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文檔簡介

1、2014年全國二級建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書(第四版)市政公用工程管理與實務(wù)2K310000 市政公用工程施工技術(shù)2K311000 城鎮(zhèn)道路工程2K311010 城鎮(zhèn)道路工程結(jié)構(gòu)與材料2Kl11011 城鎮(zhèn)道路分類一、城鎮(zhèn)道路分級我國城鎮(zhèn)道路按道路在道路網(wǎng)中的地位. 交通功能以及對沿線的服務(wù)功能等,分為快速路、主干路、次于路和支路四個等級。(1) 快速路應(yīng)中央分隔、全部控制出人且控制出人口間距及形式,以實現(xiàn)交通連續(xù)通行;單向設(shè)置不應(yīng)少于兩條車道,并應(yīng)設(shè)有配套的交通安全與管理設(shè)施??焖俾穬蓚?cè)不應(yīng)設(shè)置吸引大量車流、人流的公共建筑物的出人口。(2) 主干路應(yīng)連接城市各主要分區(qū),以交通功能為主。主干路兩側(cè)

2、不宜設(shè)置吸引大量車流、人流的公共建筑物的出人口。(3) 次于路應(yīng)與主干路結(jié)合組成千路網(wǎng),以集散交通的功能為主,兼有服務(wù)功能。(4) 支路宜與次于路和居住區(qū)、工業(yè)區(qū)、交通設(shè)施等內(nèi)部道路相連接,以解決局部地區(qū)交通,服務(wù)功能為主。二、城鎮(zhèn)道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)我國城鎮(zhèn)道路分類及主要技術(shù)指標(biāo)見表2K311011-1。我國城鎮(zhèn)道路分類及主要技術(shù)指標(biāo)三、城鎮(zhèn)道路路面分類(一) 按結(jié)構(gòu)強度分類(參見表2K311011-2)城鎮(zhèn)道路路面等級和面層材料表 表2K311011-2(1) 高級路面i:路而強度高、剛度大、穩(wěn)定性好是高級路面的特點。它使用年限長,適應(yīng)繁重交通量,且路面平整、車速高、運輸成本低,建設(shè)投資高,養(yǎng)護費

3、用少。(2) 次高級路面: 路面強度、剛度、穩(wěn)定性、使用壽命、車輛行駛速度、適應(yīng)交通量等均低于高級路面,但是維修、養(yǎng)護、運輸費用較高。(二) 按力學(xué)特性分類(1) 柔性路面: 荷載作用下產(chǎn)生的彎沉變形較大、抗彎強度小,在反復(fù)荷載作用下產(chǎn)生累積變形,它的破壞取決于極限垂直變形和彎拉應(yīng)變。柔性路面主要代表是各種瀝青類面層,包括瀝青混凝土 (英國標(biāo)準(zhǔn)稱壓實后的混合料為混凝土) 面層、瀝青碎石面層、瀝青貫人式碎 (礫) 石面層等。(2) 剛性路面: 行車荷載作用下產(chǎn)生板體作用,彎拉強度大,彎沉變形很小,呈現(xiàn)出較大的剛性,它的破壞取決于極限彎拉強度。剛性路面主要代表是水泥混凝上路面,包括接縫處設(shè)傳力桿、

4、不設(shè)傳力桿及設(shè)補強鋼筋網(wǎng)的水泥混凝上路面。2K311012 瀝青路而結(jié)構(gòu)組成及性能要求一 瀝青路面結(jié)構(gòu)組成城鎮(zhèn)道路的瀝青路面由面層、基層、墊層組成。墊層是介于基層和上基之間的層位。基層是在面層與墊層之間的承重層。面層是在基層頂面的行車部分用不同粒料或混合料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物。(一) 墊層墊層是介于基層和上基之間的層位,其作用為改善上基的濕度和溫度狀況 (在干燥地區(qū)可不設(shè)墊層) ,保證面層和基層的強度穩(wěn)定性和抗凍脹能力,擴散由基層傳來的荷載應(yīng)力,以減小上基所產(chǎn)生的變形(二) 基層基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層,主要承受車輛荷載的豎向力,并把由面層下傳的應(yīng)力擴散到墊層或十基。(三) 面層面層是直接同行

5、車和大氣相接觸的層位,承受行車荷裁較大的堅向力、水平力和沖擊力的作用,同時又受降水的侵蝕作用和溫度變化的影響。因此面層應(yīng)具有較高的結(jié)構(gòu)強度、剛度、耐磨、不透水和高低溫穩(wěn)定性,并且其表面層還應(yīng)貝-有良好的平整度和粗糙度。面層可由一層或數(shù)層組成,高等級路面可包括磨耗層、面層上層、面層下層,或稱上(表) 面層. 中面層、下(底) 面層。二、瀝青路面卜性能要求(一) 墊層的性能要求墊層主要改善上基的濕度和溫度狀況,適常在上基濕、溫狀況不良時沒置。墊層材料的強度要求不一定高,但其水穩(wěn)定性必須要好。(二) 基層的性能要求基層在路面中主要是承重,因此基層應(yīng)具有足夠的、均勻一致的強度和剛度?;鶎邮茏匀灰蛩氐挠?/p>

6、響雖不如面層強烈,但瀝青類面層下的基層應(yīng)有足夠的水穩(wěn)定性,以防基層濕軟后變形大,導(dǎo)致面層損壞。(1) 基層應(yīng)具有足夠的、均勻一致的承載力和較大的剛度: 有足夠的抗沖刷能力和抗變形能力,堅實、平整. 整體性好(2) 不透水性好。(3) 抗凍性滿足設(shè)計要求。(三) 面層的性能要求面層直接承受行車的作用。設(shè)置面層結(jié)構(gòu)可以改善汽車的行駛條件,提高道路服務(wù)水平(包括舒適性和經(jīng)濟性),以滿足汽車運輸?shù)囊?。面層的使用要求指?biāo)是:1. 平整度平整的路表面可減小車輪對路面的沖擊力,使行車產(chǎn)生附加的振動小,避免車輛顛簸,提高行車速度和舒適性,且不增加運行費用。依靠優(yōu)質(zhì)的施工機具、精細(xì)的施工工藝、嚴(yán)格的施工質(zhì)量控

7、制及經(jīng)常性及時的維修養(yǎng)護,可實現(xiàn)面層的高平整度。為減緩面層平整度的衰變速率,應(yīng)重視面層結(jié)構(gòu)及面層材料的強度和抗變形能力。2. 承載能力行駛車輛把荷載傳給面層,使面層結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生不同量的應(yīng)力和應(yīng)變。如果面層結(jié)構(gòu)整體或某結(jié)構(gòu)層的強度或抗變形能力不足以抵抗這些應(yīng)力和應(yīng)變時,面層使出現(xiàn)開裂或變形(沉陷、車轍等),降低其服務(wù)水平。面層結(jié)構(gòu)暴露在大氣中,受到溫度和濕度的周期性影響,也會使其承載能力下降。面層在長期使用中會出現(xiàn)疲勞損壞和塑性累積變形,需要維修養(yǎng)護,但頻繁維修養(yǎng)護勢必會干擾正常的交通運營。為此,面層必須滿足設(shè)計年限的使用需要,具有足夠抗疲勞破壞和塑性變形的能力,即具備相當(dāng)高的強度和剛度。瀝青混凝

8、上面層的常用厚度和適宜層位見表2K311012,可按使用要求結(jié)合各城市經(jīng)驗選用。瀝青混凝土面層常用厚度及適宜層位 表2K3110123. 溫度穩(wěn)定性路面的面層材料,長期受到水文、溫度、大氣因素的作用,結(jié)構(gòu)強度會下降,材料性狀會變化,如瀝青面層老化,彈性、黏性、塑性逐漸喪失,致使路況惡化,并導(dǎo)致車輛運行質(zhì)量下降。為此,面層必須保持較高的穩(wěn)定性,即具有高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性。4. 抗滑能力光滑的路表面使車輪缺乏足夠的附著力,汽車在雨雪天行駛或緊急制動或轉(zhuǎn)彎時,車輪易產(chǎn)生空轉(zhuǎn)或溜滑,極有可能造成交通事故。因此,路表面應(yīng)平整、密實、粗糙、耐磨,具有較大的摩擦系數(shù)和較強的抗滑能力。路面抗滑能力強,可縮短

9、汽車的制動距離,降低發(fā)生交通安全事故的頻率。5. 透水件面層應(yīng)具有不透水性,防止水分滲人道路結(jié)構(gòu)層和土基,造成道路穩(wěn)定性、承載能力降低,致使道路使用功能喪失。6. 噪聲量城鎮(zhèn)道路使用過程中產(chǎn)生的交通噪聲,使人們出行感到不舒適,導(dǎo)致居民生活質(zhì)量下降。 應(yīng)盡量使用低噪聲瀝青面層,為營造靜謐的社會環(huán)境創(chuàng)造條件。近年我國城鎮(zhèn)開始修筑降噪排水路面,以提高城鎮(zhèn)道路的使用功能和減少城鎮(zhèn)交通噪聲。瀝青路面結(jié)構(gòu)組合:上面(磨耗層) 層采用OGFC 瀝青混合料,中面層、下(底)面層等采用密級配瀝青混合料。既滿足瀝青面層強度高、高低溫性能好和平整密實等路用功能,又實現(xiàn)了城鎮(zhèn)道路排水降噪的環(huán)保要求。2K311013

10、瀝青混合料的組成與材料一、結(jié)構(gòu)組成瀝青混合料是一種復(fù)合材料,主要由瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、填充料組成,有的還加入聚合物和木纖維素;由這些不同質(zhì)量和數(shù)量的材料混合形成不同的結(jié)構(gòu),并具有不同的力學(xué)性質(zhì)。按級配原則構(gòu)成的瀝青混合料,其結(jié)構(gòu)組成可分為三類:(1) 密實-懸浮結(jié)構(gòu):這種由次級集料填充前級集料(較次級集料粒徑稍大) 空隙的瀝青混合料,具有很大的密度,但由于各級集料被次級集料和瀝青膠漿所夕)隔,不能直接互相嵌鎖形成骨架,因此該結(jié)構(gòu)具有較大的黏聚力c,但內(nèi)摩擦角較小,高溫穩(wěn)定性較差。(2) 骨架-空隙結(jié)構(gòu): 此結(jié)構(gòu)粗集料所占比例大,細(xì)集料很少甚至沒有。粗集料可互相嵌鎖形成骨架;但細(xì)集料過少容易在

11、粗集料之間形成空隙。這種結(jié)構(gòu)內(nèi)摩擦角較高,但黏聚力c 也較低.(3) 骨架-密實結(jié)構(gòu):較多數(shù)量的粗集料形成空間骨架,相當(dāng)數(shù)量的細(xì)集料填充骨架間的空隙形成連續(xù)級配,這種結(jié)構(gòu)不僅內(nèi)摩擦角較高,黏聚力c 也較高。三種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料由于密度、空隙率VV、礦料間隙率VMA 不同,使它們在穩(wěn)定性上亦有顯著差別。二、主要材料與性能(一) 瀝青我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范:CJJ1一2008 規(guī)定: 城鎮(zhèn)道路面層宜優(yōu)先采用A級瀝青 (即能適用于各種等級. 任何場合和層次),不宜使用煤瀝青。其品種有道路石油瀝青、 軟煤瀝青和液體石油瀝青、乳化石油瀝青等。各種瀝青在使用時,應(yīng)根據(jù)交通量、氣候條件、

12、施工方法、瀝背面層類型、材料來源等情況選用。多層面選用瀝青時,一般上層宜用較稠的瀝青,下層或連接層宜用較稀的瀝青。乳化石油瀝青根據(jù)凝固速度可分為快凝、中凝和慢凝三種,適用于瀝背表面處治、瀝青貫入式路面,常溫瀝青混合料面層以及透層、粘層與封層。用于瀝青混合料的瀝青應(yīng)具有下述性能:(1) 具有適的稠度: 表征粘納忡大小,即一定溫度條件下的黏度;(2) 具有較大的塑性:以“延度”表示,即在一定溫度和外力作用下變形而不開裂的能力;(3) 具有足夠的溫度穩(wěn)定性: 即要求瀝背對溫度敏感度低,夏天不軟,冬天不脆裂;(4) 具有較好的大氣穩(wěn)定性:抗熱、抗光老化能力較強;(5) 具有較好的水穩(wěn)性: 抗水損害能力

13、較強。(二) 粗骨料(1) 粗骨料應(yīng)潔凈、干燥、表面粗糙;質(zhì)量技術(shù)要求應(yīng)符合城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范CJJ 1一2008有關(guān)規(guī)定。(2) 粗骨料與瀝青有良好的粘附性,具有憎水性。(3) 用于城鎮(zhèn)快速路、主干路的瀝青表面層粗集料的壓碎值不大于26%,吸水率不大于2. 0%。(4) 粗骨料應(yīng)具有良好的顆粒形狀,接近立方體,多棱角,針片狀含量不大于15%。(三) 細(xì)骨料(1) 細(xì)骨料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì),質(zhì)量技術(shù)要求應(yīng)符合城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范CJJ 1一2008 有關(guān)規(guī)定。(2) 細(xì)骨料應(yīng)是中砂以上顆粒級配,含泥量小于3%一5%;有足夠的強度和耐磨性能。(3) 熱拌密級配瀝青

14、混合料中天然砂用量不宜超過骨料總量的20% ,SMA、OGFC不宜使用天然砂。(四) 填充料(1)填充料應(yīng)用石灰?guī)r或巖漿巖中強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉,礦粉應(yīng)干燥、潔凈,細(xì)度達到要求。當(dāng)采用水泥、石灰、粉煤灰作填充料時,其用量不宜超過礦料總母的2% 。(2) 城鎮(zhèn)快速路、主干路的瀝青面層不宜用粉煤灰作填充料。(3) 瀝青混合料用礦粉質(zhì)量技術(shù)要求應(yīng)符合城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范CJJ 1一2008 有關(guān)規(guī)定。(五) 纖維穩(wěn)定劑(1) 木質(zhì)纖維技術(shù)要求應(yīng)符合城鎮(zhèn)道路丁程施工與質(zhì)柑驗收規(guī)范CJJ 1一2008 有關(guān)規(guī)定。(2) 不宜使用石棉纖維。(3) 纖維穩(wěn)定劑應(yīng)在250C 高溫條

15、件下不變質(zhì)。三、熱拌瀝青混合料主要類型(一) 普通瀝青混合料即AC 型瀝青混合料,適用于城鎮(zhèn)次干道、輔路或人行道等場所。(二) 改性瀝青混合料(1) 改性瀝背混合料是指摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其他填料等外加劑 (改性劑) ,使瀝青或瀝青混合料的性能得以改善制成的瀝青混合料。(2) 改性瀝青混合料與AC型瀝青混合料相比具有較高的高溫抗車轍能力,良好的低溫抗開裂能力,較高的耐磨耗能力和較長的使用壽命。(3) 改性瀝青混合料面層適用城鎮(zhèn)快速路、主干路。(三) 瀝青瑪蹄脂碎石混合料 (簡稱SMA)(1) SMA 混合料是一種以瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪琉脂結(jié)合料,填充于間斷

16、骨架中所形成的混合料。(2) 引人是一種間斷級配的瀝青混合料,5mm 以上的粗骨料比例高達70%80%,礦粉用量達7%13%( “粉膠比” 超出通常值1. 2 的限制) ;瀝青用量較多,高達6. 5%7%。(3) SMA 是當(dāng)前國內(nèi)外使用較多的一種抗變形能力強,耐久性較好的瀝青面層混合料:適用于城鎮(zhèn)快速路、主干路。(四) 改性(瀝青) 瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)(1) 使用改性瀝青,材料配比采用SMA結(jié)構(gòu)形式。( 2) 有非常好的高溫抗車轍能力,低溫抗變形性能和水穩(wěn)定性,且構(gòu)造深度大,抗滑性能好、耐老化性能及耐久性都有較大提高。(3) 適用于交通流量和行駛頻度急劇增長,客運車的軸重不斷增加

17、,嚴(yán)格實行分車道單向行駛的城鎮(zhèn)快速路、主干路。2K311014 水泥混凝上路面的構(gòu)造水泥混凝土路面由墊層、基層及面層組成。一、墊層在溫度和濕度狀況不良的城鎮(zhèn)道路上,應(yīng)設(shè)置墊層,以改善路面結(jié)構(gòu)的使用性能。1.在基層下設(shè)置墊層的條件季節(jié)性冰凍地區(qū),路面總厚度小于最小防凍厚度要求時,根據(jù)路基干濕類型、土質(zhì)的不同,其差值即是墊層的厚度;水文地質(zhì)條件不良的士質(zhì)路塹,路床上濕度較大時,宜設(shè)置排水墊層: 路基可能產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻變形時,宜加設(shè)半剛性墊層。2. 墊層的寬度墊層材料應(yīng)與路基寬度相同,其最小厚度為150mm。3. 防凍墊層和排水墊層材料宜采用砂、砂礫等顆粒材料i 半剛性墊層宜采用低劑根水泥、

18、石灰或粉煤灰等無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料或土。二、基層基層應(yīng)具有足夠的抗沖刷能力和較大的剛度且抗變形能力強巳堅實、平整、整體性好。(1) 混凝土而層下設(shè)置基層的作用: 防止或減輕唧泥、板底脫空和錯臺等病害;在墊層共同作用下,控制或減少路基不均勻凍脹或體積變形對混凝上面層的不利影響;為混凝上面層施工提供穩(wěn)定而堅實的工作面,并改善接縫的傳荷能力。(2) 基層的選用原則: 根據(jù)交通等級和基層的抗沖刷能力來選擇基層。特重交通宜選用貧混凝土、碾壓混凝土或瀝青混凝上基層;重交通宜選用水泥穩(wěn)定粒料或瀝青穩(wěn)定碎石基層; 中、輕交通宜選擇水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料或級配粒料基層;濕潤和多雨地區(qū),繁重交通路段宜采用排水基層

19、。(3) 基層的寬度應(yīng)根據(jù)混凝上面層施工方式的不同比混凝上面層每側(cè)至少寬出300mm (小型機具施工時)、500mm (軌模式攤鋪機施工時) 或650mm (滑模式攤鋪機施工時)。(4) 各類基層結(jié)構(gòu)性能、施工或排水要求不同,厚度也不同。(5) 為防止下滲水影響路基,排水基層下應(yīng)設(shè)置由水泥穩(wěn)定粒料或密級配粒料組成的不透水底基層,底基層頂面宜鋪設(shè)瀝青封層或防水土工織物。(6) 碾壓混凝上基層應(yīng)設(shè)置與混凝上面層相對府的接縫。(7) 基層下未設(shè)墊層,路床為細(xì)粒士、黏土質(zhì)砂或級配不良砂(承受特重或重交通時),或者為細(xì)粒土(承受中等交通時),應(yīng)在基層下設(shè)置底基層。底基層可采用級配粒料、水泥穩(wěn)定粒料或石灰

20、粉煤灰穩(wěn)定粒料等。三、面層水泥混凝上面層應(yīng)具有足夠的強度、耐久性(抗凍性),表面抗滑、耐磨、平整。面層混凝土板常分為普通(素) 混凝土板、碾壓混凝土板、連續(xù)配筋混凝土板、預(yù)應(yīng)力混凝上和鋼筋混凝上板等。目前我國較多采用普通 (素) 混凝土板。1. 厚度普通混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土或連續(xù)配筋混凝上面層所需的厚度,根據(jù)交通等級、公路等級、變異水平等級按現(xiàn)行規(guī)范選擇并經(jīng)計算確定。計算厚度產(chǎn)生的混凝土彎拉強度應(yīng)大于最大荷載疲勞應(yīng)力和最大溫度疲勞應(yīng)力的疊加值。2. 混凝土彎拉強度現(xiàn)行城市道路工程設(shè)計規(guī)范CJJ 37一2012 規(guī)定,以28d 齡期的水泥混凝土彎拉強度控制面層混凝上的強度。面層水泥混凝

21、上的抗彎拉強度不得低于4.5MPa,決速路、主干路和重交通的其他道路的抗彎拉強度不得低于5. 0MPa,3. 接縫混凝土板在溫度變化影響下會產(chǎn)生脹縮。為防止脹縮作用導(dǎo)致板體裂縫或翹曲,混凝土板設(shè)有垂直相交的縱向和橫向縫,將混凝上板分為矩形板。一般相鄰的接縫對齊,不錯縫。每塊矩形板的板長按面層類型、厚度并由應(yīng)力計算確定??v向接縫與路線中線平行,并應(yīng)設(shè)置拉桿。橫向接縫可分為橫向縮縫、脹縫和橫向施工縫,快速路、主干路的橫向縮縫應(yīng)加設(shè)傳力桿;在鄰近橋梁或其他固定構(gòu)筑物處、板厚改變處、小半徑平曲線等處,應(yīng)設(shè)置脹縫。水泥混凝上面層自由邊緣,承受繁重交通的脹縫、施工縫,小于90的面層角隅,下穿市政管線路段,

22、以及雨水口和地下沒施的檢查井周圍,面層戊配筋補強。混凝土是剛性材料,又是脆性材料。因此,混凝土路面板的構(gòu)造措施,都是為了最大限度發(fā)揮其剛性特點,使路面能承受車輪荷載,保證行車平順;同時又為了克服其脆性的弱點,防止在車載和自然因素作用下發(fā)生開裂、破壞,最大限度提高其耐久性,延長服務(wù)周期。4. 抗滑性混凝上面層應(yīng)具有較大的粗糙度,即具備較高的抗滑性,以提高行車安全性??刹捎每滩?、壓槽、拉槽或拉毛等方法形成面層的構(gòu)造深度。2K311015 不同形式擋土墻的結(jié)構(gòu)特點1. 常用擋土墻結(jié)構(gòu)在城鎮(zhèn)道路的填上工程、城市橋梁的橋頭接坡工程中常用到重力式擋土墻、衡重式擋土墻、鋼筋混凝土懸臂式擋土墻和鋼筋混凝土扶壁

23、式擋土墻,其結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)特點簡述見表2K311015。常用的擋土墻結(jié)構(gòu)形式及特點 表2K311015重力式擋土墻依靠墻體的自重抵抗墻后土體的側(cè)向推力 (土壓力) ,以維持土體穩(wěn)定,多用料石或混凝土預(yù)制塊砌筑,或用混凝上澆筑,是目前城鎮(zhèn)道路常用的一種擋土墻形式。衡重式擋土墻的墻背在上下墻間設(shè)衡重臺,利用衡重臺上的填土重量使全墻重心后移增加墻體的穩(wěn)定性。擋土墻基礎(chǔ)地基承載力必須符合設(shè)計要求,并經(jīng)檢測驗收合格后方可進行后續(xù)工序施工。施工中應(yīng)按設(shè)計規(guī)定布設(shè)擋土墻的排水系統(tǒng)、泄水孔,反濾層和結(jié)構(gòu)變形縫。擋土墻投入使用時,應(yīng)進行墻體變形觀測,確認(rèn)合格。2. 擋土墻結(jié)構(gòu)受力擋土墻結(jié)構(gòu)會受到上體的側(cè)壓力作用

24、,該力的總值會隨結(jié)構(gòu)與土的相對位移及方向而變化,側(cè)壓力的分布會隨結(jié)構(gòu)施工程序及變形過程特性而變化。擋上墻結(jié)構(gòu)承受的上壓力有:靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力。靜止上壓力 (圖2K311015a): 若剛性的擋土墻保持原位靜止不動,墻背土層在未受任何干擾時,作用在墻上水平的壓應(yīng)力稱為靜止土壓力。其合力E。(kN/m)、強度為P。 (kPa)。主動上壓力 (圖2K311015b): 若剛性擋土墻在填上壓力作用下,背離填土一側(cè)移動,這時作用在墻上的土壓力將由靜止壓力逐漸減小,當(dāng)墻后土體達到極限平衡,土體開始剪裂,并產(chǎn)生連續(xù)滑動面,使土體下滑。這時土壓力減到最小值,稱為主動土壓力。合力和強度分別用E

25、a,(kN/m) 和 Pa(kPa)表示。被動土壓力 (圖2K311015c):若剛性擋土墻在外力作用下,向填土一側(cè)移動,這時作用在墻上的土壓力將由靜止壓力逐漸增大,當(dāng)墻后土體達到極限平衡,土體開始剪裂,出現(xiàn)連續(xù)滑動面,隨后土體向上擠出隆起,這時土壓力增到最大值,稱為被動土壓力。三種土壓力中,主動土壓力最??;靜止土壓力其次;被動土壓力最大,位移也最大。2K311020 城鎮(zhèn)道路路基施工2K311021 城鎮(zhèn)道路路基施工技術(shù)一、路基施工特點與程序(一)施工特點(1)城鎮(zhèn)道路路基工程施工處于露天作業(yè),受自然條件影響大;在工程施工區(qū)域內(nèi)的專業(yè)類型多、結(jié)構(gòu)物多、各專業(yè)管線縱橫交錯;專業(yè)之間及社會之間配

26、合工作多、干擾多,導(dǎo)致施工變化多。(2) 城鎮(zhèn)道路路構(gòu)工程包括路基 (路床) 本身及有關(guān)的土(石)方、沿線的涵洞、擋土墻、路肩、邊坡、排水管線等項目。(3) 路基施工以機械作業(yè)為主,人工配合為輔;人工配合土方作業(yè)時,必須設(shè)專人指揮; 采用流水或分段平行作業(yè)方式。(二) 基本流程1.準(zhǔn)備工作(1) 按照交通導(dǎo)行方案設(shè)置圍擋,導(dǎo)行臨時交通,(2) 開工前,施工項目技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)依據(jù)獲準(zhǔn)的施工方案向施工人員進行技術(shù)安全交底,強調(diào)工程難點、技術(shù)要點、安全措施: 使作業(yè)人員掌握要點,明確責(zé)任。(3) 施工控制樁放線測量,建立測量控制網(wǎng),恢復(fù)中線,補丁轉(zhuǎn)角樁、路兩側(cè)外邊樁等。2. 附屬構(gòu)筑物(1) 地下管線

27、、涵洞 (管) 等構(gòu)筑物是城鎮(zhèn)道路路基工程中必不可少的組成部分。涵洞(管) 等構(gòu)筑物可與路基(土方) 同時進行,但新建的地下管線施工必須遵循“先地下,后地上”、“先深后淺” 的原則。(2) 既有地下管線等構(gòu)筑物的拆改、加固保護。(3) 修筑地表水和地下水的排除設(shè)施,為后續(xù)的土、石方工程施工創(chuàng)造條件。3. 路基(土、石方) 施工開挖路塹、填筑路堤,整平路基、壓實路基、修整路床,修建防護工程等。二、路基施工要點(一) 填上路基當(dāng)原地面高程低于設(shè)計路基標(biāo)高時,需要填筑上方 (即填方路基)。(1) 路基填上不得使用腐殖土、生活垃圾土、淤泥、凍土塊或鹽漬土。填土內(nèi)不得含有草、樹根等雜物,粒徑超過100m

28、m 的土塊應(yīng)打碎。(2) 排除原地面積水,清除樹根、雜草、淤泥等。應(yīng)妥善處理墳坑、井穴,并分層填實至原基面高。(3) 填方段內(nèi)應(yīng)事先找平,當(dāng)?shù)孛嫫露榷赣? :5 時,需修成臺階形式,每層臺階高度不宜大于300m,寬度不應(yīng)小于1. 0m。(4) 根據(jù)測量中心線樁和下坡腳樁,分層填土,壓實。(5) 碾壓前檢查鋪筑土層的寬度與厚度,合格后即可碾壓,碾壓“先輕后重”,最后碾壓應(yīng)采用不小于12t 級的壓路機。(6) 填方高度內(nèi)的管涵頂面填上500mm 以上才能用壓路機碾壓,(7) 填上至最后一層時,應(yīng)按設(shè)計斷面、高程控制填上厚度,并及時碾壓修整。(二) 挖土路基當(dāng)路基設(shè)計高程低于原地面標(biāo)高時,需要挖土成

29、型 (即挖力路基) 。路從施工前,應(yīng)將現(xiàn)況地面上積水排除、疏干,將樹根坑、糞坑等部位進行技術(shù)處理。(2) 根據(jù)測量中線和邊樁開挖。(3) 挖力段不得超挖,應(yīng)留有碾壓而到設(shè)計高程的壓實量。(4) 壓路機不小于12t 級,碾壓應(yīng)自路兩邊向路中心進行,直至表面無明顯輪跡為止。(5) 碾壓時,應(yīng)視土的干濕程度而采取灑水或換上、晾曬等措施。(6) 過街雨水支管溝槽及檢查井周圍應(yīng)用石灰土或石灰粉煤灰砂礫填實。(三) 石方路基(1) 修筑填石路堤應(yīng)進行地表清理,先碼砌邊部,然后逐層水平填筑石料,確保邊坡穩(wěn)定。(2) 先修筑試驗段,以確定松鋪厚度、壓實機具組合、壓實遍數(shù)及沉降差等施工參數(shù)。(3) 填石路堤宜選

30、用12t 以上的振動壓路機、25t 以上輪胎壓路機或2. 5t 的夯錘壓(夯) 實。(4) 路基范圍內(nèi)管線、構(gòu)筑物四周的溝槽宜回填上料。三、質(zhì)量檢查與驗收檢驗與驗收項目: 主控項目為壓實度和彎沉值(0. 0lmm);一般項目有路基允許偏差和路床、路堤邊坡等要求。2K3l1022 城鎮(zhèn)道路路基壓實作業(yè)要求一、路基材料與填筑(一) 材料要求(1) 應(yīng)符合設(shè)計要求和有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。填料的強度(CBR) 應(yīng)符合設(shè)計要求,其最小值應(yīng)符合表2K311022 的規(guī)定。(2) 不應(yīng)使用沼澤土、泥炭土、有機上做路基填料。路基填料強度(CBR) 的最小值 表2K311022(二) 填筑(1) 填土應(yīng)分層進行。下層

31、填上合格后,力可進行上層填筑。路基填上寬度應(yīng)比設(shè)計寬度寬500mm.(2) 對過濕土翻松、晾干,或?qū)^干土均勻加水,使其含水量接近最佳含水量范圍之內(nèi)。二、路基壓實施工要點(一) 試驗段(1) 在正式進行路基壓實前,有條件時應(yīng)做試驗段,以便取得路基施工相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。(2) 試驗?zāi)康闹饕校?) 確定路基預(yù)沉量值;2) 合理選用壓實機具;選用機具考慮因素有道路不同等級、工程量大小、施工條件和工期要求等。3 ) 按壓實度要求,確定壓實遍數(shù)。4) 確定路基寬度內(nèi)每層虛鋪厚度。5) 根據(jù)土的類型、濕度、設(shè)備及場地條件,選擇壓實方式。(二) 路基下管道回填與壓實(1) 當(dāng)管道位于路基范圍內(nèi)時,其溝糟的回

32、填上壓實度應(yīng)符合給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范GB 50268一2008 的規(guī)定,且管頂以上500mm范圍內(nèi)不得使用壓路機。(2) 當(dāng)管道結(jié)構(gòu)頂面至路床的覆土厚度不大于500mm 時,應(yīng)對管道結(jié)構(gòu)進行加固。(3) 當(dāng)管道結(jié)構(gòu)頂面至路床的覆土厚度在500800mm 時,路基壓實時應(yīng)對管道結(jié)構(gòu)采取保護或加固措施。(三) 路基壓實(1) 壓實方法(式):重力壓實(靜壓) 和振動壓實兩種。(2) 土質(zhì)路基壓實原則: “先輕后重、先靜后振、先低后高、先慢后快,輪跡重疊。”壓路機最快速度不宜超過4km/h.(3) 碾壓應(yīng)從路基邊緣向中央進行,壓路機輪外緣距路基邊應(yīng)保持安全距離。(4) 碾壓不到的部位應(yīng)采用

33、小型夯壓機夯實,防止漏夯,要求夯擊面積重疊1/4一1/3。三、上質(zhì)路基壓實質(zhì)量檢查(1) 主要檢查各層壓實度和彎沉值,不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)采取措施改進。(2) 路床應(yīng)平整、堅實,無顯著輪跡、翻漿、波浪、起皮等現(xiàn)象。(3) 路堤邊坡應(yīng)密實、穩(wěn)定、平順。2K311023 巖土分類與不良土質(zhì)處理方法一、工程用土分類工程用土的分類方法有很多種,通常采用堅實系數(shù)分類方法,1. 一類土,松軟土主要包括砂土、粉土、沖積砂土層、疏松種植土、淤泥 (泥炭) 等,堅實系數(shù)為0.5-0.6。2. 二類土,普通上豐要包括粉質(zhì)黏土,潮濕的黃土,夾有碎石、卵石的砂,粉土混卵(碎) 石; 種植土、填土等,堅實系數(shù)為0. 60

34、. 8。3. 三類土,堅土主要包括軟及中等密實黏土,重粉質(zhì)黏土,礫石上,干黃土、含有碎石卵石的黃土、粉質(zhì)黏土;壓實的填上等,堅實系數(shù)為0. 8一1. 0。4. 四類土,砂礫堅土主要包括堅實密實的黏性土或黃土,含有碎石卵白的中等密實的黏性土或黃土,粗卵石;天然級配砂石, 軟泥灰?guī)r等,堅實系數(shù)為1.0一1.5。5. 五類土一八類土都是巖石類,不一一介紹。二、常用路基上的主要性能參數(shù)(1) 含水量w: 土中水的質(zhì)量與干上粒質(zhì)量之比;(2) 天然密度p: 土的質(zhì)量與其體積之比;(3) 孔隙比e: 土的孔隙體積與土粒體積之比;(4) 孔隙率n: 土的孔隙體積與土的體積之比;(5) 塑限wp: 土由可塑狀

35、態(tài)轉(zhuǎn)為半固體狀態(tài)時的界限含水量為塑性下限,稱為塑性界限,簡稱塑怍;(6) 液限wl: 土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)為流體狀態(tài)時的界限含水量為液性上限,稱為液性界限,簡稱液性;(7) 塑性指數(shù)IP: 土的液限與塑限之差值,IP=wl wp;(8) 液限指數(shù)Il:土的天然含水量與塑性之差值對塑性指數(shù)之比值,Il=(w一wp) /IP,Il可用以判別土的軟硬程度;Il0堅硬、半堅硬狀態(tài),0Il0.5 硬塑狀態(tài),0. 5Il 面;6) 關(guān)閉攪拌機械。在預(yù)(復(fù)) 攪下沉?xí)r,也可采用噴漿 (粉) 的施工工藝,但必須確保全樁長上下至少再重復(fù)攪拌一次。(4) 采用深層攪拌法提高被動區(qū)土體抗力,又無法在緊貼圍護墻體的位置形成

36、固結(jié)體時,須采用注漿等輔助加固措施,對中間未加固的土體進行填充加固;(5) 采用深層攪拌法加固基坑內(nèi)側(cè)深層地基時,應(yīng)注意施工對加固區(qū)上部土體的擾動,必要時采用低摻入比的水泥對加固區(qū)上部土體進行加固。(三) 高壓噴射注漿法(1) 高壓噴射注漿法對淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑或軟塑黏性土、粉土、 砂土、黃土、素填土和碎石土等地基都有良好的處理效果,但對于硬黏性土,含有較多的塊石或大量植物根莖的地基,因噴射流可能受到阻擋或削弱,使沖擊破碎力急劇下降,造成切削范圍小或影響處理效果。對于含有過多有機質(zhì)的土層,其處理效果取決于固結(jié)體的化學(xué)穩(wěn)定性。鑒于上述幾種土的組成復(fù)雜、差異懸殊,高壓噴射注漿處理的效果差別較大,

37、應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果確定其適用程度。對于濕陷性黃土地基,也應(yīng)預(yù)先進行現(xiàn)場試驗。(2) 高壓噴射有旋噴(固結(jié)體為圓柱狀)、定噴(固結(jié)體為壁狀)、和擺噴(固結(jié)體為扇狀) 等三種基本形狀,它們均可用下列方法實現(xiàn) (見圖2K313023-4):1) 單管法: 噴射高壓水泥漿液一種介質(zhì);2) 雙管法: 噴射高壓水泥漿液和壓縮空氣兩種介質(zhì);3) 三管法: 噴射高壓水流、壓縮空氣及水泥漿液三種介質(zhì)。由于上述三種噴射流的結(jié)構(gòu)和噴射的介質(zhì)不同,有效處理長度也不同,以三管法最長,雙管法次之,單管法最短。實踐表明,旋噴形式可采用單管法、雙管法和三管法中的任何一種方法。定噴和擺噴注漿常用雙管法和三管法。(3) 高壓旋噴

38、樁加固體的有效直徑或范圍應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗或工程經(jīng)驗確定。當(dāng)用于止水帷幕時,加固體的搭接應(yīng)大于30cm。(4) 高壓噴射注漿的施工參數(shù)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件、加固要求通過試驗或根據(jù)工程經(jīng)驗確定,并在施工中嚴(yán)格加以控制。單管法及雙管法的高壓水泥漿和三管法高壓水的爪力應(yīng)大于20MPa。高壓噴射注漿的主要材料為水泥,對于無特殊要求的工程,宜采用強度等級為32. 5 級及以上的普通硅酸鹽水泥。根據(jù)需要可加入適量的外加劑及摻合料。外加劑和摻合料的用量,應(yīng)通過試驗確定。 水灰比通常取0. 81. 5,常用為1. 0。(5) 高壓噴射注漿的全過程為鉆機就位. 鉆孔、置入注漿管、高壓噴射注漿和拔出注漿管等基本工序。泵及空

39、壓機的壓力、流量、水灰比及提升速度等施工參數(shù)一經(jīng)確定后應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行,井應(yīng)保證鉆孔的垂直度。施工結(jié)束后應(yīng)立即對機具和孔口進行清洗。在高壓噴射汴漿過程中出現(xiàn)壓力驟然下降、上升或冒漿異常時,應(yīng)查明原因并及時采取措施。(6) 高壓噴射注漿加固的檢驗,應(yīng)根據(jù)工程要求有所區(qū)別。用于基坑側(cè)壁擋水時,應(yīng)做好開挖期間的監(jiān)測,準(zhǔn)備好應(yīng)對局部滲漏的堵漏措施。( 四) 加固體水泥摻量與加固體強度在采用上述各種施工方法加固土體前,應(yīng)根據(jù)開挖深度和環(huán)境保護等級確定加固的固化劑摻量和強度技術(shù)指標(biāo)。加固體材料技術(shù)指標(biāo),包括加固體材料強度指標(biāo)(水泥標(biāo)號)、水泥摻量、加固體齡期、加固體強度等。加固時水泥(固化劑) 摻入量,是以每立

40、方米被加固軟土所拌的水泥重量計。加固體的強度取決于水泥摻量和齡期,其能摻入土中的固化劑含量因施工工法的不同而有所區(qū)別,對水泥固化劑而言,常用的水泥種類為普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥?;油馏w加固時的固化劑摻量和強度指標(biāo),受施工工法的限制,其能摻入土中的固化劑含量因施工工法的不同而有所區(qū)別,有關(guān)加固工法的水泥摻量及加固體強度一般如下:(1) 注漿加固時水泥摻入量不宜小于120kg/m3 ,水泥土加固體的28d 齡期無側(cè)限抗壓強度比原始土體的強度提高23 倍;(2) 雙(單) 軸水泥土攪拌樁的水泥摻入量不宜小于230kg/m3,水泥土加固體的28d 齡期無側(cè)限抗壓強度不宜低于0.6MPa;(3) 三軸

41、水泥土攪拌樁的水泥摻入量不宜小于360kg/m3 ,水泥土加固體的28d 齡期無側(cè)限抗壓強度不宜低于0. 8MPa;(4) 旋噴加固時水泥摻入量不宜小于450kg/m3 ,水泥土加固體的28d 齡期無側(cè)限抗壓強度不宜低于1.0MPa;上述水泥摻量及其強度的關(guān)系不是絕對的,因地層條件和環(huán)境保護要求有別。在固化劑種類和摻入量相同的情況下,漿液噴攪時,土的天然含水量越低,加固土的強度越高。此外,不同種類的土在相同的水泥摻入量條件下,兩者的加固體強度有差別,但其強度隨土中含水量增大而減少的遞減率比較接近。對有少量有機質(zhì)含量和淤泥質(zhì)黏土層厚度較大的地段及暗浜、雜填土、松散砂、淤泥質(zhì)土或流塑狀土等處,應(yīng)適

42、當(dāng)增加水泥摻量,或通過加固試驗確定。對重要復(fù)雜的基坑工程或基坑比較深且環(huán)境保護要求高的基坑工程,應(yīng)進行現(xiàn)場加固試驗確定其適應(yīng)性,合理確定加固方法和加固強度。2K313024 工程降水方法明挖基坑或喑挖(人工) 隧道施工均需降低地下水位,以保證施工安全。本條簡要介紹常見的降水方法及選擇條件。一 降水方法選擇基本要求(1) 基坑施工的地下水控制應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、基坑周邊環(huán)境要求及支護結(jié)構(gòu)形式選用截水、降水、集水明排或其組合方法。(2) 當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨娱_挖面,需要采用降低地下水方法疏干坑內(nèi)土層中水。疏干降水有增加坑內(nèi)土體強度的作用,有利于控制基坑圍護結(jié)構(gòu)變形。在軟土地區(qū)基坑開挖深度超

43、過3m,一般就要用井點降水。開挖深度淺時,亦可邊開挖邊用排水溝和集水井進行集水明排。(3) 當(dāng)基坑底為隔水層且層底作用有承壓水時,應(yīng)進行坑底抗承壓水突涌驗算。當(dāng)坑底含承壓水層且上部土體壓重不足以抵抗承壓水水頭時,應(yīng)布置降壓井降低承壓水水頭壓力,防止承壓水突涌,確保基坑開挖施工安全。(4) 當(dāng)因降水而危及基坑及周邊環(huán)境安全時,宜采用截水或回灌方法。(二) 工程降水技術(shù)方法可根據(jù)土層情況、滲透性、降水深度、周圍環(huán)境、支護結(jié)構(gòu)種類按表2K313024 選擇和設(shè)計。二、常見降水方法(一) 明溝、集水井排水(1) 當(dāng)基坑開挖不很深,基坑涌水量不大時,集水明排法是應(yīng)用最廣泛,亦是最簡單、經(jīng)濟的方法。明溝、

44、集水井排水多是在基坑的兩側(cè)或四周設(shè)置排水明溝,在基坑四角或每隔3040m 設(shè)置集水井,使基坑滲出的地下水通過排水明溝匯集于集水井內(nèi),然后用水泵將其排出基坑外 (見圖2K3130241) 。(2) 排水明溝宜布置在擬建建筑基礎(chǔ)邊0. 4m 以外,溝邊緣離開邊坡坡腳應(yīng)不小于0. 3m。排水明溝的底面應(yīng)比挖土面低0. 30. 4m。集水井底面應(yīng)比溝底面低0. 5m 以上,并隨基坑的挖深而加深,以保持水流暢通。(3) 明溝、集水井排水,視水量多少連續(xù)或間斷抽水,直至基礎(chǔ)施工完畢、回填土為止。(4) 當(dāng)基坑開挖的土層由多種土組成,中部夾有透水性能的砂類土,基坑側(cè)壁出現(xiàn)分層滲水時,可在基坑邊坡上按不同高程

45、分層設(shè)置明溝和集水井構(gòu)成明排水系統(tǒng),分層阻截和排除上部土層中的地下水,避免上層地下水沖刷基坑下部邊坡造成塌方。( 二) 井點降水(1) 當(dāng)基坑開挖較深,基坑涌水量大,且有圍護結(jié)構(gòu)時,應(yīng)選擇井點降水方法。即用真空(輕型) 井點、噴射井點或管井深入含水層內(nèi),用不斷抽水方式使地下水位下降至坑底以下,同時使土體產(chǎn)生固結(jié)以方便土方開挖。(2) 井點布置應(yīng)根據(jù)基坑平面形狀與大小、地質(zhì)和水文情況、工程性質(zhì)、降水深度等而定。當(dāng)基坑 (槽) 寬度小于6m 且降水深度不超過6m 時,可采用單排井點,布置在地下水上游一側(cè);當(dāng)基坑(槽) 寬度大于6m或土質(zhì)不良,滲透系數(shù)較大時,宜采用雙排井點,布置在基坑(槽) 的兩側(cè)

46、,當(dāng)基坑面積較大時,宜采用環(huán)形井點。挖土運輸設(shè)備出入道可不封閉,間距可達4m,一般留在地下水下游方向。(3) 井點管距坑壁不應(yīng)小于1.01. 5m,距離太小,易漏氣。井點間距一般為0. 81. 6m。集水總管高程宜盡量接近地下水位線并沿抽水水流方向有0. 25%0. 5%的上仰坡度,水泵軸心與總管齊平。井點管的入土深度應(yīng)根據(jù)降水深度及儲水層所有位置決定,但必須將濾水管埋入含水層內(nèi),并且比所挖基坑(溝、槽) 底深0. 9l. 2m,井點管的埋置深度應(yīng)經(jīng)計算確定。三、基坑的隔 (截) 水帷幕與坑內(nèi)外降水(一) 隔(截) 水帷幕(1) 采用隔 (截) 水帷幕的目的是切斷基坑外的地下水,阻止其流入基坑

47、內(nèi)部。截水帷幕的厚度應(yīng)滿足基坑防滲要求,截水帷幕的滲透系數(shù)宜小于1.010-6/s。(2) 當(dāng)?shù)叵潞畬訚B透性較強、厚度較大時,可采用懸掛式豎向截水與坑內(nèi)井點降水相結(jié)合或采用懸掛式豎向截水與水平封底相結(jié)合的方案。(3) 截水帷幕目前常用注漿、旋噴法、深層攪拌水泥土樁擋墻等結(jié)構(gòu)形式。(4) 基坑的隔(截) 水帷幕(或可以隔水的圍護結(jié)構(gòu)) 周圍的地下水滲流特征與降水目的、隔水帷幕的深度和含水層位置有關(guān),利用這些關(guān)系布置降水井可以提高降水的效率,減少降水對環(huán)境的影響。(5) 隔(截) 水帷幕與降水井布置大致可分成三種類型,需要依據(jù)有關(guān)條件綜合考慮。(二)隔(截) 水帷幕與降水井布置(1) 隔水帷幕隔

48、斷降水含水層基坑隔水帷幕深入降水含水層的隔水底板中,井點降水以疏干基坑內(nèi)的地下水為目的,見圖2K313024-2。這類隔水帷幕將基坑內(nèi)的地下水與基坑外的地下水分隔開來,基坑內(nèi)、外地下水無水力聯(lián)系。此時,應(yīng)把降水井布置于坑內(nèi),降水時,基坑外地下水不受影響。2.隔水帷幕底位于承壓水含水層隔水頂板中隔水帷幕底位于承壓水含水層頂板中,井點降水以降低基坑下部承壓含水層的水頭,防止基坑底板隆起或承壓水突涌為目的,見圖2K313024-3。這類隔水帷幕未將基坑內(nèi)、外承壓含水層分隔開。由于不受圍護結(jié)構(gòu)的影響,基坑內(nèi)、外地下水連通,這類井點降水影響范圍較大。此時,應(yīng)把降水井布置于基坑外側(cè)。因為即使布置在坑內(nèi),降

49、水依然會對基坑外水位有明顯影響,如果布置在基坑內(nèi)反而會多出封井問題。3. 隔水帷幕底位于承壓水含水層中隔水帷幕底位于承壓水含水層中,如果基坑開挖較淺,坑底未進入承壓水含水層,井點降水以降低承壓水水頭為目的;如果基坑開挖較深,坑底已經(jīng)進入承壓水含水層,井點降水前期以降低承壓水水頭為目的,后期以疏干承壓含水層為目的,見圖2K313024-4。這類隔水帷幕底位于承壓水含水層中,基坑內(nèi)、外承壓含水層部分被隔水帷幕隔開,僅含水層下部未被隔開。由于受圍護結(jié)構(gòu)的阻擋,在承壓含水層上部基坑內(nèi)、外地下水不連續(xù),下部含水層連續(xù)相通,地下水呈三維流態(tài)。隨著基坑內(nèi)水位降深的加大,基坑內(nèi)、外水位相差較大。在這類情況時,

50、應(yīng)把降水井布置于坑內(nèi)側(cè),這樣可以明顯減少降水對環(huán)境的影響,而且隔水帷幕插入承壓含水層越深,這種優(yōu)勢越明顯。2K313030 噴錨暗挖(礦山) 法施工2K313031 噴錨暗挖法的掘進方式選擇市政公用地下工程,因地下障礙物和周圍環(huán)境限制通常采用噴錨暗挖 (礦山) 法施工,本條以淺埋暗挖法為主介紹噴錨暗挖 (礦山) 法掘進方式的選擇。一、淺埋暗挖法與掘進方式線埋暗挖法施工因掘進方式不同,可分為眾多的具體施工方法,如全斷面法、正臺階法、環(huán)形開挖預(yù)留核心土法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、中洞法、側(cè)洞法、柱洞法等。(一) 全斷面開挖法(1) 全斷面開挖法適用于土質(zhì)穩(wěn)定、斷面較小的

51、隧道施工,適宜人工開挖或小型機械作業(yè)。(2) 全斷面開挖法采取自上而下一次開挖成形,沿著輪廓開挖,按施工方案一次進尺并及時進行初期支護。(3) 全斷面開挖法的優(yōu)點是可以減少開挖對圍巖的擾動次數(shù),有利于圍巖天然承載拱的形成,工序簡便;缺點是對地質(zhì)條件要求嚴(yán)格,圍巖必須有足夠的自穩(wěn)能力。(二) 臺階開挖法(1) 臺階開挖法適用于土質(zhì)較好的隧道施工,軟弱圍巖、第四紀(jì)沉積地層隧道。(2) 臺階開挖法將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個以上部分,即分成上下兩個工作面或幾個工作面,分步開挖。根據(jù)地層條件和機械配套情況,臺階法又可分為正臺階法和中隔壁臺階法等。正臺階法能較早使支護閉合,有利于控制其結(jié)構(gòu)變形及由此引起的地面沉降

52、。(3) 臺階開挖法優(yōu)點是具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度,靈活多變,適用性強。(4) 臺階開挖法注意事項1) 臺階數(shù)不宜過多,臺階長度要適當(dāng),對城市第四紀(jì)地層,臺階長度一般以控制在1D 內(nèi) (D一般指隧道跨度) 為宜。2) 對巖石地層,針對破碎地段可配合掛網(wǎng)噴錨支護施工,以防止落石和崩塌。( 三) 環(huán)形開挖預(yù)留核心土法(1) 環(huán)形開挖預(yù)留核心土法適用于一般土質(zhì)或易坍塌的軟弱圍巖、斷面較大的隧道施工。(2) 一般情況下,將斷面分成環(huán)形拱部 (見表2K313031示意圖中的1、2、3 號所示部位)、上部核心土、下部臺階等三部分(見表2K313031示意圖中4、5 號所示部位)。根據(jù)斷面的大小,

53、環(huán)形拱部又可分成幾塊交替開挖。環(huán)形開挖進尺為0. 51. 0m,不宜過長。臺階長度一般以控制在1D 內(nèi)為宜。(3) 施工作業(yè)流程: 用人工或單臂掘進機開挖環(huán)形拱部架立鋼支撐噴混凝土。在拱部初次支護保護下,為加快進度,宜采用挖掘機或單臂掘進機開挖核心土和下臺階,隨時接長鋼支撐和噴混凝土、封底。視初次支護的變形情況或施工步序,安排施工二次襯砌作業(yè)。(4) 本方法的主要優(yōu)點:1) 因為開挖過程中上部留有核心土支承著開挖面,能迅速及時地建造拱部初次支護,所以開挖工作面穩(wěn)定性好。2) 和臺階法一樣,核心土和下部開挖都是在拱部初次支護保護下進行的,施工安全性好。與超短臺階法相比,臺階長度可以適度加長,以減

54、少上、下臺階施工干擾。與下述的側(cè)壁法相比,施工機械化程度可相對提高,施工速度可加快。(5) 注意事項:1) 雖然核心土增強了開挖面的穩(wěn)定,但開挖中圍巖-要經(jīng)受多次擾動,而且斷面分塊多,支護結(jié)構(gòu)形成全斷面封閉的時間長,這些都有可能使圍巖變形增大。因此,常要結(jié)合輔助施工措施對開挖工作而及其前方巖體進行預(yù)支護或預(yù)加固。2) 由于拱形開挖高度較小,或地層松軟錨桿不易成型,所以對城市第四紀(jì)地層,施工中一般不設(shè)或少設(shè)錨桿。(四) 單側(cè)壁導(dǎo)坑法(1) 單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于斷面跨度大,地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖處隧道施工。(2) 單側(cè)壁導(dǎo)坑法是將斷面橫向分成3 塊或4 塊: 側(cè)壁導(dǎo)坑1、上臺階2、下臺階3(

55、見表2K313031中單側(cè)壁導(dǎo)坑法的示意圖) ,側(cè)壁導(dǎo)坑尺寸應(yīng)本著充分利用臺階的支撐作用,并考慮機械設(shè)備和施工條件而定。(3) 一般情況下側(cè)壁導(dǎo)坑寬度不宜超過0. 5 倍洞寬,高度以到起拱線為宜,這樣導(dǎo)坑可分二次開挖和支護,不需要架設(shè)工作平臺,人工架立鋼支撐也較方便。(4) 導(dǎo)坑與臺階的距離沒有硬性規(guī)定,但一般應(yīng)以導(dǎo)坑施工和臺階施工不發(fā)生干擾為原則。上、下臺階的距離則視圍巖情況參照短臺階法或超短臺階法擬定。(5) 單側(cè)壁導(dǎo)坑法每步開挖的寬度較小,而且封閉型的導(dǎo)坑初次支護承載能力大,因而變形較大。(五) 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(1) 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法又稱眼鏡工法。當(dāng)隧道跨度很大,地表沉陷要求嚴(yán)格,圍巖條件特別

56、差,單側(cè)壁導(dǎo)坑法難以控制圍巖變形時,可采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。(2) 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法一般是將斷面分成四塊:左、右側(cè)壁導(dǎo)坑、上部核心土2、下臺階3 (見表2K313031 中雙側(cè)壁導(dǎo)坑法示意圖)。導(dǎo)坑尺寸擬定的原則同前,但寬度不宜超過斷面最大跨度的1/3。左、右側(cè)導(dǎo)坑錯開的距離,應(yīng)根據(jù)開挖一側(cè)導(dǎo)坑所引起的圍巖應(yīng)力重分布的影響不致波及另一側(cè)已成導(dǎo)坑的原則確定。(3) 施工順序: 開挖一側(cè)導(dǎo)坑,并及時地將其初次支護閉合相隔適當(dāng)距離后開挖另一側(cè)導(dǎo)坑,并建造初次支護開挖上部核心土,建造拱部初次支護,拱腳支承在兩側(cè)壁導(dǎo)坑的初次支護上開挖下臺階,建造底部的初次支護,使初次攴護全斷面閉合拆除導(dǎo)坑臨空部分的初次支護施作

57、內(nèi)層襯砌。(4) 優(yōu)缺點:1) 雙側(cè)壁導(dǎo)坑祛雖然開挖斷面分塊多,擾動大,初次支護全斷面閉合的時間長,但每個分塊都是在開挖后立即各自閉合的,所以在施工中間變形幾乎不發(fā)展?,F(xiàn)場實測結(jié)果表明,雙側(cè)壁導(dǎo)坑法所引起的地表沉陷僅為短臺階法的1/2。2) 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工較為安全,但速度較慢,成本較高。(六) 中隔壁法和交叉叫隔壁法(1) 中隔壁法也稱CD工法,主要適用于地層較差、巖體不穩(wěn)定、且地面沉降要求嚴(yán)格的地下工程施工。(2) 當(dāng)CD工法不能滿足要求時,可在CD 工法基礎(chǔ)上加設(shè)臨時仰拱,即所謂的交叉中隔壁法(CRD工法)。(3) CD 工法和CRD 工法在大跨度隧道中應(yīng)用普遍,在施工中應(yīng)嚴(yán)格遵守正臺階

58、法的施工要點,尤其要考慮時空效應(yīng),每一步開挖必須快速,必須及時步步成環(huán),工作面留核心土或噴混凝土封閉,消除由于工作面應(yīng)力松弛而沉降值增大的現(xiàn)象。(七) 中洞法、側(cè)洞法、柱洞法、洞樁法當(dāng)?shù)貙訔l件差、斷面特大時,一般設(shè)計成多跨結(jié)構(gòu),跨與跨之間有梁、柱連接,一般采用中洞法、側(cè)洞法、柱洞法及洞樁法等施工,其核心思想是變大斷面為中小斷面,提高施工安全度。(1) 中洞法施工就是先開挖中間部分(中洞),在中洞內(nèi)施作梁、柱結(jié)構(gòu),然后再開挖兩側(cè)部分(側(cè)洞),并逐漸將側(cè)洞頂部荷載通過中洞初期支護轉(zhuǎn)移到梁、柱結(jié)構(gòu)上。由于中洞的跨度較大,施工中一般采用CD、CRD或雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進行施工。中洞法施工工序復(fù)雜,但兩側(cè)洞對

59、稱施工,比較容易解決側(cè)壓力從中洞初期支護轉(zhuǎn)移到梁柱上時的不平衡側(cè)壓力問題,施工引起的地面沉降較易控制。中洞法的特點是初期支護自上而下,每一步封閉成環(huán),環(huán)環(huán)相扣,二次襯砌自下而上施工,施工質(zhì)量容易得到保證。(2) 側(cè)洞法施工就是先開挖兩側(cè)部分 (側(cè)洞),在側(cè)洞內(nèi)做梁、柱結(jié)構(gòu),然后再開挖中間部分(中洞),并逐漸將中洞頂部荷載通過初期支護轉(zhuǎn)移到梁、柱上,這種施工方法在處理中洞頂部荷載轉(zhuǎn)移時,相對于中洞法要困難一些。兩側(cè)洞施工時,中洞上方土體經(jīng)受多次擾動,形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土體,該土體直接壓在中洞上,中洞施工若不夠謹(jǐn)慎就可能發(fā)生坍塌。(3) 柱洞法施工是先在立柱位置施作一個小導(dǎo)

60、洞,當(dāng)小導(dǎo)洞做好后,在洞內(nèi)再做底粱,形成一個細(xì)而高的縱向結(jié)構(gòu),柱洞法施工的關(guān)鍵是如何確保兩側(cè)開挖后初期支護同步作用在頂縱梁上,而且柱子左右水平力要同時加上且保持相等。(4) 洞樁法就是先挖洞,在洞內(nèi)制作挖孔樁,梁柱完成后,再施作頂部結(jié)構(gòu),然后在其保護下施工,實際上就是將蓋挖法施工的挖孔樁梁柱等轉(zhuǎn)入地下進行。二、掘進方式與選擇條件(1) 雖然掘進方式不同,各種具體施工方法都有其優(yōu)點和缺點 (施工注意事項);選擇前必須經(jīng)過現(xiàn)場條件調(diào)研分析,在技術(shù)經(jīng)濟綜合比較基礎(chǔ)上選擇較適宜的施工方法。(2) 上述不同掘進 (開挖) 方式與選擇考慮主要條件見表2K313031 所示,以供工程實踐中參考。2K3130

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