路基工程基本理論施工管理與質量標準圖文并茂

路基工程許瓊鶴南京市市政工程質量安全監(jiān)督站城鎮(zhèn)道路工程的基本理論、施工管理與質量標準1總體框架01道路工程基本理論02路基沉降和地基處理03路基承載力和邊坡穩(wěn)定性04路基施工和質量控制要點05路基施工常見質量問題防治01道路工程的基本理論路基路面工程基本概念假設你是一名道路工程師，將如何考慮設計一條道路？在設計階段，必須回答以下幾個問題：1汽車的荷載如何確定？2路基路面的承載能力如何確定？3汽車荷載在道路中如何傳遞，產(chǎn)生何效應？1汽車荷載：車輛的噸位數(shù)、軸數(shù)、軸重和交通量等。2承載能力：材料的容許應力、容許變形和疲勞強度等。3荷載效應：力的擴散、彈性力學、層狀彈性體系、塑性力學、粘彈性力學、斷裂力學等。無論路基路面工程理論多復雜，一般都不會超出上述研究范圍。設計師最簡單的解決思路步驟一：假設道路上行駛的最大汽車荷載30T，一根車軸10T，輪胎接地面積經(jīng)測量為0.072m2，接地壓力為0.7MPa。步驟二：按照一定的擴散角（例如450），將車輪荷載擴散到路面結構和路基各層，從而得到各路面和路基層頂?shù)膲簯Ζ襪。步驟三：在道路各層取芯，芯樣進行無側限抗壓強度試驗（土進行三軸試驗），得到各結構層材料的抗壓強度σR。路面路基會壓壞嗎？會壓壞嗎？將各層的承受的車輪荷載應力，與材料抗壓強度比較，若σm≤σR，則計算通過，否則應加大結構層厚度或提高材料強度，直到滿足設計為止。路基路面理論的發(fā)展史20世紀初，美國麻省道路委員會發(fā)表了第一個路面計算公式。假定汽車是集中荷載，并以450擴散角通過h厚碎石基層，作用在邊長為2h的正方形路基范圍內：1933年，Downs認為荷載作用范圍是圓形而非正方形，擴散角也并非450，而是某個與材料有關的角度θ：1934年，Gary認為汽車并非集中力，而是半徑為a的圓形均布荷載：鄧學鈞《路面設計原理與方法》P107存在的缺陷：1力的擴散理論過于簡單，對深層土體受力分析尚可，淺層路基路面精度太差。2公式僅考慮了壓應力和抗壓強度均衡，未考慮材料抗拉、抗剪等其他受力情形。3在20世紀初汽車尚不普及條件下，該公式有其合理性，但現(xiàn)代大、重交通下，不考慮材料疲勞特性有較大局限性。問題一路基路面力學行為汽車荷載在路基路面中如何傳遞，會產(chǎn)生哪些效應，會導致哪些破壞模式？問題二交通荷載汽車荷載的分類，車輪荷載與路面接觸形式和作用力，交通量如何體現(xiàn)累計、重復作用？問題三路用材料的疲勞現(xiàn)代大交通量、重載交通下，路用材料應具有哪些性能，如何考慮材料的抗疲勞？路基路面理論的發(fā)展史以上簡化計算，基本反映了路基路面設計理論全過程。但缺點是模型比較粗糙、計算分析過于簡單，而且忽略了很多因素，難以適應現(xiàn)代交通、材料、施工等方面的要求。因此，路基路面理論真正得以發(fā)展，仍有待于對以下三個問題進行必要的修正和完善。汽車交通荷載反復作用基層路基瀝青面層基層底拉應力σ2面層底拉應力σ1路基壓應變μ疲勞裂縫疲勞裂縫路基路面力學行為特征汽車荷載作用下，路基路面存在兩種破壞模式：一種反復作用下路基壓應變過大，塑性變形不斷累積；另一種基層或面層底拉應力過大，層底開裂。（這兩種模式之間存在一體兩面的聯(lián)系，路基壓應變增大，帶動基層、面層底拉應力增大。所以設計單位對彎沉控制后，層底拉應力一般都也就不會超標了，很多時候沒再去驗算。）實際應力分布1885年布辛尼斯克(Boussinesq)彈性半空間體垂直集中力作用下的應力和位移解析解彈性力學理論考慮車輪荷載在勻質地基內的傳遞集中力正下方垂直壓力拋物線（深度平方關系）衰減集中力附近垂直壓力隨深度先增大后衰減不同深度垂直壓力1逐漸擴散衰減2趨于平均（范圍增大）彈性力學理論地面荷載在土體內的傳遞規(guī)律豎直集中力－布辛內斯克解PP作用線上在某一水平面上在r﹥0的豎直線上z等值線-應力泡0.1P0.05P0.02P0.01P應力泡（豎向壓應力等值線）σz與α無關，呈軸對稱分布彈性力學理論論地面荷載在在土體內的傳傳遞規(guī)律p（較小力）P（較大力）0.1P0.05P0.02P0.01P0.1P0.05P0.02P0.01P軟弱土層（假設承載力力0.01P）不同大小地面面荷載將產(chǎn)生生不同“應力力泡”，土是是分層結構，，大荷載“應應力泡”可能能深入下臥軟軟弱層，引起起較大的地面面沉降。故沿沿江、沿海等等下臥深厚軟軟土地區(qū)，應應控制填土高高度（即減小小荷載）來減減少地基處理理的費用。硬殼層上述彈性力學學分析方法僅僅適用于路基基部分，因為為路基工程是是各向同性的的（各個方面面性質都是一一樣的）半無無限空間體。。但對路面結結構層來說，，12%灰土底基層、、水泥穩(wěn)定碎碎石基層、瀝瀝青面層，每每一層性質都都不一樣（回回彈模量、抗抗拉強度、抗抗壓強度等）），而且每一一層之間也可可能不連續(xù)，，因此必須采采用更為復雜雜的層狀彈性性體系，并考考慮適當?shù)募偌僭O條件。層狀彈性體系系E0彈性半無限空空間體系瀝青路面屬于于分層結構，，不滿足彈性性半空間理論論中各向同性性勻質體假設設，所以采用用層狀體系理理論更符合實實際情況。目目前，中國、、美國設計規(guī)規(guī)范，殼牌法法等設計方法法都是采用該該理論。層狀體系理論論仍然屬于彈彈性力學范疇疇，只是增加加兩個假設豎直方向各向向異性和層間接觸面連連續(xù)、無滑移移。瀝青面層層狀狀體系理論層狀體系理論論解一般采用用簡化圖解法法(諾謨圖)。缺點是層數(shù)數(shù)多時，無法法繪制諾謨圖圖，故一般通通過模量換算算，把多層體體系簡化成最最多三層體系系（分別代表表面層、基層層、路基），，再采用圖解解法。換算原則按照照轉換成三層層體系后，計計算點處彎沉沉或拉應力相相等的原則，，進行換算。。路表彎沉：第1層作為三層體體系上層，最最下層半空間間體作為下層層，第2至第n-1層換算成模量量為第2層模量的等效效厚度。層底拉應力：以計算層底底位置為界，，其上各層采采用該計算層層模量代換，，其下采用計計算層下面一一層模量代換換，換算為三三層體系；計計算層是底基基層時，底基基層其上各層層全部采用底底基層上那一一層的模量代代換，底基層層保持原模量量，換算成三三層體系。（原則是計算算層的模量不不變，其他層層按與計算層層最接近那層層的模量換算算。）三層體系表面面彎沉系數(shù)諾諾謨圖三層連續(xù)體系系上層底面拉應力系數(shù)諾諾謨圖（上層中層層層間連續(xù)）三層連續(xù)體系系中層底面拉應力系數(shù)諾諾謨圖（上層中層層層間連續(xù)）（一）路表表計算彎沉計計算：其中αL通過圖解法求求得：αL代入路表計算彎沉沉：（承載能力問問題）主圖梅花圖扇形圖三層體系表面面彎沉系數(shù)諾諾謨圖三層連續(xù)體系系上層底面拉應力系數(shù)諾諾謨圖（上層中層層層間連續(xù)）三層連續(xù)體系系中層底面拉應力系數(shù)諾諾謨圖（上層中層層層間連續(xù)）（二）層底底計算拉應力力：主圖梅花圖扇形圖圖解法原理同同計算彎沉，，從略！線性和非線性性數(shù)值分析方方法計算彎沉沉和應力隨著近代計算算機運算能力力的提高和數(shù)數(shù)值分析技術術的發(fā)展，目目前一些科研研院校也采用用數(shù)值分析的的方法來計算算路基路面的的力學行為。。一種是線彈性有限單單元法：路基路面本本質上是非線線性、彈塑性性材料，表現(xiàn)現(xiàn)為不同荷載載水平下的不不同剛度、材材料塑性等特特征。但為了了保證長期使使用，路基路路面受力一般般不會大，一一般情況下非非線性特征并并不顯著，而而且線彈性模模型計算簡單單且容易收斂斂，故此方法法運用較廣泛泛。設計規(guī)范范中如采用回回彈模量、回回彈模量試驗驗荷載水平接接近實際狀態(tài)態(tài)等措施修正正，來保證模模型精度。另一種是非線性有限元元法：主要考慮材材料非線性，，通過建立土土基彈塑性、、基層彈塑性性、瀝青面層層粘彈性（高高溫）等本構構模型進行數(shù)數(shù)值模擬。以以及用斷裂力力學考慮帶裂裂縫工作、用用接觸理論考考慮層間粘結結失效等高度度非線性問題題。總之，數(shù)值分分析方法能夠夠解決復雜情情況下的受力力問題，能夠夠進行實際狀狀態(tài)下路基路路面的仿真計計算，潛力巨巨大，是將來來研究的重要要方向。交通荷載和材材料疲勞一交通量量和軸載<300萬300~1200萬1200~2500萬>2500萬根據(jù)國家強制制性標準《道路車輛外廓廓尺寸、軸荷荷及質量限值值》（GB1589-2004）與交通部《超限車輛行駛駛公路管理規(guī)規(guī)定》，我國道路上上行駛的各類類載重車輛的的軸載最大限限值，雙輪組組單軸允許最大大軸重100KN；雙輪組雙聯(lián)軸允許最最大軸重180KN。交通荷載和材材料疲勞渣土車超載問問題一般渣土車核核載質量12t（6-8方土），整備質量12t，總質量24t，車輛后雙聯(lián)聯(lián)軸應在18t以內。由于超載，渣渣土車實載一一般20t（11方土），甚至多達40t（22方土），后雙聯(lián)軸超載載達200%以上。車輛超載不僅僅帶來很大安安全隱患，也也給城市道路路帶來很大損損害，尤其低低等級道路由由于超載渣土土車頻繁行駛駛，很快就發(fā)發(fā)生荷載型結結構性損壞。。交通荷載和材材料疲勞二軸載的的轉換作用在路面上上的車輛軸載載等級不同，，一般將各種種不同軸載按按照等效原理理（等破壞、、等厚度）轉轉換成標準軸載（我我國為10噸，即BZZ-100）。問題：某專門供運輸輸特種設備的的100噸大型平板運運輸車行駛的的廠區(qū)道路，，路基路面結結構層該如何何加固？答案：不需要加固！！100噸平板車，單單根軸載仍為為10噸，相當于10輛10噸標準軸載汽汽車駛過，換換算成標準軸軸載當量次數(shù)為10次；但若100噸為超載，即即全部由1根車軸來承擔擔，則換算成成標注軸載當當量次數(shù)分別別為104.35=22387次、108=1億次（分別對瀝青青和半剛性基基層）結論：超載對對道路路面危危害巨大！Pi(KN)(Pi/P)4.35(Pi/P)8101/223871/100000000201/10981/390625501/201/256801/31/6901/21/21001/11/11101.5/12.1/11303.1/18.1/11505.8/126/120020/1256/1300119/16561/15001098/1390625/1半剛性材料抗抗疲勞能力差，超載危害害性更大交通荷載和材材料疲勞南京進出城主主通道日交通通量數(shù)據(jù)來源：《南京交通發(fā)展展年度報告（（2014）》城市道路交通通的特點是次次數(shù)多，但軸軸載等級小，，以小客車為為主，故換算算成標準軸載載次數(shù)遠小于于公路重交通通等級，其對對路面性能的的要求低于公公路。但對不限制貨貨車的快速路路、公交專用用道、公交港港灣停靠站等等較大荷載部部位，標準不不宜低于公路路。南京快速內環(huán)環(huán)高峰小時交交通量交通荷載和材材料疲勞幾條推論：1汽車軸載等級級對瀝青面層層和半剛性基基層底拉應力力控制的設計計影響很大，，一般呈指數(shù)數(shù)關系。軸載載增加為2倍，相當于交交通量分別增增加到20倍和256倍；汽車超載對對道路危害極極大，根據(jù)測測算，一輛超載2.5倍渣土車，分別相當于54輛和1526輛標準渣土車對瀝青青層底、半剛性基基層底造成的損傷傷。2城市道路基本以小客車交通通為主，部分中心心城區(qū)限行大貨車車，所以其對瀝青青層底和半剛性基基層底造成的損傷傷微乎其微（軸載低于30KN幾乎可忽略不計））。其破壞模式以路表瀝瀝青、車轍和水損損壞為主，一般情況下，極極少數(shù)超載路面才才會出現(xiàn)此類結構構性破壞。3城市道路質量控制制應體現(xiàn)與公路交交通差別化，不宜宜過分追求重交通通下高強度面層和和基層，而應突出出如車轍、瀝青面層（穩(wěn)定性性、透水性、適應應高低溫性能等））、基層收縮開裂、水損壞等非荷載型結構性損壞為主。交通荷載和材料疲疲勞三材料的疲勞勞強度材料極限強度σS測定：交通量的函數(shù)，說說明該系數(shù)考慮了了與作用次數(shù)有關關的材料疲勞的因因素現(xiàn)代路基路面設計計理論二瀝青路面結結構設計《公路瀝青路面設計計規(guī)范》JTGD50-2006步驟：1根據(jù)使用年限預測測總交通量（軸載載次數(shù)），確定路路面設計彎沉值：：A分別為考慮道路等等級、面層、基層層因素的系數(shù)2根據(jù)材料的抗疲勞勞特征，確定路面面結構容許抗拉強強度值：材料極限強度，瀝瀝青或半半剛性基層疲勞折折減系數(shù)3根據(jù)雙圓均布荷載載下彈性層狀連續(xù)續(xù)體系，計算路表表彎沉和和各結構層底底拉應力。。4比較汽車荷載的效效應和材料抗力，，只要效應小于抗力即符合設計要求：：按照預測的交通量量來計算設計彎沉沉、層底抗拉強度度需要多大？標準車軸產(chǎn)生多大大彎沉和層底拉應應力效應，再疲勞勞折減考慮材料疲勞的抗拉承載力有多少少？比較設計彎沉、拉拉應力與結構承載載能力是否均衡？？瀝青路面設計流程程兩項指標是用于施施工質量控制的關關鍵目標（效應不考慮交通通量和疲勞問題；；抗力要考慮）現(xiàn)代路基路面設計計理論計算示例：時偉《土基回彈模量對瀝瀝青路面的影響及及加固層設計研究究》材料極限強度考慮疲勞折減后材材料強度計算應力過大計算應力滿足按照預測的交通量量來計算設計彎沉需要達到到多少？標準車軸產(chǎn)生多大大彎沉和層底拉應應力效應？考慮材料疲勞的抗拉承載力有多少少？比較設計彎沉、拉拉應力與結構承載載能力是否均衡？？路基土的力學、變變形特性1路基土的變形具有有彈塑性、非線性性特征。2路基土的模量問題題1）初始切線模量——應力值為零時的應應力-應變曲線的正切，，如圖①所示，代代表加荷開始時土土的應力-應變關系。2）切線模量——某一應力級位處應應力-應變曲線的斜率，，如圖②所示，反反映土在該級位應應力-應變變化的精確關關系。3）割線模量——以某一應力值對應應的曲線上的點同同起始點相連的割割線的斜率，如圖圖③所示，反映在在該應力級范圍內內的應力-應變關系的平均情情況。4）回彈模量——應力卸除階段應力力-應變曲線的割線模模量，如圖④所示示，反映土在回彈彈變形范圍內的應應力-應變關系的平均情情況。（最接近路基實際際彈性工作狀態(tài)））路基質量關鍵控制制指標一路基質量控控制我國《公路路基設計規(guī)范范》JTGD30-2004和《公路瀝青路面設計計規(guī)范》JTGD50-2006，用來控制路基強強度的兩個指標：：回彈模量E0和加州承載比CBR。以上公式可見《公路瀝青路面設計計規(guī)范》式5.1.8《城市道路路基設計計規(guī)范》CJJ194-2013第4.5.3條規(guī)定路床頂回彈彈模量：快速路和和主干路不應小于于30MPa；次干路和支路不不應小于20MPa。（90老規(guī)范更小）從理論上說，E0可以用承載板試驗驗取得，但由于設設備和操作（分級級加載、回歸分析析等）復雜，所以以工程中一般用貝貝克曼梁來彎沉值值，并換算得到路路基回彈模量。如如某城市道路路床床頂設計彎沉值260（X0.01mm），通過公式：可可以以換算得對應回彈模模量為30MPa。公路和城市道路規(guī)規(guī)范都對填料CBR強度提出了要求，，但實行不太理想想，一是因為試驗驗比較復雜，二是是因為大量研究表表明E0和CBR具有一定對應關系系，通過控制E0一般就能控制住CBR。路基土的力學、變變形特性回彈模量和加州承承載比CBR的區(qū)別與關系路基土E0與CBR試驗從力學原理上上講完全不同的。。E0試驗主要是根據(jù)壓壓力P與相應的回彈變形形計算得到的,在變形中不含塑性性變形的成分；CBR則反映了路基土主主要抵抗塑性變形形的能力,在貫入深度中有時時也會含有極少量量的回彈變形,但與總變形2.5mm或5mm相比完全可以忽略略不計。E0是路基土宏觀性質質，CBR是材料微觀特性。。兩個參數(shù)從不同角角度反映了路基的的強度。土基回彈模量能較較好反映土的部分分彈性性質，在以以彈性半空間地基基模型表征土基的的受力特性時，可可以用回彈模量表表示路基圖瞬時荷荷載作用下具有的的可恢復彈性變形形性質。CBR值的含義是將荷載載板貫入路基深度度（2.5mm或5mm）是所需的單位壓壓力，與貫入標準準碎石相同深度所所需單位壓力（7MPa或10.6MPa）之比值，是個無無量綱量。路基土的力學、變變形特性土基回彈模量測定定程序繁瑣復雜，，尤其是新土基現(xiàn)現(xiàn)場；而CBR試驗操作簡便，人人為誤差小，控制制遠比回彈模量方方便，而且受溫度度、氣候等條件影影響小，穩(wěn)定性高高，國外路基施工工質量控制運用廣廣泛，但在我國主主要控制指標是彎彎沉和壓實度，CBR則沒有得到很廣泛泛的實際應用。國國內外對于回彈模模量E0和CBR之間關系，做過很很多研究：總的來說，E0和CBR之間在特定的條件件下存在特定的函函數(shù)關系，但由于于我國幅員遼闊，，地質變化大，并并沒有統(tǒng)一的公式式，具體還應分別別進行相應的試驗驗為好。趙明華《路基土回彈模量E_0和野外承載比CBR研究》路基質量關鍵控制制指標知識點：回彈模量E0一定程度表征了路路基的強度，但并并非地基承載力，，要注意區(qū)別。一一般路基承載力都都比較大，如振動動碾壓后黃土承載載力能達到0.2-0.3MPa（龐旭卿《路基黃土強度特性性與地基承載力研研究》表5.5）。計算表明，路路表0.7MPa汽車胎壓，經(jīng)路面面結構擴散，傳到到路基頂?shù)膲毫?.02MPa都不到（鮑遠驥《土基回彈模量分析析與研究》P45土基E0=30MPa和應變0.3922X10-3推算僅為0.012MPa），遠小于路基承承載力，加上路基基剛度不大，也不不會產(chǎn)生疲勞破壞壞。因此，我國規(guī)規(guī)范僅對路基回彈彈模量做了最低限限制，并不需要校校核地基承載力，，思路是通過控制制路基變形來改善路面結構受力力和減少路基塑性變形形。結論：土基承載力（強度）一般不是路基的主主要問題，回彈模模量（剛度）才是關鍵性指標，，路基施工中的所所有活動都是圍繞繞如何提高回彈模量和保持回彈模量穩(wěn)定定性兩個方面展開的。。大量研究表明：1影響路基回彈模量量的因素非常很多多，如土質、含水水量、壓實度、溫溫度、季節(jié)交替等等，控制好這些因因素才能提高回彈彈模量（即彎沉））和穩(wěn)定性。2路基的回彈模量對對其上方的瀝青路路面結構的力學行行為影響很大，堅堅實穩(wěn)定的土路基基保證了路面結構構良好的運行環(huán)境境?；貜椖Ａ康挠绊懸蛞蛩赜绊懧坊貜椖Ａ苛恳蛩睾芏啵钭钪饕娜笠蛩厮厥峭临|土性、含水率和壓實度。1不同土質土性，回回彈模量公式：回彈模量與土中砂砂粒含量M、含水率Wx、塑性指數(shù)Ipy等土性參數(shù)有關。。舉例：砂性土塑性指數(shù)Ipy為0，故回彈模量與含含水率無關，僅僅僅與砂粒含量M和壓實度KL（輕型擊實標準））有關。由于純砂砂砂粒含量最高，壓壓實條件下的回彈彈模量也最大，故故規(guī)范中規(guī)定砂性性土是理想的路基基填料）。（林繡賢《柔性路面結構設計計方法》）回彈模量的影響因因素2含水量3壓實度覃綺平《土基回彈模量影響響因素及其相關關關系研究》一般地，含水量越越高土體積膨脹越越大，導致壓實度度有所下降，從而而引起回彈模量下下降。含水量對回彈模量量的影響，比壓實實度對回彈模量的的影響更大、更加加敏感，而這點是是平時較為忽略的的。一般來說，土具有有遇水膨脹、失水水收縮的現(xiàn)象，細細粒土尤其明顯。。由于路基施工階段段土含水量與運營營階段存在差異，，使得路基在使用用年限內體積不斷斷變化，進而引起起回彈模量變化，，對路面影響很大大。因此，應盡量量減小施工和運營營階段路基土含水水量差異。1控制運營階段含水水量（截水、排水水、隔水層、滲溝溝等）；2控制施工階段含水水量。含水率與干密度不同壓實功、含水水量下的干密度時偉《土基回彈模量對瀝瀝青路面的影響及及加固層設計研究究》P191）路基碾壓時的的含水量，對運營營后回彈模量、體體積穩(wěn)定性影響很很大。干燥地區(qū)或路基防防水有保證的可在低于最佳含水量范圍取值；潮濕地區(qū)、浸水路路基或路基防水難難以保證的，應在高于最佳含水量范圍內取值。2）隨著壓實功升高高，擊實曲線向左左上方移動，相應應壓實度提高、最最佳含水率降低。。故對含水量低于最佳含含水量的土，可以通過增加碾碾壓遍數(shù)來提高壓壓實度；含水量過高的土，曲線右側逐漸趨趨于重合，增加壓壓實功對提高壓實實度作用不大，過過高壓實功下，土土體將進入“彈簧簧”狀態(tài)（多用翻挖晾曬、、摻入大顆粒土或或碎石改善）。路基含水量與壓實實度（回彈模量））關系左圖反應了壓實含水量與膨脹量關系：土樣壓實含水量越越高，浸水后體積積膨脹量越小，即即體積穩(wěn)定性越好好。13%20%問題：不同路基回回彈模量會對路面面力學行為產(chǎn)生何何種影響？典型路路面結結構算算例—路基回回彈模模量對對路面面力學學行為為的影影響秦健《路基工工作區(qū)區(qū)深度度及其其影響響因素素研究究》二瀝瀝青青路面面設計計秦健《路基工工作區(qū)區(qū)深度度及其其影響響因素素研究究》幾點結結論：：1相比較較土路路基，，路面面結構構層對對汽車車荷載載具有有明顯顯的擴擴散作作用，，道路路等級級越高高、路路面結結構層層越厚厚，擴擴散越越明顯顯（應應力越越小、、工作作區(qū)深深度越越淺））。2經(jīng)路面面結構構擴散散后，，土路路基頂頂附加加應力力僅為為17KPa，嚴重重超載載（軸軸重300KN）時也也僅為為20KPa，遠低低于地地基承承載力力，驗驗證了了前述述地基基承載載力不不是路路基的的主要要控制制指標標的說說法。。3路基回回彈模模量越越高，，工作作區(qū)深深度越越深，，原因因是荷荷載在在剛性性體內內傳遞遞更遠遠，柔柔性體體內則則衰減減迅速速。（（因為為應力力是根根據(jù)結結構各各部分分剛度度來分分配的的，路路基剛剛度越越小，，路面面吸收收應力力越大大，結結果是是路面面超負負荷路路基卻卻負荷荷不足足，可可靠度度不均均衡)。主干道道路路面面78cm次干道道路路面面64cm支路路路路面面50cm路基質質量對對路面面影響響我國的的公路路瀝青青規(guī)范范，對對瀝青青面層層、半半剛性性基層層設計計指標標有兩兩個方方面，，容許彎彎沉（（ls≤ld）和層底拉拉應力力（σm≤σR）。理論論和實實測都都顯示示，路路基的的回彈彈模量量對這這兩項項指標標影響響很大大，道道路合合格的的關鍵鍵是具具有足足夠的的路基基回彈彈模量量。武紅娟娟《土基回回彈模模量變變化對對路面面設計計的影影響分分析》左圖路面彎彎沉l和路基基彎沉沉l0差值即即為路路面結結構層層的彎彎沉，，路基基彎沉沉占路路面彎彎沉80%以上。。路面面彎沉沉不合合格最最大可可能路路基彎彎沉不不合格格，僅僅對路路面修修補往往往無無濟于于事。。時偉《土基回回彈模模量對對瀝青青路面面的影影響及及加固固層設設計研研究》右圖特定路路面結結構層層，提提高土土基回回彈模模量對對路面面抗疲疲勞作作用次次數(shù)提提高顯顯著，，反推推即提提高土土基回回彈模模量可可適當當減少少路面面結構構層投投入。。2013城市道道路設設計規(guī)規(guī)范即即是此此思路路）小結結1路基路路面計計算理理論就就是回回答2個問題題：汽車等等荷載載在路路基路路面中中產(chǎn)生生何種種效應應？對對應這這些作作用的的承載載能力力如何何？無論理理論如如何發(fā)發(fā)展，，都僅僅是對對效應和承載力力兩個指指標細細化完完善，，更接接近實實際而而已。。（如引引入彈彈性力力學、、彈性性層狀狀理論論分析析路面面應力力、變變形效效應；；引入入疲勞勞考慮慮材料料承載載力折折減等等。））2考慮材材料疲疲勞后后，汽汽車軸軸載等等級與與效應應呈指指數(shù)關關系，，軸載載超載載對路路面影影響非非常大大；城城市道道路小小汽車車居多多，荷荷載作作用非非常有有限，，路面面破壞壞大都都是路路表瀝瀝青、、車轍轍和水水損壞壞為主主，少少見結結構性性破壞壞，設設計施施工應應予充充分考考慮。。3路基質質量關關鍵控控制指指標是是回彈模模量，由于于回彈彈模量量需要要多次次反復復加載載，所所以一一般采采用彎彎沉來來代替替。路路基回回彈模模量對對路面面的影影響在在于：：一是是路基基本身身變形形過大大，長長期以以來會會累積積形成成過大大塑性性變形形；二二是路路基變變形過過大會會導致致其上上的面面層和和基層層彎沉沉過大大，以以及層層底拉拉應力力過大大。02路基沉降和地基處理兩個重重要概概念的的辨析析：壓密沉沉陷(換填)路基沉沉降（填方方）1路面豎豎向變變形主主要由由回填填體在在自重重和荷荷載作作用下下的壓壓密變變形產(chǎn)產(chǎn)生。。2原狀土土由于于置換換作用用并無無附加加荷載載，因因此不不會產(chǎn)產(chǎn)生沉沉降，，而荷荷載作作用對對原狀狀土影影響又又幾乎乎忽略略不計計。3從質量量控制制的角角度，，只要要控制制好回回填體體密實實度，，壓密密沉陷陷是可可控的的。原狀土土原狀土土1路面豎豎向變變形主主要由由回填填體壓壓密作作用+原狀土土地基基沉降降兩部部分變變形疊疊加產(chǎn)產(chǎn)生。。2路堤是是附加加荷載載，會會使得得原狀狀土地地基產(chǎn)產(chǎn)生沉沉降，，荷載載作用用對原原狀土土影響響幾乎乎忽略略不計計。3從質量量控制制的角角度，，壓密密沉陷陷是可可控的的，但但對于于原狀狀土地地基沉沉降，，無論論如何何處理理都會會產(chǎn)生生沉降降。變形部部分變形部部分1變形部部分2壓密沉沉陷與路基沉沉降公路路路基設設計規(guī)規(guī)范7.6.4條城市管管道溝溝槽回回填屬屬于壓壓密沉沉陷，，質量量是可可控的的，主主要通通過分分區(qū)壓壓實來來實現(xiàn)現(xiàn)，按按規(guī)范范要求求壓實實，路路面只只會在在汽車車作用用下產(chǎn)產(chǎn)生很很小沉沉陷。。公路高高路堤堤自身身壓密密沉陷陷是可可控的的，但但下部部原狀狀土地地基沉沉降難難以控控制，，故應應在計計算沉沉降后后決定定是否否需要要地基基加固固。壓密沉沉陷的的主要要影響響因素素是上部荷荷載，地基基沉降降的主主要影影響因因素是是高填填方產(chǎn)產(chǎn)生的的附加荷荷載。管道施施工與與質量量驗收收規(guī)范范城市軟軟土地地質條條件下下地區(qū)區(qū)場地地豎向向規(guī)劃劃問題題在城市市軟土土地區(qū)區(qū)（如如南京京的河河西地地區(qū)、、浦口口新城城，蘇蘇南平平原地地區(qū)，，上海海地區(qū)區(qū)，以以及蘇蘇北連連云港港等地地，一一般地地表有有一層層1-2m厚的硬硬殼層層，其其下方方是深深厚的的淤泥泥質亞亞黏土土層，，物理理力學學很差差、壓壓縮性性很強強。城城市豎豎向規(guī)規(guī)劃時時，若若按公公路最最小填填土高高度的的標準準修筑筑高路路堤，，地基基處理理的費費用十十分巨巨大（（不僅僅道路路本身身，還還包括括周邊邊地塊塊填土土時高高填方方所需需地基基處理理費用用）。。因此，為了了節(jié)約造價價，這些地地區(qū)的規(guī)劃劃城市道路路時都采用用低路堤方方案，代價價是地下水水位高，路路基運行環(huán)環(huán)境比較差差，由此會會增加一部部分處置費費用。如浦浦口新城道道路建設時時，原地面面鋪設一層層70cm碎石土（碎碎石：土=70:30），改善基基底條件；；連云港新新浦道路下下有一層不不小于10m的海淤泥層層，非常難難以處理，，所以市區(qū)區(qū)道路填土土高度比較較小，一般般是施工一一層1m左右山皮土土，大力碾碾壓嵌入地地面硬殼層層加固后，，再鋪筑路路基。原則則都是盡量量不要給下下方軟弱土土層增加過過多的附加加應力，控控制地面沉沉降。路面路基O深度Z（米）O深度Z（米）自重應力車輪荷載路基路面主主要受力自重應力σB車輪荷載σZ此深度車輪輪荷載僅為為自重應力力10%(其下近似忽忽略)此深度稱為為路基工作作區(qū)深度Za路基的壓密密作用—路基作用區(qū)區(qū)深度自重應力車輪荷載采用車輪荷荷載集中力力簡化模式式下注意點：如左表所示示，汽車作作用深度是是完全均質路路基下的作用深深度(類似汽車直直接行駛在在路基上)。實際上，，由于路面面結構層剛剛度大(硬殼層)，擴散作用用強，實際際作用深度度遠小于此此值。鄧學鈞《路面設計原原理與方法法》P41胸口碎大石石硬殼層的擴擴散作用泥地鋪鋼板板路基均質條條件下，汽汽車作用深深度（即產(chǎn)產(chǎn)生壓密作作用的范圍圍）為1-3m，但實際上上由于基層層、面層剛剛度比較大大（類似于于硬殼層作作用），對對車輪作用用擴散后，，實際深度度會大大低低于此數(shù)值值，一般在在0.6-1.5m左右。考慮路面作作為硬殼層層的路基作作用區(qū)深度度計算方法法路面結構等等效厚度法法：根據(jù)對路基基表面壓力力等效的原原理，把剛剛度大的路路面結構層層，換算成成與土路基基剛度相同同的一定厚厚度的等效效路基（以以剛度換厚厚度）。肖鵬《道路路基工工作區(qū)與路路基路面結結構分析》計算表明，，采用路面面結構等效效厚度法換換算后，常常規(guī)厚度路路面結構層層可等效為為2m以上土路基基厚度。意味著小型型汽車車輪輪荷載作用用范圍不會會超出路面面結構層深深度；但對對于大型載載重貨車，，特別是超超載車輛，，作用深度度會超出路路面結構層層，深達路路基內一定定范圍。路面路基小型汽車大型載重貨貨車問題來了：：為什么么道路工程程定義了““路床”這這一概念？？對大型載重重貨車，路路面結構層層以下0.8m路基可能在在汽車作用用深度范圍圍內，收到到汽車荷載載作用較大大，強度、、剛度和穩(wěn)穩(wěn)定性對道道路整體功功能至關重重要，所以以必須重視視。ZaZa公路路基設設計規(guī)范JTGD30-2004城市道路路路基設計規(guī)規(guī)范CJJ194-2013城鎮(zhèn)道路工工程施工與與質量驗收收規(guī)范CJJ1-2008路基的沉降降—分層總和法法計算路基基最終總沉沉降地基受附加荷載作用，最終沉降多大是是可以計算算的，最簡簡單的方法法是分層總和法法，具體又分分成e-p曲線法或e-logp曲線法。方法簡述：：壓力越大土土越密實，，取土樣進進行室內試試驗，可得得到不同壓壓力下土的的孔隙比（（即e-p曲線或e-logp曲線）。根據(jù)曲曲線分層計計算地基未未加載時的的自重應力力對應初始始孔隙比e0，再計算加加載后的附附加荷載對對應孔隙比比ei，孔隙比之之變化就是是沉降量Si，然后將每每層沉降量量相加就得得到總沉降降量S。用e-p曲線分層總總和法計算算總沉降簡簡例既然有了e-p曲線法，為為何還要提提出e-logp曲線法？e-p曲線法簡單直觀觀、計算方方便，但缺缺點是e-p曲線是從現(xiàn)現(xiàn)場取土室室內做的試試驗，已經(jīng)經(jīng)破壞了土土的結構，，而現(xiàn)場土土實際e-p曲線與室內內試驗是有有區(qū)別的，，還必須考考慮土的應應力歷史。。e-logp曲線的特點點是，不論論土體受到到擾動程度度如何，始始終保持兩兩個特征：：（1）室內壓壓縮曲線開開始時比較較平緩，當當壓力接近前前期固結時時，出現(xiàn)曲曲率最大點點，曲線急劇劇變陡，繼繼而近乎直直線向下延延伸；（2）當壓力力較大時，，它們的壓壓縮曲線都都近乎直線線，且大致交于C點，而C點的縱坐標標約為0.42eo，eo為試樣的初初始孔隙比比。利用這一特特性，可以以根據(jù)室內內試驗的e-logp曲線推算現(xiàn)現(xiàn)場土實際際e-logp曲線。然后后根據(jù)現(xiàn)場場壓縮曲線線用分層總總和法計算算最終沉降降量。說明：壓欠欠固結土現(xiàn)現(xiàn)場壓縮曲曲線同正常常固結土。。分層總和法法能夠計算算出地基的的最終沉降量量，但一般要要8-10年甚至更長長時間才能能到位（和土的滲滲透性、排排水邊界等等有關），工程中有有必要了解解某一時刻刻的沉降量量（比如竣工工時、運營營1年等），就必須用用固結理論論。土的固結過過程是孔隙隙水壓力隨隨著水的流流失逐漸消消散，土的的有效應力力不斷增加加，土體不不斷被壓縮縮的過程。。p附加應力:z=p超靜孔壓:

u=z=p有效應力:z=0附加應力:σz=p超靜孔壓:

u<p有效應力:σz>0附加應力:σz=p超靜孔壓:

u=0有效應力:σz=pTerzaghi一維滲流固固結模型根據(jù)上述固固結理論模模型：1可以根據(jù)土土骨架體積積變化（彈彈簧變形））、土的滲滲透性（出出水管的排排水能力））、加載量量和加載速速度（外力力施加），，來計算任任意時刻的的土體固結結度U，從而計算算出相應土土的沉降量量。2壓力越大、、排水通道道越多越近近，則土固固結速度越越快，排水水固結法就就是利用這這一特點，，通過預加加載（堆土土、振動、、負壓等方方式）結合合增加排水水邊界（砂砂墊層、砂砂樁、塑料料排水板等等），來實實現(xiàn)低滲透透性土短時時間固結。。降水強夯+高真空擊密密工法（同濟大學學-葉觀寶）施工之前軟土地基處處理的原理理主要有5種：1置換法，用高強度度的材料或或高密實度度，置換低低強度的原原土（PHC樁、振沖置置換等）；2排水法，施工期間間讓土體排排水固結到到位（砂墊層、、砂樁、排排水塑料板板、等）；3加筋法，加強側向向約束來提提高承載力力（反壓護道道、加筋土土、土工織織物法等））；4致密法，施工期間間模擬運營營荷載，使使得土體沉沉降提前發(fā)發(fā)揮出來（堆載預壓壓、真空預預壓、強夯夯）；5固化法，向土中注注入膠質材材料，形成成高強度土土體或柱體體加固地基基（深攪樁、、旋噴樁、、壓密注漿漿）。此外，每種種加固方式式中也有其其他作用，，如堆載也也有排水固固結作用、、振沖置換換也有致密密作用等；；多種方法法也可聯(lián)合合使用，如如強夯+排水、堆載載+排水等。軟土地基處處理復合地基compositefoundation部分土體被被增強或被被置換，形形成由地基基土和豎向向增強體共同承擔荷荷載的人工地基基。土體增增強的方式式有旋噴樁樁、深攪樁樁、注漿、、樹根樁、、CFG樁（水泥粉煤煤灰碎石樁樁）、PHC管樁、振沖沖碎石樁等等。采用灌灌注樁、預預制鋼筋混混凝地基處理的的方式很多多，主要介介紹最常用用的復合地地基（水泥泥深攪樁））工作原理理和質量控控制土樁等，樁樁間土基本本不承受荷荷載的情況況下，為剛剛性地基；；采用淺層層換填、砂砂墊層、加加筋土等加加固方式，，為柔性地地基。振沖碎石樁樁：CFG樁（水泥粉煤煤灰碎石樁樁）：高壓旋噴樁樁：單重管：水泥、水水稱量進行行攪拌混合合，輸入至至高壓泵；；雙重管：水泥漿（20MPa）與壓縮空氣氣（0.7MPa）同時噴射，，單重管和和雙重管噴噴射管較細細，孔徑在在5cm以內；三重管：高壓水（20MPa）噴射流周圍圍，環(huán)繞一一股圓筒狀狀氣流（0.7MPa），切割土體體同時注入入漿液（2-5MPa）填充，并將將噴嘴同步步旋轉提升升。管直徑徑通常為7~9cm，有時需要要預先鉆一一個直徑為為15cm的孔再施工工。水泥攪拌樁樁地基處理理原理和質質量控制水泥土攪拌拌樁法是以以水泥等材材料作為固固化劑，通通過特制的的深層攪拌拌機械，將將固化劑(漿體或粉體體)和地基土強強制攪拌，，使軟土硬硬結成具有有整體性、、水穩(wěn)定性性和一定強強度的樁體體的地基處處理方法。。三軸攪拌樁樁機組成：：鉆孔機：動力頭+鉆鉆桿+樁架架+下部支支撐架動力頭：提提升導向機機構+電機機（2*75/90KW）螺旋鉆桿：：咬合攪拌拌支撐：垂直直度保證打樁架：液壓步履式式、履帶式式樁架螺旋鉆桿動力頭下部支撐架中間支撐保持架攪拌葉片螺旋葉片螺旋鉆頭步履式打樁樁架履帶式打樁樁架水泥土的力力學性質1）無側限抗壓壓強度qu：0.3～4.0MPa之間，比原原狀土提高高幾十倍至至幾百倍；；（飽和粘土土qu一般為0.1～0.2MPa）2）抗拉強度：qu為0.5~4.0MPa時，抗拉強強度為0.1~0.7MPa(即0.15~0.25qu)；（路基填土土抗拉強度度0.02～0.04MPa）李曉軍《路基填土土抗拉強強度測定定的實驗驗研究》3）抗剪強度度：qu為0.5~4.0MPa時，抗剪剪強度為為0.1~1.0MPa(即0.20~0.30qu)，內摩擦擦角為20o~30oo；（粘土抗抗剪強度度（即內內聚力））0.02～0.04MPa）4）變形模量量：qu為0.5~4.0MPa時，50d變形模量量E040~400MPa（即120～150qu）；（粘土變變形模量量E010～30MPa）5）壓縮系數(shù)數(shù)：av為（2.0~3.5）×10-2(MPa)-1(低壓縮性性土)，壓縮模模量Es60~100MPa。（粘土壓壓縮模量量ES可塑：4～16MPa半干硬：：16～59MPa）水泥土的的物理性性質1）重度：：當水泥摻摻入比在在8%～20%之間，水水泥土重重度比原原狀土增增加約3%～6%2）含水水量：水泥土的的含水量量一般比比原狀土土降低7%～15%3）抗?jié)B性性：滲透系數(shù)數(shù)K一般在10-7～10-8cm/sec水泥攪拌拌樁地基基處理計計算分析析理論根據(jù)《建筑地基基處理技技術規(guī)范范》JGJ79-2012，水泥攪攪拌樁復復合地基基承載力力由攪拌樁和樁間土兩部分承承載力組組成：施工階段段關鍵控控制因素素經(jīng)驗值設計值設計值經(jīng)驗值勘察單位位提出Ra如何確定定？樁側摩阻阻力樁端阻力力該公式也也是由設設計階段段確定的的還應排除Ra未發(fā)揮出來，，樁身水泥土土就被壓壞的的可能，故：：老規(guī)范是按樁身強度和地基強度分別計算出來來樁身承載力力特征值，并并取兩者最小小值，新規(guī)范范則不允許樁樁身發(fā)生破壞壞。施工控制的關關鍵是樁身強強度必須達到到設計值，否否則承載力還還未發(fā)揮出來來樁體就被壓壓壞了。4倍儲備大致考考慮了室內和和現(xiàn)場水泥深深攪樁強度的的差異。從工程質量控控制的角度，，構成復合地地基承載力的的大多數(shù)參數(shù)數(shù)實際上在勘勘察、設計階階段就確定了了，因此施工工階段質量控控制的主要目目標，就是要要使現(xiàn)場實體樁身身強度應達到設計要求求，以保證樁基基設計承載力力充分發(fā)揮。。應注意：水泥攪拌樁地地基處理施工工質量控制要要點1由于水泥土強強度不太高，，所能承受上上部荷載有限限，一味增加加攪拌樁長度度并不能提高高單樁承載力力，所以規(guī)范范規(guī)定了攪拌拌樁長度一般般不宜超過15m，但從控制沉沉降角度來說說，攪拌樁宜宜穿透軟土層層到達持力層層。（反過來又對對樁身強度提提出了更高要要求，尤其是是埋深較深的的狀體）2研究表明，水水泥深攪樁現(xiàn)現(xiàn)場取芯無側側向抗壓強度度（10d）一般僅為室室內強度的0.48（一半不到）），其原因有有現(xiàn)場條件較較室內不利和和取芯損傷等等，但現(xiàn)場后后期增長較快快，比值可達達到0.65。目前我站監(jiān)督督人員接收到到關于水泥土土的無側向抗抗壓強度為室室內試驗強度度，并不代表表現(xiàn)場實際強強度，尤其對對于一些結構構性工程的地地基處理應要要求設計單位位提出現(xiàn)場取取芯部位、強強度標準等。。（類似于混凝凝土的同條件件試塊、回彈彈）（何開勝《超長水泥土攪攪拌樁的試驗驗研究和工程程應用》）3注漿后必須充充分攪拌，才才能使得水泥泥漿均勻地分分布于樁身內內形成整體水水泥土，否則則會富集形成成水泥塊，樁樁身強度達不不到要求。試驗和檢測結結果表明，只只有在每次噴噴漿后水泥土土每點攪土次次數(shù)大于40時,才能達到樁身身水泥土拌和和均勻、基本本無水泥漿富富集，葉片攪攪土次數(shù)計算算公式見下：：（何開勝《超長水泥土攪攪拌樁的試驗驗研究和工程程應用》）監(jiān)督人員在現(xiàn)現(xiàn)場應檢查攪攪拌樁施工方方案，大致測測算是否滿足足均勻攪拌的的要求，并監(jiān)監(jiān)督現(xiàn)場是否否嚴格按照方方案實施到位位（現(xiàn)場查看看+施工原始記錄錄）。三軸攪拌樁施施工主要技術術參數(shù)表序號技術參數(shù)項目參數(shù)指標1水泥摻入比18%～40%2供漿流量140～160L/min3漿液配比水：水泥=1:1.54泵送壓力1.5~2.5Mpa5下沉速度<100cm/min6提升速度<200cm/min728天無側限抗壓強度≥0.8Mpa8水泥漿的比重1.679攪拌速度兩邊攪拌頭：26.0中間攪拌頭：14.5單位：rpm/min10每方被攪土體水泥用量300～500Kg“一次噴漿、二二次攪拌”施施工流程：1定位2預埋下沉3提升噴漿攪拌4重復下沉攪拌拌5重復提升攪拌拌6成樁“二次噴漿、、三次攪拌””施工流程：：在圖示步驟5作業(yè)時也進行行注漿，以后后再重復4與5的過程。1定位2預攪拌下沉3噴漿攪拌上升升4重復攪拌下沉沉5重復攪拌上升升6完畢,移機4根據(jù)《建筑地基處理理技術規(guī)范》JGJ79-2012的要求：7.1.2對有粘結強度度復合地基增增強體應進行行強度及樁身身完整性檢驗驗。7.1.3復合地基承載載力的驗收檢檢驗應采用復復合地基靜載載荷試驗，對對有粘結強度度的復合地基基增強體尚應應進行單樁靜靜荷載試驗。。以上均為規(guī)范范強制性條文文，目前我市市市政工程對對深攪樁檢測測基本局限于于水泥土室內內無側限強度度為主，現(xiàn)場場取芯、標貫貫試驗或輕便便觸探、靜載載荷試驗等均均未列為常規(guī)規(guī)檢測項目，，應在今后工工作中予以加加強。02路基承載力和邊坡穩(wěn)定性對工程中強度度概念的思考考1混凝土標準立立方體試塊抗抗壓強度試驗驗（150X150X150mm）混凝土立方體體試塊抗壓強強度試驗，按按承壓板與試試塊接觸面光光滑（涂潤滑滑油）與否，，結果：摩擦力不涂潤滑劑涂潤滑劑（1）涂潤滑油油接觸面間無摩摩擦力，試塊塊壓縮后豎向向壓縮和橫向向膨脹作用，，試塊體內產(chǎn)產(chǎn)生水平拉應應力，當超過過抗拉強度時時，會由外而而內形成豎向向短柱破壞。。此法測得抗壓壓強度較小。。（2）不涂潤滑油油接觸面間的摩摩擦力對試塊塊上下端形成成橫向約束套套箍，限制橫橫向變形，故故破壞從無橫橫向約束的中中部開始，此此部位剝落情情況也最嚴重重的。此法測得的抗抗壓強度較大大，是我國標標準立方體試試塊抗壓強度度（強度等級級）采用的試試驗方法。工程力學中強強度的類型結論：材料顆?；蚍址肿樱ㄈ缢嚎s存在極極限，故任何何物體受壓的的潛能都是無無限的，但由由于受壓體內內同時還存在在拉、剪等應應力狀態(tài)，根根據(jù)短板原理理，材料最終終是受拉或受受剪破壞。因此，宏觀上上的抗壓強度度，實質上還還是由抗拉或或抗剪強度決決定的。（前述涂潤滑滑劑試塊即是是混凝土抗拉拉強度不足而而形成短柱開開裂的）反之，若施加加足夠的橫向向約束，則可可以大幅提高高結構的豎向向抗壓承載力力。（對于水，本本身毫無強度度卻可以制造造萬噸水壓機機，承受萬噸噸壓力）水本身沒有強強度，但通過過橫向約束，，可以產(chǎn)生上上萬噸的壓力力。綜上，提高結結構抗壓承載載力的途徑，，一是擠密（如地基堆載載、土基壓實實、排水固結結等）；二是增加橫向約束束，進一步可可細分為：1在材料中摻入入粘結劑，形形成固結體產(chǎn)產(chǎn)生抗拉強度度（如混凝土中中的水泥、灰灰土中的石灰灰、水穩(wěn)中的的水泥等）；或利用顆粒粒間的摩擦產(chǎn)產(chǎn)生抗剪強度度，起到橫向向約束作用。。2增加外部橫向向限位措施，，限制橫向變變形。（如鋼管混凝凝土、各類基基坑支護、土土工格柵地基基加固、系桿桿拱橋、路基基反壓護道、、江北青奧體體育館65m跨鋼桁架拱底底部預應力張張拉等）工程力學中強強度的類型階段1：彈性階段2：局部塑性區(qū)階段3：失穩(wěn)破壞示例1地基承載力問問題工程力學中強強度的類型示例2地基承載力喪喪失地基基礎的深深度修正假設：基礎底面積1平方，地基承承載力特征值值200KPa，則設置于自自然地面的基基礎承載力為為20噸。若增加基礎埋埋深，上部土土體對基礎兩兩側向上隆起起有約束作用用，這種約束束使得地基承承載力產(chǎn)生強強化的效果，，稱為深度修正。《建筑地基基礎礎設計規(guī)范》路基處理—反壓護道反壓護道可以以提高路基承承載力，但無無法解決路基基沉降問題，，故仍有一定定局限性。土工袋加固地地基技術運用用于中山北路路虹橋雨污分分流工程溝槽槽回填問題：在虹橋雨污分分流試驗段中中，科研單位位曾提出用土土工袋直接鋪鋪筑至瀝青面面層底的想法法，以節(jié)約路路面結構層，，加快施工進進度，你認為為此方案是否否可行？答：不可行。路面以下1.2米范圍（面層層、基層和上上路床）直接接承受車輛荷荷載，力學性性能要求很高高。這一深度度內的路面結結構層不僅有有承載力的要要求，更有彎彎拉強度、剛剛度等控制指指標。土工袋裝土未未經(jīng)壓實，雖雖然在發(fā)生較較大變形條件件下可以產(chǎn)生生一定承載力力，但其剛度度過?。ù藭r的變形形早已導致瀝瀝青底部拉裂裂了），若作為基層層使用，極易易導致瀝青層層層底拉應力力過大，引起起瀝青路面早早期破壞。因因此，機動車車道路面以下下1.2米范圍內路基基路面結構不不可省略。實實際上，當時時由于缺乏技技術論證，當當時仍施工了了兩層水泥穩(wěn)穩(wěn)定碎石基層層（約50cm）予以過渡。。工程概況江北某地下綜綜合管廊，近近期實施總長長約13Km，納入給水、、電力、空調調水及聯(lián)合通通信管道等，，總投資近6億元，BT模式建設。管廊橫斷面布布置圖單倉管廊雙倉管廊道路橫斷面上上，綜合管廊廊分別位于道道路分隔帶和和兩側綠化帶帶內，采用單單倉、雙倉兩兩種截面形式式。側向約束解除導致致地基承載力力喪失的案例例：——浦口新城核心心區(qū)綜合管廊工程開裂事故2012年初，建設單單位組織施工工、監(jiān)理單位位開始管廊施施工，質監(jiān)站站巡查中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)：管廊設計計文件未進行行審查，設計計單位也未進進行進市備案案，當即給予予下發(fā)局部停停工令，責成成建設單位迅迅速完善圖審審手續(xù)，否則則不得施工。。建設單位相關關人員因各種種原因始終沒沒有解決，但但工程仍在進進行。為此，，質監(jiān)站進一一步加強與建建設單位領導導溝通，指出出問題嚴重性性，尤其是涉涉及結構安全全的，如設計計不符合強制制性要求的，，產(chǎn)生的后果果可能會很嚴嚴重。二事故發(fā)發(fā)生過程管廊分段處錯錯臺、漏水9月11日，在I標段試驗段，，基坑回填后后鋼板樁拔除除作業(yè)中，發(fā)發(fā)現(xiàn)有三節(jié)管管廊存在8-10cm不均勻沉降，，導致沉降縫縫處橡膠止水水帶失效，接接縫漏水。第一次管廊質量問題題1、鋼板樁拔除除在土體中留留下空隙，加加上拔樁時帶帶出的大量泥泥土使得空隙隙加大。隨著著拔除鋼板樁樁數(shù)量的增加加，這類空隙隙逐漸累積。。2、當空隙累積積到一定程度度，會導致管管廊下部砂性性土失去側向向約束而開始始向兩側失穩(wěn)穩(wěn)坍塌，拔樁樁的震動又進進一步加劇了了這種失穩(wěn)坍坍塌。3、隨著下部土土體的失穩(wěn)坍坍塌，管廊與與持力層同步步沉降。由于于拔樁先后順順序和施工差差異，不同管管節(jié)間的沉降降值不同，從從而產(chǎn)生了嚴嚴重的差異沉沉降。經(jīng)觀測測，管節(jié)最大大絕對沉降20cm，最大差異沉沉降10cm。管廊不均勻沉降的的機理分析11月15日，質監(jiān)站與與建設單位聯(lián)聯(lián)合組織召開開專家咨詢會會議，邀請業(yè)業(yè)內專家進行行技術咨詢。。與會專家認為為：1、管廊所處漫漫灘深厚軟土土地質條件，，加上結構體體型細長，鋼鋼板樁打拔過過程中對地基基土的擾動等等因素，是造造成質量問題題的主要原因因。2、管廊在設計計階段未充分分考慮所處的的地質條件和和結構特點，，未充分借鑒鑒本地區(qū)類似似結構工程的的經(jīng)驗，存在在未提前對坑坑底地基加固固、設計安全全等級偏低、、設計圖紙對對鋼板樁施工工工藝要求深深度不足等問問題。會后，相關單單位按要求對對坑底進行深深攪樁加固，，以提高管廊廊下部土體穩(wěn)穩(wěn)定性，并對對鋼板樁打拔拔工藝、注漿漿等進行了優(yōu)優(yōu)化。自實施施以來，未發(fā)發(fā)現(xiàn)新的質量量問題。問題處置管廊段中處開開裂、漏水12月5日，II標段綜合管廊廊，先后在K0+631、K0+689和K0+732三處發(fā)現(xiàn)管廊廊開裂、漏水水。與上次不不同的是，此此次開裂發(fā)生生的部位位于于節(jié)段中間，，靠近設備井井等結構突變變處。第二次管廊質量問題題1、此次管廊開開裂與上次不不均勻沉降機機理是相同的的，不同點在在于發(fā)生的位位置變化了。。2、調查發(fā)現(xiàn)，，發(fā)生開裂的的管廊段，鋼鋼板樁拔除作作業(yè)是從節(jié)段段兩端向中間間推進。在節(jié)節(jié)段兩端鋼板板樁拔除后，，相應部位開開始沉降，而而中間部位由由于鋼板樁尚尚未拔除，沉沉降也未發(fā)生生。沿管廊縱向鋼板樁3、管節(jié)內部的的不均勻沉降降進而導致了了管節(jié)中部頂頂板出現(xiàn)開裂裂。由于設計計單位未對設設備井等結構構突變處設結結構縫，因此此裂縫主要分分布在這類易易導致應力集集中處。開裂管廊裂縫分布布平面示意管廊開裂的機理分分析鋼板樁拔出引引起周邊地面面沉陷的數(shù)值值分析拔樁帶泥現(xiàn)象象拔樁后地面開開裂04路基施工和質量控制要點路基工程施工工1基底處理作用：使路堤堤填土與原地地表密切結合合，防止因草草皮、樹根腐腐爛形成軟弱弱夾層，防止止沿基底滑動和路堤沉陷，保證路堤具具有足夠的強強度和穩(wěn)定性性。（1）清表道路路基施工工前先挖除雜雜草、樹根、、棄物、腐植植土及雜填土土等，清表厚厚度按設計圖圖紙要求?，F(xiàn)現(xiàn)狀地面上的的積水排除、、疏干，樹根根坑、井穴、、墳坑等進行行處理、地面面整平。路基工程施工工（2）坡基密實穩(wěn)定的土土質基底地面面橫坡不陡于于1：10時，可直接在在地面上修筑筑路堤。當?shù)氐孛鏅M坡>1：5時，除草皮，，雜物后，應應挖成臺階，，臺階寬度不不小于2m，高度不小于于1m，若地面橫坡坡>1:2.5，外坡角特殊殊處理（擋墻墻、護腳）。。（3）基底處理理對基底進行壓壓實，壓實度度應滿足設計計圖紙或規(guī)范范要求?；椎淄翞楦惩镣習r，必須人人工或者機械械將其表層土土清除換填，，一般換填厚厚度不小于30cm。路基工程施工工路堤基底范圍圍內由于地表表水或地下水水影響路基穩(wěn)穩(wěn)定時，應采采取攔截、引引排等措施，，或在路堤底底部填筑不易易風化的片石石、塊石或砂砂、礫等透水水性材料。水水田、池塘或或洼地應根據(jù)據(jù)積水和淤泥泥層等具體情情況，采取排排水疏干、清清淤換填（拋拋填砂礫或石石塊等壓、擠擠淤）、晾曬曬或摻灰等處處理措施；當當基底土質濕濕軟而深厚時時應按軟土地地基處理。水田或池塘地地段基底處理理方案路基工程施工工2填料路基填料宜采采用強度高、、剛度大、穩(wěn)穩(wěn)定性好的土