广州市某大道软土地基处理设计方案.docx

1、软土地基处理方案编制地区填料的冻胀压力。挡土墙的排水设施通常由地面排水和墙身排水两部分组成。地面排水设置地面排水沟，引排地而水；夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水和 地面水下渗，必要时可加设铺砌。图3-3挡土墙的泻水孔墙身排水主要是为了迅速排除墙后积水。浆砌挡土墙应根据渗水量在墙身的适当高 度处布置泄水孔(见图3-3)。4. 土压力的计算挡土墙设计的经济合理，关键是正确地计算土压力，确定土压力的大小、方向与分 布。土压力计算是一个十分复杂的问题，它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。 计算土压力的理论和方法很多。由于库伦理论概念清析，计算简单，适用范围较广，可 适用不同墙背坡度和粗糙度、不

2、同墙后填土表面形状和荷载作用情况下的主动土压力计 算，且一般情况下计算结果均能满足工程要求，因此库伦理论和公式是目前应用最广的 土压力计算方法.主动土压力计算公式：Ea=l/2H2Ka式中：Ea主动土压力(kN)-土的容重(kN/m)H一挡土墙高(m)Ka-一库伦主动土压力系数1. 3. 2挡土墙选型拟建广州市xx大道东段(华南桥车陂路)工程位于广州市天河区珠江北岸，频 临珠江，属于城市道路所以要收坡，采用重力式挡土墙，墙背坡度为1： 0. 25o断面详 图见附图T 8 o墙顶宽度为100cm,基础埋深为lOOcmo则墙底宽为175cm,设计时墙身 采用浆砌片石砌筑。如图3-4所示：图34挡土

3、墙尺寸构造图1. 3. 3重力式挡土墙检算1、土压力计算有规范查表得到虬=0.32已=奶 “ =22x3.00x0.32 = 21.12 kPa主动土压力：Ea = -/H2Ka = -x9x 3.OO2 x 0.32 = 27.36&N/222. 滑动稳定性检算挡土墙的滑动稳定性按公式计算，为了保证滑动稳定性，必须满足&21.30,如墙 前土厚度h3m,且密实可靠，不会被搬运或水流冲失，则可按库仑理论计算被动土压 力Ep为了安全，可适当折减。如图3-5所示图35挡土墙稳定性计算简图设计墙与地基之间的摩擦系数为f=0.4墙重G为：G =上（1 +1.75） x 3 x 22 = 90.75 k

4、N/m2G + E、b + E瓦90.75 x 0.427.36=1.33 1.30所以满足抗滑要求3. 抗倾覆稳定检算挡土墙的抗倾覆稳定性指它受力后抵抗墙身绕墙趾向外转动的能力，用抗倾覆稳定 系数表示，为稳定力矩之和与倾覆力矩之和工山”之比值。G.Zg = 22 XX 3 X 0.75 x|x 0.75 + lx3x(0.75 +=94.88 kN/mZv =-/=-x3.0 = 1.0x 33GZGEyZy _ E、 Z-94.88一 27.36x1 = 3.49 1.5所以满足抗倾覆要求。4. 合力偏心距及基底应力检算基底应力不允许超过地基容许承载力，为避免挡土墙发生显著不均匀沉降，还应

5、控 制作用于墙基底的合力偏心距。N_ GZg + 瓦乓EZ*= G +可=94,88-27.36一 90.75 + 0 = 0.74e = -Zxr = -0.74 = 0.142 A 2土质地基 = 15tkN/m2 a = kN/m227.85 l 所以满足基底应力检算。5.墙身截面强度检算为保证墙身具有足够的强度，需要对墙身截面进行检算，对一般与工挡土墙，可取 一二个截面进行强度检算，在墙身截面无大变化时，取墙高1/2处断面进行检算。（1）法向应力检算检算墙高1/2处断面的合力偏心距为：Bq GZg + EyZy EZXTG + Ey1.375 30.42 19.59139.19= 0.

6、411墙身截面的偏心距e 0.3B, =0.3x1.375 = 0.413法向应力:1土虫由1 6x(0.411)-1.375_inax _ G + Ey bmin = Z39.19-1.37579.62, r = kN I m cr22.61L （2）剪应力检算:= 4.25kN/m2 r根据以上检算，各项要求都满足。所以确定墙背坡度为1： 0. 25o墙顶宽度为100cm, 基础埋深为100cm。则墙底宽为175 cm。1.4软土地基承载力地基承载力是指地基土单位面积上所能承受荷载的能力，以kPa计。一般用地基承 载力特征值来表述。公路地基基础设计规范（GB50012001）规定，地基承载

7、力的特 征值是指由载荷试验测定的地基土压力压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应 的压力值，其最大值为比例界限值。一般认为地基承载力可分为允许承载力和极限承载 力。允许承载力是指地基土允许承受荷载的能力，极限承载力是地基土发生剪切破坏而 失去整体稳定时的基底最小压力。确定地基承载力的方法有载荷试验法、理论计算法、 规范查表法、经验估算法等许多种。单一一种方法估算出的地基承载力的值为承载力的 基本值，基本值经标准数理统计后可得地基承载力的标准值，经过对承载力标准值进行 修正则得到承载力设计值。在工程设计中为了保证地基土不发生剪切破坏而失去稳定， 同时也为使建筑物不致因基础产生过大的沉降和差异沉

8、降，而影响其正常使用，必须限 制建筑物基础底面的压力，使其不得超过地基的承载力设计值。因此，确定地基承载力 是程实践中迫切需要解决的问题。我们可以通过现场载荷试验或室内模型试验来研究地基承载力。现场载荷试验是在 要测定的地基上放置一块模拟基础的载荷板。载荷板的尺寸较实际基础为小，一般约为 0.251.0m。然后在载荷板上逐级施加荷载，同时测定在各级荷载下载荷板的沉降量及 周围土的位移情况，直到地基土破坏失稳为止。通过试验可以得到载荷板在各级压力p 的作用下，其相应的稳定沉降量。1.4.1地基承载力的确定方法1 .按极限荷载确定地基承载力极限荷载即地基变形第二阶段与第三阶段的分界点相对应的荷载，

9、是地基达到完全 剪切破坏时的最小压力。极限荷载除以安全系数可作为地基的承载力设计值。极限承载力的理论推导目前只能针对整体剪切破坏模式进行。确定极限承载力的计 算公式可归纳为两大类：一类是假定滑动面法，先假定在极限荷载作用时土中滑动面的 形状，然后根据滑动土体的静力平衡条件求解。另一类是理论解，根据塑性平衡理论导 出在己知边界条件下，滑动面的数学方程式来求解。由于假定不同，计算极限荷载的公式的形式也各不相同。但不论哪种公式，都可写 成如下基本形式PLYbNy+Nq+NcC。下面介绍在平面问题中浅基础应用较多的太沙基公 式。太沙基利用塑性理论推导了条形浅基础在铅直中心荷载作用下，地基极限荷载的理

10、论公式。本公式是属于假定滑动面分成三个区，求极限荷载的方法。其假定为：（1）基底面粗糙，I区在基底面下的三角形弹性楔体，处于弹性压密状态，它在地 基破坏时随基础一同下沉。楔体与基底面的夹角为4）。（2）II区（辐射受剪区）的下部近似为对数螺旋曲线。m区（朗肯被动区）下部为一斜 直线，其与水平面夹角为（45-6/2）,塑性区（II与III）的地基，同时达到极限平衡。(3) 基础两侧的土重视为“边载荷”q=Yd,不考虑这部分土的抗剪强度。III区的 重量抵消了上举作用力，并通过II、I区阻止基础的下沉。2. 按工程规范确定地基承载力地基承载力的确定，是一个与地基土的性质、建筑物的特点等多种因素有关

11、的复杂 问题。规范是根据大量建筑工程实践经验、现场载荷试验、标准贯入试验，轻便触 探试验和室内土工试验数据，对相应的地基承载力进行统计、分析、制定的。当基础宽度bW3m,基础埋深d=0.5m,可按规范各表所列的数值确定地基承裁 力的标准值或基本值。如果实际工程的b、d超过上述范围，则地基承载力需进行宽度 与深度修正，修正后为地基承载力的设计值(或称容许承载力)。表3-4素填土承载力标准值(kPa)N1010203040f(kPa)85115135160注：本表只适用于粘性土与粉土组成的素填土。1.4.2软土地基承载力计算本设计为广州市XX大道东段(华南桥车陂路)第一标段(K0+000K1+15

12、0)路 段的路基设计。承载力计算的相关参数和具体计算如下。1. 计算参数路堤高度：取K1+000处为计算点，设计高程为8. 30m ,地面高程为5. 70田， 则路堤高为2. 60m填土容重：=19. 0W/?3计算荷载Q=450kNL=180cm填土内摩擦角：，Cv=8. 5kPa ,夯后填土内摩擦角：2. 承载力计算由Pur = 5A4Cv+c/ 得(3-1)W = 5.14 x 8.5 + 0 = 43.69刷按汽-20 重车计算 Q=280+170=450kN, L=180cmB = Nb + (N-l)d + 4(3-2)= 4x2.5 + 3x0.5 + 4=15.5m式中a软土的

13、不排水强度；N横向分布的车辆数；B 一一横向分布车轮最外缘之间总距(D1)； b 一一每一车辆的轮胎外缘之间距离(ni);d 相邻两辆车轮胎之间净距(m)。所以可得换算土柱高：些=4x45。=3.39，(3-3)。rBL 19x15.5x1.8Q 一一每一辆车的重力(kN);一一路基填料容重(kN/m)极限承载力：/? = 19x(8.30-5.70-0.66 + 3.39)=101. 27kPaPur150315挖方路基0308103. 软土地基分布：X X大道位于珠江三角洲冲积平原珠江北岸，珠江支流一级阶地。总体场地地势平坦，以工厂区、鱼塘及河涌为主，厂区内分布有工业设施、建筑物及空地。第

14、四系全新统 地层厚1020叽场区主要分布第四系人工填土层（Q/）、第四系全新统海陆交互相沉 积层（Q 第四系全新统冲积层（Q?）、残积层（Q）、以及白垩系上统（KD岩层。 各岩层自上而下依次为：。（1）第四系人工填土层（Q：） I杂填土:普遍分布于场地，呈杂色、灰黑色、杂褐色，主要由建筑垃圾、粘性土 及少量生活垃圾组成，松散为主，分布不均,该层直接出露于地表，层厚0. 54. 5m。 2素填土:揭露于K0+980Kl+200、K1+590K1+845及K3+724,呈灰黄色、灰黑 色、灰色，主要由亚粘土或粗砂组成，可塑或疏松状，层厚0. 64. 9m。（2）第四系全新统海陆交互相沉积层（Q.）

15、广泛分布于场地，顶界埋深0.56. 5m,按岩性可分以下两个亚层： I淤泥：广泛分布于场地，灰黑色，饱和，流塑，含有机质，局部变相为淤泥质 亚粘土、淤泥质砂土及淤泥质粉砂，该层位于人工填土之下，层厚28m。 2淤泥质细砂：揭露于K0+000K0+500、K2+250K2+350、K3+000K3+724,呈不 连续状分布，灰黑色，饱和，松散，颗粒均匀，层中夹薄层淤泥，含少量有机质，该层 位于淤泥层之下，层厚0. 94. 9m（3）第四系全新统冲积层（Qi）场地分布局限，揭露层厚0.53.0m,按岩性可分以下两个亚层： I细砂：局部变相为亚砂土，分布局限，仅揭露于K0+000、K0+504、K2

16、+250K2+350、K3+724,呈灰黄色、灰色，饱和,稍密至中密。砂颗粒均匀，层厚1.303.00叽 2亚粘土：仅揭露于K0+450K0+800、K1+657,层状透镜状断续分布，灰白色，灰 色，夹红色，软塑可塑，层厚0.53.0m。(4) 第四系残积层(Q)亚粘土:广泛分布于场地，暗紫红色，局部黄色,可塑硬塑，为泥质粉砂岩风化残 积土，层位稳定,工程性质较好，厚度大于5mo软土土层具体分布范围详见特殊路基设计纵断面布置图及岩土工程勘察报告。软土层主要物理力学指标如表3-3：表3-3软土层主要物理力学指标表项 目数值范围均值项 目数值范围均值天然含水量3 (%)48. 875. 762.7

17、固结()10.0孔隙比e1.37 1.961.58快剪G (kPa)7.0 10.08.5塑性指数Ip(%)8. 6-13.810.8快剪4)()3.9饱和度(%)91. 3100. 096.4C (kPa)5.0液限5(%)22. 639. 233. 1压缩换量E(Mpa)1.792. 992.40天然容重(g/cm3)1. 551. 671.62压缩系数 a. 1-0.2 (MPa l)0. 83 1.651. 13塑限斜(%)14. 025. 622.3固结Cv (cm7sX103)0. 393 0.4410.417液性指数I.1.975. 783.71系数Ch (cmVsXlO3)4.

18、 6365. 0774. 8571.2软土地基上路堤设计1. 2.1软土路基横断面设计1. 在铁路线路或道路工程中，路基有下面几中形式：(1) 路堤当铺设轨道或路面的路基面高于天然地面时，路基以填筑方式构成，这中路基称为 路堤。(2) 路堑当铺设轨道或路面的路基面低于天然地面时，路基以开挖方式构成，这种路基称为 路堑。(3) 半路堤当天然地面横向倾斜，路堤的路基面边线和天然地面相交时，路堤体在地面和路基 面相交线以上部分无填筑工程量，这种路堤称为半路堤。（4）半路堑当天然地面横向倾斜，路堑路基面的一侧无开挖工作量时，这种路基称为半路堑。（5）半路堤半路面当天然地面横向倾斜，路基一部分以填筑方式

19、构成而另一部分以开挖方式构成时， 这种路基称为半路堤半路堑。（6）不填不挖路基当路基的路基面和经过清理后的天然地基面平齐，路基无填挖方时，这种路基称为 不填不挖路基。2 .路基断面设计（1）路基本体在各种形式中，为了能按线路设计要求铺设轨道或路面而构筑的部分，称为路基本 体。在路基横断面中，路基本体由路基顶面、路肩、基床、边坡、基底几部分构成。（2）路基设备路基设备是路基的组成部分，是为确保路基体的稳固性而采用的必要的经济合理的附属 工程措施。它包括排水设备和防护、加固设备两大类XX大道规划为城市主干道I级兼城市景观道路。根据己选取横断面的资料，高 速公路设计时速为60km/h,为整体封闭式，

20、设计为四车道，具体设计如图3T所示。断 而详图见附图T 1T 5。拟定断面形状:路堤高2. 60m,路基面宽60m,坡率1： 1. 5；换算活载土柱高h0=3. 39m, 一般正常路段横断面布置为：7米（绿化带+人行道+自行车道）+12米（机动车道）+8 米（中央分隔带）+12米（机动车道）+7米（绿化带+人行道+自行车道）+14米（景观 绿化带），景观绿化带位于道路南侧，濒临珠江。14米景观绿化带可根据不同地段适当 减窄或取消，以减少拆迁。图3-1路基横断面设计形式在“T”型交叉路口路口，增加左转弯车道，结合XX大道西段，按照500米至800 米的间距，在道路两侧布置港湾式公交停靠站。交叉口

21、处设置残疾人坡道及人行斑马线。施工情况：10个月竣工，12个月通车。路堤填筑速率：三级加荷，第一级等速填 筑2个月，填土高度1.0m,固结2个月，第二级等速填筑2个月，填土高度1.0m,固 结2个月；第三级等速填筑2个月，填土高度0. 4m,固结2个月后通车。1. 2. 2软土地基路堤填料路堤填料根据土石的颗粒组成、颗粒形状、塑性指数及液限等，应分为岩块、粗 粒土和细粒土三大类，按填料的性质和适用性，可分为下列五组：A组：优质填料。包括不易分化的硬块石、漂石土、卵石土、碎石土、砂性土等；B组：良好填料。包括不易分化的软块石、级配不良的漂石卵石土、碎石土、粗砂、 中砂、细砂等；C组：一般填料。包

22、括易分化的软块石、细粒土含量在30%以上的漂石土、卵石土、 粉土粉砂等；D组：不易使用的差质填料；E组：严禁使用的劣质填料。在该设计中路堤填料取A组填料中的砂性土，路基构造图如下图所示：图32路基构造图1.3重力式挡土墙设计计算挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高 较低、地基较好的场合；钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙 其受力比较合理，墙身坊工体积小，也已广泛应用于公路路基的防护。垛式挡土墙易于 调整墙的高度，并采用预制构件拼装，是一种特殊型式的挡土墙。所以本设计采用重力 式挡土墙。由于道路左侧无放坡条件，于道路左侧用路肩挡土墙收坡，具体

23、为：高差小于0. 2m 地段，直接在人行道外侧边缘设置30X15X100cmC30混凝土缘石。高差1. 0mH0. 2m 地段，用重力式路肩挡土墙收坡，重力式路肩挡土墙采用C20素混凝土现浇，挡土墙基 础埋深不小于0.5m,墙底采用粉喷桩基础，横向（垂直道路方向）桩距1.0m,纵向（顺 道路方向）桩距1.2m,两排桩交错布置。道路填土高度31.0m地段用悬臂路肩挡土墙 收坡；悬臂挡土墙墙身、底板，均采用C30钢筋混凝土现浇，受力钢筋为II级钢筋，分 布筋为I级钢筋，钢筋最小保护层厚度不小于3. Ocm；悬臂式路肩挡土墙基础埋置深度 一般不小于0. 7m,挡土墙基底夯填厚0. 20m碎石垫层。挡

24、土墙在地面以上0. 20m每隔 2.0m上、下、左、右交错设置泄水孔，孔径0. 05nio墙背设土工布反滤层（450g/m2 ）, 以防泄水孔堵塞及路基填土外漏、流失。为满足地基承载力及控制沉降要求，悬臂式路 肩挡土墙墙底设置方桩基础，根据不同地段采用不同的桩长，方桩采用截面为28cmX 22cm的矩形桩，桩身采用C30混凝土，受力钢筋为II级钢筋，箍筋为I级钢筋，按两排 桩布置，桩距1.0m,正三角形布置。挡土墙及方桩施工时应注意保护邻近地下管线，必 要时进行监测。高差大于等于1.0m地段墙顶设人行道栏杆。人行道栏杆与其下的悬臂 挡土墙连接成一体。右侧道路边坡全部绿化。1. 3.1挡土墙设计

25、原理及步骤挡土墙的种类主要有以下几种：(1) 重力式挡土墙(2) 托盘式挡土墙和卸荷板式挡土墙(3) 悬臂式和扶壁式挡土墙(4) 加筋土挡土墙(5) 锚定板挡土墙(6) 抗滑桩和桩板式挡土墙(7) 锚杆挡土墙(8) 土钉墙(9) 桩索复合结构重力式挡土墙只要是依靠自身重量抵抗土体和附加荷载应力。就全墙来说，在力系 作用下，应保持稳定并要求地基有足够强度，对墙身薄弱断面应加以检算。1.重力式挡土墙构造要求(1) 材料选择浆砌片石挡土墙取材容易，施工简便，适用范围比较广泛。山区公路中，石料资源 较为丰富，在挡土墙高W10米时，因地制宜，采用浆砌片石砌筑，可以较好地满足经济、 安全方面的要求。(2)

26、 截面形式选择根据挡土墙结构类型及其特点分析，当墙高V5时，采用重力式挡土墙，可以发挥 其形式简单，施工方便的优势。同时，由于山区公路地面横坡比较陡峭，若采用仰斜式 挡土墙，会过多增加墙高，断面增大，造成浪费，采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。 一般在路堑墙、墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下，才考虑采用仰斜式挡土墙。 当墙高N5且地基条件较好时，采用衡重式挡土墙，可以有效地减小截面，节省材料。(3) 位置选择在挖方边坡比较陡峭时，采用路堑挡土墙，可以降低边坡高度，减少山坡开挖，避 免破坏山体平衡；在地质条件不良情况下，还可以支挡可能坍滑的山坡土体。对于采用路肩挡土墙或路堤挡土墙，应结合具体条件考虑，必要时应作技术经济比