1、高填方路堤沉降分析畢業(yè)論文 畢業(yè)論文中文摘要高填方路堤沉降分析摘要隨著國家西部大開發(fā)決策的實(shí)施高填方路堤的沉降規(guī)律已經(jīng)成為工程界越來越關(guān)注的問題然而由于填料力學(xué)性質(zhì)的復(fù)雜性與種種原因高填路堤的沉降規(guī)律在交通土建部門研究的不多西部山區(qū)的高等級(jí)公路建設(shè)中 不可避免的出現(xiàn)大量的高填方路堤從目前投入運(yùn)營(yíng)的高速公路來看 普遍反映出路堤沉降特別是工后不均勻沉降問題較為嚴(yán)重高填方路基的沉降問題相對(duì)于穩(wěn)定問題表現(xiàn)得更為普遍更為突出 是路基的主要病害之一關(guān)鍵詞高填方路堤檢測(cè)手段沉降畢業(yè)論文外文摘要Titlehigh embankment settlement analyseAbstractWith the im

2、plementation of the western development strategythe rule of settlement of the high embankment has become the problem to which engineering have paid moreand more attention However the mechanical properties of filling for complexity and a variety of reasons Few studies about the rule of settlement of

3、the high embankment in communications civil engineering departmentIn the mountains of western construction of high-class highwaya large number of the high embankment appear of unavoidable In the present state of the throw in operation freewayit is more serious problem that embankment settlement espe

4、cially the problem of after construction uneven settlement in universal The problem of the high embankment settlement that is more universal and more outstanding is relatived to the problem of stabilitywhich is one of the major embankment diseasesKeywordshigh embankmenttest facilitysettlement目 次第一章

5、緒論2 第二章 高填方路堤施工規(guī)321 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)322 相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求3第三章 路基沉降計(jì)算方法1131 影響路基沉降計(jì)算的因素1132 路基沉降預(yù)估方法14第四章 路基檢測(cè)的作用與檢測(cè)方法1741 路基檢測(cè)的作用1742 高填方路基沉降觀測(cè)的目的1743 既有路基調(diào)查主要項(xiàng)目1844 公路路基設(shè)計(jì)和檢測(cè)中的問題2145 路基質(zhì)量檢測(cè)方法 2146 各種檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)與解決措施23第五章 高填方路基的沉降常見表現(xiàn)與危害2551 高填方路基的沉降常見表現(xiàn) 2552 高填方路段沉陷后易發(fā)生的危害 25第六章 高填方路段施工處理預(yù)防措施2661 設(shè)計(jì)方面的原因2662 施工方面的原因26

6、63 施工工藝方面的原因2664 工程質(zhì)量管理方面的原因2765 施工技術(shù)處理方面的原因2766 施工工期的控制28第七章 病害的處理2971 換填土法2972 布設(shè)土工格柵法2973 灌漿法29總 結(jié) 31參 考 文 獻(xiàn) 32致 33第一章 緒 論 公路是國民經(jīng)濟(jì)的重要命脈由于其特有的優(yōu)越性和靈活性而發(fā)揮著其它運(yùn)輸方式所不可替代的作用公路建設(shè)又是國家最主要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一它的迅速發(fā)展對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)并推動(dòng)其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義近年國公路建設(shè)的規(guī)模和水平有了很大的提高尤其是高速公路以其車速快 最高時(shí)速一般為120Kmh 行車安全通行能力大運(yùn)輸成本和貨物耗損低而成為我國公路發(fā)展的首要

7、目標(biāo)隨著十五規(guī)劃的實(shí)施和五縱七橫國家道路主干線系統(tǒng)的建設(shè)我國的高速公路正逐步從東部向中西部延伸在中西部地區(qū)高速公路沿線的地質(zhì)條件也愈來愈復(fù)雜工程難度不斷增加如的耒宜高速公路潭邵高速公路衡棗高速公路常高速公路常吉高速公路等由于沿線多為丘陵山區(qū)地形與土質(zhì)條件復(fù)雜高填深挖與半填半挖極其普遍填切交界高差6-10m以上者常見高填方路堤大量出現(xiàn)最大填方高度20余米甚至達(dá)30余米為了使高速公路在使用年限能夠很好地運(yùn)營(yíng)高速公路對(duì)于工后沉降差異沉降和路面平整度都提出了很高的要求一般要求在設(shè)計(jì)使用年限路面的工后沉降量應(yīng)小于30厘米橋頭路堤應(yīng)小于10厘米對(duì)平整度要求更高其標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)在18毫米以不應(yīng)在人工構(gòu)造物與路堤銜

8、接處產(chǎn)生差異沉降由于高速公路對(duì)地基沉降的要求十分嚴(yán)格所以如何較為合理地預(yù)估路基后期沉降量就成了高速公路建設(shè)中的一個(gè)重要問題以往在我國東部公路建設(shè)中遇到的問題主要是軟基沉降問題對(duì)于這個(gè)問題國外開展了大量的研究并取得了許多成果然而在高路堤方面則缺乏全面系統(tǒng)的沉降觀測(cè)資料和研究成果同時(shí)由于我國幅員遼闊東西部高速公路建設(shè)過程中遇到的地質(zhì)問題差異較大所以不能簡(jiǎn)單地將在東部積累的經(jīng)驗(yàn)用于中西部而必須重視中西部地區(qū)的地質(zhì)特殊性如境就大量存在紅砂巖和高液限粘土等不良土質(zhì)為此針對(duì)中西部地區(qū)出現(xiàn)的高路堤開展高路堤沉降觀測(cè)和沉降變形特性的研究可以極豐富和發(fā)展這一領(lǐng)域的成果同時(shí)通過對(duì)實(shí)測(cè)的路基沉降觀測(cè)資料進(jìn)行整理分析

9、可以預(yù)測(cè)高路堤沉降過程據(jù)此可以指導(dǎo)進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)推算各結(jié)構(gòu)層次的施工時(shí)間表改進(jìn)有關(guān)的施工工藝直接為公路施工決策提供科學(xué)依據(jù)并起到指導(dǎo)施工保證工程質(zhì)量和加快進(jìn)度的目的第二章 高填方路堤施工規(guī)21 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)com頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003com頒公路路線設(shè)計(jì)規(guī)JTG D20-2006com頒公路勘測(cè)規(guī)JTJ061-99com頒公路路基設(shè)計(jì)規(guī)JTG D30-2004com頒公路路基施工技術(shù)規(guī)JTG F102006 22 相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求 com路堤與陡坡路堤com1高邊坡路堤與陡坡路堤設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹綜合設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原則應(yīng)在充分掌握?qǐng)龅厮牡刭|(zhì)條件填料來源與其性質(zhì)的基礎(chǔ)上綜合

10、進(jìn)行路堤斷面排水設(shè)施邊坡防護(hù)地基與堤身處治等的設(shè)計(jì)當(dāng)實(shí)際情況有變化時(shí)應(yīng)與時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)保證路堤穩(wěn)定com2對(duì)邊坡高度超過20m的路堤或地面斜坡坡率陡于125的路堤以與不良地質(zhì)特殊地段的路堤應(yīng)進(jìn)行個(gè)別勘察設(shè)計(jì)對(duì)重要的路堤應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)控com3高邊坡路堤與陡斜坡路堤的地基勘察應(yīng)查明地基土的土質(zhì)類別層位厚度分布特征和物理力學(xué)性質(zhì)確定地下水埋深和分布特征確定地基土的承載能力獲取設(shè)計(jì)所需的物理力學(xué)指標(biāo)其工程地質(zhì)勘察應(yīng)滿足公路工程地質(zhì)勘察規(guī)的要求com4必要時(shí)可采用沖擊碾壓或強(qiáng)夯等進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)壓以消減高路堤的差異變形com5高路堤邊坡形式和坡率應(yīng)根據(jù)填料的物理力學(xué)性質(zhì)邊坡高度車輛荷載和工程地質(zhì)條件等經(jīng)穩(wěn)定計(jì)算

11、并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)分析確定高路堤斷面形式宜采用臺(tái)階式降水量較大的地區(qū)平臺(tái)上應(yīng)加設(shè)截水溝com6高路堤穩(wěn)定性分析的強(qiáng)度參數(shù)應(yīng)根據(jù)填料場(chǎng)地情況選擇有代表性土樣進(jìn)行室試驗(yàn)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況確定路堤填土的強(qiáng)度參數(shù)值采用直剪快剪或三軸不排水剪試驗(yàn)獲得試樣的制備要求與穩(wěn)定分析各階段采用的試驗(yàn)方法詳見表2-1當(dāng)路堤填料為粗粒土或填石料時(shí)應(yīng)采用大型三軸試驗(yàn)儀進(jìn)行試驗(yàn) 表2-1控制穩(wěn)定的時(shí)期強(qiáng)度計(jì)算方法土 類試驗(yàn)方 法采用的強(qiáng)度指標(biāo)試樣起始狀態(tài)備 注施工期總應(yīng)力法滲透系數(shù)小于10-7cms直剪快 剪填筑含水量和填筑密度當(dāng)難以獲得填筑含水量和填筑密度時(shí)或進(jìn)行初步穩(wěn)定分析時(shí)密度采用要求達(dá)到的密度含水量按擊實(shí)曲線上要求密度對(duì)

12、應(yīng)的較大含水量 任何滲透系數(shù)三軸不排水 剪運(yùn)營(yíng)期總應(yīng)力法滲透系數(shù)小于10-7cms直剪固結(jié)快剪同上用于新建路堤的穩(wěn)定性分析任何滲透系數(shù)三軸固結(jié)不排水剪滲透系數(shù)小于10-7cms直剪快剪同上但要預(yù)先飽和用于新建路堤邊坡的淺層穩(wěn)定性分析任何滲透系數(shù)三軸不排水剪滲透系數(shù)小于10-7cms直剪快剪取路堤原狀土用于已建路堤的穩(wěn)定性分析任何滲透系數(shù)三軸不排水剪分析高路堤的穩(wěn)定性時(shí)地基的強(qiáng)度參數(shù)值宜采用直剪的固結(jié)快剪或三軸剪的固結(jié)不排水剪試驗(yàn)獲得分析路堤沿斜坡地基或軟弱層帶滑動(dòng)的穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)結(jié)合場(chǎng)地條件選擇控制性層面的土層試驗(yàn)獲得強(qiáng)度參數(shù)值可采用直剪快剪或三軸剪的不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)當(dāng)可能存在地下水時(shí)應(yīng)采用飽水

13、試件進(jìn)行試驗(yàn)com7路堤穩(wěn)定性分析包括路堤堤身的穩(wěn)定性路堤和地基的整體穩(wěn)定性路堤沿斜坡地基或軟弱層帶滑動(dòng)的穩(wěn)定性等容路堤的堤身穩(wěn)定性路堤和地基的整體穩(wěn)定性宜采用簡(jiǎn)化Bishop法進(jìn)行分析計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)Fs按式 2-1 計(jì)算 公式2-1圖2-1 簡(jiǎn)化Bishop法計(jì)算圖示式中 第土條重力第土條底滑面的傾角第土條垂直方向外力 Ki依土條滑弧所在位置分別按2-2和2-3計(jì)算當(dāng)土條滑弧位于地基中時(shí) 公式2-2式中 第土條地基部分的重力第土條路堤部分的重力第土條寬度地基平均固結(jié)度第土條滑弧所在地基土層的粘結(jié)力和摩擦角 當(dāng)土條滑弧位于路堤中時(shí) 公式2-3 式中 第土條滑弧所在路堤土的粘結(jié)力和摩擦角 其余符號(hào)

14、同前 公式2-4式中 第土條滑弧所在土層的摩擦角滑弧位于地基中時(shí)取地基土的摩擦角位于路堤中時(shí)取路堤土的摩擦角路堤沿斜坡地基或軟弱層帶滑動(dòng)的穩(wěn)定性可采用不平衡推力法進(jìn)行分析計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)Fs按式2-5方法計(jì)算 公式2-5 公式2-6圖2-2 不平衡推力法計(jì)算圖示用式2-5和2-6逐條計(jì)算直到第n條的剩余推力為零由此確定穩(wěn)定系數(shù)式中第個(gè)土條的重力與外加豎向荷載之和第個(gè)土條底滑面的傾角第個(gè)土條底的粘結(jié)力和摩擦角第個(gè)土條底滑面的長(zhǎng)度第個(gè)土條底滑面的傾角第個(gè)土條傳遞給第個(gè)土條的下滑力com8路堤穩(wěn)定性計(jì)算分析得到的穩(wěn)定系數(shù)不得小于表2-2所列值 路堤穩(wěn)定安全系數(shù) 表2-2分析容計(jì)算方法地基情況計(jì)算采用的地

15、基平均固結(jié)度與強(qiáng)度指標(biāo)安全系數(shù)路堤的堤身穩(wěn)定性簡(jiǎn)化Bishop法 式2-1按表2-1確定135路堤和地基的整體穩(wěn)定性簡(jiǎn)化Bishop法式2-1地基土滲透性較差排水條件不好取U 0地基土采用直剪的固結(jié)快剪或三軸剪的固結(jié)不排水剪指標(biāo)路堤填土按表2-1確定120按實(shí)際固結(jié)度采用直剪的固結(jié)快剪或三軸剪的固結(jié)不排水剪指標(biāo)路堤填土按表2-1確定140地基土滲透性較好排水條件良好取U 1采用直剪的固結(jié)快剪或三軸剪的固結(jié)不排水剪指標(biāo)路堤填土按表2-1確定145取U 1地基土采用快剪指標(biāo)路堤填土按表2-1確定135路堤沿斜坡地基或軟弱層滑動(dòng)的穩(wěn)定性不平衡推力法式2-5采用直剪的快剪或三軸剪的不排水剪指標(biāo)路堤填土

16、按表2-1確定130com9路堤穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)路堤施工應(yīng)注意觀測(cè)路堤填筑過程中或以后的地基變形動(dòng)態(tài)對(duì)路堤施工實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)應(yīng)明確觀測(cè)的路堤段落觀測(cè)項(xiàng)目觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)量與位置等確定穩(wěn)定性觀測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)說明施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)com邊坡com1土質(zhì)挖方邊坡高度超過20m巖石挖方邊坡高度超過30m以與不良地質(zhì)特殊巖土地段的挖方邊坡應(yīng)進(jìn)行個(gè)別勘察設(shè)計(jì)com2邊坡工程勘探宜采用鉆探坑井槽探與物探等相結(jié)合的綜合方法必要時(shí)可輔以硐探邊坡工程地質(zhì)勘察應(yīng)滿足公路工程地質(zhì)勘察規(guī)的要求并應(yīng)查明下列容1地形地貌特征 2巖土體類型成因性狀風(fēng)化程度完整程度分層厚度 3巖土體天然和飽水狀態(tài)下物理力學(xué)性能如重度強(qiáng)度參數(shù)等4主要結(jié)構(gòu)

17、面特別是軟弱結(jié)構(gòu)面特征組合關(guān)系力學(xué)屬性與臨空面關(guān)系 5氣象水文和水文地質(zhì)條件6不良地質(zhì)現(xiàn)象的圍性質(zhì)和分布規(guī)律7坡頂鄰近建筑物的荷載結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式埋深與穩(wěn)定狀態(tài)com3邊坡巖土體力學(xué)參數(shù)巖體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)宜根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)確定試驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GBT50266的規(guī)定當(dāng)無條件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可采用工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)GB50218與表2-3和反算分析等方法綜合確定 結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值 表2-3結(jié)構(gòu)面類型結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度摩擦角 粘聚力 MPa 硬性結(jié)構(gòu)面1結(jié)合好 35 0132結(jié)合一般35270130093結(jié)合差2718009005軟弱結(jié)構(gòu)面4結(jié)合很合極差 泥

18、化層 根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定注1表中數(shù)值已考慮結(jié)構(gòu)面的時(shí)間效應(yīng)極軟巖軟巖取表中低值巖體結(jié)構(gòu)面連通性差取表中的高值巖體結(jié)構(gòu)面浸水時(shí)取表中的低值巖體結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度可按表2-4確定 結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度 表2-4結(jié)合程度結(jié)構(gòu)面特征結(jié)合好開度小于1mm膠結(jié)良好無充填開度13mm硅質(zhì)或鐵質(zhì)膠結(jié)結(jié)合一般開度13mm鈣質(zhì)膠結(jié)開度大于3mm表面粗糙鈣質(zhì)膠結(jié)結(jié)合差開度13mm表面平直無膠結(jié)開度大于3mm巖屑充填或巖屑夾泥質(zhì)充填結(jié)合很差結(jié)合極差 泥化層 表面平直光滑無膠結(jié)泥質(zhì)充填或泥夾巖屑充填充填物厚度大于起伏差分布連續(xù)的泥化夾層未膠結(jié)的或強(qiáng)風(fēng)化的小型斷層破碎帶邊坡巖體性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值可按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定對(duì)于重要邊坡應(yīng)通過試驗(yàn)

19、確定巖體摩擦角可由巖塊摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值按巖體裂隙發(fā)育程度乘以表2-3所列的折減系數(shù)確定 邊坡巖體摩擦角折減系數(shù) 表2-5邊坡巖體特性摩擦角的折減系數(shù)邊坡巖體特性摩擦角的折減系數(shù)裂隙不發(fā)育090095裂隙發(fā)育080085裂隙較發(fā)育085090碎裂結(jié)構(gòu)075080土體力學(xué)參數(shù)宜采用原位剪切試驗(yàn)原狀土樣室剪切試驗(yàn)與反算分析等方法綜合確定土質(zhì)邊坡按水土合算原則計(jì)算時(shí)地下水位以下的土宜采用三軸試驗(yàn)土的自重固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度指標(biāo)按水土分算原則計(jì)算時(shí)地下水位以下的土宜采用土的有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)com4邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)1邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)宜綜合采用工程地質(zhì)類比法圖解分析法極限平衡法和數(shù)值分析法進(jìn)行2邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法應(yīng)考

20、慮邊坡可能的破壞形式可按下列方法確定3規(guī)模較大的碎裂結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡宜采用簡(jiǎn)化Bishop計(jì)算4對(duì)可能產(chǎn)生直線形破壞的邊坡宜采用平面滑動(dòng)面解析法進(jìn)行計(jì)算5對(duì)可能產(chǎn)生折線形破壞的邊坡宜采用不平衡推力法計(jì)算6對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的巖質(zhì)邊坡可配合采用赤平投影法和實(shí)體比例投影法分析與鍥形滑動(dòng)面法進(jìn)行計(jì)算7當(dāng)邊坡破壞機(jī)制復(fù)雜時(shí)宜結(jié)合數(shù)值分析法進(jìn)行分析8邊坡穩(wěn)定性計(jì)算應(yīng)分成以下三種工況正常工況邊坡處于天然狀態(tài)下的工況非正常工況邊坡處于暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下的工況非正常工況邊坡處于地震等荷載作用狀態(tài)下的工況邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)其穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)滿足表2-6規(guī)定的安全系數(shù)要求否則應(yīng)對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù) 路塹邊坡安全系 表2-6公路

21、等級(jí)路塹邊坡安全系數(shù)高速公路一級(jí)公路正常工況120130非正常工況110120非正常工況105110二級(jí)與二級(jí)以下公路正常工況115125非正常工況105115非正常工況102105 注表中安全系數(shù)取值應(yīng)與計(jì)算方法對(duì)應(yīng)com5根據(jù)不同的巖土性質(zhì)和穩(wěn)定要求應(yīng)將邊坡開挖成折線式或臺(tái)階式邊坡臺(tái)階式邊坡中部應(yīng)設(shè)置邊坡平臺(tái)邊坡平臺(tái)的寬度不宜小于2m堅(jiān)硬巖石地段邊坡可不設(shè)平臺(tái)其邊坡坡率可調(diào)查附近已建工程的人工邊坡與自然山坡情況根據(jù)邊坡穩(wěn)定性分析綜合確定com6邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)邊坡地質(zhì)和環(huán)境條件邊坡高度與公路等級(jí)采取工程防護(hù)與植物防護(hù)的綜合措施穩(wěn)定性差的邊坡應(yīng)設(shè)置綜合支擋工程并采用分層開挖分層穩(wěn)定和坡腳預(yù)

22、加固技術(shù)com7應(yīng)設(shè)置完善的邊坡地表和地下排水系統(tǒng)與時(shí)引排地面水和地下水com8高速公路一級(jí)公路挖方高邊坡與不良地質(zhì)特殊巖土地段的挖方邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)采用施工監(jiān)測(cè)信息化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法應(yīng)提出對(duì)施工方案的特殊要求和監(jiān)測(cè)要求應(yīng)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況施工情況和變形應(yīng)力監(jiān)測(cè)的反饋信息與時(shí)對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行校核修改和補(bǔ)充監(jiān)測(cè)的容包括對(duì)邊坡不穩(wěn)定的圍移動(dòng)方向和速度以與地下水爆破振動(dòng)等取得定量數(shù)據(jù)供設(shè)計(jì)分析對(duì)錨固系統(tǒng)擋土墻等加固措施的受力變形等進(jìn)行量測(cè)驗(yàn)證其是否達(dá)到預(yù)期的作用如未達(dá)到則應(yīng)采取補(bǔ)救措施監(jiān)測(cè)周期應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)支擋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)地質(zhì)條件確定對(duì)于高速公路重點(diǎn)高邊坡監(jiān)測(cè)周期應(yīng)為公路建成營(yíng)運(yùn)后不少于一年com9高填方路堤填料

23、宜優(yōu)先采用強(qiáng)度高水穩(wěn)性好的材料或采用輕質(zhì)材料受水淹浸的部分應(yīng)采用水穩(wěn)性和透水性均好的材料com10基底處理應(yīng)符合下列規(guī)定1基底承載力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求特殊地段或承載力不足的地基應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行處理2覆蓋層較淺的巖石地基宜清除覆蓋層com11高填方路堤填筑應(yīng)符合下列規(guī)定1施工中應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)留路堤高度與寬度并進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控2施工過程中宜進(jìn)行沉降觀測(cè)按照設(shè)計(jì)要求控制填筑速率3高填方路堤宜優(yōu)先安排施工第三章 路基沉降計(jì)算方法31影響路基沉降計(jì)算的因素路基沉降分析中存在大量的不確定性因素這些不確定性因素使得路基沉降的理論數(shù)值計(jì)算分析的精確性大為下降許多學(xué)者曾較系統(tǒng)地闡述了地基沉降分析中的不確定性因素主要體現(xiàn)

24、在以下幾個(gè)方面 計(jì)算模型的不確定性很多文獻(xiàn)都詳細(xì)分析了計(jì)算模型的問題由于無論采用哪種模型都不可能絕對(duì)準(zhǔn)確地有時(shí)誤差還很大反映實(shí)際情況針對(duì)不同的土質(zhì)材料許多學(xué)者已經(jīng)提出許多本構(gòu)模型和屈服準(zhǔn)則不同的模型反映的側(cè)重點(diǎn)不一樣所得到的結(jié)果差異也很大甚至有時(shí)提出的模型可能較為全面地反映了土的性質(zhì)但因?yàn)槠浔緲?gòu)關(guān)系的極其復(fù)雜使得數(shù)值計(jì)算相當(dāng)繁瑣這樣也難以在工程中廣泛應(yīng)用計(jì)算模型的不確定性是一個(gè)較為復(fù)雜的問題這和土粒粒度成分和土體結(jié)構(gòu)有關(guān)同時(shí)也和它所受外力的種類和方向周圍環(huán)境地下水的變化等因素有關(guān)國外學(xué)者Ditlevsen和Kiureghian等人對(duì)工程結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型不確定性進(jìn)行了研究相比之下在巖土工程領(lǐng)域研究

25、成果還很少目前唯有Bourdeau和Ashy簡(jiǎn)單地對(duì)線彈性和理想彈塑性不確定問題進(jìn)行了探討 荷載的不確定性對(duì)于高速公路來說荷載主要包括路基土體與面層的自重和車輛荷載路基土體在實(shí)際施工中的加載方式變化很大采用不同的加載方式和加載速率路基的沉降時(shí)間曲線顯著地不同加載速率對(duì)初期沉降有明顯影響而對(duì)后期沉降影響不大施工填筑速率緩慢時(shí)土中孔隙水壓力有較充分的排出和消散時(shí)間路基的沉降便隨路堤填土荷載的緩慢增加而逐漸進(jìn)行施工填筑速率過快土體沒有充分固結(jié)那么就會(huì)造成較大的工后沉降對(duì)于車輛荷載作用下路基的沉降問題目前的處理辦法一般只將其轉(zhuǎn)化成靜載但實(shí)際上車輛荷載和靜載相比有很大的不同天然土體與復(fù)合土體在車輛荷載作

26、用下的性質(zhì)與其在靜載作用下表現(xiàn)出來的性質(zhì)也有很大的不同路基在車輛荷載作用下引起的累積變形可以分為兩部分在可變荷載作用下土體中的殘余應(yīng)變引起的變形和土體中由于可變荷載引起的孔壓消散產(chǎn)生的固結(jié)變形正確估算道路構(gòu)筑物在可變荷載作用下的沉降對(duì)實(shí)際工程具有重要的現(xiàn)實(shí)意義com材料參數(shù)的不確定性大量的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果和工程實(shí)踐表明土性參數(shù)存在著變異性而且變異系數(shù)遠(yuǎn)比一般的人工材料大路基沉降計(jì)算的精度在很大程度依賴于土性參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析的精度除容重外地基土的彈模泊松比以與強(qiáng)度參數(shù) 如c值 也都存在著變異性Cambo的研究表明土泊松比的變異性不大可以不作為隨機(jī)變量處理但彈模的變異性十分明顯土體強(qiáng)度參數(shù)的變異性一般較大

27、尤其是c值有時(shí)變異系數(shù)高達(dá)05左右此外由于地基沉降往往為一定圍土性的平均特性所控制而土性參數(shù)一般又表現(xiàn)出明顯的空間變異性不同位置土性參數(shù)具有相關(guān)性因此土體材料參數(shù)通常需采用隨機(jī)場(chǎng)模型加以模擬國權(quán)威人士指出在計(jì)算科學(xué)日新月異的今天計(jì)算參數(shù)與實(shí)際情況相比所具有的精度己遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工程結(jié)構(gòu)的精確分析如果不考慮設(shè)計(jì)參數(shù)的不確定性結(jié)構(gòu)的精確分析所能取得的效益將被粗略的經(jīng)驗(yàn)性安全指標(biāo)所淹沒在地基沉降未能全面實(shí)現(xiàn)概率分析以前基于參數(shù)的反演分析方法是解決參數(shù)不確定性問題的較好途徑 幾何尺寸的不確定性 從總體上看這一方面的研究成果還較少目前已出現(xiàn)的成果主要反映在土層厚度不確定性的模擬以與土體變異物位置和尺寸的不確

28、定性對(duì)沉降的影響 初始條件和邊界條件的不確定性在軟土路基的沉降計(jì)算分析中必然要關(guān)系到確定計(jì)算模型的初始條件和邊界條件由于路基所處的地下水水位都是隨機(jī)變化的所以其初始孔壓和邊界孔壓均存在不確定性由于巖土工程中存在著大量的不確定性因素這些客觀存在的不確定因素己使常規(guī)的分析方法顯得力不從心只有在路基沉降計(jì)算中充分考慮這些不確定因素所帶來的影響才能進(jìn)一步提高計(jì)算的精度32路基沉降預(yù)估方法路基沉降預(yù)測(cè)的方法主要有三種以經(jīng)典土力學(xué)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法本構(gòu)理論為基礎(chǔ)的數(shù)值計(jì)算法和根據(jù)實(shí)測(cè)沉降資料預(yù)測(cè)法如圖11所示傳統(tǒng)的沉降預(yù)估方法是建立在太沙基等人創(chuàng)立的經(jīng)典土力學(xué)基礎(chǔ)之上其中引入了許多簡(jiǎn)化假定在預(yù)估時(shí)將地基

29、沉降分為瞬時(shí)沉降固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降三部分并按分層總和法分別計(jì)算瞬時(shí)沉降是在外荷載加上的瞬間土體中的孔隙水來不與排出時(shí)所發(fā)生的沉降即地基土在不排水加載期間所產(chǎn)生的沉降此時(shí)土體只發(fā)生形變而沒有體變荷載使土體產(chǎn)生剪切變形固結(jié)沉降又稱為主固結(jié)沉降是荷載置于地基上后隨著時(shí)間的延續(xù)地基土中的孔隙水逐漸排出過程中所發(fā)生的沉降在此過程中孔隙水排出孔隙水壓力轉(zhuǎn)換為有效應(yīng)力土體逐漸壓密產(chǎn)生體積壓縮變形次固結(jié)沉降的主要部分是在地基土中的超靜孔隙水壓力完全消散以后亦即在有效應(yīng)力不變的情況下所發(fā)生的沉降此種方法包括一維沉降計(jì)算法和從土的應(yīng)力狀態(tài)出發(fā)而改進(jìn)的沉降計(jì)算方法數(shù)值計(jì)算法是近代土力學(xué)研究的產(chǎn)物70年代以來隨著計(jì)

30、算機(jī)和數(shù)值計(jì)算方法的飛速發(fā)展對(duì)土體本構(gòu)關(guān)系認(rèn)識(shí)的不斷深入人們可以將復(fù)雜的地基沉降計(jì)算問題編制成計(jì)算機(jī)程序通過計(jì)算機(jī)運(yùn)算得到較準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果其中有限元法和有限差分法應(yīng)用較廣前面已經(jīng)敘述在高速公路設(shè)計(jì)和施工中客觀存在的不確定因素使得常規(guī)的路基沉降計(jì)算分析方法計(jì)算的沉降量和實(shí)際沉降量有較大的出入因此出現(xiàn)了根據(jù)實(shí)測(cè)沉降資料的預(yù)測(cè)方法此種方法預(yù)測(cè)精度相對(duì)較高同時(shí)通過對(duì)此種方法的大量運(yùn)用可以積累這方面的資料和實(shí)際監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)供日后借鑒為此許多高速公路都開展了沉降觀測(cè)工作如京津塘 1987 滬嘉 1989 廣佛 1990 廣深珠 1992 滬寧 1992 杭甬 1992 佛開 1994 廣珠 1995 耒宜 1

31、999 衡棗 2001年 常 2003 和常吉 2004 等高速公路以此來對(duì)高速公路的設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)并指導(dǎo)施工根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)沉降資料的整理分析和研究提出了許多沉降預(yù)估的方法如雙曲線法指數(shù)曲線法泊松曲線法淺崗法星野法三點(diǎn)法沉降速率法灰色預(yù)測(cè)法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法模糊綜合評(píng)判法和反分析法等圖3-1地基沉降預(yù)估方法總結(jié)傳統(tǒng)沉降預(yù)估方法和數(shù)值計(jì)算方法都需要對(duì)土樣做大量的實(shí)驗(yàn)來獲取盡可能接近實(shí)際的參數(shù)但由于土是一種變異性很大的工程材料在其漫長(zhǎng)的形成過程中經(jīng)歷了自然和人為因素的作用其性質(zhì)十分復(fù)雜因而通過勘察取樣試驗(yàn)得到的土體參數(shù)是十分離散和不確定的具有空間變異性同時(shí)從經(jīng)濟(jì)方面來考慮勘探的密度與試驗(yàn)的次數(shù)不可

32、能達(dá)到絕對(duì)令人滿意的程度所有這些無形中都影響了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性根據(jù)實(shí)測(cè)沉降資料預(yù)測(cè)法是在較為充分的取得路基沉降資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的沉降預(yù)測(cè)能綜合考慮各種復(fù)雜因素對(duì)土體性質(zhì)的影響因此其預(yù)測(cè)精度相對(duì)較高但該類方法中的不同方法有其各自優(yōu)缺點(diǎn)與適用條件因此在實(shí)際的高速公路地基沉降預(yù)估中應(yīng)該在對(duì)每一種預(yù)估方法的原理優(yōu)缺點(diǎn)和適用圍等全面了解后根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)靈活選用不同方法進(jìn)行預(yù)估分析第四章 路基檢測(cè)的作用與檢測(cè)方法41 路基檢測(cè)的作用com測(cè)是路基工程施工技術(shù)管理的重要組成部分是新線路基施工的基本工序和主要質(zhì)量控制手段對(duì)保證工程質(zhì)量具有重要意義com測(cè)是路基工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定和竣工驗(yàn)收評(píng)定工作的主要環(huán)

33、節(jié)路基檢測(cè)是對(duì)新線路基施工進(jìn)行過程控制的主要手段com測(cè)工作對(duì)提高路基工程質(zhì)量加快路基工程進(jìn)度降低工程造價(jià)推動(dòng)工程施工技術(shù)進(jìn)步都起到重要作用com現(xiàn)和與時(shí)整治沖空巖溶陷穴等隱蔽性危害保障交通線安全com既有路基病害檢測(cè)為大修計(jì)劃和方案制訂提供依據(jù)并可檢測(cè)病害整治效果com速前對(duì)路基質(zhì)量狀況進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估加固后進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)估com基狀態(tài)檢測(cè)和評(píng)定是安排路基維修計(jì)劃的主要依據(jù)是反映路基與附屬設(shè)備質(zhì)量和考核路基養(yǎng)護(hù)管理工作的重要指標(biāo)路基檢測(cè)還可指導(dǎo)日常維修作業(yè)為線路狀態(tài)修提供依據(jù)com基檢測(cè)技術(shù)和方法的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)化com基檢測(cè)學(xué)科的發(fā)展促進(jìn)檢測(cè)設(shè)備的研制和新技術(shù)裝備的開發(fā)42 高填方路基沉降觀測(cè)的目的

34、com降觀測(cè)與時(shí)掌握全線地基的沉降變化情況與時(shí)發(fā)現(xiàn)沉降偏大的地基 如隱伏軟基未探明的溶洞等 以便在施工過程中與時(shí)加以處理避免對(duì)路基的工后沉降和路面質(zhì)量留下后患com降觀測(cè)可由此確定底基層基層和面層等各結(jié)構(gòu)層次的施工時(shí)間表使工期的安排具有明確的依據(jù)由此保證全段路基不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致路面開裂的工后沉降發(fā)生com降監(jiān)測(cè)解決橋頭跳車問題通過對(duì)較高填方橋頭臺(tái)背的沉降監(jiān)測(cè)與時(shí)掌握橋頭臺(tái)背的沉降變化情況并由此安排各結(jié)構(gòu)層次的施工時(shí)間從而避免較大工后沉降的發(fā)生避免通車后橋頭搭板的破壞com降監(jiān)測(cè)解決填挖交界或半填半挖的差異沉降問題填挖交界或半填半挖的差異沉降是導(dǎo)致路面開裂的主要因素通過對(duì)填挖交界差異沉降的監(jiān)控量測(cè)可

35、與時(shí)掌握差異沉降的變化情況并通過側(cè)向位移的觀測(cè)進(jìn)一步了解導(dǎo)致差異沉降偏大的原因從而在施工過程中與時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并有針對(duì)性的采取工程措施com降觀測(cè)可與時(shí)發(fā)現(xiàn)路基施工過程中地基和路堤填土的沉降變化規(guī)律從而得出施工過程施工方法或填土種類對(duì)路基沉降的影響以便與時(shí)調(diào)整施工方法并可以總結(jié)沉降規(guī)律以便為類似工程提供借鑒43既有路基調(diào)查主要項(xiàng)目com路基填料物理性狀如填土工程類型顆粒組成液塑限含水量含水量稠度密度包括壓實(shí)度相對(duì)密度等com路基力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)如現(xiàn)場(chǎng)CBR承載比路基回彈模量回彈彎沉填土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c和路基承載力路基壓實(shí)度等 com路基路面結(jié)構(gòu)分層狀況如路面結(jié)構(gòu)層厚度路基路面層間狀況路基部排水狀況路基

36、基底狀況 com路基路面病害狀況如路基病害平面縱向分布圍病害類型與路面病害關(guān)系等既有路基檢測(cè)方法既有路基的檢測(cè)方法主要包括現(xiàn)場(chǎng)CBR檢測(cè)與回彈模量檢測(cè)深層核子密度濕度儀地基深層原位測(cè)試?yán)梦锾椒椒ㄟM(jìn)行的無損檢測(cè)方法與路基鉆探取芯檢測(cè)等現(xiàn)場(chǎng)CBR檢測(cè)與回彈模量檢測(cè)C B R 試驗(yàn)全稱為加州承載比California Bearing Ratio試驗(yàn)是由美國加利福尼亞州公路局最早提出的一種確定路基相對(duì)承載力的試驗(yàn)CBR試驗(yàn)是將規(guī)定尺寸的探頭貫入土中在一定的貫入深度時(shí)以其對(duì)應(yīng)的荷載強(qiáng)度與CBR基準(zhǔn)比較來確定地基承載能力的相對(duì)值路基回彈模量即路基回彈彎沉需要一個(gè)重要數(shù)據(jù)就是彎沉值所謂彎沉值是指路基路面結(jié)

37、構(gòu)表面在雙圓均布荷載作用下輪隙中心處實(shí)測(cè)的路表沉降值單位001 mm它是直接反映強(qiáng)度的一個(gè)重要指標(biāo)路基現(xiàn)場(chǎng)CBR檢測(cè)和回彈模量檢測(cè)是通過現(xiàn)場(chǎng)挖坑至特定層位將基坑表面整平然后在其表面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試通過檢測(cè)可獲得路基不同層位土體的測(cè)試指標(biāo)可作為判定路基強(qiáng)度最直觀的一個(gè)指標(biāo)采用這兩種方法檢測(cè)路基強(qiáng)度準(zhǔn)確但測(cè)試過程較復(fù)雜完成單點(diǎn)測(cè)試的時(shí)間長(zhǎng)且費(fèi)用較高一般不宜大量采用深層核子密度濕度儀檢測(cè)利用核子密度濕度儀可以檢測(cè)路基的密實(shí)度和含水量其原理是通過測(cè)量射線在經(jīng)物質(zhì)散射前后強(qiáng)度的變化和測(cè)試快中子的散射能量來確定被測(cè)物質(zhì)的密度和含水量的現(xiàn)行路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程中的方法僅適用于路基路面表層檢測(cè)深層核子密度濕度儀可

38、以通過對(duì)既有路基開孔檢測(cè)深層路基此類方法其優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)指標(biāo)可以參考現(xiàn)行規(guī)直接用于路基評(píng)價(jià)但需局部開挖檢測(cè)效率較低對(duì)行車有干擾由于儀器普與度不高檢測(cè)方法難以有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力觸探標(biāo)貫試驗(yàn)等地基深層原位測(cè)試方法原位測(cè)試可在原位的應(yīng)力條件天然含水量下進(jìn)行克服了鉆孔與室試驗(yàn)對(duì)土的擾動(dòng)對(duì)難以取原狀樣的土如路基常采用的碎石土測(cè)試優(yōu)勢(shì)明顯原位測(cè)試可用于土層劃分承載力確定密實(shí)狀態(tài)判斷等方面動(dòng)力觸探測(cè)試是通過重錘捶擊觸探桿使觸探儀的探頭貫入土體中達(dá)到規(guī)定進(jìn)尺時(shí)所需要的標(biāo)準(zhǔn)擊數(shù)換算出相應(yīng)的承載力進(jìn)行路基強(qiáng)度測(cè)定與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)動(dòng)力觸探又分兩種一種是重型動(dòng)力觸探一種是輕型動(dòng)力觸探實(shí)際工程中輕型動(dòng)力觸探多用于細(xì)粒土的測(cè)試重型

39、動(dòng)力觸探則多用于粗粒土的測(cè)試標(biāo)貫試驗(yàn)和動(dòng)力觸探測(cè)試原理相似一般適用于砂性土的測(cè)試原位測(cè)試方法測(cè)試是一種間接測(cè)試方法其結(jié)果一般需通過經(jīng)驗(yàn)換算查表得到常用的地基基礎(chǔ)物理力學(xué)指標(biāo)這些指標(biāo)也無法直接用于路基評(píng)價(jià)但其測(cè)試有標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程簡(jiǎn)單易于推廣測(cè)試結(jié)果可用于直觀定性評(píng)價(jià)路基狀況和路基病害診斷地質(zhì)雷達(dá)面波法與電測(cè)法等物探方法進(jìn)行的無損檢測(cè)方法地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)由天線定向向路基發(fā)射電磁波在介質(zhì)介電常數(shù)改變的地方會(huì)發(fā)生折射與反射通過記錄反射波能確定結(jié)構(gòu)層交界位置路基為人工填筑具有明顯的分層結(jié)構(gòu)特性具備地質(zhì)雷達(dá)使用的地球物理?xiàng)l件采用地質(zhì)雷達(dá)可對(duì)路基病害和路床狀況進(jìn)行大面積調(diào)查該技術(shù)具有無損快速直觀的突出特點(diǎn)但地質(zhì)雷

40、達(dá)一般只能反映結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀不能與路基物理力學(xué)指標(biāo)聯(lián)系面波法則通過在路基表面激振和接受信號(hào)根據(jù)面板傳播規(guī)律反演各地層波速情況以波速區(qū)分地層調(diào)查地層異常測(cè)試速度較快對(duì)行車干擾小但分辨率較低電測(cè)法是利用電場(chǎng)分布規(guī)律研究地層差異來認(rèn)識(shí)地質(zhì)構(gòu)造的一種勘探方法通過建立人工電場(chǎng)用儀器測(cè)定電場(chǎng)分布計(jì)算地下土層的電阻率以此反映地層變化探測(cè)路基病害分布圍等但其精度受各種因素影響較多測(cè)試速度也不快難以建立地層力學(xué)性質(zhì)關(guān)系上述物探方法只適合用于大圍路基病害尋找和大致分布圍調(diào)查定量評(píng)價(jià)路基病害狀況和確定其分布還需要結(jié)合開挖或路基鉆探取芯檢測(cè)路基鉆探取芯檢測(cè)路基鉆探取芯檢測(cè)主要是抽取路基不同層位的土樣進(jìn)行含水量密度干密度塑液

41、限等試驗(yàn)得出相應(yīng)路基土密實(shí)程度稠度狀況土性狀況并通過經(jīng)驗(yàn)判斷路基強(qiáng)度指標(biāo)采用鉆探取芯檢測(cè)的方法獲得的是最原始物理檢測(cè)數(shù)據(jù)這種評(píng)價(jià)方法直觀準(zhǔn)確可靠性好但鉆芯取樣與后期試驗(yàn)過程由于很多因素對(duì)土樣有一定的影響試驗(yàn)操作誤差設(shè)備精度不夠等問題造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性降低在此著重對(duì)壓實(shí)度的檢測(cè)進(jìn)行描述因?yàn)樵诠方ㄔO(shè)中壓實(shí)度是反映施工質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)有效地壓實(shí)能顯著地改善填方的承載能力提高不滲透性在多數(shù)情況下可以大大降低由于土壤固結(jié)而引起的沉降公路路基目前通用壓實(shí)度檢測(cè)衡量路基質(zhì)量這主要是由于公路路基設(shè)計(jì)規(guī)JTG D30-2004中規(guī)定了對(duì)路基填料的壓實(shí)指標(biāo)見表4-1表4-1 土質(zhì)路堤壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這一指標(biāo)進(jìn)行

42、檢測(cè)時(shí)目前國主要采用核子密度儀法環(huán)刀法灌砂法等方式核子密度儀雖然檢測(cè)方式方便快捷它的缺點(diǎn)是放射性物質(zhì)對(duì)人體有害精度不高環(huán)刀法體積小操作簡(jiǎn)便但檢測(cè)時(shí)易受人為因素土層干濕情況影響且測(cè)試深度不易掌握往往數(shù)值波動(dòng)較大灌砂法的檢測(cè)原理是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)路基挖坑取土樣稱其質(zhì)量再用標(biāo)準(zhǔn)砂換算出坑中土樣的體積 標(biāo)準(zhǔn)砂的密度和灌入坑中的砂的質(zhì)量是已知或能算出 質(zhì)量與體積的比值即為濕密度測(cè)出土的含水量就可求出土的干密度根據(jù)實(shí)驗(yàn)室做出的填料的密度計(jì)算出該測(cè)點(diǎn)填料的孔隙率com設(shè)計(jì)和檢測(cè)中的問題路基質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)就是路基的壓實(shí)度路基設(shè)計(jì)不能只用壓實(shí)度來評(píng)價(jià)質(zhì)量合格與否對(duì)于路基填料不能千篇一率的規(guī)定路面底面以下多深的圍壓實(shí)度

43、必須達(dá)到多少否則會(huì)帶來認(rèn)識(shí)上的誤差因不同巖性的土質(zhì)填料在一樣密實(shí)度的情況下其強(qiáng)度模量和壓縮變形不盡一致對(duì)于粉土風(fēng)積沙等無黏性土由于其土質(zhì)顆粒的均勻性施工壓實(shí)比較困難壓實(shí)度很難達(dá)到95以上路基的塑性變形深度圍與路面與路基土的強(qiáng)度模量關(guān)系極時(shí)路基壓實(shí)度檢測(cè)需要熟練的操作技巧試驗(yàn)結(jié)果復(fù)現(xiàn)性差無法在壓實(shí)過程中測(cè)量或估計(jì)壓實(shí)的程度壓實(shí)不足或壓實(shí)過度很難與時(shí)發(fā)現(xiàn)壓實(shí)度需要具有代表性的土樣干密度進(jìn)行比較一般當(dāng)填筑的土石料較為均勻時(shí)性質(zhì)比較穩(wěn)定在同一壓實(shí)條件下干密度接近常數(shù)值這時(shí)可用某一干密度作為設(shè)計(jì)和施工質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)但天然土石料往往是不均勻的在同一壓實(shí)條件下干密度指標(biāo)是不同的若仍用某一干密度作為設(shè)計(jì)和施工質(zhì)控標(biāo)

44、準(zhǔn)必然出現(xiàn)對(duì)易于壓實(shí)的土石料壓實(shí)后的干密度值容易達(dá)到而壓實(shí)結(jié)果是偏松的對(duì)不易壓實(shí)的土石料壓實(shí)干密度不易達(dá)到而壓實(shí)結(jié)果是偏緊密的這樣不僅形成檢測(cè)時(shí)的欠密或超密現(xiàn)象同時(shí)形成不均勻土石料在同一壓實(shí)條件下緊密程度不同容易發(fā)生不均勻變形45 路基質(zhì)量檢測(cè)方法 地基系數(shù)的檢測(cè) K30 法 路基在外力作用下會(huì)產(chǎn)生變形變形量直接影響到路面的使用壽命而路基表層變形量很難用物理指標(biāo) 如壓實(shí)度 來衡量因此有必要建立一個(gè)力學(xué)指標(biāo) 地基系數(shù) 來對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行控制K30 平板載荷試驗(yàn)作為一種抗力指標(biāo)能夠直觀地表征路基剛度與承載能力物理意義明確針對(duì)性強(qiáng)與傳統(tǒng)物理量綱相比具有明顯的優(yōu)越性公路路基檢測(cè)應(yīng)該有針對(duì)的引入這一檢測(cè)方

45、式 路基壓實(shí)度的檢測(cè)路基壓實(shí)度的檢測(cè)是公路建設(shè)中即普通又重要的工作只有檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠才能真實(shí)的反應(yīng)出路基壓實(shí)情況對(duì)于提高路基壓實(shí)度檢測(cè)的準(zhǔn)確度應(yīng)注意的以下幾個(gè)問題com1 提高標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性標(biāo)準(zhǔn)密度是保證壓實(shí)度準(zhǔn)確的前提壓實(shí)度的大小取決實(shí)測(cè)的壓實(shí)密度同樣也與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)出的密度大小有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)是模擬現(xiàn)場(chǎng)施工條件下得出路基填土的最大干密度和最佳含水量路基壓實(shí)度的檢測(cè)準(zhǔn)確以否最大干密度起著決定性的作用在做標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)對(duì)使用的土樣進(jìn)行分析取符合粒徑要求的土樣做擊實(shí)試驗(yàn)悶土?xí)r間要保證如果悶土?xí)r間過短水就不能充分分布在顆粒之間使擊實(shí)后的含水量不均勻影響擊實(shí)效果擊實(shí)筒應(yīng)放在堅(jiān)硬的水泥地面

46、上這樣能保證擊實(shí)效果否則會(huì)使最大干密度偏低擊實(shí)時(shí)土層厚度要均勻若每層裝土不均勻在一樣擊實(shí)力的作用下會(huì)造成筒土的密度不均勻增大試驗(yàn)誤差并且測(cè)得的干密度和實(shí)際千密度相差較大com2 土體取樣應(yīng)具有代表性由于現(xiàn)場(chǎng)施工和標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)在對(duì)土的處理上還存在一定的距離大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)施工不可能象我們標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)菢訉⑼撂幚淼椒弦?guī)要求的粒徑后再進(jìn)行碾壓如送檢人員送檢的土樣不具有代表性這樣就會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)密度與現(xiàn)場(chǎng)的干密度相差很大com3 現(xiàn)場(chǎng)路基壓實(shí)度檢測(cè)方法有灌砂法環(huán)刀法核子密度濕度儀法蠟封法水袋法等我們最常用的便是灌砂法環(huán)刀法核子密度儀法每種方法適用于不同的路基填土灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試坑的體積它是當(dāng)前最

47、通用的方法很多路基工程都把灌砂法列為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定密度的主要方法該方法適用于測(cè)試各種土的密度灌砂法試驗(yàn)過程復(fù)雜為使試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確一定要認(rèn)真標(biāo)定砂的密度當(dāng)重復(fù)使用量砂時(shí)一定要保持其千燥狀態(tài)選取試驗(yàn)地點(diǎn)的時(shí)候一定表面平坦若表面粗糙度較大時(shí)應(yīng)將粗糙度表面間砂的質(zhì)量準(zhǔn)確求出核子密度儀法適用于細(xì)粒土粗粒土此種方法操作簡(jiǎn)單檢測(cè)速度快在許多公路施工中尤其需要現(xiàn)場(chǎng)快速評(píng)定時(shí)多采用本法但此種方法測(cè)得的密度值精度不高故不能做為評(píng)定驗(yàn)收依據(jù)也不能作仲裁試驗(yàn)在使用儀器測(cè)定前應(yīng)定期標(biāo)定并且按規(guī)定的時(shí)間將儀器事先預(yù)熱否則會(huì)產(chǎn)生誤差環(huán)刀法是測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)密度的傳統(tǒng)方法它適用于細(xì)粒土與無機(jī)結(jié)合料細(xì)粒土用環(huán)刀法測(cè)積的密度是環(huán)刀土樣所在深度圍

48、的平均密度它不能代表整個(gè)碾壓層的平均密度由于碾壓層的密度一般是從上到下減小的若環(huán)刀取在碾壓層的上部則所得到的數(shù)值往往偏大若環(huán)刀取的是碾壓層底部則所得到的數(shù)值將明顯偏小因此在用環(huán)刀法測(cè)定土的密度時(shí)應(yīng)使所得的密度能代表整個(gè)碾壓層的平均密度在檢測(cè)時(shí)應(yīng)取碾壓層中間的土 動(dòng)態(tài)變形模量動(dòng)態(tài)平板荷載試驗(yàn)是通過落錘試驗(yàn)和沉陷測(cè)定來直接獲取土體動(dòng)態(tài)特性的承載力指標(biāo)動(dòng)態(tài)變形模量值的以Evd 表示其計(jì)量單位為MPa和K30 之間具有一定的相關(guān)性動(dòng)態(tài)平板荷載試驗(yàn)可作為一種快速的試驗(yàn)方法動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀由加載裝置荷載板和沉陷測(cè)定儀三部分組成46 各種檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)與解決措施 地基系數(shù) K30 的檢測(cè)要足夠的反力也就

49、是需工程機(jī)械 主要是汽車 配合因此在空間狹小的過渡段測(cè)試元器件附近等部位就難以進(jìn)行檢測(cè)這是其不足之處檢測(cè)還存在同一測(cè)試地點(diǎn)不同時(shí)間測(cè)出的K30 值離散性較大重復(fù)性差缺乏可比性從而給質(zhì)量檢測(cè)評(píng)定工作造成很大困難出現(xiàn)這些問題的原因一般是由于檢測(cè)設(shè)備自身系統(tǒng)的誤差和外部試驗(yàn)環(huán)境條件的影響等被測(cè)土體表面狀態(tài)是影響測(cè)試精度的主要因素之一為此對(duì)于水分揮發(fā)快的均粒砂表面結(jié)硬殼軟化或其他原因表層擾動(dòng)的土必須下挖后試驗(yàn) 灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積它是當(dāng)前最通用的方法很多工程都把灌砂法列為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定密度的主要方法該方法可用于各種土或路面材料的密度灌砂法檢測(cè)路基孔隙率時(shí)雖然方法簡(jiǎn)便易行但工序比較煩瑣需要

50、攜帶較多量的砂而且稱量次數(shù)較多因此它的測(cè)試速度較慢操作過程中若把握不好細(xì)節(jié)則會(huì)使檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)較大誤差如標(biāo)準(zhǔn)砂要清潔干燥顆粒均勻且要進(jìn)行密度標(biāo)定檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)表面要處理平整從試洞中取出的土樣要與時(shí)密閉放入塑料袋或容器中防止水分與土粒散失等因此在實(shí)際操作中必須嚴(yán)格控制每一個(gè)操作步驟以求檢測(cè)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際結(jié)果相符合準(zhǔn)確評(píng)定工程質(zhì)量采用此方法時(shí)根據(jù)不同粒徑所挖試坑的最小體積和測(cè)定天然含水量應(yīng)取試樣數(shù)量同時(shí)在求土體含水量時(shí)最好用烘烤法而不要采取酒精燃燒法因燃燒法一是不易把結(jié)合水燒出二是燃燒時(shí)有時(shí)易把輕質(zhì)材料損失 動(dòng)態(tài)平板荷載試驗(yàn)可作為一種快速的試驗(yàn)方法在試驗(yàn)過程中注意測(cè)試面平整且使導(dǎo)向桿保持垂直K30 平板載

51、荷試驗(yàn)和Evd 動(dòng)態(tài)平板荷載試驗(yàn)儀適用的土體顆粒最大粒徑尺寸是由荷載板直徑?jīng)Q定的可用于不大于荷載板直徑14 的各類土和土石混合料落錘對(duì)土層的影響深度是儀器的一項(xiàng)重要指標(biāo)它是決定被檢測(cè)路基每層填土壓實(shí)檢測(cè)厚度的主要因素在檢測(cè)中壓實(shí)檢測(cè)厚度不要太大根椐現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看此方法對(duì)路基的填料勻質(zhì)性要求較高其儀器體積小重量輕便于攜帶操作簡(jiǎn)單自動(dòng)化程度高避免人工讀數(shù)產(chǎn)生的誤差測(cè)試速度快性能穩(wěn)定適用圍廣適合橋隧過渡段路肩等狹小工作場(chǎng)地第五章 高填方路基的沉降常見表現(xiàn)與危害51 高填方路基的沉降常見表現(xiàn)為路基的沉陷和路基滑動(dòng)兩種形式引發(fā)病害的主要因素與填土高度路基填料邊坡坡度地基土質(zhì)性質(zhì)水文狀況路基壓實(shí)與施

52、工等有關(guān)52 高填方路段沉陷后易發(fā)生的危害 com路段經(jīng)常緊接大型結(jié)構(gòu)物以橋梁為例橋梁大多為剛性結(jié)構(gòu)物 由于臺(tái)背回填土與路基填筑土各自的彈性模量差別極大 出現(xiàn)的沉降也存在較大差別 極易出現(xiàn)橋頭跳車 影響道路的正常運(yùn)營(yíng) com路段出現(xiàn)較大沉降后 致使路面開裂基層斷裂 加速路面的破損 嚴(yán)重危路面的正常使用 高填方路段的沉降進(jìn)一步發(fā)展 可致使路基整體沉陷 橫向擠壓 出現(xiàn)路基失穩(wěn)崩塌 造成道路的損毀第六章 高填方路段施工處理預(yù)防措施對(duì)于高填方路堤的沉降病害 從病害原因分析可以分為設(shè)計(jì)施工方面的原因和外在自然條件方面的原因一般來說 對(duì)于設(shè)計(jì)施工方面的原因 應(yīng)該采取措施積極避免 對(duì)于外在自然條件方面的原因

53、 應(yīng)該尊重客觀自然規(guī)律課題認(rèn)為 主要可以采取以下措施61 設(shè)計(jì)方面的原因 外業(yè)勘測(cè)期間未對(duì)高填方路段地質(zhì)進(jìn)行布探對(duì)其地質(zhì)構(gòu)造各種軟弱面的分布狀況不明從技術(shù)上無法合理設(shè)計(jì)高填方邊坡設(shè)計(jì)沒有結(jié)合相應(yīng)填料的種類也未進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算按一般路基進(jìn)行設(shè)計(jì)填料施工工藝等未作特殊的要求對(duì)擴(kuò)改建工程新舊路連接處未按要求作特別處理留下隱患可能出現(xiàn)整體下沉或局部沉陷影響公路的正常使用應(yīng)采取的措施要求設(shè)計(jì)勘測(cè)單位提高地勘設(shè)計(jì)水平 避免工作失誤在設(shè)計(jì)中要充分重視高填方路基斜坡地形路基的處理針對(duì)高填方路堤應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)補(bǔ)探掌握其地質(zhì)層理節(jié)理斷層與了解有無地下水或其分布情況并按規(guī)要求進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)高邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)規(guī)定相應(yīng)的填料如設(shè)計(jì)沒

54、有驗(yàn)算其穩(wěn)定性地基承載力或沉降量等項(xiàng)目時(shí)應(yīng)向有關(guān)部門提出補(bǔ)做確保工程質(zhì)量 62 施工方面的原因原地面未徹底處理高填方路堤基底承載能力應(yīng)高于一般路基基底若按一般路基要求當(dāng)路基填料不斷增加時(shí)原地基的壓縮變形將導(dǎo)致路堤下沉應(yīng)采取的措施在原地表處理上軟土地基處理經(jīng)常采用的方法有砂墊層淺層處治反壓護(hù)道土工合成材料袋裝砂井塑料排水板強(qiáng)夯砂樁碎石樁加固土樁等 方法選擇應(yīng)遵循因地制宜的原則路基若通過耕地施工時(shí)必須做填前碾壓如果有機(jī)質(zhì)含量和其他雜物多而不易壓實(shí)應(yīng)換填土如果地基為松軟土通過對(duì)原地進(jìn)行常規(guī)的填前碾壓不能滿足穩(wěn)定和沉降要求時(shí)要按公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)要求向監(jiān)理工程師提出對(duì)軟弱土進(jìn)行加固處治路

55、基排水方面的原因高填方地段地面線多位于低洼處常常積水尤其是下雨天使土基常時(shí)間浸泡土基含水量大排水不良施工過程中未對(duì)路基排水進(jìn)行處理若遇水浸泡會(huì)引起土質(zhì)松軟而導(dǎo)致承載能力降低路堤沉陷路基下沉等應(yīng)采取的措施在路堤施工中填方路堤應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況和施工時(shí)氣候狀況設(shè)置24的雙向或單向排水橫坡與時(shí)排走雨水施工前應(yīng)先做好截水溝排水溝等排水與防滲設(shè)施坡腳避免遭受水的沖刷 排水溝邊緣距路基坡腳不小于2m 63 施工工藝方面的原因在高填方路堤施工中未嚴(yán)格按分層填筑在同量工作時(shí)控制層厚的不均勻分層碾壓或整平碾壓時(shí)未嚴(yán)格控制含水量對(duì)同一路段的不同填料沒有嚴(yán)格控制由于壓實(shí)度不足或不均勻且達(dá)不到規(guī)定要求易導(dǎo)致局部較大的沉降變形施工組織安排不當(dāng)先施工低填方路堤后施工高填方路堤往往高填方路堤施工完成后就立即鋪路面路基沒有足夠的時(shí)間沉降固結(jié)而使路面使用不久就沉陷應(yīng)采取的措施高填方路堤的填料在分層填筑時(shí)應(yīng)按照施工規(guī)要求進(jìn)行逐層整平碾壓并按規(guī)進(jìn)行操作應(yīng)通過試驗(yàn)段確定機(jī)具配備灑水量適宜的松鋪系數(shù)和相應(yīng)的碾壓遍數(shù)高填方路段應(yīng)設(shè)置沉降桿 定期進(jìn)行沉降觀測(cè) 路槽頂填土等待沉降量變化保持平穩(wěn)后 再進(jìn)行填筑整理 一般路堤填筑過程中每2天觀測(cè)和路堤完成后在預(yù)壓完成前每14 天觀測(cè)一次 施工過程中 每三層采用重型碾壓設(shè)備進(jìn)行壓實(shí) 設(shè)備碾壓能力不小于50 t64 工程質(zhì)量管理方面的原因施工過程