开题报告-龙山-永顺高速公路85+675~K85+800路堤路堑边坡设计.doc

毕业设计(论文)开题报告题目：龙山-永顺高速公路K85+675K85+800路 堤路堑边坡设计 课 题 类 别：设计 学 生 姓 名：学 号：班 级：岩土11-02专业（全称）：土木工程（岩土工程）指 导 教 师：2015年3月27日一、本课题设计（研究）的目的：该毕业设计的目的是，一方面，使学生将所学地基基础课程群，包括工程地质、岩土工程勘察、土力学、基础工程、地基处理、岩土工程检测等，综合起来解决工程实际问题，获得工程师的基本训练，提高综合应用能力；另一方面，引导学生做专题研究，激发学生发现和解决问题的兴趣，培养学生的科学研究意识，促进学生创新精神和实践能力的提高；再者，提高学生的英文水平。要求学生收集相关资料、选不同方案，最后综合讨论。特别强调学生应扎实、认真完成规定内容（如CAD图件、手工作图等），严格请、销假制度，确保毕业设计质量，以培养合格的应用型人才。2、 设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：1. 工程概况湖南省龙山-永顺高速公路主线全长91.3千米，设计速度80千米每小时，路基宽度24.5米，地处湘西武夷山腹地，呈南北向纵贯湘西地区，位于湘西自治州龙山县，永顺县，为湘鄂两省西部地区一条重要的出省通道。本项目的建设将缩短沿线地区与外界沟通的时空距离，可带动湘西地区的经济发展，有利于推动该地区实现脱贫致富，保障湖南省全面建设小康社会。本项目正在进行路基施工，在路堤填筑过程中，大量采用山体开挖后形成的土石料混填，局部形成高填路堤，土石混合料的复杂性带来很多技术问题，包括鸡爪沟地形土石混填路基的设计、施工工艺和施工控制问题，特别是土石混填高低填方压实不均匀、纵横向填筑厚度不均匀引起的不均匀沉降问题，制约了本项目在新理念指导下的建设质量。2.影响边坡稳定性的主要因素分析影响路堑边坡的稳定性因素是综合的，如坡形坡率、地层岩性、地质构造、地形地貌、地下水发育程度、施工、强降雨等均对边坡的稳定性产生影响。边坡设计的坡形坡率及加固防护措施的强弱基本取决于上述因素。针对本项目特点，影响边坡稳定性的主要因素如下：21岩性软弱如上述，构成本路线堑边坡的岩体变质岩类()以动力变质为主，其母岩矿物万分发生变异，多以泥质万分为主；红层岩类(K)除砾岩外也多以泥质成分为主。上述两类岩体均属软质岩类，岩质软弱，水理性差，总体而言，风化程度高，以全强风化为主，且风化层深厚，岩体强度低，边坡自稳定性差。22构造应力水平高本段路线走向与构造线基本一致，变质岩类()地段，属老地层，受历次构造作用特别是古水向斜作用影响，地质力水平较高，随着施工卸荷产生边坡松弛变形效应将是危及边坡稳定的重要因素。加之节理裂隙(尤其是顺倾陡倾角节理)发育，片理化程度高，节理裂隙面多以泥岩质填充为主，相互切割，造成岩体较破碎。现场调查发现寒武系地层的人工边坡和自然边坡主要出现三种病害：(1)沿与线路大角度相交岩层层面产生切向破坏，具体表现为掉块；(2)沿顺倾陡倾角节理产生的离层破坏，具体表现为崩塌：(3)理面的不利组合产生的楔体破坏，具体表现为坍塌与滑塌。尤其以节理面的不利组合产生楔体破坏最为普遍，个别地形陡竣的山坡甚至出现深层的楔体破坏。因此节理裂隙面的不利组合是控制要本路段寒武系地层边坡稳定性的关键因素。红层岩类(K)层位走向多与路线方位呈平行状，角度较小，普通存在顺层边坡，其层面结合强度则是控制顺层边坡稳定性的主要冈素，加之与下卧寒武系地层出不穷朱整合接触，路堑边坡容易产生各种病害。23地下水丰富如前述，路段穿越古水向斜，向斜构造本身就是良好的储水体和水运移通道。尤其向斜轴部地段(K88K96)，赋水程度高，将直接影响边坡的稳定性。勘察资料显示，该段路堑边坡地下水位高，地下水位在一般开孔35m出露，自然山坡坡脚潮湿状态或渗流成涌水形式出露。本路段由于岩层层面、节理面倾角较陡，填充胶结差，地下水在重力作用下，迅速沿各种结构面往基岩下渗。在地下水储存的运移过程中，除对软质岩的渗泡软化外，还产生一定的静水压力和动水压力，这成为影响边坡稳定性不可忽略的因素。3.边坡设计要点与加固处理技术措施综上所述，本线路堑边坡稳定性受诸方面因素影响和控制，根据本项目特点，分类归纳起来，在设计中注意并解决如下相关技术问题：31合理选择坡形坡率坡形坡率殴计是路堑边坡设计最基本环节。只有在做好坡形坡率设计工作后，才能对边坡的稳定性进行合理评价，并开展相关的加固防护设计工作。坡形坡率是综合考虑工程地质条件和地形地貌等因素后，兼顾土石方填挖平衡确定的。当地形地貌允许情况下，本项目中变质砂岩、泥质粉砂岩等较普通的软质岩均按台阶式放坡设计，每级边坡间设置l3m宽的平台。经过对沿线附近省道的人工边坡调查及参考相关工程经验，变质砂岩、泥质粉砂岩等软质岩在具备放坡条件下，其坡形坡率如表1。袁1软质岩路堑边坡坡形坡率表风化程度 坡高(m) 坡率 平台宽全风化 68 l：1251：1 23m强风化 810 1：11：075 2m弱风化 lO12 1：0751：05 l2m按表1设计坡形坡率的边坡，通过稳定性分析，其稳定性基本能满足规范要求。但当地形陡峻地无放坡条件时，一般采用较陡坡率，即采用“弱削方，强支护”的思路确定坡形坡率。32采用锚杆对基本稳定边坡的浅层加固沿线寒武系地层具备放坡条件的边坡，顺层边坡较少，基本不存在软弱夹层，在其全强风化层边坡分级设计，在采用1：1251：l坡率放坡设计后，整体基本处于稳定状态。但受结构面、施工、雨水等因素影响，容易产生掉块、崩塌、坍塌等浅层破坏，因此做好浅层加固与坡面防护是设计该类路堑边坡的关键。现在工程建设普遍存在工期短、全天候施工的特点。选择即方便施工，又行之有效的技术措施与工程建设特点相适应是设计考虑的现实问题。全粘结型的钢筋砂浆锚杆具有施工简便、快速、工程造价低廉的优点，适用于中浅层变形(掉块、崩塌、坍塌、小型楔体破坏等)的预防性加固。砂浆锚杆配套格梁，增强了坡面的整体性和稳定性。因此，在本项目，设计采用锚杆格梁这种技术措施。同时，锚杆的加固还可防止施工对边坡岩体的扰动影响，改善边坡岩土和弱化施工期地应力释放导致边坡岩体松弛。33采用锚索对欠稳定边坡的深层加固对地形陡峻、山体高大不具备放坡条件的边坡一般采用较陡的坡率收坡设计，边坡欠稳定或不稳定。这类边坡，受岩性所限，岩体自身强度低，边坡自稳定性差，采用陡坡率切坡开挖路堑，破坏原有山体应力平衡，随着开挖施工进程，山体地应力随之释放，施工卸载后将产生边坡较大的松弛层，坡体一定宽度范围内形成松驰区，松驰区内岩土由原来三维应力状态转变为单向(或二维)应力状态，受各种不利结构面影响，岩土结构强度锐减，往往形成大型潜在松弛裂面(潜在滑体)。随着时间推移和外部不利因素(水作用因素)的累积，楔形体或潜在滑体向恶化发展最终产生边坡滑塌和滑坡等病害。预应力锚索是锚索体锚入(锚固段)边坡一定深度，并按设计需要对锚索体施加一定张拉力，由此锚索体主动对边坡岩土产生预应力，及时平衡边坡楔形体、潜在裂面(或滑坡体)产生的下滑力，能有效扼制边坡松弛区的发展，从而达到稳定边坡的目的，适用于大、中型楔体破坏和潜在裂面滑动破坏的坡体防治处理。鉴于本项目中不具各放坡条件的软质岩边坡较多，采用预应力锚索对边坡加固，可主动、适时对边坡施预应力，有效克服或扼制边坡稳定性不利因素的累积和发展，因此预应力锚索在本项目中较广泛应用。34顺层边坡的优化设计本路段虽然顺层边坡不多，但此类边坡施工风险大，故非常重视顺层边坡的设计。从以往工程建设经验，该类边坡施工风险大，稍有不慎，就容易导致工程滑坡等恶性病害，后果是严重的。因此该类边坡设计的关键是选择一个施工安全可靠的处理方案。这类边坡除考虑必要的加固防护处理外，在本项目设计中作了如下特殊处理：坡高尽量控制在表l取值的小值之内；为防止应力集中，每级平台适当加大宽度；对于个别地形陡竣的顺层边坡，采用了(微型桩)地表预锚加固堑顶地段。上述措施的落实确保边坡尽可能地降低施工风险。35充分考虑水的作用影响，加强边坡排水本项目边坡地下水发育多位于坡脚一带出露。考虑到软质岩类水理性差，遇水泡软的特点。故加固处理时一般在全强风化层软质岩边坡坡脚设置高2-25m脚墙(含基础)加固坡脚，防止积水浸泡软化坡脚，同时边坡适当设置排水斜孔，疏排坡体深层地下水，释放坡体动、静水压力。部分斜轴地段的地下水尤为发育，但该段地理位置边坡地形相对于平缓，利于放坡，故在设计多采用缓坡率，根据该段边坡岩土体呈粘塑性特点采用支撑渗沟进行边坡排水。36重视不良地质条件的低矮边坡加固处理过去，高速公路建设普遍存在误区，设计、施工乃至业主管理往往把关注点放在高边坡上，而忽视不良地质条件(如：特殊岩土、地下水发育等)的低矮边坡处理，施工期间乃至通车运营后突发病害，影响大，教训深刻。鉴于此，我们在本项目加固设计施工中，不简单以边坡高度论处，关键视其工程地质条件优劣，对不良地质条件的矮边坡设计中进行稳定性分析，采取必要的针对性强的技术措施处理，为避免产生病害奠定了基础。4.结束语路堑边坡(高边坡、矮边坡)的设计是以工程地质条件为依据的，设计应紧密结合地质资料，对边坡的工程地质条件进行深入分析。路堑边坡施工处理采用的技术措施应合理、实用、安全可靠和施工方便，本项目所采用的锚索或锚杆这一技术措施，十多年来，经国内高速公路路堑边坡广为应用，实践证明无论其适应性和加固效果、经济性及方便施工等方面都是现阶段较为成熟的技术措施。5.路堑边坡稳定性简单分析三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：选取在建的湖南龙山县-永顺县高速公路（K85+675-K85+830），本项目正在进行路基施工，在路堤填筑过程中，大量采用山体开挖后形成的土石料混填，局部形成高填路堤，土石混合料的复杂性带来很多技术问题，包括鸡爪沟地形土石混填路基的设计、施工工艺和施工控制问题，特别是土石混填高低填方压实不均匀、纵横向填筑厚度不均匀引起的不均匀沉降问题，制约了本项目在新理念指导下的建设质量。拟采用鸡爪沟地形土石混填路基设计与施工，包括勘察方案与技术、斜坡软基处治设计、填方边坡设计、挖方边坡设计、填筑与压实技术、施工监测设计。序号毕 业 设 计（论 文）工 作 任 务工 作 进 度 日 程 安 排周次1234567891011121314151617181920001借阅资料 , 翻译英文2撰写开题报告、制定勘察纲要3斜坡软基处治设计、填（挖）方边坡设计4土石混和料特性、填筑与压实技术（中期答辩）5台背（或者墙背、涵背）填筑与压实技术6施工监测设计7专题论文8修改、提交设计文件9毕业答辩104、 设计（研究）进度计划：5、 参考文献： 1 周德泉,彭柏兴,陈永贵,刘宏利. 岩土工程勘察技术与应用M.北京:人民交通出版社,2008.2 周德泉.工程地质实践教程M.长沙:中南大学出版社,2014.3 GB50021-2001,岩土工程勘察规范S.北京:中国建筑工业出版社,2002.4 GB 50330-2002，建筑边坡工程技术规范S.北京:中国建筑工业出版社,2002.5 JGJ106-2003,J256-2003，建筑基桩检测技术规范S.北京:中国建筑工业出版社,2003.6 YB9258-97,建筑基坑工程技术规范S.北京: 中国建筑工业出版社,2002.7 袁聚云,李镜培,陈光敬.土木工程专业毕业设计指南(岩土工程分册)M,北京:中国水利水电出版社,1999.8 王晓谋.基础工程M.北京:人民交通出版社,2003.9 岩土工程手册编写委员会. 岩土工程手册M.北