软土路基毕业设计

河北工业大学

毕业设计说明书

作 者： 封君海 学 号： 086836

系： 土木工程 专业： 土木工程（道桥方向）

题 目： 天津滨海新区软基路堤设计方案评价分析

指导者： 李艳春 教授

评阅者：

2012年 6 月 6 日

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毕业设计中文摘要

天津滨海新区软基路堤设计方案评价分析 摘要： 本文依托滨海新区的主要的气候条件、交通状况以及滨海新区的地质概况研究分析适合滨海新区软土路基的施工方案，在文中通过了解滨海新区软土路基的形成原因以及软土路基的工程特性，然后依据此土的工程特性依托土力学的知识计算地基承载力，分析软土路基的边坡稳定性，并计算软土路基的瞬时沉降以及固结沉降。之后再对滨海新区典型道路方案进行软土路基的施工验算，通过方案对比，选出最适合滨海新区软土路基的设计施工方案。 关键词： 软土路基 沉降 边坡稳定性 方案比对

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毕业设计外文摘要

Title:Appraisaland Analysis of Design Chart for Embankment in Tianjin New Area BinHai

Abstract:

This paper based on the binhai new area of main climate condition, the traffic situation and the binhai new area of geological survey research analysis for the binhai new area of soft soil subgrade construction plan, by understanding the binhai new area in the soft soil foundation formation reasons and soft soil subgrade engineering characteristic, then based on the engineering characteristics of soil on the soil mechanics knowledge foundation bearing capacity calculation, analysis of soft soil subgrade slope stability, and calculation of soft soil subgrade instantaneous settlement and consolidation settlement. Then the binhai new area of typical road schemes of soft soil subgrade construction check, through the scheme contrast, choose the most suitable for the binhai new area of soft soil subgrade construction scheme design.

Keywords: subgrade subside slope stability measurement Comparisons schemes

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目 次

第一章：绪论 ............................................. 1 第二章：滨海新区气候条件以及地质概况 ...................... 2 2.1滨海新区气候条件 ................................... 2 2.2滨海新区交通情况 ................................... 2 2.3滨海新区地质概况 ................................... 3 第三章：软土工程特性 ...................................... 4 3.1地质分层情况 ....................................... 4 3.2软土的概念与成因 ................................... 4 3.3软土的工程特性 ..................................... 5 3.4软土地基评价 ....................................... 5 第四章：软土地基相关计算 .................................. 7 4.1软土地基承载力计算 ................................. 7 4.2总沉降计算 ........................................ 11 4.3瞬时沉降计算 ...................................... 11 4.4固结沉降计算 ...................................... 12 4.5次固结沉降计算 .................................... 13 4.6实用沉降计算方法 .................................. 14 第五章：软土地区边坡稳定性 ............................... 15 5.1边坡稳定性分析 .................................... 15

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5.2瑞典圆弧滑动法 .................................... 15 5.3瑞典条分法 ........................................ 16 5.4边坡防护 .......................................... 17 5.5盐渍土地区边坡防护 ................................ 18 第六章：软土地基处理方法 ................................. 19 6.1.常见的地基处理方法 ................................ 19 6.2软基处理方案的选择 ................................ 19 6.3.常用软基处理方法的介绍 ............................ 21 第七章：天津滨海新区方案验算 ............................. 26 7.1天津中新生态城验算 ................................ 26 7.2天津空港加工区道路验算 ............................ 29 7.3天津港集装箱物流中心道路软基处理验算 ............... 30 7.4天津临港工业区道路软基处理验算..................... 31 结 论 .................................................. 33 参考文献： .............................................. 35 致 谢 ................................................... 1

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第一章：绪论

随着滨海新区发展规模日益扩大，高速公路在滨海新区的发展也是迅猛之极，如此迅速的发展对公路设计提出了更加严格的要求，尤其是对软土地基处理方式提出了更高的要求。而软土路基的代表地区就包括天津滨海新区。天津滨海新区是典型的软土地基，压缩性大，含水量大，流动性大等等特点。为了更好地响应滨海新区高速迅猛的发展状态，我们就必须更好地认识、掌握软土路基的工程特性，进行典型道路处理方式的方案比对，以便在公路设计软土地基处理上做到省时省力，经济，安全等方针，为天津滨海新区软土路基处理设计翻开新的篇章。

为了刚好的设计软土路基处理方式，首先我们得了解什么是软土，软土有哪些工程特性，有哪些分类这些对工程建设都有着重要的意义。首先在滨海、湖泊、河滩上沉积的天然含水量高、压缩性强、流动性高、空隙比大的细粒土叫做软土。软土的工程特性为：含水量大、流动性大、空隙比大压缩性大等。其主要分为谷底沉积、河滩沉积、滨海沉积、湖泊沉积和藻泽沉积等五大类。

本文主要依托滨海新区的气候条件、交通状况以及滨海新区地质概况等数据，对滨海地区软土路基进行计算分析，然后通过对滨海新区典型道路软土路基施工方案进行验算分析比对，最终选出最为适合滨海新区的设计施工方案。

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第二章：滨海新区气候条件以及地质概况

2.1滨海新区气候条件

天津位于中纬度欧亚东岸，主要受季风环流的支配，是东亚季风较多的地区，属性气候。气候特征主要是，四季分明，夏季炎热，雨水比较集中；秋季天高气爽，冷暖适中；春季多风干旱；冬季寒冷，干燥雪少。天津季风比较盛行，春、冬季风速比较大，夏、秋季风速比较小。年平均风速为2~4米/秒，多为西南风。天津年平均气温在11.4~12.9°C，平均市区气温最高为12.9°C。7月最热，平均气温在26~27°C；1月最冷，平均气温在-3~-5°C。天津无霜期平均为196~246天，无霜期最短为171天，无霜期最长为267天。在四季中，最长为冬季，有156~167天；夏季次之，有87~103天；最短的秋季仅为50~56天；春季56~61天。天津降水大概天数为63~70天，降水量年平均为520~660mm。在地区分布上，平原少于山地，内地少于沿海。在季节分布上，六、七、八三个月降水量占全年的75%左右。

2.2滨海新区交通情况

滨海新区近几年响应号召实行改革开放，发展十分迅猛，随着这种迅速发

展局面的开展，反观道路交通已经开始呈现疲态，开始慢慢不能满足新区经济快速发展的需求，因此加快高速公路建设改造是当下当务之急的事情，必须进一步增强滨海新区向外辐射范围，只有这样才能和其他城市更好地互通有无，以便满足滨海新区高、迅、猛的发展要求。

滨海新区由三个行政区和三个功能区组成。其中行政区包括：大港区、塘沽区、汉沽区；工程区包括：天津港、开发区、保税区。这些网络区域路网建设特点是，各自区域内部沟通良好，但是彼此之间的联通却不尽如人意，彼此之间的联通较少，即使有公路等级也比较低，可以说交通非常不方便，通行能力不高，这就给严重影响滨海新区进一步的发展策略，而造成如此这般的原因主要是软土路基施工比较复杂，这就给我们公路设计人员提出了新的课题，让我们进一步重视滨海新区软土路基施工设计，已达到滨海新区开发开展的要求。

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2.3滨海新区地质概况

天津滨海新区地处渤海湾,地貌以滨海沉积相为主。天津滨海新区起初大部分地区为海滩盐田,后来经过人工填土整平为建筑场地,地质环境条件特别复杂。天津滨海新区地面以下2～4 m多为杂填土和吹填土;地面以下10 m左右基本是淤泥质土层,有50%左右的含水量,孔隙比在1.6左右,这类土层承载力低,渗透性很低, 压缩性高,竖向渗透系数为1.2×10-7~7.3×10-8 cm/s;地面以下10 m到18 m左右大多为粘土和亚粘土,含水量逐渐减小,空隙比同样逐渐减小，夹薄层粉砂;18 m以下为亚粘土,此类土层为桩基的良好持力层。由于天津滨海新区属典型的软土地基,因此要在此类地基上兴建港口建筑物,就必须对软土或超软土地基进行科学改良处理。

图2—1天津滨海分布图

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第三章：软土工程特性

3.1地质分层情况

滨海新区地质根据其成因，其主要可分为以下几层如表3-1地质分层：

分层名称 厚度m 主要成分 素填土 河流冲积相 岩性组成 粘土、亚粘土 压缩性 中等-高等 第一海相层 2-15 浅海相沉积 亚粘土、粘土淤泥质土、亚砂土 人工填土层 1-2 第一陆相层 4 中等-高等 第二陆相层 5 第三陆相层 9 第二海相层 第四陆相层 冲击-湖积沉积 河流冲积相 亚粘土 亚粘土、粉砂、粘土 高等 滨海-潮汐带沉积相 粘土、亚粘土 河床-河漫滩沉积相 粘土、亚粘土、细砂 3.2软土的概念与成因

3.2.1软土的概念

《软土地区工程地质勘察规范》规定软土的判别应符合下列要求： （1）外观以灰色为主的细粒土； （2）天然含水量大于或等于液限； （3）天然孔隙比大于或等于1.0。 3.2.2软土的成因

所谓软土，比规范中的定义广泛，其中就包括包括强度无法达到设计要求的湿粘土。路基干湿状态与路基强度及稳定性密切相关。土中含水量的高低决定路基干湿状态，而决定土中含水量的高低的是各种湿源的作用和延续时间。由于路面较宽、路基相对较低、排水设施又不够完善，使得各种生活污水以及降水向路基内渗透、地下水位不断升高，使得路基长期处于潮湿状态，再加上土的水稳定性差等原因，致使路基软化。

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3.3软土的工程特性

表3-2软土的工程特性 强度 渗透系数 压缩系数 压缩指数 备注 含水量 较高 空隙比 大 0.5错误！未找到引用源。 0.35-0.75 渗透性 很小 压缩性 较高 流动性 明显 很可能在主固结沉降之后继续产生次固结沉降 结构性 明显 一般为絮状结构 35%-80% 1-2 3.4软土地基评价

3.4.1稳定性评价

遇下列情况时应评价地基的稳定性。

①当“建物”离河岸、池塘、海岸等边坡较近时，应评价软土侧向挤出或滑移的可能性。

②当地基受力范围内有顶面倾斜的基岩或硬土层，应评价软土沿该面产生滑移的可能性。

③当场地位于强震区，应分析场地和地基的地震效应：饱和砂土、粉土液化判别、场地稳定性和震陷的可能性评定 。

④水文地质条件变化较大时，分析其对地基和稳定性的影响。 ⑤浅层含沼气的地基，分析沼气逸出时对地基稳定性和变形的影响。 3.4.2地基承载力

软土地区浅基础的地基承载力受变形控制，因此要综合考虑地基土、基础和上部结构的相互作用，理论与地区经验相结合。

①软土地区（上海、天津、福建、浙江等）规范推荐的计算公式。 ②双层土地基的承载力公式。

③原位测试确定－静载、静探、旁压、十字板等 3.4.3软土地基强度和变形评价注意事项

（1）不宜用单一方法计算确定，应采取原位测试、理论计算及地区经验相结合的综

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合方法确定。

（2）评价时应考虑下列因素：

①软土的物理力学性质及取样技术、试验方法等；

②软土的形成条件，成层特点、均匀性、应力历史、地下水及其变化。 ③上部结构类型、刚度，对不均匀的敏感性，荷载性质、大小及分布特征； ④基础的类型、尺寸、埋深和刚度等；

⑤施工方法、工序及加荷速率对软土性质的影响。 3.4.4软土土体稳定性分析

①在软土地基上填筑土堤或房屋建筑－最危险的阶段是施工刚结束；

②在软土地基上挖方工程－最危险的不是施工刚结束，而是开挖后相当长时间。由于卸荷产生的负超孔压逐渐消散，土的抗剪强度逐渐降低； ③ 天然软土边坡－（蠕变）--土坡稳定受软土长期强度控制

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第四章：软土地基相关计算

4.1软土地基承载力计算

如今工程勘察和设计人员在做任何项目时都必须面对的一个指标——“地基承载力”, 并在实际工作中我们只有明确这些概念的详细含义——像地基承载力特征值、设计值、容许承载力、极限承载力等相关概念。我们才能对影响地基承载力的因素做出准确分析,在工程实践中才能娴熟的应用。而软土地基,由于其自身工程特性的复杂程度, 为地基承载力的影响因素分析大大的提高了难度。本文沿海地区为例,分析了软土地基承载力的影响因素, 并分析和评价了不同软土地基承载力的计算公式适用性。

4.1.1软土的承载力应按下列方法之一或多种方法，结合建筑物等级和场地复杂程度已变形控制的原则，作出综合评价。

（1）根据软土的现场鉴别和物理力学试验的统计指标，对沿海地区淤泥或淤泥土评价时，可参考下表4-1承载力参数值。

表 4-1沿海地区淤泥或淤泥土基本承载力参考值

天然含水量（%） 36 100 40 90 45 80 50 70 55 60 65 50 75 40 f（ 0kPa）（2）利用软弱土的c、ψ值的统计指标，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的临塑荷载理式计算确定地基承载力。当采用直剪骨节快剪法确定的c、ψ值时，宜对抗剪强度峰值以七折进行修正，或根据当地经验采用不充分固结快剪的c、ψ值。当荷载偏心距e小于或等于1/30基底宽度时，地基承载力特征值的临塑载荷理式表达如下：

4—1 faMcckMdmd

式中：fa—由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值（kPa）

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d—基础埋深（m）

m—基础底面以上土的加权平均重度，地下水位一下取浮重度 ck—基底一下图的黏聚力标准值（kPa）

Mc，Md—承载力系数，根据基底一下土的内摩擦角标准值ψ由下表4-2取值。

表4-2 承载力系数M、M、M

bdck() 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Mb 0.00 0.03 0.06 0.10 0.14 0.18 0.23 0.29 0.36 0.43 0.51 Md 1.00 1.12 1.25 1.39 1.55 1.73 1.34 2.17 2.43 2.72 3.06 Mc 3.14 3.32 3.51 3.71 3.93 4.17 4.42 4.69 5.00 5.31 5.66 k() 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 Mb 0.61 0.80 1.10 1.40 1.90 2.60 3.40 4.20 5.00 6.00 Md 3.44 3.87 4.37 4.93 5.59 6.35 7.21 8.25 9.44 10.84 Mc 6.04 6.45 6.90 7.40 7.95 8.55 9.22 9.97 10.80 11.73 土的内摩擦角标准值k和黏聚力标准值ck可按下列规定确定：

①根据室内n组三轴剪切（或直剪）试验的结果，按下列公式计算土的抗剪强度指标ψ和c的变异系数、试验平均值和标准差：

4---2

1ni4—3

n 1n2in2n1

4—4

式中：，，—分别为土性指标ψ或c的变异系数、试验平均值、标准差。 ②按下列公式计算内摩擦角和黏聚力的统计修正系数、c：

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1.0744.6781（2）nn 1.0744.678c1（2）cnn4—5 4—6

式中：，c—分别为内摩擦角和黏聚力的统计修正系数； ，c—分别为内摩擦角和黏聚力的变异系数。 ③土的内摩擦角标准值k和黏聚力标准值ck为：

kmckccm

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式中：m,cm-分别为内摩擦角和黏聚力的试验平均值。

按公式确定地基承载力时，只保证地基强度有足够的安全度，不能满足变形要求，故还应进行地基变形验算。

（3）计算地基极限承载力

《建筑地基基础设计规范》 ( GB50007- 2002) 中给出了容许塑性区最大深度为基地宽度的1/4 时的临界荷载计算公式,实质属于容许承载力的范畴。 计算地基极限承载力的公式有太沙基( Terzaghi K) 公式、汉森(Hanson) 公式、斯肯普顿( skenpton) 公式等。

表4-3 各方法计算公式

公式 容许承载力计算 极限承载力计算 基本假定条件 太沙基公式 汉森公式 faqu(K3) Kfaqu(K2~3) Kqu1/2bN'dN'q2/3cN'c 基础底面粗糙的条形基础；地基完全剪切整体滑动破坏 qu1/2bNq0dNcc 在梅耶霍夫公式假定基础上，进一步考虑了基础倾斜放置和深基础的情况 规范法 公式 容许承载力计算 极限承载力计算 斯肯普顿公式 faqu0D(K2) KfaMbbMdmdMcck 无法判定 qu5.14cu(100.2B/L)(1.00.2D/B) 9

河北工业大学城市学院2012届本科毕业设计 基本假定条件 在普朗特尔特殊理论解基础上进行假设和简化后得到的半经验性理论解 基底应力均匀分布；容许塑性区最大开展深度为地基深度的1/4

（4）利用静力触探、十字板剪切及其他原位试验资料与荷载试验结果进行比较，并结合本地区经验确定。我国各地软土都有相应的原位测试确定承载力的经验计算公式。

利用十字板剪切试验，我国《铁路桥涵地基与基础设计规范》（TB10002.5-2005）在检验地基沉降的同时，提出如下公式以供地基强度验算之需。

[]5.14Cu12H m4—9

对于小桥和涵洞基础，也可以用下式确定软土地基容许承载力：

[]02(H3)

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式中：m—安全系数，按软土的灵敏度及建筑物对变形的要求而选用1.5~2.5 Cu—不排水剪切强度（kPa），可有三轴试验或原位十字板剪切试验确定 H—基础埋置深度（m），对于一般受水流冲刷的墩台，由一般冲刷线算起，不受水 流冲刷者，由天然地面算起，位于挖方内时，由开挖后的地面算起

2—基础地面以上土层的加权平均重度(kN/m3) 0—软土的基本承载力（kPa)

利用静力触探试验，1980年铁道部门制定出《静力触探使用技术暂行规定》，在规定中，对软土及一般粘土、亚粘土地基的基本承载力0可按下式求得：

05.8ps46

式中：0—地基的基本承载力（kPa） ps—静力触探比贯入阻力（kPa）

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利用标准贯入试验，当N<18，对一般黏性土，可参考下列经验公式计算地基承载力特征值：

fak3.1922.7N

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式中：fak—地基承载力特征值（kPa）

N—经杆长修正后，标准贯入击数的统计值

（5）对缺乏建筑物经验的地区和甲级建筑物地基，宜以较大面积压板的荷载试验确定。

（6）应用地区建筑经验，采取工程地质类比法确定。

（7）当地基沉降计算深度范围内有软弱下卧层时，应验算下卧层的强度。计算方法按现行《地基规范》的有关规定执行。

（8）当设计采用的承载力接近修正承载力特征值时，应提出建筑施工的家和速率和限额，以避免局部的塑性变形，甚至整体的剪切破坏。

（9）强震区天然地基土的抗震承载力不得提高。 4.1.2.提高地基承载力方法

软土地基处理的目的是要提高软土地基的强度, 保证地基的稳定, 降低软土的压缩性, 减少基础的沉降和不均匀沉降, 确保建筑物的安全和正常使用。通常提高地基承载力的方法有：换土垫层法、预压法、强夯法、灰土挤密桩法和土桩挤密法、振冲碎石桩法、高压喷射注浆法、水泥搅拌桩法、水泥粉煤灰碎石桩、短钢筋混凝土疏桩、托换法、柱锤冲扩桩法等等，各种方法的具体操作方法与使用条件等，将在后文有详细介绍。

4.2总沉降计算

S=错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。 4—13 式中错误！未找到引用源。—瞬时沉降量单位为mm 错误！未找到引用源。—固结沉降量单位为mm 错误！未找到引用源。—次固结沉降量单位为mm

4.3瞬时沉降计算

Sd是沉降量，它的形成原因是荷载作用下地基由于侧向剪切变形引起的。这种

Sd沉降一般认为是在荷载作用后立即马上就发生的沉降。在总沉降量中的比例是不可忽略的。

影响

Sd在其中所占

的因素有很多很多，其中包括弹性模量、泊松比、硬壳层、压缩层厚度

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等等等等。现在我们计算

Sd的时候经常会出现计算值偏小严重的情况，经过分析我

们得出我们在计算时一般都采用弹性理式的方法计算。而采用这种方法的弊端就在于软土的泊松比和弹性模量不容易准确的测出来，因此就会出现

Sd计算值经常偏

小严重。这样一来就会给我们设计人员无形中增加了设计难度，为了避免这种不可抗拒的误差，我们必须在今后的研究中尽可能想出更好地计算方法以便在实际施工中偏差减小。这样一来施工准确度也会大大增加。

一般来说地基中地下水位较高，粘性土均系饱和土。饱和土在瞬时加荷时，可认为体积是不可压缩的，泊松比μ值可取0.5.虽然粘性土是各向异性的，但这样的假设对瞬时沉降的计算没有影响。确定弹性模量E比较困难。一般可从三轴不排水试验或单轴压缩试验得到的应力—应变关系曲线上，量取初始段切线的斜率，以此作为弹性模量，称为初始切线弹性模量。这样求得的E可能偏低，比较正确的方法是在三轴仪中进行重复加荷和退荷试验，求得再加荷模量Er，以此来代替E，算得的初始沉降才与实测值比较一致。

4.4固结沉降计算

固结沉降的计算采用分层总和法。分层总和法计算各分层土的竖向压缩量一般取路基基底中心点位置以下的附加应力为计算依据，然后我们一般假定各分层上竖向压缩量Si组成了基础平均沉降量s。在就算出来之后，我们再次假设侧向变形没有发生，之后竖向发生压缩变形，根据这个假设我们就可以利用室内侧限压缩的实验结果来计算。

计算步骤如下

（1）首先地基土分层。成层土的地下水面及层面是天然的分层界面，分层厚度不应该大于0.4b（b为基底宽度）。

（2）计算各个层面的自重应力。土自重应力必须从天然地面起算。 （3）最后进行各层面基底中心点处竖向附加应力。

P1ic(i1)ci2

z(i1)zi2（4） 公式：

Pi4—14

4—15

式中：P1i—每层的平均自重应力

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Pi—每层的平均附加应力

c(i1)、ci—第i分层上、下面的自重应力 z(i1)、zi—第i分层上、下面的附加应力

（1）地基沉降计算深度（或压缩层厚度）的确定。若高压缩性土在该深度以下，则沉降计算深度的限值应取地基附加应力等于自重应力的10％(即Sz/Sc=0.1)深度。通常沉降计算深度的限值取地基附加应力等于自重应力的20％(即Sz/Sc=0.2)深度；计算各分层土的压缩量Si：

SieieeHi1i2iHi 1e1i1e1i4—16

式中：Hi—第i分层土的厚度；

e1i—代表第i分层土上下层面自重应力值的平均值

e2i--代表第i分层土自重应力平均值 （2）叠加计算基础的平均沉降量。

SSi

i1n4—17

4.5次固结沉降计算

Ss 是在持续荷载作用下由于土骨架的蠕变使部分粘结水被挤出以及土粒重新

调整位置而引起的沉降。一般认为，是土中孔隙水已被排除，土体在主固结已结束后的继续变形。软土在固结后期，吸水层也受到挤压而其中一部分水转化为自由水。转变的过程甚为缓慢，但引起的压缩量有时很可观。Sc与Ss不能截然分开,常规压缩试验e～p曲线中也包含部分次固结变形。有机质土、高塑性粘土及泥炭的次固结系数较大，Ss较大，对于软土通常认为可不计Ss。但在软土地基上高等级道路路堤高而宽的情况下，荷载大，且路堤越高次固结沉降量也越大，沉降变形量随时间的推移逐渐增大的情况不可忽视，尤其是次固结沉降主要发生在路堤施工完成后的较长时期内，对工后沉降量的影响有重要意义。

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实际工程中，计算次固结沉降的常规公式为

SHtCalg(2)1e0t1

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式中：S—次固结沉降量单位为mm

e0—初始孔隙比

H—压缩土层厚度量单位为mm

Ca—次固结系数 t1、t2—为次固结沉降的起终时间

其中e0与Ca两个参数可通过常规土工试验和固结试验测定。【19】

4.6实用沉降计算方法

地基沉降一般由三部分组成：加载时的初始沉降、固结沉降、次固结沉降 这种分类对粘性土适合，砂土沉降只能依靠经验方法 4.6.1错误！未找到引用源。曲线形态及前期固结压力的确定

(1) 错误！未找到引用源。 曲线的一个优点是实用压力范围内试验曲线呈直线，压缩性指标不随压力而变，利于沉降计算。

（2）前期固结压力 错误！未找到引用源。 （地质历史上受过的最大固结压力）。据 错误！未找到引用源。 将土分类 正常固结土错误！未找到引用源。 超固结土错误！未找到引用源。

欠固结土错误！未找到引用源。<错误！未找到引用源。

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第五章：软土地区边坡稳定性

5.1边坡稳定性分析

具有斜坡面的土体的结构叫做边坡，一般来说边坡的稳定性失稳基本上是由于土体在外荷载作用下或者是在自重的影响下，地基中土的的盈利状态出现变化从而导致土体失稳，影响路基边坡的稳定性。这时就出现滑坡现象即——在一定的范围内，一部分土体整体沿着某一面(在软基中一般为平面或曲面)产生向下或者向外移动。并且我们知道滑坡在工程施工中经常出现，因此我们要做好预防。

《堤防工程设计规范》（GB5028-98）中提出，土堤边坡的抗滑稳定分析可分为正常情况与非正常情况。堤坡及防洪墙的整体抗滑稳定性计算可以采用瑞典圆弧滑动法(有效应力法与总应力法)。堤基或者防洪墙下的土基存在较薄软弱土层时，应采用改良圆弧法。并且稳定计算采用的土体抗剪强度指标与计算方法可根据各种情况选用。

表5-1 计算方法的选用

工作状态 施工期 稳定渗流期 水位降落期 计算方法 总应力法 有效应力法 总应力法 使用仪器 直剪仪 三轴仪 直剪仪 三轴仪 直剪仪 三轴仪 试验方法 快剪 不排水剪 慢剪 固结排水剪 固结排水剪 固结不排水剪 强度指标 Cu、u C'，' Ccu，cu 5.2瑞典圆弧滑动法

5.2.1基本假设：

（1）均质土 （2）二维 （3）圆弧滑动面 （4）滑动土体呈刚性转的

（5）在滑动面上处于极限平衡状态 5.2.2平衡条件：（各力对O的力矩平衡）

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（1）滑动力矩Mswd

O

R B C d A 图5-1滑动力矩图 （2）抗滑力矩：

5—1

式中：nn(l)是未知函数，当ψ=0（粘土不排水强度）时，ccu，MRcAcR

CAcR抗滑力矩M u滑动力矩MsWdR（3）安全系数：Fs5—2

注意：（1） 当0时，n是l(x,y)的函数，无法得到Fs的理论解

（2）其中圆心O及半径R是任意假设的，还必须计算若干组（O, R）找到最小安全系数 ———最可能滑动面

（3）适用于饱和粘土

5.3瑞典条分法

5.3.1基本原理:

瑞典圆弧滑动面条分法，该方法之所以是条分法中最简单的一种是由于忽略土条之间的相互作用力的影响。其原理是将假定滑动面以上的土体分成n个垂直土条，对全系数。

5.3.2分析步骤

作用于各土条上的力进行力矩和力平衡分析，以求出在极限平衡状态下土体稳定的安

MR16

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（1）按比例绘出土坡剖面

（2）任选一圆心O，确定滑动面，将滑动面以上土体分成几个等宽或不等宽土条 如下图所示

图5-2土坡剖面图

5.4边坡防护

坡防护工程对于公路的稳定性和使用寿命有着深远的影响。边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要内容之一，需根据公路等级、土质、降雨强度、地形、地下水、材料来源等情况综合考虑，并合理布局，因地制宜的选择合理、实用、美观、经济的工程措施，确保高等级公路的稳定和高速行车安全。

常见的边坡防护有以下几种： （1）SNS柔性主动防护网

（2）植物防护：①路堤边坡植物防护②路堑边坡植物防护 （3）生态石笼防护 （4）框格防护

（5）喷浆、喷射混凝土防护

（6）浆砌、干砌片石坡体加固及坡面防护：①重力式挡土墙加固②浆砌片石坡面防护

（7）土钉防护

（8）边坡综合防护：①窗式护面墙加六棱形混凝土块培土植草防护②地梁间窗

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孔式护面墙植草防护③地梁间窗孔式护面墙加六棱形混凝土块培土植草防护④刚性防护坡面绿化

5.5盐渍土地区边坡防护

5.5.1边坡病害情况

盐渍土地区公路边坡的病害主要表现为冲蚀、松胀、起皮、坍塌等，这些病害造成了边坡土的大量流失，危害公路结构的稳定。 5.5.1.1边坡松胀

由于盐在土中的迁移、结晶、脱水、集聚等作用，盐渍土地区道路工程中的裸露土面( 土路肩、边沟等处)会出现疏松、起皮、脱落等现象，从而对道路结构造成损害。

5.5.1.2边坡溶蚀

易溶盐的淋溶是盐渍土地区道路工程的主要病害之一。由于边坡直接露在地表，从而受水蚀作用就更加明显，导致病害更加突出。当高含易溶盐的硬路肩和边坡被低矿化度的水流( 融雪、降雨、地面集流、地面径流等等)集中流入时，易溶盐会在土体中迅速溶解，并且随水流失，在该处盐渍土体内形成更大的孔隙，从而导致更大的水流通过，如此下去随着时间的积累，该处便会被冲刷成一空洞。 5.5.1.3边坡侵蚀

盐渍土地区公路边坡的侵蚀严重，主要表现在一下坡面冲刷、局部掏空、沿河路堤水毁等3方面。

5.5.2盐渍土地区边坡防护措施

（1）工程防护：草泥护坡、素灰土护坡、卵石护坡、枳芨护坡。 （2）生物防治

在边坡种植一些耐盐碱植物，如苦豆子、红柳等，依靠植物的根系防止水土流失，稳固边坡，改善盐渍土环境。同时，如果盐碱化程度过于严重，在种植植物的时候可将原有盐渍土使用耕质土换填，再栽种植物。

（3）综合处理

就边坡防护研究来看，不应只考虑单纯的工程防护或生物学防护方法，应该将两者有机结合起来，发挥它们各自的长处，达到优势互补。这样做既节省了费用，又美化了环境，还可以维护生态平衡。就边坡植物的配置方式而言，需根据公路的坡向、

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地段及周围的自然环境，将各种配置方式有机的结合起来，从而使公路边坡的绿化设计达到实用性、艺术性、有效性的完美结合。

第六章：软土地基处理方法

目前， 不论是全国还是滨海新区公路建设都在迅速发展，而这其中软土路基的处理一直是一块“难啃的骨头”。其中因为地形的变幻多样就决定了不能不适用同一种地基处理方式，在我国地形复杂多变，因此我们就得耐心分析每种地形每种土质应该选用哪种软土路基处理方式，因为选择方案的适合与否直接影响最后工程的进度以及经济因素，因此根据实际情况的进行多方面的比对找出具有针对性的处理方案是十分必要的。

6.1.常见的地基处理方法

常用的地基处理方法可分以下六类：

第一类：换土垫层法，其包括重锤夯实法、平板振动法、机械碾压法、强夯挤淤法等处理方法。

第二类：深层密实法，其包括强夯法、挤密法（砂桩挤密法，震动水冲法、灰土桩、二灰桩、二灰桩或土桩挤密法，石灰桩挤密法）等处理方法。

第三类：排水固结法，其包括真空预压法、堆载预压法、降水预压法、电渗预压法等处理方法。

第四类：加筋法，其包括加筋土、土锚、土钉、土工聚合物、树根桩、碎石桩等处理方法。

第五类：热学法，其包括热加固法、冻结法等处理方法。

第六类：化学加固法，其包括灌浆法、水泥搅拌法、高压喷射法等处理方法。

6.2软基处理方案的选择

解决路基稳定性问题和沉降问题是软土路基处理的目的。因此选择最适合最有效的方法对路基的处理起到至关重要的作用。

各种软基处理方法都有其适用范围与条件。在实际工程中应该根据不同的设计要

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求和地质条件选择合适的处理方法。有时只采用一种方法，例如对于埋深很浅的软土，可以直接采用换填法处理。而有时要几种方法组合起来使用，从而发挥各种方法的特长，最终取得良好的效果，如对于路堤段粘土层较厚的软基处理，可采用竖向排水法、堆载预压法和砂垫层法组合使用，会取得较理想的效果。有时可把两种或几种处理机理的处理方法组合，形成一种全新的处理方法，如在处理埋深较深且排水条件不佳的软基时，把强夯法与换填法结合，可形成强夯置换法，可以取得较佳的效果。所以，在实际工程中选择软基处理方法，需从以下几方面去考虑：

（1）根据土质条件、施工条件和道路条件，对软土地基作稳定性和沉降分析，提出软基处理的理论依据及明确处理后要达到的要求。土质条件包括土的类型、粒度级配、粘粒含量、含水量、渗透性、土层结构及其物理力学特性等。施工条件指路堤形状、工程进度要求、

填料性质、沿线环境和用地等。道路条件指道路的性质和等级、设计荷载、容许的工后沉降量及要求的安全系数等。根据上述三个条件，计算软基的稳定性、沉降量和侧向位移量，然后可提出软基处理的理论依据及明确要处理的目的和处理后要达到的要求。

（2）研究机理，因地制宜，提出可采用的软基处理方法。上面已经提到四类软基处理的机理、针对性、适用范围，对于同一软基处理可通过不同的处理机理达到处理效果。所以，根据处理后要达到的要求，结合工程本身具体情况，可采用单一的处理方法、复合的处理方法和不同处理机理的处理方法。

（3）对能达到处理效果的处理方法进行技术可靠性、施工难易程度、工程造价、工期影响、对周围环境影响的方面的综合评比，确定最合理的软基处理方案。能达到相同处理效果的不同处理方法都会有其局限性，有各自的优缺点。在实际工程中，要优先或侧重考虑哪方面的影响，会直接影响着软基处理方案的选取。如对于埋深较深且含水量大的粘性土软土地基的处理，可采用堆载预压法、砂井加堆载预压法、强夯置换法、深层搅拌法等处理方法。堆载预压法造价低，但所需工期长；砂井加堆载预压法造价明显高于前者，但可大大缩短工期∗强夯置换法处理效果好，工期短，但会对周围环境尤其是周围建筑物会产生大的影响；深层搅拌法有造价高、施工难度大、对周围环境有一定的污染的缺点。所以，在实际工程中，就需要明确须考虑的因素，哪些因素须优先，才能确定处理方案。

软基处理方法的选择与确定可以根据以下步骤确定：

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（1）搜集该地区详细的岩土工程地质、水文地质等等的设计资料； （2）根据资料与规范要求，初步选出几种可供考虑的地基处理方法。 （3）适用范围、耗用材料、预期处理效果、从加固原理、施工机械、工期要求和环境影响等方面进行认真的技术经济分析和对比，根据安全可靠、经济合理施工方便、等原则选择最佳的地基处理方法。【18】

（4）对以选中的方案按照基础设计的等级和场地复杂程度，为了检验设计参数个处理效果，在有代表性的场地上进行相应的现场试验或实验性施工，并进行必要的测试。如果达不到设计要求，应该查清楚原因，修改设计参数或调整地基处理方法。

6.3.常用软基处理方法的介绍

6.3.1换土垫层法

机械碾压法、平板振动法、重锤夯实法的原理及作用相同——挖除浅层软弱土或不良土，然后分层碾压夯实土层，按回填的材料可分为碎石垫层、灰土垫层、干渣垫层、二灰垫层、砂垫层、素土垫层，粉煤灰垫层等。它可减少沉降量，提高持力层的的承载力，尽量消除土的湿陷性和胀缩性，防止土的冻胀作用以及改善图的抗液化性。

开挖土方量较大和基坑面积宽大的回填土工程常用机械碾压法，一般适用于处理浅层软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、素填土和杂填土地基。重锤夯实法一般适用于地下水位以上稍湿的粘性土、湿陷性黄土、砂土、杂填土以及分层填土地基。【16】【17】

平板振动法适用于处理无粘性土或粒粘含量少和通水性好的杂填土地基。强夯挤淤法采用边强夯边填碎石边挤於的方法，在地基中形成碎石墩体，以提高地基承载力和减小沉降。适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基。应通过现场试验才能确定其实用性。【16】

这种方法的优点是可就地取材，施工方便，不需特殊的机械设备，机能缩短工期又能降低造价。因此，这种方法在软基处理中应用较为普遍。 6.3.2加筋法

这种方法是在人工填土的路堤或挡土墙内铺设土工聚合物、钢条、钢带、尼龙绳

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或玻璃纤维等作为拉筋，或者设置树根桩或碎石桩等在软弱土层上，使这种人工复合土体，可承抗压受抗拉、、抗剪和抗弯作用，以此来提高地基承载力，增加地基稳定性以及减少沉降。

加筋土和土锚适用于人工填土的挡土墙结构和路堤。土钉适用于土坡稳定。土工聚合物适用于粘性土、砂土和软土。树根桩适用于各类土。碎石桩适用于粘性土。对与软土，经实验研究证明施工有效时方可使用。 6.3.3排水固结法

排水固结法是对天然地基加载预压，或者在建筑物建造以前，在场地先进行加载预压，使土体中的孔隙水排出，土体逐渐固结，地基发生沉降，同时地基强度逐步提高；或者先在天然地基中设置塑料排水板等竖向排水体、袋装砂井或普通砂井，然后再利用建筑物的本身重量分级逐渐加荷的一种方法。

排水固结法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题。

（1）对于稳定问题，排水固结法可以加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。

（2）对于沉降问题，排水固结法可以使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，保证建筑物在使用期间不至于产生过大的沉降和沉降差；

实际上，排水固结法是由排水系统和加压系统两部分组成，两者是相辅相成的。如果没有加压系统，孔隙中的水没有压力差就不会自然排出，地基也得不到固结；如果不缩短土层的排水距离，只增加固结压力，也不可能在预压期间尽快的完成设计所要求的沉降量，使加载不能顺利进行。

排水系统可以由在天然地基中设置的竖向排水体和地面铺设的水平排水砂垫层组成，也可以利用天然地基土层本身的透水性排水。

加压系统的作用是使地基上的固结压力增加因而产生固结作用。

排水固结法的原理是：饱和软土地基在荷载作用下，途中空隙越来越小，这时候固结变形开始在地基中产生。与此同时，随着有效应力越来越高，超静孔隙水压力的越来越小，地基土强度出现逐渐增加的趋势。

处理各种淤泥质图、冲填土、淤泥等饱和粘性土地基最适合用排水固结法。存在连续薄砂层的地基特别适合砂井法。而地下水位降低法、电渗法和真空预压发由于不

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会造成剪应力增加，因此地基不会因为剪应力发生剪切破坏，所以很适合于很软弱的粘土地基。 6.3.3.1塑料排水板

塑料排水板是一种垂直排水材料，它的功能特性是——能够加速软土地基排水固结。当它进入软土地基后，它的进水阻力相对较小从而从四周土体中把孔隙水排出，为了提高地基的承载力，可以使孔隙水沿垂直排水通道排出，并使得使得土体固结。

塑料排水板分为两类一种是单一型，一种是复合型。目前，复合型结构在我国施工中应用较多。其结构由形成骨架和排水通道的芯板及用于滤水的外膜组成。 塑料排水板有着较好的功能特性，其主要表现在以下几方面: （1）力学性能很好 （2）纵向通水能力很强。

（3）滤膜渗透性和隔土性都非常强。 6.3.4粉喷桩法

粉喷桩法的制桩过程是在软土地基中将加固材料（如水泥粉或石灰粉等）通过搅拌机械和原位地基土搅拌混合成桩，不会有较大的挤土效应。其使用的的固化材料是石灰粉或水泥粉，在干燥状态下它们能吸收桩体附近软土中的水分。它加固的往往是软土地基，而天然软粘土具有显著的结构特性，颗粒之间胶结作用抑制了超孔隙水压的产生。

粉喷桩的一般施工工艺为如下:

（1）对准桩位，调试钻机机身，保证钻杆的垂直度，启动钻机下钻，待搅拌钻头接近地面时，启动空压机送气，钻进土层。

（2）当钻到设计孔深的时候， 关闭送气阀门，然后喷送粉体固化剂。 （3）根据要求，喷料要停留一段时间， 等到确认粉体固化剂已到桩底时， 才可提升搅拌钻头。

（4）提升到设计桩顶标高时，必须停止喷粉。

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（5）打开送气阀， 关闭送料阀，空压机不停机，搅拌钻头提升到桩顶时停止提升，在原位转动2min，以保证桩头均匀密实。

（6）进行二次搅拌。

（7）将搅拌钻头提出地面，停止主电机、空压机， 填写施工记录。 （8）移动到下一个桩位， 继续作业。【21】

粉喷桩法有以下优点：①适应于快速填筑施工，施工中振动小、噪声低，与水泥土搅拌桩、碎石桩等相比，其成本低、速度快。②施工过程相对来说比较简单、应用的技术也比较可靠；③和其它软基处理方法相比，能够较有效的解决桥头跳车这一现象；④加固工艺合理。在制做桩的过程中只需向待处理部分的土层中均匀喷射一定量的固化料干粉即可，无需再注入水分，这样做可以使其中的固化剂充分的吸收水分，从而达到增强和加固待处理部分的效果； 6.3.5高压喷射注浆法

高压喷射注浆法一般是利用钻机钻至设计处理深度形成导孔，再将带有特殊喷嘴的喷射管插入至设计的土层深度，以高压设备使浆液或水和气成为20MPa左右甚至更高的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，经过凝结固化，便在图中形成固结体。高压喷射固结体的形状与喷射流作用方向、移动的轨迹和持续喷射的时间有关，一般分为旋转喷射、定向喷射和摆动喷射三种注浆形式。

定喷和摆喷两种方法通常用于基坑防渗、改善地基土的渗流性质和稳定边坡、保护邻近建筑物等工程。

目前，高压喷射注浆法的基本工艺类型有：单管旋喷注浆法（简称单管法）二重管法、三重管法和多重管法四种。

高压喷射注浆法有如下优点：①适用范围广②施工简便③可控制固结体形状④可垂直、水平和倾斜喷射⑤耐久性良好⑥广阔的材料⑦设备简便

高压喷射注浆法的适用范围 （1）土质适用条件

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主要适用于软弱土层，如人工填土、淤泥、粘性土、粉土、淤泥质土、黄土、砂土、碎石土和残积层等地基。

当土中含有较多的坚硬粘性土、大粒径块石、大量植物根系和大量有机质时，应根据现场试验结果确定其适用程度。

若地下水流速过大及浆液无法在注浆管周围凝固时，可在无填充物的岩溶地段、永冻土及对水泥有严重腐蚀性的地基中，均不宜采用高压喷射注浆法。

（2）工程适用范围

高压喷射注浆法采用不同的施工工艺和浆液配方，可以使固结体的直径、强度和渗透系数适应于多种不同的工程和要求。例如

①提高地基强度。提高地基承载力，加固地基，减少建筑物的沉降和不均匀沉降。 ②挡土围堰及地下工程建设。

③增大土的黏聚力和摩擦力，防止小型坍方滑坡。 ④防渗帷幕工程。

⑤防止地基土液化，增强设备基础下地基土的抗振动性能。 ⑥降低土的含水量，防止路基翻浆冒泥和地基冻胀。 ⑦其他，如防止地下管道漏水漏气等。 6.3.6碎石桩和砂桩

碎石桩和砂桩合称碎（砂）石桩，又称粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或振动水冲等方式在软土地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入土孔中，形成大直径的由碎石或砂做构成的密实桩体。

碎石桩按施工方法分类可分为挤密法、置换法、排土法和其他方法四类。其中，挤密法又包括振冲挤密法、沉管法和干振法；置换法包括振冲置换法和钻孔锤击法；排土法包括振动气冲法、沉管法和强夯置换法；其他方法包括水泥碎石桩法、群围碎石桩法和袋装碎石桩法。

碎石桩和砂桩适用于下列工程：

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①中小型工业与民用建筑物； ②土工构筑物，如土石坝、路基等； ③港湾构筑物； ④材料堆放场； ⑤其他工程。

采用振冲法施工碎石（砂）桩时，按其加固机理的不同，又可分为振冲置换法和振冲密实法两类。

中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002）中规定：振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土地基。对于处理不排水抗剪强度不小于120的饱和粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理黏粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基。

第七章：天津滨海新区方案验算

7.1天津中新生态城验算

7.1.1天津中新生态城概况

天津中新生态城位于天津滨海新区，汉沽和塘沽两区之间，距滨海新区核心区约

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15公里，规划范围约34.2平方公里。中新天津生态城的规划定位是：我国生态环保、节能减排、绿色建筑等技术自主创新的平台，国家级环保教育研发、交流展示中心和生态型产业基地，参与国际生态环境发展事务的窗口；生态宜居的示范新城。 7.1.2天津中新生态城地质情况

根据本工程勘察资料，场地埋深20.00m深度范围内，地基土按成因年代可分为以下4层，现自上而下分述：如表7-1土层分布 土层 厚度m 组成 颜色 土质 极软 强度 极低 人工填土层 2.00-4.5 淤泥质吹填褐灰色 土 统上陆相冲4.5 击层 统中海相沉4.5-18.00 积层 第一亚层 第二亚层 第三亚层 第四亚层

7.1.3瞬时沉降计算

顺势沉降计算公式：

4.50-8.00 粉质粘土，褐黄色 粘土 较软 不高 粉土 灰色 灰色 灰色 8.00-10.00 粉质粘土 10.00-16.00 粉质粘土 16.00-18.00 粉质粘土

其中：P——路堤底面中点的的最大垂直荷载

E——由无侧限抗压试验得到的弹性模量平均值（分层厚度的加权平均值） b——（路堤顶宽+底宽）/2 ---土体的泊松比，可取0.4—0.5 ——沉降系数，可查表求得

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图7--1

图7--2

此例中路堤地面中点最大垂直荷载填土重度取2.02g/3cm填土厚度取60cm 算得E的加权平均值为3.84 路宽26M 按图3-1可得路堤底宽35.6M，则b=30.8m ,错误！未找到引用源。=0.4 错误！未找到引用源。=1.12 计算结果如下表7-2瞬时沉降计算表：

P(kpa) E b 错误！未找到引用源。 28

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(mm) 土层 1.212 3.84 30.79 0.4 1.12 9.146 7.1.4主固结沉降计算

公式：错误！未找到引用源。

其中： 错误！未找到引用源。——第i 层在自重应力作用下的空隙比

错误！未找到引用源。——第i 层在自重应力和附加应力下的空隙比

错误！未找到引用源。——分层厚度

计算结果如下表7-3主固结沉降计算表：

土层1 土层2 土层3 土层4 土层5 土层6 主固结沉降错误！未找到引用源。(mm) 0.92 1.11 0. 1.03 1.03 0.79 0.6137 0.8 0.914 0.819 0.942 0.976 0.754 3.5 1 3.5 2.75 6.25 3 错误！未找到引用源。(mm) 0.0473 0.0920 0.1315 0.1166 0.1693 0.0570 则总沉降量为错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。=9.7597 7.2天津空港加工区道路验算

7.2.1天津空港加工区概况

天津空港物流加工区位于天津市东南部的东丽区界内，一期生活配套区位于空港加工区的东北部，占地面积共约254万平方米。 7.2.2天津空港加工区地质情况

场地勘察深度范围内的各土层属第四系全新统和上更新统的冲积海积层。由于各土层地质年代及成因类型不同，在垂直方向上出现海陆交替沉积，岩性特征为粘性土、砂性土层相间沉积。在水平方向上，各项指标对应关系较好，属低变异性。具体分析如下表7-4空港加工区土层表 埋深m 埋深0.0～1.0 埋深1.0～3.0 组成 咋填土，素填土 粉质粘土 埋深3.0～15.0 淤泥质粘土，粉质粘土，粉土 埋深15.0～18.0 分粉质粘土 埋深18.0～20.0 粉质粘土，粉砂层

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埋深20.0～31.0 粉质粘土

7.2.3瞬时沉降计算

算得E的加权平均值为5.275Mpa

瞬时沉降计算结果如下表7-5瞬时沉降计算表

土层 P(kpa) 1.212 E 5.265 B 30.8 0.4 1.12 6.67 7.2.4主固结沉降计算 主固结沉降计算结果如下表7-6主固结沉降计算表

土层1 土层2 土层3 土层4 土层5 土层6 土层7 土层8 土层9 主固结沉降 则总沉降量为

0.924 1.108 1.302 1.031 0.788 0.633 1.028 0.877 0.731 1.1339 0.8 0.942 1.237 0.922 0.653 0.517 0.931 0.762 0.627 1 2 2.5 3.5 3 3 3 1 1 错误！未找到引用源。(mm) 0.0135 0.1575 0.0706 0.1878 0.2265 0.2131 0.1435 0.0613 0.0601 错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。=7.8mm

7.3天津港集装箱物流中心道路软基处理验算

7.3.1天津港集装箱物流中心地质情况

天津港集装箱物流中心地质分布情况分布较有规律，上部为近代海相沉积，下部为河口三角洲相沉积场地土层自上而下分为如下几层。如表7-7天津港土层 土层 层厚m 组成 分布 颜色 压缩状态 性 填土层 不均匀 连续分黄灰色 布 於质粉质1.0-2.3 於质粉质粘土

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杂填土层 0.5～3.5 石块，石子 素填土层 1.6-4.28 於质粘土，粘土 高 软塑流塑 均匀 黄灰色 高 软塑流河北工业大学城市学院2012届本科毕业设计

粘土 淤泥 4.5-5.3 有机质，碎贝壳 均匀 黄灰色 高 塑 流塑 软塑流塑 淤质粉质3.8-5.8 淤泥质粘土，淤泥质均匀 粘土

粉粘土 灰色及黄高 灰色

图7.3天津港集装箱物流中心软基情况 7.3.2瞬时沉降计算

算得E的加权平均值为2.8793

瞬时沉降计算计算结果如下表7-8瞬时沉降计算表 P(Kpa) 土层 1.212 7.3.3主固结沉降计算 E 2.879 b 30.8 0.4 1.12 12.197 主固结沉降计算如下表7-9主固结沉降计算表 0.8 0.917 1.131 1.153 3 2 5 5 错误！未找到引用源。(mm) 土层1 0.924 土层2 1.028 土层3 1.225 土层4 1.246 主固结沉降 0.5682 则，总沉降量为+=12.7652mm 0.0405 0.1095 0.2112 0.2070 7.4天津临港工业区道路软基处理验算

7.4.1临港工业区地质情况

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临港工业区位于天津港口的北部区域，工程地质条件极为相似，工业区内多位沿海滩涂及吹填区。工程区域上部为海相沉积的淤泥质土，软土层分布连续，层位稳定，厚10～12m，具有含水率较高、孔隙比大、强度低、压缩性高、土质不均的特点，是该区的软弱土层，具体地质情况如下表7-10临港土层。 土层 淤泥质粉质粘土 淤泥质粘土 褐灰色 淤泥 粉质粘土混贝壳 粉质粘土 粉质粘土 褐灰色 灰黄，褐黄色 粉砂 7.4.2瞬时沉降计算

算得E的加权平均数为5.6735Mpa 计算结果如下表7-11瞬时沉降计算表 P（Kpa） E 土层 1.121 5.674 7.4.3主固结沉降计算 b 30.8 0.4 1.12 6.1901 灰黄褐黄色 密实状 中上塑 中塑 均匀 不均 褐灰色 深灰色 2-3 1-2米 软塑 流塑软塑 可塑低塑 稳定 较稳定 稳定 均匀 不连续 连续 颜色 褐灰色 厚度m 状态 软塑 稳定性 分布 主固结沉降计算结果如下表7-12主固结沉降计算表 土层1 土层2 土层3 土层4 土层5 土层6 土层7 主固结沉降

1.137 1.246 1.255 0.788 1.031 0.614 0.731 1.2133 1.003 1.129 1.131 0.654 0.917 0.503 0.627 1.5 1 5 1.5 4 4 3 错误！未找到引用源。(mm) 0.0941 0.0521 0.2749 0.1124 0.2245 0.2751 0.1802 32

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则，总沉降量为+=7.4034m

结 论

天津滨海新区软土分布极为广泛，给公路工程建设带来了极大的影响和隐患，路

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基处理称为天津滨海新区公路工程的关键问题。在软土地区修建公路,路堤存在稳定性差和过大的变形沉降,在交通荷载作用下, 常使道路沉降变形, 严重影响道路的质量和使用。本文结合天津滨海新区软土路基处理工程，对软土地基的性质，处理方法，沉降因素进行了研究，得出如下结论：

1.软土处理方案归纳：主要有排水固结法，抛石挤淤法，铺设砂垫层法，塑料排水板法,加筋土、土工织物、锚固法,置换法,挤密法及挤密置换法。

2.对软土地基影响因素进行分析：软土主要有固结时间长，压缩性高，塑性指数大，强度指标小等特点，上述四项特点是对软土路堤产生危害的主要因素。 3.本文结合工程实例，对路基沉降进行了计算，经过计算，天津滨海新区软土工程沉降量结果分别为：中新生态城9.76mm，空港加工区7.80mm，津港集装箱物流中心2.747579mm，临港工业区7.403493mm。

可以直观地看出，天津港临港工业区道路所采用的路基处理方式的沉降明显小于其他路段，临港加工区的路基处理方式为：

路基位于沟渠的地段，打坝清淤后，填拆房碴至碎石垫层底标高，在沟渠范围内每填筑50cm厚拆房碴铺一层土工格栅。道路路槽以下70cm范围内自下而上采用40cm碎石垫层+30cm厚两步石灰粉煤灰土（12：35：53）。对原地面以下约2.5m范围内土体进行戗皂化渣处理，经翻晒后分层碾压至道路路槽以下70cm，然后自下而上采用40cm碎石垫层和一步20cm石灰土（8%）处理，处理后若局部仍达不到要求再进行两步40cm石灰土(8%)处理。碎石垫层下铺筑的双向拉伸土工格栅。

同时，临港工业区软基处理方式属于置换类中的垫层换填法。该法施工简便，不需特殊的机城设备，既能缩短工期，又能降低造价，垫层换填法能够很好的解决路基土的固结和软土的沉降问题。

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致 谢

李艳春老师在论文撰写过程中给予了重要指导，特此致谢。

本论文无论是在开题、资料收集、数据计算中，老师都给予了我耐心的启迪与指导。李艳春老师严谨的治学态度、渊博的学识、求实创新的进取精神、诲人不倦的学者风范，给我留下了难以忘怀的印象，将使我终生受益。在此，谨向老师致以最真诚的感谢!同时我还要感谢在我设计期间给我极大关心和帮助的各位同学以及关心我的朋友。同时我也非常感谢土木工程学院其他指导老师的悉心指导，在设计中给了我许多的帮助。

在这里我还要感谢在百忙之中抽出时间的阅读和评论本论文的老师们。

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