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2017年岩土工程师专业知识复习资料

【 liuxue86.com - 岩土工程师专业知识 】

  1、裂缝形成机理

  1.1 裂缝产生原因

  半刚性基层沥青路面的裂缝形式多种多样,但形成的主要原因可以分为2大类,即荷载型结构性破坏裂缝和非荷载型裂缝,包括反射裂缝和对应裂缝。荷载型结构性破坏裂缝是由汽车动态荷载产生的垂直或水平应力,在基层内部产生超过材料的容许抗拉极限应力的拉应力所造成;非荷载型裂缝则是环境作用的结果,主要是湿度和温度的影响,由干缩、温缩和疲劳作用导致,个别情况下也可能是由于路基不均匀沉陷造成。此外,在冰冻地区的沥青路面上,还可能发现由路基冻胀引起的裂缝。

  我国已建高速公路的半刚性路面、刚性路面和刚性组合式路面的承载能力从设计角度看是足够的,然而调查表明,裂缝在我国各个地区的沥青路面上十分普遍,不论南方还是北方,通车后1年最迟第2年均出现大量裂缝。因此,单纯由荷载作用不足以引起面层破坏,沥青路面的开裂应当是多种因素共同作用的结果。

  半刚性基层沥青路面裂缝出现的原因有3种可能:一是面层本身性能不良,二是由于基层干缩和温缩开裂而反射到面层产生裂缝,三是由于面层、基层相互作用所引起。国外通常认为半刚性基层沥青路面裂缝是由半刚性基层引起的反射裂缝,且这种反射裂缝主要由半刚性基层材料的干缩裂缝引起的。国内则认为半刚性路面的裂缝有荷载型裂缝,有沥青面层的温度收缩裂缝,还有由半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起沥青面层产生的反射裂缝或对应裂缝。

  虽然国内外的研究人员对反射裂缝问题已经进行了大量的研究,但至今仍存在不同的认识,包括反射裂缝的产生机理。根本原因在于路面使用性能受环境因素、交通因素、材料组成与结构等多种因素影响,甚至还包括经济因素、采用的研究手段等。

  我国地域辽阔,又是多山国家,自然因素千差万别,并且各地区经济水平参差不齐,因此半刚性路面产生反射裂缝的主要原因不可能一致。水泥稳定基层的干缩主要发生在竣工后初期阶段。当基层上铺筑沥青或水泥混凝土面层后,基层的含水量一般变化不大,此时,收缩转化为以温缩为主。而对于温缩,低温收缩在-1℃以上时,其温缩变化不大;当在-10℃以下时,温缩系数才剧增,是-1℃时的几倍甚至几十倍。因此温缩裂缝大多发生在东北等容易形成某一负温度的地区,而就我国南方大部分地区来说,收缩裂缝的产生则主要是由于干缩引起的,可以忽略低温收缩的影响。

  老滑坡

  1)斜坡面不顺直,呈无规律的台阶状,呈现弧圈状或簸箕状低洼微地貌。坡面一般长有植物,较大的树木呈现“马刀树”、“醉汉林”。

  2)滑坡岸坡常凸岸,将河流向对岸挤压,有时因滑体被冲走而成凹岸,但多残留有巨漂孤石,岸坡并有坍塌迹象。

  3)河流阶地被超覆或剪断,阶地面不连续,堆积物层次不连续或上下倒置,产状紊乱。斜坡前缘有泉水或湿地分布,喜水植物茂盛。

  4)滑坡后缘地带出现双沟同源或洼地,沟壁已较稳定,草木丛生。

  5)滑坡体斜坡常呈上凹下凸起伏,前缘(土体)被挤出呈舌状凸起,地层不连续,产状不一致;两侧地层多有扰动和松动现象,有裂缝和拖曳褶曲;后缘壁较陡且有坍塌遗迹。

  6)冲沟沟壁或人工边坡,有时可见滑坡滑动面痕迹。

  垫层施工

  1.施工机械

  (1)粉质黏土与灰土:宜采用平碾、振动碾或羊足碾,中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯。

  (2)砂石:宜用振动碾。

  (3)粉煤灰:宜采用平碾、振动碾、平板振动器、蛙式夯。

  (4)矿渣:宜采用平碾振动器或平碾、蛙式夯。

  2.施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数

  宜通过试验确定。除接触下卧软土层的垫层底层应根据施工机械设备及下卧层土质条件的要求具有足够的厚度外,一般情况下,垫层的分层铺填厚度可取200~300mm。为保证分层压实质量,应控制机械碾压速度。

  3.含水量控制

  粉质黏土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在最优含水量Wop±2%的范围内,粉煤灰垫层的最优含水量宜控制在最优含水量Wop±4%的范围内。最优含水量可通过击实试验确定,也可按当地经验取用。

  4.其他施工要点

  (1)当垫层底部存在古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等软硬不均的部位时,应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理,并经检验合格后,方可铺填垫层。

  (2)基坑开挖时应避免坑底土层受扰动,可保留约200mm厚的土层暂不挖去。严禁扰动垫层下卧层的淤泥或淤泥质土层,防止其被践踏、受冻或受浸泡。在碎石或卵石垫层底部宜设置150~300mm厚的砂垫层或铺设一层土工织物,以防止淤泥或淤泥质土层表面的局部破坏。

  (3)垫层底面宜设在同一标高上,如深度不同,基坑底上面应挖成阶梯或斜坡搭接,并按先深后浅的顺序进行垫层施工,并按先深后浅的顺序进行垫层施工,搭接处应夯砸密实。

  (4)粉质黏土及灰土垫层分段施工时,不得在柱基、墙角及承重窗间墙下接缝。上下两层的缝距不得小于500mm。接缝处应夯压密实。

  (5)灰土应拌和均匀并应当日铺填夯压。灰土夯压密实后3d内不得受水浸泡。粉煤灰垫层铺填后宜当天压实,每层验收后应及时铺填上层或封层,防止干燥后松散起尘污染,同时应禁止车辆通行。垫层竣工后,应及时进行基础施工与基坑回填。

  (6)铺设土工合成材料时,下铺地基土层顶面应平整,防止土工合成材料被刺穿、顶破。铺设时应把土工合成材料张拉平直、绷紧,严禁有褶皱;端头应固定或回折锚固;切忌曝晒或裸露;连接宜用搭接法、缝接法和胶结法,并均应保证主要受力方向的联结强度不低于所采用材料的抗拉强度

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