【正文】 路堤在施工期間和工后由于地基而增加的土方量，以及路堤底寬、頂寬和邊坡變化情況；（2）推算沉降量和時間的關(guān)系，作為地基加固的依據(jù)；（3）預估工后沉降量，合理確定預壓期和基層、面層施工時間。地基土的沉降量，按其變形特征分為三部分：瞬時沉降、固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降，計算公式為： （）式中 地基最終沉降量； 地基的次固結(jié)沉降； 地基的瞬時沉降； 地基的固結(jié)沉降；次固結(jié)沉降一般被定義為，當土中超靜水壓力基本消散，土固結(jié)結(jié)束后，地基隨時間的增長而產(chǎn)生的沉降。這部分沉降通常較小，且歷時很長，一般不予考慮。瞬時沉降指在加荷瞬間，土體空隙水來不及排出，空隙體積沒有變化即土不產(chǎn)生體積變化，但荷載使土產(chǎn)生剪切變形。對于嚴格的土體一維變形情況，瞬時沉降很小。當土體完全飽和時，由于土中水及土顆粒本身的變形和忽略不計，故瞬時沉降為零。對于土體的二維（平面應(yīng)變）或三維變形情況，但瞬時沉降在地基總沉降量中占有相當大的比例。瞬時沉降與加荷方式和加荷速率有很大的關(guān)系，如采用瞬時一次加荷方式時，地基的瞬時沉降比均勻慢速加載情況要打的很多。這主要是由于在不同增量加載的時刻，土中有效應(yīng)力隨著土體的固結(jié)而增大，土體的變形模量也相應(yīng)增大。瞬時沉降包括兩部分：一部分是由地基的彈性變形產(chǎn)生的；另一部分則由地基塑性區(qū)開展繼而擴大所產(chǎn)生的側(cè)向剪切位移為引起的。在梯形條狀荷載下，彈性變形階段因瞬時變形產(chǎn)生的沉降量： （）式中 ——沉降系數(shù)； ——地基面中心線上的梯形荷載強度； ——換算荷載寬度，； ——由無側(cè)線抗壓試驗得到的彈性模量設(shè)計值；在用公式計算時，由于其中的彈性模量和泊松比不易準確的測定，如實驗室由于試樣擾動的影響，所得到的不排水模量有時僅及現(xiàn)場試驗?zāi)Ａ康?/21/3。因此，在國內(nèi)的工程設(shè)計中，瞬時沉降的影響通常用經(jīng)驗系數(shù)對固結(jié)沉降進行修正。路堤總沉降中，主固結(jié)沉降占主導地位，采用一維應(yīng)力狀態(tài)下分層總和法計算，（1）基本原理1）采用分層總和法，分別計算基礎(chǔ)中心點下地基中各個分層土的壓縮變形量，認為基礎(chǔ)的平均沉降量等于的總和，即 （）式中 n為深度范圍內(nèi)的分層總數(shù)。2）確定計算深度附加應(yīng)力隨深度遞減，自重應(yīng)力隨深度遞增，到一定深度后附加應(yīng)力相對于該處原有的自重應(yīng)力已經(jīng)很小，引起的壓縮變形可以忽略不計，因此，沉降算到此深度即可。（一般土）（軟土）的深度作為沉降計算深度的界限。3）計算公式《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GBJ 789）所推薦的地基最終沉降量計算方法是另一種形式的分層總和法。它也采用側(cè)限條件的壓縮性指標，并運用了平均附加應(yīng)力系數(shù)計算，還規(guī)定了地基沉降計算深度的標準以及提出了地基的沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，使得計算成果接近于實測值。 規(guī)范推薦的地基最終沉降量s(mm)的計算公式如下： （）式中 ——按分層總和法計算出的地基沉降量(mm)；——沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗確定， ；——地基沉降計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)，其分層厚度取法同前面按分層總和法計算中所述；—對應(yīng)于荷載標準值時的基礎(chǔ)底面附加壓力()；—基礎(chǔ)底面下第i層土的壓縮模量 ()；和基礎(chǔ)底面至第i層土、第i1層土底面的距離(m)；和—基礎(chǔ)底面的計算點至第i層土、第i1層土底面范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)，計算公式為： = （）為基底下任意深度z處的地基附加應(yīng)力系數(shù)。 4）計算深度的確定《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》用符號表示地基沉降計算深度，并規(guī)定應(yīng)滿足下列條件(包括考慮相鄰荷載的影響)： （）式中 ——最后一層厚為的土層的壓縮量；的取值見下表。 層厚為的土層的壓縮量b≤22＜b≤44＜b≤88＜b≤1515＜b≤30按上式所確定的沉降計算深度下如有較軟土層時，尚應(yīng)向下繼續(xù)計算，直至軟弱土層中所取規(guī)定厚度的計算沉降量滿足上式為止。當無相鄰荷載影響，基礎(chǔ)寬度在150m范圍內(nèi)時，基礎(chǔ)中點的地基沉降計算深度，規(guī)范規(guī)定，也可按下列簡化公式計算： （）式中 ——基礎(chǔ)寬度；（1）軟土地基沉降計算符合下列規(guī)定：1）；2）地基的總沉降量（S）計算應(yīng)包括瞬時沉降量（）、主固結(jié)沉降（），對于富含有機質(zhì)土的泥炭土商應(yīng)計算次固結(jié)沉降（）；3）雙線路基地基沉降計算是列車荷載只算單線。4）軟土及其他類型松軟地基上的路基應(yīng)進行工后沉降分析。路基的工后沉降量應(yīng)滿足以下要求在高速公路上，對工后15—20年得剩余沉降量，通常采用如下標準：一般路段30cm，橋頭路堤10cm；過渡段沉降坡差小于2‰。按照下列公式計算： （） （） （） 第六章 軟土地區(qū)地基處理及施工工藝 一、軟土公路地基處理常用方法1．堆載預壓法該法是在工程建設(shè)之前用大于或等于設(shè)計荷載的填土荷載，促使地基提前固結(jié)沉降以提高地基的強度，減少工后沉降。當強度指標達到設(shè)計要求數(shù)值后，卸去荷載，修筑道路路面。經(jīng)過堆壓預處理后，地基一般不會再產(chǎn)生大的固結(jié)沉降。利用路堤填土作為堆載，成本較低。施工填筑時宜采用分層分級施加荷載，以控制加荷速率，避免地基發(fā)生剪切破壞，達到地基強度慢慢提高的效果。該法原理較成熟，施工簡單，不需要特殊的施工機械和材料。由于該地區(qū)軟土固結(jié)系數(shù)小，故軟土的排水固結(jié)時間較長，因此工期較長。如施工時間允許，可單獨使用；如工期緊，可結(jié)合其它方法一起使用。　　真空預壓法是在需要加固的軟土地基內(nèi)設(shè)置砂井或塑料排水板，然后在地面鋪設(shè)砂墊層，其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕，通過埋設(shè)于砂墊層中的吸水管道，用真空裝置進行抽氣，將膜內(nèi)空氣排出，因而在膜內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，氣壓差即轉(zhuǎn)變成作用于地基上的荷載，地基不會產(chǎn)生剪切破壞，這對軟土地基是有利的。該方法不需要堆載，省去了加載和卸荷工序，縮短了預壓時間，省去了大量堆載材料，所使用的設(shè)備及施工工藝均比較簡單，無需大量的大型設(shè)備，便于大面積施工。 　　該法是指在道路主路堤兩側(cè)，填筑一定寬度和高度的護道，以期達到路堤穩(wěn)定的一種方法，它主要是起抗滑的平衡作用，使得抗滑力矩能克服滑動力矩。其高度一般為路堤填土高度的1/3～1/2。這種方法處理軟土地基，對解決路基穩(wěn)定是有效的。該法不需控制填土速率，可以機械化快速完成路基填筑，但利用該法處理地基，土方量大、占用土地多。 　　水泥土攪拌樁是膠結(jié)法處理軟土地基的一種，它利用水泥或石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑（漿液或粉體）強制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學反應(yīng)，使軟土固結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的地基，以達到提高地基承載力、減少地基沉降量的目的。其地基應(yīng)視為復合地基，樁土共同承擔荷載。它具有施工速度快，設(shè)備輕便，便于移動，方法容易掌握，處理深度較大等優(yōu)點?！　‘斳浫跬翆雍穸炔缓艽髸r，可將路基面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除，然后換填強度較大的土或其它穩(wěn)定性能好、無侵蝕性的材料(通常是滲水性好的礫料)稱為換填或墊層法。此法處理的經(jīng)濟實用高度一般為2～3m，如果軟弱土層厚度過大，則采用換填法會增加棄方與取土方量而增大工程成本。 對于孔隙較大的地基及含水量在一定范圍內(nèi)的軟弱粘性土地基，可采用重錘夯實或強夯。它的基本原理是：土層在巨大的沖擊能作用下，土中產(chǎn)生很大的壓力和沖擊波，致使土體孔隙壓縮，夯擊點周圍一定深度內(nèi)產(chǎn)生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水(氣)順利排出，土體迅速固結(jié)?！　τ诔两盗坎淮蟮穆返?，高路堤填土適當采用土工布墊隔，限制了軟基和路基的側(cè)向位移，增加了側(cè)向約束，從而降低應(yīng)力水平，加強了路基剛度與穩(wěn)定性，提高了路基的水平橫向排水，使荷載均布。采用土工布覆蓋攤鋪，既提高路基剛度，也使邊坡受到維護，有利于排水，增加地基穩(wěn)定性?！　〈送猓诖_定地基處理方法時，還要注意節(jié)約能源。注意環(huán)境保護，避免因為地基處理對地面水和地下水產(chǎn)生污染，避免振動噪音對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響等。通過分析當?shù)氐匦魏驮O(shè)計資料，進過方案的對比最終選用粉噴樁進行地基處理。二、粉噴樁水泥加固土的物理化學反應(yīng)過程與混凝土的硬化機理不同，混凝土的硬化主要是在粗填充料（比表面不大、活性很弱的介質(zhì)）中進行水解和水化作用，所以凝結(jié)速度較快。而在水泥加固土中，由于水泥參量很小，水泥的水解和水化作用，所以凝結(jié)速度很快。而在水泥加固土中，由于水泥參量很小，水泥的水解和水化反應(yīng)完全是在具有一定活性的介質(zhì)土的圍繞下進行，所以水泥加固土的強度增長過程比混凝土緩慢。其加固原理具體有以下幾種：1．水泥的水解反應(yīng)和水化反應(yīng)普通硅酸鹽水泥主要是有氧化鈣、二氧化碳、三氧化二鋁、三氧化二鐵及三氧化硫等組成。這些不同的氧化物分別組成了不同的水泥礦物：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣、硫酸鈣等。用水泥加固軟土時，水泥顆粒表面的礦物很快與軟土中的水發(fā)生水結(jié)合水化反應(yīng)，生成氫氧化鈣、含水硅酸鈣、含水鋁酸鈣及含水鐵酸鈣等化合物。所生成的氫氧化鈣、含水硅酸鈣能迅速溶于水中，使水泥顆粒表面重新暴露出來，再與水發(fā)生反應(yīng)，這樣周圍的水溶液就逐漸達到飽和。當溶液達到飽和后，水分子雖然繼續(xù)深入顆粒內(nèi)部，但新生成物已不能再溶解，只能以細分散狀態(tài)的膠體析出，懸浮于溶液中，形成膠體。當水泥的各種水化物生成后，有的自身繼續(xù)硬化，形成水泥石骨架；有的則與其周圍具有一定活性的粘土顆粒發(fā)生反應(yīng)。（1）離子交換和團粒作用黏土和水結(jié)合時就表現(xiàn)出一種膠體特征，如土中含量最多的二氧化硅遇水后，形成硅酸膠體微粒，其表面帶有鈉離子或鉀離子，他們能和水泥水化生成的氫氧化鈣中的鈣離子進行當量吸附交換，使較小的土顆粒形成較大的土團粒，從而使土體強度提高。水泥水化生成的凝膠粒子的比表面積比原來水泥顆粒大1000倍，因而產(chǎn)生很大的表面能，有強烈的吸附活性。能使較大的土團粒進一步結(jié)合起來，形成水泥土的團粒結(jié)構(gòu)，并封閉各土團的空隙，形成堅固的聯(lián)接，從宏觀上看也就使水泥土的強度大大提高。（2）硬凝反應(yīng)隨著水泥水化反應(yīng)的深入，溶液中析出大量的鈣離子，當其數(shù)量超過離子交換的需要量后，在堿性環(huán)境中，能使組成粘土礦物的二氧化硅及三氧化二鋁的一部分或大部分與鈣離子進行化學反應(yīng)，逐漸生成不溶于水的穩(wěn)定結(jié)晶化合物，增大了水泥土的強度。（3）碳酸化作用 水泥水化物中游離的氫氧化鈣能吸收水中和空氣中的二氧化鈣，發(fā)生碳酸化作用反應(yīng)，生成不溶于水的碳酸鈣。這種反應(yīng)能使水泥土增加強度，但增長速度較慢，幅度也較小。從水泥土的加固機理分析，由于攪拌機械的切削攪拌作用，實際上不可避免的會留下一些未被粉碎的大小土團。在拌入水泥后將出現(xiàn)水泥漿包裹土團的現(xiàn)象，而土團間的大孔隙基本上已被水泥顆粒填滿。所以，加固后的水泥土中形成一些水泥較多的微區(qū)，而在大小土團內(nèi)部側(cè)沒有水泥。只有經(jīng)過較長的時間，土團內(nèi)的土顆粒在水泥水解產(chǎn)物滲透作用下，才逐漸改變其性質(zhì)。因此，在水泥土中不可避免的會產(chǎn)生強度較大和水穩(wěn)性較好的水泥石區(qū)和強度較低的土塊區(qū)。兩者在空間相互交替，從而形成一種獨特的水泥土結(jié)構(gòu)，可見，攪拌越充分土塊被粉碎的越小，水泥分布在土中約均勻，則水泥土結(jié)構(gòu)強度的離散性越小，其宏觀的總體強度也越高。三、地基處理及計算選取淤泥層最厚的DK2+70處作為沉降量計算位置。 地層分布根據(jù)公式： S= （）式中 ——為沉降經(jīng)驗修正系數(shù)；。 沉降經(jīng)驗修正系數(shù)土類承載力發(fā)揮程度 （）粘性土經(jīng)查表得：A點沉降量為 =； B點沉降量為 =； C點沉降量為 =； D點沉降量為 =；側(cè)向變形引起的沉降量為： （）總沉降量為： （）因為總沉降量大于規(guī)范規(guī)定的沉降量，地基需要處理。經(jīng)過軟土地基處理措施的對比，最終選用粉噴樁進行地基處理。四、樁位布置及計算粉體噴射攪拌樁樁徑50cm，正三角形布置。用于粉體噴射攪拌樁的水泥為干粉，（原425）普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥，是國家免檢產(chǎn)品。粉體噴射攪拌樁設(shè)計平均水泥摻入量為50kg/m，全樁復攪。 （）設(shè)計樁長11米，