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(JTJ 017-96)《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(条文说明)

（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水电站项目进场道路工程施工组织设计，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，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

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。

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

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。

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。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。

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

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：

（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。

（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

5 软土地基处治及路堤设计

5．1 一 般 规 定

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。

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湖南省危险性较大的分部分项工程专项施工方案，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[23-1]监理工程师怎样审查施工组织设计中的安全技术措施，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。