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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 本科畢業(yè)論文</b></p><p><b> ?。?0 屆)</b></p><p> 張承高速公路二期工程獅子溝路段路基沉降的分析</p><p> 所在學(xué)院 </p><p> 專(zhuān)業(yè)班級(jí)
2、 土木工程 </p><p> 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p> 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) </p><p> 完成日期 年 月 </p><p> 張承高速公路二期工程獅子溝路段路基沉降
3、的分析</p><p><b> 摘 要</b></p><p> 公路是線(xiàn)型建筑物,路基是線(xiàn)型建筑物的主體,它貫穿公路全線(xiàn),與橋梁、隧道相連。因此,路基是公路的重要組成部分,它的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到整個(gè)公路的質(zhì)量,同時(shí)路基又是路面的基礎(chǔ),它與路面共同承受行車(chē)荷載的作用。實(shí)踐證明,沒(méi)有堅(jiān)固、穩(wěn)定的路基,就沒(méi)有穩(wěn)固的路面。路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性是保證路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性的先
4、決條件。路基沉降問(wèn)題一直是高速公路施工建設(shè)中的重大技術(shù)難題, 倘若發(fā)生過(guò)大沉降或者沉降不均勻,都會(huì)為高速公路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)不利影響。因此,對(duì)于高速公路路基沉降有必要分析其產(chǎn)生原因并提出合理的控制措施。</p><p> 本文針對(duì)張承高速公路二期工程獅子溝路段路路基沉降問(wèn)題,根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)條件、水文氣象資料和路基特點(diǎn),采用新型地面沉降檢測(cè)儀對(duì)路基沉降進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)了有關(guān)路基橫向不均勻沉降的曲線(xiàn)圖。根據(jù)
5、上述資料,本文對(duì)沉降路段的路基沉降的原因進(jìn)行分析,提出了路基沉降的兩個(gè)類(lèi)型,指出了沉降對(duì)路基穩(wěn)定性的影響以及工后沉降的危險(xiǎn)性。最后,根據(jù)施工規(guī)范和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)要提出了路基沉降的綜合處理方法的建議。</p><p> 關(guān)鍵詞:高速公路;路基沉降;路面檢測(cè);控制措施</p><p><b> Abstract</b></p><p> Road
6、 building is linear, linear roadbed is the main building, which runs through the highway across the board, connected with bridges and tunnels. Therefore, an important part of the highway embankment, its quality is good o
7、r bad, is directly related to the quality of the entire highway. Roadbed is the basis of the road, to bear it with the road traffic load effect. Practice has proved that there is no strong, stable foundation, there is no
8、 solid surface. Strength and stability of the road emban</p><p> Aiming Zhangjiakou Expressway Phase II Shizigou congested road subgrade settlement issue, according to the local engineering geological condi
9、tions, hydrological and meteorological data and subgrade characteristics, the use of new land subsidence detector to detect roadbed settlement, the relevant data based on the detected lateral embankment uneven subsidence
10、 curve. Based on these data, the paper reasons subgrade settlement settlement sections were analyzed, two types of subgrade settlement, poi</p><p> Keywords:Highway; The settlement of Subgrade; Pavement Det
11、ection; Control measures</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 1.緒論1</b></p><p><b> 1.1引言1</b></p><p> 1.2路基工程技術(shù)的現(xiàn)狀1</p><
12、p><b> 1.3施工規(guī)范1</b></p><p><b> 1.3研究意義2</b></p><p><b> 2工程概況3</b></p><p><b> 2.1工程簡(jiǎn)介3</b></p><p><b> 2.
13、2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3</b></p><p><b> 2.2.1概述3</b></p><p> 2.2.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3</p><p><b> 2.3地形地貌4</b></p><p> 2.4工程地質(zhì)環(huán)境概述4</p><p> 2.5水溫氣象資
14、料4</p><p> 3路基沉降原因分析5</p><p> 3.1沉降監(jiān)測(cè)方案5</p><p> 3.1.1地面檢測(cè)5</p><p> 3.1.2深層沉降觀測(cè)6</p><p> 3.2橋頭跳車(chē)的誘因6</p><p> 3.3軟土路基沉降8</p>
15、<p> 4危險(xiǎn)性分析及綜合處置措施10</p><p> 4.1路基沉降危險(xiǎn)性分析10</p><p> 4.1.1影響行車(chē)速度10</p><p> 4.1.2影響行車(chē)安全10</p><p> 4.1.3影響公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用及使用壽命10</p><p> 4.2綜合處治對(duì)策11
16、</p><p> 4.2.1橋頭跳車(chē)處治對(duì)策11</p><p> 4.2.3處理好臺(tái)后地基12</p><p> 4.2.4減少人為因素的不利影響和質(zhì)量控制12</p><p> 4.2.5遵守施工規(guī)范13</p><p><b> 結(jié) 論14</b></p>
17、<p><b> 參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b> 致 謝16</b></p><p><b> 1.緒論</b></p><p><b> 1.1引言</b></p><p> 路基工程是整條道路的承載能力
18、的關(guān)鍵,關(guān)系到工程的質(zhì)量和以后的行車(chē)安全。高質(zhì)量的路基既能節(jié)省工后返修的巨額費(fèi)用,又能降低竣工通車(chē)后交通事故的出現(xiàn)幾率。因此,路基沉降控制是高速公路工程建設(shè)過(guò)程中的重要內(nèi)容。</p><p> 1.2路基工程技術(shù)的現(xiàn)狀</p><p> 1設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)進(jìn)步提高,設(shè)計(jì)理念逐漸轉(zhuǎn)變</p><p> 2新工藝、新技術(shù)、新材料層出不窮</p><
19、p> 1)滑坡整治:重力式擋土墻、仰斜排水孔、預(yù)應(yīng)力錨索及錨索樁。</p><p> 2)軟土地基處理:砂井、反壓護(hù)道、塑料排水板、真空預(yù)壓、旋噴樁及土工合成材料加筋地基。</p><p> 3)基床病害處理:換填砂石料、敷設(shè)瀝青面層、設(shè)盲溝排水如應(yīng)用土工合成材料進(jìn)行加筋和隔離。</p><p> 4)邊坡防護(hù)技術(shù):工程防護(hù)即綠色生物防護(hù)。</p
20、><p> 5)高速公路路基:較多采用粉煤灰,少部分采用水淬礦渣等工業(yè)廢料,可以減輕結(jié)構(gòu)物質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境、減少投資等。</p><p> 6)使用高效施工機(jī)械,大大提高了施工速度和施工質(zhì)量,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p> 7)爆破技術(shù)的進(jìn)步,減少了施工對(duì)路塹邊坡的破壞。</p><p> 8)一些災(zāi)害報(bào)警裝置性能的明顯提高,使施
21、工和行車(chē)安全有了保障。</p><p> 9)施工組織、管理水平也逐漸向世界先進(jìn)水平靠攏。</p><p> 3測(cè)試手段和設(shè)備進(jìn)一步提高,檢測(cè)方法更加合理</p><p><b> 1.3施工規(guī)范</b></p><p> JTJ064-98. 公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S]</p><p>
22、 JYGD30-2004. 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S]</p><p> JTJ 015-91. 公路加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S]</p><p> JTJ 035-91. 公路加筋土工程施工技術(shù)規(guī)范[S]</p><p> JTJ/T 019-98. 公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S]</p><p> JTG-E20-2011. 公路工
23、程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S]</p><p> JTJ054-94. 公路工程石料試驗(yàn)規(guī)程[S].</p><p> JTGF40-2004. 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].</p><p><b> 1.3研究意義</b></p><p> 可以了解到我國(guó)現(xiàn)階段道路病害的預(yù)防及處治方案,分析地基病害出現(xiàn)因
24、素,結(jié)合文獻(xiàn)以及當(dāng)?shù)厥┕l件提出預(yù)防方案,并開(kāi)展路基沉降觀測(cè)和沉降變形特性研究可以極大地豐富和發(fā)展這一領(lǐng)域的成果,同時(shí)通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)路基沉降觀測(cè)資料進(jìn)行整理分析可以預(yù)測(cè)路基的沉降過(guò)程,據(jù)此可以進(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,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),不但可以指導(dǎo)施工、保證工程質(zhì)量和加快進(jìn)度的目的,還可以可有效降低路基、路面也常出現(xiàn)不均勻沉降等病害。提高工程驗(yàn)收率,節(jié)省工后維修費(fèi)用,同時(shí)可降低出現(xiàn)交通事故
25、率。</p><p><b> 2工程概況</b></p><p><b> 2.1工程簡(jiǎn)介</b></p><p> 張承高速二期項(xiàng)目地處河北省北部張家口市境內(nèi),起于張家口崇禮縣城北,與張承高速公路張家口至崇禮段相接,沿線(xiàn)途徑崇禮、張北、沽源三縣;西灣子、白旗東、獅子溝、清三營(yíng)、戰(zhàn)海、蓮花灘、西辛營(yíng)、小河子、長(zhǎng)梁共
26、計(jì)10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),終于沽源縣小二號(hào)村北的張家口承德市界,與張承高速公路承德段相接。是河北省“五縱六橫七條線(xiàn)”中的“線(xiàn)一”的重要組成部分,也是張家口市高速公路網(wǎng)規(guī)劃“二橫三縱五線(xiàn)”中“第三縱”的重要組成部分,同時(shí)也是北京外圍高速大環(huán)線(xiàn)的重要路段,并兼有聯(lián)系東北、沿海港口與山西、內(nèi)蒙古西部能源基地的運(yùn)輸功能,對(duì)構(gòu)成河北省“東出西聯(lián)”運(yùn)輸大通道具有重要意義。 </p><p> 我F標(biāo)段位于沽源縣境內(nèi),途徑
27、西辛營(yíng)、五合莊、小西營(yíng)、腦包山、東灘等村莊,起訖樁號(hào)K124+200-K138+139.78,路線(xiàn)長(zhǎng)13.94Km,路基土石方約270萬(wàn)立方米,其中挖方約101萬(wàn)方,填方約177萬(wàn)方,路面約29萬(wàn)平方米,全線(xiàn)大橋3座,中橋2座,小橋1座,分離式立交2座,涵洞通道27道,金屬波紋管涵3道,合同總價(jià)3.37億元。</p><p><b> 2.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><
28、p><b> 2.2.1概述</b></p><p> 路線(xiàn)K124+200-K138+139.784按設(shè)計(jì)速度80KM/h,雙向4車(chē)道,路基寬度24.5M進(jìn)行設(shè)計(jì)。橋涵設(shè)計(jì)的汽車(chē)荷載等級(jí)采用標(biāo)準(zhǔn)為:公路―I級(jí)。</p><p><b> 2.2.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p> 1計(jì)算行車(chē)速度為80kM
29、/h。</p><p><b> 2路基寬度。</b></p><p> 本標(biāo)段采用整體式路基,設(shè)計(jì)寬度24.5m;最大縱坡3.832%,最小坡長(zhǎng)320m,最小豎曲線(xiàn)長(zhǎng)度為246.709m,最小豎曲線(xiàn)半徑:凸型16000m,凹型9000m。</p><p><b> 3設(shè)計(jì)洪水頻率。</b></p>&
30、lt;p> 路基和大中橋及涵洞設(shè)計(jì)洪水頻率1/100。</p><p> 4路面結(jié)構(gòu)型式及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p> 上面層瀝青瑪蹄脂碎石(SMA-13)、下面層中粒式改性瀝青砼(AC-200C)、柔性基層粗粒式密級(jí)配瀝青碎石(ATB-25)、SBR改性乳化瀝青防水層、級(jí)配碎石上基層、水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石下基層、水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石土底基層。</p><p>
31、; 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);JTGF30-2003.公路水泥砼路面施工技術(shù)規(guī)范[S],JTGF40―2004.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S],JTJ034――2000.公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[S],JTG_T F50-2011.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S]。</p><p><b> 2.3地形地貌</b></p><p> 張承高速二期工程地處河北省北部張家口市境內(nèi),起始與
32、崇禮,途徑張北、沽源等縣,項(xiàng)目區(qū)域東與承德市豐寧縣為鄰,西與張北、尚義縣接壤,南與懷來(lái)、逐鹿縣交界,北靠?jī)?nèi)蒙古自治區(qū)。項(xiàng)目區(qū)可分為三個(gè)大的地貌單元,即壩上高原區(qū)、冀西北間山盆地區(qū)、冀北山地區(qū)。高速公路沿線(xiàn)自然地形山高林密,溝谷縱橫,微地貌類(lèi)型有山間凹地、山前平原、單斜山:河谷、河漫灘、一級(jí)階地、二級(jí)階地等。</p><p> 路線(xiàn)穿越區(qū)所分布的地層除第四系外,基巖主要為太古界紅旗營(yíng)子群、侏羅系、第四系及巖漿巖。
33、部分路段零星分布有軟土層。</p><p> 2.4工程地質(zhì)環(huán)境概述</p><p> 本區(qū)域因地貌單元各異,水系也各不相同。以“壩沿”為界,壩上高原為內(nèi)陸水系,壩下山區(qū)為永定河水系和潮白河水系。</p><p> 內(nèi)陸水系主要分布在壩上,所有河流均為季節(jié)性流水或雨后成河,流程很短,長(zhǎng)數(shù)公里至數(shù)十公里不等,由南向北注入內(nèi)陸湖泊中。較大的河流有:葫蘆河、二道營(yíng)河
34、、暖水泉河、平定堡河、燈籠素河、小堿灘河。</p><p> 永定河水系比西北-南東向展布于張家口南部。</p><p> 潮白河水系始于赤誠(chéng)境內(nèi),分布東西兩支。</p><p> 與本項(xiàng)目線(xiàn)路主要涉及老虎溝葫蘆河及五女河,河道寬200-600m,流量隨季節(jié)變化較大,全年約80%的徑流量發(fā)生在降水集中的7至8月份,冬季干旱季節(jié)上游隨時(shí)斷流。</p>
35、<p><b> 2.5水溫氣象資料</b></p><p> 本項(xiàng)目受地形影響以崇禮縣與沽源縣交界處明顯分為冀西北山地大陸性季風(fēng)氣候和壩上高原區(qū)寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候。</p><p> 北溫帶大陸性季風(fēng)氣候,春季干旱多風(fēng),夏季短促?zèng)鏊?,冬季漫長(zhǎng)寒冷干燥。年平均氣溫3.2℃。最熱月份7月,平均氣溫18.9℃,最冷月份1月平均</p>
36、<p> 氣溫-15.3℃。極端最低氣溫-34.1℃,極端最高氣溫34.6℃。平均無(wú)霜期約120天,年平均日照時(shí)數(shù)2698.8小時(shí)。山地區(qū)內(nèi)年平均降雨量488.6mm,其中70%左右集中在6-8月,歷年最高降雨量616.3mm(1973年),歷年最低降雨量224mm(1965年)。</p><p> 寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候,春季干旱多風(fēng),夏季短促?zèng)鏊?,冬季漫長(zhǎng)寒冷干燥。年平均氣溫1.3℃。最熱月份7月
37、,平均氣溫17.8℃,最冷月份1月平均氣溫-18℃。極端最低氣溫-37℃,極端最高氣溫33.5℃。平均無(wú)霜期約100天,年平均日照時(shí)數(shù)2936小時(shí)。山地區(qū)內(nèi)年平均降雨量409.0mm,多集中在6-8月。</p><p> 區(qū)域最大凍土深度1.8-2.4m。本區(qū)受內(nèi)蒙古高壓氣流影響,冬季多西北風(fēng),春秋多西南風(fēng),經(jīng)常出現(xiàn)7-8級(jí)大風(fēng),年平均風(fēng)速>4m/s。</p><p><b&
38、gt; 3路基沉降原因分析</b></p><p> 路基是由路肩、邊坡、路基排水系統(tǒng)及多個(gè)部分和系統(tǒng)組成的,故路基的損壞可分為路基沉降、路肩邊溝不潔、排水系統(tǒng)淤塞、邊坡坍塌、等八個(gè)部分。本文著重研究的是路基沉降,故其他的不作詳細(xì)闡述。所謂路基沉降指的是路基出現(xiàn)深度大于30mm的整體下沉。</p><p><b> 3.1沉降監(jiān)測(cè)方案</b><
39、/p><p><b> 3.1.1地面檢測(cè)</b></p><p> 觀測(cè)斷面主要選擇在軟土路基路段、 構(gòu)造物與路堤銜接路段、 高填方路段。觀測(cè)儀器主要采用了觀測(cè)樁、沉降板、電磁分層沉降儀,還特別引入了較為新式的智能式單點(diǎn)沉降儀。</p><p> 觀測(cè)樁埋設(shè)于已填筑完成的路基頂面, 利用水準(zhǔn)儀對(duì)觀測(cè)樁的標(biāo)高變化進(jìn)行觀測(cè), 所測(cè)的沉降量包括已
40、填筑完成的路堤本體以及路堤以下地基沉降量的總和。觀測(cè)樁還可以用來(lái)長(zhǎng)期觀測(cè)路基體的工后沉降。</p><p> 沉降板一般埋設(shè)于地基頂面,主要用于觀測(cè)路堤以下軟弱地基的沉降,由一根直徑 20 mm 的鋼桿和 600 mm×600mm×9 mm 的沉降鋼板組成,直桿焊接在沉降板中心位置,并隨填土高度的增加而接長(zhǎng)。通過(guò)觀測(cè)鋼管頂面標(biāo)高的變化,得到地基的沉降量。</p><p&g
41、t; 電磁分層沉降儀所用傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì),將磁感應(yīng)沉降環(huán)預(yù)先通過(guò)鉆孔方式埋入地下待測(cè)的各點(diǎn)位,當(dāng)傳感器通過(guò)磁感應(yīng)環(huán)時(shí),產(chǎn)生電磁感應(yīng)信號(hào)送至地面儀表顯示, 同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。讀取孔口標(biāo)記點(diǎn)上對(duì)應(yīng)鋼尺的刻度數(shù)值,即為沉降環(huán)的深度。每次測(cè)量值與前次測(cè)值相減即為該測(cè)點(diǎn)的沉降量。</p><p> 智能型單點(diǎn)沉降計(jì)是由位移計(jì)、測(cè)桿、錨頭、沉降板組成。鉆孔后將單點(diǎn)沉降計(jì)埋入地基體內(nèi),測(cè)桿需要完全穿越軟土層,將
42、錨頭錨入軟土層下部硬層內(nèi)。測(cè)量錨頭與沉降板之間的相對(duì)位移變化,能夠較好的反映厚度在6m以?xún)?nèi)軟土層的在附加應(yīng)力作用下的壓縮變形量。</p><p> 由以上四種觀測(cè)儀器組成的路基沉降觀測(cè)體系,能夠較完整的觀測(cè)到路堤在填筑施工中路堤本體各層填土,路堤以下地基,地基中的下覆軟土層以及工后沉降的全部沉降數(shù)據(jù),對(duì)于進(jìn)一步深入分析沉降規(guī)律提供了強(qiáng)有力的保證,如圖3-1所示。</p><p> 圖3
43、-1 沉降儀器橫斷面布置</p><p> 3.1.2深層沉降觀測(cè)</p><p> 通過(guò)沉降路段尤其K129+400-K131+200,軟土層較為軟弱,所以在土體內(nèi)部深層沉降觀測(cè),可以了解到軟土層在某一層位土體的壓縮情況。土體內(nèi)部深層沉降是通過(guò)在土體內(nèi)埋設(shè)深層沉降標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)。</p><p> 深層標(biāo)由主桿和保護(hù)管組成。主桿采用金屬或塑料硬管,桿底端需有50
44、-100cm長(zhǎng)的以增加阻力的標(biāo)頭;保護(hù)管可采用廢棄的鉆孔鋼管。深層標(biāo)可測(cè)得某一土層頂面的沉降量,深層標(biāo)采用在被測(cè)土層中埋設(shè)標(biāo)桿并用水準(zhǔn)儀測(cè)量標(biāo)桿頂端高程的方法進(jìn)行觀測(cè),測(cè)量?jī)x器和精度與沉降板要求相同。深層標(biāo)是測(cè)定某一層位以下土體壓縮量的,故深層標(biāo)的埋置位置應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要而測(cè)定。如對(duì)軟土層較厚,排水處理又不能穿透整個(gè)層厚時(shí),為了了解排水井下未處理軟土的固結(jié)壓縮情況,深層標(biāo)設(shè)置未處理軟土頂面。</p><p> 實(shí)
45、際施工過(guò)程中,每50m設(shè)置一個(gè)深層監(jiān)測(cè)儀器,在深層標(biāo)埋設(shè)時(shí),先下保護(hù)管,再下主桿,到位后再將保護(hù)管拔離主桿標(biāo)30-50cm隨填土增高,接長(zhǎng)主桿和保護(hù)管。且每隔15cm設(shè)置一個(gè)分層監(jiān)測(cè),當(dāng)分層標(biāo)和深層標(biāo)至孔底定位后,用砂子填塞鉆孔孔壁與波紋管或保護(hù)管之間的間隙。平均7天左右待孔側(cè)土回淤穩(wěn)定后,平均測(cè)定初讀數(shù)。對(duì)于分層標(biāo)應(yīng)先用水準(zhǔn)儀測(cè)出導(dǎo)管管口高程,并用磁性測(cè)頭自上向下依次逐點(diǎn)測(cè)讀管內(nèi)各感應(yīng)線(xiàn)圈至管頂距離,換算出各點(diǎn)高程,連續(xù)測(cè)讀數(shù)日,穩(wěn)定
46、讀數(shù)即為初始讀數(shù)。</p><p> 3.2橋頭跳車(chē)的誘因</p><p> 橋頭跳車(chē)是路基的縱向不均勻沉降的最主要的表現(xiàn)形式。</p><p> 路基縱向不均勻沉降將會(huì)導(dǎo)致橋頭跳車(chē)和縱向填挖交界處不均勻沉降。致使路面平整性受損,路橋過(guò)渡段出現(xiàn)不同臺(tái)階現(xiàn)象。由于K125+500、K134+600正位于兩座橋梁的接頭處,且正趕超工期,于是對(duì)于人員作業(yè)方面以及填筑
47、速率管理不嚴(yán),導(dǎo)致工后出現(xiàn)較為嚴(yán)重的沉降。主要分析有以下原因。</p><p><b> 1地基強(qiáng)度不同</b></p><p> 橋臺(tái)與路基二者由于基礎(chǔ)材料不同,各自的形變系數(shù)也不同,導(dǎo)致沉降量有所差異。因?yàn)闃蚺_(tái)橋臺(tái)是剛性構(gòu)筑物,下部一般都有樁基礎(chǔ),所以沉降量很??;而橋頭路基多為軟土,故填筑高度一般較大,所以對(duì)基底產(chǎn)生的應(yīng)力也相對(duì)較大,加上工后載重車(chē)輛的荷載反復(fù)
48、作用下,一段時(shí)間后二者在結(jié)構(gòu)剛度上產(chǎn)生了很大的差異,使得橋頭處形成臺(tái)階狀,導(dǎo)致橋頭跳車(chē)。</p><p><b> 2施工方面原因</b></p><p><b> 1)方面是人為因素</b></p><p> 在工期的壓力下,要求K125+500、K134+600盡快與大橋接頭,施工隊(duì)沒(méi)有嚴(yán)格按照分層填筑、分層碾壓
49、、分層檢測(cè)“三分法”施工,加之排水措施沒(méi)有及時(shí)做好并且后續(xù)工作沒(méi)有跟上,造成壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于軟土本身剛度較差,壓實(shí)度不合格的前提下,在工后載重器械反復(fù)碾壓作用很快出現(xiàn)較為嚴(yán)重的沉降現(xiàn)象。</p><p> 2)填筑速率對(duì)路基沉降的影響</p><p> 本工程在路堤的填筑施工中由于工期、施工條件等多方面的原因,不同的路段往往采取不同的填筑速率。填筑速率對(duì)沉降的影響在觀測(cè)中也是
50、顯而易見(jiàn)的?,F(xiàn)以位于路橋過(guò)渡段的 K125+500、K134+600處斷面實(shí)測(cè)曲線(xiàn)為例進(jìn)行闡述,由于處于路橋過(guò)渡段,路基的沉降極有可能導(dǎo)致路基縱向沉降進(jìn)而出現(xiàn)橋頭跳車(chē)的現(xiàn)象。兩處的地質(zhì)情況類(lèi)似,表層0.5m素填土下均為3m軟土。</p><p> 從觀測(cè)圖3-2可知,3月26日至4月4日的10天里填筑了10 m,填筑速度為1m/d,K125 + 500沉降量50mm,平均5mm/d,K134+600沉降量33m
51、m,平均3.3 mm/d。而K134+600 斷面在3月24日至4月1日填筑了13m,平均速度2.6 m/d,沉降量達(dá)到了60 mm,平均速度16 mm/d。由此可知,填土速率較大時(shí)路基的沉降會(huì)急劇增大。這種沉降量急劇增大的原因是由于軟土地基的強(qiáng)度較低,在不太大的荷載作用下土體就會(huì)屈服,產(chǎn)生較大的塑性剪切變形。然而,高速公路的路堤填筑都是分層填筑、分層壓實(shí)的。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,飽和軟黏土隨著孔隙水壓力的消散,地基便會(huì)產(chǎn)生排水固結(jié),同時(shí)孔隙
52、水壓力減小,而抗剪強(qiáng)度則會(huì)得到相應(yīng)的提高,也就是利用前期荷載使地基固結(jié),從而提高軟土的抗剪強(qiáng)度,即提高地基的承載力,以適應(yīng)下一期荷載的施加。較低的填速使得下覆軟土層有足夠的時(shí)間來(lái)進(jìn)行排水固結(jié),如果填速過(guò)快,就會(huì)使得下覆軟土還未排水固結(jié)就承擔(dān)較大的荷載,這就使得地基土產(chǎn)生剪切破壞變形,從而造成較大的沉降量。</p><p> 圖3-2 K125+500、K134+600觀測(cè)點(diǎn)填土高度、沉降量-時(shí)間曲線(xiàn)</p
53、><p><b> 3)土體含水量</b></p><p> 從圖3-3可以看出,在最佳含水量的前提下,對(duì)應(yīng)的壓縮模量較小很小,也就是說(shuō),受到荷載作用時(shí)形變量也很小,可以有效降低工后出現(xiàn)橋頭跳車(chē)的現(xiàn)象。但是在K130+320段在壓實(shí)前并未養(yǎng)護(hù)到最佳含水量,造成工后發(fā)生3cm的沉降。</p><p> 圖3-3 填土干容量-含水量關(guān)系(曲線(xiàn)1)
54、和填土壓縮模量-含水量關(guān)系(曲線(xiàn)2)</p><p> 道路填料壓縮引起沉降</p><p> 路基施工時(shí),不論施工中采取任何措施也難將調(diào)料顆粒間的孔隙完全消除。公路投入使用后,在道路自重及車(chē)輛的荷載作用下,孔隙率逐漸降低,調(diào)料逐漸壓縮,密實(shí)度逐漸增大,這就會(huì)使得在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路基沉降。由工程實(shí)際測(cè)量,當(dāng)土堤壓實(shí)度為95%時(shí),每米高的填土,竣工后的沉降量約為1cm。</p>
55、;<p><b> 3.3軟土路基沉降</b></p><p> 由于本工程K129+400-K131+200段穿過(guò)軟土層,并且該地區(qū)多由河流沖刷而成,土層厚度平均小于3m,加上施工方建設(shè)時(shí)施工工藝采取不當(dāng),車(chē)載、地下水以及自重影響從而導(dǎo)致路基橫向不均勻沉降。</p><p> 軟土路基沉降原因分析</p><p> 路基
56、橫向不均勻沉降的發(fā)生最主要的原因首先是地基及路基本身不穩(wěn)定的原因,第二是工后通車(chē)的汽車(chē)荷載、地下水以及自重的影響。</p><p><b> 1路堤地基處理不當(dāng)</b></p><p> 路基基底的壓實(shí)度未能達(dá)到設(shè)計(jì)。在填方作業(yè)時(shí)地基土里并未混有作物,一旦雜質(zhì)腐爛變質(zhì),地基局部將會(huì)發(fā)生更嚴(yán)重的松軟塌陷、不均勻沉降。</p><p> 2路
57、基本身引起的不均勻沉降</p><p> 樁號(hào)K129+400-K131+200段,雖然有零星分布有大量河流沖刷泥土,且單個(gè)軟土范圍和深度都不大,但是對(duì)于整個(gè)工程來(lái)說(shuō),在工期和成本的壓力下,不得不妥協(xié)完善的軟土地基施工處理措施,這就會(huì)造成比較嚴(yán)重的橫向不均勻沉降。所以,僅對(duì)K130+100和K130+300兩處進(jìn)行分析,如圖3-4和圖</p><p><b> 3-5所示。&
58、lt;/b></p><p> 圖3-4 K130+100觀測(cè)點(diǎn)填土高度、沉降量-時(shí)間曲線(xiàn)</p><p> 圖3-5 K130+300觀測(cè)點(diǎn)填土高度、沉降量-時(shí)間曲線(xiàn)</p><p> K130+100及K130+300兩個(gè)斷面距離較近,地質(zhì)條件基本相同,均為范圍基本相同的池塘軟土。兩者的填料均為黏土,填土速率、壓實(shí)方案等施工條件類(lèi)似,K130+100
59、斷面填高近10m,K130+300斷面填高僅4m,但兩斷面的地基軟土的沉降量幾乎相等。據(jù)K130+300的分層觀測(cè)資料可知,在路基填筑到5m之后,上層的填土的沉降量明顯較少,但是下層填土的持續(xù)沉降量反而大于上層。據(jù)此分析可知路基填土在此區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生了土拱現(xiàn)象,土拱維持了上層填土的穩(wěn)定,減小了地基軟土的附加應(yīng)力。產(chǎn)生土拱現(xiàn)象的原因是池塘軟土在沿線(xiàn)路方向長(zhǎng)度較小,填料為較密實(shí)的黏土。</p><p> 地基在施工期間
60、的排水固結(jié)速率較大,地基上外荷載的大小和分布也有了較大的變化,從而顯著地增大了地基的沉降。由于路堤下地基采用了排水處理措施,導(dǎo)致路中線(xiàn)處地基較之兩側(cè)沉降大,沉降速率相對(duì)也增大了。因此,路堤填土荷載將會(huì)向中心轉(zhuǎn)移,地基中附加應(yīng)力的分布范圍相對(duì)較小。</p><p> 3水文氣候引起的路基橫向不均勻沉降</p><p> 1)氣候?qū)β坊挠绊?</p><p>
61、 氣候是影響路基橫向不均勻沉降是一個(gè)重要因素。在工程當(dāng)?shù)?月和5月的降水量或溫差太大,會(huì)使高路堤的不均勻沉降。</p><p> 2)地下水對(duì)路基的影響</p><p> 如圖3-5,從6月16日開(kāi)始大降雨,K130+300路段地下水突增。根據(jù)地下水的重復(fù)動(dòng)作,機(jī)體的水含量也在不斷變化的路基土。在一定范圍內(nèi),造成負(fù)孔隙水壓力的毛細(xì)力可以達(dá)到一個(gè)很高的值的范圍內(nèi)土壤重量的波動(dòng),軟化,潤(rùn)滑
62、效果再加上水,導(dǎo)致地基沉降量急劇增高。</p><p><b> 4施工方面的原因</b></p><p> 1)填充順序不當(dāng)。K130+120處,由于填料水穩(wěn)定性差不符合要求,導(dǎo)致路基輕微的小范文不均勻沉降。</p><p> 2)路基填料含水量控制不嚴(yán),又無(wú)大型整平和碾壓設(shè)備,使壓實(shí)度達(dá)不到要求。施工過(guò)程中,未注意排水,遇雨天時(shí),路基
63、積水嚴(yán)重,無(wú)法自行排水,有的積水浸入路基內(nèi)部,形成水囊;晴天施工時(shí),未排除積水、控制含水量就繼續(xù)填筑,以致造成隱患。</p><p> 3)在施工過(guò)程中將沉降部分K130+100處和K130+300填補(bǔ)起來(lái)后,雖然路面平整了,但是使得地基受到的實(shí)際外荷載明顯大于原設(shè)計(jì)荷載。隨著施工期越長(zhǎng)地基沉降越大,但是,如果施工期間的不填土方量,地基的總沉降量依然會(huì)逐漸增大。對(duì)于地基沉降導(dǎo)致的外荷載增大問(wèn)題,通過(guò)監(jiān)測(cè)分析,在
64、本工程施工過(guò)程中通常難以做出確切的考慮,這就使得對(duì)沉降實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值之間比較分析是存在較大的不確定性。</p><p> 4危險(xiǎn)性分析及綜合處置措施</p><p> 道路主要由路面、路基和基礎(chǔ),它們之間相輔相成,是一個(gè)不可分割的整體?;A(chǔ)是道路的基礎(chǔ),在上部荷載作用下和維持其穩(wěn)定,是道路的主要部分,一旦出現(xiàn)問(wèn)題,上部結(jié)構(gòu)也將隨之損傷。路基受到上部荷載傳遞,也有很大的影響的波動(dòng)結(jié)構(gòu)
65、,如果出現(xiàn)路基的不均勻沉降,不僅可以引起上部結(jié)構(gòu)的凹陷,當(dāng)?shù)貕毫μ笠矔?huì)導(dǎo)致基礎(chǔ),導(dǎo)致道路和交通事故的損失。同時(shí),路面損壞后,雨水滲透也可能導(dǎo)致路基的破壞。</p><p> 4.1路基沉降危險(xiǎn)性分析</p><p> 路基縱向不均勻沉降最直觀的表現(xiàn)就是橋頭跳車(chē),軟土路基不均沉降極易容易導(dǎo)致路面出現(xiàn)大面積的坑洼或是翻漿導(dǎo)致路面突出,主要危害有以下幾方面。</p><
66、p> 4.1.1影響行車(chē)速度</p><p> 例如本工程中K125+500和K134+600處,正位于橋頭處的路基出現(xiàn)沉降,導(dǎo)致路面與橋面形成臺(tái)階。當(dāng)車(chē)輛行駛到臺(tái)階時(shí),為了防止車(chē)輛的沖擊,司機(jī)會(huì)選擇制動(dòng)減速,同時(shí),車(chē)輛的顛簸,車(chē)輛的跳動(dòng)也影響了驅(qū)動(dòng)力,在車(chē)輛的速度受到影響。根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)的調(diào)查,橋頭跳車(chē)對(duì)于行駛中的車(chē)輛造成的影響有以下三點(diǎn)。</p><p> 1臺(tái)階到到一定高度
67、,才會(huì)對(duì)行駛中汽車(chē)的速度產(chǎn)生影響。尤其是實(shí)現(xiàn)超過(guò)4cm,有速度有明顯的影響。</p><p> 2速度損失與車(chē)輛的速度。當(dāng)速度小于60公里/小時(shí),一般減速較??;在60 ~ 80 km / h,減速,當(dāng)運(yùn)行超過(guò)80 km / h,減速是相對(duì)較小的,但這次旅行更加嚴(yán)重。</p><p> 3 臺(tái)階對(duì)于不同類(lèi)型的車(chē)輛,影響是不一樣的。如在駕駛小汽車(chē)和卡車(chē)空車(chē),影響會(huì)較大,而滿(mǎn)載的卡車(chē)則不會(huì)很
68、敏感。其次,駕駛者的年齡,熟悉通過(guò)速度的道路度時(shí)的步驟減少不同水平的影響。 </p><p> 4.1.2影響行車(chē)安全</p><p> 當(dāng)車(chē)輛通過(guò)路橋過(guò)渡段的臺(tái)階處時(shí),車(chē)輛產(chǎn)生跳動(dòng)和沖擊,使司乘人員感到顛簸不適,如果跳動(dòng)嚴(yán)重,會(huì)影響司機(jī)對(duì)車(chē)輛的控制,導(dǎo)致車(chē)輛失控,引起交通事故。</p><p> 4.1.3影響公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用及使用壽命</p>
69、<p> 臺(tái)階的存在使得車(chē)輛通過(guò)時(shí)產(chǎn)生跳動(dòng),并對(duì)車(chē)輛產(chǎn)生一定的沖擊力。而車(chē)輛的重力加上沖擊力反向作用給橋梁和路面,加速橋頭路面及伸縮縫的破壞。為了維持良好的使用狀況,對(duì)路橋過(guò)渡段出現(xiàn)的臺(tái)階要進(jìn)行及時(shí)維修與養(yǎng)護(hù)。為了保持良好的使用、路橋過(guò)渡段的及時(shí)維修和維護(hù)的步驟。不斷的維護(hù)保養(yǎng)不僅花費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力,而且不良社會(huì)影響。</p><p><b> 4.2綜合處治對(duì)策</b
70、></p><p> 4.2.1橋頭跳車(chē)處治對(duì)策</p><p> 橋頭處的路基剛性明顯弱于橋梁的剛性,為了降低橋頭處路基沉降量可以借助樁基礎(chǔ)來(lái)緩解。</p><p> 1鉆孔樁、旋噴樁搭配搭板</p><p> 鉆孔樁、旋噴樁+搭板主要適用于未設(shè)搭板或搭板已破壞,而且沉降范圍較大的路基:鉆孔樁、旋噴樁既可以在一定程度上改善土的
71、性質(zhì)又可以起支撐上部荷載的作用;而搭板可以起到防止樁體刺入路面和擴(kuò)散車(chē)輪荷載的作用。其布置形式如圖4-1所示。</p><p> 圖4-1 鉆孔樁、旋噴樁+搭板</p><p> 2樹(shù)根樁托換搭配搭板</p><p> 樹(shù)根樁主要適用于路基的局部不均勻沉降或局部加固。通過(guò)在路基局部沉降處設(shè)置樹(shù)根樁,可以使該處的荷載擴(kuò)散到強(qiáng)度較高的路基,從而起到改善此處的受力
72、情況,達(dá)到減小不均勻沉降的目的。在樁號(hào)為K134+600處,由于工后沉降嚴(yán)重則返工時(shí)采用樹(shù)根樁托搭配搭板的結(jié)構(gòu)用于強(qiáng)化路基剛度,且效果顯著,工后只出現(xiàn)21mm的沉降,證明該方法值得在當(dāng)?shù)毓こ讨欣?。其布置形式如圖4-2所示。</p><p> 圖4-2 樹(shù)根樁托換+搭板</p><p> 4.2.3處理好臺(tái)后地基</p><p> 《公路軟土地基設(shè)計(jì)規(guī)范》中
73、對(duì)橋梁、通道、涵洞等構(gòu)筑物與路堤相接處的工后沉降規(guī)定見(jiàn)表4-1。</p><p> 表4-1橋梁、通道、涵洞等構(gòu)筑物與路堤相接處的工后沉降規(guī)定</p><p> 本工程沉降路段主要是軟土路基段,由于軟土力學(xué)性能差。緩解這個(gè)功能現(xiàn)在有替代方法,超載預(yù)壓法、塑料排水板、噴粉樁復(fù)合地基的常用方法。這個(gè)項(xiàng)目的橋部分,采用預(yù)制混凝土管樁,傳播碎石墊層和土工格柵,預(yù)制混凝土管樁與薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土管
74、樁、樁直徑40cm,壁厚60mm,樁帽采用C30混凝土。無(wú)形的基礎(chǔ)或之后處理,設(shè)置碎石墊層,頂部的墊層鋪設(shè)土工格柵,排水盲溝坡腳將排除路基水及時(shí)。濕陷性黃土地基,強(qiáng)夯壓實(shí)程度,處理請(qǐng)求的承載力,經(jīng)過(guò)處理的基礎(chǔ)水平范圍內(nèi)的橋臺(tái),橋堤也應(yīng)在同一水平面,土和石灰土和水關(guān)閉,防止洪水的基礎(chǔ)。防水和排水項(xiàng)目的同時(shí),防止路基表面水的滲透,導(dǎo)致沉降。</p><p> 4.2.4減少人為因素的不利影響和質(zhì)量控制</p&
75、gt;<p> 建設(shè)項(xiàng)目施工過(guò)程中,我們一定要嚴(yán)格按照規(guī)范,按分層填筑、分層碾壓、分層檢測(cè),“三分法”施工,控制好實(shí) 時(shí)壓實(shí)度和含水量,此外還按規(guī)范要求控制好填土速率。橋頭路堤及錐坡應(yīng)用小型振動(dòng)式壓路機(jī)或用強(qiáng)夯機(jī)分層碾壓夯實(shí),每層碾壓厚度為15cm,在雨季回填時(shí),填筑面做成3%-4%的坡度,以利于排水。</p><p> 4.2.5遵守施工規(guī)范</p><p> 1路基
76、施工與路面線(xiàn)平行填筑</p><p> 填筑路堤宜采用水平分層填筑法施工,應(yīng)該按逐層向上填筑。如原地面水平,由最下面一開(kāi)始層填起,每填一層,都要檢測(cè)是否符合設(shè)計(jì)的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn),如果符合即可再填上一層。</p><p><b> 2分層施工</b></p><p> 攤鋪厚度按90%控制采用機(jī)械壓實(shí)時(shí),分層的最大松鋪厚度,不應(yīng)超過(guò)經(jīng)試驗(yàn)確定各
77、類(lèi)土的松鋪厚度的90%,從而有效控制壓實(shí)度。</p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p> 本文主要對(duì)該路段零星分布的軟土層發(fā)生沉降來(lái)進(jìn)行具體分析,填土速率對(duì)總工期影響較大,只要穩(wěn)定不受影響,適當(dāng)加快填土速率,可以減少路堤預(yù)壓穩(wěn)定所需的總工期。本次路基設(shè)計(jì)主要包括路基防護(hù)工程、路基排水工程、特殊路基處理工程。主要對(duì)路基的沉降進(jìn)行了分析,主要原因主要
78、包括三方面原因:地基強(qiáng)度的不同、設(shè)計(jì)方面的原因、施工方面的原因。這些都可以造成沉降的。最后對(duì)不均勻沉降的危險(xiǎn)性進(jìn)行了分析,影響使用壽命影響行車(chē)安全。并且針對(duì)這些原因采取了處理措施,以確保工程的質(zhì)量安全。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 聶忠權(quán). 路基病害整治[M]. 北京:人民交通出版社,2010.</p><p&
79、gt; 張志祥,趙體昌,徐文遠(yuǎn). 如何避免路基不均勻沉降問(wèn)題的探究[J]. 森林工程,2000, (5): 57-58.</p><p> 黃曉明,鄭健龍,馮德成. 路基路面工程[M]. 北京:人民交通出版社,2014.</p><p> 周鑫. 淺談不均勻沉降的處理方法及控制[J]. 科技風(fēng),2010, (12): 106.</p><p> 熊健民,金生
80、吉,余天慶. 路基沉降試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬[J]. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(城市科學(xué)版), 2008(4): 54-56.</p><p> 李剛. 高速公路路基沉降及控制措施分析[J]. 山西建筑,2008,(29): 296-297</p><p> 鄭建平. 公路建設(shè)中路基橫向不均勻沉降的原因與預(yù)防[J]. 建材技術(shù)與應(yīng)用,2008, (8): 35-36.</p><
81、;p> 趙新華. 高等級(jí)公路路基沉降觀測(cè)實(shí)踐總結(jié)[J]. 山西建筑,2007,(16)</p><p> 何姚益,楊錫武. 路基路面工程[M]. 北京:人民交通出版社,2006</p><p> 付宏淵. 高速公路路基沉降預(yù)測(cè)及實(shí)踐總結(jié)[M]. 北京:人民交通出版社,2007</p><p> 沙慶林. 高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防[M]. 北京
82、:人民交通出版社,2008</p><p> 裴建中. 瀝青路面細(xì)觀結(jié)構(gòu)特性與衰變行為[M] . 北京:科學(xué)出版社,2010.</p><p> JTG-E20-2011. 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S]</p><p> JTJ054-94. 公路工程石料試驗(yàn)規(guī)程[S].</p><p> JTGF40-2004. 公路瀝青
83、路面施工技術(shù)規(guī)范[S].</p><p> 黃法忠. 高烈度區(qū)高速公路填方路基穩(wěn)定性分析[J]. 長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012 (3): 8-11.</p><p> 肇云亮. 柔性粒料層緩解路基不均勻沉降對(duì)路面影響的機(jī)理研究[D]. 南寧市:廣西大學(xué), 2010.</p><p> YIn,J.H. Modeling Geosynthetic-
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85、6,23(2):73-78</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 首先感謝我的母?!袊?guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院。這四年在學(xué)校的教導(dǎo)指引下,使我對(duì)專(zhuān)業(yè)的逐步堆積,才讓我有可能完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。四年的時(shí)間匆匆而過(guò),短短四年大學(xué)時(shí)間一晃而過(guò),在此我要感謝這段時(shí)間里大家的支持與幫助,讓我的堅(jiān)持有了收獲。我的成果離不開(kāi)您們,親愛(ài)的老師、同學(xué)們,您們
86、的支持是我前進(jìn)的動(dòng)力,沒(méi)有您們的這份心,也就沒(méi)有現(xiàn)在的我擁有這能力能順利的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p> 特別的在本畢業(yè)設(shè)計(jì)的創(chuàng)作過(guò)程中,孫進(jìn)忠教授作為我的指導(dǎo)老師,他是一個(gè)十分嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致,專(zhuān)業(yè)知識(shí)扎實(shí),指導(dǎo)認(rèn)真負(fù)責(zé)的好老師。正是老師一絲不茍的工作作風(fēng)深深地感染和激勵(lì)著我。在此特向?qū)O進(jìn)忠老師致以最衷心的謝意。正是孫進(jìn)忠老師平易近人并且他在百忙之中抽出寶貴的時(shí)間多次對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)的審閱而且給出精煉修改建議。本文
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