高速公路施工現(xiàn)狀調(diào)查與研究畢業(yè)設(shè)計論文

1、<p>　　杭瑞高速公路陽新至通城連接線施工中的施工現(xiàn)狀調(diào)查與研究</p><p>　　摘要：路基在結(jié)構(gòu)形式上雖然簡單，但它修筑在地面之上，暴露于大氣之中，所以受地形、地質(zhì)、水文和氣候等自然因素的影響極大，如果設(shè)計和施工不當(dāng)容易產(chǎn)生各種各樣的病害，導(dǎo)致路基、路面破壞、影響交通和行車安全，或耗費大量的投資進(jìn)行搶險和修復(fù)。為了采取有效的防治措施，防止或減緩路基的破壞，必須了解掌握路基的施工技術(shù)，并根據(jù)具體情

2、況選擇合理的施工方案。</p><p>　　關(guān)鍵詞：土石方路基； 路塹開挖； 施工方法； 軟土路基。</p><p><b>　　一、工程概況：</b></p><p><b>　　1.項目位置</b></p><p>　　湖北省杭瑞高速公路陽新至通城連接線位于陽新南部,路線北起陽新縣城

3、連接杭瑞高速公路之間快速路,途經(jīng)五一、太腦村、田畈村等地.連接線HRLJ01合同段路線全長11.96公里,路基寬21.5米.陽新K0+500～K9+588、排市K0+000～K2+873.407.其工程施工主要內(nèi)容為路基,橋梁涵洞構(gòu)造物,路面工程等.</p><p><b>　　2.地形、地貌</b></p><p>　　地貌類型屬構(gòu)造剝侵蝕堆積低山一丘陵地貌，地形條

4、件一般。K0+500～K9+588為侵蝕堆積丘陵壟崗地貌，一級臺地，臺面高程30～80M，臺面寬闊，湖泊眾多，溝壟縱橫，沖溝寬淺，其間穿插多條富河支流木港河，河谷平原呈窄條狀。</p><p><b>　　3.氣候氣象</b></p><p>　　路線所在區(qū)域冬寒夏熱,四季分明,陽光充足,熱量豐富,雨量充沛,季風(fēng)明顯,屬亞熱帶大陸季風(fēng)氣候區(qū),具有明顯的大陸氣候特征.年

5、平均氣溫16.6℃,7月平均氣溫28.9℃,極端最高氣溫40.7℃,1月平均氣溫3.9℃,極端最低氣溫-14.9℃,全年無霜期約250天.年平均降雨量1474.5mm,降水量6月份最高,梅雨顯著;多年平均風(fēng)速2.1米/秒.</p><p><b>　　4.地質(zhì)、地震</b></p><p>　　本區(qū)屬地殼變化平緩的穩(wěn)定區(qū)，破壞性地震少，設(shè)計地震分組為第一組，地震設(shè)防烈

6、度為VI度.屬弱地震活動區(qū).根據(jù)國家地震局頒發(fā)的<<中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖>>(GB18306-2001) 、<<建筑抗震設(shè)計規(guī)范>>(GB50011-2001) 、<<湖北省工程抗震防烈度圖>>等資料,地震動峰值加速度0.05G,地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35S.</p><p><b>　　二、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)</b>&l

7、t;/p><p>　　本項目采用雙向四車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,設(shè)計速度為80km/h,橋涵設(shè)計荷載為公路-I級.主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表1.</p><p><b>　　主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一覽表</b></p><p><b>　　表1</b></p><p>　　三、路基土石方施工方法</p><

8、p><b>　　1.挖方路基施工</b></p><p><b>　　1）土方開挖：</b></p><p>　　路塹開挖是將路基范圍內(nèi)設(shè)計高程之上的天然土體挖出并運到填方地段或其他指定地點的施工活動。開挖是保證挖方邊坡的穩(wěn)定性十分重要的問題。往往應(yīng)綜合考慮工程量大小、路塹深度與長度、開挖作業(yè)面大小、地形與地質(zhì)情、土石方調(diào)配方案、機(jī)械設(shè)備等

9、因素，制定切實可行的開挖方式。根據(jù)路塹深度和縱向長度，開挖時可按橫挖法、縱挖法或混合開挖法進(jìn)行。</p><p>　　橫挖法是從路塹的一端 或兩端在橫斷面全寬范圍內(nèi)向前開挖，主要適用于短而淺的路塹。路塹深度不大時，一次挖到設(shè)計高程的開挖方式稱為單層橫挖法。而在不同高度上分成幾個臺階同時開挖的方式稱為多層開挖法。</p><p>　　縱挖法開挖是沿路塹縱向?qū)㈤_挖深度內(nèi)的土體分成厚度較小的土層

10、依次開挖，分為分層縱挖法和通道縱挖法兩種。分層縱挖法適宜于路塹寬度和深度均不大的情況，在路塹縱斷面全寬范圍內(nèi)縱向分層挖掘。通道縱挖法適宜于路塹較長、較寬、較深而兩端地面坡度較小的情況。開挖時先沿縱向分層，每層先挖出一條通道，然后開挖通道兩旁，通道作為機(jī)械運行和出土的路線。</p><p>　　混合式開挖法是將橫挖法和縱挖法混合使用。開挖時先沿路塹縱向開挖通道，然后從通道開始沿橫向坡面挖掘，以增加開挖坡面，每一個開

11、挖坡面能容納一個施工作業(yè)組或一臺機(jī)械。在挖方量較大的地段，還可沿橫向再挖通道以安裝運土傳送設(shè)備或布置運土車輛這種方法適用于路塹縱向長度和深度都很大的地段。</p><p>　　本連接線的土方開挖采用多層橫向全寬挖掘法，多開工作面，以便于加快施工進(jìn)度。同時施工時開挖應(yīng)自上而下進(jìn)行，不得超挖濫挖。在不影響邊坡穩(wěn)定性的條件下可采用小型爆破以提高開挖效率。在開挖過程中土質(zhì)發(fā)生變化時，應(yīng)及時改變施工方法和邊坡坡度。對于已開

12、挖的適宜種植草皮和有其他用途的土，應(yīng)儲備利用。路塹路床的表層土若為有機(jī)土、難以晾干或其他不宜做路床的土?xí)r，應(yīng)用符合要求的土置換，然后按路堤填筑要求進(jìn)行壓實；當(dāng)置換土層厚度超過30cm時，其壓實度應(yīng)達(dá)到96%。</p><p><b>　　2）石質(zhì)路塹開挖</b></p><p>　　由于巖土堅硬，石質(zhì)路塹的開挖比較困難，這對路基的施工進(jìn)度影響比較大，尤其是工程量大而集

13、中的山區(qū)石方路塹更是如此。因此，采用何種開挖方法以加快工程進(jìn)度，是石質(zhì)路塹開挖需要解決的重要問題。通常，應(yīng)根據(jù)巖土的類別、風(fēng)化程度、節(jié)理發(fā)育程度、施工條件及工程量大小等選擇爆破法、松土法或破碎法進(jìn)行開挖。</p><p>　　爆破法是利用炸藥爆破的能量將土石炸碎以利挖運或借助爆破能量將土石移到預(yù)訂位置。用這種方法開挖石質(zhì)路塹具有工效高、速度快、勞動力消耗少、施工成本低等優(yōu)點。對于巖質(zhì)堅硬，不可能用人工或機(jī)械開挖的

14、石質(zhì)路塹，通常要采用爆破法開挖。</p><p>　　根據(jù)炸藥用量的多少，爆破法分為中小型爆破和大爆破，期中使用頻率最高的是中小型爆破，大爆破的應(yīng)用則受到多種因素的限制。</p><p>　　松土法開挖是充分利用巖體的各種裂縫和結(jié)構(gòu)面，先用推土機(jī)牽引松土器將巖體翻松，在將推土機(jī)或裝載機(jī)與自卸汽車配合將翻松的巖塊運輸?shù)街付ǖ攸c。松土法開挖避免了爆破作業(yè)的危險性，而且有利于挖方邊坡的穩(wěn)定和附近

15、建筑設(shè)施的安全。凡能用松土法開挖的石方路塹，應(yīng)盡量不采用爆破法施工。</p><p>　　破碎法開挖是利用破碎機(jī)鑿碎巖塊，然后進(jìn)行裝、運等作業(yè)。這種方法是將鑿子安裝在推土機(jī)或者挖土機(jī)上，利用活塞的沖擊作用使鑿子產(chǎn)生沖擊力以鑿碎巖石，其破碎巖石的能力取決于活塞功率的大小。破碎法主要用于巖體裂縫較多、巖塊體積小、抗壓強(qiáng)度低于100Mpa的巖石。由于開挖效率不高，只能用于爆破法和松土法不能使用的局部場合，作為他們的輔助

16、作業(yè)方式</p><p><b>　　2.填方路基施工</b></p><p><b>　　1）土方路基填方</b></p><p>　　為了保證路堤具有足夠的強(qiáng)度，良好的水、溫穩(wěn)定性及耐久性，必須選用質(zhì)量符合要求的填料，同時采用正確的方法進(jìn)行填筑。在土質(zhì)路堤中，尤其是要重視填土的壓實質(zhì)量。</p><

17、p>　　填筑路堤所用的大量填料，通常都是就近取用當(dāng)?shù)赝潦楸ＷC路堤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，應(yīng)選擇強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、易于開挖的土石作為填料。如碎石、礫石、粗砂等透水性好的材料，由于它們就有強(qiáng)度高、水文性好，填筑時受含水量影響較小等特點，經(jīng)分層壓實后較易達(dá)到規(guī)定的施工質(zhì)量，此類材料應(yīng)優(yōu)先選擇。用透水性不良或不透水的土（如粘土）作路填料時，必須在最佳含水量下分層填筑并充分壓實。粉質(zhì)土的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性均較差，不宜作路堤填料，在季節(jié)性冰凍地

18、區(qū)更應(yīng)慎用。粘質(zhì)土和高液限土可用來填筑高度小于5m的路堤，且要水平分層填筑并壓實到規(guī)定的密實度。</p><p>　　高速公路和一級公路路堤填料應(yīng)到實地采取土樣并進(jìn)行土工試驗，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表2的技術(shù)要求。二級及二級以下公路路堤填料也宜按表2-1的規(guī)定選用。</p><p>　　路堤填方材料最小強(qiáng)度和最大粒徑技術(shù)要求 表2</p><p>　

19、　路堤填筑前應(yīng)對基底做適當(dāng)?shù)奶幚恚鹤龊迷孛媾R時排水工作。臨時排水不得流入農(nóng)田、耕田，也不得引起水溝淤塞和沖刷路基。對于原地面易積水的洞穴、坑槽等應(yīng)用土填平并按規(guī)定壓實；當(dāng)路堤的原狀土強(qiáng)度不符合要求時，應(yīng)進(jìn)行換填處理，挖深不小于30cm，并分層找平壓實。</p><p>　　土方回填有水平填筑、豎向填筑和混合式填筑三種方法。應(yīng)盡可能采用水平分層填筑方式進(jìn)行土質(zhì)路堤填筑，即將路堤規(guī)劃分為若干水平層次，逐層向上填筑。

20、如原地面不平，則從地勢最低處開始填筑。每填一層，經(jīng)壓實達(dá)到壓實度要求后再進(jìn)行下一層填筑。</p><p>　　原地面縱向坡度大于12%、路線跨越深谷或局部地面橫坡較陡的地段，地面高差大，無法采用水平分層填筑時，可采用豎向填筑方式。即施工時將填料沿路線縱向在坡度較大的原地面上傾填，形成傾斜的土層，然后碾壓密實，如此逐層向上推進(jìn)。由于這種填筑方式形成的填土過厚而不易壓實，必須采取一定的技術(shù)措施以保證壓實質(zhì)量。如才用沉

21、降量較小的砂石或開挖路塹的廢棄石方，路堤全寬應(yīng)一次填筑并選用高效能壓路機(jī)壓實。</p><p>　　混合方式填筑是路堤下部采用豎向填筑而上部采用水平分層方式填筑，這樣可充分利用這兩種方法的優(yōu)點，使上部填土獲得足夠的密實度。</p><p>　　同時應(yīng)注意的是，填筑土質(zhì)路堤時，應(yīng)根據(jù)填料運距、填筑寬度、工程量等進(jìn)行施工機(jī)械的配置，確定作業(yè)方式。</p><p><

22、;b>　　2）石質(zhì)路堤的填筑</b></p><p>　　填石路堤是指用挖方路段的石方棄渣或其他來源的石料填筑的路堤，它的填筑性質(zhì)、填筑方法，壓實標(biāo)準(zhǔn)及邊坡的防護(hù)等與土質(zhì)路堤有很大差異。</p><p>　　用于填石路堤的石料強(qiáng)度不應(yīng)小于15Mpa，用于護(hù)坡的石料強(qiáng)度不應(yīng)小于20Mpa，填料最大粒徑不宜超過分層壓實厚度的2/3。石料性質(zhì)差異較大時，不同性質(zhì)的石料應(yīng)分層或分

23、段填筑。若所利用的的路塹挖方或隧道棄渣巖石為不同巖種互層時，允許使用挖出的混合石料填筑，但石料強(qiáng)度、粒徑應(yīng)符合要求。暴露在大氣中的風(fēng)化速度較快的石塊不應(yīng)作填石路堤的填料，必須用這種強(qiáng)風(fēng)化石料或軟質(zhì)巖石填筑路堤時，應(yīng)先檢驗其CBR值是否符合土質(zhì)路堤的填土質(zhì)量要求。CBR值符合要求的按土質(zhì)路堤相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行填筑，不符合要求的不得使用。高度公路和一級公路填石路堤路床頂面以下50cm范圍內(nèi)用符合路床要求的土填筑，土的最大粒徑不得超過10cm，

24、分層壓實。其他公路填石路堤路床頂面以下30cm范圍內(nèi)用符合路床要求的土填筑，填料粒徑不得大于15cm。</p><p>　　填石路堤的基底處理與土質(zhì)路堤相同。高速公路和一級公路、鋪設(shè)高級路面的其他公路的填石路堤應(yīng)分層填筑、分層壓實。在陡峻的山坡路段，當(dāng)施工難度較大或大量爆破移挖作填時，二級及二級以下公路、鋪設(shè)中低級路面的公路路堤下部可采用傾填方式填筑，但路床底面以下不小于100cm范圍內(nèi)應(yīng)改為水平分層填筑、分層壓

25、實。為保證路堤邊坡的穩(wěn)定性，傾填前應(yīng)先用粒徑不小于30cm的硬質(zhì)石料碼砌路堤邊坡。路堤高度在6m以下的，碼砌寬度不應(yīng)小于100cm，路堤邊坡高度超過6m時，碼砌寬度不應(yīng)小于200cm。</p><p>　　高速公路和一級公路填石路堤填料的分層松鋪厚度不大于50cm，其他公路不大于100cm。分層填筑時，應(yīng)先安排好石料的運輸路線，按既定施工組織方案先低后高、先兩側(cè)后中央卸料，并用大型推土機(jī)水平分層，攤鋪平整，個別不

26、平處用人工以細(xì)石塊、石屑找平。當(dāng)填料級配較差、粒徑較大、填層較厚、石塊間空隙較大時，為保證填石路堤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在水源豐富的條件下可采用水沉積法填筑路基，即將石渣、石屑、中粗砂等掃入石塊間空隙中，用壓力水將這些細(xì)料沖入填料層下部，如此反復(fù)數(shù)次，使石料空隙填滿。用人工鋪筑粒徑大于25cm的石料時，應(yīng)先鋪大塊石料，塊石大面向下，小面向上，擺放平穩(wěn)，在用小石塊找平，石屑塞縫，最后壓實。人工鋪筑粒徑小于25cm的石料時，可直接分層鋪填、分層壓

27、實。</p><p>　　以上是針對大部分路基的施工方法。但是在實際施工中，由于地面高低不平、地質(zhì)不同總是會碰到軟土路基。這時應(yīng)該用特殊的施工方法來處理它。</p><p>　　四、軟土路基的處理方法</p><p>　　對于軟土路基，常見的施工方法有排水固結(jié)法、換填墊層法、擠密法和振沖法、鋪設(shè)土工聚合物等。下面將逐一介紹它們的特點及施工對象。</p>

28、<p>　　排水固結(jié)法是利用地基排水固結(jié)的特性,通過施加預(yù)加載荷,并增設(shè)各種排水條件,以加速飽和軟粘土固結(jié)的一種地基處理方法。飽和軟粘土地基在載荷作用下,孔隙中的水被慢慢排出,孔隙體積慢慢減小,地基發(fā)生固結(jié)變形,同時,隨著超孔隙水壓力逐漸消散,有效應(yīng)力逐漸提高,地基土的強(qiáng)度逐漸提高。排水固結(jié)法包括堆載預(yù)壓法、砂井堆載預(yù)壓法、塑料排水板法以及真空預(yù)壓法。這種方法在處理淤泥、淤泥質(zhì)土及其他飽和軟粘土中占有統(tǒng)治地位,但對于滲透性極

29、低的泥炭土,必須慎重對待。</p><p>　　當(dāng)軟弱土層厚度不很大時，可將地基面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除，然后換填強(qiáng)度較大的土或其他穩(wěn)定性能好、無侵蝕性的材料。這種方法稱為換填墊層法。當(dāng)然由于換沙工程造價較高，比較經(jīng)濟(jì)的做法也可以就地取材，以換填泥土為宜。換土法應(yīng)回填有較好壓密特性土進(jìn)行壓實或夯實。施工時應(yīng)注意坑邊穩(wěn)定，保證填料質(zhì)量，填料應(yīng)分層夯實。換填墊層法處理的高度一般為2~3m，此法常用于基

30、坑面積寬大和開挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層與低洼區(qū)域的建筑,適用于處理淺層非飽和軟弱土層、素填土和雜填土等。但如果軟弱土層厚度過大，采用換填法會增加棄土方量與取土方量，從而增大工程成本。通過換填具有較高抗剪強(qiáng)度的地基土，從而達(dá)到增強(qiáng)地基承載力，減少沉降量，滿足構(gòu)筑物對地基要求的目的。主要的加固方法有換填、拋石擠淤、墊層、強(qiáng)夯擠淤這幾種。墊層法根據(jù)材料的不同可分為砂(礫石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土

31、(灰土、二灰)墊層等。干渣分為分級干渣、混合干渣和原狀干渣；粉煤灰分為濕排灰和調(diào)濕灰。常用機(jī)械碾壓、平板振動和重錘夯實進(jìn)行施工。它的代表方法有砂墊層法和換填法。砂礫墊層:采用砂礫(砂)墊層，是</p><p>　　擠密法是指在軟弱土層中擠土成孔,從側(cè)向?qū)⑼翑D密,然后再將碎石、砂、灰土、石灰或爐渣等填充料充填成密實的柔性樁體,并與原地基形成一種復(fù)合型地基,從而改善地基的工程性能。振沖法又稱振動水沖法,是以起重機(jī)吊起

32、振沖器,啟動潛水電機(jī)帶動偏心塊,使振動器產(chǎn)生高頻振動,同時啟動水泵,通過噴嘴噴射高壓水流,在邊振邊沖的共同作用下,將振動器沉到土中的預(yù)定深度,經(jīng)清孔后,從地面向孔內(nèi)逐段填入碎石或不加填料,使其在振動作用下被擠密實,待達(dá)到要求的密實度后即可提升振動器,如此重復(fù)填料和振密直至地面,從而由在地基中形成的大直徑的密實樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基,最終提高地基承載力,減少沉降和不均勻沉降。此方法比較適用于處理松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土。</

33、p><p>　　高壓噴射注漿法又稱旋噴法,它利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的　注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后,用高壓脈沖泵將化學(xué)藥劑(如水泥漿液、以水玻璃為主的漿液、以丙烯酸胺為主的漿液、以紙漿液為主的漿液等)通過鉆桿下端的噴射裝置,向四周以高速水平噴入土體,借助液體的沖擊力切削土層,使噴射流程內(nèi)土體遭受破壞,與此同時鉆桿一邊以一定的速度旋轉(zhuǎn),一邊低速徐徐提升,使土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杌旌?膠結(jié)硬化后即在地基中形成直徑比較均勻、

34、具有一定強(qiáng)度的圓柱體,從而使地基得到加固。深層攪拌法是利用水泥(石灰)等化學(xué)藥劑作為固化劑,通過深層攪拌機(jī)在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和,利用固化劑和軟土發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng),使其凝結(jié)成具有整體性強(qiáng)、水穩(wěn)性高和較大強(qiáng)度的水泥加固體,最終與天然地基形成復(fù)合地基這兩種方法原理與作用一樣,適用于粘性土、沖填土、粉砂、細(xì)砂等地基狀況。</p><p>　　鋪設(shè)土工聚合物處理軟土地基的原理即在地基土中埋設(shè)強(qiáng)度較大

35、的土工聚合物,使地基土能夠承受抗拉力,防止斷裂,保持整體性,提高剛度,改變地基土體的應(yīng)力場和應(yīng)變場,從而提高地基的承載力,改善地基的變形特性。土工聚合物包括土工纖維(即土工織物)、土工膜、土工格柵、土工墊以及各種組合的復(fù)合聚合材料。土工聚合物具有良好的力學(xué)、水理及抗腐蝕性能,它主要起排水、反濾、隔離和加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。適宜處理軟弱土地基、填土及高填土、砂土地基等。</p><p><b>　　五、總結(jié)&l

36、t;/b></p><p>　　路基承載了路面大部分荷載，路基施工的好壞直接影響了道路的使用壽命。加之路基施工的困難、繁瑣。我們應(yīng)該掌握其施工技術(shù)，并在實踐中不斷創(chuàng)新。使未來的道路更加的經(jīng)濟(jì)、耐用。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本畢業(yè)論文是在我的導(dǎo)師袁建議老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)

37、度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，袁老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。兩年多來，袁老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向袁老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝在一起愉快的度過大學(xué)生活的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從

38、開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]萬得臣.路基路面工程[Ｍ].北京：高等教育出版社.2005.6.</p><p>　　[2]葉國錚等.道路與橋梁工程概論

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