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*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。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。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。软土路基危害路基坍塌软土路基危害路面沉降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。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。抛石时应自自路堤中部开开始,逐次次向两旁展展开,使淤泥泥向两旁挤挤出。在片片石抛出水水面后用重重型夯滚、、碾压,或或以汽车、、拖拉机等等碾压,然然后在其上铺设反滤滤层再行填填土。抛石挤淤一一般适用于于软土层厚为3～4m,用用较大的片片石,一般般直径不宜宜小于0.3m。软土地基上上路堤的加加固方法(四)排水水砂垫层排水砂垫层层是直接铺铺设在软土土地基的表表面上,使使其在填土和软土土之间增设设一排水面面,从而使地地基在受到到填土荷载载作用下,促进地基基的排水固固结,提高高地基的强强度。这种砂垫层层的厚度薄薄,一般为为0.6～1.0m。。为利于于排水,砂垫层应略略宽于路堤堤基底宽,一般在路路堤坡脚外外每侧伸出出1m左左右。砂垫层软土地基上上路堤的加加固方法(五)铺设设土工合成成材料在路堤与基基底间铺设设一层或多多层的土工工合成材料料，可以起起到加筋、垫层和反滤等作用。土土工合成材材料主要有有聚酯、聚聚丙烯、聚聚酰胺等高高分子化合合物的合成成纤维。软土地基上上路堤的加加固方法(六)排水水固结排水固结是是在软土中中设置垂直井，地表铺设设砂垫层，增加了土层的排水水通道，以缩短孔孔隙水的流流程，加速速土体固结结的一类方方法。1.排水砂砂井2.袋装砂砂井3.塑料排排水板软土地基上上路堤的加加固方法(六)排水水固结—1.排水砂砂井砂井是由打打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等方法在地地基中形成成按一定规规律排列的的孔眼（具有一定定深度和直直径），在在其中灌以中粗砂砂而成。砂井井顶面铺设设厚度不大的的砂垫层以连通砂井井，构成完完整的地基基排水系统统。排水砂井软土地基上上路堤的加加固方法(六)排水水固结—2.袋装砂砂井袋装砂井是是在合成材料编编织袋内冲填中粗粗砂构成的的砂袋，装装入地基孔孔内，以加加速地基排排水固结。。袋装砂井的的编织袋应应具有良好的透水水性，袋内的砂砂不易漏失，袋子的材材料应具有有足够的强度度，有一定的的抗老化及耐地下水腐腐蚀的性能能。袋装砂井软土地基上上路堤的加加固方法(六)排水水固结—3.塑料排排水板塑料排水板板是将预制制的带状塑塑料排水板板用插板机将其竖直插插入土中，，形成类似似砂井的排排水通道，，使孔隙水水沿塑料板板的通道逸逸出，从而而加固地基基土的方法法。塑料排水板板软土地基上上路堤的加加固方法(七)复合合地基复合地基是是指在软土地基内内设置各种种材料制成成桩，以保证路路堤稳定的的一种方法法。主要类类型有：1.挤密砂砂桩；2.碎石桩桩；3.生石灰灰桩；4.粉喷桩桩；5.水泥搅搅拌桩；6.CFG桩。软土地基上上路堤的加加固方法(七)复合合地基—1.挤密砂砂桩挤密砂桩是是将砂桩打入软软土地基，，使密实的的砂柱体挤挤密软弱土土层，形成成复合地基基。在外荷载载作用时，，应力向砂砂桩集中，，使桩周围围土层承受受的压力减减小，沉降降也相应减减小。挤密砂桩施施工软土地基上上路堤的加加固方法(七)复合合地基—2.碎石桩桩振动打桩机机振动碎石桩桩软土地基上上路堤的加加固方法(七)复合合地基—3.生石灰灰桩生石灰桩是是用2~5cm的生石灰块填入软土孔孔眼中，形形成生石灰灰桩地基。。加固机理：：生石灰（CaO）遇遇水反应成成熟石灰（（Ca(OH)2），吸收占占其重量32%的水水，体积膨胀一一倍，同时时放出大量量热，使桩周土土体含水量量降低，土土体压密，，石灰与土土之间的离离子交换和和胶凝反应应使土的性性质和结构构得以改善善，从而提提高土的强强度。软土地基上上路堤的加加固方法(七)复合合地基—4.粉喷桩桩粉喷桩:利用水泥、、石灰等材材料作为固化剂的主剂，通通过特制的搅拌拌机械就地将软土土和固化剂剂强制搅拌拌。利用固固化剂和软软土之间产产生的物理理化学反应应，使软土土硬结成具具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基基。粉喷桩软土地基上上路堤的加加固方法(七)复合合地基—5.水泥土土搅拌桩水泥土搅拌拌桩是采用用搅拌与喷射射方式将水泥浆液液注入地基基中，使浆浆液与周围围土体充分分搅拌，当当拌和体固固化达到一一定强度后后，在地层层中形成的的一根根较高强度的的桩柱体与周围土体形形成复合地地基，共同承担担上部荷载载。水泥土搅拌拌桩水泥土搅拌拌桩软土地基上上路堤的加加固方法(七)复合合地基—6.CFG桩CFG桩：桩体中加入入水泥、粉煤灰和碎石形成了高黏结强度度的桩，改善了碎碎石桩的刚刚性，CFG桩和桩桩间土、垫垫层一起形形成复合地地基。CFG桩CFG桩二、膨膨胀土地区区膨胀土：粘粘粒成分主主要由亲水性矿物物组成，同时时具有显著著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特特性的粘性性土。膨胀土的工工程特性(一)胀缩缩性:在膨胀土中中,细小的的黏土颗粒粒愈多,则则其比表面积越越大,可吸附在在黏粒周围的水膜膜也就愈多,从而使含水量增多多,土的体积胀胀大,而失水时时就强烈收收缩。(二)裂隙隙性:裂隙的形成成与其成土过程、胀缩效应、风化作用等许多因素素有关。(三)超固固结性:膨胀土在其其形成的地地质历史过过程中,土土体曾受过过比现在自自重应力更更大的上覆荷载,呈超固结状状态,因此深层层的原状土土具有较高的初始始强度。由于先期期固结压力力的作用,使膨胀土土在开挖后后,由于已已形成的应力平衡被被破坏,常会出现现土体松胀胀。膨胀土的路路基病害1.溜坍。路基边坡坡上局部表表层土体,由于降雨雨下渗含水水量过大以以及土的胀胀缩作用,强度降低低而溜坍。。2.滑坡。和一般滑滑坡相同,斜坡土体体沿土中软软弱面滑动动。这一软软弱面多为为裂隙面、、层面或其其他结构面面。由于土土体存在滑滑动趋势,当失去前前部支撑,便产生滑滑动。膨胀胀土地段的的滑坡,滑滑动面土体体含水量较较大、强度度低,有时时虽然土体体边坡已经经放缓,但但仍易产生生滑动。3.坍滑。路基边坡坡坍滑是膨膨胀土地段段的路堑、、路堤边坡坡经常发生生的一种变变形现象。。不少地段段坍滑体厚厚度不大,在边坡上上不断扩展展。4.路堤和基底底的不均匀匀沉降及变变形。由于膨胀胀土的土质质条件和工工程特性,使其在列车荷载和和水的影响下,经常产生生不均匀沉沉降和变形形。给列车车的正常运运营带来极极大的危害害。三、膨胀土土的地基处处理1）防水措措施2）换土与与改土3）支挡措措施：设置置护坡、、抗滑桩加加固、重重力式挡土土墙三、盐渍土土地区地表土层1m内内易溶盐含含量大于0.5%时称称之谓盐渍渍土。常见的易溶溶盐有氯盐、硫酸盐和碳酸盐等。当易溶溶盐的含量量超过0.5%时,土土的性质就就会受到盐盐分的影响响而发生改改变。盐渍土由于于含有较多多的易溶盐盐而具有溶解性;盐渍土中中的各种盐盐分对钢铁铁、橡胶、、砖和混凝凝土等还具具有一定的的腐蚀性,以硫酸盐盐为最强,能使混凝凝土产生疏疏松、剥落落、掉皮和和侵蚀等现现象。不应使用含含盐量超过过规定允许许值的填料料。四、多年冻冻土地区冻土的冻结结状态持续三年以上甚至几十年年不融化者者通常称多年冻土。多年冻土土多在地面面以下一定定深度存在在着,其上上部至地表表部分常有有一季节冻土土层,故多年冻冻土区常伴伴有季节性性冻结现象象存在。我国的多年年冻土按地地区分布不不同分为两两类:一类是高原型多年年冻土,主要分布布在青藏高高原及西部部高山地区区。