路基工程質(zhì)量控制與通病防治總體框架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(zhì)量控制要點(diǎn)05路基施工常見質(zhì)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(shè)你是一名道路工程師，將如何考慮設(shè)計(jì)一條道路？在設(shè)計(jì)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(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)、層狀彈性體系、塑性力學(xué)、粘彈性力學(xué)、斷裂力學(xué)等。無論路基路面工程理論多復(fù)雜，一般都不會超出上述研究范圍。設(shè)計(jì)師最簡單的解決思路步驟一：假設(shè)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(kuò)散角（例如450），將車輪荷載擴(kuò)散到路面結(jié)構(gòu)和路基各層，從而得到各路面和路基層頂?shù)膲簯?yīng)力σm。步驟三：在道路各層取芯，芯樣進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)（土進(jìn)行三軸試驗(yàn)），得到各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓強(qiáng)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(yīng)力，與材料抗壓強(qiáng)度比較，若σm≤σR，則計(jì)算通過，否則應(yīng)加大結(jié)構(gòu)層厚度或提高材料強(qiáng)度，直到滿足設(shè)計(jì)為止。路基路面理論的發(fā)展史20世紀(jì)初，美國麻省道路委員會發(fā)表了第一個路面計(jì)算公式。假定汽車是集中荷載，并以450擴(kuò)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(nèi)：1933年，Downs認(rèn)為荷載作用范圍是圓形而非正方形，擴(kuò)散角也并非450，而是某個與材料有關(guān)的角度θ：1934年，Gary認(rèn)為汽車并非集中力，而是半徑為a的圓形均布荷載：鄧學(xué)鈞《路面設(shè)計(jì)原理與方法》P107存在的缺陷：1力的擴(kuò)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(yīng)力和抗壓強(qiáng)度均衡，未考慮材料抗拉、抗剪等其他受力情形。3在20世紀(jì)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(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(jì)、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？路基路面理論的發(fā)展史以上簡化計(jì)算，基本反映了路基路面設(shè)計(jì)理論全過程。但缺點(diǎn)是模型比較粗糙、計(jì)算分析過于簡單，而且忽略了很多因素，難以適應(yīng)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(jìn)行必要的修正和完善。汽車交通荷載反復(fù)作用基層路基瀝青面層基層底拉應(yīng)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)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(fù)作用下路基壓應(yīng)變過大，塑性變形不斷累積；另一種基層或面層底拉應(yīng)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(yīng)變增大，帶動基層、面層底拉應(yīng)力增大。所以設(shè)計(jì)單位對彎沉控制后，層底拉應(yīng)力一般都也就不會超標(biāo)了，很多時候沒再去驗(yàn)算。）實(shí)際應(yīng)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(yīng)力和位移解析解彈性力學(xué)理論考慮車輪荷載在勻質(zhì)地基內(nèi)的傳遞集中力正下方垂直壓力拋物線（深度平方關(guān)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(kuò)散衰減2趨于平均（范圍增大）彈性力學(xué)理論地面荷載在土體內(nèi)的傳遞規(guī)律豎直集中力－布辛內(nèi)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(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)，呈軸對稱分布彈性力學(xué)理論地面面荷載在土體內(nèi)的的傳遞規(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0.01P）不同大小地面荷載載將產(chǎn)生不同“應(yīng)應(yīng)力泡”，土是分分層結(jié)構(gòu)，大荷載載“應(yīng)力泡”可能能深入下臥軟弱層層，引起較大的地地面沉降。故沿江江、沿海等下臥深深厚軟土地區(qū)，應(yīng)應(yīng)控制填土高度（（即減小荷載）來來減少地基處理的的費(fèi)用。硬殼層上述彈性力學(xué)分析析方法僅適用于路路基部分，因?yàn)槁仿坊こ淌歉飨蛲缘模ǜ鱾€方面面性質(zhì)都是一樣的的）半無限空間體體。但對路面結(jié)構(gòu)構(gòu)層來說，12%灰土底基層、水泥泥穩(wěn)定碎石基層、、瀝青面層，每一一層性質(zhì)都不一樣樣（回彈模量、抗抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)強(qiáng)度等），而且每每一層之間也可能能不連續(xù)，因此必必須采用更為復(fù)雜雜的層狀彈性體系系，并考慮適當(dāng)?shù)牡募僭O(shè)條件。層狀彈性體系E0彈性半無限空間體體系瀝青路面屬于分層層結(jié)構(gòu)，不滿足彈彈性半空間理論中中各向同性勻質(zhì)體體假設(shè)，所以采用用層狀體系理論更更符合實(shí)際情況。。目前，中國、美美國設(shè)計(jì)規(guī)范，殼殼牌法等設(shè)計(jì)方法法都是采用該理論論。層狀體系系理論仍仍然屬于于彈性力力學(xué)范疇疇，只是是增加兩兩個假設(shè)設(shè)豎直方向向各向異異性和層間接觸觸面連續(xù)續(xù)、無滑滑移。瀝青面層層層狀體體系理論論層狀體系系理論解解一般采采用簡化化圖解法法(諾謨圖)。缺點(diǎn)是是層數(shù)多多時，無無法繪制制諾謨圖圖，故一一般通過過模量換換算，把把多層體體系簡化化成最多多三層體體系（分分別代表表面層、、基層、、路基）），再采采用圖解解法。換算原則則按照轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成三三層體系系后，計(jì)計(jì)算點(diǎn)處處彎沉或或拉應(yīng)力力相等的的原則，，進(jìn)行換換算。路表彎沉沉：第1層作為三三層體系系上層，，最下層層半空間間體作為為下層，，第2至第n-1層換算成成模量為為第2層模量的的等效厚厚度。層底拉應(yīng)應(yīng)力：以計(jì)算算層底位位置為界界，其上上各層采采用該計(jì)計(jì)算層模模量代換換，其下下采用計(jì)計(jì)算層下下面一層層模量代代換，換換算為三三層體系系；計(jì)算算層是底底基層時時，底基基層其上上各層全全部采用用底基層層上那一一層的模模量代換換，底基基層保持持原模量量，換算算成三層層體系。。（原則是是計(jì)算層層的模量量不變，，其他層層按與計(jì)計(jì)算層最最接近那那層的模模量換算算。）三層體系系表面彎彎沉系數(shù)數(shù)諾謨圖圖三層連續(xù)續(xù)體系上層底面面拉應(yīng)力系系數(shù)諾謨謨圖（上層中中層層間間連續(xù)））三層連續(xù)續(xù)體系中層底面面拉應(yīng)力系系數(shù)諾謨謨圖（上層中中層層間間連續(xù)））（一）路路表計(jì)計(jì)算彎沉沉計(jì)算：：其中αL通過圖解解法求得得：αL代入路表計(jì)算算彎沉：：（承載能能力問題題）主圖梅花圖扇形圖三層體系系表面彎彎沉系數(shù)數(shù)諾謨圖圖三層連續(xù)續(xù)體系上層底面面拉應(yīng)力系系數(shù)諾謨謨圖（上層中中層層間間連續(xù)））三層連續(xù)續(xù)體系中層底面面拉應(yīng)力系系數(shù)諾謨謨圖（上層層中層層層間間連續(xù)續(xù)）（二））層層底計(jì)計(jì)算拉拉應(yīng)力力：主圖梅花圖圖扇形圖圖圖解法法原理理同計(jì)計(jì)算彎彎沉，，從略略！線性和和非線線性數(shù)數(shù)值分分析方方法計(jì)計(jì)算彎彎沉和和應(yīng)力力隨著近近代計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)運(yùn)算算能力力的提提高和和數(shù)值值分析析技術(shù)術(shù)的發(fā)發(fā)展，，目前前一些些科研研院校校也采采用數(shù)數(shù)值分分析的的方法法來計(jì)計(jì)算路路基路路面的的力學(xué)學(xué)行為為。一種是是線彈性性有限限單元元法：路基基路面面本質(zhì)質(zhì)上是是非線線性、、彈塑塑性材材料，，表現(xiàn)現(xiàn)為不不同荷荷載水水平下下的不不同剛剛度、、材料料塑性性等特特征。。但為為了保保證長長期使使用，，路基基路面面受力力一般般不會會大，，一般般情況況下非非線性性特征征并不不顯著著，而而且線線彈性性模型型計(jì)算算簡單單且容容易收收斂，，故此此方法法運(yùn)用用較廣廣泛。。設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范范中如如采用用回彈彈模量量、回回彈模模量試試驗(yàn)荷荷載水水平接接近實(shí)實(shí)際狀狀態(tài)等等措施施修正正，來來保證證模型型精度度。另一種種是非線性性有限限元法法：主要要考慮慮材料料非線線性，，通過過建立立土基基彈塑塑性、、基層層彈塑塑性、、瀝青青面層層粘彈彈性（（高溫溫）等等本構(gòu)構(gòu)模型型進(jìn)行行數(shù)值值模擬擬。以以及用用斷裂裂力學(xué)學(xué)考慮慮帶裂裂縫工工作、、用接接觸理理論考考慮層層間粘粘結(jié)失失效等等高度度非線線性問問題。?？傊?，，數(shù)值值分析析方法法能夠夠解決決復(fù)雜雜情況況下的的受力力問題題，能能夠進(jìn)進(jìn)行實(shí)實(shí)際狀狀態(tài)下下路基基路面面的仿仿真計(jì)計(jì)算，，潛力力巨大大，是是將來來研究究的重重要方方向。。交通荷荷載和和材料料疲勞勞一交交通通量和和軸載載<300萬300~1200萬1200~2500萬>2500萬根據(jù)國國家強(qiáng)強(qiáng)制性性標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《道路車輛外外廓尺寸、、軸荷及質(zhì)質(zhì)量限值》（GB1589-2004）與交通部部《超限車輛行行駛公路管管理規(guī)定》，我國道路路上行駛的的各類載重重車輛的軸軸載最大限限值，雙輪輪組單軸允許最最大軸重100KN；雙輪組雙聯(lián)軸允許許最大軸重重180KN。交通荷載和和材料疲勞勞渣土車超載載問題一般渣土車車核載質(zhì)量量12t（6-8方土），整備質(zhì)量量12t，總質(zhì)量24t，車輛后雙雙聯(lián)軸應(yīng)在在18t以內(nèi)。由于超載，，渣土車實(shí)實(shí)載一般20t（11方土），甚至多達(dá)達(dá)40t（22方土），后雙聯(lián)軸超超載達(dá)200%以上。車輛超載不不僅帶來很很大安全隱隱患，也給給城市道路路帶來很大大損害，尤尤其低等級級道路由于于超載渣土土車頻繁行行駛，很快快就發(fā)生荷荷載型結(jié)構(gòu)構(gòu)性損壞。。交通荷載和和材料疲勞勞二軸載載的轉(zhuǎn)換作用在路面面上的車輛輛軸載等級級不同，一一般將各種種不同軸載載按照等效效原理（等等破壞、等等厚度）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)軸載（（我國為10噸，即BZZ-100）。問題：某專門供運(yùn)運(yùn)輸特種設(shè)設(shè)備的100噸大型平板板運(yùn)輸車行行駛的廠區(qū)區(qū)道路，路路基路面結(jié)結(jié)構(gòu)層該如如何加固？？答案：不需要加固固！100噸平板車，，單根軸載載仍為10噸，相當(dāng)于于10輛10噸標(biāo)準(zhǔn)軸載載汽車駛過過，換算成成標(biāo)準(zhǔn)軸載載當(dāng)量次數(shù)為為10次；但若100噸為超載，，即全部由由1根車軸來承承擔(dān)，則換換算成標(biāo)注注軸載當(dāng)量量次數(shù)分別別為104.35=22387次、108=1億次（分別對瀝瀝青和半剛剛性基層））結(jié)論：超載載對道路路路面危害巨巨大！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半剛性材料抗疲疲勞能力差，超載危害性性更大交通荷載和材料料疲勞南京進(jìn)出城主通通道日交通量數(shù)據(jù)來源：《南京交通發(fā)展年年度報告（2014）》城市道路交通的的特點(diǎn)是次數(shù)多多，但軸載等級級小，以小客車車為主，故換算算成標(biāo)準(zhǔn)軸載次次數(shù)遠(yuǎn)小于公路路重交通等級，，其對路面性能能的要求低于公公路。但對不限制貨車車的快速路、公公交專用道、公公交港灣停靠站站等較大荷載部部位，標(biāo)準(zhǔn)不宜宜低于公路。南京快速內(nèi)環(huán)高高峰小時交通量量交通荷載和材料料疲勞幾條推論：1汽車軸載等級對對瀝青面層和半半剛性基層底拉拉應(yīng)力控制的設(shè)設(shè)計(jì)影響很大，，一般呈指數(shù)關(guān)關(guān)系。軸載增加加為2倍，相當(dāng)于交通通量分別增加到到20倍和256倍；汽車超載對道道路危害極大，，根據(jù)測算，一一輛超載2.5倍渣土車，分別相當(dāng)于54輛和1526輛標(biāo)準(zhǔn)渣土車對瀝瀝青層底、半剛剛性基層底造成成的損傷。2城市道路基本以小客車交交通為主，部分分中心城區(qū)限行行大貨車，所以以其對瀝青層底底和半剛性基層層底造成的損傷傷微乎其微（軸載低于30KN幾乎可忽略不計(jì)計(jì)）。其破壞模式以路表表瀝青、車轍和和水損壞為主，一般情況下，，極少數(shù)超載路路面才會出現(xiàn)此此類結(jié)構(gòu)性破壞壞。3城市道路質(zhì)量控控制應(yīng)體現(xiàn)與公公路交通差別化化，不宜過分追追求重交通下高高強(qiáng)度面層和基基層，而應(yīng)突出出如車轍、瀝青面層（穩(wěn)定定性、透水性、、適應(yīng)高低溫性性能等）、基層收縮開裂、水損壞等非荷載型結(jié)構(gòu)性性損壞為主。交通荷載和材料料疲勞三材料的疲疲勞強(qiáng)度材料極限強(qiáng)度σS測定：交通量的函數(shù)，，說明該系數(shù)考考慮了與作用次次數(shù)有關(guān)的材料料疲勞的因素現(xiàn)代路基路面設(shè)設(shè)計(jì)理論二瀝青路面面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)《公路瀝青路面設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD50-2006步驟：1根據(jù)使用年限預(yù)預(yù)測總交通量（（軸載次數(shù)），，確定路面設(shè)計(jì)計(jì)彎沉值：A分別為考慮道路路等級、面層、、基層因素的系系數(shù)2根據(jù)材料的抗疲疲勞特征，確定定路面結(jié)構(gòu)容許許抗拉強(qiáng)度值：：材料極限強(qiáng)度，，瀝青青或半剛性基層層疲勞折減系數(shù)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(jì)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(jì)要要求：按照預(yù)測的交交通量來計(jì)算算設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)計(jì)流程兩項(xiàng)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(jì)理論計(jì)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(jì)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(jì)算應(yīng)力過大大計(jì)算應(yīng)力滿足足按照預(yù)測的交交通量來計(jì)算算設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)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(jì)計(jì)規(guī)范》JTGD30-2004和《公路瀝青路面面設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》式5.1.8《城市道路路基基設(shè)計(jì)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)范更?。睦碚撋险f，，E0可以用承載板試驗(yàn)驗(yàn)取得，但由于設(shè)設(shè)備和操作（分級級加載、回歸分析析等）復(fù)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(shè)計(jì)彎沉值260（X0.01mm），通過公式：可可以以換算得對應(yīng)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(qiáng)度提出了要求，，但實(shí)行不太理想想，一是因?yàn)樵囼?yàn)驗(yàn)比較復(fù)雜，二是是因?yàn)榇罅垦芯勘肀砻鱁0和CBR具有一定對應(yīng)關(guān)系系，通過控制E0一般就能控制住CBR。路基土的力學(xué)、變變形特性回彈模量和加州承承載比CBR的區(qū)別與關(guān)系路基土E0與CBR試驗(yàn)從力學(xué)原理上上講完全不同的。。E0試驗(yàn)主要是根據(jù)壓壓力P與相應(yīng)的回彈變形形計(jì)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(jì)。E0是路基土宏觀性質(zhì)質(zhì)，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(qiáng)度。土基回彈模量能較較好反映土的部分分彈性性質(zhì)，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(fù)彈性變形形性質(zhì)。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(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)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(xué)、變變形特性土基回彈模量測定定程序繁瑣復(fù)雜，，尤其是新土基現(xiàn)現(xiàn)場；而CBR試驗(yàn)操作簡便，人人為誤差小，控制制遠(yuǎn)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(zhì)量控制運(yùn)用廣廣泛，但在我國主主要控制指標(biāo)是彎彎沉和壓實(shí)度，CBR則沒有得得到很廣廣泛的實(shí)實(shí)際應(yīng)用用。國內(nèi)內(nèi)外對于于回彈模模量E0和CBR之間關(guān)系系，做過過很多研研究：總的來說說，E0和CBR之間在特特定的條條件下存存在特定定的函數(shù)數(shù)關(guān)系，，但由于于我國幅幅員遼闊闊，地質(zhì)質(zhì)變化大大，并沒沒有統(tǒng)一一的公式式，具體體還應(yīng)分分別進(jìn)行行相應(yīng)的的試驗(yàn)為為好。趙明華《路基土回回彈模量量E_0和野外承承載比CBR研究》路基質(zhì)量量關(guān)鍵控控制指標(biāo)標(biāo)知識點(diǎn)：：回彈模量量E0一定程度度表征了了路基的的強(qiáng)度，，但并非非地基承承載力，，要注意意區(qū)別。。一般路路基承載載力都比比較大，，如振動動碾壓后后黃土承承載力能能達(dá)到0.2-0.3MPa（龐旭卿《路基黃土土強(qiáng)度特特性與地地基承載載力研究究》表5.5）。計(jì)算算表明，，路表0.7MPa汽車胎壓壓，經(jīng)路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)擴(kuò)散，，傳到路路基頂?shù)牡膲毫?.02MPa都不到（（鮑遠(yuǎn)驥《土基回彈彈模量分分析與研研究》P45土基E0=30MPa和應(yīng)變0.3922X10-3推算僅為為0.012MPa），遠(yuǎn)小小于路基基承載力力，加上上路基剛剛度不大大，也不不會產(chǎn)生生疲勞破破壞。因因此，我我國規(guī)范范僅對路路基回彈彈模量做做了最低低限制，，并不需需要校核核地基承承載力，，思路是是通過控控制路基基變形來來改善路面面結(jié)構(gòu)受受力和減少路基基塑性變變形。結(jié)論：土基承載載力（強(qiáng)度））一般不是是路基的的主要問問題，回回彈模量量（剛度））才是關(guān)鍵鍵性指標(biāo)標(biāo)，路基基施工中中的所有有活動都都是圍繞繞如何提高回彈彈模量和保持回彈彈模量穩(wěn)穩(wěn)定性兩個方面面展開的的。大量研究究表明：：1影響路基基回彈模模量的因因素非常常很多，，如土質(zhì)質(zhì)、含水水量、壓壓實(shí)度、、溫度、、季節(jié)交交替等，，控制好好這些因因素才能能提高回回彈模量量（即彎彎沉）和和穩(wěn)定性性。2路基的回回彈模量量對其上上方的瀝瀝青路面面結(jié)構(gòu)的的力學(xué)行行為影響響很大，，堅(jiān)實(shí)穩(wěn)穩(wěn)定的土土路基保保證了路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)良好的的運(yùn)行環(huán)環(huán)境?；貜椖Ａ苛康挠绊戫懸蛩赜绊懧坊貜椖ＤＡ恳蛩厮睾芏?，，但最主主要的三三大因素素是土質(zhì)土性性、含水率和壓實(shí)度。1不同土質(zhì)質(zhì)土性，，回彈模模量公式式：回彈模量量與土中中砂粒含含量M、含水率率Wx、塑性指指數(shù)Ipy等土性參參數(shù)有關(guān)關(guān)。舉例：砂性土塑塑性指數(shù)數(shù)Ipy為0，故回彈彈模量與與含水率率無關(guān)，，僅僅與與砂粒含含量M和壓實(shí)度度KL（輕型擊擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)）有關(guān)。由由于純砂砂砂粒含含量最高高，壓實(shí)實(shí)條件下下的回彈彈模量也也最大，，故規(guī)范范中規(guī)定定砂性土土是理想想的路基基填料））。（林繡賢賢《柔性路面面結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)方法法》）回彈模量的影影響因素2含水量3壓實(shí)度覃綺平《土基回彈模量量影響因素及及其相關(guān)關(guān)系系研究》一般地，含水水量越高土體體積膨脹越大大，導(dǎo)致壓實(shí)實(shí)度有所下降降，從而引起起回彈模量下下降。含水量對回彈彈模量的影響響，比壓實(shí)度度對回彈模量量的影響更大大、更加敏感感，而這點(diǎn)是是平時較為忽忽略的。一般來說，土土具有遇水膨膨脹、失水收收縮的現(xiàn)象，，細(xì)粒土尤其其明顯。由于路基施工工階段土含水水量與運(yùn)營階階段存在差異異，使得路基基在使用年限限內(nèi)體積不斷斷變化，進(jìn)而而引起回彈模模量變化，對對路面影響很很大。因此，，應(yīng)盡量減小小施工和運(yùn)營營階段路基土土含水量差異異。1控制運(yùn)營階段段含水量（截截水、排水、、隔水層、滲滲溝等）；2控制施工階段段含水量。含水率與干密密度不同壓實(shí)功、、含水量下的的干密度時偉《土基回彈模量量對瀝青路面面的影響及加加固層設(shè)計(jì)研研究》P191）路基碾壓壓時的含水量量，對運(yùn)營后后回彈模量、、體積穩(wěn)定性性影響很大。。干燥地區(qū)或路路基防水有保保證的可在低于最佳含水水量范圍取值；潮濕地區(qū)、浸浸水路基或路路基防水難以以保證的，應(yīng)在高于最佳含水水量范圍內(nèi)取值。。2）隨著壓實(shí)功功升高，擊實(shí)實(shí)曲線向左上上方移動，相相應(yīng)壓實(shí)度提提高、最佳含含水率降低。。故對含水量低于最最佳含水量的的土，可以通過增增加碾壓遍數(shù)數(shù)來提高壓實(shí)實(shí)度；含水量過高的的土，曲線右側(cè)逐逐漸趨于重合合，增加壓實(shí)實(shí)功對提高壓壓實(shí)度作用不不大，過高壓壓實(shí)功下，土土體將進(jìn)入““彈簧”狀態(tài)態(tài)（多用翻挖晾晾曬、摻入大大顆粒土或碎碎石改善）。路基含水量量與壓實(shí)度度（回彈模模量）關(guān)系系左圖反應(yīng)了了壓實(shí)含水量量與膨脹量關(guān)關(guān)系：土樣壓實(shí)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(jì)計(jì)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(yàn)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?yàn)闉閼?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)。主干道路面面78cm次干道路面面64cm支路路路面50cm路基質(zhì)量對路面面影響我國的公路瀝青青規(guī)范，對瀝青青面層、半剛性性基層設(shè)計(jì)指標(biāo)標(biāo)有兩個方面，，容許彎沉（ls≤ld）和層底拉應(yīng)力（σm≤σR）。理論和實(shí)測都都顯示，路基的的回彈模量對這這兩項(xiàng)指標(biāo)影響響很大，道路合合格的關(guān)鍵是具具有足夠的路基基回彈模量。武紅娟《土基回彈模量變變化對路面設(shè)計(jì)計(jì)的影響分析》左圖路面彎沉l和路基彎沉l0差值即為路面結(jié)結(jié)構(gòu)層的彎沉，，路基彎沉占路路面彎沉80%以上。路面彎沉沉不合格最大可可能路基彎沉不不合格，僅對路路面修補(bǔ)往往無無濟(jì)于事。時偉《土基回彈模量對對瀝青路面的影影響及加固層設(shè)設(shè)計(jì)研究》右圖特定路面結(jié)構(gòu)層層，提高土基回回彈模量對路面面抗疲勞作用次次數(shù)提高顯著，，反推即提高土土基回彈模量可可適當(dāng)減少路面面結(jié)構(gòu)層投入。。2013城市道路設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范即是此思路路）小結(jié)1路基路面計(jì)算理理論就是回答2個問題：汽車等荷載在路路基路面中產(chǎn)生生何種效應(yīng)？對對應(yīng)這些作作用的承載能力力如何？無論理論如何發(fā)發(fā)展，都僅是對對效應(yīng)和承載力兩個指標(biāo)細(xì)化完完善，更接近實(shí)實(shí)際而已。（如引入彈性力力學(xué)、彈性層狀狀理論分析路面面應(yīng)力、變形效效應(yīng)；引入疲勞勞考慮材料承載載力折減等。））2考慮材料疲勞后后，汽車軸載等等級與效應(yīng)呈指指數(shù)關(guān)系，軸載載超載對路面影影響非常大；城城市道路小汽車車居多，荷載作作用非常有限，，路面破壞大都都是路表瀝青、、車轍和水損壞壞為主，少見結(jié)結(jié)構(gòu)性破壞，設(shè)設(shè)計(jì)施工應(yīng)予充充分考慮。3路基質(zhì)量關(guān)鍵控控制指標(biāo)是回彈模量，由于回彈模量量需要多次反復(fù)復(fù)加載，所以一一般采用彎沉來來代替。路基回回彈模量對路面面的影響在于：：一是路基本身身變形過大，長長期以來會累積積形成過大塑性性變形；二是路路基變形過大會會導(dǎo)致其上的面面層和基層彎沉沉過大，以及層層底拉應(yīng)力過大大。02路基沉降和地基處理兩個重要概念的的辨析：壓密沉陷(換填)路基沉降（填方）1路面豎向變形主主要由回填體在在自重和荷載作作用下的壓密變變形產(chǎn)生。2原狀土由于置換換作用并無附加加荷載，因此不不會產(chǎn)生沉降，，而荷載作用對對原狀土影響又又幾乎忽略不計(jì)計(jì)。3從質(zhì)量量控制制的角角度，，只要要控制制好回回填體體密實(shí)實(shí)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(jì)計(jì)。3從質(zhì)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(shè)設(shè)計(jì)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(zhì)量量是可可控的的，主主要通通過分分區(qū)壓壓實(shí)來來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，按按規(guī)范范要求求壓實(shí)實(shí)，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(yīng)應(yīng)在計(jì)計(jì)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(zhì)量量驗(yàn)收收規(guī)范范城市軟軟土地地質(zhì)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(zhì)亞亞黏土土層，，物理理力學(xué)學(xué)很差差、壓壓縮性性很強(qiáng)強(qiáng)。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(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)修筑筑高路路堤，，地基基處理理的費(fèi)費(fèi)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?xí)r高高填方方所需需地基基處理理費(fèi)用用）。。因此，，為了了節(jié)約約造價價，這這些地地區(qū)的的規(guī)劃劃城市市道路路時都都采用用低路路堤方方案，，代價價是地地下水水位高高，路路基運(yùn)運(yùn)行環(huán)環(huán)境比比較差差，由由此會會增加加一部部分處處置費(fèi)費(fèi)用。。如浦浦口新新城道道路建建設(shè)時時，原原地面面鋪設(shè)設(shè)一層層70cm碎石土土（碎碎石：：土=70:30），改改善基基底條條件；；連云云港新新浦道道路下下有一一層不不小于于10m的海淤淤泥層層，非非常難難以處處理，，所以以市區(qū)區(qū)道路路填土土高度度比較較小，，一般般是施施工一一層1m左右山山皮土土，大大力碾碾壓嵌嵌入地地面硬硬殼層層加固固后，，再鋪鋪筑路路基。。原則則都是是盡量量不要要給下下方軟軟弱土土層增增加過過多的的附加加應(yīng)力力，控控制地地面沉沉降。。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要受力力自重應(yīng)力σB車輪荷載σZ此深度車輪荷載僅僅為自重應(yīng)力10%(其下近似忽略)此深度稱為路基工工作區(qū)深度Za路基的壓密作用—路基作用區(qū)深度自重應(yīng)力車輪荷載采用車輪荷載集中中力簡化模式下注意點(diǎn)：如左表所示，汽車車作用深度是完全均質(zhì)路基下的作用深度(類似汽車直接行駛駛在路基上)。實(shí)際上，由于路路面結(jié)構(gòu)層剛度大大(硬殼層)，擴(kuò)散作用強(qiáng)，實(shí)實(shí)際作用深度遠(yuǎn)小小于此值。鄧學(xué)鈞《路面設(shè)計(jì)原理與方方法》P41胸口碎大石硬殼層的擴(kuò)散作用用泥地鋪鋼板路基均質(zhì)條件下，，汽車作用深度（（即產(chǎn)生壓密作用用的范圍）為1-3m，但實(shí)際上由于基基層、面層剛度比比較大（類似于硬硬殼層作用），對對車輪作用擴(kuò)散后后，實(shí)際深度會大大大低于此數(shù)值，，一般在0.6-1.5m左右?？紤]路面面作為硬硬殼層的的路基作作用區(qū)深深度計(jì)算算方法路面結(jié)構(gòu)構(gòu)等效厚厚度法：：根據(jù)對路路基表面面壓力等等效的原原理，把把剛度大大的路面面結(jié)構(gòu)層層，換算算成與土土路基剛剛度相同同的一定定厚度的的等效路路基（以以剛度換換厚度））。肖鵬《道路路基基工作區(qū)區(qū)與路基基路面結(jié)結(jié)構(gòu)分析析》計(jì)算表明明，采用用路面結(jié)結(jié)構(gòu)等效效厚度法法換算后后，常規(guī)規(guī)厚度路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)層可等等效為2m以上土路路基厚度度。意味著小小型汽車車車輪荷荷載作用用范圍不不會超出出路面結(jié)結(jié)構(gòu)層深深度；但但對于大大型載重重貨車，，特別是是超載車車輛，作作用深度度會超出出路面結(jié)結(jié)構(gòu)層，，深達(dá)路路基內(nèi)一一定范圍圍。路面路基小型汽車車大型載重重貨車問題來了了：為為什么道道路工程程定義了了“路床床”這一一概念？？對大型載載重貨車車，路面面結(jié)構(gòu)層層以下0.8m路基可能能在汽車車作用深深度范圍圍內(nèi)，收收到汽車車荷載作作用較大大，強(qiáng)度度、剛度度和穩(wěn)定定性對道道路整體體功能至至關(guān)重要要，所以以必須重重視。ZaZa公路路基基設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范JTGD30-2004城市道路路路基設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范CJJ194-2013城鎮(zhèn)道路路工程施施工與質(zhì)質(zhì)量驗(yàn)收收規(guī)范CJJ1-2008路基的沉沉降—分層總和和法計(jì)算算路基最最終總沉沉降地基受附加荷載載作用，最終沉降多大大是可以以計(jì)算的的，最簡簡單的方方法是分層總和和法，具體又又分成e-p曲線法或或e-logp曲線法。。方法簡述述：壓力越大大土越密密實(shí)，取取土樣進(jìn)進(jìn)行室內(nèi)內(nèi)試驗(yàn)，，可得到到不同壓壓力下土土的孔隙隙比（即e-p曲線或或e-logp曲線）。根據(jù)據(jù)曲線分分層計(jì)算算地基未未加載時時的自重重應(yīng)力對對應(yīng)初始始孔隙比比e0，再計(jì)算算加載后后的附加加荷載對對應(yīng)孔隙隙比ei，孔隙比比之變化化就是沉沉降量Si，然后將將每層沉沉降量相相加就得得到總沉沉降量S。用e-p曲線分層層總和法法計(jì)算總總沉降簡簡例既然有了了e-p曲線法，，為何還還要提出出e-logp曲線法？？e-p曲線法簡單直觀、、計(jì)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(yàn)，已已經(jīng)破壞了土土的結(jié)構(gòu)，而而現(xiàn)場土實(shí)際際e-p曲線與室內(nèi)試試驗(yàn)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)，曲線急劇變變陡，繼而近近乎直線向下下延伸；（2）當(dāng)壓力較較大時，它們們的壓縮曲線線都近乎直線線，且大致交于C點(diǎn)，而C點(diǎn)的縱坐標(biāo)約約為0.42eo，eo為試樣的初始始孔隙比。利用這一特性性，可以根據(jù)據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)的的e-logp曲線推算現(xiàn)場場土實(shí)際e-logp曲線。然后根根據(jù)現(xiàn)場壓縮縮曲線用分層層總和法計(jì)算算最終沉降量量。說明：壓欠固固結(jié)土現(xiàn)場壓壓縮曲線同正正常固結(jié)土。。分層總和法能能夠計(jì)算出地地基的最終沉降量，但一般要8-10年甚至更長時時間才能到位位（和土的滲透透性、排水邊邊界等有關(guān)）），工程中有必必要了解某一一時刻的沉降降量（比如竣工時時、運(yùn)營1年等），就必須用固固結(jié)理論。土的固結(jié)過程程是孔隙水壓壓力隨著水的的流失逐漸消消散，土的有有效應(yīng)力不斷斷增加，土體體不斷被壓縮縮的過程。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一維滲流固結(jié)結(jié)模型根據(jù)上述固結(jié)結(jié)理論模型：：1可以根據(jù)土骨骨架體積變化化（彈簧變形形）、土的滲滲透性（出水水管的排水能能力）、加載載量和加載速速度（外力施施加），來計(jì)計(jì)算任意時刻刻的土體固結(jié)結(jié)度U，從而計(jì)算出出相應(yīng)土的沉沉降量。2壓力越大、排排水通道越多多越近，則土土固結(jié)速度越越快，排水固固結(jié)法就是利利用這一特點(diǎn)點(diǎn)，通過預(yù)加加載（堆土、、振動、負(fù)壓壓等方式）結(jié)結(jié)合增加排水水邊界（砂墊墊層、砂樁、、塑料排水板板等），來實(shí)實(shí)現(xiàn)低滲透性性土短時間固固結(jié)。降水強(qiáng)夯+高真空擊密工工法（同濟(jì)大學(xué)-葉觀寶）施工之前軟土地基處理理的原理主要要有5種：1置換法，用高強(qiáng)度的的材料或高密密實(shí)度，置換換低強(qiáng)度的原原土（PHC樁、振沖置換換等）；2排水法，施工期間讓讓土體排水固固結(jié)到位（砂墊層、砂砂樁、排水塑塑料板、等））；3加筋法，加強(qiáng)側(cè)向約約束來提高承承載力（反壓護(hù)道、、加筋土、土土工織物法等等）；4致密法，施工期間模模擬運(yùn)營荷載載，使得土體體沉降提前發(fā)發(fā)揮出來（堆載預(yù)壓、、真空預(yù)壓、、強(qiáng)夯）；5固化法，向土中注入入膠質(zhì)材料，，形成高強(qiáng)度度土體或柱體體加固地基（深攪樁、旋旋噴樁、壓密密注漿）。此外，每種加加固方式中也也有其他作用用，如堆載也也有排水固結(jié)結(jié)作用、振沖沖置換也有致致密作用等；；多種方法也也可聯(lián)合使用用，如強(qiáng)夯+排水、堆載+排水等。軟土地基處理理復(fù)合地基compositefoundation部分土體被增增強(qiáng)或被置換換，形成由地地基土和豎向向增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載載的人工地基。。土體增強(qiáng)的的方式有旋噴噴樁、深攪樁樁、注漿、樹樹根樁、CFG樁（水泥粉煤灰灰碎石樁）、PHC管樁、振沖碎碎石樁等。采采用灌注樁、、預(yù)制鋼筋混混凝地基處理的方方式很多，主主要介紹最常常用的復(fù)合地地基（水泥深深攪樁）工作作原理和質(zhì)量量控制土樁等，樁間間土基本不承承受荷載的情情況下，為剛剛性地基；采采用淺層換填填、砂墊層、、加筋土等加加固方式，為為柔性地基。。振沖碎石樁：：CFG樁（水泥粉煤灰灰碎石樁）：高壓旋噴樁：：單重管：水泥、水稱稱量進(jìn)行攪拌拌混合，輸入入至高壓泵；；雙重管：水泥漿（20MPa）與壓縮空氣（0.7MPa）同時噴射，單單重管和雙重重管噴射管較較細(xì)，孔徑在在5cm以內(nèi)；三重管：高壓水（20MPa）噴射流周圍，，環(huán)繞一股圓圓筒狀氣流（0.7MPa），切割土體同同時注入漿液液（2-5MPa）填充，并將噴噴嘴同步旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)提升。管直直徑通常為7~9cm，有時需要預(yù)預(yù)先鉆一個直直徑為15cm的孔再施工。。水泥攪拌樁地地基處理原理理和質(zhì)量控制制水泥土攪拌樁樁法是以水泥泥等材料作為為固化劑，通通過特制的深深層攪拌機(jī)械械，將固化劑劑(漿體或粉體)和地基土強(qiáng)制制攪拌，使軟軟土硬結(jié)成具具有整體性、、水穩(wěn)定性和和一定強(qiáng)度的的樁體的地基基處理方法。。三軸攪拌樁機(jī)機(jī)組成：鉆孔機(jī)：動力頭+鉆桿桿+樁架+下下部支撐架動力頭：提升升導(dǎo)向機(jī)構(gòu)+電機(jī)（2*75/90KW）螺旋鉆桿：咬咬合攪拌支撐：垂直度度保證打樁架：液壓步履式、、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螺旋葉片螺旋鉆頭步履式打樁架架履帶式打樁架架水泥土的力學(xué)學(xué)性質(zhì)1）無側(cè)限抗壓強(qiáng)強(qiáng)度qu：0.3～4.0MPa之間，比原狀狀土提高幾十十倍至幾百倍倍；（飽和粘土qu一般為0.1～0.2MPa）2）抗拉強(qiáng)度：qu為0.5~4.0MPa時，抗拉強(qiáng)度度為0.1~0.7MPa(即0.15~0.25qu)；（路基填土抗抗拉強(qiáng)度0.02～0.04MPa）李曉軍《路基填土抗拉拉強(qiáng)度測定的的實(shí)驗(yàn)研究》3）抗剪強(qiáng)度：qu為0.5~4.0MPa時，抗剪強(qiáng)度度為0.1~1.0MPa(即0.20~0.30qu)，內(nèi)摩擦角為為20o~30o；（粘土抗剪強(qiáng)強(qiáng)度（即內(nèi)聚聚力）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）；（粘土變形模模量E010～30MPa）5）壓縮系數(shù)：av為（2.0~3.5）×10-2(MPa)-1(低壓縮性土)，壓縮模量Es60~100MPa。（粘土壓縮模模量ES可塑：4～16MPa半干硬：16～59MPa）水泥土的物理理性質(zhì)1）重度：當(dāng)水泥摻入比比在8%～20%之間，水泥土土重度比原狀狀土增加約3%～6%2）含水量：：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(jì)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(yàn)值設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值經(jīng)驗(yàn)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(jì)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(jì)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(jì)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(shí)際上上在勘察、、設(shè)計(jì)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(shí)體樁身強(qiáng)強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以保證樁基設(shè)設(shè)計(jì)承載力充分分發(fā)揮。應(yīng)注意意：水泥攪拌樁地基基處理施工質(zhì)量量控制要點(diǎn)1由于水泥土強(qiáng)度度不太高，所能能承受上部荷載載有限，一味增增加攪拌樁長度度并不能提高單單樁承載力，所所以規(guī)范規(guī)定了了攪拌樁長度一一般不宜超過15m，但從控制沉降降角度來說，攪攪拌樁宜穿透軟軟土層到達(dá)持力力層。（反過來又對樁樁身強(qiáng)度提出了了更高要求，尤尤其是埋深較深深的狀體）2研究表明，水泥泥深攪樁現(xiàn)場取取芯無側(cè)向抗壓壓強(qiáng)度（10d）一般僅為室內(nèi)內(nèi)強(qiáng)度的0.48（一半不到），，其原因有現(xiàn)場場條件較室內(nèi)不不利和取芯損傷傷等，但現(xiàn)場后后期增長較快，，比值可達(dá)到0.65。目前我站監(jiān)督人人員接收到關(guān)于于水泥土的無側(cè)側(cè)向抗壓強(qiáng)度為為室內(nèi)試驗(yàn)強(qiáng)度度，并不代表現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)際強(qiáng)度，，尤其對于一些些結(jié)構(gòu)性工程的的地基處理應(yīng)要要求設(shè)計(jì)單位提提出現(xiàn)場取芯部部位、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)等。（類似于混凝土土的同條件試塊塊、回彈）（何開勝《超長水泥土攪拌拌樁的試驗(yàn)研究究和工程應(yīng)用》）3注漿后必須充分分?jǐn)嚢?，才能使使得水泥漿均勻勻地分布于樁身身內(nèi)形成整體水水泥土，否則會會富集形成水泥泥塊，樁身強(qiáng)度度達(dá)不到要求。。試驗(yàn)和檢測結(jié)果果表明，只有在在每次噴漿后水水泥土每點(diǎn)攪土土次數(shù)大于40時,才能達(dá)到樁身水水泥土拌和均勻勻、基本無水泥泥漿富集，葉片片攪土次數(shù)計(jì)算算公式見下：（何開勝《超長水泥土攪拌拌樁的試驗(yàn)研究究和工程應(yīng)用》）監(jiān)督人員在現(xiàn)場場應(yīng)檢查攪拌樁樁施工方案，大大致測算是否滿滿足均勻攪拌的的要求，并監(jiān)督督現(xiàn)場是否嚴(yán)格格按照方案實(shí)施施到位（現(xiàn)場查查看+施工原始記錄））。三軸攪拌樁施工工主要技術(shù)參數(shù)數(shù)表序號技術(shù)參數(shù)項(xiàng)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、二次次攪拌”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)下沉攪拌5重復(fù)提升攪拌6成樁“二次噴漿、三三次攪拌”施工工流程：在圖示步驟5作業(yè)時也進(jìn)行注注漿，以后再重重復(fù)4與5的過程。1定位2預(yù)攪拌下沉3噴漿攪拌上升4重復(fù)攪拌下沉5重復(fù)攪拌上升6完畢,移機(jī)4根據(jù)《建筑地基處理技技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012的要求：7.1.2對有粘結(jié)強(qiáng)度復(fù)復(fù)合地基增強(qiáng)體體應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度及及樁身完整性檢檢驗(yàn)。7.1.3復(fù)合地基承載力力的驗(yàn)收檢驗(yàn)應(yīng)應(yīng)采用復(fù)合地基基靜載荷試驗(yàn)，，對有粘結(jié)強(qiáng)度度的復(fù)合地基增增強(qiáng)體尚應(yīng)進(jìn)行行單樁靜荷載試試驗(yàn)。以上均為規(guī)范強(qiáng)強(qiáng)制性條文，目目前我市市政工工程對深攪樁檢檢測基本局限于于水泥土室內(nèi)無無側(cè)限強(qiáng)度為主主，現(xiàn)場取芯、、標(biāo)貫試驗(yàn)或輕輕便觸探、靜載載荷試驗(yàn)等均未未列為常規(guī)檢測測項(xiàng)目，應(yīng)在今今后工作中予以以加強(qiáng)。02路基承載力和邊坡穩(wěn)定性對工程中強(qiáng)度概概念的思考1混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方方體試塊抗壓強(qiáng)強(qiáng)度試驗(yàn)（150X150X150mm）混凝土立方體試試塊抗壓強(qiáng)度試試驗(yàn)，按承壓板板與試塊接觸面面光滑（涂潤滑滑油）與否，結(jié)結(jié)果：摩擦力不涂潤滑劑涂潤滑劑（1）涂潤滑油接觸面間無摩擦擦力，試塊壓縮縮后豎向壓縮和和橫向膨脹作用用，試塊體內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生水平拉應(yīng)力力，當(dāng)超過抗拉拉強(qiáng)度時，會由由外而內(nèi)形成豎豎向短柱破壞。。此法測得抗壓強(qiáng)強(qiáng)度較小。（2）不涂潤滑油接觸面間的摩擦擦力對試塊上下下端形成橫向約約束套箍，限制制橫向變形，故故破壞從無橫向向約束的中部開開始，此部位剝剝落情況也最嚴(yán)嚴(yán)重的。此法測得的抗壓壓強(qiáng)度較大，是是我國標(biāo)準(zhǔn)立方方體試塊抗壓強(qiáng)強(qiáng)度（強(qiáng)度等級級）采用的試驗(yàn)驗(yàn)方法。工程力學(xué)中強(qiáng)度度的類型結(jié)論：材料顆?；蚍肿幼樱ㄈ缢嚎s縮存在極限，故故任何物體受壓壓的潛能都是無無限的，但由于于受壓體內(nèi)同時時還存在拉、剪剪等應(yīng)力狀態(tài)，，根據(jù)短板原理理，材料最終是是受拉或受剪破破壞。因此，宏觀上的的抗壓強(qiáng)度，實(shí)實(shí)質(zhì)上還是由抗抗拉或抗剪強(qiáng)度度決定的。（前述涂潤滑劑劑試塊即是混凝凝土抗拉強(qiáng)度不不足而形成短柱柱開裂的）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(shí)實(shí)、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(jì)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(yàn)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(shí)，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(shí)實(shí)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。。工程概況江北某某地下下綜合合管廊廊，近近期實(shí)實(shí)施總總長約約13Km，納入入給水水、電電力、、空調(diào)調(diào)水及及聯(lián)合合通信信管道道等，，總投投資近近6億元，，BT模式建建設(shè)。。管廊橫橫斷面面布置置圖單倉管管廊雙倉管管廊道路橫橫斷面面上，，綜合合管廊廊分別別位于于道路路分隔隔帶和和兩側(cè)側(cè)綠化化帶內(nèi)內(nèi)，采采用單單倉、、雙倉倉兩種種截面面形式式。側(cè)向約約束解解除導(dǎo)導(dǎo)致地地基承承載力力喪失失的案案例：：——浦口新新城核核心區(qū)區(qū)綜合合管廊廊工程程開裂裂事故故2012年初，，建設(shè)設(shè)單位位組織織施工工、監(jiān)監(jiān)理單單位開開始管管廊施施工，，質(zhì)監(jiān)監(jiān)站巡巡查中中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)：管管廊設(shè)設(shè)計(jì)文文件未未進(jìn)行行審查查，設(shè)設(shè)計(jì)單單位也也未進(jìn)進(jìn)行進(jìn)進(jìn)市備備案，，當(dāng)即即給予予下發(fā)發(fā)局部部停工工令，，責(zé)成成建設(shè)設(shè)單位位迅速速完善善圖審審手續(xù)續(xù)，否否則不不得施施工。。建設(shè)單位相相關(guān)人員因因各種原因因始終沒有有解決，但但工程仍在在進(jìn)行。為為此，質(zhì)監(jiān)監(jiān)站進(jìn)一步步加強(qiáng)與建建設(shè)單位領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)溝通，，指出問題題嚴(yán)重性，，尤其是涉涉及結(jié)構(gòu)安安全的，如如設(shè)計(jì)不符符合強(qiáng)制性性要求的，，產(chǎn)生的后后果可能會會很嚴(yán)重。。二事故故發(fā)生過程程管廊分段處處錯臺、漏漏水9月11日，在I標(biāo)段試驗(yàn)段段，基坑回回填后鋼板板樁拔除作作業(yè)中，發(fā)發(fā)現(xiàn)有三節(jié)節(jié)管廊存在在8-10cm不均勻沉降降，導(dǎo)致沉沉降縫處橡橡膠止水帶帶失效，接接縫漏水。。第一次管廊廊質(zhì)量問題題1、鋼板樁拔拔除在土體體中留下空空隙，加上上拔樁時帶帶出的大量量泥土使得得空隙加大大。隨著拔拔除鋼板樁樁數(shù)量的增增加，這類類空隙逐漸漸累積。2、當(dāng)空隙累累積到一定定程度，會會導(dǎo)致管廊廊下部砂性性土失去側(cè)側(cè)向約束而而開始向兩兩側(cè)失穩(wěn)坍坍塌，拔樁樁的震動又又進(jìn)一步加加劇了這種種失穩(wěn)坍塌塌。3、隨著下部部土體的失失穩(wěn)坍塌，，管廊與持持力層同步步沉降。由由于拔樁先先后順序和和施工差異異，不同管管節(jié)間的沉沉降值不同同，從而產(chǎn)產(chǎn)生了嚴(yán)重重的差異沉沉降。經(jīng)觀觀測，管節(jié)節(jié)最大絕對對沉降20cm，最大差異異沉降10cm。管廊不均勻勻沉降的機(jī)機(jī)理分析11月15日，質(zhì)監(jiān)站站與建設(shè)單單位聯(lián)合組組織召開專專家咨詢會會議，邀請請業(yè)內(nèi)專家家進(jìn)行技術(shù)術(shù)咨詢。與會專家認(rèn)認(rèn)為：1、管廊所處處漫灘深厚厚軟土地質(zhì)質(zhì)條件，加加上結(jié)構(gòu)體體型細(xì)長，，鋼板樁打打拔過程中中對地基土土的擾動等等因素，是是造成質(zhì)量量問題的主主要原因。。2、管廊在設(shè)設(shè)計(jì)階段未未充分考慮慮所處的地地質(zhì)條件和和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)，未充分分借鑒本地地區(qū)類似結(jié)結(jié)構(gòu)工程的的經(jīng)驗(yàn)，存存在未提前前對坑底地地基加固、、設(shè)計(jì)安全全等級偏低低、設(shè)計(jì)圖圖紙對鋼板板樁施工工工藝要求深深度不足等等問題。會后，相關(guān)關(guān)單位按要要求對坑底底進(jìn)行深攪攪樁加固，，以提高管管廊下部土土體穩(wěn)定性性，并對鋼鋼板樁打拔拔工藝、注注漿等進(jìn)行行了優(yōu)化。。自實(shí)施以以來，未發(fā)發(fā)現(xiàn)新的質(zhì)質(zhì)量問題。。問題處置管廊段中中處開裂裂、漏水水12月5日，II標(biāo)段綜合合管廊，，先后在在K0+631、K0+689和K0+732三處發(fā)現(xiàn)現(xiàn)管廊開開裂、漏漏水。與與上次不不同的是是，此次次開裂發(fā)發(fā)生的部部位位于于節(jié)段中中間，靠靠近設(shè)備備井等結(jié)結(jié)構(gòu)突變變處。第二次管管廊質(zhì)量量問題1、此次管管廊開裂裂與上次次不均勻勻沉降機(jī)機(jī)理是相相同的，，不同點(diǎn)點(diǎn)在于發(fā)發(fā)生的位位置變化化了。2、調(diào)查發(fā)發(fā)現(xiàn)，發(fā)發(fā)生開裂裂的管廊廊段，鋼鋼板樁拔拔除作業(yè)業(yè)是從節(jié)節(jié)段兩端端向中間間推進(jìn)。。在節(jié)段段兩端鋼鋼板樁拔拔除后，，相應(yīng)部部位開始始沉降，，而中間間部位由由于鋼板板樁尚未未拔除，，沉降也也未發(fā)生生。沿管廊縱縱向鋼板樁3、管節(jié)內(nèi)內(nèi)部的不不均勻沉沉降進(jìn)而而導(dǎo)致了了管節(jié)中中部頂板板出現(xiàn)開開裂。由由于設(shè)計(jì)計(jì)單位未未對設(shè)備備井等結(jié)結(jié)構(gòu)突變變處設(shè)結(jié)結(jié)構(gòu)縫，，因此裂裂縫主要要分布在在這類易易導(dǎo)致應(yīng)應(yīng)力集中中處。開裂管廊裂縫縫分布平平面示意意管廊開裂裂的機(jī)理理分析鋼板樁拔拔出引起起周邊地地面沉陷陷的數(shù)值值分析拔樁帶泥泥現(xiàn)象拔樁后地地面開裂裂04路基施工和質(zhì)量控制要點(diǎn)路基工程程施工1基底處理理作用：使使路堤填填土與原原地表密密切結(jié)合合，防止止因草皮皮、樹根根腐爛形形成軟弱弱夾層，，防止沿基底滑滑動和路堤沉陷陷，保證路路堤具有有足夠的的強(qiáng)度和和穩(wěn)定性性。（1）清表表道路路基基施工前前先挖除除雜草、、樹根、、棄物、、腐植土土及雜填填土等，，清表厚厚度按設(shè)設(shè)計(jì)圖紙紙要求?！，F(xiàn)狀地地面上的的積水排排除、疏疏干，樹樹根坑、、井穴、、墳坑等等進(jìn)行處處理、地地面整平平。路基工程施工工（2）坡基密實(shí)穩(wěn)定的