特殊土的概念、特性及其路基施工

特殊殊土土的的概概念念、、特特性性及及其其路路基基施施工工第五五章章特特殊殊土土地地区区的的路路基基施施工工*特特殊殊土土的的概概念念及及各各种种特特殊殊土土的的特特性性一、、软软土土和和泥泥沼沼地地区区二、、膨膨胀胀土土地地区区三、、盐盐渍渍土土地地区区四、、多多年年冻冻土土地地区区*特特殊殊土土的的概概念念及及各各种种特特殊殊土土的的特特性性特殊殊土土的的概概念念：：所谓谓特特殊殊土土是是指指具具有有特殊殊成成分分、结构构、状态态,形形成成特殊殊工工程程性性质质的土土类类。。各种种特特殊殊土土的的特特性性:软土土———抗抗剪剪强强度度低低、、压压缩缩性性高高;膨胀胀土土—可可干干缩缩湿湿胀胀,强强度度因因湿湿胀胀而而下下降降;盐渍渍土土—含含盐盐量量越越多多,溶溶蚀蚀作作用用强强;冻土土———冻冻胀胀融融沉沉。。由于于特特殊殊土土的的不不良良工工程程性性质质,故故对对该该类类土土质质的的路路基基需需作作个个别别设设计计,同同样样,特特殊殊土土地地区区的的路路基基施施工工与与一一般般地地区区的的路路基基,又又有有不不同同之之处处。。第一一节节、、软软土土和和泥泥沼沼地地区区一、、软软土土和和泥泥沼沼习惯惯上上,常常以以软黏黏土土沉沉积积为为主主的地地区区称称为为软软土土地地区区;而而以以泥炭炭沉沉积积为为主主的软软弱弱地地基基称称为为泥泥沼沼地地区区。。软土土是是指指以以近近代代水水下下沉沉积积的的饱和和软软黏黏土土。泥沼沼一一般般指指湖湖盆盆地地或或河河滩滩衰衰亡亡后后的的遗遗迹迹。。软土土与与泥泥沼沼虽虽成因因、、结结构构和和形形态态不同同,但但它它们们都都具具有有压缩缩性性高高、、强强度度低低的共共同同特特点点。。二、、软软土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固软土土地地基基的的主主要要特特征征：：孔隙隙比比大大、、抗抗剪剪强强度度低低、、含含水水量量高高。在软软土土地地基基上上修修筑筑路路堤堤有有两两大大特特点点:(1)易易于于形形成成基底底两两侧侧凸凸起起或路堤堤坡坡脚脚向向外外凸凸起起而而引引起起的的坍坍滑滑,经经验验证证明明坍坍滑滑往往往往成成圆弧弧形;(2)较大大的的沉沉降降,对对路路基基工工程程来来说说,大大部部分分沉沉降降量量可可以以控控制制在在施施工工中中完完成成,后后期期少少量量沉沉降降可可以以起道道调调整整,对对正正常常运运营营影影响响不不大大。。软土土路路基基危危害害路基基坍坍塌塌软土土路路基基危危害害路面面沉沉降降软土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固方方法法(一一)反反压压护护道道在路路堤堤两两侧侧(或或一一侧侧)填填筑筑适当当高高度度与适当当宽宽度度的护护道道,使使路路堤堤两两侧侧地地基基被挤挤出出隆隆起起的的趋趋势势得得以以平平衡衡,而而保保证证路路堤堤的的稳稳定定,因因护护道道起起反反压压作作用用,故故称称反反压压护护道道。。它用用于于非非耕耕作作区区和和土土源源丰丰富富的的地地区区较较为为合合适适，，在在耕耕作作区区则则不不宜宜使使用用。。图5——1反反压压护护道道加加固固软软土土路路堤堤软土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固方方法法(二二)换土换土土指指利利用用人工工、机械械或爆破破方法法挖挖除除路路堤堤下下全全部部软软土土,换换填填强度度较较高高和和渗渗透透性性较较强强的砂砂砾砾石石、、碎碎石石或或片片石石,以以保保证证路路堤堤的的稳稳定定。。它适适用用于于软土土层层较较薄薄、无硬硬土土覆覆盖盖的情情况况。。软土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固方方法法(三三)抛抛石石挤挤淤淤抛石石挤挤淤淤为为强迫迫换换土土的一一种种形形式式,采采用用这这种种方方法法施施工工,不用用抽抽水水、不用用挖挖淤淤,施工工简简便便迅迅速速,现现场场乐乐于于采采用用。。此法法适适用用于于湖湖塘塘、、河河流流等等积积水水洼洼地地,常年年积积水水,且且水水不不易易抽抽干干;表层层无无硬硬壳壳,软软土土液液性性指指数数大大,层层厚厚较较薄薄,片片石石能能沉沉达达下下卧卧硬硬层层者者。。抛石石时时应应自自路堤堤中中部部开开始始,逐逐次次向向两两旁旁展展开开,使使淤淤泥泥向向两两旁旁挤挤出出。。在在片片石石抛抛出出水水面面后后用用重重型型夯夯滚滚、、碾碾压压,或或以以汽汽车车、、拖拖拉拉机机等等碾碾压压,然然后后在在其其上铺铺设设反反滤滤层层再再行行填填土土。抛石石挤挤淤淤一一般般适适用用于于软土土层层厚厚为3～～4m,用用较较大大的的片片石石,一一般般直直径径不不宜宜小小于于0.3m。。软土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固方方法法(四四)排排水水砂砂垫垫层层排水水砂砂垫垫层层是是直直接接铺铺设设在在软软土土地地基基的的表表面面上上,使使其其在在填土土和和软软土土之之间间增增设设一一排排水水面面,从从而而使使地地基基在在受受到到填填土土荷荷载载作作用用下下,促促进进地地基基的的排排水水固固结结,提提高高地地基基的的强强度度。。这种种砂砂垫垫层层的的厚厚度度薄薄,一一般般为为0.6～～1.0m。。为为利利于于排排水水,砂垫垫层层应应略略宽宽于于路路堤堤基基底底宽宽,一一般般在在路路堤堤坡坡脚脚外外每每侧侧伸伸出出1m左左右右。。砂垫垫层层软土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固方方法法(五五)铺铺设设土土工工合合成成材材料料在路路堤堤与与基基底底间间铺铺设设一一层层或或多多层层的的土土工工合合成成材材料料，，可可以以起起到到加筋筋、垫层层和反滤滤等作作用用。。土土工工合合成成材材料料主主要要有有聚聚酯酯、、聚聚丙丙烯烯、、聚聚酰酰胺胺等等高高分分子子化化合合物物的的合合成成纤纤维维。。软土地基基上路堤堤的加固固方法(六)排排水固结结排水固结结是在软软土中设设置垂直井，地表铺铺设砂垫层，增加了了土层的排排水通道道，以缩短短孔隙水水的流程程，加速速土体固固结的一一类方法法。1.排水水砂井2.袋装装砂井3.塑料料排水板板软土地基基上路堤堤的加固固方法(六)排排水固结结—1.排水水砂井砂井是由由打桩机机具击入钢管管，或用高压射水水、爆破等方法在在地基中中形成按按一定规规律排列列的孔眼（具有一一定深度度和直径径），在在其中灌以中粗粗砂而成。砂砂井顶面面铺设厚度不大大的砂垫垫层以连通砂砂井，构构成完整整的地基基排水系系统。排水砂井井软土地基基上路堤堤的加固固方法(六)排排水固结结—2.袋装装砂井袋装砂井井是在合成材料料编织袋袋内冲填中中粗砂构构成的砂砂袋，装装入地基基孔内，，以加速速地基排排水固结结。袋装砂井井的编织织袋应具具有良好的透透水性，袋内的的砂不易漏失失，袋子的的材料应应具有足够的强强度，有一定定的抗老化及耐地下水水腐蚀的的性能。袋装砂井井软土地基基上路堤堤的加固固方法(六)排排水固结结—3.塑料料排水板板塑料排水水板是将将预制的的带状塑塑料排水水板用插板机将其竖直直插入土土中，形形成类似似砂井的的排水通通道，使使孔隙水水沿塑料料板的通通道逸出出，从而而加固地地基土的的方法。。塑料排水水板软土地基基上路堤堤的加固固方法(七)复复合地基基复合地基基是指在在软土地基基内设置置各种材材料制成成桩，以保证证路堤稳稳定的一一种方法法。主要要类型有有：1.挤密密砂桩；；2.碎石石桩；3.生石石灰桩；；4.粉喷喷桩；5.水泥泥搅拌桩桩；6.CFG桩。。软土地基基上路堤堤的加固固方法(七)复复合地基基—1.挤密密砂桩挤密砂桩桩是将砂桩打入入软土地地基，使使密实的的砂柱体体挤密软软弱土层层，形成成复合地地基。在外荷荷载作用用时，应应力向砂砂桩集中中，使桩桩周围土土层承受受的压力力减小，，沉降也也相应减减小。挤密砂桩桩施工软土地基基上路堤堤的加固固方法(七)复复合地基基—2.碎石石桩振动打桩桩机振动碎石石桩软土地基基上路堤堤的加固固方法(七)复复合地基基—3.生石石灰桩生石灰桩桩是用2~5cm的生石灰块块填入软土土孔眼中中，形成成生石灰灰桩地基基。加固机理理：生石灰（（CaO）遇水水反应成成熟石灰灰（Ca(OH)2），吸收收占其重重量32%的水水，体积膨胀胀一倍，，同时放放出大量量热，使桩周周土体含含水量降降低，土土体压密密，石灰灰与土之之间的离离子交换换和胶凝凝反应使使土的性性质和结结构得以以改善，，从而提提高土的的强度。。软土地基基上路堤堤的加固固方法(七)复复合地基基—4.粉喷喷桩粉喷桩:利用水泥泥、石灰灰等材料料作为固化剂的主剂，，通过特制的搅搅拌机械械就地将软软土和固固化剂强强制搅拌拌。利用用固化剂剂和软土土之间产产生的物物理化学学反应，，使软土土硬结成成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地地基。粉喷桩软土地基基上路堤堤的加固固方法(七)复复合地基基—5.水泥泥土搅拌拌桩水泥土搅搅拌桩是是采用搅拌与喷喷射方式式将水泥浆浆液注入入地基中中，使浆浆液与周周围土体体充分搅搅拌，当当拌和体体固化达达到一定定强度后后，在地地层中形形成的一一根根较高强度度的桩柱柱体与周围土体体形成复复合地基基，共同承承担上部部荷载。。水泥土搅搅拌桩水泥土搅搅拌桩软土地基基上路堤堤的加固固方法(七)复复合地基基—6.CFG桩桩CFG桩桩：桩体中加加入水泥、粉煤灰和碎石形成了高黏结强强度的桩桩，改善了了碎石桩桩的刚性性，CFG桩和和桩间土土、垫层层一起形形成复合合地基。。CFG桩桩CFG桩桩二、膨膨胀土土地区膨胀土：：粘粒成成分主要要由亲水性矿矿物组成，同同时具有有显著的的吸水膨胀胀和失水收缩缩两种变形形特性的的粘性土土。膨胀土的的工程特特性(一)胀胀缩性:在膨胀土土中,细细小的黏黏土颗粒粒愈多,则其比表面积积越大,可吸附附在黏粒粒周围的水水膜也就愈多多,从而而使含水量增增多,土的体积积胀大,而失水水时就强强烈收缩缩。(二)裂裂隙性:裂隙的形形成与其其成土过程程、胀缩效应应、风化作用用等许多因因素有关关。(三)超超固结性性:膨胀土在在其形成成的地质质历史过过程中,土体曾曾受过比比现在自自重应力力更大的的上覆荷载载,呈超固结结状态,因此深深层的原原状土具具有较高的初初始强度度。由于先先期固结结压力的的作用,使膨胀胀土在开开挖后,由于已已形成的的应力平衡衡被破坏坏,常会出出现土体体松胀。。膨胀土的的路基病病害1.溜坍。路基边边坡上局局部表层层土体,由于降降雨下渗渗含水量量过大以以及土的的胀缩作作用,强强度降低低而溜坍坍。2.滑坡。和一般般滑坡相相同,斜斜坡土体体沿土中中软弱面面滑动。。这一软软弱面多多为裂隙隙面、层层面或其其他结构构面。由由于土体体存在滑滑动趋势势,当失失去前部部支撑,便产生生滑动。。膨胀土土地段的的滑坡,滑动面面土体含含水量较较大、强强度低,有时虽虽然土体体边坡已已经放缓缓,但仍仍易产生生滑动。。3.坍滑。路基边边坡坍滑滑是膨胀胀土地段段的路堑堑、路堤堤边坡经经常发生生的一种种变形现现象。不不少地段段坍滑体体厚度不不大,在在边坡上上不断扩扩展。4.路堤和基基底的不不均匀沉沉降及变变形。由于膨膨胀土的的土质条条件和工工程特性性,使其其在列车荷载载和水的影响下下,经常常产生不不均匀沉沉降和变变形。给给列车的的正常运运营带来来极大的的危害。三、膨胀胀土的地地基处理理1）防水水措施2）换土土与改土土3）支挡挡措施：：设置护护坡、、抗滑桩桩加固、、重力力式挡土土墙三、盐渍渍土地区区地表土层层1m内