1、軟土路基設計處理原則軟土路基設計處理原則 王永超王永超5.1軟土路基設計處理的一般規定軟土路基設計處理的一般規定 （1）在軟土地基上修筑路堤時，應進行穩定驗算與沉降計算。 （2）軟土路基的設計是基于軟土地基工程地質勘察取得的資料進行的。軟土地基工程地質勘察工作應滿足路線布設、方案比選、處治設計等技術工作的需要，采取合理的鉆探工藝。 （3）處治方案應根據當地的地質、水文、施工機具、材料及環境等條件進行經濟、技術比較，依據先簡后繁、就地取材的原則決定。（4）軟土地基路堤設計宜采用動態設計方法。注意發現、搜集軟基試驗或工程施工過程中影響設計的各種因素的變化，必要時應補充勘探。試驗并修改原設計。 在軟

2、土地基部位設計路基時，要綜合考慮軟土、土層成因、類別、分布范圍、公路等級等，特別是對修建道路以后軟土地基的發展趨勢、危害程度等作出評價。 圖為軟土路基的設計研討程序。5.1.1軟土路基的一般研討在軟土路基設計研討之前應先進行土質調查，土質調查分初步調查、第一次正式調查和第二次正式調查三個階段。土質資料為：（1）土的判別種類。如比重、含水率等（2）土的強度特性。如固結系數、壓縮系數等。 在軟土地基上進行路基研討時，先以不考慮處理的原地基進行研討，一旦填土施工必需的安全率不能滿足要求或工后沉降大于容許值時，則應針對具體問題選擇處理方法，再進行穩定和沉降計算。填土和沉降計算的設計條件為：（1）地基條

3、件。區分軟土地基的生成、成層狀態、排水條件、各層土質常數。（2）施工條件。如填土形狀、工程規模、進度、填土材料的土質常數等。（3）公路條件。如公路等級、技術要求、容許工后沉降量、必要的安全率等。5.1.2初步探討 初步研討是在初步調查的基礎上所進行的粗略推算。主要是為了判定是否存在軟土地基，根據土的強度等地基基本情況推斷極限填土高度和總沉降量。一、基本地基條件的判定1.土強度的推算 通常用無側限單軸抗壓強度（表示為qu）或土的粘著力（表示為Cu,Cuqu/2）來表示土的強度，也可以根據下式推算。（1）根據標準貫入試驗N值推算(2)根據圓錐指數qc值推斷 (3)瑞典式觸探結果 Nqu2181cu

4、qq51101SWSWuNWq0075. 00045. 0 式中：wsw靜荷重（kg） Nsw每貫入1m的半回轉數。2.壓縮指數Cc的推算 用于初略估算固結沉降量的壓縮指數Cc,可采用與液限WL或天然含水率wn之間的平均關系推算。（1）對于粘性土：Cc=0.014(wl-20) (2)對于泥炭土： Cc=0.0075wn3.平均含水率和平均無側抗壓強度 用不同層位的含水率wn及無側限抗壓強度qu考慮厚度分布，取其平均值作為軟土層厚Z處的平均含水率wn及平均無側限抗壓強度qu. 二、極限填土高度及總沉降量推算 1.極限填土高度 式中：E-填土容重； qd-按軟土層土質及厚度，按下表取值EdECq

5、H qd值 表5.1.32.總沉降量 總沉降量s可依據通常的方法求解，也可通過軟土層平均體積壓縮系數mV按公式計算概略值： p填土增加的應力（應力增量） H軟土層厚度; 軟土層平均體積壓縮系數，可通過與平均含水量wn的關系求解。HP Vmsvm 5.1.3概略研討 概略研討是在第一次正式調查結束后、地基條件大體明了時進行。其目的是根據設定的填土條件和道路條件，預測道路在填土時產生的總沉降量、沉降速度及滑動破壞的穩定性等。 概略研討又包括設計條件的假定、沉降概略計算和穩定概略計算三部分。 一、設計條件的假定 1.地基條件 由土質調查決定 2.施工條件 （1）填土形狀尺寸。主要是填土設計高度的確定

6、，低填土應加入相當的鋪裝荷重和必要的車輛荷重。 （2）填土單位體積重量。 （3）填土速度。根據地基性質決定工期，填土速度宜控制在下表內： 填土速度 表5.1.4 （4）填土荷重在地基內增量取值與覆蓋土的壓力情況相同，即求位于各層中央深度處的應力增量p. 3.道路條件 道路條件主要是： （1）容許殘余沉降量及安全率。 （2）沿線制約條件。如應了解沿線房屋及其他設施的位置、結構和形式等。 二、沉降概略計算 1.總沉降量 總沉降量可按下列三個式子計算。 2.沉降速度沉降速度可用時間t與沉降量Sct之間的關系求得。三、穩定概略計算進行穩定概略計算時應注意以下幾點：（1）滑動面的形狀，假定為圓弧形（2）

7、填土內的滑動面，不考慮其抗剪作用（3）土體分割塊數，一般情況劃分成數塊至十數塊即足夠。 5.1.4詳細研討 當概略計算結果不能滿足工程要求時，或尚有不明了的地方，應進一步作詳細研討。主要步驟： 一、設計條件的假定 對于地基，施工及道路條件的項目與概略研討相同，但應補充修正有待于更需明確的事項。 二、沉降詳細計算1.總沉降量(1)固結沉降量仍按概略計算中的公式計算。 （2）即時沉降量隨填土足見增加而增加。2.沉降速度一般軟土地基，仍按概略研討中的公式進行計算。3殘余沉降量殘余沉降量是指某一規定基準時點以后又繼續產生的沉降量。一般取固結沉降量與即時沉降量之和S減去從填土開始到基準時點t為止所產生的

8、沉降量St即為殘余沉降量St S=S-St三、穩定詳細計算充分考慮地基固結強度增加的因素后，用全應力法求得填土滑移破壞安全系數。 在計算穩定時注意以下幾點： （1）增加應力p (2)滑動面土的固結度U 通常采用填土達到設計高度時，軟土層的平均固結度U為穩定計算的數據。 （3）高填土的穩定計算 （4）抗剪強度減弱 塑性指數和靈敏度高的淤泥以及有機質土等堆積的泥炭質地基上進行填土時，應考慮由于變化或受到擾動、抗剪強度迅速降低的因素。 （5）有效應力法 5.2常見處理措施常見處理措施 在處理軟土地基時，應認真進行調查，重視施工過程中的動態觀測，隨時進行調整。軟土地基的處理一定要遵照“因地制宜、綜合考

9、慮”的原則。 5.2.1墊層與淺層處理 一、墊層處治 就是把地基下一定深度內的軟土全部或部分挖除，用砂、碎石、鋼渣等強度高、水穩定性好的粒狀材料回填，是淺層處處治的一種，適用于表層軟土小于3m的軟土路段的處理。 二、其他淺層處治 當軟土層厚度較小時，也可采用其他的處治方法，如采用生石灰等淺層拌和、換填、拋石等方法進行。 三、墊層的作用 （1）提高地基承載力 （2）減少沉降量 （3）加速軟弱土層的排水固結 （4）消除膨脹土地基上的脹縮作用 （5）防止季節性凍土的凍脹作用 （6）消除濕陷性黃土的濕險作用 （7）用于處理暗濱和暗溝場地。 5.2.2輕質路堤 使用容重小的輕質材料作路堤，可以減輕路堤自

10、重，達到減少沉降、增大穩定安全系數的目的。常用的輕質材料為粉煤灰。但粉煤灰抗沖刷的能力低，設計時應注意外層要具有足夠的防護厚度。 5.2.3反壓護道 根據需要可在路堤的兩側或一側設置反壓護道，設置反壓護道會增大沉降量，加大用地寬度，因此一般不宜在用地受限制地區內設置。反壓護道的高度宜為路堤的1/2。寬度應通過穩定計算確定，且應滿足路堤工后沉降要求。 5.2.4加筋路堤 加筋路堤是采用變形小、老化慢、強度高的土工格柵、土工編織物等作加筋材料而修建的路堤。加筋材料的縱向或強度高的方向應垂直于公路的中線鋪設，加筋材料應盡可能設置在路堤底部。 5.2.5粒料樁 粒料樁是為提高軟弱地基的承載力，在需進行

11、地基處理的范圍內，由碎石、砂礫、礦渣、砂等松散粒料作樁料，采用專用機械設置成較大直徑的樁體。粒料樁是通過置換軟土、加速地基排水固結作用、樁的應力集中作用共同來提高穩定系數的，通常不考慮它對地基土的擠密作用。 5.2.6加固土樁 加固土樁是用帶有回轉、翻松、噴粉與攪拌的機械，將軟土地基局部范圍內的某一深度、某一直徑內的軟土，用固化材料予以改良、加固形成的樁體。加固土樁的計算如下： （1）加固土樁的直徑及設置深度、間距，應經穩定驗算確定，并應能滿足工后沉降的要求。 （2）加固土樁應進行配合比設計。 5.2.7預壓及超載預壓 為提高軟弱地基的承載力，減小構筑物建成后的沉降，提高地基牢固度，預先在擬建軟土地基上施加一定的靜荷載，使地基土壓密稱為預壓。 為縮短地基孔隙水的排出距離，加速軟土地基的固結過程，對于軟土地基采用垂直設置袋裝砂井、塑料排水板及其他排水土工合成材料形成的排水柱體，通常稱為豎向排水體。常用的豎向排水體有袋裝砂井、塑料排水板及其它種類的土工合成材