兵团公路特殊土路基修筑技术

新疆兵团特殊土路基修筑技术汇报人：吴立坚交通运输部公路科学研究院2011.9.16乌鲁木齐交通运输部公路科学研究院1．沼泽软土地区路基修筑技术2．盐渍土地区路基修筑技术汇报内容1、兵团沼泽软土的分布2、沼泽软土的国内外应用概况3、兵团沼泽软土的地质状况与物理力学特性4、兵团沼泽软土地区的公路特点5、兵团沼泽软土地基的处理技术1．沼泽软土路基兵团沼泽软土的分布新疆兵团垦区沼泽土面积共548.4平方公里，主要分布于农八、四、五和二师。兵团垦区沼泽土主要分布在冲积平原的洼地、河谷低地、湖滨和扇缘泉水溢出带等地形部位。地表积水或地下水接近地表，沼泽化、腐殖化过程强烈，腐殖质层较厚。伊犁草原沼泽地貌湖相软土湖相软基水库蓄水形成的软基2、沼泽软土的国内外应用概况堆载预压：成本低、固结时间长、对地基承载力要求较高。适用范围：透水性较好（含有砂砾夹层）、厚度不大、工期较宽松、路基高度不高。真空堆载预压：成本高、固结速度快、地基稳定性高。适用范围：超软深厚软基、工期紧、地基承载力极低。

排水固结法机理理：：1））置置换换为为主主；；2））低低能能量量夯夯击击下下产产生生土土体体裂裂缝缝，，有有利利于于加加速速固固结结。。特点点：：成本本较较高高、、施施工工速速度度快快，，应应用用不不多多。。适用用范范围围：：软基基厚厚度度不不大大、、沟沟谷谷间间软软弱弱地地基基。。强夯夯法法机理理：：减轻轻荷荷载载。。特点点：：成本本较较高高、、施施工工速速度度较较快快，，应应用用不不多多。。种类类：：粉煤煤灰灰、、气气泡泡轻轻质质土土、、EPS、、泡泡沫沫颗颗粒粒土土。。适用用范范围围：：深厚厚软软基基、、桥桥头头路路段段、、旧旧路路加加宽宽、、斜斜坡坡路路段段。其它它方方法法-轻轻质质路路堤堤气泡泡轻轻质质土土路路基基施施工工气泡泡轻轻质质土土台台背背施施工工泡沫沫颗颗粒粒轻轻质质路路基基机理理：：桩基基、、桩桩间间土土共共同同承承担担荷荷载载；；桩桩土土应应力力比比为为3~5。。类型型：：粉喷喷桩桩、、搅搅拌拌桩桩，，桩桩长长10~18m。。特点点：：成本本较较高高、、施施工工速速度度快快，，应应用用普普遍遍、、质质量量检检测测困困难难（（良良心心工工程程））。。适用用范范围围：：桥头头部部分分、、一一般般软软土土路路段段（（软软土土含含水水量量在在30%~60%））。水泥泥土土桩桩机理理：：桩基基、、桩桩间间土土共共同同承承担担荷荷载载；；碎碎石石桩桩有有利利于于桩桩间间土土的的固固结结，，桩桩土土应应力力比比为为2~4。。类型型：：桩长长5~15m，，桩桩径径50cm左左右右。。特点点：：成本本较较高高、、施施工工速速度度较较快快，，应应用用较较普普遍遍。。适用用范范围围：：桥头头部部分分、、一一般般软软土土路路段段（（软软土土含含水水量量在在30%~50%））、、涵涵洞洞等等地地基基处处理理。。因因本本身身为为松松散散材材料料，，故故需需有有较较强强的的侧侧向向约约束束。碎石石桩桩机理理：：利用用土工工合合成成材材料料的的抗抗拉拉强强度度，，只只有有差差异异变变形形时时才才有有效效。。类型型：：土工工格格栅栅较较多多，，土土工工带带、、土土工工网网、、三三维维土土工工网网、、土土工工布布等等较较少少。。特点点：：有一一定定效效果果，，是是补补品品不不是是药药品品。。适用用范范围围：：适用用范范围围广广，，一一般般软软基基路路段段和和有有差差异异沉沉降降路路段段。。加筋筋土土复复合合地地基基机理理：：桩基基。类型型：：空心心管管桩桩较较多，，直直径径30cm，，可可接接长长。。特点点：：效果果好好、、成成本本高高、、质质量量有有保保障障（（工工厂厂化化预预制制））。。适用用范范围围：：深厚厚软软基基、、工工期期紧紧、、旧旧路路加加宽宽。。预制制管管桩桩（（PCT））预制制管管桩桩施施工工预制制管管桩桩的的桩桩帽帽机理理：：桩基基、、桩桩间间土土共共同同承承担担荷荷载载。类型型：：水泥泥、、粉粉煤煤灰灰固固结结，，直直径径一一般般50cm，，深深度度：：8~15m。。特点：效果好、、成本高高、施工工速度快快。适用范围围：承载力低低的深厚厚软基。。——CFG桩是英文CementFly-ashGrave的缩写，，意为水水泥粉煤煤灰碎石石桩。CFG桩CFG桩施工1、兵团团沼泽软软土的分分布2、沼泽泽软土的的国内外外应用概概况3、兵团团沼泽软软土的地地质状况况与物理理力学特特性4、兵团团沼泽软软土地区区的公路路特点5、兵团团沼泽软软土地基基的处理理技术1．沼泽软软土路基基兵团沼泽泽软土的的地质状状况兵团沼泽泽软土的的物理力力学特性性地区指标沿海软土四川阿坝草原沼泽软土吉林延边沼泽软土兵团垦区沼泽软土含水量（%）35~80100~700100~90030~100孔隙比1~23~152.5~110.72~3固结不排水剪内摩擦角12°~17°8°~23°13°~31°15°~29°软基厚度（m）一般在10m左右，个别可达50m以上。一般在0~6m，个别超过6m0~60.7~3渗透系数（cm/s）1x10-6~1x10-81x10-3~1x10-41x10-3~1x10-41x10-4~1x10-5压缩系数a1-2（MPa-1）0.5~1.5，最大可达4.52~20，最大可达23以上0.2~100.8~3有效内摩擦角20°~35°15°~35°25°~43.6°28°~40°无侧限抗压强度接近于07~68kPa7~30kPa有机质含量地表下1m深度内为13%~70%0.38%~26.4%状态呈流塑状态呈流塑状态呈软~可塑状，局部为流塑状沿海地区区的深厚厚软基四川阿坝坝红原草草原沼泽泽东北吉林林延边草草炭土地地貌软基厚度度薄，一一般不超超过3米软土的力力学性能能较好兵团软基基特点1、兵团团沼泽软软土的分分布2、沼泽泽软土的的国内外外应用概概况3、兵团团沼泽软软土的地地质状况况与物理理力学特特性4、兵团团沼泽软软土地区区的公路路特点5、兵团团沼泽软软土地基基的处理理技术1．沼泽软软土路基基兵团公路路特点1、兵团团沼泽软软土的分分布2、沼泽泽软土的的国内外外应用概概况3、兵团团沼泽软软土的地地质状况况与物理理力学特特性4、兵团团沼泽软软土地区区的公路路特点5、兵团团沼泽软软土地基基的处理理技术1．沼泽软软土路基基路基填筑筑的原则则与要求求好的路基基=整体稳定定+足够的强强度+工后沉降降小路基整体体失稳路基沉降降过大路堑地段段路面裂裂缝，路路基强度度不够直接填筑筑堆载预压压加筋路堤堤强夯处理理（抛石石挤淤））兵团沼泽泽软土地地基的处处理技术术直接填筑筑：取消边沟沟，在草草甸层上上直接填填筑路基基。理由呢？？直接填筑筑路基直接填筑筑路基稳定性吐坡公路路最不利利状态时时的稳定定安全系系数=4.294路基整体体稳定有有保障！！吐坡路路路基沉降降观测值值沼泽软土土地区路路基沉降降计算值值沼泽软土土地区软软基超静静孔压消消散路基的沉沉降控制制标准工程位置

道路等级桥台与路堤相邻处涵洞、通道处一般路段高速公路、一级公路≤0.1m≤0.2m≤0.3m二级公路≤0.2m≤0.3m≤0.5m直接填筑筑的路基基沉降兵团公路路的软基基较薄、、固结较较快（一一年固结度可以达到到90%以以上），，路基工后后沉降量量较小（（一般在在10cm以内）），直接接填筑满满足路基基设计规规范的要要求。直接填筑筑堆载预压压加筋路堤堤强夯处理理（抛石石挤淤））兵团沼泽泽软土地地基的处处理技术术1、地质勘察可采用轻便触触探，重点查查明含水量2、公路建设需重视：软土厚厚度、路基高高度和路基填填料3、路基完工一年年后软基的固固结度可达90％以上，沉降降基本稳定，，软基固结的的沉降系数为为1.1左右4、一般情况下下，路基可直接在草甸层层上填筑沼泽软土地区区路基修筑技技术1．沼泽软土路路基2．盐渍土路基基汇报内内容盐渍土路基思考体会兵团盐渍土地地区的公路病害类型垦区公路盐渍渍土的工程特性盐渍土路基的的盐（冻）胀胀变形控制标准兵团盐渍土路路基适用处治技术兵团盐渍土地地区路基修筑筑前苏联、印度、沙特我国从上世纪纪五十年代开开始研究工程特性、处处治措施国内外研究现现状盐渍土分布的的GIS系统1）盐（冻）胀胀与翻浆2）路面开裂和和拥包3）沥青面层的的脱落、脱空空4）路肩和边坡坡结壳与松散散兵团盐渍土地区的的公路病害盐渍土地区的的公路病害盐（冻）胀与与翻浆盐渍土地区的的公路病害道路的盐（冻冻）胀开裂盐渍土地区的的公路病害道路拥包盐渍土地区的的公路病害面层脱落盐渍土地区的的公路病害面层脱空盐渍土地区的的公路病害路肩边坡结壳壳与松散兵团盐渍土地地区的公路病害类型垦区公路盐渍渍土的工程特特性盐渍土路基的的盐（冻）胀胀变形控制标准兵团盐渍土路路基适用处治技术兵团盐渍土地地区路基修筑筑盐胀机理：Na2SO4（固相）+10H2O（液相）=Na2SO4·10H2O（固相）土中液态或粉粉末状的硫酸酸钠在外界条条件变化时吸吸收10个水分子生成成芒硝晶体、、固相体积增增大为4.18倍所致。垦区公路盐渍渍土的工程特特性盐渍土的分布布盐渍土在平面面上的分布特特点盐渍土的分布布盐渍土在深度度上的分布特特点深度（m）含盐量（％）盐胀影响因素素：1）Na2S04的含量2）含水量3）温度4）土质5）NaCl含量6）CL-/SO42-的比值7）干密度8）上覆压力盐渍土的工程程特性盐渍土的工程程特性含水量对盐胀胀的影响盐渍土的工程程特性含水量对盐胀胀的影响盐渍土的工程程特性含水量对盐胀胀的影响盐渍土地基的的工程特性兵团盐渍土主要为低液限粉土和低液限粘土砂砾料风积砂：基本为非盐渍土细粒土路基填料的的工程特性性盐渍土的工工程特性砂砾料含盐盐量兵团盐渍土土地区的公公路病害类型垦区公路盐盐渍土的工程特性盐渍土路基基的盐（冻冻）胀变形形控制标准准兵团盐渍土土路基适用用处治技术兵团盐渍土土地区路基基修筑为什么需要要变形控制制标准？道路的使用用寿命=疲劳作用次次数←应力水平←路面结构构+车辆荷载+路基的盐（（冻）胀盐（冻）胀胀变形控制制标准采用什么指指标？——路基顶面的容许许差异变形形率二级公路：0.20%~0.27%，三级路：0.29%~0.40%该差异变形率率即为采用用沥青路面层时，确保沥青路路面疲劳作盐渍土路基基的盐胀变变形控制标标准如何得出？？路面的盐（（冻）胀量量实际观测测路面裂缝调调查理论计算分分析盐渍土路基基的盐胀变变形控制标标准盐渍土路基基的盐胀、、冻胀监测测2007年12月1日盐（冻）胀胀横向差异异变形盐渍土路基基的盐胀、、冻胀监测测2008年3月8日盐（冻）胀胀横向差异异变形盐渍土路基基的盐胀、、冻胀监测测2008年4月7日盐（冻）胀胀横向差异异变形K79+070右侧原路面面表面裂缝缝K79+070右侧原路面面下挖55cmK22+200断面右侧，，油面裂缝缝宽度2cm，裂缝深度度60cm左右，挖至至105cm时挖出土工工膜K45+830右侧原路面面表面裂缝缝K45+830右侧原路面面下挖70cmK45+830右侧原路面面下挖70cm到土工布盐渍土路基基的路面裂裂缝调查标段桩号病害位置裂缝宽度（cm）裂缝长度（m）裂缝深度（cm）备注左中右二合同段K18+960

√

6

K18+980

√

6

K19+220

√

16

K19+340

√

7

K19+420

√

9

K19+480

√

8

K19+540

√

8

K19+560

√

12

K19+580

√

5

K19+600

√

8

K19+640

√

18

K19+720

√

2

K19+900

√

20

K20+100

√

8

K20+200

√

4

K20+280

√280

K20+460

√2.5

65

K20+480

√

K21+180

√

10

K21+280

√1.51040

K21+480

√√

2+2

K21+600√√√

23+2+2

K21+680√√

25+2

K22+000√

√

8+60

K22+100√√

60+8

K22+200

√2

60

K22+280√√√226+3+96

K22+420√

√0.8113+2540

K22+560√

√

19+37

盐渍土路基基的路面裂裂缝调查标段桩号病害位置裂缝宽度（cm）裂缝长度（m）裂缝深度（cm）备注左中右四合同段K34+620√

√0.5-330

不连续裂缝K35+214.5√

√2

3030

K35+580√

0.5-320

不连续裂缝K37+000

√0.5-330

不连续裂缝K38+807√√

0.5-430

不连续裂缝盐渍土路基基的路面裂裂缝调查标段桩号病害位置裂缝宽度（cm）裂缝长度（m）裂缝深度（cm）备注左中右五合同段K45+825

√235

K55+830

√2

28

K47+170

√1.5190

K47+180

√1.5

50

K55+560

√115

K55+570

√1

54

K55+600√

0.840

K55+620√

0.8

56

K57+000√

√

40

盐渍土路基基的路面裂裂缝调查标段桩号病害位置裂缝宽度（cm）裂缝长度（m）裂缝深度（cm）备注左中右六合同段K74+600

√570

K74+750

√280

K74+798

√1.5

45

K75+060√

2140

K75+060

√5140

K75+220√

√180

K75+320

√315

K75+350

√150

K75+920√

0.520

K76+640

√

260

K77+020√

140

K77+440

√0.5200

K77+680

√0.520

K77+760√

120

K78+690

√2

75

K78+960

√2.560

K79+070

√5

55

K79+420√

0.580

K81+970√

√170

K82+010

√1

30

K82+500

√115

K82+900√

√110

K83+320√

1110

K83+780

√120

路基盐（冻冻）胀对路路面结构附附加应力的的计算二级公路：0.20%~0.27%，

盐渍土路基基的盐胀变变形控制标标准兵团盐渍土土地区的公公路病害类型垦区公路盐盐渍土的工工程特性盐渍土路基基的盐（冻冻）胀变形形控制标准准兵团盐渍土土路基适用用处治技术术兵团盐渍土土地区路基基修筑1）换换填填法法；；2）隔隔断断法法；；3）降降低低水水位位法法；；4）加加5）增设护坡法；6）综合处治等技术措施。盐渍渍土土路路基基处处治治现现状状自然然环环境境下下盐盐渍渍土土路路基基盐盐分分迁自然然环环境境下下盐盐自然然环环境境下下盐盐渍渍土土路自然然环环境境下下盐盐渍渍土土路路基基盐盐分分迁迁移移自然然环环境境下下盐盐渍渍土土路路基基盐盐分分迁迁移移自然然环环境境下下盐盐渍渍土土路路基基盐自然然环环境境下下盐盐渍渍自然然环环境境下下盐盐渍渍土土路路基基盐盐分分迁迁移移自然然土工工膜膜下下的的盐盐份份聚聚集集自然然环环境境下下盐盐渍渍土土路路基基盐盐分分迁迁移移自然然环环境境下下盐盐渍渍土土路路基基盐盐分分迁迁地表表下下1.3m深度度范范围围内内的的含含盐盐量量较较高高，以下下土土层层中中的的含含盐盐量量显显著风积砂隔断层可以有效地阻止原土基中的水分、盐分向路面结构中的迁移，但有覆盖效应的作用，设置隔断层的路基盐分分布呈典型的“S”型曲线。自然然环环境境下下盐盐渍渍土土路路基基盐盐分分迁迁移移在路堤堤中加加铺土土工膜膜，并并不能能使土土工膜膜下路路堤及及地基基中的的盐份份迁移移过程程停止止，且土土工膜膜下路路堤中中盐份份迁移移规律律符合合一般般的盐盐份迁迁移规规律，，即从上往往下依依次分分布：：氯盐→硫酸盐盐→碳酸盐盐。土工膜膜有效效地隔隔断了了下部部路堤堤及原原