DB37/T 4228-2020 黄泛区公路工程地质勘察与地基处理技术 规范

ICS93.020

CCSP22

37

山东省地方标准

DB37/T4228—2020

黄泛区公路工程地质勘察与地基处理技术

规范

Technicalcodeforgeologicinvestigationandgroundtreatmentofhighway

engineeringintheYellowRiverFloodArea

2020-11-26发布2020-12-26实施

山东省市场监督管理局  发布

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目次

前言.....................................................................................................................................................................III

1范围...................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件...............................................................................................................................................1

3术语和定义.......................................................................................................................................................1

4符号...................................................................................................................................................................2

5工程地质勘察...................................................................................................................................................3

5.1一般规定...................................................................................................................................................3

5.2预可勘察...................................................................................................................................................4

5.3工可勘察...................................................................................................................................................4

5.4初步勘察...................................................................................................................................................5

5.5详细勘察...................................................................................................................................................6

6稳定性与沉降计算...........................................................................................................................................7

6.1一般规定...................................................................................................................................................7

6.2稳定性验算...............................................................................................................................................7

6.3沉降计算...................................................................................................................................................8

7地基处理设计...................................................................................................................................................9

7.1一般规定...................................................................................................................................................9

7.2强夯和强夯置换.......................................................................................................................................9

7.3换填法.....................................................................................................................................................10

7.4堆载预压.................................................................................................................................................10

7.5粒料桩.....................................................................................................................................................11

7.6加固土桩.................................................................................................................................................12

7.7水泥粉煤灰碎石桩.................................................................................................................................12

7.8管桩.........................................................................................................................................................12

7.9透水混凝土桩.........................................................................................................................................13

7.10隔断层...................................................................................................................................................13

7.11注浆加固...............................................................................................................................................13

8地基处理施工及检验.....................................................................................................................................14

8.1一般规定.................................................................................................................................................14

8.2强夯和强夯置换.....................................................................................................................................14

8.3换填法.....................................................................................................................................................15

8.4堆载预压.................................................................................................................................................16

8.5粒料桩.....................................................................................................................................................17

8.6加固土桩.................................................................................................................................................18

8.7水泥粉煤灰碎石桩.................................................................................................................................19

8.8管桩.........................................................................................................................................................20

8.9透水混凝土桩.........................................................................................................................................21

8.10隔断层...................................................................................................................................................22

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8.11注浆加固...............................................................................................................................................23

附录A（规范性）简化Bishop法地基稳定性验算方法.............................................................................25

附录B（规范性）地基沉降计算方法............................................................................................................26

附录C（规范性）复合地基承载力计算方法...............................................................................................29

附录D（规范性）强夯地基动态响应测试方法...........................................................................................30

附录E（规范性）复合地基稳定性和沉降计算方法...................................................................................31

附录F（规范性）固结度与强度增长计算方法...........................................................................................33

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由山东省交通运输厅提出、归口并组织实施。

本文件起草单位：山东省交通规划设计院、山东大学、山东宇通路桥集团有限公司、山东省公路设

计咨询有限公司、山东广信工程试验检测集团有限公司、山东恒泰工程集团有限公司。

本文件主要起草人：崔新壮、张明晶、刘正银、张珂、金青、张炯、王成军、杨晓东、李中奎、樊

守亮、张向文、闫志平、赵永刚、刘丽惠、赵才、蒋启祥、卢途、张乐文、朱琦、林志军、林波、魏巍、

魏东旭、李健、李广景、王贯国、李萌、郝前勇、胡永飞、刘虎、张鑫、王胜、贾栋、王艺霖、张小宁、

李骏、王洁茹、韩若楠、孙华琛、孙玉杰、郝建文、苏俊伟、王帅、高上。

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黄泛区公路工程地质勘察与地基处理技术规范

1范围

本文件规定了黄泛区公路工程的地质勘察、稳定性与沉降计算、地基处理设计以及地基处理施工等

内容。

本文件适用于山东省范围内黄泛区高速公路，一级公路新建、改（扩）建公路工程地基的勘察、设

计与施工，二级及以下公路参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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。

GB175通用硅酸盐水泥

GB13476先张法预应力混凝土管桩

GB50007建筑地基基础设计规范

JGJ63混凝土用水标准

JGJ79建筑地基处理技术规范

JTG/T3610公路路基施工技术规范

JTGB02公路工程抗震规范

JTGC20公路工程地质勘察规范

JTGD30公路路基设计规范

JTG/TD32公路土工合成材料应用技术规范

JTGE40公路土工试验规程

JTGF80/1公路工程质量检验评定标准第一册土建部分

DB37/T5124透水混凝土桩复合地基技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

黄泛区YellowRiverFloodArea

黄河中下游数次改道影响的特殊地区。

注：该区域的土体以低液限粉土和含砂粉土为主，不易压实、孔隙率高、毛细作用显著、水稳定性差。

3.2

盐渍土saltysoil

土层中含有易溶盐，其质量分数大于0.3 %小于20 %，且具有溶陷、盐胀、腐蚀等特性的土。

3.3

复合地基compositefoundation

部分土体被增强或被置换，形成由地基土和增强体共同承担荷载的人工地层。

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3.4

堆载预压driftpreloading

在地基上施加荷载，促使地基固结、压密的地基处理方法。

注：堆载预压分等载预压、超载预压和欠载预压。预压荷载等于路堤设计荷载的，称为等载预压；预压荷载超过路

堤设计荷载的，称为超载预压；预压荷载小于路堤设计荷载的，称为欠载预压。

3.5

换填法replacementmethod

挖去表面浅层土层，回填碎石、砂砾、石屑、矿渣、粉煤灰或灰土等材料，并夯压、碾压密实形成

的垫层。

3.6

水泥粉煤灰碎石桩（CFG）cementfly-ashgravalpile

采用一定比例的水泥、粉煤灰、碎石以及石屑混合料，现场灌注而成的桩体。

3.7

强夯dynamiccompaction

利用大质量夯锤从较高处自由落下对地基产生冲击和振动，降低地基土的压缩性并提高其强度的处

理方法。

3.8

强夯置换dynamicreplacement

强夯时，在夯锤冲击形成的夯坑中，边夯边填碎石、片石等粗颗粒材料置换原地基土，在地基中制

成大直径的粒料墩，形成复合地基的处理方法。

3.9

透水混凝土桩perviousconcretepile

由水泥、碎石、外加剂等混合料加水拌和形成，具有透水性、抗震减压性。

4符号

下列符号适用于本文件。

α：滑动面切面与水平面夹角（°）。

c：地基土三轴试验测得的黏聚力（kPa）。

CFG：水泥粉煤灰碎石桩。

Cci：土层的压缩指数。

Csi：土层的回弹指数。

2

Cv：竖向固结系数（m/s）。

2

Cr：径向固结系数（m/s）。

d：桩身平均直径（m）。

de：每根桩分担的处理地基面积的等效圆直径（m）。

e：土体孔隙比。

Ep：桩体压缩模量（kPa）。

Es：土体压缩模量（kPa）。

m：桩土面积置换率。

mc：每立方米透水混凝土所需水泥的质量（kg）。

mw：每立方米透水混凝土所需水泥和水的质量（kg）。

n：桩土应力比。

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pOi：地基中各分层中点的自重应力（kPa）。

pci：地基中各分层中点的先期固结压力（kPa）。

3

ρc：水泥的密度（kg/m）。

3

ρw：水的密度（kg/m）。

RWC：初始水灰比。

S∞：最终沉降（m）。

SS：瞬时沉降（m）。

SP：工后沉降（m）。

SO：路面设计使用年限内地基发生的总沉降（m）。

SCP：路基路面施工期沉降（m）。

Srx：地基总溶陷量（m）。

τp：桩体部分的抗剪强度（kPa）。

τs：地基土的抗剪强度（kPa）。

σ：滑动面处桩体的竖向应力（kPa）。

μs：桩间土应力折减系数。

φ：地基土三轴试验测得的内摩擦角（°）。

φc：粒料桩的内摩擦角（°）。

5工程地质勘察

5.1一般规定

5.1.1工程地质勘察应根据工程方案、场地条件，合理选择勘察方法，保证勘察质量，满足各方案设

计的需要。

5.1.2工程地质勘察工作应包括收集资料、工程地质调绘、工程地质勘探、工程地质测试、工程地质

评价及报告编制等工作。

5.1.3工程地质勘察应收集沿线地形、地貌资料，古地形地貌图和历史河流变迁图，区域地质、遥感

图像及解译资料；沿线既有建筑、道路等建（构）筑物的勘察、设计、施工、观测资料，科研项目及试

验工程成果资料；地震烈度、震害等资料。

5.1.4工程地质调绘应完成下列工作：

a)地形地貌的成因、类型、分布、规模、形态特征等；

b)地层的成因、年代、层序、厚度、岩性和岩石的风化程度等；

c)地质构造的类型、产状、规模、分布范围等；

d)地下水的类型、埋深、赋存、补给、排泄和径流条件，以及水系、井、泉的分布位置、高程

和动态特征等；

e)特殊性岩土和黄泛区粉土的类型、分布范围及工程地质性质等；

f)不良地质的类型、分布范围、规模、形成条件、发生与发展的规律等；

g)既有工程的使用情况等。

5.1.5工程地质勘探应在工程地质调绘的基础上，采用挖探、简易钻探、钻探、静力触探、标准贯入

试验、十字板剪切试验等方法，并辅以必要的物探综合进行。对难以取样的黄泛区粉土地层，应以静力

触探、标准贯入试验、十字板剪切试验等原位测试为主，必要时可采用旁压试验等方法。对暗埋的塘、

沟、坑穴等，宜采用静力触探方法。可主要采用静力触探方法测定黄泛区粉土层在天然结构状态下土的

物理、力学性质，划分地质层次。土的分类应按JTGC20的规定执行。

5.1.6工程地质评价应在综合分析调绘、勘探、原位测试和土工试验等资料的基础上，针对工程特点

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和要求进行。评价内容应包括场地地质条件评价、场地地基稳定性评价及场地环境影响评价等，并应符

合下列规定：

a)场地地质条件评价，应在分析研究区域地质与水文地质条件和工程地质特征的基础上，对不

同工程场地方案进行综合评价和比选；

b)场地地基稳定性评价，应包括滑动稳定性评价与沉降稳定性评价。应对路基在正常使用情况

下可能发生的变形、不均匀沉降、滑动作出评价，提出加固和处理措施建议；

c)应对场地因施工、取土、运输等产生的环境地质问题作出评价，并提出相应措施。

5.1.7当地面以下20 m的深度范围内有黄泛区粉土时，地震动峰值加速度不小于0.1 g的地区（存在

重要建筑时为不小于0.05 g），应进行地震液化工程地质勘察，其它地区宜进行地震液化工程地质勘察。

5.1.8地震液化工程地质勘察应查明下列内容：

a)地形地貌、地震动参数和历史震害资料；

b)地层的成因、地质年代、土层结构；

c)土质名称、粒径组成、密实程度和状态；

d)饱和砂土、粉土的分布范围、厚度、埋深、液化的可能性和液化等级；

e)地下水的类型、分布、埋深、水位及变化趋势；

f)当地工程的抗震措施及经验。

5.1.9工程地质报告应包括文字说明和图表资料，并应符合下列规定：

a)文字说明应阐明任务要求、勘察阶段、工程地质条件、工程项目的特点，应包括对本文件第

5.1.4条要求查明内容和结论的说明，以及按本文件第5.1.6条要求进行工程地质评价的情况

及结论；

b)初步勘察和详细勘察阶段，图表资料应包括工程地质平面图，纵、横断面图，钻孔柱状图，

原位测试成果图表，土工试验资料成果图表，水文地质测试资料图表、勘探，试验照片等。

5.1.10黄泛区公路工程地质勘察深度应与勘察设计的阶段相对应，可分为预可行性研究工程地质勘察

（以下简称预可勘察）、可行性研究工程地质勘察（以下简称工可勘察）、初步工程地质勘察（以下简

称初步勘察）与详细工程地质勘察（以下简称详细勘察）四个勘察阶段。可根据工程的重要性和特点合

并执行。

5.2预可勘察

5.2.1预可勘察应了解公路建设项目所处区域的工程地质条件及存在的工程地质问题，为编制预可行

性研究报告提供工程地质资料。

5.2.2预可勘察应充分收集区域地质、地震、气象、水文、采矿、灾害防治与评估等资料，采用资料

分析、遥感工程地质解译、现场踏勘调查等方法，对各路线走廊带或通道的工程地质条件进行研究，完

成下列各项工作内容：

a)各路线走廊带或通道的地形地貌，地层岩性，地质构造，水文地质条件，地震动参数，以及

不良地质和特殊性岩土的类型、分布范围、发育规律；

b)了解当地建筑材料的分布状况和采购运输条件；

c)评估各路线走廊带或通道的工程地质条件及主要工程地质问题；

d)编制预可行性研究阶段工程地质勘察报告。

5.2.3预可勘察报告应分析并对控制路线方案和重点地段的黄泛区粉土和不良地质的分布范围、成因

类型及其对工程可能产生的危害和应对措施进行重点说明。

5.2.4预可勘察报告应提供全线工程地质图（1：50 000～1：100 000），填绘黄泛区粉土分布范围及

其工程地质要素，宜与路线方案示意图合并成图。

5.3工可勘察

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5.3.1工可勘察应掌握路线走廊带内对工程规模有较大影响的黄泛区粉土的分布，研究其可能对工程

产生的影响，勘察成果应满足工可路线方案研究的需要。

5.3.2工可勘察应包括下列内容：

a)在预可勘察成果的基础上，应对路线走廊带的黄泛区公路地基进行现场调查，必要时宜进行

简易勘探和测试；

b)对控制路线方案和重点地段的黄泛区公路地基，宜通过勘探钻孔与静力触探核查所收集的资

料，进一步了解其成因类型、性质、分布范围及可能对工程产生的危害；

c)对沿线的堤防、涵闸、桥梁、道路等大型既有建（构）筑物应进行重点调查，了解其结构、

基础类型以及地基处理措施和经验等；

d)对室内遥感解译成果应进行现场核对、修改和补充。

5.3.3工可勘察报告文字说明应重点阐明各方案中黄泛区粉土的分布范围、成因类型、工程特性等对

路线的影响，对路线方案作出评价，并提出对初步勘察工作的建议。

5.3.4工可勘察报告图表资料应包括下列内容：

a)全线工程地质图（1：10 000～1：50 000），图中应填绘各路线方案和大型结构物的位置，主

要的地貌界限、地层界线、地质构造线、岩层产状，黄泛区粉土分布范围，地震基本烈度分

区界限等；

b)必要时推荐方案及重要比较方案工程地质图（1：2 000～1：10 000）；

c)控制路线方案的复杂黄泛区粉土地段的工程地质平、纵断面示意图；

d)不良地质地段表。

5.4初步勘察

5.4.1初步勘察应基本查明控制路线方案的黄泛区粉土分布及其工程地质特征，研究其对工程方案的

影响，提出处理措施建议。勘察成果应满足路线布设、处理方案设计及结构设计的需要。

5.4.2初步勘察应包括下列内容：

a)在工可勘察成果的基础上，采用工程地质调绘、钻探与原位测试、室内试验等手段，初步查

明沿线黄泛区粉土的成因类型、分布范围、埋藏条件及古河道、暗塘的分布，地下水类型、

埋藏深度、活动情况、补给与排泄条件；

b)对控制路线方案的黄泛区粉土地段，尚应查明层位、层厚、物理、力学、化学、水理性质等

工程地质特征，并初步分析其变形和稳定性。

5.4.3初步勘察工程地质调绘范围应满足路线方案比选的需要，对地质条件复杂并控制路线方案的黄

泛区粉土地段，必要时应扩大调绘范围。

5.4.4初步勘察勘探点位布设、钻探深度、原位测试和室内试验应符合下列规定：

a)不同的黄泛区粉土类别分段应设置勘探孔。成层复杂、变化大、附加应力显著变化或有山间

洼地时，勘探点应加密；

b)代表性路段应采用静力触探、钻探等进行综合勘探。工程地质条件简单时，每公里不得少于2

个，做代表性勘探；工程地质条件较复杂或复杂时，应增加勘探测试点数量；

c)控制性钻孔应布置在有代表性的部位。当黄泛区粉土层深厚或厚度变化不大时，宜布置在路

中心。每一地貌单元或地质单元、重要工点均应有控制性钻孔。控制性钻孔不应少于钻孔总

数的1/3；

d)钻探深度应根据黄泛区粉土的分布厚度及路堤填土高度确定，厚度较薄时，应穿透黄泛区粉

土层至主要持力层内2 m～5 m或下伏基岩；厚度较厚时，钻孔深度应达到预估的地基附加应

力与地基土自重（饱和层用浮重度）应力比为0.10～0.15时所对应的深度；

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e)静力触探的深度，宜达到黄泛区粉土分布的底层。作为参数孔时，应设置于钻探孔5 m范围以

内；

f)对非均质土层，在地面下10 m以内，应每1.0 m～1.5 m取一组样品；10 m以下可每1.5 m～2.0 m

取一组样品；变层时应补取样品。对于厚度大于或等于5 m的均质土层，应在该层的上、中、

下部各取一组样品。控制性钻孔应连续采取各土层原状土样；

g)砂土、粉土测试项目可按表1选择，各项测试应符合JTGE40的相关要求。

表1室内测试项目表

地层

测试项目

砂土粉土黏性土

颗粒分析+++

天然含水率+++

密度（+）（+）

塑限（+）（+）

液限（+）（+）

黏粒含量百分率+++

毛细水上升高度++

压缩系数++

前期固结压力+

垂直+

渗透系数

水平+

垂直+

固结系数

水平+

黏聚力++

剪切试验

内摩擦角+++

注1：“+”——必做项目；“（+）”——选做项目。

注2：黏粒含量百分率应采用六偏磷酸钠作分散剂测定。

5.4.5初步勘察工程地质报告文字说明应阐明沿线黄泛区公路地基和各工点黄泛区粉土成因类型与分

布规律，物理力学指标特点，并针对各类工程项目与该地段地质环境、指标特性的相互作用，作出工程

地质评价与预测，提出地基处理措施建议。

5.4.6初步勘察工程地质报告图表资料中，应包括全段工程地质平面图和路线各比较方案工程地质平

面图（1：2 000）、全段工程地质纵断面图和路线各比较方案工程地质纵断面图（1：2 000）、工程地

质钻孔柱状图（1：50～1：200），宜包括工程地质横断面图（1：100～1：400）。

5.5详细勘察

5.5.1详细勘察应逐段查明路线范围内黄泛区粉土的工程地质特性。

5.5.2详细勘察应包括下列内容：

a)查明黄泛区粉土层、排水层、下卧层的工程地质条件，以及地下水赋存；

b)根据黄泛区粉土成因类型、各结构层厚度及特点，划分出不同地质分段，查清黄泛区粉土沿

路线与垂直路线方向以及沿深度方向的分布范围与层位；

c)分段对黄泛区粉土地基进行现场原位测试和对各地层的样品进行室内物理、力学、化学、水

理性质指标试验，提供路堤稳定与沉降计算的技术指标；

d)计算分析典型路段路堤的稳定与沉降，分段提供技术建议或地基处理方案。

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5.5.3详细勘察工程地质调绘应进行下列工作：

a)对初步勘察调绘所列调查内容进行补充，并核对沿初步设计推荐的路线范围内的工程地质条

件；

b)整理路线中线左、右各100 m～200 m宽范围内的工程地质测绘资料，填制1：2 000工程地质

图；

c)对已收集到的区域地质图范围内黄泛区粉土的性质、分布、地质年代、成因类型及沿线地貌

特征进行核对与验证。

5.5.4详细勘察勘探点位布设、钻探深度、原位测试和室内试验应符合下列规定：

a)详细勘察应充分利用初勘资料，勘探测试点宜沿确定的路线中线布置；

b)工程地质条件简单时，地层单一路段，每段填、挖路基勘探测试点的数量不宜少于1个，平

均间距不宜大于500 m；工程地质条件较复杂或复杂，地层变化大路段，勘探测试点的数量应

增加，其平均间距不宜大于200 m；

c)不良地质发育路段，宜布置横向勘探断面进行勘探，每条勘探断面上勘探点的数量不宜少于2

个；

d)勘探深度、取样，测试等应符合第5.4.4条的规定。

5.5.5详细勘察工程地质报告文字说明应说明区域地质、地震地质、水文地质、气象、地形、地貌等

有关资料，重点阐明己定路线黄泛区公路地基形成特点与分布规律，并针对各类工程项目与地质环境的

相互作用，结合试验与测试指标作出工程地质评价与预测，提出有效的地基处理措施。

5.5.6详细勘察工程地质报告黄泛区公路地基部分的图表资料应符合本文件第5.1.9条及第5.4.6条

中比例尺相关规定，其中工程地质纵断面图应包括全段工程地质纵断面图和路线各典型路段工程地质纵

断面图。各典型路段工程地质纵断面图的水平比例尺可视路段长度选用。

6稳定性与沉降计算

6.1一般规定

6.1.1黄泛区公路地基路堤稳定性计算与沉降计算应根据线路的工程地质条件分段进行。

6.1.2稳定性验算与沉降计算应按分层地基进行，不得简化为均质地基。

6.1.3黄泛区公路地基沉降应计算至附加应力与有效自重应力之比不大于0.15处。

6.1.4稳定性验算应按路堤施工期及公路运营期的荷载分别计算安全系数。施工期荷载可仅考虑路堤

自重；运营期荷载应包括路堤自重、路面的增重及行车荷载；地震力可仅考虑水平向地震力。

6.1.5稳定性验算时行车荷载可按静止的土柱作用考虑。换算土柱高度可按车辆荷载均布于车辆投影

面积上换算得出，土柱位置应选择路堤上车辆荷载最不利的作用位置。

6.1.6路堤高度小于或等于2.5 m时，应考虑行车动荷载对路堤沉降的影响。

6.1.7路基预压时，稳定性验算与沉降计算的路基高度应包含预压高度。

6.2稳定性验算

6.2.1黄泛区公路地基的稳定性验算宜采用简化Bishop法，具体计算方法应按附录A执行，稳定系数

计算见附录图A.1。

6.2.2黄泛区公路地基的稳定性验算时，应考虑以下三种工况：

a)正常工况：路基投入运营后经常发生或持续时间长的工况；

b)非正常工况I：路基处于暴雨或连续降雨状态下的工况；

c)非正常工况II：路基遭遇地震等荷载作用的工况。

6.2.3地基稳定性分析的强度参数应根据填料来源、场地情况及分析工况的需要，选择有代表性的土

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