路基路面工程课件第4章特殊路基设计

第4章特殊路基设计路基路面工程5/18/20231本章主要介绍几种特殊路基的工程特征、自然病害、设计方法和处治措施。学习要求：了解特殊土路基的类型、特点和常见病害；熟悉特殊土路基设计和施工中的处理措施。4.1软土与泥沼路基4.2山区路基4.3膨胀土路基4.4黄土路基4.5盐渍土路基4.6风沙地区路基本章内容5/18/20232

软土：以饱和软弱粘性土、淤泥和淤泥质土为主的地层，有时夹有少量的腐泥或泥炭层。主要分布：沿海、沿湖、沿河地段。泥沼：是以泥炭沉积为主，夹有腐泥或淤泥沉积的低洼潮湿地段。主要分布：大小兴安岭、长白山、三江平原及青藏高原等地区。特征：天然含水量高、空隙比大、压缩性高、强度低，在其上修正路堤易产生沉降过大、路堤失稳等。4.1软土及泥沼路基5/18/20233软土：以饱和软弱粘性土、淤泥和淤泥质土为主的地层，有时夹有少量的腐泥或泥炭层。主要分布：沿海、沿湖、沿河地段。4.1.1软土路基基本特性5/18/202341、软土路基特点（1）物理特点：天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性差；（2）力学特点：抗剪强度低、路基易失稳等。（3）变形特点：流变性显著，沉降稳定所需时间长，总沉降和工后沉降大。上海“莲花河畔景苑”5/18/202352、软土路基破坏特征（1）沉降或不均匀沉降过大引起路面开裂甚至损坏；（2）荷载过大引起路堤整体、局部失稳；（3）施工加载速度过快，软土中超静孔隙水压力来不及消散，导致路堤侧向滑移。路基整体失稳引起路面破坏路基失稳—有效应力原理5/18/202363、软土路基处理原则（1）控制工后沉降；（2）控制总沉降。真空堆载预压控制工后沉降5/18/20237双向复合地基法控制总沉降减小总沉降减小侧向滑移5/18/202384.1.2软土路基常用处理方法1、控制工后沉降法——预压法预压法核心：固结度与时间关系：固结度与沉降关系：软土路基为何会失稳？5/18/20239（1）预压法的原理和方法1、利用砂井（塑料排水板）和砂垫层缩短排水距离2、减小超静孔隙水压力，提高有效应力3、增大工期沉降，控制工后沉降5/18/202310（2）预压法施工方法1、设置砂垫层和竖向排水板2、设置水平排水系统3、排水系统连接4、铺设真空膜5/18/2023115、抽真空、路堤堆载5/18/202312高速公路高速铁路2、控制总沉降法——双向复合地基法5/18/2023135/18/202314分析模型与加载方案计算模型（1）计算模型（2）加载方案5/18/202315超静孔隙水压力一次性加载完毕，CASE1－超静孔压沿地基深度递减。分步加载完毕，CASE2－超静孔压沿地基深度递减。1.超静孔压小于填土荷载2.CASE2超静孔压小于CASE13.最大超静孔压位于路堤底面处1、超静孔压分布规律5/18/202316一次性加载完毕CASE3分步加载完毕CASE41.CASE3超静孔压接近填土荷载2.CASE4超静孔压小于CASE33.最大超静孔压位于桩端附近5/18/202317CASE1-加载完毕固结755dCASE2-加载完毕固结709d一次性加载方案分步加载方案桩端穿透软土层5/18/202318CASE3-加载完毕固结1534dCASE4-加载完毕固结1231d一次性加载方案分步加载方案桩端未穿透软土层5/18/2023194.1.3泥沼路基1、泥沼类型按有机质含量：高有机质土（50％）、泥炭质土；按分解程度：泥炭、腐泥；按厚度：浅泥沼、中等泥沼、深泥沼；按成因：低地泥沼、高地泥沼、过渡泥沼；2、工程特征主要取决于泥炭类土的矿物成分和分解程度。分解程度越高，粘土矿物含量越大，则压缩性越小，透水性越差。3、泥沼路基的处治类似于软土路基，预压法、复合地基法。5/18/2023204.2山区路基不良工程地质条件：A）地质构造和地震作用的影响明显；B）基岩起伏多变，地基软硬不均；C）填挖方造成地基软硬不均，高边坡路堑；D）土层在平面和空间上分布不均；E）地下水丰富。1、滑坡地段路基A）稳定性判断：红外线遥感技术B）滑坡防治：地表排水、地下排水（排水渗沟）、减重、支挡工程（挡墙、抗滑桩）2、崩塌地段路基（崩塌事故）3、泥石流地区路基（避开）4、岩溶地区路基（避开）介绍实际工程中溶洞的处理办法顶板较厚情况溶洞较小情况顶板较薄情况5/18/2023214.3膨胀土路基膨胀土：亲水矿物含量高，具有较强的吸水膨胀、失水收缩的可逆变形能力，属于高塑性粘性土。分布：云、贵、川、粤、桂、鄂、豫、皖、冀、鲁、陕等地。1、膨胀土路基的变形量可根据土的天然含水量分三种情况计算（分层总和法）：A）当离地表1.0m处路基土含水量w<0.8wp时，按膨胀变形计算；B）当w>1.2wp时或直接受高温影响时，按收缩变形计算；C）当w=(0.8-1.2)wp时，按膨胀和收缩总量计算；2、膨胀土路基设计应采取的措施：A）选择合理的路基断面；B）做好路基排水、防水、保湿措施；C）进行路基土的加固和改良（石灰桩、水泥桩、碎石桩）。“橡皮土”——易被误认为较好的黏性土！！5/18/2023224.4黄土路基1、结构特点：多孔隙，节理发育，具有较强的崩解性，吸水膨胀失水收缩，各向异性。2、主要病害：A）路基湿陷引起路基、路面、桥涵、挡墙等发生沉陷、变形或开裂；B）路堑边坡发生剥落、冲刷、滑坍、崩坍、流泥；C）土质疏松、节理发育的路基土被水冲蚀或溶蚀形成暗河、土洞和暗穴。3、黄土路基的加固措施A）消除和减轻黄土的湿陷性；B）陷穴的处理；C）路基排水，路基防护。5/18/2023234.5盐渍土路基距地表1m范围内易溶盐含量超过0.3%时的土称为盐渍土。病害特征：溶陷性、盐胀性、腐蚀性、渗透变形等。了解分布范围和预防易发病害的的主要措施。4.6风沙地区路基1、病害特征：沙埋——风速减慢，落沙堆积；沙丘移动；风蚀——风沙冲击，侵蚀路