特殊土地區(qū)路基設(shè)計與處理

1、特殊土地區(qū)路基設(shè)計與處理,路基是道路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，承受由路面?zhèn)鱽淼男熊嚭奢d和它們的自重。路基的強度、穩(wěn)定性和耐久性直接影響道路結(jié)構(gòu)的使用性能和壽命。因此路基設(shè)計是保證道路結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的關(guān)鍵之一!,,路基本體是指路基斷面中的填挖部分；路基設(shè)施是指確保路基本體穩(wěn)定性而設(shè)置的附屬工程設(shè)施,如排水設(shè)施和防護支擋加固設(shè)施。因此設(shè)計路基時不能把它當(dāng)作一般的土石方工程來看待，而要把路基工程與橋隧工程等看作同等重要的結(jié)構(gòu)工程。,路基設(shè)計是由路基

2、本體和路基設(shè)施設(shè)計組成的。,一、路基設(shè)計的原則1、足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性2、保護環(huán)境，避免引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，減少對環(huán)境的影響3、做好工程地質(zhì)勘察工作，按水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條 件取得巖土物理力學(xué)參數(shù)4、避免高填、深挖5、綜合設(shè)計（從地基處理、填料、強度、穩(wěn)定性、防 護工程、排水系統(tǒng)和施工技術(shù)等方面綜合考慮）6、動態(tài)設(shè)計（根據(jù)實際情況校核、修改和補充設(shè)計）7、采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料和新工

3、藝,二、對路基的基本要求1、路床填料、最小強度和壓實度的要求見表12、路堤填料最小強度要求見表23、路堤壓實要求見表34、路堤邊坡坡率見表45、高填土路堤（邊坡高度超過20m）填土要求的 強度指標(biāo)見56、路堤穩(wěn)定安全系數(shù)見表67、路塹邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)見表7,表1 路床最小強度與壓實度要求,表2 路堤填料最小強度要求,表3 路堤壓實度,表4 路堤邊坡坡率,表5 路堤填土采用的強度指標(biāo),表6 路

4、堤穩(wěn)定安全系數(shù),表7 路塹邊坡穩(wěn)定安全系數(shù),三、特殊路基1、特殊路基：特殊土（巖）路基，不良地質(zhì)路基和特殊條 件下的路基2、特殊路基設(shè)計應(yīng)考慮地質(zhì)和環(huán)境等因素對路基的影響， 以及這些因素的發(fā)展變化規(guī)律。路基病害整治應(yīng)遵循以 防為主、防治結(jié)合、力求根治的原則，通過綜合技術(shù)經(jīng)濟 比 較，因地制宜，采用合理的政治方案和有效的工程措施3、特殊路基主要有：滑坡

5、地段路基、泥石流地區(qū)路基、巖溶 地區(qū)路基、軟土地基、膨脹土路基、紅粘土和高液限土路 基、黃土路基、鹽漬土路基、多年凍土路基、風(fēng)沙地區(qū)路 基、采空區(qū)路基、濱海路基、水庫地區(qū)路基等,軟土地基,,,4,,,7,膨脹土地基,凍土地基,紅粘土地基,巖溶地基,濕陷性黃土地基,鹽漬土地基,主要內(nèi)容,,一、軟土地基,,天然含水量高，天然孔隙比大，抗剪強度低， 壓縮系數(shù)高，滲透系數(shù)小

6、,具有靈敏結(jié)構(gòu)性 (觸變性與流變性)，軟土中還常含有機質(zhì)。,工程特性,在其上修建公路時，容易使路堤失穩(wěn)或沉降過大引起路基、路面破壞等問題。,常見破壞類型,軟土地基,處理措施 軟土地基處理方法可按沉降計算處治與 按穩(wěn)定性處治來區(qū)分。,擠密砂樁法 （石灰樁）、 復(fù)合地基法(碎石樁、鋼渣樁)、加固土樁法（水泥粉噴樁）等,軟土地基,排水固結(jié)法是對天然地基或先在地基中設(shè)置砂井等豎向排水體，然后利用建筑物（路堤）本身的

7、重量逐漸分級加載，或在建造建筑物之前對場地進行加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出、地基土體得到固結(jié)，進而使土體強度增強，地基承載力提高，并可有效地減少工后沉降。 一般孔隙水的排出有三個途徑：一是地面上預(yù)加一個壓力，從而在土體內(nèi)造成一個壓力差，迫使孔隙水向砂層或預(yù)先設(shè)置的濾層排出；二是在土體內(nèi)固定的部位施加一個負壓，誘使孔隙水向負壓區(qū)集中排水，三是利用電能在土體內(nèi)造成一個電勢差，驅(qū)使孔隙水排出。 排水固結(jié)法設(shè)計

8、理論比較成熟，但是，這類方法的加固時間較長，堆載和超載預(yù)壓所需荷重物較多，造價較貴，正在逐漸失去其優(yōu)勢。,軟土地基,,,當(dāng)軟土層較厚、路堤較高時，常采用砂井排水法，加速固結(jié)沉降。特別是當(dāng)天然土層的水平排水性能較垂直向好，或軟土層中有薄層粉細砂夾層時，采用砂井的效果更好。 一般軟土適合采用砂井排水法，但次固結(jié)占很大比例的土類，如泥炭類土、有機質(zhì)黏土和高塑性黏土等，則不宜采用。,適用范圍,1）砂井排水固結(jié)法,軟土地基,砂井地基的設(shè)計

9、 首先應(yīng)考慮砂井的直徑、間距、布置形式和固結(jié) 速率之間的關(guān)系。 通常砂井直徑、間距和長度的選擇，應(yīng)滿足在預(yù)壓過程中，在不太長的時間內(nèi)，地基能達80%以上的固結(jié)度 。,軟土地基,2）袋裝砂井排水法,袋裝砂井既具有大直徑砂井的作用，又可以保證砂井的連續(xù)性，避免縮頸的現(xiàn)象。此外，由于袋裝砂井具有直徑小，材料消耗小，工程造價低，施工速度快，設(shè)備輕型的特點，更適合在軟土地基上施工。適用范圍：與普通砂井相同，但當(dāng)?shù)鼗?/p>

10、位移較大時，袋裝砂井更具優(yōu)越性。,軟土地基,袋裝砂井直徑根據(jù)所承擔(dān)的排水量和施工工藝要求確定，一般采用7~12cm的直徑，井距1~2cm，相當(dāng)于井徑比15~30。 袋裝砂井的編織袋應(yīng)具有良好地透水性，袋內(nèi)砂料不易漏失，袋子材料應(yīng)有足夠的抗拉強度，能承受袋內(nèi)砂的自重以及彎曲時產(chǎn)生的拉力，要有一定的抗老化性能和耐腐蝕性，要便于加工，價格低廉。一般采用合成纖維、黃麻、塑料等材料編織物，目前我國多采用聚丙烯編織物。,軟土地基

11、,3）塑料板排水法,塑料板排水是指在紙板排水法基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種排水固結(jié)法。此方法把用濾膜包裹的塑料芯板用機械打入軟土地基內(nèi)，利用濾膜的透水性和芯板溝槽構(gòu)造把水匯集起來并排到地面砂墊層內(nèi)的軟基加固方法。 具有單孔過水?dāng)嗝娲?、排水暢通、質(zhì)量輕、強度高和耐久性好的特點。 作用、適用范圍和設(shè)計方法與砂井排水法相同。,軟土地基,以路堤荷載增加作用于地基上的總應(yīng)力，加速固結(jié)沉降，同時提高地基強度的軟基處理方法。這種方法采用路堤

12、自重加壓，為使其達到排水固結(jié)的加固效果，常與垂直排水法并用。適用范圍在壓縮性大、透水性好的泥炭地基上，最適宜使用,4）路堤荷載壓重法,軟土地基,5）降低水位壓重法,又叫降水預(yù)壓法，這種方法通過降低地下水位，使地基中的軟弱土層承受一個相當(dāng)于水位下降高度水柱的重量，起到預(yù)壓的效果，改善土的性質(zhì)，加速地基的沉降。 效果與路堤荷載壓重法相同，但不會招致地基破壞。缺點是使用范圍有限，工程費用一般較大。 這種

13、方法的選用與土層的滲透性有關(guān)，為提高其加固效果常與砂井法、路堤荷載壓重法聯(lián)合使用。,軟土地基,,6）真空壓重法,又叫真空預(yù)壓法，這種方法是現(xiàn)在需要加固的軟土地基內(nèi)設(shè)置砂井或塑料排水板等豎向排水通道，在地面鋪設(shè)排水砂層，其上覆蓋不透氣的密封膜與大氣隔絕，通過埋設(shè)于砂墊層中的吸水管道，用真空裝置進行抽氣，因而在膜的內(nèi)外產(chǎn)生一個氣壓差，這部分氣壓差即為作用于地基的預(yù)壓荷載。它與堆載預(yù)壓不同的是真空負壓是一均勻等向應(yīng)力，不會產(chǎn)生剪應(yīng)力，因而

14、不會造成地基的失穩(wěn)破壞。,軟土地基,適用于一般軟粘土地基。但當(dāng)粘土層與具有充足水源補給的透水層相間，有大量地下水流入時，或地質(zhì)條件比較復(fù)雜時，不宜采用。,軟土地基,亦稱注漿法，它是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，擠走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，并把遠離松散的土粒或裂隙膠結(jié)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強度大、防水性能高和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”的地基加固方法。

15、,軟土地基,1）提高軟土地基承載力，減少地基的沉降 和不均勻沉降 2）處治路基塌方、滑坡等路基病害 3）減少山區(qū)公路高填方路基的沉降和由不 均勻沉降引起的路基和路面變形破壞 4）防止橋墩邊坡護岸的沖刷 5）增加地基土的不透水性，防止流砂、鋼

16、 板樁滲水、壩基漏水和隧道開挖時涌 水，以及改善地下工程的開挖條件 6）加固古建筑的地基,應(yīng)用方面,,軟土地基,將一定質(zhì)量的夯錘從適當(dāng)高度自由下落，對地基土施加強大的沖擊能，在地基土中產(chǎn)生沖擊波和動應(yīng)力，從而提高地基土的強度，改善土的物理力學(xué)性能。工程實踐證明，強夯法具有施工簡單，加固效果好，使用經(jīng)濟等優(yōu)點。適用于非飽和粘性土。,軟

17、土地基,全部或部分挖除軟土或泥炭類土，用砂、礫、卵石、片石等滲水性材料或強度較高的粘性土換填的軟基處理方法。適用范圍 1）當(dāng)軟土或泥巖層厚度小于3m時，一般可采取全部挖除換填的方法。 2）對厚度大于3m的情況，通常采用部分挖除換填的方法。,軟土地基,在路基底部拋投一定數(shù)量的片石，將淤泥擠出基底范圍，以提高地基強度的軟基處理方法。這種方法施工簡單，迅速，方便。適用范圍 1）常年積水的洼地，排水困難，泥炭成流動

18、 狀態(tài)，厚度較薄，表層較薄，表層無硬殼，片石 能沉達底部的泥沼或厚度為3-4m的軟土。 2）石料豐富，運距較近。,軟土地基,適用于軟土、泥沼的地基，當(dāng)淤泥層較厚，稠度大，路堤較高和施工工期緊迫的工程。 根據(jù)爆破與填土的關(guān)系，爆破排淤法可分為兩種： 一是先填后爆，即先在原地面上填筑低于極限高度的路堤，再在基底下爆破。這種方法適用于稠度較大的軟土或泥沼，先填的路堤隨爆隨沉，避免了回淤。但應(yīng)嚴格控制炸藥，使既能炸

19、開淤泥或泥炭。 另一種是先爆后填，適用于稠度較小、回淤較慢的軟土。采用這種方法時，應(yīng)事先準(zhǔn)備好充足的回填材料，在爆破后立即回填，做到隨爆隨填，填滿再爆，爆后即填，以免回淤，造成浪費。,軟土地基,在路堤的兩側(cè)（一側(cè)）填筑適當(dāng)高度與寬度的護道，路堤填土在護道荷重的作用下所形成的反向力矩平衡其滑動力矩，因而保證路堤的穩(wěn)定。適用范圍 1）非耕作區(qū)和取土不困難的地區(qū) 2）路堤高度不大于5/3~2倍極限高度 3）

20、主要用于處理軟土，對泥沼有時也可以采用,軟土地基,石灰樁是通過生石灰消解和水化物的生成，以降低土中含水量，提高地基強度，減少沉降量。 優(yōu)點是不需要上置荷載，能在較短時間內(nèi)發(fā)揮作用。適用范圍主要適用于含砂量低、沒有滯水砂層的軟土地基。,軟土地基,亦稱噴粉樁、粉體深層攪拌法等，是石灰樁的發(fā)展。 該法在鉆進時利用壓縮空氣噴射生石灰和水泥干粉，與軟土強制攪拌，使粉料與軟土產(chǎn)生物理、化學(xué)作用，形成樁土復(fù)合地基。適用范圍

21、 水泥適用于含砂量較大的軟土，石灰適用于含砂量較低的軟土。,軟土地基,在地基中鋪設(shè)加筋材料（如土工織物、土工格柵、 金屬板條等）形成加筋土墊層，以增大壓力擴散角，提高地基穩(wěn)定性。適用范圍筋條間用無黏性土，加筋土墊層可適用各種軟弱地基。,軟土地基,,工程實例,某國道干線一級公路一段，路基寬24.5m，路基填土平均高度4.5m，位于沖積平原，其地層由上而下可分為：1）粘土（硬殼層）：灰黃色，含少量粉砂粒，可塑狀，厚度0.6

22、~1.2m；2）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰色，含較多粉砂粒，并夾較多薄層粗、中砂（厚5~10mm），薄層內(nèi)見較多貝殼碎塊，偶見炭化木屑，飽和軟塑狀，厚度10~13m；3）粉質(zhì)粘土：灰色，具較清晰層理，層面見粉砂，飽和可塑狀，厚度3.5m；4）粘土：灰黃色，含少量粉砂粒，濕、可塑至硬塑狀，厚度2~6m。,處理方法：采用袋裝砂井輔以砂墊層方法,軟土地基,設(shè)計：1 砂井間距及其布置 井徑及間距經(jīng)過多次固結(jié)試算確定為：井徑7cm，井距1.

23、2m，三角形排列。2 砂井的長度 本段軟土層較厚，底層沒有透水層，砂井的長度由地基穩(wěn)定和工后容許沉降計算決定。砂井平均長度為10.0m。3 砂墊層的設(shè)置 砂墊層厚度采用60cm，以保證高出地表水20cm?？紤]到沉降量較大，設(shè)置了40~60cm的預(yù)拱度，以保證砂墊層的使用質(zhì)量。,計算得本路段的沉降量為74cm，經(jīng)過袋裝砂井處理后，固結(jié)度達到80%時，工后剩余沉降量為22cm。打砂井前滑動破壞最小安全系數(shù)為1.06，打砂井后

24、為1.38。,軟土地基,二、膨脹土地基,膨脹土的是在地質(zhì)作用下形成的一種主要由親水性強的粘土礦物組成的多裂隙并具有顯著膨脹性的地質(zhì)體。 具有較大的吸水膨脹、失水收縮特性的高液限粘土。 其粘性成分含量很高，其中0.002mm 的膠體顆粒一般超過20%，液限WL＞40%，塑性指數(shù)Ip ＞17，多數(shù)在22~35之間。自由膨脹率一般超過40%。 根據(jù)脹縮強弱與工程性質(zhì)，將膨脹土劃分為強膨脹土、中等膨脹土、弱膨脹土三類,膨脹

25、土地基,膨脹土地基,1）脹縮性2）崩解性3）多裂隙性4）超固結(jié)性 5）風(fēng)化特性6）強度衰減性7)滯水性,膨脹土地基,,工程特性,常見的公路病害,1）路面病害：波浪變形，濺漿冒泥2）路塹病害：剝落、沖蝕、泥流、溜塌、坍滑、滑坡3）路堤病害：沉陷、縱向開裂、坍肩、溜塌、坍滑、 滑坡,處理措施 1 淺層換填與摻灰改性法 適用于公路的所有平面地基，既適用于填方路堤基底的處理，也適于挖方路面下的地基

26、處理。 2 石灰樁或灰土樁法。適用于公路路堤的膨脹土基底加固或膨脹土塹坡的穩(wěn)定性加固。 3 有機大分子溶液改良法。適用于膨脹土塹坡穩(wěn)定處理，也可用于膨脹土路基基底的改性處理。 4 隔水封閉與滲溝排水法。一般與其他地基處理方法一起使用，單獨使用時，一般僅限于弱膨脹土。 5 土工合成材料加固。防止路堤滑塌。,膨脹土地基,工程實例,某路段路堤最大填筑高度17.55m，填料采用弱、中膨脹土，其自由膨脹率為40%-70%。

27、為保證高填膨脹土路堤的穩(wěn)定，設(shè)計采用ss20型土工格柵加固路堤的措施，路堤邊坡采用三維植被網(wǎng)，基床加固中粗砂夾一層防水土工布，工程填筑土方為4.4萬m3，土工格柵24950.2m2，三維植被網(wǎng)5297.3m2。工程加固措施見下圖。,膨脹土地基,膨脹土地基,土工格柵鋪設(shè)的質(zhì)量保證措施1）鋪設(shè)面要碾壓平整，否則將影響土工格柵充分發(fā)揮其作用。鋪設(shè)土工格柵之前，先進行平整度測量，保證大面平整。2）嚴格控制填土厚度，保證兩層土工格柵之間厚度為

28、（60±5）cm。3）有接頭或滿鋪時需搭接，縱向0.3m，橫向0.1m，并用低壓聚乙烯單線按三角形每隔0.2m布一個結(jié)扎點，進行捆扎，連接強度不低于本體強度。4）路堤邊緣常為曲線，整卷(50m)鋪設(shè)時，土工格柵內(nèi)沿會鼓起，影響其效用，應(yīng)適當(dāng)間斷，按要求搭接。5)土工格柵鋪設(shè)完成后，由質(zhì)檢工程師檢查并記錄，合格后才填土。,膨脹土地基,6）滿鋪后，由于汽車倒土在碾壓面跑動，很容易拉起和推擠土工格柵，使其遭受破壞。而隨著填土進

29、度逐步鋪設(shè)土工格柵，實施難度大，又影響工效。為此，采用了固定釘固定法，用“ ”形鋼筋釘間距4.0m固定滿鋪的土工格柵，汽車注意行駛速度，可以取得較好的效果。3.三維植被網(wǎng)鋪設(shè) 三維植被網(wǎng)與路堤連接在一起，可以幫助固土，防止水土流失，高效地完成固坡、綠化，提高路堤抗自然水土流失能力。,膨脹土地基,膨脹土地基,處理后效果,三、凍土地基,抗壓強度：凍土的抗壓強度取決于凍土溫度，溫度愈低，抗壓強度愈高。加荷試件長短，對凍土強度影響

30、也很大，加荷試件愈短，抗壓強度愈高；反之，加荷時間愈長則抗壓強度愈低。如瞬間加荷，抗壓強度可高達30~40MPa，若長期加荷，其抗壓強度要減少到1/10~1/15?？辜魪姸龋涸陂L期荷載下，凍土的抗剪強度低于瞬時荷載的強度。融化后土的粘聚力僅為凍結(jié)時的1/10，由此可能造成事故。凍結(jié)力：土中水凍結(jié)時，產(chǎn)生膠結(jié)力，將土與建筑物基礎(chǔ)膠結(jié)在一起，這種膠結(jié)力稱為凍結(jié)力，也稱凍結(jié)強度。凍脹力：土中水凍結(jié)時，體積膨脹。,凍土地基,工程特性,融沉

31、； 凍脹與翻漿； 熱融沉陷和滑塌； 冰錐、沼澤化濕地,凍土地基,常見的病害類型,凍土地基,季節(jié)性凍土 1）做好路基排水：適用于平原區(qū)、丘陵區(qū)、山區(qū) 2）提高路基填土高度。適用于平原、洼地、盆地 3）設(shè)置隔離層 4）換土 5）加強路槽排水 6）加設(shè)防凍層 7）鋪設(shè)隔溫層,凍土地基,牙林線路基冰錐病害整治 牙林線K282+800~K282+850路基冰錐病害，從20

32、世紀(jì)70年代開始，每年在12月到翌年3月該段線路鼓起80m，嚴重時一晝夜線路鼓起20mm左右，嚴重危急行車安全。在12月份下降到-35℃~ -40℃時，冰錐上面出水口被凍結(jié)封死，地表凍結(jié)厚度0.5~0.9m左右，這時地下層間水全部在凍結(jié)層下面靠重力勢能下流到路基附近，成為病害的主要補給水源。每年進入冬季經(jīng)常以25km/h限速行車，嚴重時靠打眼放炮泄水以維持線路穩(wěn)定。,凍土地基,工程實例,,對該處病害進行了全面徹底整治，采用疏導(dǎo)排除地

33、下水的處理措施，以消除地下水的補給，削弱地下水受上覆土層凍結(jié)承壓而上升的趨勢，并利用聚丙乙烯硬質(zhì)泡沫板對出水口進行了保溫改造，使出水口溫度從原來的-3℃提高到3℃，保證水流暢通，未發(fā)生出水口凍死現(xiàn)象。該工程從1988年竣工至今，使用效果良好。,凍土地基,處理方法,四、 紅粘土地基,,工程特性,1）高塑性、高液限、高孔隙比2）物性指標(biāo)變化幅度大（含水量、液塑性、 孔隙比變化大）。3）天然紅粘土的飽和度多在90%以上4）滲透性

34、差、可視為不透水層5）脹縮性（僅次于膨脹土）6）抗剪強度與承載力較高（雖然內(nèi)摩擦角 小，但粘聚力大，其強度主要由游離氧 化鐵形成的鐵質(zhì)膠結(jié)作用產(chǎn)生）,紅粘土地基,,,處理措施,紅粘土雖然強度較高，壓縮性較小，但因與巖溶伴生，且含水量、液限均較一般粘土高，具有脹縮性等，因此常被稱為“有問題的土”或特殊土。當(dāng)其含水量高于塑限時，無論是作為路堤填料，還是作為路塹段地基都需要進行必要的處理，其處理方法主要有以下幾種：1、墊層

35、置換法：當(dāng)施工期間的氣候條件不利時，可采用此方法。美國的坎頓曾用3%的熟石灰和2%~5%粉煤灰作了一個厚1.6m的墊層，用常規(guī)筑路設(shè)備對土樣和拌和料拌和壓實，在38℃下養(yǎng)護4d后，無側(cè)限抗壓強度達到1000~1400KPa。國內(nèi)某公路采用石灰和粉煤灰，按2:8重量比配制，經(jīng)攪拌碾壓形成二灰墊層，作為紅粘土路基，其效果甚佳。,紅粘土地基,2、土性改良法：降低液限、減少塑性達到土性改良的目的。 石灰改良法：對不適合做路堤填料的紅粘土

36、可摻加3%~5%石灰進行土性的改良。 對路塹路段的路基，也可將基底翻松，然后灑石灰水或消石灰，并隨即壓實來消除紅粘土的膨脹性。,京珠高速湖南耒（陽）宜（章）段紅粘土的改良試驗表明，對含水量高達40%的紅粘土摻加6%（重量比）的生石灰，12h后含水量降低6%，接近于塑限值（32%），壓實度則達到90%。,除石灰外，還可采用水泥、砂石、粉煤灰等。,紅粘土地基,3、降低壓實度標(biāo)準(zhǔn) 填筑于下路床及上、下路堤的紅粘土填料，當(dāng)進

37、行處理或采用重型壓實標(biāo)準(zhǔn)有困難時，可采用輕型壓實標(biāo)準(zhǔn)。 研究表明：紅粘土的結(jié)構(gòu)強度較大，對于稠度大于1.0的紅粘土，原有的結(jié)構(gòu)連結(jié)被破壞后的擾動土，較原狀土具有更大的膨脹和脹縮變形。密實度越高，其膨脹量和膨脹力越大；在同一密度條件下，初始含水量較低，其膨脹量和膨脹力越大。 國外對脹縮性較高的粘土地基，通常采用較高含水、較低密實的原則，即按輕型壓實標(biāo)準(zhǔn)在最佳含水量或略高的含水量下壓實到較低的干密度。,紅粘土地基,

38、4、路基開裂及其控制措施1）連續(xù)施工，避免已壓實路基表面因暴露時間較長，風(fēng)干失水出現(xiàn)龜裂。2）對已開裂的填筑層，翻松、灑水、重新壓實，然后及時覆蓋。3）對已壓實的紅粘土路基，如因故不能及時進行上路床、路面等上部結(jié)構(gòu)層施工時，可在壓實路基頂面采用封層覆蓋處理，如在路面下用兩布一膜復(fù)合土工布覆蓋，而后在其上及時鋪設(shè)一層10cm厚的中細砂保護層，平整碾壓，并形成4%的排水橫坡再填筑上部基床材料，達到保溫隔離和防止表面開裂的目的。4）在

39、紅粘土路基頂面采用脹縮性很小的粘土或碎石、砂礫及粉煤灰等無機顆粒材料填筑。5）對紅粘土路堤邊坡，采用非脹縮性的粘土作為包邊土，包邊土厚1.5m左右，夯實后防止坡面開裂及地表水的滲入。 對高路堤也可采用土工格柵加固邊坡，約束紅粘土的側(cè)向膨脹。,紅粘土地基,工程實例 湖南某高速公路的紅粘土，呈褐紅色，節(jié)理裂隙發(fā)育，粘土礦物含量約70%。其最佳含水量為23.2%，液限為56.8%，塑限為29.0%，自由膨脹率為50%。屬具弱膨脹

40、性的高液限粘土。 經(jīng)過研究，摻加3%的石灰，最佳含水量19.1%。用18t壓路機靜壓一遍，振動三遍，再靜壓一遍即可達到96區(qū)的壓實標(biāo)準(zhǔn)。,紅粘土地基,五、巖溶地基,主要有地下與地表兩種巖溶形態(tài) 地表巖溶主要包括：溶溝、石芽、漏斗、豎井、落水洞、溶蝕洼地、干谷、盲谷、孤峰和峰林等。 地下巖溶主要包括：溶隙、溶溝、溶槽、天生橋、溶洞和暗河等。,主要破壞類型 1）路基與橋梁樁基承載力不足 2）地表或路橋基

41、礎(chǔ)塌陷 3）路基不均勻沉降 4）路基與橋梁樁基滑動 5）巖溶地下水的影響 6）巖溶對施工的影響,巖溶地基,處理措施 高等級公路巖溶區(qū)地基處置的基本程序是： 巖溶地基穩(wěn)定性分析與評價——地基處理方案及其設(shè)計——地基處治設(shè)計工程實施——地基處治的質(zhì)量監(jiān)控。對巖溶水及溶洞的處理可歸納為 “疏導(dǎo)、跨越、加固、填塞、灌注”十個字。疏導(dǎo)： 巖溶水宜疏不宜堵，因地制宜，因勢利導(dǎo)，一般以明溝

42、、盲溝、涵洞、泄水洞等加以疏導(dǎo)。跨越： 如跨越和施工條件較好，可采用跨越方法。橋跨適用于流量較大的暗河、冒水洞或消水洞等。涵跨適用于一般巖溶泉。,巖溶地基,加固： 為防止基底溶洞的坍塌及巖溶水的滲漏，經(jīng)常采用加固的方法。 1）洞徑大，洞內(nèi)施工條件好時，可采用漿砌片 石支墻、支柱及碼砌片石垛等加固，如需保持 洞內(nèi)水流的暢通，可在支撐工程間設(shè)置涵管排水。 2）深而小的

43、溶洞不便用洞內(nèi)加固方法時，可采 用石蓋板或鋼筋混凝土蓋板加固。,巖溶地基,填塞：1）對洞徑小，頂板或巖層破碎的溶洞，可采用炸破頂板，挖出洞內(nèi)淤泥，用片石回填的方法處理。2）對出露與路基面或構(gòu)造物基底的溶洞，可部分或全部以碎石、片石換填。3）對基本停止發(fā)育的干涸溶洞，一般以堵塞為宜，即用漿砌或干砌片石、塊石等漿砌填塞、封閉。4）對路塹邊坡上的溶洞，如影響邊坡穩(wěn)定時，洞內(nèi)可用片石堵塞，洞外用干砌片石鋪砌，砂漿勾縫，或漿

44、砌片石封閉。如溶洞靠近邊溝時，淺的溶洞可按上述方法堵塞封閉，深的溶洞填砌不易，可用鋼筋混凝土板封閉，同時應(yīng)防止邊溝水的滲漏。,巖溶地基,灌注： 對路基下埋深較大的溶洞，若非暗河通道，采用灌注法是一種經(jīng)常采用且效果較好的處理方法。 土洞及地面塌陷的處理： 1）挖填處理。2）灌砂處理3）加固4）跨越 石芽、溶蝕溝、溶蝕槽的處理： 1）清爆換填2）灌漿加固3）梁、板跨蓋4）采用樁柱基礎(chǔ),巖溶地基,工程實例

45、 某大橋東引橋橋墩為漿砌片石基礎(chǔ)，基底側(cè)面寬4.7m，正面長11.76m，基底標(biāo)高166.02m。地基中有一寬7.5m左右，深8.85m（基底至溝底深度）的溶溝穿過基底中部并縱貫整個基底，使整個墩基坐落在溝中的可塑-軟塑狀紅粘土層上。為確保橋的安全對橋梁的上部結(jié)構(gòu)和下部基礎(chǔ)采取了以下措施：,巖溶地基,1）將塊石拱橋改為鋼筋混凝土T形梁橋，既大大減輕了橋身自重，又加強了橋?qū)Φ鼗痪鶆虺两档倪m應(yīng)性。2）將基礎(chǔ)側(cè)面的壓力擴散角由31

46、6;加大到45°，使橋墩基底側(cè)面寬由4.7m加寬到6.3m，加之橋自重的減少，基底附加應(yīng)力由300kpa降到了200kpa。3）基底下設(shè)置一厚1.0m、側(cè)面寬8.3m的鋼筋混凝土墊層，墊層兩端各有1.6m長支承在溶溝壁的基巖上。4）墊層下垂直溶溝走向密鋪一層廢鋼軌，其兩端支承在溝壁基巖上，這樣鋪設(shè)的墊層和廢鋼軌，大大加強了墩基的整體剛度和跨越溶溝軟土層的能力。因采用了上述處理措施，該橋自1981年通車以來，歷經(jīng)20余年，

47、至今仍完好如初。,巖溶地基,六、濕陷性黃土地基,黃土在一定壓力（自重壓力或自重壓力與附加壓力）下受水浸濕后結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉的現(xiàn)象，稱為濕陷。浸水后產(chǎn)生濕陷的黃土稱為濕陷性黃土，但是，并不是所有黃土都具有濕陷性。工程特性壓縮性（欠壓密土）、滲透性（中等透水性）。,濕陷性黃土地基,1）砂石墊層法，適用范圍：處理厚度小于2m，主要用于地下水位較高的軟弱土層，要求下臥土質(zhì)良好，水位以下施工時應(yīng)先降水，局部或整片處理。2）灰

48、土墊層法，適用范圍：處理厚度小于3m，要求下臥土質(zhì)較好，必要時下設(shè)素土墊層，局部或整片處理，它具有一定的膠凝強度和水穩(wěn)定性，在基礎(chǔ)壓力作用下以一定的剛性角向外擴散應(yīng)力，因而常用作剛性基礎(chǔ)的底腳。用于高層建筑更能發(fā)揮其作用。3）強夯法，適用范圍：厚度3~6m的濕陷性黃土，人工填土或液化砂土，環(huán)境許可，局部或整片處理。是最經(jīng)濟的一種方法。,處理措施,濕陷性黃土地基,4）擠密樁法，適用范圍：處理厚度5~15m濕陷性黃土或人工填土，地下水位以

49、上，局部或整片處理。地基土的含水量是擠密樁加固效果的關(guān)鍵。5）預(yù)浸水法，適用范圍：濕陷程度嚴重的自重濕陷性黃土，一般適用于濕陷性土厚度大于10m，自重濕陷量大于50cm的場地，用來消除土的自重濕陷性。6）振沖碎石樁或深層水泥攪拌樁，適用范圍：處理厚度5~15m的飽和黃土或人工填土，排除泥水有污染，局部或整片處理。,濕陷性黃土地基,7）單液硅化或堿液加固法，適用范圍：一般用于加固 地面下10m范圍內(nèi)地下水位以上的已有建筑地基，

50、 單液硅化法加固深度可達20m，適用于局部處理。 8）旋噴樁法，適用范圍：一般用于加固地面下20m范 圍內(nèi)已有建筑物地基，適用于局部處理。 9）樁基礎(chǔ)，處理厚度5~30m的飽和黃土或人工填土， 如能保證施工質(zhì)量，有較大的承載力。,濕陷性黃土地基,工程實例 某擬建住宅樓高六層，高度23.6m，底層平面尺寸51.3×10.5m，基底埋深-2.2m，建筑總荷重80154KN。 場區(qū)地貌單元為黃河

51、Ⅲ級階地，東西兩端為Ⅲ級自重濕陷性黃土，最大濕陷深度25m，計算自重濕陷量最大值11.98cm；中段（20~30m）為雜填土回填沖溝，溝深13~16m，回填材料主要為非飽和的建筑和人工垃圾，回填史約15年。地下水埋深大于60m。,濕陷性黃土地基,處理完后在黃土擠密區(qū)（面積650m2）挖了3個工程探井，井位均布設(shè)在相鄰三樁的中心位置，采取擠密后樁間土樣37組，進行了黃土濕陷性、壓縮性試驗。結(jié)果表明：在設(shè)計擠密深度范圍內(nèi)，干容重提高了14%

52、~20%，孔隙比下降了25.9%~32.6%，濕陷性和自重濕陷性全部消除，承載力也達到了設(shè)計要求，綜合判定處理效果符合要求。,在考慮場地條件的局限性、差異性和多種處理方案適宜性的基礎(chǔ)上，選定擠密碎石樁和灰土墊層地基綜合處理方式，即首先用干振碎石擠密樁對場區(qū)進行整片處理，其上再墊鋪2.0m厚的3:7灰土。,濕陷性黃土地基,七、鹽漬土地基,,工程特性鹽漬土道路主要病害：鹽脹、溶陷、凍脹處理措施 1）控制最小路基高度 2）設(shè)置隔

53、斷層（碎石、砂礫、砂、土工布、瀝青砂） 3) 做好路基排水 4) 地基換填處理（若有過濕路段或池塘、水坑等軟 弱地基，且厚度在3m以內(nèi)時,可作淺層換填處理） 5）礫石樁加固地基 6）強夯法加固,鹽漬土地基,道路改擴建工程設(shè)計與施工,,路基的改擴建設(shè)計是道路改擴建整體設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，既要考慮到現(xiàn)有路基的使用狀況和要求，又必須與路線的改（選）線設(shè)計、路面結(jié)構(gòu)的加寬或加鋪層設(shè)計、橋涵結(jié)構(gòu)等的協(xié)調(diào)進行綜合

54、考慮，以期降低工程造價和保證道路的使用性能。,一般路基改擴建的內(nèi)容包括：1)根據(jù)路線改（選）幾何設(shè)計要求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?，地質(zhì)條件，選擇及完善現(xiàn)有路基的斷面形式；2)選擇路基填料與壓實標(biāo)準(zhǔn)；3)確定邊坡形狀和相應(yīng)坡率；4)路基排水系統(tǒng)設(shè)計與排水結(jié)構(gòu)物設(shè)計；5)防護與加固工程設(shè)計等。,改擴建設(shè)計要求,改擴建,為保證路基的強度和穩(wěn)定，對一般路基的改擴建設(shè)計要做到：1）設(shè)計前，應(yīng)做好全面調(diào)查研究，充分收集沿線地質(zhì)、水文、地形、地貌、氣象、地震

55、等設(shè)計資料，現(xiàn)有道路的歷年路況資料及當(dāng)?shù)芈坊姆瓭{、崩坍、水毀等病害的防治經(jīng)驗及對策。2）山嶺、重丘區(qū)的路基，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件，特別是工程地質(zhì)條件，選擇適當(dāng)?shù)穆坊鶛M斷面形式和邊坡坡度。在地形陡峻和不良地質(zhì)地段，不宜破壞天然植被和山體平衡；在狹窄的河谷地段不宜侵占河床，可視具體情況設(shè)置其他結(jié)構(gòu)物和防護工程。3）陡坡上的半填半挖路基，可根據(jù)地形、地質(zhì)條件，采用護肩、砌石或擋土墻。,改擴建,4）沿河及受水浸淹路段的路基邊緣標(biāo)高，應(yīng)高出路

56、基設(shè)計洪水頻率的設(shè)計水位與雍水高、波浪侵襲高之后，再加安全高度0.5m。對路基棄方應(yīng)妥善處理，以免造成河床堵塞、河流改道或沖毀沿線構(gòu)造物、農(nóng)田、房屋等不良后果。5）新、舊路采用分離式路基斷面時，應(yīng)處理好整體式路基的相互銜接和邊坡的防護，設(shè)置完善的排水設(shè)施，并與自然景觀相協(xié)調(diào)。6）季節(jié)性冰凍地區(qū)工程地質(zhì)、水文不良地段，應(yīng)采用水穩(wěn)定性好的填料筑路堤或進行換填，并結(jié)合防治凍害和翻漿的具體措施，進行路基、路面、排水等綜合設(shè)計。,改擴建,改擴

57、建施工技術(shù)要求 道路改擴建工程較新建工程有很多的難點，首先在于新舊路基的搭接處理上，舊路經(jīng)過多年的使用產(chǎn)生了變化，采用何種措施防止或減緩該部位出現(xiàn)不均勻沉降、開裂、滑移等病害是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。為避免出現(xiàn)不均勻沉降的處理措施是加強對舊路的沉降觀測分析和對擴建部位的地基處理，以保證改擴建工程中新舊路能夠達到均勻沉降，避免病害。有些舊路由于路面的破損導(dǎo)致地面水下滲或地下水上升，使舊路路基強度降低，這時

58、也必須對舊路路基進行處理。,改擴建,改擴建工程的地基處理可以采用常規(guī)的地基處理技術(shù)，但要通過綜合分析現(xiàn)場實際水文地質(zhì)情況、舊路通車時間、改擴建后的交通量增長和行車荷載等因素后科學(xué)選擇，又因為地基病害維修處理困難，投資也較大，故在施工中應(yīng)予以高度重視，以免建成后因地基問題導(dǎo)致路面破壞。加寬部位除了路面強度要比舊路略強外，路基的強度也必須比全部新建路要求的要高。同時舊路的邊坡、邊溝如何處理更是關(guān)鍵，一般低說邊坡從上至下，水的影響越來越大，

59、邊溝范圍內(nèi)的土更是不能隨便蓋在下面，必須清除出去，然后才能按操作規(guī)程進行與施工。,改擴建,一般地基處理方法包括：1）應(yīng)做好原地面臨時排水設(shè)施，并與永久排水設(shè)施相結(jié)合。排走的雨水，不得污染周圍環(huán)境；亦不得引起水溝淤積和路基沖刷。2）路堤修筑范圍內(nèi)，原地面的坑、洞、墓穴等，應(yīng)用原地的土或砂性土回填，并按規(guī)定進行壓實。3）舊路路基邊坡、基底邊溝為有機土和松土?xí)r，應(yīng)先清除平整后按規(guī)定要求壓實。在深耕地段，必要時，應(yīng)將松土翻挖，土塊打碎，然

60、后回填、整平、壓實。4）路基基底原狀土的強度不符合要求時，應(yīng)進行處理，處理深度應(yīng)不小于30cm，并予以分層壓實，壓實度應(yīng)不小于85%。,改擴建,5）舊路加寬部位，應(yīng)遵守下列規(guī)定：①所用填土宜與舊路相同或選用透水性較好的土②清除舊路路基邊坡、邊溝以及新路地基上的雜草，并沿舊路邊坡挖成向內(nèi)傾斜的臺階，臺階寬度應(yīng)不小于1m。6）當(dāng)路堤受地下水位較高影響時，應(yīng)在路堤底部填以水穩(wěn)定性優(yōu)良、不易風(fēng)化的砂、砂礫、碎石等材料或采用無機結(jié)合料（石灰

61、、水泥等固化材料）進行加固處理，使基底形成水穩(wěn)定性好、厚約30cm的穩(wěn)定層，或設(shè)置隔離層,改擴建,拓寬路基的搭接技術(shù)要點 舊路拓寬時，如舊路經(jīng)過長期使用沒有嚴重的路基病害，就說明已經(jīng)沉降穩(wěn)定，而新路部分雖經(jīng)壓實，總要在使用過程中發(fā)生沉降，如果舊路路基存在嚴重病害，而沒有經(jīng)過處理，也會出現(xiàn)接茬部位的沉降差，這就是不均勻沉降，這是必須避免的。另一方面舊路的邊坡在施工時碾壓的密實度往往不足，又長期受水侵蝕變得比較松軟，這一部分的