公路软土地基路堤设计与施工技术规范J.docx
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公路软土地基路堤设计与施工技术规范J
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公路软土地基路堤设计与施工技术规范J
中华人民共和国行业标准
公路软土地基路堤设计与施工技术规范
Technicalspecificationsfordesignandconstruction
ofhighwayembankmentonsoftground
JTJ017－96
主编单位：
交通部第一公路勘察设计院
批准部门：
中华人民共和国交通部
施行日期：
1997年10月1日
人民交通出版社
1997·北京
关于发布《公路软土地基路堤设计
与施工技术规范》的通知
交公路发［1996］1065号
各省、自治区交通厅，北京市交通局，上海市市政工程管理局，天津市市政工程局，部属公路设计、施工、科研、监督、监理单位，公路院校：
现批准发布《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（编号JTJ017－96），作为行业标准，自1997年10月1日起施行。
《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》由交通部第一公路勘察设计院负责解释，由人民交通出版社出版。
希望各单位在实践中注意积累资料，总结经验，及时将发现的问题和修改意见函告交通部第一公路勘察设计院，以便修订时参考。
中华人民共和国交通部
一九九六年十二月十一日
目次
1总则
2术语、符号、代号
2．1术语
2．2符号、代号
3软土地基工程地质勘察
3．1一般规定
3．2初步勘察
3．3详细勘察
4路堤的稳定与沉降
4.1一般规定
4.2稳定验算
4．3沉降计算
5软土地基处治及路堤设计
5．1一般规定
5.2垫层与浅层处治
5．3轻质路堤
5．4反压护道
5．5加筋路堤
5．6预压及超载预压
5．7竖向排水体预压
5．8粒料桩
5．9加固土桩
5．10综合（组合）处治设计
5．11路堤设计
6软土地基处治施工
6．1一般规定
6．2垫层及浅层处治
6.3反压护道
6．4土工合成材料
6．5袋装砂井
6．6塑料排水板
6.7砂桩
6.8碎石桩
6．9加固土桩
7路堤施工与观测
7．1一般规定
7．2路堤填筑
7．3吹填砂路堤
7.4粉煤灰路堤
7．5矿渣路堤
7.6沉降与稳定观测
8试验工程
8.1一般规定
8.2试验工程地质勘察
8．3试验工程设计
8.4试验工程观测
本规范用词说明
附加说明
1总则
1．0．1为确定软土地基上公路路堤的设计原则和方法、软基处治措施及施工方法，保证路堤的稳定和正常使用，特制定本规范。
1．0．2本规范适用于软土地基上各级公路路堤的设计与施工。
1．0．3软土地基上公路路堤的设计与施工，必须遵照国家投资少、效益高、少占农田和安全实用的技术经济政策。
1．0．4软土地基上路堤的设计与施工方案，应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证，使得设计成果和施工方案达到技术上先进、经济上合理。
1．0．5为做好软土地基上公路路堤的设计与施工，应认真收集沿线的地形、地貌、工程地质、水文地质、气象等资料，合理地利用钻探、触探、十字板剪切等现场综合勘探测试方法，做好软土地基各层土样的物理、力学、水理性质的室内试验，并对上述各项资料进行统计与分析，选择有代表性的技术指标作为设计和施工的依据。
1．0．6软土地基上公路路堤的设计应包括沉降设计计算、稳定验算及其相应的处治方法的设计；软土地基处治施工应包括对各种材料的要求、各种处治措施及其适用条件、实施步骤和相应的施工机具。
1．0．7软土地基上公路路堤的施工应采用新技术、新设备、新材料、新工艺，但必须制定不低于本规范水平的质量标准和工艺要求，以保证工程质量。
施工中必须做好工程质量的检查和验收，并制定技术安全措施，确保安全生产。
1.0.8软土地基上高速公路与一、二级公路路堤在施工过程中应进行沉降观测和稳定观测，并根据观测结果对路堤填筑速率和预压期等作出必要调整。
1．0．9处于软土地基上的高速公路和一、二级公路，在修建前应结合工程提前修筑试验路堤，以达到检验设计、指导施工的目的。
1．0．10软土地基公路路堤的设计与施工，除执行本规范的规定外，还应符合国家及部颁有关标准、规范的规定。
2术语、符号、代号
2.1术语
2.1．1软土：
滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。
2.1．2泥炭：
喜水植物遗体在缺氧条件下经缓慢分解而形成的泥沼覆盖层。
多为内陆湖沼沉积，有机质含量大于50％且有机质大部分未完全分解，呈纤维状，孔隙比一般大于5。
2.1．3腐殖质土：
有机质含量大于50％且有机质大部分完全分解，有臭味，呈黑泥状的细粒土。
2.1．4有机质土：
在静水或缓慢的流水环境中沉积的含有机质的细粒土。
其中淤泥为有机质含量在5％～50％之间，孔隙比大于的细粒土。
2.1．5砂垫层：
设置于路堤填料与软土地基之间的一层砂砾材料，可使填土荷载均匀地作用于软土地基上并使地基中孔隙水排出，起到增加地表强度，加快软土地基固结的作用。
2．1．6轻质路堤：
为减轻路堤自重，减少沉降及增大稳定安全系数，采用轻质材料如粉煤灰等修筑的路堤。
2．1．7加筋路堤：
采用变形小、老化侵、强度高的土工格栅、土工编织物等做“加筋”材料而修建的路堤。
2．1．8预压：
为提高软弱地基的承载力，减小构筑物建成后的沉降，提高地基固结度，预先在拟建构筑物的软土地基上施加一定的静荷载，使地基上压密。
2.1．9竖向排水体：
为缩短地基孔隙水的排出距离，加速软土地基
3．1．4软土地基工程地质勘察随设计阶段的不同划分为初勘与详勘两阶段，各阶段按准备工作、调查测绘、勘探、试验与资料整理等顺序进行，其内容与要求应遵照《公路工程地质勘测规范》（JTJ064－86）的规定。
3．2初步勘察
3.2．1调查
初步勘察中对软土地基应着重调查以下内容：
3．2．1．1软土地基分布路段的地形、地貌及第四纪地层沉积的关系。
3．2.1．2软土地基中各层的成因类型、分布范围、基底性质与结构特点。
3．2.1．3软土地基中各软弱层及与其相间存在的土类的含水情况、土质颗粒组成、稠度、结构状况以及排水砂层的有关物理、力学性质。
3．2.1．4地下水位置、类型、活动情况、补给与排水条件，以及地下水与地表水的联系。
3．2．1．5按地震基本烈度区划画出路段范围，并确定出沿线六度以上的各级别基本烈度的分界位置。
3．2.1．6在软土地基上已建成的建筑物的附加应力作用下，对地基强度与变形的影响程度，以及地基处治手段和技术措施。
3．2．1．7初勘阶段所进行的工程地质测绘，比例尺宜为1:
10000O，其范围观地质条件的复杂程度和设计需要而定。
3．2.2勘察
3．2．2．1软土地基勘探应采用挖探、钎探、触探与钻探和其它如十字板剪切、孔隙水压力、压缩模量等原位测试法（条件适宜时辅以物探的方法），并宜采取综合勘探手段，使勘探资料得以互相印证与补充。
3．2．2.2钻孔
为鉴别和划分地层，并沿孔深取样以测定土层物理、力学性质
下每～取样一次（组）。
对于一般性钻孔，除按控制性钻孔规定深度分层取鉴别样外，还应在相应地层为相邻的控制性钻孔内没有取全（取好）原状土样的补取原状样。
对于控制性钻孔，不仅取软土层样品，同时还需注意钻取砂层、硬壳层以及与软土相间存在的土层的原状样品。
3.2．2．7钻探方法要求
软土地基钻探以采用干钻法为宜。
对于多年处于最低地下水位以下的饱和粘土，也可以采用泥浆钻探的方法，但必须采取措施，防止软土地基结构发生变化而改变土样的原始物理、力学性质。
3．2．2.8取样
对软土地基取样，应采用薄壁原状取土器，并应推广压入法以减小对原状软土的扰动；不应用一般取土器与击入法取样。
对所取得的软土样品必须轻拿轻放，样品应密封，防止水分流出和蒸发；不得倒置，不宜平放，并且应置于柔软防振的样品箱中，避免在运输过程中改变其原始结构状态。
3．2．3室内试验
3.2.3．1软土试验样品不得因长期存放而改变其物理力学性质，宜建立工地试验站及时在现场进行室内试验。
3．2．3．2对原状软土样品应在三天以内开样试验。
对不能按时开始试验的样品应妥为保存，合理置放，夏季应挖坑放置，并用保持一定湿度的覆盖物防护；冬季应放置于有合适温度的场地，严禁样品受冻。
3．2.3．3土样试验及对试验指标的整理与统计，必须严格遵照部颁《公路土工试验规程》（JTJ051—93）的规定进行。
3．2.3.4室内试验项目
对于饱和粘性土，室内应做表3．2．3－1所列项目试验。
除进行以上项目室内试验外，还应计算出塑性指数、孔隙比、饱和度、液性指数、压缩模量、压缩指数及变形模量等指标。
③标准贯入成果N值图。
（7）土的物理、化学、力学性质试验成果表及有关图件：
①孔隙比与荷载关系图；
②固结系数与荷载关系图；
③无侧限抗压强度应力与应变图；
④其它有关图表。
3.3详细勘察
3．3.1软土地基详勘阶段应根据批准的初步设计所确定的线路位置及设计方案，通过详细的工程地质勘察，为编制施工图设计提供完整的工程地质资料。
3．3．2软土地基详勘阶段的工程地质勘察工作，应在已确定的线路范围内及在初步勘察的基础上，继续进行系统而深刻的工程地质勘察工作，需完成的具体任务如下：
3．3．2.1应根据软土地基形成原因、环境类型、各结构层厚度及特点，划分出不同地质分段，查清软土沿路线及垂直路线方向以及沿深度方向的分布范围与层位。
3．3．2.2应分段对软土地基各地层的样品进行室内必需的物理、化学、水理、力学性质指标的测试及现场试验和原位测试，提供进行路堤沉降控制及稳定性设计计算的技术指标。
3．3．2.3应对详细划分的典型软基地质路段进行评价，并分析修建路堤后软基的变形与稳定性，分段提供处理方案与技术措施。
3．3．2．4应为编制软基处治及路堤施工图设计提供所需的全部工程地质勘察资料与报告。
3．3．3软土地基详勘工作应在初勘的基础上进行，应补充和完善工程地质勘察资料，包括调查测绘、勘探、试验与资料整理。
3．3．4工程地质调查测绘
3．3．4．1应按3．2．1条所列内容补充、调查并核对沿初步设计推荐的路线范围内的工程地质条件，对已收集到的区域地质图范围内的软土地基的性质、分布、地质年代、成因类型、基底性质及沿线地貌特征进行核对与验证。
3.3.4．2应对路线中线左、右各200m～400m宽度范围进行工程地质测绘，填标1:
10000工程地质图。
3.3.5勘探
3.3.5.1详勘阶段勘探内容应针对已确定的路线位置,在初步勘探的基础上进一步查明硬壳层与软土相间存在的夹层、软土层、排水层以及下卧层的工程地质条件，观测与记录地下水位存在、变化与补给条件等情况；同时依据施工图设计阶段的技术要求，提供数量足够、有代表性的现场原位测试资料及取样进行室内试验的成果，为施工图设计提供较齐全、完整的地质资料。
3.3．5.2软土地基的详勘仍应采用挖探、钻探、静力触探和十字板剪切等勘探、试验和测试方法。
本阶段勘探不仅为施工图设计提供软基沉降及稳定性设计单项指标，同时应提供为相互对照和验证的设计计算使用的技术指标。
3．3.6软基详勘的勘探点的布置应充分利用所推荐线路位置上前期已进行过勘察的勘探点，不仅应满足对沿路线方向各种典型路段的工程地质详勘技术的要求，还应提供路线横向地质断面的特征。
钻探或原位测试点由设计单位按技术要求在路线平面图或其它建筑物平面图（1:
1000～1:
2000）上标注，孔（点）位置用坐标控制，容许移动范围：
路基钻孔沿中线前后不超过20m，垂直中线左右不超过10m；构造物钻孔沿路线前后不超过5m；孔口标高误差不超过10cm。
3．3．6．1钻孔
本阶段钻孔的质量与数量必须满足施工图设计的技术要求。
详勘阶段钻孔间距应符合表3．3．6-1规定。
3.3．6．2试坑
试坑应配合钻探满足详勘阶段沿线地质调查、绘制地表层地质纵断面图的要求，其设置距离每公里宜为2～3个。
该项工作可用轻便螺纹钻替代进行。
稳定性的结果时，均必须进行十字板剪切现场试验，以取得现场软土不排水抗剪强度及灵敏度资料。
十字板设置间距应满足每一个具有代表性的地质路段的各软土地层内均有两组以上的有效的现场剪切试验数据；其测试深度与层位可参照初勘十字板探深的有关规定。
3．3．7勘探的深度
钻探孔深度应完全满足施工图设计对应力与变形进行设计计算的需要，其深度作如下控制：
3．3.7.1对于均质的厚层软土，钻孔深度应达到相应地段软土地基附加应力与软土自重应力的比例为～时的相应深度。
3．3．7.2对于不均质分布的软土地层，勘探深度可按初勘阶段3．2．2．5目
（2）建议的计算公式来确定，或达到应力比为～时的相应深度。
3.3．7.3对于非均质分布的软土地层，当底部有密实或硬塑的下卧层或岩质底板时，在查明其性质并确定具有一定厚度后，可不再深探。
3．3．8钻孔取样
取样间距：
对非均质土，在地面以下10m内，应沿深度每米取一组（两个）试样；在地面下10m～20m，沿深度每取一组试样；20m以下可每取一组试样。
变层应补取样品。
对厚层均质软土层，应根据初勘资料于性质相同或相近的层次的层顶和底部各取一组以上样品，中部应取两组以上样品。
如软土指标有变化，应补取样品。
对于硬壳层、软土间的夹层以及排水砂层，也应采集样品以取得计算指标，取样间距可参照初勘3．2．2．6的下眼处理。
有关软土地基在详勘阶段的钻探方法以及取样、运输与保管等方面的注意事项，应按3．2初步勘探中有关规定办理。
3．3．9室内试验
3．3．9．1试验要求
3．3．11．1“报告”文字部分除应提供区域地质、地震地质、水文地质、气象、地形、地貌的有关资料外，应着重阐明已定路线软弱地基形成特点与分布规律，针对各类工程项目与地质环境的相互作用，结合试验与测试指标作出工程地质评价与预测，提出有效的工程地质处理措施。
3．3．11．2“报告”的图表资料部分应包括以下内容：
（1）路线工程地质总平面图（比例尺1:
5000～1:
10000）；
（2）路线工程地质总纵断面图（比例尺：
水平1:
5000～1:
10000，垂直1:
200～1:
500）；
（3）各典型路段工程地质纵断面图（比例尺：
垂直1:
200，水平比例尺可参照以上比例尺或视路段长度选适宜比例）；
（4）钻孔地质柱状图（比例尺1:
100～1:
200）；
（5）原位测试成果图表：
①十字板剪切图（绘制C～h关系图等）；
②静力触探图表（绘制Ps－h或qc－h与fs-h等关系图表）；
③标准贯入成果图（绘N－h关系图，N值汇入柱状图中）；
（6）土工试验资料成果图表：
①土的物理、力学、化学性质试验成果表与指标统计表；
②孔隙比与荷载关系图（设计填土高度小于极限高度时绘e－p曲线图，设计填土高度远大于极限高度或桥头高路堤时绘制e-1gp曲线图）；
③固结系数与荷载关系图（绘Cv-p、Cv-p、Ch-p曲线图）；
④无例限抗压应力与应变图（绘曲线图）；
⑤其它：
视具体情况确定；
（7）有关软土地基勘察照片、图件等附件。
4路堤的稳定与沉降
4．1一般规定
4．1．1在软土地基上修筑路堤，应进行稳定验算与沉降计算。
4．1．2根据软土地基的地质条件、土层强度以及路堤高度的不同，进行计算段落的划分，分段长度宜为300m～500m；桥头路堤及人工构造物附近，应按30m～50m分段。
4．1．3稳定验算与沉降计算按成层地基进行，不得简化为均质地基；在同一段落同一土层中，各计算参数可分别取其平均值。
4．1．4对用于计算沉降的压缩层，其底面应在附加应力与有效自重应力之比不大于处。
4．1．5行车荷载对稳定验算的影响应按静止的土柱作用考虑；行车动荷载对沉降的影响不予考虑。
4．1，6稳定验算时，应采用圆弧条分法按路堤施工期及公路营运期的荷载分别计算稳定安全系数。
路堤施工期荷载只考虑路堤自重；营运期荷载应包括路堤自重、路面的增重及行车荷载。
地震力的计算应遵照现行《公路工程抗震设计规范》（JTJ004－89）的规定，只考虑水平向地震力而不考虑竖向地震力。
4．1．7稳定验算与沉降计算应考虑路堤在施工期及预压期由于地基沉降而多填筑的填料增重的影响。
4．2稳定验算
4.2.1地基、路堤整体抗剪稳定验算应采用圆弧条分法；宜用总应力法或有效固结应力法，有条件时可用有效应力法（准毕肖普法）计算稳定安全系数F。
5．2垫层与浅层处治
5．2．1设置于路堤与软基之间的透水性垫层是地基中孔隙水排出的通道，软土地基上修筑的路堤，其下均宜设置透水性垫层。
浅层处治适用于表层软土厚度小于3m的软土路段的处理。
5.2．2最常用的透水性垫层是砂垫层，为保证排水并考虑砂垫层受填塞、污染，其厚度以50cm为宜；垫层的铺设宽度为路堤底宽并且两侧各外加50cm～100cm。
当垫层兼有排淤作用时，其厚度还应适当加大，这时地面下的垫层与浅层处治具有同样的效果。
地基在浅层处治后，仍按4．2节规定计算稳定安全系数（在处治区域厚度内土条滑裂面上的C、值采用处治后的C、值）。
5．2．3当软土层厚度小3m且软土层在表层时，可采用生石灰等浅层拌和、换填、抛石（堆土）等方法进行浅层处治。
抛石（堆土）排淤宜在地表铺设网状材料或土工织物，织物设置按5．5节规定进行。
5.2.4浅层处理后，应按第4章规定计算稳定安全系数。
在处治区域厚度内土条滑裂面上的c、值用处治后的C、值；缺乏资料时，可参照以往类似的工程的试验结果取值。
5．3轻质路堤
5.3．1可采用轻质材料作路堤，以减轻路堤自重、减少沉降并增大稳定安全系数。
常用的轻质材料为粉煤炭。
5.3．2粉煤灰路堤的稳定安全系数可直接使用式（4．2．1－1）、式（4．2．1－2）或式（4．2．1－3）进行计算。
5.3．3粉煤炭路堤设计参数的取值及边坡防护措施应遵照部颁《公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范》（JTJ016－93）进行。
5.4反压护道
5．4．1可在路堤的两侧或一侧设置反压护道，但不宜在用地受限地区内设置。
标准较低或路堤填土高度不大的一般路段。
在工期限制较严、预压时间较短时，也可采用超载预压的方法来加快预压期的沉降量。
作为预压或超载预压的荷载以路堤材料为宜。
5.6．2预压期
预压期可根据要求的工后沉降量来定，也可根据要求的地基固结度来定。
前者用于沉降起控制作用的地方，后者用于稳定起控制作用的地方；若沉降与稳定均为控制因素，则选用两者中较长的预压期。
在预压期内地基应完成的沉降量不能小于路面设计使用年限末的沉降量与容许工后沉降之差；在必要时，预压期末地基的固结度还要满足路堤稳定性的要求。
5.6．3预压高度（荷载强度）
由于预压过程中地基的下沉，路堤的实际填筑高度（预压填土高度）要大于路堤的设计高度，实际路堤填筑高度应等于路堤设计高度与预压期间的沉降量之和。
由于路面结构层材料与路堤填料的单位质量不同，在用填料预压时应考虑这一因素。
由于预压高度与预压期的沉降量是相联系的，所以预压高度的计算需采用试算法，实际计算时用电算程序处理较好。
5．6．4超载预压高度
超载预压高度受到路堤稳定性的制约，同时预压结束后剩余土方的处理也会造成困难，通常宜结合竖向排水体进行超载预压。
5．7竖向排水体预压
5．7.1在软基中设置竖向排水体大大缩短了排水距离，加速了地基的固结过程，能明显提高预压的效果。
这种预压方式常用在人工构造物与路堤相邻的过渡段，以达到控制严格的工后沉降的要求。
常用的竖向排水体有袋装砂井、塑料排水板及其它种类的土工合成材料复合排水体。
5．7．2排水体的直径（断面尺寸）
对于袋装砂井，直径宜为7cm～10cm；采用塑料排水板或其它类似的复合排水体，其断面尺寸宜为10cm×（～）cm，此
6软土地基处治施工
6．1一般规定
6．1．1软基处治的施工必须确保施工质量，科学地做好施工组织设计，加强工地技术管理，严格按照有关的操作规程实施，认真做好工程质量检查和验收工作。
6．1.2软基处治施工前，应先完成下列工作：
6．1．2．1收集并熟悉有关施工图、工程地质报告、土工试验报告和地下管线、构造物等资料；
6．1．2．2编制施工组织设计或施工大纲；
6．1．2．3原材料、半成品、成品的检验；
6．1．2．4施工机械设备的调试；
6．1．2.5必要的成桩试验。
6．1.3软基处治施工前应做好施工期间的排水措施，对常年地表积水、水塘地段，应按设计要求先做好抽水、清淤、回填工作。
6．1．4软土地基处治材料的选用，应贯彻因地制宜、就地取材的原则。
所有运至工地的材料必须分类堆放，妥善保管，按有关标准进行质量检验；不合格材料不得用于工程。
6．1．5在施工中应遵循“按图施工”的原则和“边观察、边分析”的方法；如发现现场地质情况与设计提供资料不符或原设计的处治方式因故不能实施需改变设计时，应及时报告并根据有关规定报请变更设计。
6．1．6软基处治施工中应认真作好原始记录，积累资料，不断总结经验，提高软基处治施工技术水平。
采用新技术、新工艺、新机具、新材料、新测试方法时，必须制定不低于本规范水平的质量标准和工艺要求。
6．1．7软基处治施工，须严格执行有关安全、劳保和环境保护等规定。
6．2垫层及浅层处治
6．2．1垫层与浅层处治应达到增加地表强度，防止地基局部剪切变形的目的。
6．2.2软土、泥沼地区采用换填地基时，其填筑、压实的施工及检验应遵照部颁《公路路基施工技术规范》（JTJ033－95）的规定。
6．2．3抛石挤淤施工应符合下列要求：
6．2．3．1使用不易风化石料挤淤，片石大小随泥炭稠度而定。
对于容易流动的泥炭或淤泥，片石宜稍小些，但不宜小于30cm，且小于30cm粒径含量不得超过20％。
6．2．3．2当软土地层平坦时，抛投应沿路中线向前抛填，再渐次向两侧扩展。
软土地层横坡陡于1:
10时，应自高侧向低侧抛投，并在低侧边部多抛投，使低侧边部约有2m宽的平台顶面。
6．2．3．3片石抛出软土面后，应用较小石块填塞垫平，用重型机械碾压紧密，然后在其上设反滤层，再行填土。
6．2．4砂（砾）垫层施工应符合下列要求：
6．2.4．1砂垫层材料宜采用洁净中、粗砂，含泥量不应大于5％，并将其中植物、杂质除尽。
也可采用天然级配砂砾料，其最大粒径不应大于5cm，砾石强度不低于四级（即洛杉矾法磨耗率小于60％）。
6．2．4．2摊铺后适当洒水，分层压实，压实厚度宜为15cm～20cm如采用砂砾石，应无粗细粒料分离现象。
6．2．4．3砂垫层宽度应定出路基进脚～，两侧端以片石护砌
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