【正文】 路基的瞬時(shí)沉降以及固結(jié) 沉降。之后再對(duì)濱海新區(qū)典型道路方案進(jìn)行軟土路基的施工驗(yàn)算，通過(guò)方案對(duì)比，選出最適合濱海新區(qū)軟土路基的設(shè)計(jì)施工方案。而軟土路基的代表地區(qū)就包括天津?yàn)I海新區(qū)。為了更好地響應(yīng)濱海新區(qū)高速迅猛的發(fā)展?fàn)顟B(tài)， 我們就必須更好地認(rèn)識(shí)、掌握軟土路基的工程特性，進(jìn)行典型道路處理方式的方案比對(duì)，以便在公路設(shè)計(jì)軟土地基處理上做到省時(shí)省力，經(jīng)濟(jì)，安全等方針，為天津?yàn)I海新區(qū)軟土路基處理設(shè)計(jì)翻開(kāi)新的篇章。首先在濱海、湖泊、河灘上沉積的天然含水量高、壓縮性強(qiáng)、流動(dòng)性高、空隙比大的細(xì)粒土叫做軟土。其主要分為谷底沉積、河灘沉積、濱海沉積、湖泊沉積和藻澤沉積等 五大類(lèi)。 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第二章：濱海新區(qū)氣候條件以及地質(zhì)概況 濱海新區(qū)氣候條件 天津位于中緯度歐亞大陸東岸，主要受季風(fēng)環(huán)流的支配，是東亞季風(fēng)較多的地區(qū)，屬大陸性氣候。天津季風(fēng)比較盛行，春、冬 季風(fēng)速比較大，夏、秋季風(fēng)速比較小。天津年平均氣溫在 ~176。 C。 C； 1 月最冷，平均氣溫在 3~5176。天津無(wú)霜期平均為 196~246 天，無(wú)霜期最短為 171 天，無(wú)霜期最長(zhǎng)為 267 天。天津降水大概天數(shù)為 63~70 天，降水量年平均為 520~660mm。在季節(jié)分布上，六、七、八三個(gè)月降水量占全年的 75%左右。 濱海新區(qū)由三個(gè)行政區(qū)和三個(gè)功能區(qū)組成。這些網(wǎng)絡(luò)區(qū)域路網(wǎng)建設(shè)特點(diǎn)是，各自區(qū)域內(nèi)部溝通良好，但是彼此之間的聯(lián)通卻不盡如人意，彼此之間的聯(lián)通較少，即使有公路等級(jí)也比較低，可以說(shuō)交通非常不方便，通行能力不高，這就給嚴(yán)重影響濱海新區(qū)進(jìn)一步的發(fā)展策略，而造成如此這般的原因主要是軟土路基施工比較復(fù)雜，這就給我們公路設(shè)計(jì)人員提出了新的課題，讓我們進(jìn)一步重視濱海新區(qū)軟土路基施工設(shè)計(jì)，已達(dá)到濱海新區(qū)開(kāi)發(fā)開(kāi)展的要求。天津?yàn)I海新區(qū)起初大部分地區(qū)為海灘鹽田 ,后來(lái)經(jīng)過(guò)人工填 土整平為建筑場(chǎng)地 ,地質(zhì)環(huán)境條件特別復(fù)雜。地面以下 10 m 左右基本是淤泥質(zhì)土層 ,有 50%左右的含水量 ,孔隙比在 ,這類(lèi)土層承載力低 ,滲透性很低 , 壓縮性高 ,豎向滲透系數(shù)為 107~ 108 cm/s。18 m 以下為亞粘土 ,此類(lèi)土層 為樁基的良好持力層。 圖 2— 1 天津?yàn)I海分布圖 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第三章：軟土工程特性 地質(zhì)分層情況 濱海新區(qū)地質(zhì)根據(jù)其成因，其主要可分為以下幾層如表 31地質(zhì)分層： 分層名稱(chēng) 厚度 m 主要成分 巖性組成 壓縮性 人工填土層 12 素填土 第一陸相層 4 河流沖積相 粘土、亞粘土 中等 高等 第一海相層 215 淺海相沉積 亞粘土、粘土淤泥質(zhì)土、亞砂土 中等 高等 第二陸相層 5 沖擊 湖積沉積 亞粘土 高等 第三陸相層 9 河流沖積相 亞粘土、粉砂、粘土 第二海 相層 濱海 潮汐帶沉積相 粘土、亞粘土 第四陸相層 河床 河漫灘沉積相 粘土、亞粘土、細(xì)砂 軟土的概念與成因 軟土的概念 《軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘察規(guī)范》規(guī)定軟土的判別應(yīng)符合下列要求： （ 1）外觀以灰色為主的細(xì)粒土； （ 2）天然含水量大于或等于液限； （ 3）天然孔隙比大于或等于 。路基干濕狀態(tài)與路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性密切相關(guān)。由于路面較寬、路基相對(duì)較低、排水設(shè)施又不夠完善，使得各種生活污水以及降水向路基內(nèi)滲透、地下水位不斷升高，使得路基長(zhǎng)期處于潮濕狀態(tài)，再加上土的水穩(wěn)定性差等原因，致使路基軟化。 壓縮指數(shù) 備注 35%80% 12 很可能在主固結(jié)沉降之后繼續(xù)產(chǎn)生次固結(jié)沉降 一般為絮狀結(jié)構(gòu) 軟土地基評(píng)價(jià) 穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 遇下列情況時(shí)應(yīng)評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性。 ②當(dāng)?shù)鼗芰Ψ秶鷥?nèi)有頂面傾斜的基巖或硬土層，應(yīng)評(píng)價(jià)軟土沿該面產(chǎn)生滑移的可能性。 ④水文地質(zhì)條件變化較大時(shí)，分析其對(duì)地基和穩(wěn)定性的影響。 地基承載力 軟土地區(qū)淺基礎(chǔ)的地基承載力受變形控制，因此要綜合考慮地基土、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的相互作用，理論與地區(qū)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合。 ②雙層土地基的承載力公式。 （ 2）評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)考慮下列因素： ①軟土的物理力學(xué)性質(zhì)及取樣技術(shù)、試驗(yàn)方法等； ②軟土的形成條件，成層特點(diǎn)、均勻 性、應(yīng)力歷史、地下水及其變化。 軟土土體穩(wěn)定性分析 ①在軟土地基上填筑土堤或房屋建筑－最危險(xiǎn)的階段是施工剛結(jié)束； ②在軟土地基上挖方工程－最危險(xiǎn)的不是施工剛結(jié)束，而是開(kāi)挖后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間。我們才能對(duì)影響地基承載力的因素做出準(zhǔn)確分析 ,在工程實(shí)踐中才能嫻熟的應(yīng)用。本文沿海地區(qū)為例 ,分析了軟土地基承載力的影響因素 , 并分析和評(píng)價(jià)了不同軟土地基承載力的計(jì)算公式適用性。 （ 1） 根據(jù)軟土的現(xiàn)場(chǎng)鑒別和物理力學(xué)試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，對(duì)沿海地區(qū)淤泥或淤泥土評(píng)價(jià)時(shí)，可參考下表 41承載力參數(shù)值。當(dāng)采用直剪骨節(jié)快剪法確定的 c、ψ值時(shí)，宜對(duì)抗剪強(qiáng)度峰值以七折進(jìn)行修正，或根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)采用不充分固結(jié)快剪的 c、ψ值。 表 42 承載力系數(shù)cdb MMM 、 )(?k? bM dM cM )(?k? bM dM cM 0 22 2 24 4 26 6 28 8 30 10 32 12 34 14 36 16 38 18 40 20 土的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值 k? 和黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值 kc 可按下列規(guī)定確定： ①根據(jù)室內(nèi) n組三軸剪切（或直剪）試驗(yàn)的結(jié)果，按下列公式計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)ψ和 c 的變異系數(shù)、試驗(yàn)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差： 11221???????nnnnini???????? 式中： ??? ， — 分別為土性指標(biāo)ψ或 c的變異系數(shù)、試驗(yàn)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差。 ③土 的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值 k? 和黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值 kc 為： mckmk cc ???? ?? ? 4— 8 式中： mmc,? 分別為內(nèi)摩擦角和黏聚力的試驗(yàn)平均值。 （ 3） 計(jì)算地基極限承載力 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 ( GB50007 2021) 中給出了容許塑性區(qū)最大深度為基地寬度的 1/4 時(shí)的臨界荷載 計(jì)算公式 ,實(shí)質(zhì)屬于容許承載力的范疇。 表 43 各方法計(jì)算公式 公式 太沙基公式 漢森公式 容許承載力計(jì)算 )3( ?? KKqf ua )3~2( ?? KKqf ua 極限承載力計(jì)算 cqu cNdNbNq 39。39。我國(guó)各地軟土都有相應(yīng)的原位測(cè)試確定承載力的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。 HmC u ][ ?? ??? 對(duì)于小橋和涵洞基礎(chǔ)，也可以用下式確定軟土地基容許承載力： )3(][ 20 ??? H??? 式中： m— 安全系數(shù)，按軟土的靈敏度及建筑物對(duì)變形的要求而選用 ~ uC — 不排水剪切強(qiáng)度（ kPa），可有三軸試驗(yàn)或原位十字板剪切試驗(yàn)確定 H— 基礎(chǔ)埋置深度（ m），對(duì)于一般受水流沖刷的墩臺(tái)，由一般沖刷線(xiàn)算起，不受水 流沖刷者，由天然地面算起，位于挖方內(nèi)時(shí)，由開(kāi)挖后的地面算起 2? — 基礎(chǔ)地面以上土層的加權(quán)平均重度 )/( 3mkN 0? — 軟土的基本承載力（ kPa) 利用靜力觸探試驗(yàn)， 1980 年鐵道部門(mén)制定出《靜力觸探使用技術(shù)暫行規(guī)定》，在規(guī)定中，對(duì)軟土及一般粘土 、亞粘土地基的基本承載力 0? 可按下式求得： ?? sp? 式中： 0? — 地基的基本承載力（ kPa） sp — 靜力觸探比貫入阻力（ kPa） 利用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，當(dāng) N18，對(duì)一般黏性土，可參考下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算地基承載力特征值： Nfak ?? 4— 9 4— 10 4— 11 4— 12 11 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 式中： akf — 地基承載力特征值（ kPa） N — 經(jīng)桿長(zhǎng)修正后，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)的統(tǒng)計(jì)值 （ 5） 對(duì)缺乏建筑物經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)和甲級(jí)建筑物地基，宜以較大面積壓板的荷載試驗(yàn)確定。 （ 7） 當(dāng)?shù)鼗两涤?jì)算深度范圍內(nèi)有軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算下臥層的強(qiáng)度。 （ 8） 當(dāng)設(shè)計(jì)采用的承載力接近修正承載力特征值時(shí)，應(yīng)提出建筑施工的家和速率和限額，以避免局部的塑性變形，甚至整體的剪切破壞。 軟土地基處理的目的是要提高軟土地基的強(qiáng)度 , 保證地基的穩(wěn)定 , 降低軟土的壓縮性 , 減少基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉降 , 確保建筑物的安全和正常使用。 總沉降計(jì)算 S=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 +錯(cuò)誤 !未找到引用源。 — 瞬時(shí)沉降量單位為 mm 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 — 次固結(jié)沉降量單位為 mm 瞬時(shí)沉降計(jì)算 dS 是沉降量，它的形成原因是荷載作用下地基由于側(cè)向剪切變形引起的。在總沉降量中 dS 在其中所占的比例是不可忽略的。現(xiàn)在我們計(jì)算 dS 的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)計(jì)算值偏小嚴(yán)重的情況，經(jīng)過(guò)分析我們得出我們?cè)谟?jì)算時(shí)一般都采用彈性理論公式的方法計(jì)算。這樣一來(lái)就會(huì)給我們?cè)O(shè)計(jì)人員無(wú)形中增加了設(shè)計(jì)難度，為了避免這種 不可抗拒的誤差，我們必須在今后的研究中盡可能想出更好地計(jì)算方法以便在實(shí)際施工中偏差減小。 一般來(lái)說(shuō)地基中地下水位較高，粘性土均系飽和土。確定彈性模量 E 比較困難。這樣求得的 E 可能偏低，比較正確的方法是在三軸儀中進(jìn)行重復(fù)加荷和退荷 試驗(yàn)，求得再加荷模量 rE ，以此來(lái)代替 E，算得的初始沉降才與實(shí)測(cè)值比較一致。分層總和法計(jì)算各分層土的豎向壓縮量一般取路基基底中心點(diǎn)位置以下的附加應(yīng)力為計(jì)算依據(jù)，然后我們一般假定各分層上豎向壓縮量 iS 組成了基礎(chǔ)平均沉降量 s。 計(jì)算步驟如下 （ 1） 首先地基土分層。 （ 2） 計(jì)算各個(gè)層面的自重應(yīng)力。 （ 3） 最后進(jìn)行各層面基底中心點(diǎn)處豎向附加應(yīng)力 。若高壓縮性土在該深度以下，則沉降計(jì)算深度的限值應(yīng)取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的 10％ (即 cz SS/ =)深度。 ??? ni iSS 1 次固結(jié)沉降計(jì)算 sS 是在持續(xù)荷載作用下由于土骨架的蠕變使部分粘結(jié)水被擠出以及土粒重新調(diào)整位置而引起的沉降。軟土在固結(jié)后期，吸水層也受到擠壓而其中一部分水轉(zhuǎn)化為自由水。 cS 與 sS 不能截然分開(kāi) ,常規(guī)壓縮試驗(yàn) e～ p曲線(xiàn)中也包含部分次固結(jié)變形。但在軟土地基上高等級(jí)道路路堤高而寬的情況下， 荷載大，且路堤越高次固結(jié)沉降量也越大，沉降變形量隨時(shí)間的推移逐漸增大的情況不可忽視，尤其是次固結(jié)沉降主要發(fā)生在路堤施工完成后的較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，對(duì)工后沉降量的影響有重要意義?！?19】 實(shí)用沉降計(jì)算方法 地基沉降一般由三部分組成：加載時(shí)的初始沉降、固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降 這種分類(lèi)對(duì)粘性土適合，砂土沉降只能依靠經(jīng)驗(yàn)方法 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 曲線(xiàn)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是實(shí)用壓力范圍內(nèi)試驗(yàn) 曲線(xiàn)呈直線(xiàn)，壓縮性指標(biāo)不隨壓力而變，利于沉降計(jì)算。 （地質(zhì)歷史上受過(guò)的最大固結(jié)壓力）。 將土分類(lèi) 正常固結(jié)土 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 欠固結(jié)土 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 4— 18 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 第五章：軟土地區(qū)邊坡穩(wěn)定性 邊坡穩(wěn)定性分析 具有斜坡面的土體的結(jié)構(gòu)叫做邊坡，一般來(lái)說(shuō)邊坡的穩(wěn)定性失穩(wěn)基本上是由于土體在外荷載作用下或者是在自重的影響下，地基中土的的盈利狀態(tài)出現(xiàn)變化從而導(dǎo)致土體失穩(wěn)，影響路基邊坡的穩(wěn)定性。并且我們知道滑坡在工程施工中經(jīng)常出現(xiàn)，因此我們要做好預(yù)防。堤坡及防洪墻的整體抗滑穩(wěn)定性計(jì)算可以采用瑞典圓弧滑動(dòng)法(有效 應(yīng)力法與總應(yīng)力法 )。并且穩(wěn)定計(jì)算采用的土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與計(jì)算方法可根據(jù)各種情況選用。39。其原理是將假定滑動(dòng)面以上的土體分成 n個(gè)垂直土條，對(duì)作用于各土條上的力進(jìn)行力矩和力平衡分析，以求出在極限平衡狀態(tài)下土體穩(wěn)定的安全系數(shù)。邊坡綜合防護(hù)設(shè)計(jì)是高等級(jí)公路設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，需根據(jù)公路等級(jí)、土 質(zhì)、降雨強(qiáng)度、地形、地下水、材料來(lái)源等情況綜合考慮，并合理布局，因地制宜的選擇合理、實(shí)用、美觀、經(jīng)濟(jì)的工程措施，確保高等級(jí)公路的穩(wěn)定和高速行車(chē)安全。 由于鹽在土中的遷移、結(jié)晶、脫水、集聚等作用，鹽漬土地區(qū)道路工程中的裸露土面 ( 土路肩、邊溝等處 )會(huì)出現(xiàn)疏松、起皮、