T/CI 1042-2025 加筋路堤设计与施工技术规范

　　ICS 93.080 CCS P 28

　　团 体 标 准

　　T/CI 1042—2025

　　加筋路堤设计与施工技术规范

　　Technical specification for design and construction of reinforced embankment

　　2025-06-09 发布 2025-06-09 实施

　　中国国际科技促进会 发 布

　　T/CI 1042—2025

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　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—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。

　　本文件由华东交通大学提出。

　　本文件由中国国际科技促进会归口。

　　本文件起草单位：华东交通大学、东南大学、同济大学、中铁第四勘察设计院集团有限公司、青海省交通规划设计研究院有限公司、盐城市交通投资建设控股集团有限公司、上海宝冶集团有限公司。

　　本文件主要起草人：庄妍、吕玺琳、张永攀、张占荣、丁海滨、张连吉、于朝阳、崔晓艳、李金鑫、董晶亮、王培、薛大为、陈祥胜、陈旺、罗如平、张坤、李炜善、樊虎、汪云龙、胡顺磊、朱长根、晋金龙。

　　本文件为首次发布。

　　T/CI 1042—2025加筋路堤设计与施工技术规范

　　1 范围

　　本文件规定了加筋路堤的术语、符号、稳定性控制、设计、选材和施工要求。

　　本文件适用于软土地基及易发生沉陷地区的加筋路堤设计与施工。

　　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。

　　GB/T 4357 冷拉碳素弹簧钢丝

　　GB/T 11115 聚乙烯(PE)树脂

　　GB/T 12670 聚丙烯(PP)树脂

　　GB/T 16604 涤纶工业长丝

　　GB/T 17689 土工合成材料 塑料土工格栅

　　GB/T 50783 复合地基技术规范

　　JTG D30 公路路基设计规范

　　JTG E50 公路工程土工合成材料试验规程

　　JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程

　　JTG 3430 公路土工试验规程

　　JTG/T 3610 公路路基施工技术规范

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　极限状态 limit state

　　在特定工程条件下，结构或土体达到其最大承载能力或稳定性极限值的状态。

　　3.2

　　分项系数 partial factor

　　用于结构设计分析中在考虑不确定性和变异性的情况下，对设计荷载或其他参数进行修正的系数。

　　3.3

　　土工格栅 geogrid

　　以高分子聚合物为原料，通过拉伸形成网状结构的土工合成材料。

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　　3.4

　　加筋土 reinforced soil

　　加筋材料与路堤下部垫层碎石填料按规定层间距交替水平铺设而形成的复合结构。

　　3.5

　　加筋路堤 reinforced embankment

　　在路堤中适当位置设置加筋材料的路堤，从结构形式上分为加筋路堤和桩承式加筋路堤。

　　3.6

　　极限抗拉强度 ultimate tensile strength

　　可延展材料在拉伸荷载作用下所能承受的最大强度。

　　3.7

　　转动稳定性 rotational stability

　　结构或土体在受到外部荷载作用下，关于某个旋转轴旋转运动的稳定性。

　　3.8

　　滑移 sliding

　　土体或岩体沿特定面相对于另一面发生水平滑移的现象。

　　3.9

　　复合地基 composite foundation

　　通过地基处理，对天然地基部分土体进行增强或置换，或在天然地基中设置加筋体，形成由天然土体和增强体共同承担荷载的人工地基。

　　3.10

　　软土地基 soft soil foundation

　　天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、强度低的细粒土层。

　　3.11

　　土工格栅的粘结长度 geogrid bond length

　　土工格栅在土体中嵌入并与其充分接触的部分长度。

　　4 基本规定

　　4.1 应遵守国家有关建设工程、安全生产、环境保护、土地管理和文物保护等法律法规，建立健全保障体系，明确责任主体，制订实施措施，加强全过程管理。

　　4.2 应保证安全施工，施工中应重视环境保护，并遵循信息化施工原则。

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　　4.3 应考虑地震、洪水等自然灾害的影响，并采取相应的防护措施。

　　4.4 应制订详细的施工方案，并经过专家评审后方可实施。

　　4.5 应定期进行安全检查，发现问题及时整改。

　　5 加筋路堤地基勘察

　　5.1 普通地基勘察

　　5.1.1 钻探与取样：

　　a) 钻探深度应根据地基土层的分布厚度及路堤填土高度确定。厚度较薄时，应穿透地基软土层至主要持力层内 2 m～5 m 或下伏基岩;厚度较厚时，钻探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;

　　b) 取样间距宜为 1 m～2 m ，特殊地层应加密取样;

　　c) 每孔至少取 3 组原状土样进行室内试验。

　　5.1.2 原位测试：

　　a) 标准贯入试验(SPT)：应在每层土中进行，测试点间距宜为 1.5 m～2.0 m 。SPT 锤击数 N 值应记录并分析;

　　b) 静力触探试验(CPT)：测试深度应达到钻探深度的 80%以上，测试点间距宜为 0.5 m～1.0 m。

　　5.1.3 地球物理勘探：

　　a) 地震勘探：应覆盖整个路堤区域，勘探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;

　　b) 电阻率法： 电阻率法勘探应结合地质剖面图，确定地下水位及含水层分布。

　　5.2 加筋路堤地基勘察

　　5.2.1 勘察内容如下：

　　a) 土体变形特性

　　1) 通过室内固结试验获取压缩模量，试验压力范围宜为 50 kPa～400 kPa;

　　2) 通过三轴试验获取泊松比，试验围压宜为 100 kPa～300 kPa。

　　b) 对于软土地基内摩擦角宜为 10 °~20 ° , 黏聚力宜为 5 kPa～20 kPa;

　　c) 所采用的土工格栅的抗拉强度应不小于设计最小要求值。

　　5.2.2 勘察方法如下：

　　a) 深层取样：在软土或易沉陷区域，宜采用深层取样技术获取深层土体样本，取样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;

　　b) 现场荷载试验：进行平板荷载试验，试验荷载宜为设计荷载的 1.5 倍～2.0 倍，试验面积宜为

　　1 m2～2 m2。

　　5.3 桩承式加筋路堤地基勘察

　　5.3.1 勘察内容如下：

　　a) 持力层的压缩模量宜为 10 MPa～50 MPa ，内摩擦角宜为 20 °~40 ° ;

　　b) 应通过试验或数值模拟，评估桩土相互作用对路堤稳定性的影响。桩土相互作用系数宜为 0.5～1.0;

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　　c) 单桩竖向承载力特征值宜为 500 kN～2000 kN。

　　5.3.2 勘察方法如下：

　　a) 在桩基设计位置进行深层钻探，钻探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;

　　b) 进行单桩静载试验，试验荷载宜为设计荷载的 1.5 倍～2.0 倍，试验桩数量宜为总桩数的 1%~ 2%;

　　c) 宜采用有限元分析等方法，模拟桩土相互作用及路堤变形。模拟参数应包括桩基刚度、土体刚度及桩土相互作用系数。

　　6 材料

　　6.1 土工格栅

　　6.1.1 原材料应符合下列规定：

　　a) 塑料土工格栅应采用高密度聚乙烯或聚丙烯树脂的原生料颗粒，禁止使用粉状原生料或再生料。所用聚乙烯材料应符合 GB/T 11115 的要求，所用聚丙烯材料应符合 GB/T 12670 的要求;

　　b) 钢塑土工格栅所用的钢丝应采用冷拉碳素弹簧钢丝，且应遵循 GB/T 4357 的规定;

　　c) 纤塑土工格栅应采用玄武岩纤维无捻粗纱;

　　d) 经编聚酯土工格栅应使用符合 GB/T 16604 的涤纶工业纤维长丝，并涂覆聚氯乙烯(PVC)胶或丁苯胶乳。

　　6.1.2 土工格栅材料的外观应符合下列规定：

　　a) 颜色宜为黑色，色泽均匀，无明显油污，炭黑含量≥2%;

　　b) 产品无开裂露筋、损伤、穿孔等缺陷，每卷产品中不允许有拼接段;

　　c) 土工格栅产品外观应无损伤、无破裂，网孔尺寸应均匀一致，形状规则。

　　6.1.3 土工格栅材料的力学性能应符合表 1 中的规定：

　　表 1 土工格栅材料力学性能

　　6.2 路堤填料

　　路堤填料要求应符合如下要求：

　　a) 路堤填料的级配、最大粒径、强度、抗剪强度、塑性指数等指标应满足 JTG D30 的有关规定;

　　b) 在选择路堤填料时应综合考虑土工格栅的极限抗拉强度， 以及碾压施工对土工格栅损伤和路堤稳定性的影响。

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　　6.3 排水与反滤材料

　　排水与反滤材料应符合如下要求：

　　a) 排水材料宜选择无纺土工织物、土工复合排水材料、带微型排水管的复合排水材料，或采用土工织物包裹的级配碎石及土工排水管作为排水体;

　　b) 在进行排水设计时，应根据当地的气候和地形特点计算排水量，并结合具体位置的排水需求选择合适的排水材料及布置排水体;

　　c) 排水体四周应布置反滤层或反滤材料，宜选择无纺土工织物作为反滤材料，且反滤材料应满足保土、透水及防淤堵三项原则。

　　7 加筋路堤稳定性控制

　　7.1 荷载系数及材料系数

　　7.1.1 加筋路堤的荷载系数应符合如下要求：

　　a) 土体单位重量与荷载取值

　　1) 赋予部分荷载系数的土体其单位重量应为特征值，并应考虑比重、分级和压实度的变化;

　　2) 由部分负荷因素引起的外部负荷应为其原始非分解状态下的特征值。

　　b) 外部稳定性设计原则

　　1) 设计荷载应由土体所产生的作用力来抵抗;

　　2) 抗力计算应考虑孔隙水压力和土体抗剪强度的特征值;

　　3) 通过施加规定的材料系数来降低这些特征值，从而得到设计强度;

　　4) 应在选定的设计寿命内充分考虑土体抗剪强度随时间的变化。

　　c) 土工格栅材料分类标准

　　1) 轴向总拉伸应变≤1%：按不可延伸材料设计;

　　2) 轴向总拉伸应变>1%：按可延伸材料设计。

　　d) 柔性土工格栅强度设计：应通过将未折减的基础强度除以规定的材料系数fm 进行确定。

　　7.1.2 加筋体的材料系数应符合如下要求：

　　a) 材料性能参数(如土工格栅的强度或土体的工程特性)应通过除以规定的材料系数(>1)进行折减，以获得设计材料的性能值;

　　b) 与极限状态评估相关的土体材料系数(c '和 cu 的取值)应大于或等于 1.0 ，而与φ 'cv(临界状态摩擦角)相关的土体材料系数应取为 1.0;

　　c) 土工格栅的材料系数fm 应适用于土工格栅的基础强度，其取值应与所选土工格栅类型及其设计使用寿命相匹配。对于金属土工格栅的材料系数fm 应包含如下两个组件：

　　fm =fm1×fm2 (1)

　　式中：

　　fm1 与材料内在属性相关的部分材料系数;

　　fm2 与建筑和环境影响相关的部分材料系数;

　　对于仅受轴向拉伸荷载影响的普通土工格栅或镀锌土工格栅，fm 值应取为 1.5。

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　　7.2 极限状态

　　7.2.1 加筋路堤应考虑的极限状态如下：

　　a) 局部稳定性：局部区域抵抗内部和外部的荷载作用而保持稳定的极限状态，如图 1a)所示;

　　b) 旋转稳定性：在各种荷载条件下(如交通荷载、地震力、水压力等)保持其几何形状和结构完整性的极限状态，无显著旋转或倾覆的风险产生，如图 1b)所示;

　　c) 横向滑动稳定性：指路堤横截面在横向上抵抗外部力和压力的能力，确保填土体不发生横向滑动的极限状态，如图 1c)所示;

　　d) 地基挤出稳定性：地基受到外部荷载作用下土体颗粒间的挤压变形是否足够小，使土体不会发生不可逆的沉陷或挤压破坏的极限状态，如图 1d)所示;

　　e) 整体稳定性：在承受交通荷载和其他外部荷载的作用下保持稳定的极限状态，如图 1e)所示。

　　a) 局部稳定性 b) 旋转稳定性

　　c) 横向滑动稳定性 d) 地基挤出稳定性

　　e) 整体稳定性

　　图 1 加筋路堤承载力极限状态

　　7.2.2 布置于路堤底部的土工格栅需抵抗的最大极限状态拉力 Tr 应取以下两者中的较大值：

　　a) 抵抗旋转极限状态所需的最大拉力 Tro;

　　b) 抵抗水平滑动所需的最大拉力 Tds 与抵抗地基挤出所需的最大拉力 Trf 之和。即： Tr=Tro 或 Tr = Tds + Trf ，以较大者为准。

　　7.2.3 加筋路堤应考虑的适用性极限状态如下：

　　a) 在外部荷载作用下，土工格栅的应变(变形量)达到极限状态，如图2a)所示;

　　b) 地面或土体在受到外部荷载作用下发生垂直方向的下沉或压实的过程，如图2b)所示。

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　　a) 加筋体应变 b) 地基沉降

　　图 2 加筋路堤正常使用极限状态

　　7.2.4 为确保在土工格在设计使用寿命期间不达到导致格栅发生断裂的极限状态，应满足以下基本条件：

　　T

　　fn r …………………………………… (2)

　　式中：

　　Tr ——土工格栅需抵抗的最大极限状态拉力(kN/m);

　　TD ——土工格栅的设计强度(kN/m);

　　fn —— 结构破坏程度的分项系数，详见表 2。

　　对于每个需要确定的极限状态拉力(Tro 、Tds 和 Trf )，应评估相关土工格栅材料的黏结性能，以确保其能够承受极限状态的拉伸荷载。

　　表 2 不同破坏程度的分项系数

　　8 加筋路堤设计

　　8.1 常规地区的加筋路堤设计

　　8.1.1 地基承载力计算

　　地基承载力 qu 应按式 3 计算：

　　qu = cNc + YDfNq + 0.5YBNY ……………………………(3)

　　式中：

　　qu —— 地基承载力(kPa);

　　c —— 地基土的粘聚力(kPa);

　　γ —— 路堤填料的单位重量(kN/m3);

　　Df—— 基础埋深(m);

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　　B —— 基础宽度(m);

　　Nc 、Nq 、Nγ1 —— 为承载力系数。

　　8.1.2 土工格栅的抗拉强度计算

　　土工格栅材料的抗拉强度 T 应满足：

　　T ≥ Y H2 (4)

　　2 tanφ

　　式中：

　　T—— 土工格栅的抗拉强度(kPa);

　　γ —— 路堤填料的单位重量(kN/m3);

　　H —— 路堤高度(m);

　　φ —— 路堤填料的内摩擦角。

　　8.2 软土地区桩承式加筋路堤设计

　　8.2.1 对于具有一定延展性的土工格栅，其每米所产生的拉力 Trp 应根据作用于格栅上的分布荷载WT 进行计算，如式 5 所示。

　　T

　　式中：

　　Trp ——土工格栅中的拉伸荷载(kN/m)，见图 3;

　　ɛ ——土工格栅中的应变;

　　α ——桩帽边长(m);

　　s —— 桩间距(m);

　　WT —— 作用于格栅上的均布荷载(kPa)。

　　图 3 土工格栅受荷分析

　　8.2.2 关于 Trp 的方程仅适用于在加载过程中能够发生变形的土工格栅，即可延展的材料(例如聚合物)。对于不可延展的材料(例如金属)，应采用其他方法进行计算。

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　　8.2.3 土工格栅初始拉伸应变与路堤荷载传递：

　　a) 为产生所需拉力，土工格栅应施加初始拉伸应变。该拉伸应变的上限应控制在 6%以内;

　　b) 在浅层路堤中(例如，当 H<0.7(s_α)时)，土工格栅的应变上限应降低至不超过 3%;

　　8.2.4 土工格栅最大跨中挠度与长期应变控制：

　　a) 跨越桩帽的可延伸土工格栅的最大跨中挠度 y 应通过下式确定，并应限制在路堤大允许沉降范围内：

　　y =

　　式中：

　　α —— 桩帽边长(m);

　　s —— 相邻桩之间的距离(m);

　　ɛ —— 土工格栅的应变;

　　y —— 相邻桩间土工格栅的最大跨中挠度(mm)。

　　b) 在实际工程中土工格栅的最大挠度出现在四个相邻桩帽之间的对角跨中处，计算值应取相邻桩间土工格栅的最大跨中挠度的2 倍;

　　c) 为避免路堤表面产生长期局部变形，土工格栅的长期应变(由蠕变引起)应控制在最低水平。在设计寿命内，最大蠕变应限制在 2%以内。

　　8.3 易发生沉陷地区桩承式加筋路堤设计

　　8.3.1 地表下沉通常是由于地表下的空隙塌陷造成的(见图4)，宜采用刚性基础筏和加筋土技术处理措施。

　　图 4 地表沉降引起的加筋体变形

　　8.3.2 土工格栅宜铺设在路堤底部的垫层内，其主抗拉方向应垂直于公路的中心线或与主抗滑方向一致。

　　8.3.3 由多层土工格栅组成的加筋垫层，各层土工格栅之间的间距不宜小于一层填土最小压实厚度且不宜大于 0.6 m。

　　8.3.4 土工格栅反包路堤填料时最小反包长度不宜小于 2.0 m。

　　8.3.5 主干道(交通运输部主干道和高速公路除外)的最大表面差异变形 ds/Ds 应限制在 1%以内，非主要道路的差异沉降应控制在 2%以内(见图 5) 。

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　　图 5 加筋体布置位置设计

　　8.3.6 土工格栅的抗变形设计：

　　a) 土工格栅的最大允许应变应按式 7 计算：

　　根据轴对称条件(即圆形空隙)：

　　式中：

　　εmax —— 土工格栅的最大允许应变;

　　ds/Ds —— 路堤或路面最大允许差异沉降比;

　　D —— 空隙的设计直径(m);

　　H —— 路堤的最大高度(m);

　　θd —— 路堤填料的峰值摩擦角，如图 8 所示。

　　b) 设计所需的土工格栅拉伸特性

　　对于可延展的土工格栅(如聚合物)其拉伸载荷 Trs 应按式 9 计算：

　　式中：

　　Trs —— 土工格栅的拉伸荷载(kN/m);

　　λ —— 取决于土工格栅发挥作用的方向(只承受单项荷载时λ取 1 ，而承受双向荷载时λ取 0.67);

　　γ —— 路堤填料的单位重量(kN/m3 );

　　H —— 路堤的最大高度(m);

　　Ws —— 路堤顶部的附加荷载(kPa);

　　ε —— 土工格栅中小于或等于εmax 的应变;

　　ffs —— 土体单位重量的部分荷载系数，详见表 3;

　　fq —— 外加荷载的部分系数，详见表 3。

　　c) 土工格栅的黏结长度

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　　为在土工格栅中产生拉伸荷载 Trs ，应确保土工格栅与邻近土体之间具有足够的黏结长度，其中承载 Trs 所需的最小土工格栅黏结长度 Lb 应按式 10 计算。

　　Lb

　　式中：

　　Lb—— 土工格栅的黏结长度(m);

　　Trs —— 土工格栅的拉伸荷载(kN/m);

　　fn —— 结构破坏程度的分项系数，详见表2;

　　fp —— 适用于土工格栅抗拔的分项系数，详见表 3;

　　h —— 土工格栅黏结长度上填土的平均高度(m);

　　γ —— 路堤填料的单位重量(kN/m3);

　　a '1 —— 土工格栅一侧土体/土工格栅结合角与 tanφ 'cvi1 的相互作用系数;

　　a '2 —— 土工格栅另一侧土体/土工格栅结合角与 tanφ 'cvi2 的相互作用系数;

　　fms —— 适用于 tan φ 'cvi 的部分材料系数，详见表 3;

　　φ'cv1 —— 表示土工格栅一侧土体与土工格栅结合面的有效内摩擦角;

　　φ 'cv2 ——表示土工格栅另一侧土体与土工格栅结合面的有效内摩擦角。

　　表 3 分项系数取值

　　9 加筋路堤施工技术要求

　　9.1 一般规定

　　9.1.1 土工格栅的铺设应平整、紧密，不得有褶皱、破损。

　　9.1.2 土工格栅的搭接宽度不应小于 30 cm ，搭接处应采用绑扎固定。

　　9.1.3 土工格栅的铺设方向应与路堤轴线垂直。

　　9.1.4 土工格栅铺设完成后，应及时覆盖填料。

　　9.1.5 加筋路堤的施工应符合 JTG/T 3610 的有关规定，包括土工格栅的正确铺设、连接等细节操作。

　　9.1.6 对加筋路堤的验收办法应按照 JTG F80/1 土建工程的规定执行，采取分项工程的方式进行质量检验和评定。

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　　9.2 加筋路堤施工

　　9.2.1 施工准备如下：

　　a) 在软土地基处理前应了解工程地质、地下管线、构造物等情况并进行必要的土工试验， 以复核设计方案的可行性并编制专项施工方案;

　　b) 软土地基处理应因地制宜、就地取材;

　　c) 在开始软土地基改良或置换工作前，施工现场应具备良好的排水系统，防止施工期间积水;

　　b) 对于即将使用的改良材料(如石灰、水泥)、填充材料(如砂砾、碎石)以及土工合成材料等，应提前做好质量检查。

　　9.2.2 地基处理如下：

　　a) 当软土层厚度小于 3.0 m 时，宜采用高强度且具有良好水稳性和透水性的材料(例如砂砾、碎石土)进行浅层置换;

　　b) 对于表层为非饱和状态下的黏性土体，应通过掺入适量的石灰或水泥进行改善;

　　c) 无论是直接替换还是改良后的地基，应遵循逐层铺筑并充分压实的原则。

　　9.2.3 材料铺设如下：

　　a) 应选用级配良好、含泥量不超过 5% 、最大粒径不大于 50 mm 的中粗砂、砂砾或碎石作为垫层材料。当地形复杂时，应在起伏处开挖宽度约为 0.5 m~ 1 m 的台阶;

　　b) 应按照设计要求选择合适的土工合成材料，并注意在运输、储存及铺设过程中避免长时间暴露于阳光下导致老化损坏。

　　9.2.4 路堤填筑如下：

　　a) 在软土地区铺设路堤时，应控制每日填筑高度不超过 0.5 m ，并且应每日对路堤的水平位移和沉降情况进行监测，24 h 内路堤中心线地面沉降速率应不超过 10 mm/d～15 mm/d ，坡脚水平位移速率应不超过 5 mm/d ，同时应根据现场监测结果对每日填筑高度进行反馈调整;

　　b) 如果是在水面以下部分直接填筑，应优先考虑使用具有良好透水性能的材料。