DB33T 904-2013 公路软土地基路堤设计规范.pdf

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  • 4.2.2根据设计要求还应收集和调查以

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    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; 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。

    4.3.1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,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。

    4.4.1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的要求机电标准规范范本, 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

    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 值

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    设计应遵循以下原则: 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; 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; 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:桥梁与路基相邻路段的划分长度一般为30m~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20m~40m,圆管涵与路基相邻路 段的划分长度一般为10m~20m,其余为一般路段; 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; 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. 1一般路段

    a 软土层深度为3m~5m时,宜选用浅层处理或堆载预压;软土层深度大于5m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10m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。 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

    4.5.3.2桥梁、通道、涵洞与路基相邻路段

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    a)填土高度较低(<3.0m)并具备预压条件时,宜选用排水固结法结合堆载预压的处理方法。 b) 填土高度较高时(≥3.0m),宜选用桩承式加筋路堤或水泥搅拌桩等方法。 C 填土高度超过2~3倍的极限填筑高度时,宜选用桩承式加筋路堤,或选用泡沫混凝土、EPS 块体、EPS颗粒混合土、粉煤灰等轻质填料,并可结合排水固结、复合地基等方法综合处理。

    4.5.3.3不同处理方法相邻路段

    字在差异沉降的相邻路段,应做过渡处理设计, 丙构造物之间,当一般路段长度小于50m时,宜采用与构造物相邻路段相同的处理方法

    4.5.3.4特殊地形地貌路段

    a)傍山路段软土分布纵横向变化较大。当软土埋深浅、厚度薄时,宜选用置换法;当软土深厚 时,宜选用轻质路堤或钻孔灌注桩等处理方法。 b 临河塘路段,根据软土层条件和稳定验算结果,宜选用预应力管桩等桩承式加筋路堤、轻质 路堤等处理方法。 桥下、杆线下方等施工设备受净空限制路段,宜选用钻孔灌注桩、轻质路堤等对设备高度要 求低的处理方法。 临近重要构筑物路段,宜选用钻孔灌注桩、水泥搅拌桩、轻质路堤等对构筑物影响小的处理 方法;不宜选用真空预压、排水固结等易产生地基沉降及侧向位移等不良影响的处理方法。

    4.5.3.5改扩建路段

    路基拼接时,原有路基与拓宽路基的路拱横坡度的工后增大值不应大于0.5%;拓宽路基桥头 路段工后沉降不大于5cm,桥头路段总沉降不大于15cm,一般路段工后沉降不大于15cm。 b) 原有路基已基本完成地基沉降的路段,路基拓宽范围的软土地基处理宜选用桩承式加筋路堤 或复合地基,不宜选用排水固结法处理。 C 原有路基尚未完成地基沉降的路段,路基拓宽范围的软土地基处理可选用排水固结法,或原 处理方式相同的处理方法。

    4.5.4沉降与稳定计

    4.5.4.1设计应进行软基的沉降与稳定性计算分析工作,必要时应采用有限元等数值分析方法进行验 算。沉降计算和稳定验算应考虑路堤在施工期与预压期由于地基沉降而补方的填料增重的影响。

    5.4.1设计应进行软基的沉降与稳定性计算分析工作,必要时应采用有限元等数值分析方法进 。沉降计算和稳定验算应考虑路堤在施工期与预压期由于地基沉降而补方的填料增重的影响。 5.4.2沉降计算应包含总沉降及工后沉降的计算,具体计算如下: a)总沉降 总沉降S宜按式(1)计算:

    式中: m,一一综合经验修正系数,与地基条件,荷载强度,加荷速率等因素有关,其范围一般为0.9~1.7 S.一一主固结沉降(mm)。 总沉降S也可按式(2)计算:

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    式中: S.一一瞬时沉降(mm); S,一一次固结沉降(mm)。 b)工后沉降 路面设计使用年限内的工后沉降S,可按式(3)计算

    S.——路面交工时的地基沉降量(mm)

    4.5.4.3稳定验算

    软土地基路堤的稳定验算一般采用固结有效应力法、改进总强度法,有条件时也可采用简化Bishor 法;对于非圆弧滑动验算,宜采用Janbu普通条分法。验算时按施工期和营运期的荷载分别计算安全系 数。施工期的荷载包括路堤自重,营运期的荷载包括路堤自重、路面的增重及行车荷载。 4.5.5高速公路、一级公路应采用动态设计方法和施工动态控制技术,二级及以下公路宜采用动态设 计方法和施工动态控制技术。

    软土地基路堤的稳定验算一般采用固结有效应力法、改进总强度法,有条件时也可采用简 法;对于非圆弧滑动验算,宜采用Janbu普通条分法。验算时按施工期和营运期的荷载分别计 数。施工期的荷载包括路堤自重,营运期的荷载包括路堤自重、路面的增重及行车荷载,

    4.5.5高速公路、一级公路应采用动态设计方法和施工动态控制技术,二级及以下公路宜采 计方法和施工动态控制技术。

    4.6.1施工组织设计应满足设计要求的预压期和沉降稳定时间,特别是采用排水固结和预压处理的路 段,应尽早实施,以利于满足沉降要求。 4.6.2应按照软基特性和不同的处理方式,实施施工动态控制。 4.6.3预压期应根据实测的沉降情况进行调整;路基二次开挖、回填及路面施工时间应以沉降速率和 推算工后沉降值控制,两者均应满足设计容许值。 4.6.4大面积施工前,应根据设计要求进行现场试桩或试验,以确定合理的施工技术参数。 4.6.5施工阶段实际地质情况与施工图出入较大时,应验证地质情况,修正设计方案,

    4.7.1设计文件编制按现行设计文件编制办法执行。

    a) 软土地基处理方案比选表; b) 软土地基处理方法典型设计图; c) 不同处理方法之间过渡处理设计图; d) 软土地基处理设计表; 软土地基处理工程数量表:

    f)软土地基路堤动态监测设计图: g)软土地基路堤动态监测设计表及工程数量表。

    4.7.3施工图设计文件常用图表应包含以下内

    a 软土地基处理方法典型设计图; b) 软土地基处理设计表; c) 软土地基处理工程数量表; d) 不同处理方法之间过渡处理设计图; e) 软土地基处理沿线纵断面布置图; f) 预压路段增宽及坡率设计图; g) 软土地基路堤动态监测设计图; h) 软土地基路堤动态监测设计表及工程数量表; i) 复杂路段软土地基处理平面布置图

    5浙江省软士的工程特性及勘察

    5.1 软土的分类与工程特性

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    a)浙江省软土主要分布在浙北、浙东平原区(I),零星分布在中低山丘陵及浙中盆地区(II) 低洼地带: b)软土分区可参考表4及附录A; c)各分布区典型软土物理力学性质指标可参考附录E。

    5.1. 2 软土的分类

    5. 1. 2软土的分类

    5.1.2.1软土按成因类型分类见表5

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    5.1.2.2软土按特性指标分类见表1。

    表7软土按埋藏条件分类

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    1.3软土的工程特性见

    2.1应在资料收集的基础上,根据场地条件、公路等级选用综合勘察方法,查明场地的工程地 、水文地质条件,为设计提供必要的地质参数。工程勘察应满足《公路工程地质勘察规范》(JTJ 《公路路基设计规范》(JTGD30)的要求

    5.2.2初步设计阶段勘察应基本查明以下内容

    a)地形地貌的成因、类型、分布和形态特征; b)软土的成因、地质年代、分布范围、埋藏深度、地层结构、分层厚度; c)软土下卧硬层的起伏形态和横向坡度、地表硬壳层的分布范围及厚度: d)软土地层中的砂类土夹层或透镜体的分布范围、厚度、渗透性、密度程度; e)软土的物理、力学、水理性质和地基的承载力; f)暗埋的塘、浜、沟、渠等的发育与分布情况; g)地下水的类型、理深、水位变化情况、水质及腐蚀性。

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    5.2.3施工图设计阶段勘察应查明第5.2.2条的内容

    5.2.4勘察方法的选用按下列原则执行:

    a)应结合工程地质条件选择,并有所侧重。宜按以下顺序进行:收集资料→工程地质调查测绘一 钻探与原位测试一→室内试验→编制报告; b)钻探应根据软土地层结构、成因类型、成层条件、地层厚度并结合构筑物的类型、规模与基础 类型等综合确定钻孔间距、深度。对软土埋藏浅、厚度小的地段或山区薄层软土段,可采用探 坑或轻便螺纹钻; c)原位测试应根据岩土条件、设计对参数的要求、地区经验和测试方法的适用性等因素选用。原 位测试成果应与室内试验成果相互验证,保证成果准确性

    a)工程规模、设计要求等资料; b)地形地貌、区域地质、水文地质、遥感影像、气象、地震动峰值加速度等资料; c 前期勘察和试验成果资料; d)区内类似土建工程软基处治的措施和经验。

    5.2.6工程地质调查和测绘包含以下内容

    a)工程地质条件较复杂的场地应进行工程地质测绘。工程地质条件简单的场地,可用工程地质 调查代替工程地质测绘: 初步设计阶段宜在工程可行性研究基础上全面进行工程地质调查和测绘,施工图设计阶段可 在初步设计的基础上,对某些专门的地质问题做必要的补充; 工程地质调查和测绘主要有以下内容: 1) 场地的微地貌类型和不良地质作用并进行工程地质分区。 场地的第四纪地层特征、成因类型、分布范围、埋藏条件、应力历史等情况。 地下水的埋藏条件、水位变化幅度与地表径流及潮汐的水力联系、补给来源和地下水质类 型等。 4 既有堤防、涵洞、桥梁、道路、房屋、地下洞室等构筑物修建时间、地基处理措施、施工 方法、处理效果等。

    5.2.7.1勘探点间距应按以下原则确定

    a)纵向勘探点间距应按以下原则确定: 1 纵向勘探点控制间距应满足表8的规定; 2) 对于傍山软土路段及其它软土厚度变化较大的路段,勘探孔应加密布置,以查明软土层的 厚度和性质在纵向上的变化,满足设计要求: 3 对于改扩建工程,应根据工程特点、原公路软基处理方式、固结时间等综合确定勘探点间 距。 b)横向勘探点间距应按以下原则确定: 1) 简单场地纵向间距500m1000m布置1个路基横向断面,场地条件复杂、软土层性质或厚 度变化较大处,应适当加密,可按250m~500m考虑。

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    2)每个横断面上勘探点不宜少于3个,可按路基中心线及两侧坡脚进行布置,工程地质条件 复杂、路基宽度较大处应加密布孔 3)扩建工程扩建侧横断面钻孔应从原路基坡脚向外布置,勘探孔数量不宜少于3个。

    表8纵向勘探点控制间距

    注1:设计填王高度大于极限高度或桥头路段采用低限: 注2:有桥梁钻孔或构造物钻孔作为路桥两用钻孔利用时,可适当酌减; 注3:施工图设计阶段,宜在傍山路段等复杂场地增布纵横向勘探孔,以查明软土层厚度在纵横方向的变化; 注4:对于改扩建工程,尚应自公路中心向两侧加密布设横向勘探孔,单侧至少应布置3个孔,包括钻孔或静力触探孔。

    5.2.7.2勘探孔定位应按以下原则确定

    初步设计阶段勘探孔位置应在1:2000路线平面上标注或在现场布设。孔点位置用坐标控制, 允许移动范围:对路基孔沿中线前后不超过30m,垂直中线左右不超过15m;构造物孔沿中 线前后不超过10m,垂直中线左右不超过5m。孔口高程不超过10cm; b) 施工图设计阶段勘探孔位置应在1:2000路线平面上标注,并充分利用初步设计阶段勘探孔成 果。孔点位置用坐标控制,允许移动范围:对路基孔沿中线前后不超过20m,垂直线左右不 超过10m;构造物孔沿中线前后不超过5m,垂直中线左右不超过5m。孔口高程不超过10cm。

    5.2.7.3勘探点深度应按以下原则执行

    的需要; b) 钻孔深度宜穿透软土层。对于厚层及巨厚层软土,钻孔深度应达到预估的地基附加应力与地基 土自重应力比为0.10~0.15时所对应的深度(地下水位以下采用浮容重)或不小于地基压缩 层的计算深度; 对于薄层软土或山路段,钻孔深度应达到下卧层内2m~5m; d 对于多层软土,应根据软土特点、填土高度、处理方式等,按受影响的最下层软土控制。 2.7.4钻探取样应按以下原则确定: 控制性钻孔必须按规定深度在软土层中准确采用原状土样。一般性钻孔应按控制性钻孔规定深 度鉴别土层,必要时在重要层位取样或进行原位测试; b 取样间距:对非均质土,在地面以下10m以内,每1.0m取样一组;在地面下10m~20m, 每1.5m取样一组;20m以下可每2.0m取样一组。变层处应取样品。对厚层、巨厚层均质 软土层,可对性质相同或相近层次的层顶和层底各取一组样品,中间取两组以上的样品。如软

    5.2.7.4钻探取样应按以下原则确定

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    土指标有变化,应补取样品。对于硬壳层、软土间夹层、硬土层以及排水砂层,也应采集样品 以取得计算指标,取样间距1.5m~2.0m; c)取样质量和数量应满足室内试验的要求,

    5.2.8.1原位测试方法选择应执行以下规定

    a)原位测试方法应根据岩土条件、设计对参数的要求、地区经验和测试方法的适用性等因素选用; D 根据原位测试成果,利用地区经验估算岩土工程特征参数和对岩土工程问题做出评价时,应与 室内试验和工程反算参数作对比,检验其可靠性; 原位测试的仪器设备应定期检验和标定。分析原位测试成果资料时,应注意仪器设备、试验条 件、试验方法等对试验的影响,结合地层条件,剔除异常数据,

    5.2.8.2 载荷试验应执行以下规定

    用于测定承压板下应力主要影响范围内软土的承载力及变形特性。可根据需要选用浅层平板 荷试验、深层平板载荷试验或螺旋板载荷试验; 根据载荷试验资料,可确定比例界限压力、极限压力、地基土承载力、土的变形模量、基准 床系数等。

    5.2.8.3静力触探试验应执行以下规定

    a 根据需要采用双桥探头或带孔隙水压力量测的双桥探头,测定锥尖阻力(qc)、侧壁摩阻力(fs) 和贯入时的孔隙水压力(u); b 根据静力触探资料,可进行力学分层,估算土的强度、地基承载力、沉桩阻力等。根据孔压消 散曲线可估算土的固结系数和渗透系数

    5.2.8.4十字板剪切试验应执行以下规定

    用于测定饱和软黏性土(β~0)的不排水抗剪强度和灵敏度; b) 根据十字板剪切试验资料,可计算各试验点的不排水抗剪峰值强度、残余强度、重塑土强度和 灵敏度,确定地基承载力、单桩承载力,计算边坡稳定,判定软黏性土的固结历史。

    5.2.8.5扁铲侧胀试验应执行以下规定

    a)根据试验资料,可计算土的侧胀模量、侧胀水平应力指数、侧胀土性指数; b)根据地区经验,可判别土类,确定黏性土的状态、静止侧压力系数、水平基床系数等

    5.2.8.6旁压试验应执行以下规定

    a)可采用预钻式或自钻式旁压试验: b 根据旁压试验资料,可计算土体的旁压模量,评定地基承载力和变形参数。根据自钻式旁压试 验的旁压曲线,还可测求土的原位水平应力、静止侧压力系数、不排水抗剪强度等

    5.2.8.7波速测试应执行以下规定:

    可采用单孔法、跨孔波或面波法测定软土的压缩波、剪切波或瑞利波的波速,计算软土的动 参数; 根据测试资料,可计算土层小应变的动弹性模量、动剪切模量和动泊松比,

    5. 2. 9 室内试验

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    5.2.9.1软土试验样品不得因长期存放而改变其物理力学性质,必要时可在现场进行室内试验。对原 状软土样品应在三天内开样试验,并应做好开样记录。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。 5.2.9.2土样试验及对试验指标的整理与统计,必须严格遵照《公路土工试验规程》(JTGE40)的规 定进行。 5.2.9.3软土室内试验项目应按附录C执行,不同地基处理方法的软土试验项目应按附录B执行

    2.9.2土样试验及对试验指标的整理与统计,必须严格遵照《公路土工试验规程》(JTGE40) 进行。 2.9.3软土室内试验项目应按附录C执行,不同地基处理方法的软土试验项目应按附录B执行

    5.2.10资料整理及工程地质勘察报告编制

    2.10.1各阶段原始数据及中间成果应进行及时整理分析。岩土的参数应进行数理统计,作为编 地质勘察报告的基础资料。

    5. 2. 10. 2

    6.1.1 适用范围如下:

    a) 地基承载力不足的浅层软土路段; b 不满足路面结构及路基对地基强度要求的低填、浅挖路段。 6.1.2 常用形式及选用原则如下: a 地基浅层软土深度小于3.0m的路段,处理形式可选用排水垫层、浅层置换或浅层加固: b 路基填筑高度小于2.0m的路段及浅挖路段,处理形式可选用排水垫层、浅层加固; 地基位于河塘、滩地及常年积水的洼地,表层为流塑状软土且层厚较薄时,处理形式可采用 石挤淤。

    6.2.1应根据工程具体情况,按就地取材的原则选用材料。排水垫层宜选用透水性能良好的砂砾或 石;置换垫层宜选用强度较高的砂砾、碎石、岩渣等;浅层加固可选用水泥稳定土、石灰稳定土等。 6. 2. 2材料要求:

    6. 2. 2材料要求:

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    6.2.3浅层处理厚度!

    a)排水垫层厚度以0.3m~0.8m为宜,铺设范围为路堤坡脚外延伸0.5m~1.0m; b)置换厚度不宜大于3.0m。 c)浅层加固处理的厚度宜为 0.5m~3. 0m

    .4.1浅层处理的设计计算应满足地基承载力禾

    Pz+ Pez≤fak...

    6.2.4.3挡土墙、箱式通道(涵洞)、盖板涵置换层、加固土层底面处的附加应力值P可按 简化计算。

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    6)施工质量检验应分层进行,每层的压实度符合设计要求后方可填筑上层土。

    6.3.2砂砾、碎石层

    a)施工中应控制最佳含水率计算机标准,并采用机械碾压; b)饱和砂石垫层宜采用插入式振捣或水撼法施工; c)砂砾、碎石层的底面宜铺设在同一标高上,如不在同一平面,宜采用台阶或斜坡方式连通

    .3.3水泥稳定土加固

    a 稳定土碾压的松铺厚度和分层压实厚度应事先通过试验确定; b 对人工摊铺的土层整平后,用轻型压路机进行碾压,使其表面平整,并满足压实度要求; C 拌和深度应达稳定层底并宜侵入下承层5mm~10mm,以利上下层粘结; d 洒水及拌和过程中,应及时检查混合料的含水率。宜比最佳含水率大1%~2%; e 经过拌和、整形的水泥稳定土,宜在水泥初凝前并应在试验确定的延迟时间内完成碾压,并 达到要求的密实度,同时没有明显的轮迹。

    测绘标准6.3.4石灰稳定王加固层

    a)石灰稳定土垫层施工,必须先做好排水设施,严禁场地积水; b)石灰稳定土垫层应将石灰稳定土拌和均匀,控制含水率; c)石灰稳定土垫层压实后3天内不得受水浸泡,冬季施工应采取防冻措施。

    a 当横坡缓于1:10时,应沿路线中线向前成等腰三角形抛填,渐次向两侧对称抛填至全宽, 将淤泥挤向两侧: b 当横坡陡于1:10时,应自高向低张开抛填,并在低侧边部多抛约2m宽的平台顶面; 当石料抛出水面后用小石块填塞平整,用重型压路机碾压,其上铺设反滤层,再进行填土; d 不得在施工完抛石挤淤的垫层上直接填筑路基,应增设一层土工合成材料加筋垫层来改善路 基底部的受力性能。

    ....
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