任务四--特殊土地区的路基施工.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,任务四,特殊土地区的路基施工,1,第五章 特殊土地区的路基施工,*特殊土的概念及各种特殊土的特性,一、软土和泥沼地区,二、膨胀土地区,三、盐渍土地区,四、多年冻土地区,2,*特殊土的概念及各种特殊土的特性,特殊土的概念：,所谓特殊土是指具有,特殊成分,、,结构,、,状态,形成,特殊工程性质,的土类。,各种特殊土的特性:,软土,抗剪强度低、压缩性高;,膨胀土,可干缩湿胀,强度因湿胀而下降;,盐渍土,含盐量越多,溶蚀作用强;,冻土,冻胀融沉。,由于特殊土的不良工程性质,故对该类土质的路基需作个别设计,同样,特殊土地区的路基施工与一般地区的路基,又有不同之处。,3,第一节、软土和泥沼地区,一、软土和泥沼,习惯上,常以,软黏土沉积为主,的地区称为软土地区;而以,泥炭沉积为主,的软弱地基称为泥沼地区。,软土是指以近代水下沉积的,饱和软黏土,。,泥沼一般指湖盆地或河滩衰亡后的遗迹。,软土与泥沼虽,成因、结构和形态,不同,但它们都具有,压缩性高、强度低,的共同特点。,4,二、软土地基上路堤的加固,软土地基的主要特征：,孔隙比大、抗剪强度低、含水量高,。,在软土地基上修筑路堤有两大特点:,(1)易于形成,基底两侧凸起,或,路堤坡脚向外凸起而引起的坍滑,经验证明坍滑往往成,圆弧,形;,(2),较大的沉降,对路基工程来说,大部分沉降量可以控制在施工中完成,后期少量沉降可以,起道调整,对正常运营影响不大。,5,软土路基危害,路基坍塌,6,软土路基危害,路面沉降,7,软土地基上路堤的加固方法,(一)反压护道,在路堤两侧(或一侧)填筑,适当高度,与,适当宽度,的护道,使路堤两侧地基,被挤出隆起的趋势得以平衡,而保证路堤的稳定,因护道起反压作用,故称反压护道。,它用于非耕作区和土源丰富的地区较为合适，在耕作区则不宜使用。,图5 1 反压护道加固软土路堤,8,软土地基上路堤的加固方法,(二)换 土,换土指利用,人工,、,机械,或,爆破,方法挖除路堤下全部软土,换填,强度较高和渗透性较强,的砂砾石、碎石或片石,以保证路堤的稳定。,它适用于,软土层较薄,、,无硬土覆盖,的情况。,9,软土地基上路堤的加固方法,(三)抛石挤淤,抛石挤淤为,强迫换土,的一种形式,采用这种方法施工,不用抽水,、,不用挖淤,施工简便迅速,现场乐于采用。,此法适用于湖塘、河流等积水洼地,常年积水,且水不易抽干,;,表层无硬壳,软土液性指数大,层厚较薄,片石能沉达下卧硬层者。,10,抛石时应自,路堤中部开始,逐次向两旁展开,使淤泥向两旁挤出。在片石抛出水面后用重型夯滚、碾压,或以汽车、拖拉机等碾压,然后在其,上铺设反滤层再行填土,。,抛石挤淤一般适用于,软土层厚,为,3,4 m,用较大的片石,一般直径不宜小于,0.3 m,。,11,软土地基上路堤的加固方法,(四)排水砂垫层,排水砂垫层是直接铺设在软土地基的表面上,使其在,填土和软土之间增设一排水面,从而使地基在受到填土荷载作用下,促进地基的排水固结,提高地基的强度。,这种砂垫层的厚度薄,一般为0.61.0 m。为利于排水,砂垫层应略宽于路堤基底宽,一般在路堤坡脚外每侧伸出1 m 左右。,砂垫层,12,软土地基上路堤的加固方法,(五)铺设土工合成材料,在路堤与基底间铺设一层或多层的土工合成材料，可以起到,加筋,、,垫层,和,反滤,等作用。土工合成材料主要有聚酯、聚丙烯、聚酰胺等高分子化合物的合成纤维。,13,软土地基上路堤的加固方法,(六)排水固结,排水固结是在软土中设置,垂直井,，地表铺设,砂垫层,，增加了,土层的排水通道,，以缩短孔隙水的流程，加速土体固结的一类方法。,1.排水砂井,2.袋装砂井,3.塑料排水板,14,软土地基上路堤的加固方法,(六)排水固结,1.排水砂井,砂井是由打桩机具,击入钢管,，或用,高压射水,、,爆破,等方法在地基中形成按一定规律排列的,孔眼,（具有一定深度和直径），在其中,灌以中粗砂,而成。砂井顶面铺设,厚度不大的砂垫层,以连通砂井，构成完整的地基排水系统。,排水砂井,15,软土地基上路堤的加固方法,(六)排水固结,2.袋装砂井,袋装砂井是在,合成材料编织袋,内冲填中粗砂构成的砂袋，装入地基孔内，以加速地基排水固结。,袋装砂井的编织袋应具有,良好的透水性,，袋内的砂,不易漏失,，袋子的材料应具有,足够的强度,，有一定的,抗老化,及,耐地下水腐蚀的性能,。,16,袋装砂井,17,软土地基上路堤的加固方法,(六)排水固结,3.塑料排水板,塑料排水板是将预制的带状塑料排水板用,插板机,将其竖直插入土中，形成类似砂井的排水通道，使孔隙水沿塑料板的通道逸出，从而加固地基土的方法。,18,塑料排水板,19,软土地基上路堤的加固方法,(七)复合地基,复合地基是指在,软土地基内设置各种材料制成桩,，以保证路堤稳定的一种方法。主要类型有：,1.挤密砂桩；,2.碎石桩；,3.生石灰桩；,4.粉喷桩；,5.水泥搅拌桩；,6.CFG桩。,20,软土地基上路堤的加固方法,(七)复合地基,1.挤密砂桩,挤密砂桩是将,砂桩打入软土地基，使密实的砂柱体挤密软弱土层，形成复合地基,。在外荷载作用时，应力向砂桩集中，使桩周围土层承受的压力减小，沉降也相应减小。,21,挤密砂桩施工,22,软土地基上路堤的加固方法,(七)复合地基,2.碎石桩,23,振动打桩机,24,振动碎石桩,25,软土地基上路堤的加固方法,(七)复合地基,3.生石灰桩,生石灰桩是用25cm的,生石灰块,填入软土孔眼中，形成生石灰桩地基。,加固机理：,生石灰（CaO）遇水反应成熟石灰（Ca(OH),2,），吸收占其重量32%的水，,体积膨胀一倍，同时放出大量热,，使桩周土体含水量降低，土体压密，石灰与土之间的离子交换和胶凝反应使土的性质和结构得以改善，从而提高土的强度。,26,软土地基上路堤的加固方法,(七)复合地基,4.粉喷桩,粉喷桩:,利用水泥、石灰等材料作为,固化剂,的主剂，通过,特制的搅拌机械,就地将软土和固化剂强制搅拌。利用固化剂和软土之间产生的物理化学反应，使软土硬结成具有,整体性,、,水稳性,和一定,强度,的优质地基。,27,粉喷桩,28,软土地基上路堤的加固方法,(七)复合地基,5.水泥土搅拌桩,水泥土搅拌桩是采用,搅拌与喷射方式,将水泥浆液注入地基中，使浆液与周围土体充分搅拌，当拌和体固化达到一定强度后，在地层中形成的一根根,较高强度的桩柱体,与,周围土体形成复合地基,，共同承担上部荷载。,29,水泥土搅拌桩,30,水泥土搅拌桩,31,软土地基上路堤的加固方法,(七)复合地基,6.CFG桩,CFG桩,：,桩体中加入,水泥,、,粉煤灰,和,碎石,形成了,高黏结强度的桩,，改善了碎石桩的刚性，CFG桩和桩间土、垫层一起形成复合地基。,32,CFG桩,33,CFG桩,34,二、膨胀土地区,膨胀土：粘粒成分主要由,亲水性矿物,组成，同时具有显著的,吸水膨胀,和,失水收缩,两种变形特性的粘性土。,35,膨胀土的工程特性,(一)胀缩性:,在膨胀土中,细小的黏土颗粒愈多,则其,比表面积越大,可吸附在黏粒,周围的水膜,也就愈多,从而使,含水量增多,土的体积胀大,而失水时就强烈收缩。,(二)裂隙性:,裂隙的形成与其,成土过程,、,胀缩效应,、,风化作用,等许多因素有关。,(三)超固结性:,膨胀土在其形成的地质历史过程中,土体曾受过比现在自重应力更大的,上覆荷载,呈超固结状态,因此深层的原状土具有,较高的初始强度,。由于先期固结压力的作用,使膨胀土在开挖后,由于已形成的,应力平衡被破坏,常会出现土体松胀。,36,膨胀土的路基病害,1.,溜坍,。路基边坡上局部表层土体,由于降雨下渗含水量过大以及土的胀缩作用,强度降低而溜坍。,2.,滑坡,。和一般滑坡相同,斜坡土体沿土中软弱面滑动。这一软弱面多为裂隙面、层面或其他结构面。由于土体存在滑动趋势,当失去前部支撑,便产生滑动。膨胀土地段的滑坡,滑动面土体含水量较大、强度低,有时虽然土体边坡已经放缓,但仍易产生滑动。,3.,坍滑,。路基边坡坍滑是膨胀土地段的路堑、路堤边坡经常发生的一种变形现象。不少地段坍滑体厚度不大,在边坡上不断扩展。,4.,路堤和基底的不均匀沉降及变形,。由于膨胀土的土质条件和工程特性,使其在,列车荷载和水,的影响下,经常产生不均匀沉降和变形。给列车的正常运营带来极大的危害,。,37,三、膨胀土的地基处理,1）防水措施,2）换土与改土,3）支挡措施：设置护坡、抗滑桩加固、重力式挡土墙,38,三、盐渍土地区,地表土层1 m 内易溶盐含量大于0.5%时称之谓盐渍土。,常见的易溶盐有,氯盐,、,硫酸盐,和,碳酸盐,等。当易溶盐的含量超过0.5%时,土的性质就会受到盐分的影响而发生改变。,盐渍土由于含有较多的易溶盐而具有,溶解性,;盐渍土中的各种盐分对钢铁、橡胶、砖和混凝土等还具有一定的,腐蚀性,以硫酸盐为最强,能使混凝土产生疏松、剥落、掉皮和侵蚀等现象。,不应使用含盐量超过规定允许值的填料。,39,四、多年冻土地区,冻土的冻结状态,持续,三年以上,甚至几十年不融化者通常称,多年冻土,。多年冻土多在地面以下一定深度存在着,其上部至地表部分常有,一季节冻土层,故多年冻土区常伴有季节性冻结现象存在。,我国的多年冻土按地区分布不同分为两类:,一类是,高原型多年冻土,主要分布在青藏高原及西部高山地区。,一类是,高纬度型多年冻土,主要分布在东北大小兴安岭地区。,40,多年冻土地区路基危害:,由于冻土具有,冻融性,与,冻胀性,，容易给路基带来,融沉、冻胀,的危害。,多年冻土地区路基施工：,保护冻土原则,：,当路基位于永久冻土的富冰冻土、饱冰冻土或含冰层地段时，必须保持路基及周围的冻土处于冻结状态，且应避免施工时破坏土基热流平衡，保护路基下多年冻土不融化。,41,谢谢观看!,42,