高速公路软基设计开题报告.doc

河北农业大学本科毕业论文开题报告 题 目：真空排水预压加固高速公路软基的设计与施工学 院： 城乡建设学院 学生姓名： 付尔超 专 业： 土木工程 班级学号： 2008224050223 指导教师姓名： 宇云飞 指导教师职称： 副教授 2012年 03月 15日学生姓名付尔超专业班级土木工程0802学 号2008224050223指导教师宇云飞 职 称副教授 所在学院城乡建设学院论文名称真空排水预压加固高速公路软基的设计与施工选题依据：: 随着我国经济体制的变革，交通运输已经进入一个全新的开展时期，同时加强了对公路的质量请求。公路的质量，路基的好坏起着至关重要的作用，在施工过程中如不注重路基的处置，会直接影响到完工后公路的运营情况及其使用寿命。软土路基在路桥建设领域非常多见，软土路基处理已成为公路建设的一个技术难关，它已是工程造价的重要组成部分。因此得对软土路基进行有效的处理措施从而来达到提高路基承载力，降低路基沉降，减少工程造价的要求。 路基是公路的重要组成部分，是按照路线位置和一定技术要求建造的带状构筑物，承受由路面传来的荷载，应有足够的强度，稳定性和耐久性，在公路中常常会遇到软土路基。淤泥及淤泥质土在工程上统称为软土，亦指高紧缩性的脆弱土层，软土的主要成分是细粒及粉粒，常成絮状构造，含水量高孔隙比大、透水性差、抗剪强度低、灵活度高。含水量在34%72%之间，孔隙比在1.01.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%60%，塑性指数为1330。在荷载的作用下，地基承载力低，容易发作失稳事故。地基沉降变形大，不平均沉降也大，而且沉降稳定历时较长。在软土地基上修筑路基，若不加处理或处理不当，往往会发生路基失稳或过量沉陷，导致公路破坏或者不能正常使用。所以在脆弱路基设计和施工处置过程中，必需经过细致的研讨，控制软土的性质和土层特征（特别是软土的强度和变形动态变化规律），采取适宜的工程措施，才干避免路堤塌方、失稳及桥台毁坏、路面开裂、桥头跳车等等问题。 在公路建设中,如何控制和管理好软土地基的施工,做到既经济有效又安全可靠,对减小路基沉降、保证路基基底的强度、刚度和稳定性,处理后的路基满足规范要求,保证路基的稳定性和耐久性至关重要, 国内外研究现状： 真空排水预压法加软固软土地基的基本原理，最早由瑞典皇家地质学院的杰尔曼教授(w.Kjellman)于1952年提出。但是多年来由于施工工艺方面的困难，主要是抽气设备、密封材料、垂直排水通道、打设技术等方面的原因，这一技术的发展相当缓慢，没有得到大规模的生产应用，过去几十年也仅仅在少量几个工程中被应用。1958年在美国费城机场曾用真空井点降水与排水砂井结合，解决了飞机跑道的扩建工程。加固区面积近14万平方米，有763m长，183m宽。被加固的土层为4.6-6.lm厚的粘土和粉质粘上和位于该层上面的刚吹填不久的厚度为1.5-3.0m的沉积粘土和淤泥，粉质粘土中夹有薄的、不连续扁豆形细砂层，再往下是粗砂和砂砾层。加固区内四周打设15口真空深井，井深21.3m，每一深井安装一台立式涡轮真空泵。深井用来形成负压源，所用的抽气设备是深井立式涡轮真空泵，用膨胀土将管口密封，各井出口处都由管道相连，整个地区真空度达到380mm汞柱(约50kPa)后，继续恒压18天后停止抽气，加固达到了预期的目的。本项工程最大的特点就是充分利用地层的特点，将负仄源设在地下，充分利用小连续扁豆形细砂层和粗砂与砂砾层作为传递真空度的水平通道，将真空度传递到排水砂井周围的土层中，从而向砂井周围的土体扩散，使土体固结。解决了负压源设在地表而表层大面积密封的困难。这是一次成功的实践，然而抽真空设备的效率和深井井口的密封应该说还是不够理想的。日本横滨市武丰火力发电厂运用该法加固地基时，真空度也只达到45Omm汞柱，一旦停泵10min，真空度便降至80-100mm汞柱。看来地表密封还是达不到实用的要求。20世纪70年代日本东北地区新干线在第七号谷地的泥炭土和混有有机物的淤泥土地区，在采用真空排水预压法进行加固时，加固区内打了垂直排水通道一纸板，加固区四周打设钢板桩并施加了膨胀土溶液进行密封，解决了漏气问题，使泵后真空度保持在7O0mm汞柱，最高达到720mm汞柱，膜下真空度仅达到478mm汞柱。经过21天的抽气压载使加固区发生近83cm的沉降量，使地基土的无侧限抗压强度提高1倍多，加固取得了明显的效果。然而受纸板材料的影响，真空度沿纸板的传递衰减很大，离地面2m深处真空度就减小为膜下的五分之一。尽管如此，本项目的成功还是将真空排水预压法的加固技术向前大大推进了一步。我国研究此项加固技术还是较早的，1957年807部队和哈尔滨军事工程学院在室内和室外做过真空预压试验，王仁权教授就探讨用真空预压法加固淤泥地基，1959年他们对淤泥地基加固的野外试验进行了总结;1959年天津大学开展了室内真空预压试验研究来探讨真空预压的规律性和效果，提出了“吹填土真空排水固结试验研究”的报告;同年南京科学研究所在天津做了“电渗真空砂井联合作业法”的试验研究，于1960年提出“电渗排水加速海淤软土固结试验报告”，到了20世纪80年代，以交通部第一航务工程局为主，天津大学、南京水利科学院土工所参加的联合攻关小组，对该项加固技术又重新进行了探索、研究。经过几年的努力，一航局解决了关键的抽气设备，用射流泵代替了上述真空泵，很好地解决了气水分离问题，使抽真空的效率大大提高，膜下真空度稳定在53Omm汞柱，最大可达到600mm汞柱，从而使该项加固技术的施工工艺有了突破性地进展，使之能满足加固大面积软土地基的要求，并使相当的预压荷载达到80kPa。研究方法、内容：研究方法：归纳总结法。通过学习国内外专家学者关于真空预压加固软土路基处理问题的文章，了解当前真空预压加固软土路基处理问题的概况。再结合一些工程实例文章仔细认识真空预压加固软土路基处理问题进行总结，得到真空预压加固软土路基的处理措施。研究内容：1：软土路基的特点及其造成的危害以及处理难题。2：真空排水预压法优点及发展现状。3：真空排水预压法的加固机理与特征。4：工程实例。 5：结论。 进度