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1、交通运输学院公路施工与管理课程设计 学 院 交通运输学院 班 级 交工1002 姓 名 孙亚囡 学 号 201000506 成 绩 指导老师 贾剑青 2013年 5 月 26 日指导教师评语及成绩指导教师评语 成绩 导师签字： 年 月 日 兰州交通大学交通运输学院课程设计任务书所在系： 交通工程系 课程名称： 路基路面工程 指导教师（签名）： 专业班级： 交通工程1002 学生姓名： 孙亚囡 学号： 201000506 一、课程设计题目边坡防护与加固原理及技术分析二、课程设计的目的 将课程中所学的几种用于边坡防护与加固的原理及技术措施进行具体阐述，并与实际结合起来，提高理论与实践相结合，将所学
2、知识运用于实践的综合能力，同时加强和巩固土、石质边坡防护与加固部分的知识点。三、课程设计的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等） 主要内容： 1.简要说明分析与研究该课题的目的、意义等2.边坡稳定性概述2.1 路基边坡损坏形式及特点2.2路基边坡稳定性的主要影响因素3.边坡加固研究3.1边坡防护与加固的基本要求3.2边坡防护与加固的技术方法4.案例分析5.得出分析与研究结论要求：1.设计中所要分析与研究的各种加固技术应尽可能详细。2.对各种技术措施的分析过程需以文字、图表等形式详细阐述，图表尽可能自己绘画，形成思路清晰、可读性强的设计报告。3.严格按照课程要求格式进行
3、排版，形成的设计报告总页数不小于20.四、工作进度安排 1第8第10周，准备资料；2第11第12周，阐述清楚路基边坡损坏形式及特点以及影响路基边坡稳定性的主要因素后，对边坡防护与加固的基本要求和各种技术措施进行举例分析，并比较几种边坡加固措施的特点及适用条件；3第13周，整理并撰写设计报告。五、主要参考文献 1廖正环，公路施工与管理，北京：人民交通出版社，1998. 2陆鼎中，路基路面工程，上海：同济大学出版社，1998. 3各种施工规范. 4相关期刊论文.审核批准意见系主任（签字） 年月日真空排水预压法加固软土地基摘要随着国民经济的快速发展，厂房、码头、港口等建筑物不断增加，尤其是沿海开发区
4、建筑物如雨后春笋般崛起。然而，不经处理而直接利用的天然优良地基越来越少，不少建筑物不得不建在软土地基上，因而，软土地基的加固方法越来越多，常用的有六种：排水固结法、水泥土搅拌法、强夯法、振冲碎石桩法、石灰桩法、钢渣桩法。真空排水预压法是排水固结法的一种，真空排水预压法利用物理方法使地基产生有效固结。真空排水预压法具有加荷速度快、无需堆载材料、加荷中不会出现地基失稳现象、施工工期短、费用少等优点。 本文从其加固机理、加固设计与计算详细介绍了真空排水预压法加固软土地基的技术。在设计时应注意沉降、固结度与强度的变化。以天津新港四港后方软土的地基加固实例，对真空排水预压法做了系统介绍，并从日本东北地区
5、新干线某段超软土的地基加固实例中得出真空排水预压法的特点及注意事项。关键词软土地基加固、真空排水预压法、加固机理、加固设计目录 1、软土地基及其常用的加固方法11.1软土地基概念11.2软土地基常用的加固方法12、真空排水预压法概述53.真空排水预压法的加固机理与特征63.1真空排水预压法加固机理63.2真空排水预压法加固特征84、 加固设计与计算104.1沉降计算104.1.1固结沉降的计算104.1.2最终沉降量的计算114.2固结度的计算144.3强度增长估计174.3.1真空排水预压法强度增长特征174.3.2真空排水预压法强度增长计算185、工程实例185.1天津新港四港后方软土地基
6、加固195.2日本东北地区新干线某段超软土地基加固215.2.1地质概况215.2.2施工情况215.2.3现场观测结果236、结论25参考文献26交通运输学院课程设计第 2 页1、软土地基及其常用的加固方法1.1软土地基概念针对各种地基土具有不同的工程性质而言，通常认为在一定荷载作用下，就地基土的总体而言，具有承载能力低、压缩变形大、变形持续时间长、结构性强的土，被称为软土。软土是一种可塑性很强的土。天然软土主要分布在沿海滩地带、河口三角洲以及内陆河、湖、港口及其附近地区，而各地区的软土特征一个不相同。软土地基指以软土为主，与粉砂、泥煤等一些其它土层相间组成的地基，当然也存在厚度几十米、上百
7、米而土质较均匀的软土地基。为保证软土地基稳定并控制沉降在允许范围内，作为设计者应从减轻（或调整）荷载和提高地基承载能力两方面着手。对上部结构设计来说，充分利用硬壳土层作持力层，简化建筑物平面形状，减少层高差异，设计沉降缝，控制建筑物的长高比，采用轻质材料，考虑相邻建筑物的影响，适当加强基础的刚度和强度以及设计圈梁等都是有利地基稳定，减少沉降和不均匀沉降的措施。对于基础设计来说，首先要确定天然地基的承载能力和由于施加荷载可能产生的最大沉降、沉降差，才能据以确定地基是否需要加固。1.2软土地基常用的加固方法1、 根据不同分类原则，可将地基处理方法分为若干类，参照土木工程指南中“各种地基处理方法汇总
8、”以加固原理为基础，将常用的软土地基处理方法归类划分如表1-1。表1-1分类方法原理说明排水固结法加（超）载预压在建造建筑物之前进行预压，以消除大部分沉降。当预压荷载超过建筑物永久压力时，可以消除部分次固结沉降为超载预压有成熟理论，效果显著，处理结果土质较均匀，需要时间长，如加设垂直向排水途径，则可大大缩短预压时间砂井及各种塑料排水带增加土层排水通道，缩短固结沉降时间，同时提高强度有成熟计算理论和设计施工经验，效果显著，有加载预压效果更好真空预压通过埋设于地面的砂垫层中的吸水管不断抽气造成负压而使软土层排水固结，砂垫层下如设砂井或塑料排水带，效果更佳可避免土石方搬运，但预压压力有限（一般可80
9、Kpa），所以处理深度有限，需不断抽气，故需要一定设备和用电条件电渗排水在土中插入金属电极并通以直流电，在电场作用下，土中水从阳极流向阴极，在阴极抽水排除在饱和粘性土中效果显著，需要一定设备和用电条件降低地下水位通过与透水层联系的排水井（管）中直接抽水降低地下水位，使土层固结易在地下水位较高条件下进行开挖工程或软土层中存在透水层时采用砂垫法换土和横向排水用于局部地基处理振密法强夯法利用高锤基功能使地基受冲击力和振动力使土体密实对于IP17或粒径小于0.005占30%以下的表土或浅层粘土层可采用，适用于大面积处理，较简便经济，配合砂井效果更佳。由于强烈振动对环境有较大影响，必要时通过实验确定采用
10、续表1-1置换拌入法开挖置换挖出除一定深度的软土地层，回填工程性质好的砂砾石，石碴、粉煤灰等分层夯实，提高持力层承载力，减小下卧层附加力如遇地下水，对于重要工程去附加降低地下水位设施；对于要求不高的建筑物可采用水下抛填石碴或碎石。简易可靠振冲置换或干振碎石桩利用振冲器在高压水流作用下边振边冲（或干振）使地基成孔，在孔内填碎石、卵石振密成桩，桩与桩间土组成复合地基用不排水抗剪强度大于等于20Kpa的软土地基，施工时排出泥浆需预先安排出路，效果显著高压喷射注浆将注浆管通过钻孔置入预定深度，然后高压喷射浆液（常用水泥浆）冲切土体，同时旋转提升注浆管，生成水泥土桩亦称旋喷桩或P、P、C法，可用以处理既
11、有建筑物地基，还可以防渗帷幕、基坑维护。水泥浆有时冒出流失，应预先采用措施，需要一定设备水泥土搅拌法用水泥或石灰通过深层搅拌机与土搅拌成桩、桩可布置成连续墙或格栅构造，可分为喷浆搅拌和粉体喷射搅拌两种效果显著，不仅用于提高地基承载力及减少沉降管，目前应用到深度小于10m的基坑支护工程中石灰桩机械成孔，填入生石灰碎块或在石灰中再掺入水硬性材料压实成桩，利用石灰的吸水膨胀及与土间的离子交换作用改善桩周土的性质，桩土组成复合地基施工较简易，处理有一定效果，承载力提高有限，仅适用与要求不高的建筑物。运输、施工中应加强劳保工作钢渣桩利用管内或管外投料的方式在地基中制成钢渣桩，由于钢渣桩成分很接近水泥，与
12、土中水作用后能自凝成桩，与桩周土组成复合地基利用废料，施工中减少污染，节约投资，可提高承载力0.51.5倍注浆法电化学注浆加固用的化学溶液在电渗作用下渗入土中或胶体在电泳作用下渗入土空隙中用于不适于高压注浆的建筑物地基，不适用于高导电性土，造价高，处理后地基土质改善不均匀劈裂注浆浆液在高压作用下，是原有的孔隙或裂隙扩张，使低透水性土的可灌性和浆液扩散距离增大处理后地基土质改善不均匀续表1-1加强加筋在土层中埋入土工聚合物或抗拉板条以增加土的抗拉能力，根据不同目的的采用材料可以反滤、渗透、防渗、隔离等土工聚合物近年来已广泛采用，其本身性质及土的相互作用尚须进一步研究。短期投资大锚固将锚杆一端锚固
13、于土坡或地基中稳定的土层中，另一端与结构物联结以抵抗结构物所承受的侧向作用或浮力有效维持承受侧向荷载或浮力的结构稳定物稳定树根桩一群小直径（75250）的就地灌注桩，可以是竖向的或斜向的用于稳定土坡、支档结构物或提高地基承载力，也用于处理已有建筑物地基2、真空排水预压法概述真空排水预压法是排水固结法的一种，运用该方法加固软土地基时，一般说来都是现在预加固的软土地基上按一定间距打设塑料排水板或袋装砂井（统称为垂直排水通道），然后在地面上铺设一定厚度的砂垫层，再将不透气的薄膜铺设在砂垫层上，借助于埋设在砂垫层中的管道，通过抽真空装置将膜下土体中的空气和水抽出（见图1），是土体得以排水固结，土体的强度同时也得到增长，达到加固的目的。按照工程使用的目的，真空排水预压法一方面使地基的沉降在抽气加载预压期间大部分被消除（一般是80%）或基本消除，建筑物在使用期间不致有过大的沉降和沉降差，即可以解决沉降问题；另一方面能加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性即可以解决稳定问题。图1 真空预压法加固软土地基的基本原理真空排水预压法由排水系统和加压系统两部分（见图2）组成二者缺一不可。排水系统主要用于改变地基原有的排水边界条件和传递真空压力，增加孔隙水排出的途径，缩短排水距离，减少加固时间。加压系统就是起固结作用的荷载，使地基土的有效固结压力增加而产生固结。 垂直排水体砂井、袋装
