【正文】 （ 1）已知資料 路堤的沉降中，主固結(jié)沉降占主導(dǎo)地位，采用一維應(yīng)力狀態(tài)下 的 分層總和法計算。本設(shè)計采用壓縮模量計算主固結(jié)沉降。軟土地基上層主要由第四紀(jì)全新世晚中期濱海河口相沉積的淤泥質(zhì)粘土構(gòu)成，其地層由上而下可分 為粘土（硬殼層）、淤泥質(zhì)粘土和粘土三層組成，最底層粘土以下是堅硬巖石。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 表 23 各層土的物理力學(xué)指標(biāo) 土名 天然含 水量 ω （﹪） 密度 q （ 3/g cm ） 初始空隙比 0e 壓縮系數(shù) a （ 1/Mp） 直接快剪 固結(jié)系數(shù) vc 2/cms 固結(jié)快剪粘聚力 qc kN/2m 固結(jié)快剪摩擦角 ? Q KN/2m ? 粘土（硬殼層） 淤泥質(zhì)粘土 粘土 （ 2）壓縮層厚度的確定 根據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》 (JTJ 01796)中 4． 1． 4 的有關(guān)規(guī)定，對用于計算沉降的壓縮層， 其底面應(yīng)在附加應(yīng)力與有效自重應(yīng)力之比不大于 處。已知春季不利季節(jié)地下水位離地面 。附加應(yīng)力分別查帶狀均布荷載和帶狀三角形荷載的應(yīng)力系數(shù) k可得。 （ 3） 壓縮模量法計算主固結(jié)沉降 壓縮模量的計算公式如下： 01SveE a?? （ 2— 2） 式中 0e —— 軟土的初始空隙比； va —— 軟土的壓縮系數(shù)； 分層總和法計算主固結(jié)沉降的公式如下： 1n iCii SiShE???Δ P Δ （ 2— 3） 式中 CS —— 主固結(jié)沉降； iΔP —— 地基中個分層中點(diǎn)處附加應(yīng)力增量； SiE —— 第 i 分層的壓縮模量； ihΔ —— 第 i 分層的厚度； 主固結(jié)沉降的計算過程如表 24， 分層時不同土層單獨(dú)分層，同一土層中分層厚度為 2 到 4 米，軟土中有中間的粘土層厚度為 11m，故可以把它分為 4層 2m 和一層 3m， 分層具體情況見圖 23。 路 基 粘土 1m 淤泥質(zhì)粘土11m 粘土 3m 2m 2m 2m 2m 2m 3m 2m 1m 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 0 .2 )0 .7m = 0 .1 2 3 H V H Y??γ (θ （ 2— 5） 式中 θ—— 地基處理類型系數(shù) ，地基用塑料排水板處理時取 ~，用粉體攪拌樁 處理時取 ，一般預(yù)壓時取 ； H—— 路基高度； V —— 填土速率修正系數(shù) ，填土速率在 ~，取 ； Y—— 地質(zhì)因素修正系數(shù) ，滿足軟土層不排水抗剪強(qiáng)度小于 25kPa、軟土層的厚度大于 6m、硬殼層厚度小于 ， Y=0，其他情況下可取 Y=； 由已知資料 并由公式（ 2— 5） 可計算沉降系數(shù)如下： 0. 8 8 )0. 7m = (? ? ?= 所以總沉降 ： ?? =1400 mm S? m 工后沉 降的計算 固結(jié)度的計算 （ 1）計算公式 根據(jù) 《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》 (JTJ 01796)的規(guī)定，不設(shè)豎向排水體時，只需計算豎直向固結(jié)度。 排水面處的附加應(yīng)力： 1 2 5 11 8 8 [ ( 0 , ) 2 ( , ) ]2 6 1 2 1 2kk? ? ? ?1σ =18 8 ( 0)? ? ?= kPa 非排水 面處的附加應(yīng)力： 1 2 2 5 1 21 8 8 [ ( 0 , ) 2 ( , ) ]2 6 1 2 1 2kk? ? ? ?2σ 18 8 ( 0. 84 2 2 0. 04 0) 13 2. 67? ? ? ? ? ? kPa 故： 1 4 3 .8 3 1 .0 8 41 3 2 .6 7??12σα = σ 時間因數(shù) 由公式（ 2— 9）可得 ： 3221 . 9 8 1 0 3 3 6 5 2 4 3 6 0 0 0 . 1 5 5( 1 1 1 0 )N?? ? ? ? ???? 由公式（ 2— 7）、公式（ 2— 8）可分別計算 U0、 U1 0 . 1 5 5 9 0 . 1 5 5 2 5 0 . 1 5 50 28 1 11 ( )9 2 5U e e e? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?π = 0 . 1 5 5 9 0 . 1 5 5 2 5 0 . 1 5 51 33 2 1 11 ( )2 7 1 2 5U e e e? ? ? ? ?? ? ? ? ?π = 故： 1 2 0 . 2 8 2 8 ( 1 1 . 0 8 4 0 . 2 8 9 11 1 . 0 8 4VU ? ? ? ? ????1 .0 8 4 ) 0 .1 2 5 4 （ 3）設(shè)計年限末固結(jié)度的計算 時間因數(shù)： 3221 . 9 8 1 0 2 3 3 6 5 2 4 3 6 0 0 1 . 1 8 8( 1 1 1 0 )N?? ? ? ? ???? 1 . 1 8 8 9 1 . 1 8 8 2 5 1 . 1 8 80 28 1 11 ( ) 0 . 7 5 2 99 2 5U e e e? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??π 1 . 1 8 8 9 1 . 1 8 8 2 5 1 . 1 8 81 33 2 1 11 ( ) 0 . 6 8 5 42 7 1 2 5U e e e? ? ? ? ?? ? ? ? ??π 故： 2 2 0 . 7 5 2 9 ( 1 1 . 0 8 4 0 . 7 5 5 61 1 . 0 8 4VU ? ? ? ? ????1 .0 8 4 ) 0 .6 8 5 4 （ 4）工后沉降 21 ( 0 .7 5 5 6 0 .2 8 9 1 ) 1 .4 0 .6 5 3 1VVS U U S m? ? ? ? ? ?工 后 （ ） 根據(jù) 《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》 (JTJ 01796)，高速公路橋臺西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 與 路堤相鄰處工后沉降應(yīng)小于等于 ，否則應(yīng)進(jìn)行地基處治設(shè)計。 地基處治設(shè)計 軟土地基處理的目的和意義 在軟土地基上填筑路堤有可能出現(xiàn)失穩(wěn)，或者沉降量和沉降速率不能滿足使用要求時，需對軟土地基進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，以增加其穩(wěn)定性、減少沉降量或加速沉降。 軟土地基處理的目的可分為以下兩大類： （ 1） 沉降處理。前者可采用加載預(yù)壓、豎向排水和擠實沙樁等方法；后者則可采用擠實沙樁、石灰樁、換填土等方法?？刹捎脫Q填土、反壓護(hù)道、擠實沙樁、石灰樁等措施增加抗滑阻力。 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法的原理 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法是真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓兩種方法的組合，其基本作法見 圖 24。當(dāng)膜下真空度穩(wěn)定后 ，即可按堆載預(yù)壓的工藝要求，在薄膜上堆載。 圖 24 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法示意圖 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法的實質(zhì)為在同一時間內(nèi)，土體在薄膜下 的真空與薄膜上的堆載聯(lián)合作用上，將其中的水分排出，促進(jìn)土體固結(jié) 強(qiáng)度增長。堆載預(yù)壓時，通過壓載，土體中的壓力增高至 PP ,在壓力差 PPPa作用下，土體中的水流向砂井，故在真空 — 堆載聯(lián)合作用時，二者壓力差為 PPPv 。 施工設(shè)計 本方案采用間距為 、深度為 14m、三角形布置的 d=7cm 的袋裝沙井作為豎向排水通道， 50cm 的中粗砂砂墊層作為水平排水通道， 85kPa 的真空負(fù)壓和路堤本身的荷載作為預(yù)壓和超載預(yù)壓的荷載。根據(jù) 預(yù)計完成的沉降量， 堆載荷載用 5m 的路基填土（相當(dāng)于 90 kPa的荷載）。堆載分為四級進(jìn)行，分別為 2m，每加一級的加載時間為 5 天，預(yù)壓間歇時間為 10 天。 固結(jié)度和沉降計算 （ 1）固結(jié)度的計算： ①公式說明 按照太沙基理論公式，根據(jù)固結(jié)系數(shù)隨固結(jié)度的提高而減小的規(guī)律，并結(jié)合真空預(yù) 壓的加固機(jī)理進(jìn)行經(jīng)驗修正。 時間因數(shù)由公式（ 2— 9）可得： 3221 . 9 8 1 0 1 2 0 2 4 3 6 0 0 0 . 0 1 7(1 1 1 0 )N?? ? ? ???? 由公式（ 2— 7）、公式（ 2— 8）可分別計算 U0、 U1 0 . 0 1 7 9 0 . 0 1 7 2 5 0 . 0 1 70 28 1 11 ( )9 2 5U e e e? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?π = 0 . 0 1 7 9 0 . 0 1 7 2 5 0 . 0 1 71 33 2 1 11 ( )2 7 1 2 5U e e e? ? ? ? ?? ? ? ? ?π = 故由公式（ 2— 6）： 2 0 . 1 0 4 6 ( 1 1 . 0 8 4 0 . 1 0 8 61 1 . 0 8 4VU ? ? ? ? ????1 .0 8 4 ) 0 .0 0 5 5 ③ Uv的計 算 水平滲透系數(shù)可依據(jù)經(jīng)驗取為垂直滲透系數(shù)的 3倍，固結(jié)系數(shù)可由以下公式計 算： (1 )vwkeC a ?? ?γ ，因此垂直方向的固結(jié)系數(shù) rC =3 vC = 310?? 2/cms 。井徑比 n=。 （ 2）沉降計算 地基的主固結(jié)沉降采用分層總和法計算，利用壓縮模量按公式（ 2— 3）計算。表中附加 應(yīng)力的計算按帶狀均布荷載計算，頂面處的外加荷載為堆載和真空負(fù)壓的 和 : P=5 18+8+85=183 kPa 以下各層的應(yīng)力可參照前一節(jié)的方法通過查表得 ： ( / , / )iP k x b z b p? 表 25 處治時的主固結(jié)沉降計算 分層號 分層中點(diǎn)處的附加應(yīng)力 iΔP （ kPa） 壓縮摸量 SiE （ MPa） 分層厚度 ihΔ （ m） 主固結(jié)沉降 CS （ mm） 1 1 2 2 3 2 4 2 5 2 6 3 7 2 合計 CS =1115 路基的總沉降可由 公式 CS mS? 計算，其中 m為經(jīng)驗系數(shù)，考慮到真空負(fù)壓的作用 m 取為 ～ ，這里取 。 施工簡介 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法的施工可分為施工準(zhǔn)備和軟基處理兩部分，施工準(zhǔn)備包括：清場、鋪設(shè)砂墊層、打設(shè)袋裝砂井等；軟基處理包括：真空預(yù)壓、真空堆載、聯(lián)合預(yù)壓。