一級(jí)建造師《市政工程》課堂講義（3）

　　本條介紹了城市工程中常用的重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、柱板式、錨桿式、自立式、加筋土等不同擋土墻結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。見教材第6頁。

　　1K411014熟悉水對(duì)城市道路工程的影響

　　對(duì)道路施工建設(shè)和使用影響最大、最持久的是地下水。

　　地下水是埋藏在地面以下土顆粒之間的孔隙、巖石的孔隙和裂隙中的水。土中水有固、液、氣三種形態(tài)，其中液態(tài)水有吸著水、薄膜水、毛細(xì)水和重力水，其中毛細(xì)水可在毛細(xì)作用下逆重力方向上升一定高度，在0℃以下毛細(xì)水仍能移動(dòng)、積聚，發(fā)生凍脹。

　　從工程地質(zhì)的角度，根據(jù)地下水的埋藏條件又可將地下水分為上層滯水、潛水、承壓水。

　　路基排水分為地面和地下兩類。一般情況下可以通過設(shè)置各種管渠、地下排水構(gòu)筑物等辦法達(dá)到迅速排水的目的。

　　路面結(jié)構(gòu)除滿足其他設(shè)計(jì)要求外，其總厚度要滿足防凍層厚度的要求，避免路基出現(xiàn)較厚的聚冰帶而導(dǎo)致路面開裂和過量的不均勻凍脹。如果面層厚度不足，可設(shè)置以水穩(wěn)定性好的砂礫料或隔溫性好的材料組成墊層。

　　1K411015 熟悉土的分類及不良土質(zhì)的處理

　　土的物理性質(zhì)除與其顆粒粒徑級(jí)配有關(guān)外，還與土中三相組成部分之間的比例有關(guān)。黏性土中含水量的變化能使土狀態(tài)發(fā)生改變；砂土的密實(shí)狀態(tài)決定其力學(xué)性質(zhì)。

　　土的強(qiáng)度性質(zhì)通常是指土體的抗剪強(qiáng)度，即土體抵抗剪切破環(huán)的能力。工程中的地基承載力、土坡穩(wěn)定以及擋土墻的土壓力等計(jì)算，主要考慮剪切問題。

　　土的三相（固體顆粒、水和氣）組成特性（見圖1K411015），構(gòu)成了其許多物理力學(xué)特性。土的物理力學(xué)基本指標(biāo)主要有：

　　1、 質(zhì)量密度ρ：

　　2、 孔隙比e

　　3、 孔隙率n

　　4、 含水量W

　　5、 飽和度S

　　6、 界限含水量：黏性土由一種物理狀態(tài)向另一種物理狀態(tài)轉(zhuǎn)變的界限狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的含水量；

　　7、 液限：土由流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)入可塑性狀態(tài)的界限含水量，是土的塑性上限，稱為液性界限，簡(jiǎn)稱液限；

　　8、 塑限：土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)為半固體狀態(tài)時(shí)的界限含水量為塑性下限，稱為塑性界限，簡(jiǎn)稱塑限；

　　9、 塑性指數(shù)：土的液限與塑限之差值，即土處于塑性狀態(tài)的含水量變化范圍，表征土的塑性大小；

　　10、 液性指數(shù)：土的天然含水量與塑限之差值對(duì)塑性指數(shù)之比值，可用以判別土的軟硬程度；

　　IL<0堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬狀態(tài)

　　0≤IL<0.5硬塑狀態(tài)

　　0.5≤IL <1.0軟塑狀態(tài)

　　IL≥1.0流塑狀態(tài)

　　11、滲透系數(shù)：

　　12、內(nèi)摩擦角與黏（內(nèi)）聚力：內(nèi)摩擦角反映了土的摩阻性質(zhì)。因而內(nèi)摩擦角與黏聚力是土抗剪強(qiáng)度的兩個(gè)力學(xué)指標(biāo)。

　　砂土的內(nèi)摩擦角甲值取決于砂粒間的摩擦阻力以及聯(lián)鎖作用。一般可以取中砂、粗砂、礫砂的甲＝320～400；粉砂、細(xì)砂的甲＝280一360.孔隙比愈小時(shí)，甲愈大。含水飽和的粉砂、細(xì)砂很容易失動(dòng)穩(wěn)定，有時(shí)規(guī)定取甲＝200左右。

　　黏性土的抗剪強(qiáng)度，主要是黏聚力c.包括：（1）由于土粒間水膜與相鄰?fù)亮Ｖ�間的分子引力所形成之黏聚力，即“原始黏聚力”。（2）由于土中化合物的膠結(jié)作用而形成的黏聚力，即“固化黏聚力”。黏性土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)變化范圍很大，與土的種類、土的天然結(jié)構(gòu)是否被破壞，試樣在法向壓力下的排水固結(jié)，試驗(yàn)方法等因素有關(guān)。可以認(rèn)為黏性土的黏聚力從小于9．81kPa到近似于200kPa以上。

　　13．凍結(jié)深度。工程中常用標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度z.，即在地表無積雪和草皮覆蓋條件下，多年實(shí)測(cè)最大凍結(jié)深度的平均值。

　　不良土質(zhì)路基的處理方法

　　1、軟土。這些土都具有天然含水量較高、孔隙比大、透水性差、壓縮性高、強(qiáng)度低等特點(diǎn)。軟土路基的主要破壞形式是沉降過大引起路基開裂損壞。在較大的荷載作用下，地基易發(fā)生整體剪切、局部剪切或刺入破壞，造成路面沉陷和路基失穩(wěn)。

　　常用的處理方法有換填法、擠密法、排水固結(jié)法等。

　　2．濕陷性黃土土。質(zhì)較均勻、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育。在未受水浸濕時(shí)，一般強(qiáng)度較高，壓縮性較小。當(dāng)在一定壓力下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)會(huì)迅速破壞，產(chǎn)生較大附加下沉，強(qiáng)度迅速降低。由于大量節(jié)理和裂隙的存在，黃土的抗剪強(qiáng)度表現(xiàn)出明顯的各向異性。

　　為保證路基的穩(wěn)定，在濕陷性黃土地區(qū)施工應(yīng)注意采取特殊的加固措施，可采取灰土墊層法、強(qiáng)夯法、灰土擠密樁等成本低、施工簡(jiǎn)便、效果好的方法進(jìn)行處理，并采取措施做好路基的防沖、截排、防滲。加筋土擋土墻是濕陷性黃土地區(qū)得到迅速推廣的有效防護(hù)措施。

　　3．膨脹土主要由具有吸水膨脹性或失水收縮性黏土礦物組成。

　　可采取的措施包括用灰土樁、水泥樁或用其他無機(jī)結(jié)合料進(jìn)行加固和改良；也可用開挖換填、堆載預(yù)壓對(duì)路基進(jìn)行加固。同時(shí)應(yīng)采取措施做好路基的防水和保濕，如設(shè)置排水溝，采用不透水的面層結(jié)構(gòu)，在路基中設(shè)不透水層，在路基裸露的邊坡等部位植草、植樹等措施；可調(diào)節(jié)路基內(nèi)干濕循環(huán)，減少坡面徑流，并增強(qiáng)坡面的防沖刷、防變形、防溜塌能力。

　　4．凍土分為季節(jié)性凍土和多年性凍土兩大類。對(duì)于季節(jié)性凍土，為了防止路面因路基凍脹發(fā)生變形而破壞，在工程設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　（1）應(yīng)盡量減少和防止道路兩側(cè)地表水或地下水在凍結(jié)前或凍結(jié)過程中滲入到路基頂部，可增加路基總高度，使其滿足最小填土高度要求。

　　（2）選用不發(fā)生凍脹的路面結(jié)構(gòu)層材料。了解不同路面材料、土基及路面下的冰凍深度與溫度之間的關(guān)系，使土基凍層厚度不超過一定限度1控制土基的凍膿量不超過允許值。

　　（3）對(duì)于不滿足防凍脹要求的結(jié)構(gòu)，可采用調(diào)整結(jié)構(gòu)層的厚度或采用隔溫性能好的材料等措施來滿足防凍脹要求。多孔礦渣是較好的隔溫材料。

　　（4）為防止不均勻凍脹，防凍層厚度（包括路面結(jié)構(gòu)層）應(yīng)不低于標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

　　1K411016 了解擋土結(jié)構(gòu)土壓力的計(jì)算

　　土壓力理論是研究土與擋土結(jié)構(gòu)之間相互作用的大小和分布規(guī)律的理論。

　　土壓力計(jì)算的兩個(gè)常用的經(jīng)典理論是庫侖土壓力理論和朗金土壓力理論。

　　靜止土壓力：

　　主動(dòng)土壓力：

　　被動(dòng)土壓力：

　　三種土壓力中，主動(dòng)土壓力最小；靜止土壓力其次；被動(dòng)土壓力最大，位移也最大。