2 6 特殊路基工程

,路基工程,2019年勘察设计注册土木工程师（道路工程）执业资格考试培训,第一节路基工程概述第二节一般路基设计第三节路基边坡稳定性设计第四节路基排水设计第五节路基防护、加固与支挡结构设计第六节特殊路基工程,目录,第六节特殊路基工程,熟悉软土路基设计滑坡防治措施和综合治理了解红黏土与高液限土、黄土膨胀土盐渍土、季节冻土、崩塌、泥石流、岩溶、风沙、雪害等地段路基工程问题。,大纲要求,一、熟悉软土路基设计,应调查收集沿线的地形、地貌、工程地质、水文地质、气象、地震等资料，按规范规定采用适宜的勘探方法进行综合勘探试验和观场原位测试，合理确定软土物理力学性质指标。,设计原则,一、熟悉软土路基设计,一、熟悉软土路基设计,1）对用于计算沉降的压缩层，其底面应在附加应力与有效自重应力之比不大于0.15处2）行车荷载对沉降的影响，对于高路堤可忽略不计3）主固结沉降Sc应采用分层总和法计算4）总沉降S宜采用沉降系数ms与主固结沉降计算S=msSc5）总沉降也可由瞬时沉降Sd、主固结沉降Sc及次固结沉降Ss之和计算S=SdScSs6）任意时刻地基的沉降量，考虑主固结随时间的变化过程St=（ms1Ut）Sc或St=SdScUtSs,软土地基沉降计算,一、熟悉软土路基设计,1）软土地基路堤的稳定验算方法可采用瑞典圆弧法中的有效固结应力法或改进总强度法,有条件时也可采用简化Bishop法或Janbu法。2）验算时应按施工期和运营期的荷载分别计算稳定系数。施工期的荷载只考虑路堤自重；运营期的荷载应包括路堤自重、路面的增重及行车荷载。,软土稳定性验算,一、熟悉软土路基设计,地基浅层处理排水固结法处理粒料桩处理加固土处理水泥粉煤灰碎石桩处理强夯与强夯置换处理刚性桩复合地基,软土地基处理措施,考点1:熟悉软土路基设计,1）地基浅层处理设计软土地基上路堤底部宜设置排水垫层，厚度宜为0.5m，铺设宽度应为路堤底宽且两侧各外加0.51.0m。当垫层兼有排淤作用时，其厚度尚应适当加大。对浅层厚度小的软土地基，可采用砂、砂砾、碎石等粒状材料进行换填处理。路堤可采用粉煤灰、土工泡沫塑料、泡沫轻质土等轻质材料填筑。路堤加筋应采用强度高、变形小、耐老化的土工合成材料做路堤的加筋材料。反压护道可在路堤的一侧或两侧设置，其高度不宜超过路堤高度的1/2,其宽度应通过稳定计算确定。,软土地基处理设计,考点1:熟悉软土路基设计,排水固结法处理可采用砂垫层预压、袋装沙井或塑料排水板预压、真空预压或真空联合堆载预压。可选用袋装沙井或塑料排水板或其他材料作为竖向排水体。预压期和预压高度应根据要求的工后沉降量或地基固结度确定。预压期内地基应完成的沉降量不得小于路面设计使用年限末的沉降量与容许工后沉降之差。,2）排水固结法处理地基设计,考点1:熟悉软土路基设计,真空联合堆载预压可用于高填方路段和桥头路段的软土地基处理。真空预压时,应在地基中设置沙井或塑料排水板等竖向排水体，并设置砂垫层和垫层中的排水管。,2）排水固结法处理地基设计,考点1:熟悉软土路基设计,振冲粒料桩可用于加固十字板抗剪强度大于15kPa的地基上；沉管粒料桩可用于加固十字板抗剪强度大于20kPa的地基上。粒料桩可采用砂、砂砾、碎石等材料，桩料不应使用单一尺寸的粒料，且桩料的含泥量不得超过5%。粒料桩直径、桩长及间距应经稳定和沉降验算确定，相邻桩净距不应大于4倍桩径。,3)粒料桩处理地基设计,考点1:熟悉软土路基设计,抗剪强度可采用粒料桩复合地基抗剪强度粒料桩桩长深度内地基的沉降。,3)粒料桩处理地基设计,考点1:熟悉软土路基设计,深层拌和法可用于加固十字板抗起强度不小于10kPa的软土地基。采用粉喷桩法时，深度不宜超过12m;采用浆喷法时，深度不宜超过20m。加固土桩直径、桩长及间距应经稳定验算确定，相邻桩净距不应大于4倍桩径。复合地基内滑动面上的抗剪强度应采用复合地基抗剪强度。,4）加固土处理地基设计,考点1:熟悉软土路基设计,加固土桩的抗剪强度以90d龄期的强度为标准强度，可按钻取试验路段的原状试件测得无侧限抗压强度的一半计算,也可按室内90d无侧限抗压强度乘以0.3求得。加固土桩复合地基的沉降量应按复合地基加固区的沉降量S1和加固区下卧层的沉降量S2两部分计算。,4）加固土处理地基设计,考点1：熟悉软土路基设计,CFG桩可用于加固十字板抗剪强度不小于20kPa的软土地基。CFG桩的粗集料可采用碎石或砾石，可掺入砂、石屑等细集料改善级配。CFG桩的配合比应根据施工要求的坍落度和桩体的设计强度确定，桩体的设计强度应取28d无侧限抗压强度。CFG柱桩体强度宜为520MPa,设计强度应满足路堤沉降与稳定的要求。CFG桩桩端应设置在强度高的土层上，最大桩长不宜大于30m,桩距宜取45倍桩径。CFG桩垫层厚度直取0.30.5m,当桩径大或桩距大时,宜取高值。,5）水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）处理地基设计,考点1:熟悉软土路基设计,饱和粉土、夹有粉砂的饱和软黏土地基或在夯坑中回填片块石、碎砾石、卵石等粒料进行置换处理时,可采用强夯法处理。强夯置换处理深度应由土质条件决定，除厚层饱和粉土外，宜穿透软土层，达到较硬土层上。置换深度不宜超过7m。强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。强夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯击量的关系曲线确定。置换桩顶应铺设垫层,厚度不小于0.5m。垫层材料可与桩体相同,粒径不直大于100mm。,6）强夯与强夯置换处理地基设计,考点1:熟悉软土路基设计,刚性桩可用于深厚软土地基上荷载较大、变形要求较严格的高路路段、桥头或通道与路堤衔接段，以及拓宽路堤段。刚性桩桩顶宜设桩帽,并铺设柔性土工合成材料加筋体垫层。刚性桩的平面布置可采用正方形或正三角形排列。刚性桩的直径、桩长、间距应经稳定、沉降验算后确定。桩间距不宜小于5倍桩径。刚性桩桩帽可采用圆柱体、台体或倒锥台体，桩帽平面尺寸宜为1.01.5m,厚度直为0.30.4m。,7）刚性桩复合地基设计,一、熟悉软土路基设计,1、填筑时间不应小于地基抗剪强度增长需要的固结时间2、路堤中心沉降每昼夜不得大于1015mm,边桩位移每昼夜不得大于5mm,沉降与稳定监测设计,考点1:熟悉软土路基设计,【例题1】在软弱地基上修建的土质路堤，采用下列哪些选项的工程措施可加强软土地基的稳定性？（）(A)在路堤坡脚增设反压护道(B)加大路堤坡脚(C)增加填筑体的密实度(D)对软弱地基进行加固处理,考点1:熟悉软土路基设计,【例题2】软土地基上的填方路基设计时，最关注的沉降量是下列哪一选项？（）(A)工后沉降量(B）最终沉降量(C)瞬时沉降量(D)固结沉降量,考点1:熟悉软土路基设计,【例题3】公路软弱地基处理的下列方法中，哪些选项适用于较大深度范围内的素填土地基？（）(A)强夯(B)堆载预压(C)换填垫层(D)挤密桩,考点1:熟悉软土路基设计,【例题4】在进行软土地基公路路堤稳定性验算和沉降计算中,下列选项中哪些意见是正确的？（）(A)应按路堤填筑高度和地基条件分段进行(B)应考虑车辆动荷载对沉降的影响(C)为保证填至设计标高，应考虑施期、预压期内地基沉降而需多填筑的填料的影响(D)应考虑车辆荷载对路堤稳定性的影响,考点1:熟悉软土路基设计,【例题5】软土地区修建公路路基路堤采用辰压护道措施，下列选项哪些说法正确？（）(A)反压护道应与路堤同时填筑(B)路堤两侧反压护道的宽度必须相等(C)路堤两侧反压护的高度约高越有利(D)采用反压护道的主要作用是保证路堤稳定性,考点1:熟悉软土路基设计,【例题6】某公路路堤位于软土地区，路基中心高度为3.5m,路基填料重度为20kN/m3,填土速率约为0.04m/d。路线地表下02.0m为硬塑黏土，2.08.0m为流塑状态软土,软土不排水抗剪强度为18kPa,路基地基采用常规预压方法处理。用分层总和法计算的地基主固结沂降量为20cm。如公路通车时软土固结度达到70%,根据公路路基设计规范(JTGD302015),则此时的地基沉降量最接近下列哪个选项？（）(A)14cm(B)17cm(C)19cm(D)20cm,考点1:熟悉软土路基设计,【例题7】在软土地基上快速填筑一路堤,建成后70d观测的平均沉降为120mm;140d观测的平均沉降为160mm。已知如果固结度Ut60%,可按照太沙基的一维固结理论公式预测其后期沉降量和最终沉降量,试问此路堤最终沉降量，最接近于下面哪个选项？（）(A)180mm；(B)200mm(C)220mm；(D)240mm,二、熟悉滑坡防治措施和综合治理,对于规模较大、性质复杂的滑坡区,由于整治工程大，且性质不明、工程可靠度低，应进行绕避与整治的比较，以绕避为主。,设计原则,二、熟悉滑坡防治措施和综合治理,1、滑坡稳定性计算工况正常工况：边坡处于天然状态的工况非正常工况I:边坡处于暴雨或连续降雨状态下的工况非正常工兄II：边坡处于地震等荷载作用状态下的工况,滑坡稳定性分析,二、熟悉滑坡防治措施和综合治理,2、滑坡稳定系数,二、熟悉滑坡防治措施和综合治理,滑坡剩余下滑力可采用传递系数法。当Ti0时，应取Ti=0。当滑坡体最后一个条块的剩余下滑力小于或等于0时，滑坡稳定；当大于0时，滑坡不稳定。,3滑坡稳定性计算,二、熟悉滑坡防治措施和综合治理,防水排水减载反压抗滑挡土墙抗滑桩预应力锚杆,滑坡防治措施,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,1）防水排水地表排水设计应在滑坡后缘的稳定土层上设置环形截水沟；滑坡范围较大时，宜在滑坡体范围内设置树枝状排水沟。地表裂缝地段的排水沟应采取防裂和防渗措施，并对整个滑坡范围的地表裂缝采用黏土或水泥浆进行封填。,滑坡防治措施,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,地下排水设计应根据滑动面位置及形态、滑坡所在山坡流域水文地质条件及地下水动态特征，因地制宜，采用渗沟、暗沟、仰斜式排水孔或排水隧道等排水措施。截水渗沟平面布置应垂直地下水流的方向，井修建在滑坡范围5m以外的稳定土体上。渗沟的迎水面应设反滤层,背水面应设防渗隔离层。,1）防水排水,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,推移式滑坡或由错落转化的滑坡,宜采用滑坡后缘减载，两缘反压措施。滑床具有上陡下缓形状，滑坡后缘及两侧的地层相对稳定,不致因减载开挖而引起滑坡向后缘和两侧发展时，宜采用减载措施。滑坡前缘有较长的抗滑段，宜利用减载弃方反压；路基位于滑坡前缘时,宜采用路堤通过。在滑坡或滑带上具有卸载鼓胀开裂的情况下,不应采用减载措施。减载时,应考虑滑坡后部和两侧山体的稳定性，防止后缘产生新的滑动。填土反压时，应防止堵塞滑坡前缘地下渗岀通道,并应考考虑基底的稳定性。必要时,应进行地基处理。,2）减载反压,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,抗滑挡土墙宜设置在滑坡前缘。必要时,可与排水、减载、锚固等措施联合使用。抗滑挡土墙应根据滑坡剩余下滑力和库伦土压力两者之中的大值设计，其高度和基础埋深应防止滑体从墙顶滑岀或从基底以下土层滑移的可能。抗滑挡土墙基础埋深较大、土体稳定性较差时，应采取临时支挡措施。其施工应分段进行，保证滑坡在施工期间的稳定和施工安全。,3）抗滑挡土墙,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,抗滑桩宜以单排布置为主。当滑坡推力较大时，可对滑坡进行分段阻滑。弯矩较大时，应采用预应力锚杆抗滑桩。抗滑桩桩长宜小于35m。对于滑带埋深大于25m的滑坡，应充分论证抗滑桩阻滑的可能性。,4）抗滑桩,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,预应力锚杆锚固段应置于滑面以下的稳定地层中。预应力锚杆承压结构应根据滑坡体岩土性质和承载力确定，宜采用钢筋混凝土框架或地梁。坡面应采取防止表土被雨水冲刷、局部溜塌的措施。,5）预应力锚杆,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,【例题1】下列有关滑坡体受力分析的叙述中，哪些选项是错误的？（）(A)滑坡滑动的原因一定是滑坡体上任何部位的滑动都大于抗滑力(B)地震力仅作为滑动力考虑(C)对反翘的抗滑段，若地下水上升至滑面以上，滑面处的静水压力会全部转化为滑动力(D)在主滑段进行削方减载,目的使在抗滑力不变的情况下,减小滑动力。,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,【例题2】关于滑坡治理中抗滑桩的设计,下列哪一说法是正确的？（）(A)作用在抗滑桩上的下滑力作用点位于滑面以上三分之二滑体厚度处。(B)抗滑桩竖向主筋应全部通长配筋。(C)抗滑桩一般选择矩形断面主要是为了施工方便。(D)对同一抗滑桩由悬臂式变更为在桩顶增加预应力锚索后,嵌固深度可以减小。,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,【例题3】根据勘察资料和变形监测结果，其滑坡体处于极限平衡状态，且可分为2个条块（如下图所示），每个滑块的重力、滑动面长度和倾角分别为：G1=500kN/m，L1=12m，1=30；G2=800kN/m，L2=10m，2=10。现假设各滑动面的内摩擦角标准值均为10，滑体稳定系数K=1.0，如采用传递系数法进行反分析求滑动面的黏聚力标准值c，其值最接近下列哪一选项？（）(A)7.4kPa；(B)8.6kPa(C)10.5kPa；(D)14.5kPa,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,【例题4】某滑坡整治方案主要采用上、下两排大直径抗滑桩，下列施工顺序中哪个选项是合理的？（）(A)先施工上排桩，然后施工下排桩，并从滑坡两侧向中间跳挖。(B)先施工下排桩,后施工上排桩,并从滑坡两侧向中间跳挖。(C)先施工上排桩，后施工下排桩,并从滑坡中间向两侧跳挖(D)先施工下排桩,后施工上排桩，井从滑坡中间向两侧跳挖,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,【例题5】在下列各项中，哪些属于不稳定滑坡的地貌特征？（）(A)滑坡后壁较高,植被良好(B)滑坡体上台坎明显，土体比较松散(C)滑坡两侧的自然沟谷切割较深,谷底基岩出露(D)地面泉水和湿地较多,滑坡舌部泉水流量不稳定,考点2:熟悉滑坡防治措施和综合治理,【例题6】某一滑动面为折线形的均质滑坡，其主轴断面及作用力参数如图和表所示，取滑坡推力计算安全系数t=1.05，则第块滑体剩余下滑力F3最接近于下列哪个数值？（）(A)1.36x104kN/m；(B)1.80 x104kN/m(C)1.91xl04kN/m(D)2.79x104kN/m,三.了解几种特殊地段路基工程问题,红黏土与高液限土黄土膨胀土盐渍土地区季节冻土地区崩塌泥石谎岩涪风沙地区雪害,考点3:了解几种特殊地段路基工程问题,【例题1】下列关于红黏土特征的表述中哪些选项是正确的？（）(A)红黏土失水后易出现裂隙(B)红黏土具有膨胀土一样的胀缩性(C)红黏土往往有上硬下软的现象(D)红黏土为高塑性的黏土,考点3:了解几种特殊地段路基工程问题,【例题2】为防止自重湿陷性黄土所产生的路基病害，需要进行工程处理，一般可以采用下列处理措施的哪几种？（）(A)路基两侧的排水沟应进行严格的防滲处理(B)采用地下排水沟排除地下水(C)采用预浸水法消除地基土的湿陷性(D)采用重锤夯实、强夯或挤密法消除地基土的湿陷性,考点3:了解几种特殊地段路基工程问题,【例题3】下列关于膨胀土地区的公路路堑边坡设计的说法哪项是不正确的？（）(A)可采用全封闭的相对保温防渗措施以防发生浅层破坏(B)应遵循缓坡率、宽平台、固坡脚的原则(C)坡高低于6m、坡率1:1.75的边坡都可以不设边坡宽平台(D)强膨胀土地区坡高6m,坡率1:1.75的边坡设置的边坡宽度平台应大于2m,考点3:了解几种特殊地段路基工程问题,【例题4】下列哪种措施不适用于公路膨胀土路堤边坡防护？（）（A）植被防护；（B）骨架植物（C）浆砌毛石护面；（D）支撑渗沟加拱形骨架植物,考点3:了解几种特殊地段路基工程问题,【例题5】盐渍土具有下列选项的哪些特征?（）(A)具有溶陷性和膨胀性(B)具有腐蚀性(C)易溶盐溶解后,与土体颗粒进行化学反应(D)盐渍土的力学强度随总含盐量的增加而增加,考点3:了解几种特殊地段路基工程问题,【例题6】季节性冻土地区形成路基翻浆病害的主要原因有（）(A)地下水位过高及毛细上升(B)路基排水条件差,地表积水,路基土含水塑过