路基工程基本理論、施工管理與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（圖文并茂）

路基工程許瓊鶴南京市市政政工程質(zhì)量量安全監(jiān)督督站城鎮(zhèn)道路工工程的基本本理論、施施工管理與與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)1總體框架01道路工程基基本理論02路基沉降和和地基處理理03路基承載力力和邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性04路基施工和和質(zhì)量控制制要點(diǎn)05路基施工常常見質(zhì)量問問題防治01道路工程的基本理論路基路面工工程基本概概念假設(shè)你是一一名道路工工程師，將將如何考慮慮設(shè)計一條條道路？在設(shè)計階段段，必須回回答以下幾幾個問題：：1汽車的荷載載如何確定定？2路基路面的的承載能力力如何確定定？3汽車荷載在在道路中如如何傳遞，，產(chǎn)生何效效應(yīng)？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(yīng)力、容許變形和疲勞強(qiáng)度等。3荷載效應(yīng)：：力的擴(kuò)散、彈性力學(xué)、層狀彈性體體系、塑性力學(xué)、粘彈性力學(xué)學(xué)、斷裂力學(xué)等。無論路基路路面工程理理論多復(fù)雜雜，一般都都不會超出出上述研究究范圍。設(shè)計師最簡簡單的解決決思路步驟一：假設(shè)道路上上行駛的最最大汽車荷荷載30T，一根車軸軸10T，輪胎接地地面積經(jīng)測測量為0.072m2，接地壓力力為0.7MPa。步驟二：按照一定的的擴(kuò)散角（（例如450），將車輪輪荷載擴(kuò)散散到路面結(jié)結(jié)構(gòu)和路基基各層，從從而得到各各路面和路路基層頂?shù)牡膲簯?yīng)力σm。步驟三：在道路各層層取芯，芯芯樣進(jìn)行無無側(cè)限抗壓壓強(qiáng)度試驗驗（土進(jìn)行行三軸試驗驗），得到到各結(jié)構(gòu)層層材料的抗抗壓強(qiáng)度σR。路面路基會壓壞嗎？？會壓壞嗎？？將各層的承承受的車輪輪荷載應(yīng)力力，與材料料抗壓強(qiáng)度度比較，若若σm≤σR，則計算通通過，否則則應(yīng)加大結(jié)結(jié)構(gòu)層厚度度或提高材材料強(qiáng)度，，直到滿足足設(shè)計為止止。路基路面理理論的發(fā)展展史20世紀(jì)初，美美國麻省道道路委員會會發(fā)表了第第一個路面面計算公式式。假定汽汽車是集中中荷載，并并以450擴(kuò)散角通過過h厚碎石基層層，作用在在邊長為2h的正方形路路基范圍內(nèi)內(nèi)：1933年，Downs認(rèn)為荷載作用用范圍是圓形形而非正方形形，擴(kuò)散角也也并非450，而是某個與與材料有關(guān)的的角度θ：1934年，Gary認(rèn)為汽車并非非集中力，而而是半徑為a的圓形均布荷荷載：鄧學(xué)鈞《路面設(shè)計原理理與方法》P107存在的缺陷：：1力的擴(kuò)散理論論過于簡單，，對深層土體體受力分析尚尚可，淺層路路基路面精度度太差。2公式僅考慮了了壓應(yīng)力和抗抗壓強(qiáng)度均衡衡，未考慮材材料抗拉、抗抗剪等其他受受力情形。3在20世紀(jì)初汽車尚尚不普及條件件下，該公式式有其合理性性，但現(xiàn)代大大、重交通下下，不考慮材材料疲勞特性性有較大局限限性。問題一路基路面力學(xué)行為汽車荷載在路基路面中如何傳遞，會產(chǎn)生哪些效應(yīng)，會導(dǎo)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(fù)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(yīng)具有哪些性能，如何考慮材料的抗疲勞？路基路面理論論的發(fā)展史以上簡化計算算，基本反映映了路基路面面設(shè)計理論全全過程。但缺缺點(diǎn)是模型比比較粗糙、計計算分析過于于簡單，而且且忽略了很多多因素，難以以適應(yīng)現(xiàn)代交交通、材料、、施工等方面面的要求。因因此，路基路路面理論真正正得以發(fā)展，，仍有待于對對以下三個問問題進(jìn)行必要要的修正和完完善。汽車交通荷載載反復(fù)作用基層路基瀝青面層基層底拉應(yīng)力力σ2面層底拉應(yīng)力σ1路基壓應(yīng)變μ疲勞裂縫疲勞裂縫路基路面力學(xué)學(xué)行為特征汽車荷載作用用下，路基路路面存在兩種種破壞模式：：一種反復(fù)作用下路路基壓應(yīng)變過過大，塑性變變形不斷累積積；另一種基層或面層底底拉應(yīng)力過大大，層底開裂裂。（這兩種模式式之間存在一一體兩面的聯(lián)聯(lián)系，路基壓壓應(yīng)變增大，，帶動基層、、面層底拉應(yīng)應(yīng)力增大。所所以設(shè)計單位位對彎沉控制制后，層底拉拉應(yīng)力一般都都也就不會超超標(biāo)了，很多多時候沒再去去驗算。）實際應(yīng)力分布布1885年布辛尼斯克克(Boussinesq)彈性半空間體體垂直集中力力作用下的應(yīng)應(yīng)力和位移解解析解彈性力學(xué)理論論考慮車輪荷荷載在勻質(zhì)地地基內(nèi)的傳遞遞集中力正下方方垂直壓力拋物線（深度度平方關(guān)系））衰減集中力附近垂垂直壓力隨深度先增大大后衰減不同深度垂直直壓力1逐漸擴(kuò)散衰減減2趨于平均（范范圍增大）彈性力學(xué)理論論地面荷載在在土體內(nèi)的傳傳遞規(guī)律豎直集中力－－布辛內(nèi)斯克克解PP作用線上在某一水平面面上在r﹥0的豎直線上z等值線-應(yīng)力泡0.1P0.05P0.02P0.01P應(yīng)力泡（豎向壓應(yīng)力等值線）σz與α無關(guān)，呈軸對對稱分布彈性力學(xué)理論論地面荷載在在土體內(nèi)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(shè)承載力力0.01P）不同大小地面面荷載將產(chǎn)生生不同“應(yīng)力力泡”，土是是分層結(jié)構(gòu)，，大荷載“應(yīng)應(yīng)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(yīng)應(yīng)控制填土高高度（即減小小荷載）來減減少地基處理理的費(fèi)用。硬殼層上述彈性力學(xué)學(xué)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(zhì)都是一一樣的）半無無限空間體。。但對路面結(jié)結(jié)構(gòu)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(zhì)都都不一樣（回回彈模量、抗抗拉強(qiáng)度、抗抗壓強(qiáng)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(fù)雜雜的層狀彈性性體系，并考考慮適當(dāng)?shù)募偌僭O(shè)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(jié)構(gòu)，，不滿足彈性性半空間理論論中各向同性性勻質(zhì)體假設(shè)設(shè)，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(shè)計規(guī)規(guī)范，殼牌法法等設(shè)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(xué)范疇疇，只是增加加兩個假設(shè)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(diǎn)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(zhuǎn)換成三層層體系后，計計算點(diǎn)處彎沉沉或拉應(yīng)力相相等的原則，，進(jìn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)力隨著近代計算算機(jī)運(yùn)算能力力的提高和數(shù)數(shù)值分析技術(shù)術(shù)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(xué)行為。。一種是線彈性有限單單元法：路基路面本本質(zhì)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(yùn)用較廣泛泛。設(shè)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(gòu)構(gòu)模型進(jìn)行數(shù)數(shù)值模擬。以以及用斷裂力力學(xué)考慮帶裂裂縫工作、用用接觸理論考考慮層間粘結(jié)結(jié)失效等高度度非線性問題題?？傊?，數(shù)值分分析方法能夠夠解決復(fù)雜情情況下的受力力問題，能夠夠進(jìn)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(qiáng)制制性標(biāo)準(zhǔn)《道路車輛外廓廓尺寸、軸荷荷及質(zhì)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(zhì)量12t（6-8方土），整備質(zhì)量12t，總質(zhì)量24t，車輛后雙聯(lián)聯(lián)軸應(yīng)在18t以內(nèi)。由于超載，渣渣土車實載一一般20t（11方土），甚至多達(dá)40t（22方土），后雙聯(lián)軸超載載達(dá)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(jié)結(jié)構(gòu)性損壞。。交通荷載和材材料疲勞二軸載的的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)軸載（我我國為10噸，即BZZ-100）。問題：某專門供運(yùn)輸輸特種設(shè)備的的100噸大型平板運(yùn)運(yùn)輸車行駛的的廠區(qū)道路，，路基路面結(jié)結(jié)構(gòu)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(dāng)于10輛10噸標(biāo)準(zhǔn)軸載汽汽車駛過，換換算成標(biāo)準(zhǔn)軸軸載當(dāng)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(dān)擔(dān)，則換算成成標(biāo)注軸載當(dāng)當(dāng)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(jié)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(jìn)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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)軸載載次數(shù)遠(yuǎn)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?？空镜鹊容^大荷載部部位，標(biāo)準(zhǔn)不不宜低于公路路。南京快速內(nèi)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(yīng)力力控制的設(shè)計計影響很大，，一般呈指數(shù)數(shù)關(guān)系。軸載載增加為2倍，相當(dāng)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(dāng)于于54輛和1526輛標(biāo)準(zhǔn)渣土車對對瀝青層底、、半剛性基層層底造成的損損傷。2城市道路基本以小客車車交通為主，，部分中心城城區(qū)限行大貨貨車，所以其其對瀝青層底底和半剛性基基層底造成的的損傷微乎其其微（軸載低于30KN幾乎可忽略不不計）。其破壞模式以路路表瀝青、車車轍和水損壞壞為主，一般情況下下，極少數(shù)超超載路面才會會出現(xiàn)此類結(jié)結(jié)構(gòu)性破壞。。3城市道路質(zhì)量量控制應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)與公路交通通差別化，不不宜過分追求求重交通下高高強(qiáng)度面層和和基層，而應(yīng)應(yīng)突出如車轍、瀝青面層（穩(wěn)穩(wěn)定性、透水水性、適應(yīng)高高低溫性能等等）、基層收縮開裂裂、水損壞等非荷載型結(jié)構(gòu)構(gòu)性損壞為主。交通荷載和材材料疲勞三材料的的疲勞強(qiáng)度材料極限強(qiáng)度σS測定：交通量的函數(shù)數(shù)，說明該系系數(shù)考慮了與與作用次數(shù)有有關(guān)的材料疲疲勞的因素現(xiàn)代路基路面面設(shè)計理論二瀝青路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計計《公路瀝青路面面設(shè)計規(guī)范》JTGD50-2006步驟：1根據(jù)使用年限限預(yù)測總交通通量（軸載次次數(shù)），確定定路面設(shè)計彎彎沉值：A分別為考慮道道路等級、面面層、基層因因素的系數(shù)2根據(jù)材料的抗抗疲勞特征，，確定路面結(jié)結(jié)構(gòu)容許抗拉拉強(qiáng)度值：材料極限強(qiáng)度度，瀝瀝青或半剛剛性基層疲勞勞折減系數(shù)3根據(jù)雙圓均布布荷載下彈性性層狀連續(xù)體體系，計算路路表彎沉和和各結(jié)構(gòu)層底底拉應(yīng)力。。4比較汽車荷載載的效應(yīng)和材材料抗力，只只要效應(yīng)小于抗力即符合設(shè)計要要求：按照預(yù)測的交交通量來計算算設(shè)計彎沉、、層底抗拉強(qiáng)強(qiáng)度需要多大大？標(biāo)準(zhǔn)車軸產(chǎn)生生多大彎沉和和層底拉應(yīng)力力效應(yīng)，再疲疲勞折減考慮材料疲勞勞的抗拉承載力有有多少？比較設(shè)計彎沉沉、拉應(yīng)力與與結(jié)構(gòu)承載能能力是否均衡衡？瀝青路面設(shè)計計流程兩項指標(biāo)是用用于施工質(zhì)量量控制的關(guān)鍵鍵目標(biāo)（效應(yīng)不考慮慮交通量和疲疲勞問題；抗抗力要考慮））現(xiàn)代路基路面面設(shè)計理論計算示例：時偉《土基回彈模量量對瀝青路面面的影響及加加固層設(shè)計研研究》材料極限強(qiáng)度度考慮疲勞折減減后材料強(qiáng)度度計算應(yīng)力過大大計算應(yīng)力滿足足按照預(yù)測的交交通量來計算算設(shè)計彎沉需要要達(dá)到多少？？標(biāo)準(zhǔn)車軸產(chǎn)生生多大彎沉和和層底拉應(yīng)力力效應(yīng)？考慮材料疲勞勞的抗拉承載力有有多少？比較設(shè)計彎沉沉、拉應(yīng)力與與結(jié)構(gòu)承載能能力是否均衡衡？路基土的力學(xué)學(xué)、變形特性性1路基土的變形形具有彈塑性性、非線性特特征。2路基土的模量量問題1）初始切線模模量——應(yīng)力值為零時時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的正正切，如圖①①所示，代表表加荷開始時時土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。2）切線模量——某一應(yīng)力級位位處應(yīng)力-應(yīng)變曲線的斜斜率，如圖②②所示，反映映土在該級位位應(yīng)力-應(yīng)變變化的精精確關(guān)系。3）割線模量——以某一應(yīng)力值值對應(yīng)的曲線線上的點(diǎn)同起起始點(diǎn)相連的的割線的斜率率，如圖③所所示，反映在在該應(yīng)力級范范圍內(nèi)的應(yīng)力力-應(yīng)變關(guān)系的平平均情況。4）回彈模量——應(yīng)力卸除階段段應(yīng)力-應(yīng)變曲線的割割線模量，如如圖④所示，，反映土在回回彈變形范圍圍內(nèi)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的平平均情況。（最接近路基基實際彈性工工作狀態(tài)）路基質(zhì)量關(guān)鍵鍵控制指標(biāo)一路基質(zhì)質(zhì)量控制我國《公路路基設(shè)計計規(guī)范》JTGD30-2004和《公路瀝青路面面設(shè)計規(guī)范》JTGD50-2006，用來控制路路基強(qiáng)度的兩兩個指標(biāo)：回彈模量E0和加州承載比CBR。以上公式可見見《公路瀝青路面面設(shè)計規(guī)范》式5.1.8《城市道路路基基設(shè)計規(guī)范》CJJ194-2013第4.5.3條規(guī)定路床頂頂回彈模量：：快速路和主主干路不應(yīng)小小于30MPa；次干路和支支路不應(yīng)小于于20MPa。（90老規(guī)范范更小?。睦碚撜撋险f說，E0可以用用承載載板試試驗取取得，，但由由于設(shè)設(shè)備和和操作作（分分級加加載、、回歸歸分析析等））復(fù)雜雜，所所以工工程中中一般般用貝貝克曼曼梁來來彎沉沉值，，并換換算得得到路路基回回彈模模量。。如某某城市市道路路路床床頂設(shè)設(shè)計彎彎沉值值260（X0.01mm），通通過公公式：：可可以以換算得得對應(yīng)應(yīng)回彈彈模量量為30MPa。公路和和城市市道路路規(guī)范范都對對填料料CBR強(qiáng)度提提出了了要求求，但但實行行不太太理想想，一一是因因為試試驗比比較復(fù)復(fù)雜，，二是是因為為大量量研究究表明明E0和CBR具有一一定對對應(yīng)關(guān)關(guān)系，，通過過控制制E0一般就就能控控制住住CBR。路基土土的力力學(xué)、、變形形特性性回彈模模量和和加州州承載載比CBR的區(qū)別別與關(guān)關(guān)系路基土土E0與CBR試驗從從力學(xué)學(xué)原理理上講講完全全不同同的。。E0試驗主主要是是根據(jù)據(jù)壓力力P與相應(yīng)應(yīng)的回回彈變變形計計算得得到的的,在變形形中不不含塑塑性變變形的的成分分；CBR則反映映了路路基土土主要要抵抗抗塑性性變形形的能能力,在貫入入深度度中有有時也也會含含有極極少量量的回回彈變變形,但與總總變形形2.5mm或5mm相比完完全可可以忽忽略不不計。。E0是路基基土宏宏觀性性質(zhì)，，CBR是材料料微觀觀特性性。兩個參參數(shù)從從不同同角度度反映映了路路基的的強(qiáng)度度。土基回回彈模模量能能較好好反映映土的的部分分彈性性性質(zhì)質(zhì)，在在以彈彈性半半空間間地基基模型型表征征土基基的受受力特特性時時，可可以用用回彈彈模量量表示示路基基圖瞬瞬時荷荷載作作用下下具有有的可可恢復(fù)復(fù)彈性性變形形性質(zhì)質(zhì)。CBR值的含含義是是將荷荷載板板貫入入路基基深度度（2.5mm或5mm）是所所需的的單位位壓力力，與與貫入入標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)碎石石相同同深度度所需需單位位壓力力（7MPa或10.6MPa）之比比值，，是個個無量量綱量量。路基土土的力力學(xué)、、變形形特性性土基回回彈模模量測測定程程序繁繁瑣復(fù)復(fù)雜，，尤其其是新新土基基現(xiàn)場場；而而CBR試驗操操作簡簡便，，人為為誤差差小，，控制制遠(yuǎn)比比回彈彈模量量方便便，而而且受受溫度度、氣氣候等等條件件影響響小，，穩(wěn)定定性高高，國國外路路基施施工質(zhì)質(zhì)量控控制運(yùn)運(yùn)用廣廣泛，，但在在我國國主要要控制制指標(biāo)標(biāo)是彎彎沉和和壓實實度，，CBR則沒有有得到到很廣廣泛的的實際際應(yīng)用用。國國內(nèi)外外對于于回彈彈模量量E0和CBR之間關(guān)關(guān)系，，做過過很多多研究究：總的來來說，，E0和CBR之間在在特定定的條條件下下存在在特定定的函函數(shù)關(guān)關(guān)系，，但由由于我我國幅幅員遼遼闊，，地質(zhì)質(zhì)變化化大，，并沒沒有統(tǒng)統(tǒng)一的的公式式，具具體還還應(yīng)分分別進(jìn)進(jìn)行相相應(yīng)的的試驗驗為好好。趙明華華《路基土土回彈彈模量量E_0和野外外承載載比CBR研究》路基質(zhì)質(zhì)量關(guān)關(guān)鍵控控制指指標(biāo)知識點(diǎn)點(diǎn)：回彈模模量E0一定程度表表征了路基基的強(qiáng)度，，但并非地地基承載力力，要注意意區(qū)別。一一般路基承承載力都比比較大，如如振動碾壓壓后黃土承承載力能達(dá)達(dá)到0.2-0.3MPa（龐旭卿《路基黃土強(qiáng)強(qiáng)度特性與與地基承載載力研究》表5.5）。計算表表明，路表表0.7MPa汽車胎壓，，經(jīng)路面結(jié)結(jié)構(gòu)擴(kuò)散，，傳到路基基頂?shù)膲毫α?.02MPa都不到（鮑遠(yuǎn)驥《土基回彈模模量分析與與研究》P45土基E0=30MPa和應(yīng)變0.3922X10-3推算僅為0.012MPa），遠(yuǎn)小于于路基承載載力，加上上路基剛度度不大，也也不會產(chǎn)生生疲勞破壞壞。因此，，我國規(guī)范范僅對路基基回彈模量量做了最低低限制，并并不需要校校核地基承承載力，思思路是通過過控制路基基變形來改善路面結(jié)結(jié)構(gòu)受力和減少路基塑塑性變形。結(jié)論：土基承載力力（強(qiáng)度）一般不是路路基的主要要問題，回回彈模量（剛度）才是關(guān)鍵性性指標(biāo)，路路基施工中中的所有活活動都是圍圍繞如何提高回彈模模量和保持回彈模模量穩(wěn)定性性兩個方面展展開的。大量研究表表明：1影響路基回回彈模量的的因素非常常很多，如如土質(zhì)、含含水量、壓壓實度、溫溫度、季節(jié)節(jié)交替等，，控制好這這些因素才才能提高回回彈模量（（即彎沉））和穩(wěn)定性性。2路基的回彈彈模量對其其上方的瀝瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)的力學(xué)學(xué)行為影響響很大，堅堅實穩(wěn)定的的土路基保保證了路面面結(jié)構(gòu)良好好的運(yùn)行環(huán)環(huán)境。回彈模量的的影響因素素影響路基回回彈模量因因素很多，，但最主要要的三大因因素是土質(zhì)土性、含水率和壓實度。1不同土質(zhì)土土性，回彈彈模量公式式：回彈模量與與土中砂粒粒含量M、含水率Wx、塑性指數(shù)數(shù)Ipy等土性參數(shù)數(shù)有關(guān)。舉例：砂性土塑性性指數(shù)Ipy為0，故回彈模模量與含水水率無關(guān)，，僅僅與砂砂粒含量M和壓實度KL（輕型擊實實標(biāo)準(zhǔn)）有關(guān)。由于于純砂砂粒粒含量最高高，壓實條條件下的回回彈模量也也最大，故故規(guī)范中規(guī)規(guī)定砂性土土是理想的的路基填料料）。（林繡賢《柔性路面結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計方方法》）回彈模量的的影響因素素2含水量3壓實度覃綺平《土基回彈模模量影響因因素及其相相關(guān)關(guān)系研研究》一般地，含含水量越高高土體積膨膨脹越大，，導(dǎo)致壓實實度有所下下降，從而而引起回彈彈模量下降降。含水量對回回彈模量的的影響，比比壓實度對對回彈模量量的影響更更大、更加加敏感，而而這點(diǎn)是平平時較為忽忽略的。一般來說，，土具有遇遇水膨脹、、失水收縮縮的現(xiàn)象，，細(xì)粒土尤尤其明顯。。由于路基施施工階段土土含水量與與運(yùn)營階段段存在差異異，使得路路基在使用用年限內(nèi)體體積不斷變變化，進(jìn)而而引起回彈彈模量變化化，對路面面影響很大大。因此，，應(yīng)盡量減減小施工和和運(yùn)營階段段路基土含含水量差異異。1控制運(yùn)營階階段含水量量（截水、、排水、隔隔水層、滲滲溝等）；；2控制施工階階段含水量量。含水率與干干密度不同壓實功功、含水量量下的干密密度時偉《土基回彈模模量對瀝青青路面的影影響及加固固層設(shè)計研研究》P191）路基碾碾壓時的含含水量，對對運(yùn)營后回回彈模量、、體積穩(wěn)定定性影響很很大。干燥地區(qū)或或路基防水水有保證的可在低于最佳含含水量范圍取值；；潮濕地區(qū)、、浸水路基基或路基防防水難以保保證的，應(yīng)在高于最佳含含水量范圍內(nèi)取值值。2）隨著壓實實功升高，，擊實曲線線向左上方方移動，相相應(yīng)壓實度度提高、最最佳含水率率降低。故故對含水量低于于最佳含水水量的土，可以通過過增加碾壓壓遍數(shù)來提提高壓實度度；含水量過高高的土，曲線右側(cè)側(cè)逐漸趨于于重合，增增加壓實功功對提高壓壓實度作用用不大，過過高壓實功功下，土體體將進(jìn)入““彈簧”狀狀態(tài)（多用翻挖挖晾曬、摻摻入大顆粒粒土或碎石石改善）。路基含水量量與壓實度度（回彈模模量）關(guān)系系左圖反應(yīng)了了壓實含水量量與膨脹量關(guān)關(guān)系：土樣壓實含含水量越高高，浸水后后體積膨脹脹量越小，，即體積穩(wěn)穩(wěn)定性越好好。13%20%問題：不同同路基回彈彈模量會對對路面力學(xué)學(xué)行為產(chǎn)生生何種影響響？典型路面結(jié)結(jié)構(gòu)算例—路基回彈模模量對路面面力學(xué)行為為的影響秦健《路基工作區(qū)區(qū)深度及其其影響因素素研究》二瀝青青路面設(shè)計計秦健《路基工作區(qū)區(qū)深度及其其影響因素素研究》幾點(diǎn)結(jié)論：：1相比較土路路基，路面面結(jié)構(gòu)層對對汽車荷載載具有明顯顯的擴(kuò)散作作用，道路路等級越高高、路面結(jié)結(jié)構(gòu)層越厚厚，擴(kuò)散越越明顯（應(yīng)應(yīng)力越小、、工作區(qū)深深度越淺））。2經(jīng)路面結(jié)構(gòu)構(gòu)擴(kuò)散后，，土路基頂頂附加應(yīng)力力僅為17KPa，嚴(yán)重超載載（軸重300KN）時也僅為為20KPa，遠(yuǎn)低于地地基承載力力，驗證了了前述地基基承載力不不是路基的的主要控制制指標(biāo)的說說法。3路基回彈模模量越高，，工作區(qū)深深度越深，，原因是荷荷載在剛性性體內(nèi)傳遞遞更遠(yuǎn)，柔柔性體內(nèi)則則衰減迅速速。（因為為應(yīng)力是根根據(jù)結(jié)構(gòu)各各部分剛度度來分配的的，路基剛剛度越小，，路面吸收收應(yīng)力越大大，結(jié)果是是路面超負(fù)負(fù)荷路基卻卻負(fù)荷不足足，可靠度度不均衡)。主干道路路面78cm次干道路路面64cm支路路路面面50cm路基質(zhì)量對對路面影響響我國的公路路瀝青規(guī)范范，對瀝青青面層、半半剛性基層層設(shè)計指標(biāo)標(biāo)有兩個方方面，容許彎沉（（ls≤ld）和層底拉應(yīng)力力（σm≤σR）。理論和實實測都顯示示，路基的的回彈模量量對這兩項項指標(biāo)影響響很大，道道路合格的的關(guān)鍵是具具有足夠的的路基回彈彈模量。武紅娟《土基回彈彈模量變變化對路路面設(shè)計計的影響響分析》左圖路面彎沉沉l和路基彎彎沉l0差值即為為路面結(jié)結(jié)構(gòu)層的的彎沉，，路基彎彎沉占路路面彎沉沉80%以上。路路面彎沉沉不合格格最大可可能路基基彎沉不不合格，，僅對路路面修補(bǔ)補(bǔ)往往無無濟(jì)于事事。時偉《土基回彈彈模量對對瀝青路路面的影影響及加加固層設(shè)設(shè)計研究究》右圖特定路面面結(jié)構(gòu)層層，提高高土基回回彈模量量對路面面抗疲勞勞作用次次數(shù)提高高顯著，，反推即即提高土土基回彈彈模量可可適當(dāng)減減少路面面結(jié)構(gòu)層層投入。。2013城市道路路設(shè)計規(guī)規(guī)范即是是此思路路）小結(jié)結(jié)1路基路面面計算理理論就是是回答2個問題：：汽車等荷荷載在路路基路面面中產(chǎn)生生何種效效應(yīng)？對對應(yīng)應(yīng)這些作作用的承承載能力力如何？？無論理論論如何發(fā)發(fā)展，都都僅是對對效應(yīng)和承載力兩個指標(biāo)標(biāo)細(xì)化完完善，更更接近實實際而已已。（如引入入彈性力力學(xué)、彈彈性層狀狀理論分分析路面面應(yīng)力、、變形效效應(yīng)；引引入疲勞勞考慮材材料承載載力折減減等。））2考慮材料料疲勞后后，汽車車軸載等等級與效效應(yīng)呈指指數(shù)關(guān)系系，軸載載超載對對路面影影響非常常大；城城市道路路小汽車車居多，，荷載作作用非常常有限，，路面破破壞大都都是路表表瀝青、、車轍和和水損壞壞為主，，少見結(jié)結(jié)構(gòu)性破破壞，設(shè)設(shè)計施工工應(yīng)予充充分考慮慮。3路基質(zhì)量量關(guān)鍵控控制指標(biāo)標(biāo)是回彈模量量，由于回回彈模量量需要多多次反復(fù)復(fù)加載，，所以一一般采用用彎沉來來代替。。路基回回彈模量量對路面面的影響響在于：：一是路路基本身身變形過過大，長長期以來來會累積積形成過過大塑性性變形；；二是路路基變形形過大會會導(dǎo)致其其上的面面層和基基層彎沉沉過大，，以及層層底拉應(yīng)應(yīng)力過大大。02路基沉降和地基處理兩個重要要概念的的辨析：：壓密沉陷陷(換填)路基沉降降（填方））1路面豎向向變形主主要由回回填體在在自重和和荷載作作用下的的壓密變變形產(chǎn)生生。2原狀土由由于置換換作用并并無附加加荷載，，因此不不會產(chǎn)生生沉降，，而荷載載作用對對原狀土土影響又又幾乎忽忽略不計計。3從質(zhì)量控控制的角角度，只只要控制制好回填填體密實實度，壓壓密沉陷陷是可控控的。原狀土原狀土1路面豎向向變形主主要由回回填體壓壓密作用用+原狀土地地基沉降降兩部分分變形疊疊加產(chǎn)生生。2路堤是附附加荷載載，會使使得原狀狀土地基基產(chǎn)生沉沉降，荷荷載作用用對原狀狀土影響響幾乎忽忽略不計計。3從質(zhì)量控控制的角角度，壓壓密沉陷陷是可控控的，但但對于原原狀土地地基沉降降，無論論如何處處理都會會產(chǎn)生沉沉降。變形部分變形部分1變形部分2壓密沉陷與路基沉降公路路基設(shè)設(shè)計規(guī)范7.6.4條城市管道溝溝槽回填屬屬于壓密沉沉陷，質(zhì)量量是可控的的，主要通通過分區(qū)壓壓實來實現(xiàn)現(xiàn)，按規(guī)范范要求壓實實，路面只只會在汽車車作用下產(chǎn)產(chǎn)生很小沉沉陷。公路高路堤堤自身壓密密沉陷是可可控的，但但下部原狀狀土地基沉沉降難以控控制，故應(yīng)應(yīng)在計算沉沉降后決定定是否需要要地基加固固。壓密沉陷的的主要影響響因素是上部荷載，地基沉降降的主要影影響因素是是高填方產(chǎn)產(chǎn)生的附加荷載。管道施工與與質(zhì)量驗收收規(guī)范城市軟土地地質(zhì)條件下下地區(qū)場地地豎向規(guī)劃劃問題在城市軟土土地區(qū)（如如南京的河河西地區(qū)、、浦口新城城，蘇南平平原地區(qū)，，上海地區(qū)區(qū)，以及蘇蘇北連云港港等地，一一般地表有有一層1-2m厚的硬殼層層，其下方方是深厚的的淤泥質(zhì)亞亞黏土層，，物理力學(xué)學(xué)很差、壓壓縮性很強(qiáng)強(qiáng)。城市豎豎向規(guī)劃時時，若按公公路最小填填土高度的的標(biāo)準(zhǔn)修筑筑高路堤，，地基處理理的費(fèi)用十十分巨大（（不僅道路路本身，還還包括周邊邊地塊填土土?xí)r高填方方所需地基基處理費(fèi)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(yùn)行環(huán)環(huán)境比較差差，由此會會增加一部部分處置費(fèi)費(fèi)用。如浦浦口新城道道路建設(shè)時時，原地面面鋪設(shè)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(yīng)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(yīng)力車輪荷載路基路面主主要受力自重應(yīng)力σB車輪荷載σZ此深度車輪荷荷載僅為自重重應(yīng)力10%(其下近似忽略略)此深度稱為路路基工作區(qū)深深度Za路基的壓密作作用—路基作用區(qū)深深度自重應(yīng)力車輪荷載采用車輪荷載載集中力簡化化模式下注意點(diǎn)：如左表所示，，汽車作用深深度是完全均質(zhì)路基基下的作用深度度(類似汽車直接接行駛在路基基上)。實際上，由由于路面結(jié)構(gòu)構(gòu)層剛度大(硬殼層)，擴(kuò)散作用強(qiáng)強(qiáng)，實際作用用深度遠(yuǎn)小于于此值。鄧學(xué)鈞《路面設(shè)計原理理與方法》P41胸口碎大石硬殼層的擴(kuò)散散作用泥地鋪鋼板路基均質(zhì)條件件下，汽車作作用深度（即即產(chǎn)生壓密作作用的范圍））為1-3m，但實際上由由于基層、面面層剛度比較較大（類似于于硬殼層作用用），對車輪輪作用擴(kuò)散后后，實際深度度會大大低于于此數(shù)值，一一般在0.6-1.5m左右?？紤]路面作為為硬殼層的路路基作用區(qū)深深度計算方法法路面結(jié)構(gòu)等效效厚度法：根據(jù)對路基表表面壓力等效效的原理，把把剛度大的路路面結(jié)構(gòu)層，，換算成與土土路基剛度相相同的一定厚厚度的等效路路基（以剛度度換厚度）。。肖鵬《道路路基工作作區(qū)與路基路路面結(jié)構(gòu)分析析》計算表明，采采用路面結(jié)構(gòu)構(gòu)等效厚度法法換算后，常常規(guī)厚度路面面結(jié)構(gòu)層可等等效為2m以上土路基厚厚度。意味著小型汽汽車車輪荷載載作用范圍不不會超出路面面結(jié)構(gòu)層深度度；但對于大大型載重貨車車，特別是超超載車輛，作作用深度會超超出路面結(jié)構(gòu)構(gòu)層，深達(dá)路路基內(nèi)一定范范圍。路面路基小型汽車大型載重貨車車問題來了：為為什么道路路工程定義了了“路床”這這一概念？對大型載重貨貨車，路面結(jié)結(jié)構(gòu)層以下0.8m路基可能在汽汽車作用深度度范圍內(nèi)，收收到汽車荷載載作用較大，，強(qiáng)度、剛度度和穩(wěn)定性對對道路整體功功能至關(guān)重要要，所以必須須重視。ZaZa公路路基設(shè)計計規(guī)范JTGD30-2004城市道路路基基設(shè)計規(guī)范CJJ194-2013城鎮(zhèn)道路工程程施工與質(zhì)量量驗收規(guī)范CJJ1-2008路基的沉降—分層總和法計計算路基最終終總沉降地基受附加荷載作用，最終沉降多大是可可以計算的，，最簡單的方方法是分層總和法，具體又分成成e-p曲線法或e-logp曲線法。方法簡述：壓力越大土越越密實，取土土樣進(jìn)行室內(nèi)內(nèi)試驗，可得得到不同壓力力下土的孔隙隙比（即e-p曲線或e-logp曲線）。根據(jù)曲線線分層計算地地基未加載時時的自重應(yīng)力力對應(yīng)初始孔孔隙比e0，再計算加載載后的附加荷荷載對應(yīng)孔隙隙比ei，孔隙比之變變化就是沉降降量Si，然后將每層層沉降量相加加就得到總沉沉降量S。用e-p曲線分層總和和法計算總沉沉降簡例既然有了e-p曲線法，為何何還要提出e-logp曲線法？e-p曲線法簡單直觀、、計算方便，，但缺點(diǎn)是e-p曲線是從現(xiàn)場場取土室內(nèi)做做的試驗，已已經(jīng)破壞了土土的結(jié)構(gòu)，而而現(xiàn)場土實際際e-p曲線與室內(nèi)試試驗是有區(qū)別別的，還必須須考慮土的應(yīng)應(yīng)力歷史。e-logp曲線的特點(diǎn)是是，不論土體體受到擾動程程度如何，始始終保持兩個個特征：（1）室內(nèi)壓縮縮曲線開始時時比較平緩，，當(dāng)壓力接近前期期固結(jié)時，出出現(xiàn)曲率最大大點(diǎn)，曲線線急劇劇變陡陡，繼繼而近近乎直直線向向下延延伸；；（2）當(dāng)當(dāng)壓力力較大大時，，它們們的壓壓縮曲曲線都都近乎乎直線線，且且大致交交于C點(diǎn)，而而C點(diǎn)的縱縱坐標(biāo)標(biāo)約為為0.42eo，eo為試樣樣的初初始孔孔隙比比。利用這這一特特性，，可以以根據(jù)據(jù)室內(nèi)內(nèi)試驗驗的e-logp曲線推推算現(xiàn)現(xiàn)場土土實際際e-logp曲線。。然后后根據(jù)據(jù)現(xiàn)場場壓縮縮曲線線用分分層總總和法法計算算最終終沉降降量。。說明：：壓欠欠固結(jié)結(jié)土現(xiàn)現(xiàn)場壓壓縮曲曲線同同正常常固結(jié)結(jié)土。。分層總總和法法能夠夠計算算出地地基的的最終沉沉降量量，但一一般要要8-10年甚至至更長長時間間才能能到位位（和土土的滲滲透性性、排排水邊邊界等等有關(guān)關(guān)），工程程中有有必要要了解解某一一時刻刻的沉沉降量量（比如如竣工工時、、運(yùn)營營1年等）），就必必須用用固結(jié)結(jié)理論論。土的固固結(jié)過過程是是孔隙隙水壓壓力隨隨著水水的流流失逐逐漸消消散，，土的的有效效應(yīng)力力不斷斷增加加，土土體不不斷被被壓縮縮的過過程。。p附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓:

u=z=p有效應(yīng)力:z=0附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:

u<p有效應(yīng)力:σz>0附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:

u=0有效應(yīng)力:σz=pTerzaghi一維滲滲流固固結(jié)模模型根據(jù)上上述固固結(jié)理理論模模型：：1可以根根據(jù)土土骨架架體積積變化化（彈彈簧變變形））、土土的滲滲透性性（出出水管管的排排水能能力））、加加載量量和加加載速速度（（外力力施加加），，來計計算任任意時時刻的的土體體固結(jié)結(jié)度U，從而而計算算出相相應(yīng)土土的沉沉降量量。2壓力越越大、、排水水通道道越多多越近近，則則土固固結(jié)速速度越越快，，排水水固結(jié)結(jié)法就就是利利用這這一特特點(diǎn)，，通過過預(yù)加加載（（堆土土、振振動、、負(fù)壓壓等方方式））結(jié)合合增加加排水水邊界界（砂砂墊層層、砂砂樁、、塑料料排水水板等等），，來實實現(xiàn)低低滲透透性土土短時時間固固結(jié)。。降水強(qiáng)強(qiáng)夯+高真空空擊密密工法法（同濟(jì)濟(jì)大學(xué)學(xué)-葉觀寶寶）施工之之前軟土地地基處處理的的原理理主要要有5種：1置換法法，用高高強(qiáng)度度的材材料或或高密密實度度，置置換低低強(qiáng)度度的原原土（PHC樁、振振沖置置換等等）；2排水法法，施工工期間間讓土土體排排水固固結(jié)到到位（砂墊墊層、、砂樁樁、排排水塑塑料板板、等等）；3加筋法法，加強(qiáng)強(qiáng)側(cè)向向約束束來提提高承承載力力（反壓護(hù)護(hù)道、加加筋土、、土工織織物法等等）；4致密法，施工期期間模擬擬運(yùn)營荷荷載，使使得土體體沉降提提前發(fā)揮揮出來（堆載預(yù)預(yù)壓、真真空預(yù)壓壓、強(qiáng)夯夯）；5固化法，向土中中注入膠膠質(zhì)材料料，形成成高強(qiáng)度度土體或或柱體加加固地基基（深攪樁樁、旋噴噴樁、壓壓密注漿漿）。此外，每每種加固固方式中中也有其其他作用用，如堆堆載也有有排水固固結(jié)作用用、振沖沖置換也也有致密密作用等等；多種種方法也也可聯(lián)合合使用，，如強(qiáng)夯夯+排水、堆堆載+排水等。。軟土地基基處理復(fù)合地基基compositefoundation部分土體體被增強(qiáng)強(qiáng)或被置置換，形形成由地地基土和和豎向增增強(qiáng)體共同承擔(dān)擔(dān)荷載的人工地地基。土土體增強(qiáng)強(qiáng)的方式式有旋噴噴樁、深深攪樁、、注漿、、樹根樁樁、CFG樁（水泥粉粉煤灰碎碎石樁））、PHC管樁、振振沖碎石石樁等。。采用灌灌注樁、、預(yù)制鋼鋼筋混凝凝地基處理理的方式式很多，，主要介介紹最常常用的復(fù)復(fù)合地基基（水泥泥深攪樁樁）工作作原理和和質(zhì)量控控制土樁等，，樁間土土基本不不承受荷荷載的情情況下，，為剛性性地基；；采用淺淺層換填填、砂墊墊層、加加筋土等等加固方方式，為為柔性地地基。振沖碎石石樁：CFG樁（水泥粉粉煤灰碎碎石樁））：高壓旋噴噴樁：單重管：水泥、、水稱量量進(jìn)行攪攪拌混合合，輸入入至高壓壓泵；雙重管：水泥漿漿（20MPa）與壓縮空空氣（0.7MPa）同時噴射射，單重重管和雙雙重管噴噴射管較較細(xì)，孔孔徑在5cm以內(nèi)；三重管：高壓水水（20MPa）噴射流周周圍，環(huán)環(huán)繞一股股圓筒狀狀氣流（0.7MPa），切割土土體同時時注入漿漿液（2-5MPa）填充，并并將噴嘴嘴同步旋旋轉(zhuǎn)提升升。管直直徑通常常為7~9cm，有時需需要預(yù)先先鉆一個個直徑為為15cm的孔再施施工。水泥攪拌拌樁地基基處理原原理和質(zhì)質(zhì)量控制制水泥土攪攪拌樁法法是以水水泥等材材料作為為固化劑劑，通過過特制的的深層攪攪拌機(jī)械械，將固固化劑(漿體或粉粉體)和地基土土強(qiáng)制攪攪拌，使使軟土硬硬結(jié)成具具有整體體性、水水穩(wěn)定性性和一定定強(qiáng)度的的樁體的的地基處處理方法法。三軸攪拌拌樁機(jī)組組成：鉆孔機(jī)：動力頭+鉆桿+樁架+下部支支撐架動力頭：：提升導(dǎo)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)構(gòu)+電機(jī)機(jī)（2*75/90KW）螺旋鉆桿桿：咬合合攪拌支撐：垂垂直度保保證打樁架：：液壓步履履式、履履帶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片螺旋葉片片螺旋鉆頭頭步履式打打樁架履帶式打打樁架水泥土的的力學(xué)性性質(zhì)1）無側(cè)限抗抗壓強(qiáng)度度qu：0.3～4.0MPa之間，比比原狀土土提高幾幾十倍至至幾百倍倍；（飽和粘粘土qu一般為0.1～0.2MPa）2）抗拉強(qiáng)度度：qu為0.5~4.0MPa時，抗拉拉強(qiáng)度為為0.1~0.7MPa(即0.15~0.25qu)；（路基填填土抗拉拉強(qiáng)度0.02～0.04MPa）李曉軍《路基填土土抗拉強(qiáng)強(qiáng)度測定定的實驗驗研究》3）抗剪強(qiáng)度：qu為0.5~4.0MPa時，抗剪強(qiáng)強(qiáng)度為0.1~1.0MPa(即0.20~0.30qu)，內(nèi)摩擦角角為20o~30o；（粘土抗剪剪強(qiáng)度（即即內(nèi)聚力））0.02～0.04MPa）4）變形模量：qu為0.5~4.0MPa時，50d變形模量E040~400MPa（即120～150qu）；（粘土變形形模量E010～30MPa）5）壓縮系數(shù)：av為（2.0~3.5）×10-2(MPa)-1(低壓縮性土土)，壓縮模量量Es60~100MPa。（粘土壓縮縮模量ES可塑：4～16MPa半干硬：16～59MPa）水泥土的物物理性質(zhì)1）重度：當(dāng)水泥摻入入比在8%～20%之間，水泥泥土重度比比原狀土增增加約3%～6%2）含水量量：水泥土的含含水量一般般比原狀土土降低7%～15%3）抗?jié)B性：：滲透系數(shù)K一般在10-7～10-8cm/sec水泥攪拌樁樁地基處理理計算分析析理論根據(jù)《建筑地基處處理技術(shù)規(guī)規(guī)范》JGJ79-2012，水泥攪拌拌樁復(fù)合地地基承載力力由攪拌樁和樁間土兩部分承載載力組成：：施工階段關(guān)關(guān)鍵控制因因素經(jīng)驗值設(shè)計值設(shè)計值經(jīng)驗值勘察單位提提出Ra如何確定？？樁側(cè)摩阻力力樁端阻力該公式也是是由設(shè)計階階段確定的的還應(yīng)排除Ra未發(fā)揮出來來，樁身水水泥土就被被壓壞的可可能，故：：老規(guī)范是按按樁身強(qiáng)度和地基強(qiáng)度分別計算出出來樁身承承載力特征征值，并取取兩者最小小值，新規(guī)規(guī)范則不允允許樁身發(fā)發(fā)生破壞。。施工控制的的關(guān)鍵是樁樁身強(qiáng)度必必須達(dá)到設(shè)設(shè)計值，否否則承載力力還未發(fā)揮揮出來樁體體就被壓壞壞了。4倍儲備大致致考慮了室室內(nèi)和現(xiàn)場場水泥深攪攪樁強(qiáng)度的的差異。從工程質(zhì)量量控制的角角度，構(gòu)成成復(fù)合地基基承載力的的大多數(shù)參參數(shù)實際上上在勘察、、設(shè)計階段段就確定了了，因此施施工階段質(zhì)質(zhì)量控制的的主要目標(biāo)標(biāo)，就是要要使現(xiàn)場實體樁樁身強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計要要求，以保證樁樁基設(shè)計承承載力充分分發(fā)揮。應(yīng)應(yīng)注意：水泥攪拌樁樁地基處理理施工質(zhì)量量控制要點(diǎn)點(diǎn)1由于水泥土土強(qiáng)度不太太高，所能能承受上部部荷載有限限，一味增增加攪拌樁樁長度并不不能提高單單樁承載力力，所以規(guī)規(guī)范規(guī)定了了攪拌樁長長度一般不不宜超過15m，但從控制制沉降角度度來說，攪攪拌樁宜穿穿透軟土層層到達(dá)持力力層。（反過來又又對樁身強(qiáng)強(qiáng)度提出了了更高要求求，尤其是是埋深較深深的狀體））2研究表明，，水泥深攪攪樁現(xiàn)場取取芯無側(cè)向向抗壓強(qiáng)度度（10d）一般僅為為室內(nèi)強(qiáng)度度的0.48（一半不到到），其原原因有現(xiàn)場場條件較室室內(nèi)不利和和取芯損傷傷等，但現(xiàn)現(xiàn)場后期增增長較快，，比值可達(dá)達(dá)到0.65。目前我站監(jiān)監(jiān)督人員接接收到關(guān)于于水泥土的的無側(cè)向抗抗壓強(qiáng)度為為室內(nèi)試驗驗強(qiáng)度，并并不代表現(xiàn)現(xiàn)場實際強(qiáng)強(qiáng)度，尤其其對于一些些結(jié)構(gòu)性工工程的地基基處理應(yīng)要要求設(shè)計單單位提出現(xiàn)現(xiàn)場取芯部部位、強(qiáng)度度標(biāo)準(zhǔn)等。。（類似于混混凝土的同同條件試塊塊、回彈））（何開勝《超長水泥土土攪拌樁的的試驗研究究和工程應(yīng)應(yīng)用》）3注漿后必須須充分?jǐn)嚢璋瑁拍苁故沟盟酀{漿均勻地分分布于樁身身內(nèi)形成整整體水泥土土，否則會會富集形成成水泥塊，，樁身強(qiáng)度度達(dá)不到要要求。試驗和檢測測結(jié)果表明明，只有在在每次噴漿漿后水泥土土每點(diǎn)攪土土次數(shù)大于于40時,才能達(dá)到樁樁身水泥土土拌和均勻勻、基本無無水泥漿富富集，葉片片攪土次數(shù)數(shù)計算公式式見下：（何開勝《超長水泥土土攪拌樁的的試驗研究究和工程應(yīng)應(yīng)用》）監(jiān)督人員在在現(xiàn)場應(yīng)檢檢查攪拌樁樁施工方案案，大致測測算是否滿滿足均勻攪攪拌的要求求，并監(jiān)督督現(xiàn)場是否否嚴(yán)格按照照方案實施施到位（現(xiàn)現(xiàn)場查看+施工原始記記錄）。三軸攪拌樁樁施工主要要技術(shù)參數(shù)數(shù)表序號技術(shù)參數(shù)項目參數(shù)指標(biāo)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(cè)限抗壓強(qiáng)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、、二次攪拌拌”施工流流程：1定位2預(yù)埋下沉3提升噴漿攪拌4重復(fù)下沉攪攪拌5重復(fù)提升攪攪拌6成樁“二次噴漿漿、三次攪攪拌”施工工流程：在圖示步驟驟5作業(yè)時也進(jìn)進(jìn)行注漿，，以后再重重復(fù)4與5的過程。1定位2預(yù)攪拌下沉沉3噴漿攪拌上上升4重復(fù)攪拌下下沉5重復(fù)攪拌上上升6完畢,移機(jī)4根據(jù)《建筑地基處處理技術(shù)規(guī)規(guī)范》JGJ79-2012的要求：7.1.2對有粘結(jié)強(qiáng)強(qiáng)度復(fù)合地地基增強(qiáng)體體應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)度及樁身身完整性檢檢驗。7.1.3復(fù)合地基承承載力的驗驗收檢驗應(yīng)應(yīng)采用復(fù)合合地基靜載載荷試驗，，對有粘結(jié)結(jié)強(qiáng)度的復(fù)復(fù)合地基增增強(qiáng)體尚應(yīng)應(yīng)進(jìn)行單樁樁靜荷載試試驗。以上均為規(guī)規(guī)范強(qiáng)制性性條文，目目前我市市市政工程對對深攪樁檢檢測基本局局限于水泥泥土室內(nèi)無無側(cè)限強(qiáng)度度為主，現(xiàn)現(xiàn)場取芯、、標(biāo)貫試驗驗或輕便觸觸探、靜載載荷試驗等等均未列為為常規(guī)檢測測項目，應(yīng)應(yīng)在今后工工作中予以以加強(qiáng)。02路基承載力和邊坡穩(wěn)定性對工程中強(qiáng)強(qiáng)度概念的的思考1混凝土標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)立方體試試塊抗壓強(qiáng)強(qiáng)度試驗（150X150X150mm）混凝土立方體體試塊抗壓強(qiáng)強(qiáng)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(jié)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(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生水平拉應(yīng)應(yīng)力，當(dāng)超過過抗拉強(qiáng)度時時，會由外而而內(nèi)形成豎向向短柱破壞。。此法測得抗壓壓強(qiáng)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(yán)重重的。此法測得的抗抗壓強(qiáng)度較大大，是我國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)立方體試試塊抗壓強(qiáng)度度（強(qiáng)度等級級）采用的試試驗方法。工程力學(xué)中強(qiáng)強(qiáng)度的類型結(jié)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(nèi)內(nèi)同時還存在在拉、剪等應(yīng)應(yīng)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(qiáng)度度，實質(zhì)上還還是由抗拉或或抗剪強(qiáng)度決決定的。（前述涂潤滑滑劑試塊即是是混凝土抗拉拉強(qiáng)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(jié)構(gòu)的豎向向抗壓承載力力。（對于水，本本身毫無強(qiáng)度度卻可以制造造萬噸水壓機(jī)機(jī)，承受萬噸噸壓力）水本身沒有強(qiáng)強(qiáng)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(jié)結(jié)構(gòu)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(jié)結(jié)等）；二是增加橫向約束束，進(jìn)一步可可細(xì)分為：1在材料中摻入入粘結(jié)劑，形形成固結(jié)體產(chǎn)產(chǎn)生抗拉強(qiáng)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(qiáng)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(hù)、土土工格柵地基基加固、系桿桿拱橋、路基基反壓護(hù)道、、江北青奧體體育館65m跨鋼桁架拱底底部預(yù)應(yīng)力張張拉等）工程力學(xué)中強(qiáng)強(qiáng)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(xué)中強(qiáng)強(qiáng)度的類型示例2地基承載力喪喪失地基基礎(chǔ)的深深度修正假設(shè)：基礎(chǔ)底面積1平方，地基承承載力特征值值200KPa，則設(shè)置于自自然地面的基基礎(chǔ)承載力為為20噸。若增加基礎(chǔ)埋埋深，上部土土體對基礎(chǔ)兩兩側(cè)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(qiáng)強(qiáng)化的效果，，稱為深度修正。《建筑地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》路基處理—反壓護(hù)道反壓護(hù)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(shù)運(yùn)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(jié)構(gòu)層，，加快施工進(jìn)進(jìn)度，你認(rèn)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(xué)性性能要求很高高。這一深度度內(nèi)的路面結(jié)結(jié)構(gòu)層不僅有有承載力的要要求，更有彎彎拉強(qiáng)度、剛剛度等控制指指標(biāo)。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(dǎo)致瀝瀝青底部拉裂裂了），若作為基層層使用，極易易導(dǎo)致瀝青層層層底拉應(yīng)力力過大，引起起瀝青路面早早期破壞。因因此，機(jī)動車車道路面以下下1.2米范圍內(nèi)路基基路面結(jié)構(gòu)不不可省略。實實際上，當(dāng)時時由于缺乏技技術(shù)論證，當(dāng)當(dāng)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(diào)調(diào)水及聯(lián)合通通信管道等，，總投資近6億元，BT模式建設(shè)。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(cè)綠化帶帶內(nèi)，采用單單倉、雙倉兩兩種截面形式式。側(cè)向約束解除導(dǎo)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(shè)單單位組織施工工、監(jiān)理單位位開始管廊施施工，質(zhì)監(jiān)站站巡查中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)：管廊設(shè)計計文件未進(jìn)行行審查，設(shè)計計單位也未進(jìn)進(jìn)行進(jìn)市備案案，當(dāng)即給予予下發(fā)局部停停工令，責(zé)成成建設(shè)單位迅迅速完善圖審審手續(xù)，否則則不得施工。。建設(shè)單位相關(guān)關(guān)人員因各種種原因始終沒沒有解決，但但工程仍在進(jìn)進(jìn)行。為此，，質(zhì)監(jiān)站進(jìn)一一步加強(qiáng)與建建設(shè)單位領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)溝通，指出出問題嚴(yán)重性性，尤其是涉涉及結(jié)構(gòu)安全全的，如設(shè)計計不符合強(qiáng)制制性要求的，，產(chǎn)生的后果果可能會很嚴(yán)嚴(yán)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(biāo)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(dǎo)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(zhì)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(dāng)空隙累積積到一定程度度，會導(dǎo)致管管廊下部砂性性土失去側(cè)向向約束而開始始向兩側(cè)失穩(wěn)穩(wěn)坍塌，拔樁樁的震動又進(jìn)進(jìn)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(yán)嚴(yán)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(jī)理分析11月15日，質(zhì)監(jiān)站與與建設(shè)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(nèi)專家進(jìn)行行技術(shù)咨詢。。與會專家認(rèn)為為：1、管廊所處漫漫灘深厚軟土土地質(zhì)條件，，加上結(jié)構(gòu)體體型細(xì)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(zhì)量問題題的主要原因因。2、管廊在設(shè)計計階段未充分分考慮所處的的地質(zhì)條件和和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，，未充分借鑒鑒本地區(qū)類似似結(jié)構(gòu)工程的的經(jīng)驗，存在在未提前對坑坑底地基加固固、設(shè)計安全全等級偏低、、設(shè)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(guān)單單位按要求對對坑底進(jìn)行深深攪樁加固，，以提高管廊廊下部土體穩(wěn)穩(wěn)定性，并