特殊路基设计

1、 特殊路基设计马超 2011n特殊土：具有特殊成分、结构、状态，形成特殊成分、结构、状态，形成特殊工程性质特殊工程性质的土类。软土：抗剪强度低、压缩性高膨胀土：干缩湿胀，强度因湿胀而下降特殊土盐渍土：含盐量越多，溶蚀作用越强， 对路堤密实度的影响也越大。冻土：冻胀融沉黄土:基床变形、湿陷性滑坡浸水路堤马超 2011第一节 软土地区路基n软土：主要由细粒土组成的孔隙比大（e1.0）、天然含水量液限、压缩性高、强度低和具有灵敏结构的土层。n一般有软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭、泥炭质土五种类型。n习惯上常把淤泥、淤泥质土、软黏性土总称为软土，而把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土总称为泥沼。马超 20

2、11一、软土地区路基临界高度n概念：概念：在天然的软土地基上，以最快速度进行填筑施工，修筑一般路堤所能达到的最大高度。n超过该高度后，必须进行加固处理，否则会发生路基基底滑动。n大小取决于软土的性质和成层情况，软土表层硬壳的厚度与性质、填料的情况等等。 n填筑临界高度：根据堤身快速施工中形成的荷载得出。n设计临界高度=填筑临界高度-23m; 还要考虑轨道和列车荷载。马超 2011原因：原因：填土荷填土荷载载安全因安全因素素时间时间时间时间马超 2011填土荷填土荷载载安全因安全因素素时间时间时间时间对应为临界高度路堤高路堤高度度时间时间临界高度马超 2011 路堤超过临界高度时，为确保路堤在施

3、工和运营期的安全使用，必须进行路堤和地基加固处理。软土地基路堤的加固技术大致分为以下几类： 1）改变路堤的结构型式）改变路堤的结构型式 2 2）人工地基）人工地基 3 3）排水固结）排水固结 3 软土地基加固马超 20111 1）改变路堤的结构型式）改变路堤的结构型式 反压护道 反压护道是一种行之有效的方法，施工亦简易，但占地面积多，土方量大。用于非耕作区和土源丰富的地区较为合适，在耕作区则不宜采用。马超 2011 铺设土工合成材料 土工合成材料铺设于路堤底层后，由于其具有较高的强度和韧性，能紧贴于地表，使上部填土荷载较均衡地分布到地层中，并能抵抗土坡滑动，阻止冲切破坏面的产生，提高地基承载力

4、，增强路堤稳定性。马超 2011 限制软土地基侧向位移的方法 在路堤坡脚附近设置板桩、木排桩、钢筋混在路堤坡脚附近设置板桩、木排桩、钢筋混凝土桩或片石齿墙等限制软土地基侧向位移的方凝土桩或片石齿墙等限制软土地基侧向位移的方法。法。 马超 20112 2）人工地基）人工地基 在软土地基内设置各种材料制成桩，构成复合地基，或将地基土换成性能良好的土料，以保证路堤稳定的一类方法。 换土（抛石挤淤）、挤密砂桩、碎石桩、CFG桩、生石灰桩、粉体喷射搅拌桩、旋喷桩、深层搅拌桩等。马超 2011 换土 以人工、机械或爆破方法将软土挖除，换填强度较高的粘性土或砂、砾石、碎石等渗水材料。适用性适用性：适用于软土

5、层较薄（h3.0）、无硬土覆盖的情况和易于排水施工等情况。软土地基处理最彻底的一种方法。抛石挤淤适用于湖、塘、河流等积水洼地，水量大且不易排除，无硬壳，软土易挤开，片石能沉达底部者。马超 2011 挤密砂桩 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。有外荷载作用时，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。适用性：适用于对沉降要求较严的工程。加固机理：挤密土层马超 2011 碎石桩 碎石桩的桩身由碎石充填。由于碎石桩的刚度大于地基中的软粘土，地基应力重分布，荷载大部分由碎石桩承担，桩土应力比值一般为35。加固机理：置换土层马超 2011l武广客运专线采用C

6、FG桩处理松软土地基采用CFG桩加桩帽可有效的将路基荷载传递至桩体,增强路基稳定性,控制路基工后沉降变形量。l甬台温软土地基处理马超 2011马超 2011马超 2011 生石灰桩 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： 生石灰遇水反应成熟石灰，吸收占其重量32的水，体积膨胀1倍，同时放出大量的热，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。 生石灰桩的作用主要是土的挤密而不是桩的承载生石灰桩的作用主要是土的挤密而不是桩的承载作用。作用。马超 2011 粉体喷射搅拌法 以生石灰粉或水泥等粉体材料作为加固料

7、，通过特制的施工机械，用压缩空气将粉体呈雾状喷人土中，使粉体与原软土搅拌形成石灰(或水泥)粘土混合的柱体。 是近年国内外常用的一种深层软基加固技术。强度大，水稳性好，可提高软土地基的承载力，减小沉降量和增加路堤稳定。加固深度一般在1015m。马超 2011l郑西客专利用洛阳铲成孔和DDC工法施作灰土挤密桩，消除黄土地基湿陷性马超 2011旋喷桩旋喷法旋喷法( (又称高压喷又称高压喷射注浆法射注浆法) )是在静压化学是在静压化学或水泥注浆法的基础上采或水泥注浆法的基础上采用高压水射流切割技术而用高压水射流切割技术而发展起来的一种地基处理发展起来的一种地基处理方法。方法。适应范围很广，从淤适应范围

8、很广，从淤泥质土、粘性土、砂土直泥质土、粘性土、砂土直至砂砾土至砂砾土( (粒径粒径d50mm)d0.3的土层称为盐渍土盐渍土。含盐量以烘干土样中含盐量表示。 五、盐渍土地区马超 2011压实性土中含盐量增大，干密度减少，最佳含水量的水份降低。含盐量5时须加强辗压才能达到标准密度。膨胀性氯盐渍土无松胀现象而硫酸盐和碳酸盐则有。力学性质粘聚力和摩擦角小。腐蚀性线路经过盐渍土地区，宜选地势较高，含盐量较少、排水条件较好的地方以路堤通过。 2 工程性质马超 2011 控制填料的含盐量和压实密度 控制路基最小高度（一般情况下路堤最小高度不应小于1.5m。） 加固地基：一般采用挤密砂桩法以加固地层。 隔

9、断毛细水 防止溶蚀 加强排水3 处理措施马超 2011四、多年冻土地区 1 概念 在高纬度和高海拔地区，气候严寒，地面以下一定深度的地温，经常保持在0以下，含冰的土持续三年或三年以上不融化，称为多多年冻土年冻土。马超 2011正常的涵洞马超 2011冻融后的涵洞马超 20112 冻土的工程性质冻胀融沉影响因素：温、土、水、力。温：温度土：颗粒大小水：含水量力：外荷载、冻胀力马超 2011基础冻胀稳定性计算（如果1 2+p，则建筑物安全。）马超 2011路堤的滑坍马超 2011 在路基工程中破坏了多年冻土的热平衡条件后，常用人工建筑材料保持多年冻土的冻结，叫做保温法保温法。 在多年冻土地区的边缘

10、，若多年冻土层不厚，温度高而不稳定，则挖除冻土，使路基坐落在可靠的基底上，叫做破坏冻土法破坏冻土法。 3 破坏冻土法和保温法马超 2011马超 2011马超 2011多年冻土地区挡土墙示意图马超 2011沙漠、大风和风沙流地区路基的总称。五、风沙地区的路基 严重风沙地区：活动沙丘多，既有沙丘移动的危害，又有风沙流的严重危害。 一般风沙地区：活动沙丘少，主要是风沙流危害，严重危害铁路工程。 轻微风沙地区：多为固定沙丘，远方有一些沙源，每年有少量沙流(5m3m)危害铁路。 马超 2011 风蚀风蚀 沙漠地区的路堤，一般采用当地的粉细沙填筑，易遭风蚀。风力对路基的风蚀，可分为吹蚀、磨蚀与掏蚀三种作用。 沙埋沙埋 积沙掩埋轨道，当积沙超出轨顶3cm以上，就可能引起机车或车辆脱轨，造成停运事故，此种现象一般称为沙埋。2 2 铁路沙害类型铁路沙害类型马超 20113 3 风沙地区路基及其防护风沙地区路基及其防护 路堤（参见路基设计手册，自学） 路堑（参见路基设计手册，自学） 路基两侧的防沙工程马超 2011a 两侧防沙体系两侧防沙体系路基两侧防护体系(单位：m)马超 2011工程防沙措施按其作用可分为固沙、固阻沙及阻沙三种情况。固沙采用不被风吹蚀的材料、覆盖于沙丘或沙地上，只起到固定当地浮沙的作用。又称之为平铺。固阻沙措施常采用半隐蔽式沙障，大