特殊土的概念特性及其路基施工

特殊土的概念、特性及其路基施工第五章特殊土地區(qū)的路基施工*特殊土的概念及各種特殊土的特性一、軟土和泥沼地區(qū)二、膨脹土地區(qū)三、鹽漬土地區(qū)四、多年凍土地區(qū)*特殊土的概念及各種特殊土的特性特殊土的概念：所謂特殊土是指具有特殊成分、結(jié)構(gòu)、狀態(tài),形成特殊工程性質(zhì)的土類。各種特殊土的特性:軟土——抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高;膨脹土—可干縮濕脹,強(qiáng)度因濕脹而下降;鹽漬土—含鹽量越多,溶蝕作用強(qiáng);凍土——凍脹融沉。

由于特殊土的不良工程性質(zhì),故對該類土質(zhì)的路基需作個別設(shè)計(jì),同樣,特殊土地區(qū)的路基施工與一般地區(qū)的路基,又有不同之處。第一節(jié)、軟土和泥沼地區(qū)一、軟土和泥沼習(xí)慣上,常以軟黏土沉積為主的地區(qū)稱為軟土地區(qū);而以泥炭沉積為主的軟弱地基稱為泥沼地區(qū)。軟土是指以近代水下沉積的飽和軟黏土。泥沼一般指湖盆地或河灘衰亡后的遺跡。軟土與泥沼雖成因、結(jié)構(gòu)和形態(tài)不同,但它們都具有壓縮性高、強(qiáng)度低的共同特點(diǎn)。二、軟土地基上路堤的加固軟土地基的主要特征：孔隙比大、抗剪強(qiáng)度低、含水量高。在軟土地基上修筑路堤有兩大特點(diǎn):(1)易于形成基底兩側(cè)凸起或路堤坡腳向外凸起而引起的坍滑,經(jīng)驗(yàn)證明坍滑往往成圓弧形;(2)較大的沉降,對路基工程來說,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調(diào)整,對正常運(yùn)營影響不大。軟土路基危害路基坍塌軟土路基危害路面沉降軟土地基上路堤的加固方法

(一)反壓護(hù)道在路堤兩側(cè)(或一側(cè))填筑適當(dāng)高度與適當(dāng)寬度的護(hù)道,使路堤兩側(cè)地基被擠出隆起的趨勢得以平衡,而保證路堤的穩(wěn)定,因護(hù)道起反壓作用,故稱反壓護(hù)道。它用于非耕作區(qū)和土源豐富的地區(qū)較為合適，在耕作區(qū)則不宜使用。圖5—1反壓護(hù)道加固軟土路堤軟土地基上路堤的加固方法

(二)

換

土換土指利用人工、機(jī)械或爆破方法挖除路堤下全部軟土,換填強(qiáng)度較高和滲透性較強(qiáng)的砂礫石、碎石或片石,以保證路堤的穩(wěn)定。它適用于軟土層較薄、無硬土覆蓋的情況。軟土地基上路堤的加固方法

(三)拋石擠淤拋石擠淤為強(qiáng)迫換土的一種形式,采用這種方法施工,不用抽水、不用挖淤,施工簡便迅速,現(xiàn)場樂于采用。此法適用于湖塘、河流等積水洼地,常年積水,且水不易抽干;表層無硬殼,軟土液性指數(shù)大,層厚較薄,片石能沉達(dá)下臥硬層者。拋石時應(yīng)自路堤中部開始,逐次向兩旁展開,使淤泥向兩旁擠出。在片石拋出水面后用重型夯滾、碾壓,或以汽車、拖拉機(jī)等碾壓,然后在其上鋪設(shè)反濾層再行填土。拋石擠淤一般適用于軟土層厚為3～4m,用較大的片石,一般直徑不宜小于0.3m。軟土地基上路堤的加固方法

(四)排水砂墊層排水砂墊層是直接鋪設(shè)在軟土地基的表面上,使其在填土和軟土之間增設(shè)一排水面,從而使地基在受到填土荷載作用下,促進(jìn)地基的排水固結(jié),提高地基的強(qiáng)度。這種砂墊層的厚度薄,一般為0.6～1.0m。為利于排水,砂墊層應(yīng)略寬于路堤基底寬,一般在路堤坡腳外每側(cè)伸出1m左右。砂墊層軟土地基上路堤的加固方法

(五)鋪設(shè)土工合成材料在路堤與基底間鋪設(shè)一層或多層的土工合成材料，可以起到加筋、墊層和反濾等作用。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纖維。軟土地基上路堤的加固方法

(六)排水固結(jié)排水固結(jié)是在軟土中設(shè)置垂直井，地表鋪設(shè)砂墊層，增加了土層的排水通道，以縮短孔隙水的流程，加速土體固結(jié)的一類方法。1.排水砂井2.袋裝砂井3.塑料排水板軟土地基上路堤的加固方法

(六)排水固結(jié)—1.排水砂井砂井是由打樁機(jī)具擊入鋼管，或用高壓射水、爆破等方法在地基中形成按一定規(guī)律排列的孔眼（具有一定深度和直徑），在其中灌以中粗砂而成。砂井頂面鋪設(shè)厚度不大的砂墊層以連通砂井，構(gòu)成完整的地基排水系統(tǒng)。排水砂井軟土地基上路堤的加固方法

(六)排水固結(jié)—2.袋裝砂井袋裝砂井是在合成材料編織袋內(nèi)沖填中粗砂構(gòu)成的砂袋，裝入地基孔內(nèi)，以加速地基排水固結(jié)。袋裝砂井的編織袋應(yīng)具有良好的透水性，袋內(nèi)的砂不易漏失，袋子的材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，有一定的抗老化及耐地下水腐蝕的性能。袋裝砂井軟土地基上路堤的加固方法

(六)排水固結(jié)—3.塑料排水板塑料排水板是將預(yù)制的帶狀塑料排水板用插板機(jī)將其豎直插入土中，形成類似砂井的排水通道，使孔隙水沿塑料板的通道逸出，從而加固地基土的方法。塑料排水板軟土地基上路堤的加固方法

(七)復(fù)合地基復(fù)合地基是指在軟土地基內(nèi)設(shè)置各種材料制成樁，以保證路堤穩(wěn)定的一種方法。主要類型有：1.擠密砂樁；2.碎石樁；3.生石灰樁；4.粉噴樁；5.水泥攪拌樁；6.CFG樁。軟土三地基三上路三堤的三加固三方法(七三)復(fù)三合地三基—1.三擠密三砂樁擠密三砂樁三是將砂樁三打入三軟土三地基三，使三密實(shí)三的砂三柱體三擠密三軟弱三土層三，形三成復(fù)三合地三基。在三外荷三載作三用時三，應(yīng)三力向三砂樁三集中三，使三樁周三圍土三層承三受的三壓力三減小三，沉三降也三相應(yīng)三減小三。擠密三砂樁三施工軟土三地基三上路三堤的三加固三方法(七三)復(fù)三合地三基—2.三碎石三樁振動三打樁三機(jī)振動三碎石三樁軟土三地基三上路三堤的三加固三方法(七三)復(fù)三合地三基—3.三生石三灰樁生石三灰樁三是用三2~三5c三m的生石三灰塊填入三軟土三孔眼三中，三形成三生石三灰樁三地基三。加固三機(jī)理三：生石三灰（三Ca三O）三遇水三反應(yīng)三成熟三石灰三（C三a(三OH三)2），三吸收三占其三重量三32三%的三水，體積三膨脹三一倍三，同三時放三出大三量熱，使三樁周三土體三含水三量降三低，三土體三壓密三，石三灰與三土之三間的三離子三交換三和膠三凝反三應(yīng)使三土的三性質(zhì)三和結(jié)三構(gòu)得三以改三善，三從而三提高三土的三強(qiáng)度三。軟土三地基三上路三堤的三加固三方法(七三)復(fù)三合地三基—4.三粉噴三樁粉噴三樁:利用三水泥三、石三灰等三材料三作為固化三劑的主三劑，三通過特制三的攪三拌機(jī)三械就地三將軟三土和三固化三劑強(qiáng)三制攪三拌。三利用三固化三劑和三軟土三之間三產(chǎn)生三的物三理化三學(xué)反三應(yīng)，三使軟三土硬三結(jié)成三具有整體三性、水穩(wěn)三性和一三定強(qiáng)度的優(yōu)三質(zhì)地三基。粉噴三樁軟土三地基三上路三堤的三加固三方法(七三)復(fù)三合地三基—5.三水泥三土攪三拌樁水泥三土攪三拌樁三是采三用攪拌三與噴三射方三式將水三泥漿三液注三入地三基中三，使三漿液三與周三圍土三體充三分?jǐn)嚾?，三?dāng)拌三和體三固化三達(dá)到三一定三強(qiáng)度三后，三在地三層中三形成三的一三根根較高三強(qiáng)度三的樁三柱體與周圍三土體三形成三復(fù)合三地基，共三同承三擔(dān)上三部荷三載。水泥三土攪三拌樁水泥三土攪三拌樁軟土三地基三上路三堤的三加固三方法(七三)復(fù)三合地三基—6.三C三FG三樁CF三G樁：樁體三中加三入水泥、粉煤三灰和碎石形成三了高黏三結(jié)強(qiáng)三度的三樁，改三善了三碎石三樁的三剛性三，C三FG三樁和三樁間三土、三墊層三一起三形成三復(fù)合三地基三。CF三G樁CF三G樁二、三膨脹三土地三區(qū)膨脹三土：三粘粒三成分三主要三由親水三性礦三物組成三，同三時具三有顯三著的吸水三膨脹和失水三收縮兩種三變形三特性三的粘三性土三。膨脹三土的三工程三特性(一三)脹三縮性三:在膨三脹土三中,三細(xì)小三的黏三土顆三粒愈三多,三則其比表三面積三越大,可三吸附三在黏三粒周圍三的水三膜也就三愈多三,從三而使含水三量增三多,土的三體積三脹大,而三失水三時就三強(qiáng)烈三收縮三。(二三)裂三隙性:裂隙三的形三成與三其成土三過程、脹縮三效應(yīng)、風(fēng)化三作用等許三多因三素有三關(guān)。(三三)超三固結(jié)三性:膨脹三土在三其形三成的三地質(zhì)三歷史三過程三中,三土體三曾受三過比三現(xiàn)在三自重三應(yīng)力三更大三的上覆三荷載,呈超三固結(jié)三狀態(tài),因三此深三層的三原狀三土具三有較高三的初三始強(qiáng)三度。由三于先三期固三結(jié)壓三力的三作用三,使三膨脹三土在三開挖三后,三由于三已形三成的應(yīng)力三平衡三被破三壞,常三會出三現(xiàn)土三體松三脹。膨脹三土的三路基三病害1.溜坍。路三基邊三坡上三局部三表層三土體三,由三于降三雨下三滲含三水量三過大三以及三土的三脹縮三作用三,強(qiáng)三度降三低而三溜坍三。2.滑坡。和三一般三滑坡三相同三,斜三坡土三體沿三土中三軟弱三面滑三動。三這一三軟弱三面多三為裂三隙面三、層三面或三其他三結(jié)構(gòu)三面。三由于三土體三存在三滑動三趨勢三,當(dāng)三失去三前部三支撐三,便三產(chǎn)生三滑動三。膨三脹土三地段三的滑三坡,三滑動三面土三體含三水量三較大三、強(qiáng)三度低三,有三時雖三然土三體邊三坡已三經(jīng)放三緩,三但仍三易產(chǎn)三生滑三動。3.坍滑。路三基邊三坡坍三滑是三膨脹三土地三段的三路塹三、路三堤邊三坡經(jīng)三常發(fā)三生的三一種三變形三現(xiàn)象三。不三少地三段坍三滑體三厚度三不大三,在三邊坡三上不三斷擴(kuò)三展。4.路堤三和基三底的三不均三勻沉三降及三變形。由三于膨三脹土三的土三質(zhì)條三件和三工程三特性三,使三其在列車三荷載三和水的影三響下三,經(jīng)三常產(chǎn)三生不三均勻三沉降三和變?nèi)?。三給列三車的三正常三運(yùn)營三帶來三極大三的危三害。三、三膨脹三土的三地基三處理1）三防水三措施2）三換土三與改三土3）三支擋三措施三：設(shè)三置護(hù)三坡三、抗三滑樁三加固三、三重力三式擋三土墻三、三鹽漬三土地三區(qū)地表三土層三1三m三內(nèi)易三溶鹽三含量三大于三0.三5三%三時三稱之三謂鹽三漬土三。常見三的易三溶鹽三有氯鹽、硫酸三鹽和碳酸三鹽等。三當(dāng)易三溶鹽三的含三量超三過0三.三5三%三時,三土的三性質(zhì)三就會三受到三鹽分三的影三響而三發(fā)生三改變?nèi)?。鹽漬三土由三于含三有較三多的三易溶三鹽而三具有溶解三性;鹽三漬土三中的三各種三鹽分三對鋼三鐵、三橡膠三、磚三和混三凝土三等還三具有三一定三的腐蝕三性,以三硫酸三鹽為三最強(qiáng)三,能三使混三凝土三產(chǎn)生三疏松三、剝?nèi)?、三掉皮三和侵三蝕等三現(xiàn)象三。不應(yīng)三使用三含鹽三量超三過規(guī)三定允三許值三的填三料。四、三多年三凍土三地區(qū)凍土三的凍三結(jié)狀三態(tài)持續(xù)三年三以上甚至三幾十三年不三融化三者通三常稱多年三凍土。多三年凍三