探深度。非均質(zhì)軟土層勘察深度
可參照初勘階段有關(guān)規(guī)定確定。
3.3.8詳勘階段取樣間距明顯比初勘取樣間距要密,這是基于兩個
勘察階段的任務(wù)目的、要求的詳細程度以及概、預(yù)算限制的指標要求而
定出的。例如同為10m以上深度范圍的非均質(zhì)軟土取樣,初勘為每
l.Om-l.5m取樣;而詳勘階段限定每1.0m取樣。
本條還規(guī)定了對厚層均質(zhì)軟土層的取樣,這是由于詳勘是在已有地
勘資料能夠駕馭地層結(jié)構(gòu)與厚度尺寸的基礎(chǔ)上進行的。這樣做既可以少
取樣品,又能夠取準,取全該厚層均質(zhì)軟土層的試驗樣。應(yīng)當指出的是,
在這種狀況下,取樣的長度應(yīng)滿意試驗項目、指標數(shù)量的要求。
3.3.9.1室內(nèi)試驗說明中,增加了試驗要求。這是因為幾年來室內(nèi)
試驗工作或項目多做不齊全、樣品試驗方案考慮不周到,或?qū)αW性質(zhì)
的試驗方面的應(yīng)力歷史、應(yīng)力路徑條件、加荷標準與級別、試驗的邊界
條件以及現(xiàn)場、施工、運營的諸因素考慮不全面、不系統(tǒng)。以致試驗資
料質(zhì)量不高,甚至常忽視一些重要內(nèi)容。如雖做了大量試驗,未能評價
軟土的應(yīng)力歷史條件(是欠固結(jié)、中等固結(jié)還是超固給土);有些試驗
資料中有快剪試驗指標,缺固結(jié)快剪指標;有的試驗資料快剪值與無例
限抗壓強度指標不相關(guān),或相關(guān)差值太大;不少試驗指標變異系數(shù)超出
精度范圍許多等。所以本條對以上問題,做了強調(diào)。
本條再次強調(diào)了對試驗數(shù)據(jù)應(yīng)進行數(shù)理統(tǒng)計分析;并強調(diào)了可信
度水平的標準,以滿意施工圖設(shè)計的技術(shù)與經(jīng)濟要求。這里需明確的是,
對于施工圖階段的路堤或初設(shè)階段大、中建筑物以及橋頭路堤,指標的
接受應(yīng)視其不利影響程度,接受略高于或低于算數(shù)平均值(如抗剪強度、
壓縮模量取低值,壓縮系數(shù)、變形量取高值)作為計算指標。其高于或
低于算術(shù)平均值的幅度,應(yīng)視測定次數(shù)的多少、土質(zhì)不勻整程度或構(gòu)造
物重要程度。目前可接受算術(shù)平均值加(或減)一個標準差;為提高可
信度,建議逐步接受保證率平均值。
還應(yīng)當強調(diào)的一些詳細問題是:對軟土的壓縮與固結(jié)試驗的初始加
荷,調(diào)整為25kPa,其次級為50kPa,以避開軟土試驗樣品被擠出;剪
切試驗加荷級數(shù)不應(yīng)少于四級,一般應(yīng)選加荷級別為25kPa、50kPa、
lOOkPa,150kPa或200kPa;對于應(yīng)用尸曲線求壓縮指數(shù)4、回彈
指數(shù)G,荷載最末級別以達到3.2MPa為宜。
3.3.9.23.3.9.2表在選做的項目中:相對密度按細粒土分
類(粉質(zhì)土、粘質(zhì)土、有機質(zhì)土等)選做;前期固結(jié)壓力A按典型地質(zhì)
路段各標準層做試驗;有機物含量系對有機質(zhì)土按塑性圖1線上、下有
機質(zhì)高(低)液限粘土選做;土的pH值按典型地質(zhì)段、代表性土選做;
易溶鹽含量按典型地質(zhì)段有鹽漬立性質(zhì)的土選做;剪切試驗內(nèi)聚力
內(nèi)摩擦角。,按典型地質(zhì)段各標準層次的代表性土選做。
本條試驗項目內(nèi)容雖然較多,但其中有為了相互校核和補充用的指
標。如無例限抗壓強度加除了供應(yīng)無側(cè)限抗壓強度指標,還可分析探
討變形模量,并校核快剪內(nèi)聚力G的精確度;又如心、血八與
c,、0,也有應(yīng)用較高精度的少量三軸試驗指標,檢驗和補充一般剪切
指標的作用。
對于所提的試驗指標要留意,應(yīng)用于路堤和橋址工程時,由于工程
項目的不同,試驗指標也不同。例如,同為計算橋臺或橋頭填土的物理
性質(zhì),對路堤填土,其液限試驗接受100g錐;對于橋臺基底的液限試
驗,規(guī)定為76g錐。因接受的錐重不同,同類土用于不同工程項目,其
液限、塑指值也不同。
3.3.10對于砂層和他和軟粘土,因很難取得原狀樣品,故同時要求
進行現(xiàn)場原位測試?對砂層首先應(yīng)進行標準貫入試驗,并取樣作篩分,
以確定砂層密度與砂層名稱。對于飽和粘性土應(yīng)首先作十字板剪切和靈
敏度試驗,以干脆取得不排水抗剪強度和土的靈敏度,用以判定受擾動
后強度降低的程度。而靜力觸探測試則在有地區(qū)性相關(guān)指標時,應(yīng)用的
效果比較符合實際。
3.3.11鑒于詳勘階段的技術(shù)與經(jīng)濟方面的更高要求,應(yīng)將本路段初
勘資料的技術(shù)指標納入詳勘工程地質(zhì)報告的物理、力學指標統(tǒng)計分析
中,以提高指標的牢靠性。
對于各典型路段工程地質(zhì)縱斷面圖,這里只要求對分布有軟土地基
的路段進行繪制工作。對不連續(xù)分布的軟基路段,應(yīng)分段繪制:對于不
連續(xù)分布的軟基路段,如非軟基部分的長度不長,也可一并繪制;對于
長段非軟基路段的地質(zhì)斷面的編制,應(yīng)按《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)程》
(JTJ064-86)辦理。
4路堤的穩(wěn)定與沉降
4.1一般規(guī)定
4.1.1軟土地基的特點是強度低、固結(jié)慢、變形大,對其上的路堤
設(shè)計要細致對待。穩(wěn)定驗算的目的(參見參考文獻5)就是進行一種強
度檢驗,即著地基與路堤是否發(fā)生由于抗剪強度不足造成的淺層、深層
滑動破壞,進而提出穩(wěn)定措施的設(shè)計方案。沉降計算可以預(yù)料地基的豎
向變形,并為限制這種變形供應(yīng)依據(jù)。
在軟土地基上修筑路堤,如強度不足或變形過大將產(chǎn)生如下問題:
(1)地基抗剪強度不夠引起路堤側(cè)向整體滑動,邊坡外側(cè)主體隆起。
橋頭路堤縱向沿路途、向河床方向產(chǎn)生整體滑動,導致橋臺的破壞。
(2)人工構(gòu)造物與路堤連接處產(chǎn)生差異沉降,引起跳車及路面的破
壞。
(3)涵身凹陷,過水斷面減?。怀两悼p被拉寬而漏水:端墻向外擠
出或后仰。
(4)路基底面治橫向產(chǎn)生盆形沉降曲線,導致路面根坡變緩,影響
橫向排水。
以上問題的出現(xiàn)將破壞或降底道路的運用質(zhì)量,因此務(wù)必重視穩(wěn)定
與沉降的設(shè)計計算。
4.1.2這里的分段長度參考了鉆探布孔的要求。通常在鉆孔之間都
有確定數(shù)量的觸探孔或其它的原位測試孔作補充,所以從資料的整理與
取用上來看,假如取樣試驗或原位測試成果的質(zhì)量有保證時,這樣分段
是不會造成過于簡化與粗糙的。對于河灘沉積、谷地沉積和海岸沉積溺
谷相形成的軟土,由于其分布、成分、厚度等具有多變性,計算段可以
視詳細狀況劃分得細一些。
4.1.3軟土地基的土層是成層的,土性參數(shù)隨空間與時間的不同而
發(fā)生變更。以往的穩(wěn)定沉降計算,一般把地基簡化為均質(zhì)體(土性參數(shù)
取厚度的加權(quán)平均值),借助于圖表進行,但這種簡化處理造成了與實
際的較大差異。在電算技術(shù)已普及的今日,對成層土層的穩(wěn)定及沉降計
算并不太困難,因此建議不要再運用太粗糙、簡化的圖表。
4.1.4對于壓縮層厚度的確定,不少有關(guān)的教課書、手冊及規(guī)范中
都有詳細的要求,我們可歸其為以下幾種:
(1)以附加應(yīng)力CP與自重應(yīng)力只之比來限制;當?shù)鼗心成疃忍?/p>
AP/P.,^0.1Hj,該深度即為壓縮層下限。
(2)原則同上,但以C尸/RW0.2來限制。
(3)以地基中某深度處向上取1.0m土層的壓縮量與該深度范
圍土層的總壓縮量ECS之比來限制,要求滿意條件NS/E/SW
0.025?
(4)作為對以上方法確定的壓縮層厚度的補充,當其下仍有壓縮
性大的土層存在時,要接著向下計算;反之當硬層埋藏較淺,硬層項面
的應(yīng)力或其上土層的壓縮量不滿意以上要求時,也只計算到硬層頂為
止。
當軟土地基的成層不勻整時,會出現(xiàn)軟、硬層相間分布。這樣在遇
到某壓縮性較小的土層時,上述第3種的條件可能會滿意;但是若向下
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