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中南大学岩土工程作业

作业一:新建西路站初步地质勘查一、新建西路站简介按照公布的招投标方案,新建西路(书院南路-芙蓉南路)道路全长约1.222公里,规划路幅宽度为46米,设计为城市干道标准,双向6车道,设计行车速度为每小时40-50公里。

修建之前,南二环线以北,南湖路以南,不管从芙蓉路到书院路还是从书院路到芙蓉路,都要绕道南二环或南湖路才能到达;修建之后,新建西路从新建中路到书院路拉通,雨花亭到书院路可以直来直去。

二、初步勘测简介初勘是在场址经确定后进行。

为了对场地内各建筑地段的稳定性做出评价,初勘的任务之一就在于查明建筑场地不良地质现象的成因、分布范围、危害程度及其发展趋势,以便使场地主要建筑物的布置避开不良地质现象发育的地段,为建筑总平面布置提供依据。

初勘的工作是在已有资料和进行地质测绘与调查的基础上,对场址进行勘探和测试。

勘探线的布置应垂直于地貌单元边界线、地质构造线和地层界线。

勘探点应该布置在这些界线上,并在变化最大的地段予以加密。

在地形平坦地区,可按方格网布置勘探点。

三、长沙地质情况长沙位于湘江和浏阳河交汇的河谷阶地,周围为地势较高的山丘,可谓“环城皆山也”,其地形属于盆地,习称之湘浏盆地,亦称长沙盆地。

经过数十万年来的地质变化和大自然的侵蚀,湘浏盆地形成了3个较为明显的地貌特征。

湘浏盆地的地质结构,可考察者均为第四纪沉积物,年代约在300万年到1万年之间。

这里的山丘、河谷经过地层的断裂、掀斜升降等运动,以及自然的风化、流水的冲刷等外力的作用,多处出现陡岩壁立,断岸垣横,河滩溪畔沙石裸陈,揭示了其原始的地质结构。

前人选择部分较为典型的裸露地层,做了地层的取样分析,有属于一级阶地的水陆洲组,属于二级阶地的马王堆组,属于三级阶地的白沙井组,属于四级阶地的新开铺组及属于五级阶地的洞井铺组等,取得了大量的地质资料。

可知长沙的地质结构主要由砂砾岩、粉砂岩、砂岩、砾岩及板岩等岩层组成,最上层则多为网纹红土。

由于这些岩石均由铁质、钙质和泥质胶结,颜色多呈红色或紫红色,因此该盆地习称为红岩盆地或简称红盆。

而地层的砂岩和砂砾岩中组成成分则以石英为主,颗粒较大,颜色灰白。

四、新建西路站所处位置地质情况盆地中心为沿江的冲积阶地,是长沙城市主要建设地带,其地层主要是第四纪更新世的冲积性网纹红土和砂砾。

北起湘、浏二水交汇的新河三角洲第一级台地,海拔约30米,高出湘江常年水位约10米。

至今五一广场黄兴路一带为第二级台地,高出湘江常年水位约30米,长沙古城主要分布在这一级台地。

随着城市建设的发展,现在第六级、第七级阶地逐步建设成为新城区了。

新建西路所处的长沙东侧和东南侧为红岩丘岗。

主要以红砂岩和砂砾岩构成的小山组成的丘陵,海拔一般100米左右。

这些小山丘岩质较松散,易于风化成红岩岗地。

但亦有个别因岩基坚硬,虽久经剥蚀,仍耸立于红岩丘岗之中。

五、初步勘探步骤1、勘察工作遵循的规范、规程a. 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版);b. 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);c. 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010);d. 《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999);e. 《工程地质手册》(第四版);f. 《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ112-87);g.《电力工程高压送电线路设计手册》h.《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)。

2、勘察方法选择为综合评价场地地基土的性状及提供各土层的岩土工程设计技术参数,采用钻探取样、原位测试与室内试验相结合的勘察方法。

1)钻探:现场钻探采用GX-50型钻机钻进,严格遵守《建筑工程地质钻探技术标准》(JGJ87-92),钻孔孔径91~130mm。

2)标准贯入试验:采用63.5kg机械提引自动脱钩的标准贯入器试验。

读取贯入300mm锤击数,利用标贯击数评价砂土的密实度及土的强度。

3)重型动力触探试验:采用63.5kg机械提引自动脱钩的重型动力触探,读取贯入100mm锤击数,利用锤击数评价强风化岩的密实度及强度。

3、初步勘察阶段,应进行下列工作:初步查明冻土的分布规律,以及冻土现象的类型、成因和对场地稳定性的影响程度,并提出在建筑物使用期间冻土工程地质条件可能发生的变化。

查明地下水埋藏条件及其对工程建筑的影响。

对抗震设防烈度等于或大于7度的建筑场地,应判明场地的地震效应。

查明构造地质、环境地质对建筑场地的影响。

4、初步勘察阶段,勘探线、点、网的布置应符合下列要求:勘探线应垂直地貌单元边界线、地质构造线及地层界线。

勘探点的布置应考虑每个地貌单元类型的地貌交接部位,在微地貌或冻土现象发育地段应适当增加勘探点的数量。

在同一地貌单元,地形平坦、冻土工程性质较均一、分布面积较大的场地,勘探点可按方格网布置。

勘探线、勘探点间距可根据建筑场地的复杂程度按表8.3.4确定。

5、初步勘察勘探孔分一般孔和控制孔两种,其深度可根据建筑场地的复杂程度按规范确定。

6、当遇下列情况之一时,应适当增减勘探孔深度:在预定深度内遇基岩,除控制性勘探孔应钻入基岩适当深度外,其他勘探孔到基岩即可。

在预定深度内为少冰冻土,除控制性钻孔钻入预定深度外,其他钻孔可适当减少钻入深度。

在预定深度内遇到饱冰冻土、含土冰层或纯冰层时,可适当加深或予以钻穿。

7、初步勘探取土试样和原位测试工作应符合下列要求:初步勘察取土样和进行原位测试的勘探孔,在平面上应均匀分布,数量一般占勘探孔总数的1/4~1/2;取土样和原位测试的竖向间距,应按地层的特点和冻土的均匀程度确定。

各土层一般均需取样和取得测试数据;在不同地貌单元应设置地温观测孔,观测孔的深度应大于地温年变化深度。

8、初步勘察时应进行下列水文地质工作:初步查明冻土区地下水类型;冻结层上水、冻结层间水和冻结层下水的贮存形式、埋藏条件、相互关系及其对工程建筑的影响。

当地下水有可能浸没或浸湿基础时,应取水样进行对建筑材料的浸蚀性分析,一般地区取样地点不宜少于两处。

9、初步勘察报告应包括下列内容:工程性质、任务要求及勘察工作情况。

场地位置、地形地貌、地层、地质条件、冻土分布规律、地下水埋藏条件等。

场地的稳定性、冻土现象、地震基本烈度及建筑的适宜性评价。

冻土物理、热学与力学参数的分析与选用。

对冻土地基的利用原则、基础形式的确定和冻土现象的防治等方面进行论证。

作业二:铁道学院挡土墙类型挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。

在挡土墙横断面中,与被支承土体直接接触的部位称为墙背;与墙背相对的、临空的部位称为墙面;与地基直接接触的部位称为基底;与基底相对的、墙的顶面称为墙顶;基底的前端称为墙趾;基底的后端称为墙踵。

挡土墙的类型包括重力式挡土墙,悬臂式挡土墙,扶壁式挡土墙,板桩式挡土墙等。

铁道学院里面的挡土墙包括有如下类型:首先,有重力式挡土墙,如下图所示:图1重力式挡土墙1图2重力式挡土墙2图3重力式挡土墙3重力式挡土墙的尺寸随墙型和墙高而变。

重力式挡土墙墙面胸坡和墙背的背坡一般选用1:0.2~1:0.3,仰斜墙背坡度愈缓,土压力愈小。

但为避免施工困难及本身的稳定,墙背坡不小于1:0.25,墙面尽量与墙背平行。

图4垂直墙或俯斜墙对于垂直墙,如地面坡度较陡时,墙面坡度可有1:0.05~1:0.2,对于中、高挡土墙,地形平坦时,墙面坡度可较缓,但不宜缓于1:0.4。

采用混凝土块和石砌体的挡土墙,墙顶宽不宜小于0.4m;整体灌注的混凝土挡土墙,墙顶宽不应小于0.2m;钢筋混凝土挡土墙,墙顶不应小于0.2m。

通常顶宽约为H/12,而墙底宽约为(0.5~0.7)H,应根据计算最后决定墙底宽。

当墙身高度超过一定限度时,基底压应力往往是控制截面尺寸的重要因素。

为了使地基压应力不超过地基承载力,可在墙底加设墙趾台阶。

加设墙趾台阶时挡土墙抗倾覆稳定也有利。

墙趾的高度与宽度比,应按圬工(砌体)的刚性角确定,要求墙趾台阶连线与竖直线之间的夹角θ(图6—3),对于石砌圬工不大于35°,对于混凝土圬工不大于45°。

一般墙趾的宽度不大于墙高的二十分之一,也不应小于0.1m。

墙趾高应按刚性角定,但不宜小于0.4m。

墙体材料:挡土墙墙身及基础,采用混凝土不低于C15,采用砌石、石料的抗压强度一般不小于MU30,寒冷及地震区,石料的重度不小于20kN/m3,经25次冻融循环,应无明显破损。

挡土墙高小于6m砂浆采用M5;超过6m高时宜采用M7.5,在寒冷及地震地区应选用M10。

然后,有悬臂式挡土墙。

如下图所示:图5悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙指的是由立壁、趾板、踵板三个钢筋混凝土悬臂构件组成的挡土墙。

面坡常用1:0.02~1:0.05,背坡可直立。

顶宽>0.15m,路肩墙>0.2m,踵板采用等厚,趾板端部厚度可减薄,但不小于0.30m。

扶壁式挡土墙的立壁,常为等厚,间距常取墙高的1/3~1/2,厚度约为间距的1/8~1/6,但不小于0.3m 。

悬臂式挡土墙构造简单,施工方便,能适应较松软的地基,墙高一般在6m-9m之间。

最后,有扶壁式挡土墙,如下图所示:图6扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙指的是沿悬臂式挡土墙的立臂,每隔一定距离加一道扶壁,将立壁与踵板连接起来的挡土墙。

扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙,其主要特点是构造简单、施工方便,墙身断面较小,自身质量轻,可以较好的发挥材料的强度性能,能适应承载力较低的地基。

适用于缺乏石料及地震地区。

一般在较高的填方路段采用来稳定路堤,以减少土石方工程量和占地面积。

扶壁式挡土墙,断面尺寸较小,踵板上的土体重力可有效地抵抗倾覆和滑移,竖板和扶壁共同承受土压力产生的弯矩和剪力,相对悬臂式挡土墙受力好。

适用6~12m高的填方边坡,可有效地防止填方边坡的滑动。

扶壁式挡土墙是路肩挡土墙的一种,是将预制的挡墙板焊接在预埋于基础混凝土中的钢板上,然后在其内倒填土的一种挡墙形式与其它几种形式的挡墙比较,扶壁式挡土墙具有节省占地空间、缩短施工工期、美化城市环境、较易施工等优点,是城市公路工程立交桥引道中常用的一种挡墙形式。

扶壁式挡土墙由墙面板(立壁)、墙趾板、墙踵板及扶肋(扶壁)组成。

扶肋把立壁同墙踵板连接起来,起加劲的作用,以改善立壁和墙踵板的受力条件,提高结构的刚度和整体性,减小立壁的变形。

它适用于缺乏石料的地区。

由于墙踵板的施工条件,一般用于填方路段做路肩墙或路堤墙使用。

悬臂式挡土墙高度不宜大于6m,当墙高大于4m 时,宜在墙面板前加肋。

扶壁式挡土墙宜整体灌注,也可采用拼装,但拼装式扶壁挡土墙不宜在地质不良地段和地震烈度大于或等于八度的地区使用。

悬臂式和扶壁式挡土墙的结构稳定性是依靠墙身自重和墙踵板上方填土的重力来保证的,而且墙趾板的设置也显著地增大了挡土墙的抗倾覆稳定性并大大减小了基底接触应力。

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