【文章內容簡介】 地質條件差異明顯等情況。 按設計計算要求（根據本規(guī)范第4. 1．2條規(guī)定）劃分計算段，“分段長度宜為300m～500m；橋頭路堤及人工構造物附近，應按30m～50m分段”。而分段的依據除荷載強度變化外，其他地質條件是主要依據，故鉆孔間距應視具體情況適當加密。3．3．6．3 本條規(guī)定應充分利用初勘時的靜力觸探資料。規(guī)范中所規(guī)定的每公里應設置靜力觸探點數，未包括初勘可利用的靜探點；當初勘探點不能有效地利用，又需查明地質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根據當地已積累的研究成果或工作經驗，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關系的工作，以便核查與校對室內試驗資料。3．3．7 基于詳勘階段已經能夠掌握路堤填土高度相應的附加應力，同時也從初勘資料中明確了地質斷面，能夠算出不同深度的自重應力，詳勘階段確定鉆孔深度的根據已經比較充分。因此，鉆探深度應首先考慮用應力比法合理確定。 本條中附加應力與自重應力的比例（～）專指在均質厚層軟土地基。該范圍的選擇：；。非均質軟土層勘察深度可參照初勘階段有關規(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目的、要求的詳細程度以及概、預算控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軟土取樣，～；。 本條還規(guī)定了對厚層均質軟土層的取樣，這是由于詳勘是在已有地勘資料能夠掌握地層結構與厚度尺寸的基礎上進行的。這樣做既可以少取樣品，又能夠取準，取全該厚層均質軟土層的試驗樣。應當指出的是，在這種情況下，取樣的長度應滿足試驗項目、指標數量的要求。3．3．9．1 室內試驗說明中，增加了試驗要求。這是因為幾年來室內試驗工作或項目多做不齊全、樣品試驗方案考慮不周到，或對力學性質的試驗方面的應力歷史、應力路徑條件、加荷標準與級別、試驗的邊界條件以及現場、施工、運營的諸因素考慮不全面、不系統(tǒng)。以致試驗資料質量不高，甚至常忽略一些重要內容。如雖做了大量試驗，未能評價軟土的應力歷史條件（是欠固結、中等固結還是超固給土）；有些試驗資料中有快剪試驗指標，缺固結快剪指標；有的試驗資料快剪值與無例限抗壓強度指標不相關，或相關差值太大；不少試驗指標變異系數超出精度范圍很多等。所以本條對以上問題，做了強調。 本條再次強調了對試驗數據應進行數理統(tǒng)計分析；并強調了可信度水平的標準，以滿足施工圖設計的技術與經濟要求。這里需明確的是，對于施工圖階段的路堤或初設階段大、中建筑物以及橋頭路堤，指標的采用應視其不利影響程度，采用略高于或低于算數平均值（如抗剪強度、壓縮模量取低值，壓縮系數、變形量取高值）作為計算指標。其高于或低于算術平均值的幅度，應視測定次數的多少、土質不均勻程度或構造物重要程度。目前可采用算術平均值加（或減）一個標準差；為提高可信度，建議逐步采用保證率平均值。 還應當強調的一些具體問題是：對軟土的壓縮與固結試驗的初始加荷，調整為25kPa，第二級為 50kPa，以避免軟土試驗樣品被擠出；剪切試驗加荷級數不應少于四級，一般應選加荷級別為25kPa、50kPa、100kPa、150kPa或200kPa；對于應用 elgP曲線求壓縮指數Cc、回彈指數Cs。3．3．9．2 3．3．9．2 表在選做的項目中：相對密度按細粒土分類（粉質土、粘質土、有機質土等）選做；前期固結壓力Pc按典型地質路段各標準層做試驗；有機物含量系對有機質土按塑性圖A線上、下有機質高（低）液限粘土選做；土的pH值按典型地質段、代表性土選做；易溶鹽含量按典型地質段有鹽漬立性質的土選做；剪切試驗內聚力C’、內摩擦角φ’按典型地質段各標準層次的代表性土選做。 本條試驗項目內容雖然較多，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qu，除了提供無側限抗壓強度指標，還可分析研究變形模量，并校核快剪內聚力Cq的準確度；又如Cu、φu、 Ccu 、 與c’、φ’也有應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注意，應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，對路堤填土，其液限試驗采用100g錐；對于橋臺基底的液限試驗，規(guī)定為76g錐。因采用的錐重不同，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，故同時要求進行現場原位測試。對砂層首先應進行標準貫入試驗，并取樣作篩分，以確定砂層密度與砂層名稱。對于飽和粘性土應首先作十字板剪切和靈敏度試驗，以直接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)性相關指標時，應用的效果比較符合實際。3．3．11 鑒于詳勘階段的技術與經濟方面的更高要求，應將本路段初勘資料的技術指標納入詳勘工程地質報告的物理、力學指標統(tǒng)計分析中，以提高指標的可靠性。 對于各典型路段工程地質縱斷面圖，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斷面的編制，應按《公路工程地質勘察規(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、固結慢、變形大，對其上的路堤設計要認真對待。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)定措施的設計方案。沉降計算可以預計地基的豎向變形，并為控制這種變形提供依據。 在軟土地基上修筑路堤，如強度不足或變形過大將產生如下問題： （1）地基抗剪強度不夠引起路堤側向整體滑動，邊坡外側主體隆起。橋頭路堤縱向沿路線、向河床方向產生整體滑動，導致橋臺的破壞。 （2）人工構造物與路堤銜接處產生差異沉降，引起跳車及路面的破壞。 （3）涵身凹陷，過水斷面減??；沉降縫被拉寬而漏水；端墻向外擠出或后仰。 （4）路基底面治橫向產生盆形沉降曲線，導致路面根坡變緩，影響橫向排水。 以上問題的出現將破壞或降底道路的使用質量，因此務必重視穩(wěn)定與沉降的設計計算。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一定數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，如果取樣試驗或原位測試成果的質量有保證時，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，計算段可以視具體情況劃分得細一些。4．1．3 軟土地基的土層是成層的，土性參數隨空間與時間的不同而發(fā)生變化。以往的穩(wěn)定沉降計算，一般把地基簡化為均質體（土性參數取厚度的加權平均值），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。在電算技術已普及的今天，對成層土層的穩(wěn)定及沉降計算并不太困難，因此建議不要再使用太粗糙、簡化的圖表。4．1．4 對于壓縮層厚度的確定，不少有關的教課書、手冊及規(guī)范中都有具體的要求，我們可歸其為以下幾種： （1）以附加應力△P與自重應力Po之比來控制；當地基中某深度處△P／Po≤，該深度即為壓縮層下限。 （2）原則同上，但以△P／Po≤。 （3）△Sn，與該深度范圍土層的總壓縮量∑△Si之比來控制，要求滿足條件△Sn／∑△Si≤。 （4）作為對以上辦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，要繼續(xù)向下計算；反之當硬層埋藏較淺，硬層項面的應力或其上土層的壓縮量不滿足以上要求時，也只計算到硬層頂為止。 當軟土地基的成層不均勻時，會出現軟、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種的條件可能會滿足；但是若向下有極軟層存在時，再檢驗該條件可能又不滿足。 要求（4）所做的補充，常使設計人員根據鉆孔深度決定壓縮層厚度。有些鉆孔（如橋基孔）深度比較大，結果僅因為超出少許計算的沉降，就導致處治措施的很大變化（從預壓到地下處理），人們無法定量控制設計。實際上壓縮性的高低，從△P／Po的值上已得到反映；即使硬層項面在控制值范圍內，因其壓縮量極小，總沉降量并不增大。通過對不同地區(qū)的高等級公路軟基沉降量計算，可知一般條及穩(wěn)定系數建立聯系。這就影響了它在實際工程中的應用。第二類方法是直接與潛在滑動面相聯系的方法，如滑移場法（參見參考文獻26）、極限分析法、極限平衡法。 在工程中得到廣泛應用的是極限平衡法中的條分法。而條分法因其滑動面及條間作用力或作用點的假設不同又衍生出多種方法。 本規(guī)范采用國內外廣泛流行的條分中的三種方法，即總應力法、畢肖普法、有效固結壓力法。但本規(guī)范對前兩種方法都進行了某些改造，即參考文獻28中的改進的φ=0法及準畢肖普法。 極限平衡法中除圓弧條分法外，尚有土基承載力法、極限高度法。若用土基的容許承載力來控制路堤設計則過于保守，因為容許承載力不僅是對土基剪切強度進行控制而且對建筑物的沉降也是有所控制的。例如橋涵土基為粘土、黃土時，其基本容許承載力是按承載板尺寸的相對沉降的2％來控制。然而我們軟土地基路堤，在路面未鋪前是允許產生較大沉降的。如果我們路堤設計也用容許承載力來控制設計，將是一個保守的設計。軟土地基上的路堤設計是分強度與變形兩個設計指標進行控制的。 軟土地基極限高度的計算本質上是對極限承載力的計算，通過極限高度的計算以考察路堤是否超過了極限高度，就是考察路堤的載重是否超過了極限承載力。極限高度的計算未考慮成層上的影響，也未考慮路堤邊坡路基兩側三角形荷載的影響，更未考慮施工或預壓過程上基固結的作用。不能簡單地用驗算極限高度來代替路堤的穩(wěn)定計算。4．1．7 由于在路基填筑過程中，土基產生沉降，因而實際填土厚度比路基橫斷面設計的路堤填土厚度要大。據參考文獻28一實例分析，其路堤計算厚度比原厚度要大14％。此例尚未設置豎向排水體，若設有豎向排水體，則差異會更大。因此在計算沉降及穩(wěn)定時，應預估這一增加的路堤荷載的作用。此增高的荷載厚度可用試算法計算，建議使用考慮了此增加厚度的電算程序來進行沉降、穩(wěn)定計算。4. 2 穩(wěn) 定 驗 算4．2．1 本條的式（）即總應力法；式（）即有效固結應力法（參見參考文獻28）；式（4．2．13）即準畢肖普法（參見參考文獻28）。 一般φ=0法不考慮土基固結后土層強度的提高；改進的φ=0法則考慮固結度及地下水位對土基強度的影響。因式中U1是時間的函數，故F也是時間的函數。 畢肖普法或簡化的畢肖普法（克萊法）都必須事先測定土層的孔隙壓力或按滲流理論計算U。但這樣十分費事，費用很高，難以被公路測設部門所接受。參考文獻28為解決這一問題，提出了一個根據地下水位及路堤自重作用下，固結過程中的固結度求算孔隙壓力的方法，這就為推廣使用畢肖普法探索出一條途徑。現已經用準畢肖普法、改進的φ=0法等五種方法編制好了一套《軟土基路堤綜合處治設計程序》（參見參考文獻230），該程序已在國內應用。 用有效固結應力法計算穩(wěn)定安全系數F，當固結度U較小時，并不一定比用快剪指標采用瑞典法（參見參考文獻28）計算的安全系數F大。當固結度小于快剪φ1的正切函數與固結快剪φci 的正切函數的比值時，就會出現上述不合理情況。最合理的辦法是把抗剪指標統(tǒng)一在有效應力理論基礎上使用畢肖普法計算F，也可使用瑞典法計算F。4．2. 2 路堤的抗剪指標的取值問題是一個較為復雜的問題，因此具體的取值方法未做嚴格規(guī)定，僅要求通過試驗確定或按類似工程的類似土質來確定。對細粒土，在取填料的料場土樣做擊實試驗時，利用擊實后的土料飽水3d后，再進行直剪快剪試驗，從而分別建立壓實度與c、φ、γ的相關曲線。設計時，根據設計壓實度從上述相關曲線上取相應的c、φ、γ值，當然也可直接按設計壓實度制備試件再做剪切試驗。對粗粒土，在有條件時，可做大型直剪試驗；無條件時，可用等重量代換法處理后，按常規(guī)進行抗剪試驗。 綜合上述資料對穩(wěn)定安全系數作了如規(guī)范條文的規(guī)定。4．3 沉 降 計 算4．3．1 目前土力學所介紹的粘性土地基的沉降計算方法，可分為兩大類：第一類是經驗系數校正法，采用這種方法是出于對地基土的復雜性以及理論分析結果不可能有很高的精度的認識。這種方法用地基的固結沉降乘以沉降系數來計算地基的總沉降，而固結沉降可用ep曲線或壓縮模量Es計算（參見參考文獻6）。 第二類方法既看到了土的復雜性，同時也考慮到了現代工程對設計質量要求的提高，在計算模式及計算手段上不斷改進，但并非完全擺脫了第一類方法；人們是從不同的角度來研究沉降的，所以有的成果僅是沉降計算的一個側面。縱觀從40年代開始至今國內外學者的研究成果，沉降計算的改進有以下四種途徑： （1）從土的地質歷史來改進沉降計算。這就是根據前期固結壓力將土的固結狀態(tài)分為正常固結、欠固結和超固結三種情況，借助于土體現場原始壓縮曲線計算主固結沉降的elgP曲線法。 （2）考慮上的應力狀態(tài)，對沉降計算進行改進。一般沉降計算依據的壓縮試驗資料是室內單向壓縮的試驗結果，實際地基土的變形并不是象在固結儀中僅沿一個方向這樣簡單，在豎向變形時測向變形也同時產生。因此人們提出了三向應力狀態(tài)下的沉降計算方法、對一維固結下的沉降進行修正的方法以及模擬實際變形情況的應力路徑法等。這方面的研究工作是從50年代開始的。 （3）從土的變形特征來改進沉降計算。通過對地基沉降的全面分析，人們發(fā)現沉降的過程可分為三個階段——瞬時沉降、主固結沉降和次固結沉降。在三個階段中土體的變形特性是不同的，所以分階段計算沉降是比較合乎實際的。 （4）從計算方法上改進沉降計算。天然土體的結構與變形特性是很復雜的，把土體假定為各向同性的半無限介質，采用線性彈性體的解來求沉降與位移，必然導致與實際的差異。隨著電算技術的發(fā)展，人們有可能對復雜的但比較精確的理論模式進行分析，比如 5 軟土地基處治及