【正文】 瞬時(shí)沉降、主固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降。 （4）從計(jì)算方法上改進(jìn)沉降計(jì)算。隨著電算技術(shù)的發(fā)展，人們有可能對復(fù)雜的但比較精確的理論模式進(jìn)行分析，比如 5 軟土地基處治及路堤設(shè)計(jì)5．1 一 般 規(guī) 定5．1．1 近10年來隨著高速公路的發(fā)展，在軟基上修筑高路堤的機(jī)會(huì)很多。產(chǎn)生失穩(wěn)的原因，很大程度與設(shè)計(jì)計(jì)算不當(dāng)或根本不重視穩(wěn)定驗(yàn)算及填筑速度的控制設(shè)計(jì)有關(guān)。 （2）滿足穩(wěn)定設(shè)計(jì)指標(biāo)（如抗滑穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)大于規(guī)定值）（參見參考文獻(xiàn)5）。 （4）為滿足穩(wěn)定或沉降要求進(jìn)行路堤填筑速度或施工期的控制設(shè)計(jì)；路面鋪裝前預(yù)壓或超載預(yù)壓，多級加載的時(shí)間、高度、填筑速度的控制設(shè)計(jì)。 （6）為滿足環(huán)保要求而對施工條件、機(jī)具、材料的控制或選擇。這就要求解決計(jì)算手段問題，設(shè)計(jì)人員必須掌握一個(gè)功能強(qiáng)的軟土地基上路堤綜合處治的電算程序。國內(nèi)外對這個(gè)問題的看法不一樣，而且看問題的角度也在變化。 1970年日本道路公團(tuán)關(guān)于土工、路面、排水及綠化的“設(shè)計(jì)要領(lǐng)”中的準(zhǔn)則是：一般路段的剩余沉降量，規(guī)定為預(yù)計(jì)的最終沉降量和路面工程結(jié)束時(shí)的沉降量之差；但進(jìn)行預(yù)壓處理時(shí)，則把卸荷以后的沉降量作為剩余沉降量來考慮，取值采用以下原則： （1）當(dāng)涉及到路面工程結(jié)束后的路面平整度時(shí)，容許值為10cm； （2）當(dāng)涉及到箱涵開挖施工的預(yù)留沉降量時(shí)，容許值為30cm。 最新的日本《等級公路設(shè)計(jì)規(guī)范》不考慮容許工后沉降，重點(diǎn)放在填方穩(wěn)定分析上。 原聯(lián)邦德國交通部1990年新頒布的《軟弱地基上道路建設(shè)規(guī)范》對預(yù)壓規(guī)定為：預(yù)壓荷載的高度及作用時(shí)間必須保證；道路運(yùn)營期由于堤身自重及行車荷載作用，不引起地基土的初期加荷。次固結(jié)在這種預(yù)壓處理后可以忽略不計(jì)。法國要求橋頭引道部分的容許工后沉降為3cm～5cm，在一般路段為10cm，對應(yīng)的地基固緯度為85％～95％。德國對預(yù)壓的要求是很嚴(yán)的，并通過預(yù)壓達(dá)到控制次固結(jié)的目的。 從國內(nèi)的情況看，公路上對這一問題的研究，在“六五”期間交通部重慶公路科研所主持的“利用經(jīng)濟(jì)可行的辦法進(jìn)行軟基處治的設(shè)計(jì)”課題中已涉及到。對于高等級公路鋪筑路面20年內(nèi)，鄰近橋梁等人工構(gòu)造物的路堤段（其長度據(jù)路線縱坡取50m～100m）的容許值為10cm～20cm，其它路段為30cm～55cm。 在京津塘高速公路之后設(shè)計(jì)的廣佛、杭甬、深汕等高等級公路，對容許工后沉降也參考國內(nèi)外情況作了相差不大的規(guī)定。作為整個(gè)工程的第一步，設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)必須嚴(yán)格。路面設(shè)計(jì)使用年限是指大修的年限，在此之間的維修工作是必不可少的，即使非軟基上的道路也是如此。這些不利因素的影響在理論分析時(shí)很難處理，這就造成了在施工后某段時(shí)間內(nèi)，理論推算結(jié)果與實(shí)際的較大差別。從京津塘高速公路軟基試驗(yàn)工程的沉降觀測成果來看，設(shè)袋裝砂井或塑料排水板路段的路堤中心沉降，在4～5個(gè)月后恢復(fù)正常，而路肩處的沉降要在6個(gè)月后才恢復(fù)正常，所以限制預(yù)壓期不致過短是必需的。從近10年來國內(nèi)高等級公路軟基處治設(shè)計(jì)的情況來看，最短6個(gè)月的預(yù)壓期，不論是從工期方面還是從經(jīng)濟(jì)方面考慮，都是可接受的。同時(shí)由于土力學(xué)中的理論分析計(jì)算模式都是建立在一定的假定基礎(chǔ)之上的，眾多不確定因素的影響就造成了理論分析結(jié)果與實(shí)際的差異。比如根據(jù)孔隙水壓力的變化、側(cè)向變位樁的位移判斷路堤的穩(wěn)定性；由實(shí)測沉降曲線計(jì)算沉降速率決定路面鋪筑時(shí)間等。5．2 墊層與淺層處治5．2．1～5. 2. 2 在地基處理與加固中，墊層通常指換土墊層處治方法，就是把基底下一定深度范圍內(nèi)的軟弱土基全部或部分挖除，用砂、碎石等強(qiáng)度高、水穩(wěn)性能好的粒狀材料回填，這實(shí)際上屬于淺層處治措施。由于這種墊層的作用在于排水，所以選材上多用中、粗砂。墊層的寬度適當(dāng)大于路堤底寬，可以防止施工過程中由于施工機(jī)械的破壞對墊層的有效作用造成的影響。因?yàn)榭紫端窃诘鼗锌紫端畨毫ο⑦^程中排出的，是有壓水，只要排水通道不斷開，孔隙水就能排出地基，這一點(diǎn)已被試驗(yàn)工程所證實(shí)。 淺層處治一般指從地表30cm～150cm之間，但隨施工機(jī)械能力的提高，適用范圍也在擴(kuò)大。5．2．3～5．2. 4 鐵路規(guī)范（參見參考文獻(xiàn)17）規(guī)定，當(dāng)軟土厚度小于3m時(shí)可用換填、拋石擠淤措施，故對適用條件作了如條文的規(guī)定。拋石（堆土）排淤實(shí)質(zhì)上是使土基產(chǎn)生整體剪切滑移破壞而達(dá)到置換軟土的目的。為達(dá)到排水及隔離的作用，網(wǎng)狀材料或土工布都鋪在砂或砂礫墊層下，但對上述鋪設(shè)材料的方法能作出定量試驗(yàn)研究的為數(shù)很少（參見參考文獻(xiàn)10）。排淤后置換區(qū)域的c、φ值可取用路堤填料的c、φ值。拋石（堆土）排淤僅適用極軟塑、流塑的軟土。塑料格柵的拉力比有紡?fù)凉げ嫉睦Υ?。僅參考文獻(xiàn)36從蠕變及排水考慮，建議采用無紡布且建議預(yù)拉加筋以減少加筋路堤的水平位移。 在軟土地基上一般加筋路堤的邊坡坡度與一般的填土路堤邊坡坡度相同，否則按加筋上擋墻設(shè)計(jì)。一般有紡織物延伸率小于40％（參見參考文獻(xiàn)38），土工格柵則小于20％。 ％～％的抗拉強(qiáng)度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度；有的則允許有10％的延伸率。我國云南水塘立交橋高路堤也按10％的延伸率取用設(shè)計(jì)拉力，已通車數(shù)年來未出現(xiàn)問題?？芍幙楊愅凉げ嫉淖畲螅ㄆ屏褧r(shí)）延伸率一般不會(huì)大于35％；非編織類的織物強(qiáng)度低，變形大，價(jià)格高，故一般不宜作為路堤的加筋材料。5．5．4 為滿足加筋材料的抗拉拔作用而作了本條規(guī)定。 我國《公路加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 015－91）中的表5．1內(nèi)，列出了在不同荷載組合下，抗拔安全系數(shù)為1．2～2．0。5．5．5 根據(jù)參考文獻(xiàn)43的介紹，土的內(nèi)摩擦角φs與加筋材料間應(yīng)力集中作用三方面來共同提高穩(wěn)定系數(shù)的。復(fù)合地基屬地基范疇，而樁基屬基礎(chǔ)范疇，兩者有本質(zhì)區(qū)別。但實(shí)際上復(fù)合地基中，可能存在變形不協(xié)調(diào)情況（例如樁的刺入破壞），但它遠(yuǎn)比樁基中變形不協(xié)調(diào)情況程度低，故采用復(fù)合地基理論比傳統(tǒng)的樁基理論更為合理?？辜魪?qiáng)度按復(fù)合地基理論計(jì)算（參見參考文獻(xiàn)2445），為了進(jìn)行路堤穩(wěn)定驗(yàn)算，只需計(jì)算復(fù)合地基的抗剪強(qiáng)度及路堤的整體抗剪裂的穩(wěn)定安全系數(shù)，不需計(jì)算單樁承載力。當(dāng)然對其它粒料樁，如用沉管法也不應(yīng)作限制。但在國外在1983年～1988年間有多個(gè)作者根據(jù)工程實(shí)例（參見參考文獻(xiàn)49）撰文指出：水振沖法可用于cu=15kPa～50kPa的地基。Juran等（1988年）指出，在他們統(tǒng)計(jì)的24項(xiàng)工程中，cu＜20kPa的占54％，其中cu＜ 10kPa的占12％，10kPa＜Cu＜15kPa的占15％，15kPa＜Cu＜20kPa的占27％。德國有人指出（參見參考文獻(xiàn)47），水振沖法只適用于不排水抗剪強(qiáng)度為15hP～50kPa的軟土。值得注意的是：《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（參見參考文獻(xiàn)46）根本就未對用擠密（沉管）成孔的砂、石樁的地質(zhì)條件進(jìn)行限制，而只對濕法的振沖樁作了地質(zhì)條件的限制。 王盛源在珠江電廠地基處治（參見參考文獻(xiàn)49）中，用濕法大粒徑碎石樁對十字板剪切強(qiáng)度僅13kPa～17kPa、淤泥深達(dá)21m的地基處理成功；交通部重慶公路科研所在云南的試驗(yàn)路上用水振沖碎石樁處理了土基的十字板強(qiáng)度為10kPa～20kPa的軟土地獲成功。5．8．4 《公路加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 015－91）規(guī)定砂（碎）石類土的計(jì)算內(nèi)摩擦角為35176。砂類土為28176?！?5176。國外一些著名施工單位也有采用高達(dá)42176。日本（參見參考文獻(xiàn)12）規(guī)定，砂用25176。盛從文建議用38176。對卵石或砂卵石可采用38176。砂卵（礫）石用35176。5．8．7 粒料樁與樁間土的應(yīng)力比 n是隨土質(zhì)與深度的不同以及荷載的大小、作用時(shí)間而變化的。日本（參見參考文獻(xiàn)45）建議 n采用2～5，日本規(guī)范（參見參考文獻(xiàn)12）規(guī)定用3。5．8．11 粒料樁的級配要求是直接引用日本規(guī)范（參見參考文獻(xiàn)12）。珠江電廠碎石樁的碎石尺寸放寬到15cm，為慎重起見本規(guī)范放寬到10cm。也可以用加固土樁緊密排列形成一條條的或格狀的地下連續(xù)加固土墻。顯然粉狀比漿狀的技術(shù)效果好，但機(jī)械設(shè)置要復(fù)雜些，且粉塵污染大。因此不能將石灰樁與石灰加固土樁混淆。5．9．3 由《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（參見參考文獻(xiàn)49）知深層攪拌法適用于地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120kPa的軟土地基。σo= ，取安全系數(shù)為3，則軟土的容許承載力σo=，其地基不排水剪應(yīng)力不大于45KPa 。5．9．7 加固土樁的加固土試件可在室內(nèi)制備，但因室內(nèi)拌合比實(shí)際工程拌合得均勻，據(jù)參考文獻(xiàn)37介紹現(xiàn)場加固土的強(qiáng)度與室內(nèi)試驗(yàn)強(qiáng)度之比，一般最差的也可確保1／4～1／3。故本條規(guī)定室內(nèi)制備的加固土試件的強(qiáng)度qu治后是否預(yù)壓有關(guān)，當(dāng)末預(yù)壓時(shí)n隨荷載P加大而變大，預(yù)壓后n隨荷載P加大而減少。對兩根水泥拌合土樁的試驗(yàn)結(jié)果的n為5～8。據(jù)郭志業(yè)（參見參考文獻(xiàn)49）在上海以及據(jù)連云港、福州、～（按n隨時(shí)間基本穩(wěn)定后統(tǒng)計(jì)），而大多數(shù)實(shí)測的n值能保證在3～4，～，故作了如本款的規(guī)定。另一方面為加強(qiáng)發(fā)揮某一作用，往往也可同時(shí)采取一種以上的措施來促進(jìn)該作用的加強(qiáng)。 軟土地基的處治方法很多，但有些處治方法并不適于公路上應(yīng)用。強(qiáng)夯碎石（粒料）樁因其處治的樁深難以預(yù)測，故未列入規(guī)范中。該程序各措施的作用綜合計(jì)算，不是單一的簡單疊加，而是將它們的各自作用與沉降、固結(jié)度、穩(wěn)定計(jì)算有機(jī)的進(jìn)行綜合計(jì)算。 設(shè)計(jì)方案確定后，對于軟土而言，有必要進(jìn)行工前或工中試驗(yàn)路的測試，以便修正設(shè)計(jì)。有些處治手段如土工織物、碎石樁、粉噴樁實(shí)踐還不多，資料數(shù)據(jù)缺乏；有些處治手段的加固機(jī)理以及計(jì)算方法目前還不是十分明確，尚須進(jìn)一步探討。6．1．2～6．1．5 軟基處治和其它土工問題的解決一樣，包括以下四個(gè)環(huán)節(jié)： （1）對地質(zhì)資料、土工試驗(yàn)的詳細(xì)檢查，對設(shè)計(jì)圖和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的調(diào)查研究。 （3）施工現(xiàn)場的監(jiān)測（參見參考文獻(xiàn)58），觀測數(shù)據(jù)的收集。 上述四個(gè)環(huán)節(jié)是解決土工問題最理想的方法，即近年來國際巖土工程界提出的觀測方法（參見參考文獻(xiàn)59），稱其為“邊觀察，邊分析”方法，必要時(shí)可據(jù)以修改設(shè)計(jì)（參見參考文獻(xiàn)60）。6．1．7 在軟基處治施工過程中，要特別注意環(huán)境保護(hù)。6．2 層及淺層處治6．2．1 墊層與淺層處治的最簡單做法是表層加固。6．2．2 ，分層回填碾壓加固。6．2. 3 ，且其軟層位于水下，更換土壤施工困難或基底直接落在含水量極高的淤泥上，稠度遠(yuǎn)超過液限，呈流動(dòng)狀態(tài)。6．2．4 砂（礫）墊層6. 2. 4．1 當(dāng)與排水固結(jié)法綜合處治軟基時(shí)，其含泥量不大于3％。6．2. 4．2 碾壓法施工時(shí)最優(yōu)含水量一般控制在8％～12％。6．4 土工合成材料6．4．1 合成纖維材料作為新的工程材料在巖土工程中的應(yīng)用將愈來愈廣泛。本節(jié)定名統(tǒng)稱為土工合成材料。目前世界各國用于生產(chǎn)土工纖維者多以丙綸（聚丙烯）、滌綸（聚酯）為主要原料，其主要特性  在國外（主要是日本、瑞典）漿液固化劑70年代中期在地基加固工程中實(shí)際協(xié)用。 對粉體固化劑，1967年瑞典Kjeld Pans提出使用石灰攪拌樁加固15m深度范圍內(nèi)的軟土地基的設(shè)想，并于1971年在現(xiàn)場制成第一根用生石灰作為加固料制成的攪拌樁。國內(nèi)鐵道部第四勘察設(shè)計(jì)院于 1983年初開始引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究，1985年4月通過鐵道部技術(shù)鑒定，建議逐步推廣使用。6．9．2 粉噴樁施工前需先進(jìn)行工藝性試驗(yàn)，以便掌握施工現(xiàn)場的成樁經(jīng)驗(yàn)及有關(guān)技術(shù)參數(shù)。6．9．3 影響粉噴樁加固軟土地基的質(zhì)量因素很多，試料土的采集應(yīng)保持原來含水量，水泥土拌和均勻。當(dāng)施工現(xiàn)場所用粉料品種與標(biāo)號同室內(nèi)試驗(yàn)所用的不同時(shí)，為保證粉噴樁強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，對每一批不同規(guī)格的粉體應(yīng)備樣進(jìn)行配比試驗(yàn)。6．9．4 加固土樁施工工藝具體要求如下： （1）定位：調(diào)正導(dǎo)軌垂直度，鉆頭對中樁位。注意工作電流不應(yīng)大于額定電流。但由于軟土地基需要作些處理工程，故特別強(qiáng)調(diào)對不符合實(shí)際情況的設(shè)計(jì)內(nèi)容，不僅需要進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，而且要作些補(bǔ)充地質(zhì)勘察工作，以保證修改設(shè)計(jì)的質(zhì)量。因此正式施工時(shí)，施工單位不僅要熟悉施工設(shè)計(jì)文件，而且還應(yīng)掌握試驗(yàn)工程的有關(guān)資料，應(yīng)用其成果，吸取其經(jīng)驗(yàn)，以指導(dǎo)路堤施工。7. 1．4 軟土地區(qū)路堤施工應(yīng)盡早安排，一般提倡用充裕時(shí)間，采取路堤自然沉降，求得固結(jié)，逐漸趨于穩(wěn)定。我國基建程序是工程未批準(zhǔn)立項(xiàng)前，資金往往未到位，征地也沒有依據(jù)，工程難以開工。但此時(shí)也應(yīng)提前進(jìn)行，尤其是控制工期的橋頭、涵洞等構(gòu)造物處路堤應(yīng)注意提前開工。具有代表性路段，宜結(jié)合本路采用方案同時(shí)還可適當(dāng)增加些處理方案，在主干線上選擇一段路做試驗(yàn)工程，提前施工，以取得一些經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，對原設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)，并據(jù)以指導(dǎo)施／晝夜。 根據(jù)各地的經(jīng)驗(yàn)，一方面要求橋臺(tái)處路堤應(yīng)提前施工預(yù)壓；另一方面是橋背填土采用內(nèi)摩擦角大于35 的滲水性土填筑，并注意分層壓實(shí)，對壓路機(jī)難進(jìn)場工作的部位用小打夯機(jī)夯實(shí)。7．3．3．1 采用直接吹填之砂層，一般具有90％的壓實(shí)度，但吹填路堤上部應(yīng)用碾壓機(jī)具，進(jìn)行有效壓實(shí)。由機(jī)械或人工推運(yùn)的擾動(dòng)砂層，無論其所在層次如何，均應(yīng)碾壓到要求的密實(shí)度。設(shè)計(jì)時(shí)可參考下列數(shù)據(jù)： 最終頂部寬度不小于1．0m，其外邊坡一般為1：～1：20，內(nèi)邊坡為1：～1：；水下?lián)跛掏膺吰乱话悴捎?：2～1：3。如二次抽吸是由一次抽吸設(shè)備，通過砂管將砂料輸送到一段距離，排至河流或有足夠容積的不滲漏之庫塘或土坑中后，再由二次抽吸設(shè)備將砂送至施工路段吹填。盲溝可全由干砌片石修筑，或在溝壁上蓋以混凝土板，內(nèi)填片石亦可；盲溝尺寸及距離，應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定。排除時(shí)要與當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門及農(nóng)田、水利經(jīng)營者取得聯(lián)系，以免造成危害。7．3．5 凡砂料直接暴露的路堤，均應(yīng)鋪筑包邊土，以防路堤崩塌和沖刷，它也是邊坡的一種防護(hù)方法。 在鋪包邊土前，應(yīng)對填砂路堤按設(shè)計(jì)邊坡陡度進(jìn)行修整。7．4．2 粉煤灰在使用前，應(yīng)對原材料進(jìn)行試驗(yàn)，以測定其化學(xué)、物理、水理性質(zhì)和路用性質(zhì)，合格者方可使用。 對土及砂亦應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)。在京津塘高速公路地區(qū)曾廣泛使