道路橋梁畢業(yè)論文

1、吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄摘 要 - 2前 言 - 23概念及危害- 34（一）軟土及軟土路基的概念- 34（二）、軟土地基在公路工程中造成的危害- 4路基處理- 46（一）處理的一般原則- 45（二）勘察、設(shè)計(jì)和施工- 5（三）處理方案的評(píng)價(jià)- 56橋涵通道處的處理- 67噴粉樁法在軟土路基施工中的應(yīng)用- 78致 謝- 8參考文獻(xiàn)- 9摘 要在我國(guó)沿江、沿湖、沿海等處廣泛分布著軟土，而這些地區(qū)一般又是發(fā)達(dá)地區(qū)，對(duì)公路需要迫切，尤其是高速公路。因而在高路堤、大型橋梁，大量的涵洞、通道處軟土都給它們帶來不同程度的危害。如路基的滑移，開裂，路面起伏不平，橋涵通道等人工構(gòu)造物處的跳車顛簸

2、。而使這些地區(qū)的公路建設(shè)感到非常棘手，要花費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間，去進(jìn)行勘察、測(cè)試、設(shè)計(jì)、科研和施工。目的是為了整治好，處理好地基，使來往車輛及司乘人員安全，快速，舒適地行駛在公路上。 關(guān)鍵詞：軟土 軟土地基 處理 勘查 設(shè)計(jì) 施工前 言 軟土對(duì)公路的危害，引起我國(guó)公路方面各具部門的重視，科研、設(shè)計(jì)、施工等單位全力以赴，協(xié)同作戰(zhàn)，經(jīng)過多年努力，已摸索了不少對(duì)策，并取得了可喜的成績(jī)。 （一）科研部門成立了專門機(jī)構(gòu)，組織機(jī)關(guān)。交通部下屬科研院、所有之，為了承擔(dān)軟土科研及試驗(yàn)工程臨時(shí)組成科研小組也有之。近年來為集設(shè)計(jì)、科研與施工為一體專門服務(wù)于軟基，也兼作其它特殊性巖土處治工程而紛紛出現(xiàn)一些

3、新型的巖土公司，在廣東、湖南、遼寧、陜西等省均有，這樣的聯(lián)合配套公司，給軟基處理帶來新的生機(jī)。 （二）勘察設(shè)計(jì)部門利用他們勘察單位的優(yōu)勢(shì)，采用多種勘探，測(cè)試手段，尤其近年來不僅用單一的鉆探而且更廣泛采用靜力觸探、十字板剪、旁壓等原位測(cè)試儀具以及多種土工儀器進(jìn)行原狀土和擾動(dòng)土的物理、力學(xué)、水理試驗(yàn)項(xiàng)目，為設(shè)計(jì)提供了可靠的地質(zhì)資料和各種必需的土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)，大大提高設(shè)計(jì)成果的可靠度。在設(shè)計(jì)方法方面更有大的突破，過去對(duì)軟土的沉降、穩(wěn)定，多用手算，現(xiàn)在采用計(jì)算輔助設(shè)計(jì)，不僅加快了設(shè)計(jì)進(jìn)度，而且便于優(yōu)化設(shè)計(jì)，且能迅速提供設(shè)計(jì)成果，也元形中減輕了設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 （三）施工部門由于軟土部門趨向?qū)I(yè)化。公

4、路部門有，航務(wù)、鐵道、市政、水電等部門也有。它們擁有專門的施工機(jī)械，可使用多種材料進(jìn)行軟基處理施工，并能埋置檢測(cè)觀察儀具體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而也保證了施工質(zhì)量和施工安全。 （四）其他部門在學(xué)術(shù)活動(dòng)方面，不少學(xué)會(huì)或有關(guān)情報(bào)單位，不時(shí)地舉行軟土地基經(jīng)驗(yàn)次序或?qū)ｎ}會(huì)，以提高人員素質(zhì)并收到取長(zhǎng)補(bǔ)短加快信息傳遞的多方面的效果。 在管理工作方面：交通部急生產(chǎn)單位之所急，最近正組織幾個(gè)單位，經(jīng)過三年努力，編制出交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)范，它的即將頒布與出版，將使我國(guó)公路軟基無論在設(shè)計(jì)方面或施工方面，出現(xiàn)了有章可循的局面。 一、概念及危害（一）軟土及軟土路基的概念1、軟土 軟土是指濱海、湖沼、谷地

5、、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、靈敏度高、擾動(dòng)性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。 2、軟土地基 我國(guó)公路行業(yè)規(guī)范對(duì)軟土地基未作定義。日本高等級(jí)公路設(shè)計(jì)規(guī)范將其定義為:主要由粘土和粉土等細(xì)微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機(jī)質(zhì)土、泥炭以及松散砂等土層構(gòu)成。日本規(guī)范還對(duì)軟土地基做了分類,提出了類型概略判斷標(biāo)準(zhǔn)。在給出軟土地基定義時(shí)指出:軟土地基不能簡(jiǎn)單地只按地基條件確定,因填方形狀及施工狀況而異,有必要在充分研究填方及構(gòu)造物的種類、形式、規(guī)模、地基特性的

6、基礎(chǔ)上,判斷是否應(yīng)按軟土地基處理。 （二）、軟土地基在公路工程中造成的危害 1、勘察設(shè)計(jì)不詳細(xì)或不準(zhǔn)確,導(dǎo)致對(duì)應(yīng)該作軟基處理的地段未作處理設(shè)計(jì),此類工例不少,世界銀行貸款項(xiàng)目也存在此類現(xiàn)象。 2、已知是軟土地基,但是未做好軟土地基處理,造成路堤失穩(wěn)或危及線外建筑物。工例有:汕頭磊口大橋引道。由于高填土引起線外土地隆起,民房受損。路基難以穩(wěn)定,只好增加橋梁長(zhǎng)度,建成后一段時(shí)間,仍然出現(xiàn)錐坡不均勻下沉,又做了處理,現(xiàn)已改建新橋。 3、雖然作了軟土地基處理,但是措施不力,施工不當(dāng)造成路堤失穩(wěn)。珠海南屏橋引道,經(jīng)開挖分析,原因是地質(zhì)資料不準(zhǔn)確,填土速度過快,后加的反壓護(hù)道又阻塞了砂墊層的排水通道。最后

7、采取了挖深邊溝排水(挖邊溝時(shí),原路堤底有大量的水流出),用袋裝砂并(原先的砂并是無袋砂并)和捕土工布進(jìn)行修復(fù)。 4、堆料不當(dāng),未按規(guī)定分層填筑,填土過快,碾壓不當(dāng),造成路堤失穩(wěn)。新會(huì)虎坑、大洞橋的引道,主要原因是堆料不當(dāng),未按規(guī)定分層填筑,也未作施工觀測(cè),填土過快,碾壓不當(dāng)。末作加固處理但按規(guī)定施工的路段,雖然后來沉降較大,但沒有發(fā)生破壞。 5、擾動(dòng)“硬殼層”或填筑不當(dāng),使“硬殼層”遭受破壞,導(dǎo)致路堤失穩(wěn)。軟土地基上往往有一層強(qiáng)度比軟土高的土層,被稱為“硬殼層”?！坝矚印笨梢云鸬匠兄睾蛿U(kuò)散應(yīng)力作用,利用好“硬殼層”對(duì)于減少工程投資是有意義的。但若對(duì)“硬殼層”的勘察、利用工作做得不好,則達(dá)不到

8、頂預(yù)想的效果。 6、由于臺(tái)背填土使地基對(duì)結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生負(fù)摩阻力和縱向推擠作用,引起橋臺(tái)發(fā)生變位以至損壞。主要問題是:臺(tái)背填土引起橋臺(tái)向橋跨方向發(fā)生水平變位;先做橋臺(tái),后做錐坡及臺(tái)背填土;錐坡沒有按設(shè)計(jì)圖紙做足,臺(tái)背填土?xí)r把輕型橋臺(tái)推壞;由于負(fù)摩擦力作用,引起橋臺(tái)下沉。二、路基處理目前我國(guó)軟土地基處理的現(xiàn)狀 在我國(guó)高等級(jí)公路的軟土地基處理中,常用的方法主要有粉噴樁、砂墊層法、豎向排水法(袋裝砂并、塑料排水板)、加鋪土工織物(土工布、土工格柵)、碎石樁、砂樁、深層攪拌、強(qiáng)夯等。采用最多的是砂墊層+袋裝砂井(或塑料排水板)土工布的處理辦法,可以得到比較經(jīng)濟(jì)且效果較佳的結(jié)果。（一）處理的一般原則 1以時(shí)間

9、換金錢，早在10年前，日本著名換金錢處理軟土路堤的方法。即盡早用堆載預(yù)壓不作深層處理軟基的方法，這種以沉降逐漸達(dá)到路基穩(wěn)定，是一種最經(jīng)濟(jì)也簡(jiǎn)單的方法。但我國(guó)公路基本建設(shè)的程序不能盡早拔款、征地、從容施工，而一旦工程項(xiàng)目付諸實(shí)施時(shí)，又往往限于工期，一般情況用自然沉降法將難以實(shí)現(xiàn)。 2以金錢贏得時(shí)間：即在施工工期緊迫，時(shí)間有限的情況下，除非個(gè)別低路堤地段高度在臨界高度以下，可不作地基處理。橋梁采用基礎(chǔ)處，其余軟土都需采用不同方法處理，只不過可用多種方案進(jìn)行優(yōu)選。 （二）勘察、設(shè)計(jì)和施工 1軟土地區(qū)的地質(zhì)情況首先要弄清楚，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，還應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū)，以便按分區(qū)不同在區(qū)別地予以處理。在勘察

10、設(shè)計(jì)時(shí)如地質(zhì)工作做的不夠深，在施工時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)，可作些補(bǔ)充勘察及勘探工作，對(duì)地質(zhì)情況作進(jìn)一步了解。 2設(shè)計(jì)方案要經(jīng)濟(jì)又要合理切合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況。 3所用材料數(shù)量要夠、質(zhì)量要保證；施工機(jī)械數(shù)量、規(guī)格、性能均要滿足要求。 4施工時(shí)要嚴(yán)格遵守施工技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程辦事，以保證良好的質(zhì)量，軟土地段特別要注意控制填土速率，避免和產(chǎn)生路堤滑移或發(fā)生其它意外事情。 5監(jiān)理工作要跟上，觀測(cè)儀具事先要埋置好，及時(shí)進(jìn)行監(jiān)理和記錄。以保證施工的質(zhì)量和安全。 如能樹立質(zhì)量第一的思想，嚴(yán)格將上述幾項(xiàng)工作做好，應(yīng)該說軟土路基施工，可以達(dá)到安全、優(yōu)質(zhì)的目的。 （三）處理方案的評(píng)價(jià) 1處理軟土地基常用的方法在公路方面是排水固結(jié)，

11、多用各種不同長(zhǎng)度和間距的袋裝砂井（直徑710cm）或塑料排水板（寬10nm，厚4.56.0）與砂墊層（厚3080cm）相結(jié)合，雖然這些方法是一般的，但卻是有效的經(jīng)濟(jì)的。 為了加快固結(jié)而且可提高地基承載力，也可用直徑3050cm或更小一些的砂樁或碎石樁，但造價(jià)比上上述常用方法要增加至少35倍。 2輕質(zhì)路堤：我國(guó)輕質(zhì)路堤采用的材料一般是粉煤灰，國(guó)外也有用大塊型硬質(zhì)泡沫塑料。粉煤路堤有三種類型，即單一的、土和粉煤灰互層的和土砂及粉煤灰等混合的。 輕質(zhì)路堤的作用是減輕路堤自重，減小或加速軟土沉降提高土體抗剪強(qiáng)度，同時(shí)它作為填料還有節(jié)約投資、減少占地等效益。 3其他輔助方法：土工布（分有紡和無紡的兩種，

12、一般多用編織的，個(gè)別的也有兩種類型組合的，可以達(dá)到優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ)）還有一材料是塑料加勁格柵，實(shí)際上類似“柴排壓枝”的作用，這些材料可提高地基整體性，減少地基不均勻的沉降，對(duì)防止滑移盡快施工也有好處。 此處還有淺層拌合和換填優(yōu)質(zhì)材料及拋石排淤等處理淺層軟土。有的為深層還設(shè)有反壓護(hù)道。 三、橋涵通道處的處理在軟土地區(qū)的橋梁，由于基礎(chǔ)埋置較深，已穿過軟土層，故一般無大沉降。而在橋頭與路堤接合處由于沉降差異較大，往往出現(xiàn)臺(tái)階在車輛通道處多出現(xiàn)縱坡突變，在車速過快時(shí)出現(xiàn)車輛“切線拋出”感覺很不舒適，人、車安全受到。 在此接合處處理的一般有： 1涵洞、通道處與路堤一樣同時(shí)填筑施工，后期再開槽做基礎(chǔ)；在橋臺(tái)處最好

13、前后都填土，或在橋臺(tái)后背填以滲水性好的砂礫材料。 2在這些人工構(gòu)造物處采用超載預(yù)壓，橋頭兩側(cè)引道80100m范圍也宜如此，以加速固結(jié)，減小通車后過大的沉降。 3路堤如過高，下部軟土層厚、沉降量過大，沉降期過長(zhǎng)、如處理地基費(fèi)用過高，且效果不一定好時(shí)就不如改用橋梁跨過，京津塘高速公路軟土地區(qū)，路堤如超過6.0m，就用橋跨通過。廣深高速公路也將不少高路堤設(shè)計(jì)路段，改用了高架橋方案。 4橋臺(tái)處路堤處理：為了加快地基固結(jié)，提高地基承載力，減輕路堤與橋臺(tái)間沉降差，在橋臺(tái)處的一定距離內(nèi)采用砂樁，粉噴樁、旋噴樁等加固地基。 5涵洞和通道可采用鋼筋砼箱形整體式結(jié)構(gòu)，并同時(shí)擴(kuò)大基礎(chǔ)，它施工簡(jiǎn)便造價(jià)比樁基礎(chǔ)可省些。

14、 6真空預(yù)壓：這個(gè)方法，在港工方面采用較多，最近江蘇連云疏港公路也采用過，主要用于橋頭路堤，在工期緊迫，為了爭(zhēng)取時(shí)間時(shí)不失為一種應(yīng)急對(duì)策。因?yàn)樗墒管浲谅返萄杆俪两?，且提高地基承載力，效果較佳，但由于造價(jià)較高，且在北方冰凍季節(jié)使用受限，所以采用時(shí)，要權(quán)衡這些邊界條件。四、噴粉樁法在軟土路基施工中的應(yīng)用 粉體攪拌樁在軟土地基處理中的應(yīng)用 1、粉體攪拌法 粉體攪拌法(簡(jiǎn)稱粉噴法),是用特制的設(shè)備和機(jī)具,將加固劑粉體材料(水泥或石灰)通過壓縮空氣的傳送,與地基土強(qiáng)行拌和,使之產(chǎn)生充分的物理、化學(xué)反應(yīng)后,形成一定強(qiáng)度的樁體(簡(jiǎn)稱粉噴樁)。這是一種改善土質(zhì),提高地基強(qiáng)度的軟土地基加固方法,可以廣泛地適用

15、于淤泥質(zhì)土,雜填土,軟粘土等地基加固。 2、水泥加固土物理力學(xué)特性 物理性質(zhì)。容量:水泥與土攪拌后,基容量變化不大,僅比原土的容量增加5%;含水量:水泥加固土含水量略低于原土的含水量,約減少3%-7%. 水泥土力學(xué)性質(zhì)。水泥加固土的抗壓強(qiáng)度,工程施工中一般采用 a=7-15%為宜;水泥加固土的強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)而增長(zhǎng),早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快,7d齡期強(qiáng)度可達(dá)28d齡期強(qiáng)度的60%,一般情況下,齡期超過28d后,強(qiáng)度仍有明顯增加,3個(gè)月齡期強(qiáng)度可達(dá)到0.3-2.0MPa. 水泥加固土的抗拉強(qiáng)度。經(jīng)試驗(yàn),當(dāng)水泥土的抗壓強(qiáng)度在300-4000kPa時(shí),抗拉強(qiáng)度為抗壓強(qiáng)度的15%. 3、粉噴法加固軟土地基的特點(diǎn)

16、 粉噴法加固軟土地基,是一項(xiàng)新的工藝,與其它軟土加固方法相比,具有較多突出之處;原理科學(xué)、費(fèi)用低廉。加固成本低,每米材料成本費(fèi)僅10元左右;樁身質(zhì)量好;地基加固后無附加荷載。干法施工。施工不需要水源,不需要排污,場(chǎng)地干凈;樁體強(qiáng)度高。 4、施工工藝 (1)施工程序。放樁位鉆機(jī)就位調(diào)平送風(fēng)鉆至設(shè)計(jì)深度送粉提升攪拌提升至地平停粉復(fù)攪1/3樁長(zhǎng)提升至地平停風(fēng)鉆機(jī)移動(dòng)重復(fù)循環(huán)。 (2)施工中注意事項(xiàng) 明確設(shè)計(jì)要求,了解地基的地質(zhì)情況。 開工前先打試驗(yàn)樁,根據(jù)不同的地質(zhì)條件,合理選擇鉆機(jī)的檔位,確定噴粉機(jī)壓力和噴粉量。 嚴(yán)格控制鉆孔深度,噴灰時(shí)間及?；視r(shí)間,確保粉噴樁樁長(zhǎng),成樁應(yīng)打入持力層50cm嚴(yán)禁在

17、末鉆至設(shè)計(jì)深度及未噴灰的情況下鉆機(jī)提升作業(yè)。 定時(shí)檢查粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻程度,對(duì)使用的鉆頭必須隨時(shí)檢查,其鉆頭磨損量不得大于l厘米。 噴灰機(jī)必須配有水泥計(jì)量裝置,施工中及時(shí)記錄水泥的瞬時(shí)噴入量和累計(jì)噴入量。 樁身上部1/3樁長(zhǎng)范圍內(nèi),施工中應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行重復(fù)攪拌,使水泥和土充分拌和,提高上部樁身強(qiáng)度,使之符合荷載的傳遞規(guī)律。 為防止水泥飛揚(yáng)造成污染,當(dāng)鉆頭提升到地面以下0.5米時(shí),噴灰機(jī)應(yīng)停止噴灰,并使鉆機(jī)迅速換檔下鉆,上部0.5米范圍內(nèi)用人工回填粘土并壓實(shí)。 施工中應(yīng)認(rèn)真填寫原始記錄。為保證機(jī)械設(shè)備完好及人身安全,嚴(yán)禁違章操作致 謝 歲月如梭，我的大學(xué)時(shí)光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。離別在即，站在人生的又一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，心中難免思緒萬(wàn)千，一種感恩之情油然而生。首先我將由衷的感謝我的論文指導(dǎo)老師，感謝他在百忙之中對(duì)我的論文題目和論文內(nèi)容進(jìn)行指導(dǎo)，讓我受益匪淺，在他的幫助下我的論文才能得以完善。此外，我還要特別感謝我的幾位同學(xué)，謝謝你們?cè)谖易珜懻撐闹H給我提供的寶貴意見，在學(xué)校里你們也給予我很大的幫助，在即將走出校門，迎向大千世界之際，再次感謝所有幫助過我的老師、同學(xué)與朋友們，是你們的幫助使我的大學(xué)生活倍感充實(shí)與完整。大學(xué)生活雖即將完結(jié)，但我的人生卻只圈了