公路软基处理技术方案计算书

软基处理方案计算

目录

1 2 3 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3

软基处理方法 ........................................................................................................................ 2 计算参数 ................................................................................................................................ 2 真空塑排板方案计算 ............................................................................................................. 5 真空预压和排水板设置 ......................................................................................................... 5 预压沉降计算 ......................................................................................................................... 5 原始条件: ........................................................................................................................... 5 真空预压结束时的沉降计算 ............................................................................................. 7 路面竣工时及以后的沉降计算 ....................................................................................... 11 真空预压方案说明 .......................................................................................................... 12

超载预压+排水板方案计算...................................................................... 错误!未定义书签。 堆载设置 .................................................................................................. 错误!未定义书签。 预压沉降计算 .......................................................................................... 错误!未定义书签。 原始条件: ............................................................................................ 错误!未定义书签。 路面竣工时及以后的沉降计算 .......................................................... 错误!未定义书签。 超载预压+排水板方案说明 ................................................................ 错误!未定义书签。

1

1 软基处理方法

道路总宽37m，路面设计标高为2.3m。路基位于吹填区域，地貌单元属冲积、海积平原区，几经海陆交互沉积形成了巨厚的沉积物。场地地势低平、开阔，地面高程一般介于8～3.90m之间。经初步分析，拟采用真空预压+塑料排水板处理道路路基，但由于部分区域存在较多粉土层，真空预压塑料排水板处理可能存在一定的难度，因此，超载预压+排水板作为备用方案一并提出。

DZK18孔揭示的地层进行分析计算。该处地面高程1.74，路面设计标高为2.3m。 分析考虑横向竖向二维固结，塑料排水板假定10cm宽，4mm厚，纵向排水通量大于40cm3/s。横向固结过程考虑排水板的井阻和施工的涂抹效应。采用理正岩土的软土地基模块进行计算。

2 计算参数

计算各参数根据地质勘察查资料确定，见表 1~表 3。

2

表 1岩土设计参数一览表

压缩 岩性 模量 承载力 标准值 无侧限抗剪强度 kPa 22.0 4.5 20 25.0 15.0 15.0 自然快剪 c φ 饱和固结快剪 c φ c 三轴（CU） φ c’ φ’ 砼预制桩 钻孔灌注桩 地层 Qml Q43Nal Q43al 地层 编号 ① ② ③ ④ ⑤ 桩端阻力 桩周摩阻桩端阻力 桩周摩阻极限值 力极限值 极限值 力极限值 （kPa） （kPa） （kPa） （kPa） 3500 2400 3100 3800 22 30 50 22 58 58 30 65 80 80 60 80 920 600 900 950 20 25 35 20 47 47 20 55 70 70 55 70 （MPa） （kPa） 吹填土 素填土 淤泥质土 粉质粘土 粉土 淤泥质土 粉土 粉土 粉质粘土 粉土 粉土 粉砂 粉质粘土 2.5 4.5 2.0 4.0 7.5 3.0 8.0 5.5 3.5 8.5 10.0 18.0 4.0 90 130 60 120 160 90 160 （kPa） （°） （kPa） （°） （kPa） （°） （kPa） （°） 10.0 1.0 11.0 6.0 1.0 1.0 18.0 1.0 10.5 20.0 7.0 7.0 1.4 2.0 2.0 4.0 9.0 26.0 20.0 20.0 26.0 18.0 2.0 15.0 7.0 8.0 8.0 14.0 13.0 25.0 17.0 17.0 1.0 6.0 4.0 5.0 5.0 23.0 23.0 32.0 23.0 23.0 Q42mc ⑥ ⑦-1 ⑦-2 ⑧-1 ⑧-2 ⑨ ⑩ Q41al 粉土、粉砂 12.0

3

表 2地基土固结系数指标统计表（单位cm2/s）

指标 地层 ③ ④ ⑤ ⑤-1 ⑥ P=50 P=100 P=200 P=400 CH CV CH CV CH CV CH CV （10-3） （10-3） （10-3） （10-3） （10-3） （10-3） （10-3） （10-3） 0.55 1.97 3.44 1.29 3.63 0.52 1.94 2.95 1.22 3.68 0.49 1.73 3.20 1.44 3.44 0.54 1.74 2.85 0.91 3.58 0.63 1.87 3.33 1.62 3.60 0.69 1.86 2.96 0.96 3.77 0. 1.98 3.32 1.71 3.63 0.86 1.96 3.04 1.04 3. ⑦3.48 2.81 3.29 2.59 3.33 2.69 3.37 2.75 -1 注：由于先期勘察未进行估计试验，本表格指标为参考化工产业区试验结果乘以0.85系数所得。

对于⑤粉质粘土层，表部为一定厚度的淤泥质土，其固结系数指标按下表考虑。 指标 地层 ⑤淤泥质土 P=50 P=100 P=200 P=400 CH CV CH CV CH CV CH CV （10-3） （10-3） （10-3） （10-3） （10-3） （10-3） （10-3） （10-3） 1.29 1.22 1.44 0.91 1.62 0.96 1.71 1.04 表 3各级压力下地基土孔隙比统计表

地层 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦-1

P=0 e0 1.50 1.041 1.041 0.761 0.963 P=50 e0-0.5 1.42 0.971 0.971 0.758 0.883 P=100 e0.5-1 1.36 0.927 0.927 0.735 0.849 P=200 e1-2 1.28 0.871 0.871 0.705 0.805 P=400 e2-4 1.19 0.815 0.815 0.671 0.748

4

3 真空塑排板方案计算 3.1 真空预压和排水板设置

真空预压

真空膜压(kPa): 80.000 真空预压持续时间(月): 4.000 堆载联合作用: 否 沉降经验系数: 0.900

塑料排水板预压

排水体布置形式:等边三角形 塑料排水板间距: 1.200(m) 塑料排水板的长度: 10.000(m) 塑料排水板直径（等效）: 0.066(m) 塑料排水板布置起始坐标: 0.000(m) 塑料排水板布置宽度: 44.000(m) 塑料排水板考虑井阻

塑料排水板的渗透系数: 1.1000000(cm/s) 涂抹区半径: 0.066(m)

涂抹区的渗透系数: 0.0000100(cm/s)

3.2 预压沉降计算 3.2.1 原始条件:

路堤设计高度: 2.3(m) 路堤设计顶宽: 37.000(m) 路堤边坡坡度: 1:1.500

工后沉降基准期结束时间: 180(月) 荷载施加级数: 2 序号 起始时间 (月) 终止时间(月)

填土高度(m)

1 0.000 0.500 1.500 2 0.500 2.000 0.790

地基土层数: 6 地下水埋深: 0.000(m)

层号 厚度 重度 饱和重度 地基承载力 快C 快Φ 固结快剪 竖向固结系 水平固结系 排水层 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (kPa) (度) Φ(度) 数(cm2/s) 数(cm2/s)

5

1 4.700 18.000 20.000 60.000 2.000 14.000 23.000 0.00069 0.00063 否 2 3.900 18.000 20.000 90.000 8.000 17.000 23.000 0.00296 0.00330 否 3 2.300 18.000 20.000 160.000 8.000 17.000 23.000 0.00370 0.00360 否 4 6.500 18.000 20.000 100.000 9.000 18.000 18.000 0.00269 0.00333 否 5 20.600 19.000 20.000 80.000 25.000 5.000 15.000 0.00200 0.00200 否

层号 e( 0) e( 50) e(100) e(200) e(400) 1 1.500 1.420 1.360 1.280 1.190 2 1.041 0.971 0.927 0.871 0.815 3 0.761 0.758 0.735 0.705 0.671 4 0.963 0.883 0.849 0.805 0.748 5 0.721 0.676 0.636 0.602 0.587

沉降计算参数:

地基总沉降计算方法: 经验系数法 主固结沉降计算方法: e-p曲线法 沉降计算不考虑超载 沉降修正系数: 1.28

沉降计算的分层厚度: 0.500(m)

6

3.2.2 真空预压结束时的沉降计算

层底深 层厚 (kPa ) 附加应力 全应力(kPa) 孔隙比) (kPa) (孔隙比) 固结度 层最终 层当前 分层主固 层累计主 压缩模 沉降经沉降mSc(m) 沉降(m) 结沉降(m) 固结沉降(m) 量(MPa) 验系数 7

自重应力 (m) (m) ( 0.500 0.500 2.5( 1.496) 80.0 82.5( 1.381) 0.9677 0.0207 0.0200 0.0230 0.0230 1.74 1.400(1.100) 1.000 0.500 7.5( 1.488) 80.0 87.5( 1.375) 0.9030 0.0204 0.0182 0.0227 0.0457 1.76 1.400(1.100) 1.500 0.500 12.5( 1.480) 80.0 92.5( 1.369) 0.8383 0.0201 0.0165 0.0224 0.0681 1.79 1.400(1.100) 2.000 0.500 17.5( 1.472) 80.0 97.5( 1.363) 0.7736 0.0198 0.0148 0.0220 0.0902 1.81 1.400(1.100) 2.500 0.500 22.5( 1.4) 80.0 102.5( 1.358) 0.70 0.0194 0.0131 0.0215 0.1117 1.86 1.400(1.100) 3.000 0.500 27.5( 1.456) 79.9 107.4( 1.354) 0.42 0.0187 0.0113 0.0208 0.1324 1.93 1.400(1.100) 3.500 0.500 32.5( 1.448) 79.9 112.4( 1.350) 0.5795 0.0180 0.0096 0.0200 0.1524 2.00 1.400(1.100) 4.000 0.500 37.5( 1.440) 79.8 117.3( 1.346) 0.5149 0.0173 0.0080 0.0192 0.1717 2.08 1.400(1.100) 4.500 0.500 42.5( 1.432) 79.8 122.3( 1.342) 0.5282 0.0166 0.0079 0.0185 0.1901 2.16 1.400(1.100) 4.700 0.200 46.0( 1.426) 79.7 125.7( 1.339) 0.5435 0.0065 0.0032 0.0072 0.1973 2.22 1.400(1.100)

5.200 0.500 49.5( 0.972) 79.6 129.1( 0.911) 0.55 0.0139 0.0071 0.0155 0.2128 2.57 1.395(1.095) 5.700 0.500 54.5( 0.967) 79.5 134.0( 0.908) 0.5809 0.0135 0.0072 0.0150 0.2278 2.65 1.390(1.090) 6.200 0.500 59.5( 0.963) 79.4 138.9( 0.905) 0.6028 0.0132 0.0074 0.0146 0.2424 2.71 1.386(1.086) 6.700 0.500 .5( 0.958) 79.2 143.7( 0.903) 0.6248 0.0128 0.0075 0.0142 0.2566 2.78 1.381(1.081) 7.200 0.500 69.5( 0.954) 79.0 148.5( 0.900) 0.68 0.0124 0.0076 0.0138 0.2705 2.86 1.376(1.076) 7.700 0.500 74.5( 0.949) 78.8 153.3( 0.7) 0.6687 0.0121 0.0076 0.0134 0.2839 2.94 1.371(1.071) 8.200 0.500 79.5( 0.945) 78.6 158.1( 0.4) 0.6131 0.0117 0.0067 0.0130 0.2969 3.02 1.365(1.065) 8.600 0.400 84.0( 0.941) 78.4 162.4( 0.2) 0.5332 0.0091 0.0044 0.0101 0.3070 3.10 1.360(1.060)

9.100 0.500 88.5( 0.740) 78.2 166.7( 0.715) 0.4532 0.0065 0.0026 0.0073 0.3143 5.38 1.162(0.862) 9.600 0.500 93.5( 0.738) 77.9 171.4( 0.714) 0.33 0.0063 0.0019 0.0070 0.3213 5.55 1.145(0.845) 10.000 0.400 98.0( 0.736) 77.6 175.6( 0.712) 0.2843 0.0049 0.0010 0.0054 0.3267 5.71 1.129(0.829)

10.500 0.500 102.5( 0.734) 77.3 179.8( 0.711) 0.0007 0.0060 0.0000 0.0067 0.3334 5.78 1.122(0.822) 10.900 0.400 107.0( 0.733) 77.0 184.0( 0.710) 0.0004 0.0048 0.0000 0.0053 0.3387 5.78 1.122(0.822)

11.400 0.500 111.5( 0.844) 76.6 188.1( 0.810) 0.0001 0.0082 0.0000 0.0091 0.3479 4.19 1.281(0.981) 11.900 0.500 116.5( 0.842) 76.3 192.8( 0.808) 0.0000 0.0082 0.0000 0.0091 0.3570 4.19 1.281(0.981) 12.400 0.500 121.5( 0.840) 75.9 197.4( 0.806) 0.0000 0.0082 0.0000 0.0091 0.3661 4.18 1.282(0.982) 12.900 0.500 126.5( 0.837) 75.4 201.9( 0.804) 0.0000 0.0082 0.0000 0.0091 0.3752 4.14 1.286(0.986) 13.400 0.500 131.5( 0.835) 75.0 206.5( 0.801) 0.0000 0.0083 0.0000 0.0092 0.3844 4.07 1.293(0.993) 13.900 0.500 136.5( 0.833) 74.5 211.0( 0.799) 0.0000 0.0084 0.0000 0.0093 0.3937 3.99 1.301(1.001) 14.400 0.500 141.5( 0.831) 74.1 215.6( 0.796) 0.0000 0.0085 0.0000 0.0095 0.4032 3.92 1.305(1.005) 14.900 0.500 146.5( 0.829) 73.6 220.1( 0.794) 0.0000 0.0086 0.0000 0.0096 0.4127 3.85 1.310(1.010) 15.400 0.500 151.5( 0.826) 73.1 224.6( 0.791) 0.0000 0.0087 0.0000 0.0097 0.4224 3.78 1.315(1.015) 15.900 0.500 156.5( 0.824) 72.6 229.1( 0.788) 0.0000 0.0088 0.0000 0.0098 0.4322 3.71 1.320(1.020) 16.400 0.500 161.5( 0.822) 72.0 233.5( 0.786) 0.0000 0.00 0.0000 0.0099 0.4421 3. 1.324(1.024) 16.900 0.500 166.5( 0.820) 71.5 238.0( 0.783) 0.0000 0.0090 0.0000 0.0100 0.4521 3.57 1.328(1.028) 17.400 0.500 171.5( 0.818) 71.0 242.5( 0.781) 0.0000 0.0091 0.0000 0.0101 0.4622 3.51 1.333(1.033)

17.900 0.500 176.5( 0.610) 70.4 246.9( 0.598) 0.0000 0.0032 0.0000 0.0036 0.4658 9.85 0.786(0.593) 18.400 0.500 181.5( 0.608) 69.9 251.4( 0.598) 0.0000 0.0028 0.0000 0.0032 0.46 11.08 0.694(0.547) 18.900 0.500 186.5( 0.607) 69.3 255.8( 0.598) 0.0000 0.0025 0.0000 0.0027 0.4717 12.69 0.573(0.487) 19.400 0.500 191.5( 0.605) 68.7 260.2( 0.597) 0.0000 0.0021 0.0000 0.0023 0.4740 14. 0.408(0.404)

8

19.900 0.500 196.5( 0.603) 68.2 2.7( 0.597) 0.0000 0.0017 0.0000 0.0019 0.4759 18.09 0.276(0.276) 20.400 0.500 201.5( 0.602) 67.6 269.1( 0.597) 0.0000 0.0014 0.0000 0.0016 0.4774 21.36 0.200(0.200) 20.900 0.500 206.5( 0.602) 67.0 273.5( 0.596) 0.0000 0.0014 0.0000 0.0016 0.4790 21.35 0.200(0.200) 21.400 0.500 211.5( 0.601) 66.4 277.9( 0.596) 0.0000 0.0014 0.0000 0.0016 0.4806 21.35 0.200(0.200) 21.900 0.500 216.5( 0.601) 65.9 282.4( 0.596) 0.0000 0.0014 0.0000 0.0015 0.4821 21.34 0.200(0.200) 22.400 0.500 221.5( 0.600) 65.3 286.8( 0.595) 0.0000 0.0014 0.0000 0.0015 0.4836 21.34 0.200(0.200) 22.900 0.500 226.5( 0.600) .7 291.2( 0.595) 0.0000 0.0014 0.0000 0.0015 0.4852 21.33 0.200(0.200) 23.400 0.500 231.5( 0.600) .1 295.6( 0.595) 0.0000 0.0014 0.0000 0.0015 0.4867 21.33 0.200(0.200) 23.900 0.500 236.5( 0.599) 63.6 300.1( 0.594) 0.0000 0.0013 0.0000 0.0015 0.4881 21.32 0.200(0.200) 24.400 0.500 241.5( 0.599) 63.0 304.5( 0.594) 0.0000 0.0013 0.0000 0.0015 0.46 21.32 0.200(0.200) 24.900 0.500 246.5( 0.599) 62.4 308.9( 0.594) 0.0000 0.0013 0.0000 0.0015 0.4911 21.31 0.200(0.200) 25.400 0.500 251.5( 0.598) 61.8 313.3( 0.593) 0.0000 0.0013 0.0000 0.0015 0.4925 21.31 0.200(0.200) 25.900 0.500 256.5( 0.598) 61.3 317.8( 0.593) 0.0000 0.0013 0.0000 0.0014 0.4940 21.30 0.200(0.200) 26.400 0.500 261.5( 0.597) 60.7 322.2( 0.593) 0.0000 0.0013 0.0000 0.0014 0.4954 21.30 0.200(0.200) 26.900 0.500 266.5( 0.597) 60.2 326.7( 0.593) 0.0000 0.0013 0.0000 0.0014 0.4968 21.29 0.200(0.200) 27.400 0.500 271.5( 0.597) 59.6 331.1( 0.592) 0.0000 0.0013 0.0000 0.0014 0.4982 21.29 0.200(0.200) 27.900 0.500 276.5( 0.596) 59.0 335.5( 0.592) 0.0000 0.0012 0.0000 0.0014 0.4996 21.28 0.200(0.200) 28.400 0.500 281.5( 0.596) 58.5 340.0( 0.592) 0.0000 0.0012 0.0000 0.0014 0.5010 21.28 0.200(0.200) 28.900 0.500 286.5( 0.596) 58.0 344.5( 0.591) 0.0000 0.0012 0.0000 0.0014 0.5023 21.27 0.200(0.200) 29.400 0.500 291.5( 0.595) 57.4 348.9( 0.591) 0.0000 0.0012 0.0000 0.0013 0.5037 21.27 0.200(0.200) 29.900 0.500 296.5( 0.595) 56.9 353.4( 0.590) 0.0000 0.0012 0.0000 0.0013 0.5050 21.26 0.200(0.200) 30.400 0.500 301.5( 0.594) 56.4 357.9( 0.590) 0.0000 0.0012 0.0000 0.0013 0.5063 21.26 0.200(0.200) 30.900 0.500 306.5( 0.594) 55.8 362.3( 0.590) 0.0000 0.0012 0.0000 0.0013 0.5077 21.25 0.200(0.200) 31.400 0.500 311.5( 0.594) 55.3 366.8( 0.5) 0.0000 0.0012 0.0000 0.0013 0.5090 21.25 0.200(0.200) 31.900 0.500 316.5( 0.593) 54.8 371.3( 0.5) 0.0000 0.0012 0.0000 0.0013 0.5103 21.24 0.200(0.200) 32.400 0.500 321.5( 0.593) 54.3 375.8( 0.5) 0.0000 0.0012 0.0000 0.0013 0.5115 21.24 0.200(0.200)

9

32.900 0.500 326.5( 0.593) 53.8 380.3( 0.588) 0.0000 0.0011 0.0000 0.0013 0.5128 21.23 0.200(0.200) 33.400 0.500 331.5( 0.592) 53.3 384.8( 0.588) 0.0000 0.0011 0.0000 0.0013 0.5141 21.23 0.200(0.200) 33.900 0.500 336.5( 0.592) 52.8 3.3( 0.588) 0.0000 0.0011 0.0000 0.0012 0.5153 21.22 0.200(0.200) 34.400 0.500 341.5( 0.591) 52.3 393.8( 0.587) 0.0000 0.0011 0.0000 0.0012 0.5165 21.22 0.200(0.200) 34.900 0.500 346.5( 0.591) 51.9 398.4( 0.587) 0.0000 0.0011 0.0000 0.0012 0.5178 21.21 0.200(0.200)

真空预压措施对应的最终沉降 = 0.466(m) 真空预压持续4.000月后，沉降 = 0.183(m)

10

3.2.3 路面竣工时及以后的沉降计算

路面竣工时,地基沉降 = 0.317(m)

路面竣工后,基准期内的残余沉降 = 0.127(m) 基准期结束时,地基沉降 = 0.443(m) 最终地基总沉降 = 1.280*0.406 = 0.520(m)

填土--时间--沉降曲线

输出位置，相对于路堤中线 0(m)（即X=21.935(m)）

时间(月) 设计填土高度 实际填土高度 当时沉降 (m) (m) (m) -5.00 真空预压 真空预压 0.000 -4.60 真空预压 真空预压 0.078 -4.20 真空预压 真空预压 0.097 -3.80 真空预压 真空预压 0.113 -3.40 真空预压 真空预压 0.127 -3.00 真空预压 真空预压 0.140 -2.60 真空预压 真空预压 0.151 -2.20 真空预压 真空预压 0.160 -1.80 真空预压 真空预压 0.169 -1.40 真空预压 真空预压 0.177 -1.00 真空预压 真空预压 0.183 0.00 0.000 0.000 0.183 0.05 0.150 0.150 0.183 0.10 0.300 0.300 0.183 0.15 0.450 0.450 0.183 0.20 0.600 0.600 0.183 0.25 0.750 0.750 0.183 0.30 0.900 0.900 0.183 0.35 1.050 1.050 0.183 0.40 1.200 1.200 0.183 0.45 1.350 1.350 0.183 0.50 1.500 1.500 0.183 0.65 1.579 1.579 0.183 0.80 1.658 1.658 0.183 0.95 1.737 1.737 0.183 1.10 1.816 1.816 0.183 1.25 1.5 1.5 0.183 1.40 1.974 1.974 0.183 1.55 2.053 2.053 0.187

11

1.70 2.132 2.132 0.202 1.85 2.211 2.211 0.217 2.00 2.290 2.290 0.317 20.00 2.290 2.290 0.393 38.00 2.290 2.290 0.400 56.00 2.290 2.290 0.407 74.00 2.290 2.290 0.415 92.00 2.290 2.290 0.421 110.00 2.290 2.290 0.426 128.00 2.290 2.290 0.431 146.00 2.290 2.290 0.436 1.00 2.290 2.290 0.440 182.00 2.290 2.290 0.443

3.2.4 真空预压方案说明

真空预压方案真空膜压为80 (kPa)，真空预压持续时间4个月，塑排板等边三角形布置间距1.2m，长10m。在该处理措施完成后，将现有地面开挖进行路基施工，详见附图。分析结果表明，预压期间产生沉降量为31.7cm，路基竣工后15年的基准期内的残余沉降12.7cm，满足＜30cm的要求。

真空预压处理的沉降位移变化如图 1图 2所示。

12

图 1 基准期内沉降随时间变化

图 2 预压和工程起始段沉降随时间变化

13

4 道路软基处治方案

结合以上沉降计算结果，推荐在道路基底采用“真空预压+塑料排水板”方案，在现状地面采用插板机布设塑料排水板，排水板采用正三角形布置，间距1.2m，排水板长度采用10m；真空预压采用80KPa，预压周期4个月。

预压结束后，开挖至路床底标高，铺设垫层并对路床部分进行处治，路床铺设时需预留出施工期沉降高度，铺设路面结构。同时对软土路段设置必要的沉降观测设备，加强施工期及工后沉降监测。

经初步估算，采用此方案处治软基造价为348元/m3。处治方案图详见附件。

14