【正文】 當(dāng)軟弱土層位于表層，厚度不大，或上部荷載較小時(shí)，采用表層加固 可以取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。對所采用的處治材料進(jìn)行毒性含量的試驗(yàn)（如粉煤灰和可能污染的工業(yè)廢料）并研究其對土壤、地面水、地下水的污染；在施工過程中排廢物的合理處置；振動(dòng)、噪音對周圍環(huán)境的 影響等。 6． 1． 6 目前新技術(shù)、新工藝、新機(jī)具、新測試方法不斷涌現(xiàn)，當(dāng)開發(fā)、引進(jìn)新的軟基處治方法或進(jìn)行軟基處治方法比較時(shí)，應(yīng) 在大規(guī)模施工前進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，以驗(yàn)證該處治方法的可靠性（參見參考文獻(xiàn) 60），并驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)、工藝參數(shù)作為施工時(shí)的控制指標(biāo)，掌握必要的施工經(jīng)驗(yàn)和施工工藝。 （ 4）反復(fù)分析，驗(yàn)證設(shè)計(jì)，監(jiān)測工程安全。 （ 2）室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)，特別是對重要工程。因此在應(yīng)用時(shí)須根據(jù)具體情況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合考慮，因地制宜，以達(dá)到最佳的綜合效益（參見參考文獻(xiàn) 57）。例如豎向排水設(shè)施可能因施工對 軟土產(chǎn) 6 軟土地基處治施工 6． 1 一 般 規(guī) 定 6． 1． 1 本章按處治手段并結(jié)合其在我國公路工程中的應(yīng)用進(jìn)行施工技術(shù)規(guī)范的編制。 5． 10． 2 在進(jìn)行方案選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、材料、施工、環(huán)境條件，用兩個(gè)或兩個(gè)以上可行的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較，選擇其最優(yōu)方案。 組合設(shè)計(jì)計(jì)算可用電算程序（參見參考文獻(xiàn) 2 30）來進(jìn)行。如真空預(yù)壓，就不如用路堤自重預(yù)壓經(jīng)濟(jì)；電滲法、井點(diǎn)法費(fèi)用高，未見公路上應(yīng)用過；純石灰樁不但爭議大，而且也 不如石灰加固土樁經(jīng)濟(jì)。例如欲加速沉降，以減少工后沉降，除了設(shè)計(jì)預(yù)壓或超載預(yù)壓之外，尚可設(shè)置豎向排水設(shè)施、排水墊層與之組合，使其能加速工前的預(yù)壓或超壓沉降，更加減少工后沉降。 5． 10 綜合（組合）處治設(shè)計(jì) 5． 10． 1 一種處治措施的效果與作用總是有局限性 的，而在軟土地基的路堤處治設(shè)計(jì)中，可能既要解決變形問題，又要解決強(qiáng)度問題，就勢必采用一種以上的措施加以綜合處治。《巖土工程治理手冊》建議在他和粘土地基的水泥土樁的 n 取用 3～ 5。 n與加載后的時(shí)間也有關(guān)，但當(dāng)加載半年后 n 基本趨于穩(wěn)定。實(shí)際工程中也有達(dá)到 3／ 4～ 1 以上的。 5． 9． 4～ 5． 9． 6 計(jì)算公式是依據(jù)把設(shè)有加固土樁的土基區(qū)域內(nèi)的主體視為復(fù)合土體，其抗剪強(qiáng)度按復(fù)合地基（參見參考文獻(xiàn) 2 4 47）理論計(jì)算， 3個(gè)計(jì)算式都考慮了地基土的排水固結(jié)及地下水位對地基強(qiáng)度的影響。經(jīng)折算（由漢森公式）軟土的極限承載力。 因加固土樁或加固土地下連續(xù)墻屬非離散材料，不象碎石樁是離散材料，因而加固土樁不起排水作用，而主要是通過置換軟土及應(yīng)力集中作用兩方面來提高穩(wěn)定系數(shù)的。 5． 9． 2 對單純的石灰樁歷來爭議很大，但用石灰粉作固化材料的加固土樁已在廣州開發(fā)區(qū)處理含水量達(dá) 44％～ 90％的軟土得到了十 余項(xiàng)工程的成功應(yīng)用，且技術(shù)效果與經(jīng)濟(jì)效益均是顯著的。所使用的固化材料可以是漿狀（如石灰漿、水泥漿、二次漿等），也可以是粉狀（生石灰粉、干水泥、干 NCS 固化劑等）。 5. 9 加 固 土 樁 5． 9． 1 將石灰、水泥或其他某些對土固化的材料（參見參 考文獻(xiàn) 5 55），用某種專用的機(jī)械，如深層拌合機(jī)、旋噴機(jī)械把軟土地基加固，形成一根根的加固土樁，分布在路基底面及兩側(cè)，以增加路堤與土基的整體抗滑能力。關(guān)于大 粒徑碎石樁的有關(guān)碎石尺寸的規(guī)定主要參考王盛源在珠江電廠地基處治的經(jīng)驗(yàn)（參見參考文獻(xiàn) 49）?？紤]到按經(jīng)驗(yàn)取值進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)偏于安全，故規(guī)定如條文。參考文獻(xiàn) 50 對軟粘土內(nèi)的砂樁建議用 3～ 4，碎石樁用 3～ 6；天津地區(qū)（參見參考文獻(xiàn)引）軟土的 n 為 ～ ；西安飽和黃土（參見參考文獻(xiàn) 52）為 ～ ；云南水塘站（參見參考文獻(xiàn) 53）為 ～ ；另 據(jù)國內(nèi)外 11 項(xiàng)工程統(tǒng)計(jì)， n 為 ～ 。砂用 28176。為慎重起見，且考慮到軟土對碎石樁污染，本款建議碎石用 38176?！?2176。碎石用 35176。的。多數(shù)采用 38176。參考文獻(xiàn) 47 介紹碎石樁的內(nèi)摩擦角一般用 35176?！?40176。國內(nèi)外的實(shí)際工程均說明規(guī)范（參見參考文獻(xiàn)46）對濕法的限制偏于保守，故作出了如條文的規(guī)定。日本規(guī)范（參見參考文獻(xiàn) 12）用有套管的成孔方法也未對地質(zhì)條件進(jìn)行限制。雖然 Cu＜ 15kPa 者也有成功的例證，但為慎重起見，本款仍規(guī)定濕法振 沖樁的適用范圍為 Cu＞ 15kPa，干法施工（如沉管法）的地基規(guī)定 Cu＞ 10kPa。目前為止國內(nèi)有幾項(xiàng)成功的工程為 Cu＜ 20kPa。 Greenwood 甚至認(rèn)為，即使在粘性土不排水抗剪強(qiáng)度低于 7kPa時(shí)仍可成功制樁。但對于濕法的水振沖粒料樁，則對地基條件提出了限制，以往國內(nèi)一般認(rèn)為水振沖法只適用于地基不排水抗剪強(qiáng)度 cu大于 20kPa 的情況（參見參考文獻(xiàn) 47）；我國規(guī)范（參見參考文獻(xiàn) 46）也規(guī)定水振沖碎石樁僅宜于不排水抗剪強(qiáng)度不小于 20kPa 的地基。 5． 8． 3 以往對沉管法（單管或雙管）中砂樁施工的適用范圍對軟土的天然強(qiáng)度只作高限而未作低限的限制（參見參考文獻(xiàn) 4 4 48）。特別是對于路堤在鋪路面前允許有較大的地基沉降的情況，更是合理的。復(fù)合地基理論的最基本假定為樁與土的協(xié)調(diào)變形，為此從理論上分析復(fù)合地基不可能存在樁的負(fù)摩阻力及群樁效應(yīng)問題（參見參考文獻(xiàn) 44）。應(yīng)把設(shè)有“樁”的范圍內(nèi)，土深為樁長 的這一部分立體，作為樁與土的復(fù)合地基看待。本條結(jié)合路堤設(shè)計(jì)而取安全 系數(shù)為 1． 5。 法國 J． P． gouac 先生（參見參考文獻(xiàn) 43）根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建議抵抗織物拉拔的安全系數(shù)為 2。 織物的條帶拉伸試驗(yàn)的有關(guān) 規(guī)定是引用參考文獻(xiàn) 4 42提出的方法。 據(jù)國外（參見參考文獻(xiàn) 40）的統(tǒng)計(jì)，土工織物特性見表 5． 5． 3。國外（參見參考文獻(xiàn) 39）發(fā)現(xiàn)在土工織物中允許用 10％的應(yīng)變而土堤沒有發(fā)生過量變形。作為加筋路堤穩(wěn)定計(jì)算用的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，應(yīng)據(jù)織物可能在路堤內(nèi)發(fā)生的應(yīng)變（延伸 率）來取用。 5． 5. 3 國內(nèi)部分廠家所產(chǎn)的編織類土工布的拉伸試驗(yàn)結(jié)果（參見參考文獻(xiàn) 37）表明，它的縱向極限延伸率可達(dá) 16． 3％～ ％。國內(nèi)修建加筋路堤的不多，因造價(jià)高。由于無紡?fù)凉げ祭翱棺冃蔚哪芰Ρ染幙椡凉げ疾睿什粦?yīng)選 用無紡布作加筋材料。淺層拌合的處治深度可按施工 成材料在國內(nèi)均有廠家生產(chǎn)。這樣淺層處理仍可用本規(guī)范中的第四章進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。為了能將拋石（堆土）排淤納入穩(wěn)定驗(yàn)算中，鋪設(shè)材料的作用按加筋材料計(jì)算，而排淤的深度估計(jì)則難以進(jìn)行計(jì)算。為了在排淤中土基產(chǎn)生整體破壞時(shí)，不致使路堤的整體性受到大的影響，通常的做法是在路堤底、地表上鋪設(shè)網(wǎng)狀土工織物如格柵材料或土工布，使之形成一個(gè)柔性筏基。 拋石（堆土）排淤的處治深度與拋石（堆土）路堤自重所產(chǎn)生的地面變形有關(guān)。例如日本溝槽型的石灰土拌合機(jī)，能進(jìn)行 淺層拌合深度為地面以下 ，而葉輪回轉(zhuǎn)型則達(dá) 。做土拱的辦法給施工帶來很大的困難，土拱也無效果，這種方法是不可取的。 對于砂墊層的排水作用由于地基下沉、砂墊層彎曲后可能會(huì)受到影響，仍有人對此擔(dān)心而主張?jiān)诘鼗献鐾凉埃@是沒有必要的。墊層的厚度以能保證不至因沉降發(fā)生斷裂為宜， 30cm～ 50cm 的值經(jīng)試驗(yàn)工程與實(shí)際工程驗(yàn)證是比較合適的。這里我們把墊層與淺層處治分開，墊層就特指地面上設(shè)置的專門用于孔隙水排出的透水性墊層。在地下處治工程施工過程中，若發(fā)現(xiàn)地層變化異常，可做進(jìn)一步勘察工作，對設(shè)計(jì)方案進(jìn) 行調(diào)整與變更。要比較好地解決這些問題，就要重視施工過程中的動(dòng)態(tài)觀測。 5. 1． 6 天然土體的性質(zhì)不同于一般的均質(zhì)材料，它具有空間甚至?xí)r間上的變異性，人們通過各種勘探測試手段所能揭示的，僅是有限范圍內(nèi)的情況。日本《高等級公路設(shè)計(jì)規(guī)范》明確指出：預(yù)壓施工時(shí)，原則上要在預(yù)壓填土后放置 6 個(gè)月以上時(shí)間。國內(nèi)外有不少資料介紹，地基處理后的初期沉降量，還沒有不做處理的大。 5. 1． 3 在進(jìn)行地下豎向排水體施工時(shí)，打樁機(jī)械的振動(dòng)及樁管的擾動(dòng)，嚴(yán)重破壞了地基的強(qiáng)度和透水能力。這里的取值，基本接近這些年來國內(nèi)高等級公路設(shè)計(jì)所采用的。 我國高速公路的建設(shè)還處于起步階段，設(shè)計(jì)、修建高質(zhì)量、高效率的道路對于吸引各方投資，促進(jìn)交通事業(yè)的發(fā)展都有不可忽視的作用。 京津塘高速公路設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)該路的實(shí)際條件，參考上面的研究結(jié)果，在征求了國內(nèi)外有關(guān)專家意見的基礎(chǔ)上，更具體地制定了所用的容許工后沉降標(biāo)準(zhǔn)（參見參考文獻(xiàn) 6）： （ 1）主線上的大、中、小橋及通道，在與兩端填土路堤毗連處取 ，涵洞處取 ，除此之外為 ； （ 2）分離式立交的跨線橋與引道路堤填土毗連處，在被交道路為一級時(shí)取，在被交道路為二級或二級以下時(shí)取 ，引道填土部分分別為 和。研究報(bào)告根據(jù)對橋頭引道及一般路段實(shí)測沉降結(jié)果的分析，參考日本、美國的標(biāo)準(zhǔn)及國內(nèi)建工部門對建筑物基礎(chǔ)容許沉降的要求，對容許工后沉降提出的建議是：中低級公路以穩(wěn)定為主，路堤中心處容許工后沉降不作規(guī)定，視使用情況通過養(yǎng)護(hù)彌補(bǔ)。法國與美國對橋頭的差異沉降控制也很重視。 從以上的資料來看，日本對工后沉降的重視程度逐漸減小，主要把問題放在養(yǎng)護(hù)中解決，這可減少一次性投資；但養(yǎng)護(hù)工作的質(zhì)量水平、所用機(jī)械的自動(dòng)化程度必須有一定要求，否則必然影響道路的運(yùn)營效率。 根據(jù)國內(nèi)資料的介紹，美國除對橋頭引道規(guī)定 ～ 的容許差異沉降外，路面容許總沉降或差異沉降常不作規(guī)定，一條道路的工后沉降 ～ 是容許的。即要求預(yù)壓期本地基土中任一點(diǎn)處，固結(jié)后達(dá)到的孔隙比所對應(yīng)的當(dāng)量應(yīng)力，不能被運(yùn)營期該點(diǎn)的有效應(yīng)力所突破。不考慮的理由有三： （ 1）采用經(jīng)濟(jì)的施工辦法，確定無法減少長期沉降（這里指次固結(jié)沉降）； （ 2）道路填方時(shí)，即使長期沉降量很大，在維修管理階段也能控制； （ 3）地基沉降量隨時(shí)間的變化關(guān)系難以預(yù)測。 1989 年日本道路協(xié)會(huì)的《軟土地基處理技術(shù)指南》要求：路面鋪筑后 3 年內(nèi)，路堤中心處容許沉降可由道路重要性決定；與橋梁鄰接的填土路段（橋頭引道）以 10cm～ 30cm 控制。 1967 年日本道路協(xié)會(huì)《道路土工指針》曾規(guī)定： 當(dāng)土方工程結(jié)束后立即鋪筑高等級路面時(shí)，路堤中心處剩余沉降量的限值，對一般路段為 10cm～ 30cm；與橋梁等鄰接的填土部位為 50cm～ 10cm。 5． 1． 2 容許工后沉降（又叫剩余沉降或殘余沉降）涉及到的問題比較多，它的取值直接影響到工程造價(jià)及道路的使用性能。軟土地基上路堤的設(shè)計(jì)計(jì)算工作相當(dāng)繁重，特別是在成層上基又處于綜合處治下，許多計(jì)算工作要反復(fù)計(jì)算。 （ 5）為滿足上述指標(biāo)所進(jìn)行的處治方案的 工程實(shí)體的尺寸設(shè)計(jì)以及方案比選。 （ 3）滿足沉降設(shè)計(jì)指標(biāo)（如工后沉降小于規(guī)定值）。 軟土地基路堤設(shè)計(jì)的目的主要是對以下內(nèi)容及指標(biāo)實(shí)施控制： （ 1）設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)上可行。我國在軟土地段的橋頭路堤出現(xiàn)失穩(wěn)者已不鮮見，甚至出現(xiàn)橋頭路堤沿縱向向河床方向滑動(dòng)的事故，不但路堤破壞且導(dǎo)致橋臺破壞，這將增大處治投資且延長了施工期。天然土體的結(jié)構(gòu)與變形特性是很復(fù) 雜的，把土體假定為各向同性的半無限介質(zhì)，采用線性彈性體的解來求沉降與位移，必 然導(dǎo)致與實(shí)際的差異。在三個(gè)階段中土體的變形特性是不同的，所以分階段計(jì)算沉降是比較合乎實(shí)際的。 （ 3）從土的變形特征來改進(jìn)沉降計(jì)算。因此人們提出了三向應(yīng)力狀態(tài)下的沉降計(jì)算方法、對一維固結(jié)下的沉降進(jìn)行修正的方法以及模擬實(shí)際變形情況的應(yīng)力路徑法等。 （ 2）考慮上的應(yīng)力狀態(tài)，對沉降計(jì)算進(jìn)行改進(jìn)?？v觀從 40 年代開始至今國內(nèi)外學(xué)者的研究成果，沉降計(jì)算的改進(jìn)有以下四種途徑： （ 1）從土的地質(zhì)歷史來改進(jìn)沉降計(jì)算。這種方法用地基的固結(jié)沉降乘以沉降系數(shù)來計(jì)算地基的總沉降，而固結(jié)沉降可用 ep曲線或壓縮模量 Es計(jì)算（參見參考文獻(xiàn) 6）。 綜合上述資料對穩(wěn)定安全系數(shù)作了如規(guī)范條文的規(guī)定。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)壓實(shí)度從上述相關(guān)曲線上取相應(yīng)的 c、φ、γ值，當(dāng)然也可直接按設(shè)計(jì)壓實(shí) 度制備試件再做剪切試驗(yàn)。 4． 2. 2 路堤的抗剪指標(biāo)的取值問題是一個(gè)較為復(fù)雜的問題，因此具體的取值方法未做嚴(yán)格規(guī)定，僅要求通過試驗(yàn)確定或按類似工程的類似土質(zhì)來確定。當(dāng)固結(jié)度小于快剪 φ 1的正切函數(shù)與固結(jié)快剪 φ ci 的正切函數(shù)的比值時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)上述不合理情況。現(xiàn)已經(jīng)用準(zhǔn)畢肖普法、改進(jìn)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(shè)計(jì)程序》（參見參考文獻(xiàn) 2 30），該程序已在國內(nèi)應(yīng)用。但這樣十分費(fèi)事，費(fèi)用很高，難以被公路測設(shè)部門 所接受。因式中 U1是時(shí)間的函數(shù)，故 F 也是時(shí)間的函數(shù)。 4. 2 穩(wěn) 定 驗(yàn) 算 4． 2． 1 本條的式（ ）即總應(yīng)力法；式（ ）即有效固結(jié)應(yīng)力法（參見參考文獻(xiàn) 28）；式（ 4． 2． 13）即準(zhǔn)畢肖普法（參見參考文獻(xiàn) 28）。因此在計(jì)算沉降及穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)預(yù)估這一增加的路堤荷載的作用。據(jù)參考文獻(xiàn) 28 一實(shí)例分析，其路堤計(jì)算厚度比原厚度要大 14％。不能簡單地用驗(yàn)算極限高度來代替路堤的穩(wěn)定計(jì)算。 軟土地基極限高度的計(jì)算本質(zhì)上是對極限承載力的計(jì)算，通過極限高度的計(jì)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。如果我們路堤設(shè)計(jì)也用容許承載力來控制設(shè)計(jì)，將是一個(gè)保守的設(shè)計(jì)。