DB33 T 904-2013 公路软土地基路堤设计规范.pdf

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1、ICS 93.080 P66 DB33 浙江省 地方标准 DB 33/T 904 2013 公路软土地基路堤设计规范 Code for design of highway embankment on soft ground 2013 - 12 - 31 发布 2014 - 01 - 31 实施 浙江省质量技术监督局 发布 DB33/T 904 2013 I 目 次 前言 . IV 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 基本规定 . 4 4.1 软土的界定 . 4 4.2 基础资料 . 5 4.3 工程勘察 . 5 4.4 沉降与稳定标准 . 5 4.5 设计

2、 . 6 4.6 施工要求 . 8 4.7 设计文件的编制 . 8 5 浙江省软土的工程特性及勘察 . 9 5.1 软土的分类与工程特性 . 9 5.2 工程勘察 . 11 6 浅层处理 . 15 6.1 一般规定 . 15 6.2 设计 . 15 6.3 施工要求 . 18 6.4 质量检验 . 19 7 土工合成材料加筋 . 19 7.1 一般规定 . 19 7.2 设计 . 21 7.3 施工要求 . 23 7.4 质量检验 . 24 8 排水固结法 . 24 8.1 一般规定 . 24 8.2 设计 . 24 8.3 施工要求 . 28 8.4 质量检验 . 28 9 水泥搅拌桩 .

3、28 9.1 一般规定 . 28 9.2 设计 . 29 9.3 施工要求 . 32 DB33/T 904 2013 II 9.4 质量检验 . 33 10 桩承式加筋路堤 . 33 10.1 一般规定 . 33 10.2 设计 . 33 10.3 施工要求 . 40 10.4 质量检验 . 40 11 塑料套管混凝土桩 . 40 11.1 一般规定 . 40 11.2 设计 . 41 11.3 施工要求 . 42 11.4 质量检验 . 43 12 轻质路堤 . 43 12.1 一般规定 . 43 12.2 泡沫混凝土轻质路堤 . 44 12.3 EPS 块体轻质路堤 . 46 12.4 E

4、PS 颗粒混合土轻质路堤 . 49 12.5 粉煤灰轻质路堤 . 51 13 动态监测与分析 . 52 13.1 一般规定 . 52 13.2 观测仪标及断面布置 . 52 13.3 沉降观测 . 52 13.4 侧向位移观测 . 53 13.5 观测频率 . 53 13.6 监测成果分析 . 53 13.7 监测控制指标 . 53 13.8 沉降预测和预抛高计算 . 54 附录 A（资料性附录） 浙江省软土分布图 . 56 附录 B（规范性附录） 不同地基处理方法的软土试验项目 . 57 附录 C（规范性附录） 软土室内试验项目 . 58 附录 D（资料性附录） 浙江省软土工程特性 . 59

5、 附录 E（资料性附录） 浙江省典型软土物理力学性质指标表 . 60 附录 F（规范性附录） 桩体荷载分担比系数 . 66 参考文献 . 67 DB33/T 904 2013 III 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由浙江省交通运输厅提出并归口。 本标准起草单位：浙江省交通规划设计研究院。 本标准主要起草人：杨少华、段冰、郑束宁、毛斌、袁迎捷、刘健、江建坤、陈建荣、俞帆、单君、黄天元、姜 正晖、任超、张天宝、徐立新、朱益军、陈永辉、王新泉。 请注意本标准的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担这些专利的责任。 DB33/T 904 2013 1 公路

6、软土地基路堤设计规范 1 范围 本标准规定了各软基处理方法的勘察设计原则、施工要点和质量检验 的 主要要求。 本标准 适用于新建、改扩建的各等级公路软土地基路堤的设计。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 50010 混凝土结构设计规 范 GB 50007 建筑地基基础设计规范 JTG C20 公路工程地质勘察规范 JTG D30 公路路基设计规范 JTG D40 公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D50 公路沥青路面设计规范 JTG E40

7、公路土工试验规程 JTG F10 公路路基施工技术规范 JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 （第一册 土建工程） JGJ 94 建筑桩基技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 软土 soft soil 滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然 含水率 高、 天然孔隙比大 、 压缩 性高和 抗剪强度 低 的 细粒土。 3.2 极限填筑高度 limited Height of filling 在天然软土地基上用快速施工的方法修筑一般断面的路基所能填筑的最大高度，称为极限填筑高度。 3.3 堆载预压 preloading 在软土地基上施加荷载，促使地基排水 、固结、压密，以

8、提高地基强度，减少在使用荷载作用下产生的工后沉降量。若预压荷载等于路基荷载与路面等效荷载之和，称为等载预压；若预压荷载大于路基DB33/T 904 2013 2 荷载与路面等效荷载之和，称为超载预压；若预压荷载小于路基荷载与路面等效荷载之和，称为欠载预压。 3.4 真空预压法 vacuum preloading method 通过对覆盖于 设置竖向排水体 地基表面的不透气薄膜内抽真空，而使地基固结的地基处理方法。 3.5 真空联合堆载预压 vacuum-surcharge preloading 在真空预压的同时，结合路基填筑荷载的联合预压作 用，达到加速软土地基固结，提高地基强度和稳定性的一种

9、地基处理方法。 3.6 预压期 preloading period 路基初次填到设计预压标高后，至卸载开始时或路面结构层开始施工时所持续的时间。 3.7 浅层处理 shallow treatment 通过置换、加筋、夯压、浅层固化、设置褥垫等方式对表层软土进行处理，以提高地基承载力的一种方法。 3.8 土工合成材料 geosynthetics 以塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成的各种聚合物产品。置于土体内部、表面或填料之间，发挥排水、隔离、反滤、加筋等作用的材料。 3.9 加筋 method of reinforcement 在土或填料中加入土工合成材料、钢筋等条带网格状抗拉材料，以改善土或

10、填料的力学性能，提高路基稳定性和均化沉降的方法。 3.10 水泥 搅拌桩 cement mixing piles 以水泥作为固化剂的主剂，利用 搅拌 机械将固化剂和地基土强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的一种桩体。 3.11 复合地基 composite subgrade 部分土体被增强或被置换形成增强体，由增强体和周围地基土共同承担荷载的地基。 DB33/T 904 2013 3 3.12 桩承式加筋路堤 pile-supported reinforced embankment 在软土地基中按一定间距打设刚性桩，在桩顶端设置相应尺寸的桩帽（或称为托板），并在桩帽顶面铺设土

11、工合成材料加筋垫层 ，然后填筑 形成的路堤。 3.13 塑料套管混凝土桩 plastic tube cast-in-place concrete pile 带塑料套管的现浇混凝土桩。由预制桩尖、塑料套管、套管内混凝土、顶部桩帽四部分组成； 按一定间距 将塑料套管 打入 软土 地基中，套管 内 用混凝土浇注成桩 。 3.14 负摩阻力和 中性点 negative skin friction and neutral point 桩身周围土由于自重固结、地下水位下降、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时，土对桩侧表面产生向下的摩阻力，称为负摩阻力。 在桩身某一深度处的桩土位移量相等，该处称为中性

12、点。中性点是正、负摩阻力的分界点。 3.15 轻质路堤 lightweight embankment 将泡沫混凝土、 EPS块体、 EPS颗粒混合土 、粉煤灰等轻质材料作为路基填料，以减少沉降、增加稳定性的一种路堤型式。 3.16 泡沫混凝土 foamed concrete 将发泡剂、水溶液用物理方法制备成泡沫群，并加入到由水泥、水、外加剂（集料）制成的浆液中，经混合搅拌、浇筑成型的含有大量封闭气孔的轻 质材料。 3.17 EPS 块体 expanded polyStyrene block 由聚苯乙烯发泡形成的块体，是一种轻质路基填料。 3.18 EPS 颗粒混合轻质土 mixed light

13、weight soil with EPS 将原料土、 EPS颗粒、固化材料和水混合搅拌均匀后，经压实和固化作用形成的一种改性人造 轻质土。 3.19 动态 设计方法 dynamic design method 根据施工过程中的反馈信息和监测资料，对设计参数及设计方案进行验证和优化的软基处理设计方法。 DB33/T 904 2013 4 3.20 施工动态 控制 技术 dynamic control technology for construction 根据施工过程中的反馈信息和监测资料，对施工方案的安全性和合理性进行判断，动态跟踪和调整施工 的 控制技术。 3.21 路基填筑期预抛高 pre

14、-flip height for subgrade settlement during subgrade filling 为了补偿 预压 期 路基沉降 ，在 路基填筑 期内就将 预压 期内发生的 路基沉降 量作为路基填筑高度的一部分预先填筑的方法。 3.22 路面施工期预抛高 pre-flip height for settlement during pavement 在路面 结构层 施工之前 预先 采用路基填筑材料 ， 或在路面施工过程中 预先 采用路面材料 来补偿沉平控制时间内所发生的沉降量的方法。 3.23 预抛高沉平时间 the needed time for settlement e

15、qual to pre-flip height 路面 施工期预抛高 后 ，路面标高因地基沉降而沉至原设计标高所需的时间。 4 基本规定 4.1 软土的界定 4.1.1 软土主要有淤泥、淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土、软塑至流塑黏土、软塑至流塑粉质黏土、稍密粉土、有机质土、泥炭质土、泥炭等。 4.1.2 软土鉴别可按表 1 执行。 表 1 软土鉴别指标表 特征指标 名 称 塑 性 指 数 Ip 天 然 含水率 w (%) 天 然 孔隙比 e 直剪快剪内摩擦角 q（ ） 压缩系数 a0.1-0.2 (MPa-1) 十字板 抗剪强度(kPa) 静力触探 锥尖阻力 qc(MPa) 标准贯入试验锤击数 N（

16、次） 有机质含 量 w u (%) 黏 性 土 淤 泥 35 w L e 1.5 5 0. 5 35 0.75 淤泥质 黏 土 Ip 17 1.0 e 1.5 淤泥质 粉质黏土 10 Ip 17 黏 土 Ip 17 w wL 或 e 1.0 粉质黏土 10 Ip 17 粉 土 7 Ip 10 30 e 0.9 0.3 2 8 有机质土 5 w u 10 泥炭质土 10 w u 60 泥 炭 w u 60 注 1： 当天然含水率和天然孔隙比两个指标同时满足时即可划为软土。 注 2： w L指液限（ %）。 注 3： 液限、塑限分别采用 76g锥试验确定。 DB33/T 904 2013 5 4.

17、2 基础资料 4.2.1 软 土地 基 路堤 设计应 收集调查沿线的气象、水文、地形地貌、地质构造、 工程地质 及 水文地质等资料。 4.2.2 根据设计要求还应收集和调查以下内容： a) 路线纵横断面 及 桥梁 、 通道 、 涵洞的布设等 各 相关专业的设计资料 ; b) 软土路段两侧附近的已有构 筑 物、管线等环境 状 况 ; c) 路堤 填筑材料 的来源、特性等 有关情况 ; d) 附近公路、铁路、水利工程的软基 处理相关经验 ; e) 改扩建路段原有路基软土处理方法和沉降情况。 4.3 工程勘察 4.3.1 应根据道路等级、工程规模及场地条件，采用综合勘察方法，多种勘察手段互相补充验证

18、，勘察成果和精度满足各阶段的设计要求。 4.3.2 应加强勘察过程控制，重视原位测试工作，严格按操作规程规定的要求操作，保证勘察资料的准确性。 4.3.3 对可能导致地基失稳的沿河、傍山、暗浜、暗塘及桥头高填土等路段，应加强地质勘察工作，查明软土层的分布及其在纵向、横向的厚度和性质变化，为设计选线和路堤设计提供地质依据。 4.4 沉降与稳定标准 4.4.1 新建工程沉降控制标准：公路软土地基在路面设计使用 年限内的工后沉降应满足表 2 的要求，同时对差异沉降的过渡应满足其渐 变率 0.5%。 表 2 工后沉降控制标准 设计速度 路段类型 桥梁与路基 相邻路段 箱式通道、涵洞与 路基相邻路段 一

19、般路段 100km/h 0.10m 0.15m 0.30m 80km/h 0.15m 0.20m 0.40m 60km/h 0.20m 0.30m 0.5m 注： 桥式通道按桥梁考虑。 4.4.2 稳定 控制标准 ：公路软土地基设计应进行路堤的稳定验算，其稳定安全系数应满足表 3 的规定值。 DB33/T 904 2013 6 表 3 稳定安全系数 固 结有效应力法 改进总强度法 简化 Bishop 法 Janbu 法 不考虑 固结 考虑 固结 不考虑 固结 考虑 固结 直接快剪 1.1 1.2 静力触探、十字板剪切 1.2 1.3 三轴有效剪切 1.4 4.5 设计 4.5.1 设计原则 设

20、计应遵循以下原则： a) 应遵循“ 安全 适用 、技术 先进 、经济合理、质量可控 ”的设计原则，做到因地制宜、合理选材、节约资源、保护环境 ； b) 应重视软土地区地质选线工作，对深厚软土区尽可能避绕；软基处理方案应根据全寿命的设计理念从技术、经济等方面综合比选 ； c) 应采用动态设计方法 ，重视施工监测与分析。当工程性质复杂，无类似的工程经验可借鉴时，应选择合适的试验段，对软基处理方案进行试验研究，为设计、施工提供依据 ； d) 除执行本标准外，还应符合国家及行业现行有关标准、规范的规定。 4.5.2 设计步骤 设计步骤如下： a) 根据 不同 沉降 控制标准进行 路基 路段划分 ： 桥

21、 梁 与路基 相邻路段的划分长度一般为 30 m 50 m，箱 式 通道 或 箱 式 涵洞 与路基 相邻路段的划分长度一般为 20 m 40 m，圆管涵 与路基 相邻路段的划分长度一般为 10 m 20 m， 其余 为一般路段 ； b) 根据软土层厚度及其指标、填土高度等情况，分别对不同路段 进行综合分析，提出代表性的典型路段 ； c) 分析各 典型路段 在天然地基条件下的总沉降、工后沉降、极限填筑高度、稳定安全系数等，根据沉降及 稳定 控制标准，确定是否需进行地基处理 ； d) 根据处理方法的选用原则，拟定 典型路段 的各适用处理方案，进行计算分析和综合比较，确定最终处理方案。 4.5.3

22、选用原则 4.5.3.1 一般路段 a) 软土层深度为 3 m 5 m 时，宜选用浅层处理或堆载预压；软土层深度大于 5 m 时，宜选用排水固结法或复合地基，当填土高度较大，稳定不能满足设计要求时，可结合加筋处理。 b) 软土层厚度大于 10 m 时，宜选用排水固结法或复合地基 ，并 结合 等载预压或超载预压；当预压高度较大，稳定不能满足设计要求时，可结合加筋处理。 c) 在填土高、工期紧的情况下，可选用桩承式加筋路堤、轻质路堤或真空联合堆载预压等方案。 计算方法 采用指标 安 全 系 数 DB33/T 904 2013 7 4.5.3.2 桥 梁 、 通道 、 涵洞 与路基 相邻路段 a)

23、填土高度较低（ 30%时 ，可按 式 （ 21） 计算： trz eU 281 . (21) 式中： 固结指数 。 8.2.7.3 竖向排水体 的固结计算应考虑 井阻作用和涂抹作用对固结 度的 影响 ， 固结指数 可按计（ 22）计算。 22284 VhneCCH F J G d . (22) 式中： 2231ln14n nnFn ； weddn ，井径比； wd 竖向排水体 等效 直径 （ cm） ； DB33/T 904 2013 27 ed 有效排水直径 （ cm） ； hC ， VC 分别为径向和竖向固结系数 (cm2/s)； J 涂抹因子 ； G 井阻因子 。 8.2.7.4 软土地

24、基上路堤应分级填筑， 分级加载 时应 对式 (22)计算的地基平均固结度进行修正，常用的两种修正方法是改进的太沙基法和改进的高木俊介法。 8.2.7.5 当 竖向排水体 未打穿整个软土层时，整个压缩土层的平均固结度可按式（ 23）计算。 1r z zU U U . (23) 式中： rzU 竖向排水体 打设深度范围内 土层的平均固结度（）， 可 按式 (20)计算； zU 竖向排水体 以下压缩层范围土层的平均固结度 （）； 112HHH ； 1H 竖向排水体 打设深度范围内的 土层 厚度 （ m） ； 2H 竖向排水体 以下压缩层范围内土层厚度 （ m） 。 8.2.8 采用排水固结法处理的路

25、堤进行稳定性计算时，应考虑软土的抗剪强度因固结而增长以及高灵敏度软土 的抗剪强度 因扰动而降低等情况。计算方法一般采用瑞典圆弧滑动法中的有效固结应力法、改进总强度法，有条件时可采用简化 Bishop 法、 Janbu 普通 条分法。 8.2.9 真空联合堆载预压 8.2.9.1 真空联合堆载预压处理公路软基时，抽真空时间，对高速公路 、 一级公路应 不小于 6 个月 ，联合预压时间不小于 4 个月 ；二级及以下公路， 抽真空时间不小 于 4 个月 ，联合预压时间不小于 3 个月 。 8.2.9.2 真空联合堆载预压下地基沉降计算时，可将膜下真空度视为等效荷载，同时应考虑因抽真空对土体侧向收缩的

26、影响，沉降综合修正系数 ms=0.9 1.2。 8.2.9.3 当填土高度 超过极限填筑高度 时，应进行地基的稳定验算，分析时可采用真空力矩增加法，即在真空加固范围内的土条上增加一真空抗滑力矩， 按 式 （ 24）计算。 RUPM ivi t a n真空抗滑 . (24) 式中： viP 滑弧对应 i土条底的 真空负压力 （ kPa） ； iU 地基固结度 （） ； 地基土的内摩擦角 （） ； R 滑弧半径 （ m） 。 DB33/T 904 2013 28 8.3 施工要求 8.3.1 堆载预压的施工工艺应 满足下列要求 ： a) 铺设 排水 垫层厚度应均匀，表面平整； 排水 垫层 应选用中

27、、粗砂或砂砾， 厚度 一般 不小于 50cm，含泥量 不应超过 3，渗透系数大于 510-2cm/s； b) 施工时应注意做好临时排水系统，保证排水畅通 ； c) 在天然地基的极限填筑高度以下，可快速分 层填筑 ； d) 填土高度大于极限填筑高度后，应结合动态监测，严格控制填筑速率。 8.3.2 真空联合堆载预压的施工工艺应 满足 下列 要求 ： a) 在砂垫层中沿水平方向 设置 滤水管，在预压过程中滤水管 应 能适应地基变形 ； b) 密封膜 宜采用 2 3 层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜，单层密封膜的技术要求 应 满足 表 14 的 要求，密封膜周边应 开挖压膜沟，压膜沟深度应不小于不透水层、不透

28、气层顶面以下 0.5 m； 表 14 密封膜技术指标 最小抗拉强度 (MPa) 最小断裂 延伸 率 （ %） 最小直角撕裂强度 （ kN/m） 厚度 （ mm） 纵向 横向 18.5 16.5 220 40 0.12 0.16 c) 当加固区周边或表层土有透水层或透气层时，应采用 黏土 密封墙将其封闭 ； d) 安装抽 真空 设备，联接抽气管道，真空泵的设置应根据预压区大小、真空泵的功率 及 工程经验确定，可按照 900 m2/台泵 1100m2/台泵布置 ； e) 在加固 区 范围内抽真空，当膜内真空度保持在 85 kPa 以上 5 10 天后 开始 填筑堆载， 进行 真空堆载联合预压 ；

29、f) 膜内真空度应保持在 85 kPa 以上，当固结度大于 70%后可逐步均匀减少抽 真空 设备，但停泵数不 得 大于总泵数的 1/3； g) 密封膜 上应覆盖土工布以保护密封 膜 。 8.4 质量检验 8.4.1 塑料排 水板的滤膜表面应有生产厂家的企业标志和产品编码，标识间距可为 0.2m 0.5m，不得大于 1m。 8.4.2 同批次生产的塑料排水板，每 20 万米检测一次。小于 20 万米的按 20 万米计；不同批次生产的塑料排水板应分批次检测，同批次生产分批运输的也应分批次检测，塑料排水板的外观质量和性能指标应满足设计要求。 8.4.3 塑料排水板打设深度的检测应由施工单位自检、监理

30、单位抽检，有条件时委托具有相关资质的第三方检测单位抽检，检测频率和检验标准应符合相关规范的要求。 9 水泥搅拌桩 9.1 一般规定 9.1.1 适用范围如下： DB33/T 904 2013 29 a) 适用于十字板抗剪强度不小于 10kPa 的 软土地基；当有机质含量大于 5、塑性指数大于 25或地下水具有腐蚀性时，必须通过现场试验确定其适用性 ； b) 可用于路基填土高度不大于 6 m 的路段 ； c) 处理深度不宜超过 10 m。 9.1.2 常用形式及选用原则如下： a) 水泥搅拌桩分为粉体喷射搅拌桩（ 简称粉 喷桩）和浆液喷射搅拌桩（ 简称浆 喷桩）两种 ； b) 常规浆喷桩采用单向

31、搅拌工艺，为提高搅拌效果，有条件时宜选用双向搅拌工艺。 9.2 设计 9.2.1 材料要求如下： a) 固化剂宜选用强度等级在 42.5 级及以上的普通硅酸盐水泥 ； b) 外加剂种类和掺量应根据不同土质条件和工程要求通过试验确定。外加剂种类主要有木质 素磺酸钙、石膏、三乙醇胺等。 9.2.2 应用水泥搅拌桩前应进行室内配合比试验 ，选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量，提供 不同 龄期、配 合 比的强度参数。 9.2.3 水泥掺入比以 10% 20%为宜，浆喷桩的水泥浆水灰比可选用 0.4 0.5。水泥掺入量与土样天然含水率的对应关系可参考表 15。 表 15 水泥掺 入 量与土样天然含水率对应

32、关系参考值 天然 含水率 (%) 水泥掺 入 量（ kg/m） 50 40 55 50 70 50 65 70 60 70 注： 本表适用于桩径 500mm的水泥搅拌桩。 9.2.4 桩体布置应符合以下要求： a) 水泥搅拌桩直径、深度及 间距应经稳定验算确定并满足工后沉降的要求 ； b) 桩径不宜小于 0.5 m； c) 桩的深度宜穿透软土层到达承载力相对较高的土层（静力触探锥尖阻力不宜小于 800 kPa）；提高抗滑稳定性而设置的搅拌桩，其桩长应超过危险滑弧面以下不小于 2 m； d) 桩在平面上可按等边三角形或正方形布置，相邻桩的净距不应大于 4 倍桩径。 9.2.5 桩体抗压强度宜按 90d 龄期无侧限抗压强度进行设计。现场检测可在成桩 28 d 后进行，其无侧限抗压强度平均值不应小于 0.6 Mpa。 9.2.6 水平加筋垫层应符合以下要求： a) 水泥搅拌桩复合地基应在路基和桩之间设置水平加筋垫层， 其厚度宜为 300 mm 500 mm； b) 垫层材料可选用级配碎石、砂砾或含泥量不大于 10%的宕渣，垫层材料最大粒径不宜大