巨粒土路基施工与工后沉降控制技术研究..doc

巨粒土路基施工与工后沉降控制技术 成 果 报 告 完成单位：中铁十八局集团第四工程有限公司 依托项目： 资兴高速公路 负责人： 二零一四年四月十七日 目 录 第一章 绪论 2 1.1国内外现状 2 1.2 施工技术难点 3 第二章 工程概况 4 2.1 工程概况 4 2.2 地形地貌 4 2.3 工程地质 4 2.4 水文地质 5 2.5 主要研究内容 5 第三章 V型冲沟高填路堤施工技术 6 3.1 施工方案 6 3.2 施工技术 7 3.2.1 抗滑桩施工 7 3.2.3 桩板式挡土墙施工 7 3.2.4 格宾网施工 7 3.2.5 路堤填筑 8 第四章 巨粒土高填路堤参数反演及沉降预测 9 4.1 概述 9 4.2 正交试验设计方法的理论研究 9 4.2.1 试验设计反分析方法 9 4.2.2 正交试验设计方法原理与特点 11 4.2.3 正交试验设计方法基本步骤 12 4.3 基于正交试验法的巨粒土高填路堤沉降参数反演 17 4.3.1 因素及其水平选择 17 4.3.2 正交表设计反演模拟试验方案及试验指标结果 17 4.3.3 正交试验结果与沉降预测分析 18 第五章 本项目创新点 22 第六章 经济社会效益 23 第一章 绪论 1.1国内外现状 近年来，我国公路建设突飞猛进，尤其是高等级公路的大量兴建。高速公路被誉为一个国家走向现代化的桥梁，是发展现代交通业的必经之路，作为重要的交通基础设施，其快速建设对我国国民经济的总体发展起到了举足轻重的作用。随着我国高速公路网的逐渐扩大，高速公路建设不断向山区延伸。在山区修建公路，所面临的地形、地质条件越来越复杂，会途经许多填方高度过大、挖方深度过深的路段，于是高填方路堤成为公路的一种常见的结构形式。 我国的公路规范中并没有明确的定义高路堤，一般情况认为，路堤填料为碎石、粗砂、中砂时填筑高度达到12 m或者其他填料时达到20 m，可称为高路堤。相比普通路堤，高填方路堤具有：填筑高度大，工后沉降量大，沉降时间长等特点。若下部地基的变形较小，高填方填筑体自身的沉降就会成为高填方路堤整体沉降的主要部分。如何对高填方路堤的工后沉降进行有效的计算与估计，以此来消除山区公路建设中因为路堤沉降而造成公路使用过程中可能发生的不良影响和危害，成为了当前道路建设领域中的一个重要研究方向。 公路规范把试样中巨粒含量占总体50%以上的土体，定义为巨粒土。按照这种土体分类标准，对于巨粒土的界定是很明确的，可是在实际应用过程中，国内外的研究中却很少使用巨粒土的概念，而往往更广义地称之为粗粒料，或者粗粒土、土石混合体等，但本质上，这些都属于巨粒土的范畴。由于巨粒土具有压实性能好、透水性强、填筑密度大、抗剪强度高、沉陷变形小以及承载力高等良好的工程特性，因此作为路堤填料，被逐渐广泛应用于公路中。 路堤填料的选用，一般都采取因地制宜、就地取材的方式，大量的石质挖方和隧道弃方就成为了路堤填料的主要来源，以挖方区开挖所产生的石料为主，其中最常见的是巨粒土填料。爆破开采石料及隧道弃渣等，具有粒径较粗、压缩性低、强度高、孔隙率大、透水性强、力学性质稳定等特点，利用石料修筑路堤，充分利用其优良的筑路性能，不仅减少了土石方运输，极大的降低了工程造价，同时也有效的保护了生态环境。 1.2 施工技术难点 高填方路堤具有沉降大、沉降时间长、对地基承载力要求高等特点。巨粒土高填路堤由于填筑体自重过大，填料性能又复杂多样，其工后沉降更是一个不容忽视的问题。路堤沉降严重影响着道路的良好使用，为了保证公路使用的安全性和舒适性，有效地降低路堤沉降，消除路堤沉降所带来的危害已成为公路建设科技领域的一个重要课题。因此，当前在山区修建巨粒土高填方公路时，路堤的沉降计算及预测成为必须解决的关键问题之一。 巨粒土的特征决定了在高路堤的施工中我们要解决的技术问题，主要有以下两点： (1)颗粒粒径大。根据土体分类定义可以发现，相对于其他类型土体，巨粒土自身颗粒直径大很多，这就给土体试验带来了一定的困难。在实验室对巨粒土进行实验研究，考察其土体性能、力学表现特性是很不容易的。虽然为了达到实现实验目的，研究者也曾通过扩大实验仪器尺寸来进行尝试，但也不能将一些原型材料的级配概括进来，只能用相似级配法、等量替代法、剔除法等方法将试样缩小后进行试验，以此来估计现场原型材料的力学性质。巨粒土力学性质的不确定性就要求我们在施工过程中尽可能按照施工标准，因时因地的进行施工。 (2)颗粒破碎。颗粒破碎是指组成土体的颗粒在外部荷载作用下产生结构破坏或破损，分裂成粒径相等或不等的多个颗粒。颗粒破碎会引起土体级配的改变，从而使其物理力学性质发生变