路基典型病害及特殊路基的防护-软土地基

特殊路基——软土路基本单元主要内容第一节路基日常养护第二节路基典型病害防治第三节特殊路基养护第三节特殊路基的养护一、高填方路基特殊路基包括特殊土(岩)路基、不良地质路基和特殊条件下路基。高填方路堤就是指边坡高度超过20m的路堤或地面斜坡坡率陡于1:2.5的路堤，以及不良地质、特殊地段的路堤。厦漳高速公路高填方路基工程（一）高填方路基主要病害第三节特殊路基的养护整体下沉或局部沉降；01路基滑动或边坡坍塌。03路基不均匀沉降引起的纵横向开裂；02（二）高填方路基病害产生原因第三节特殊路基的养护1、前期设计原因（1）前期设计时未详细对高填方路段地质进行布探，对其地质构造、各种软弱面的分布状况不明，从技术上无法合理设计，高填方边坡设计没有结合相应填料的种类，也未进行稳定性验算，按一般路基进行设计，填料、施工工艺等未作特殊的要求。（二）高填方路基病害产生原因第三节特殊路基的养护1、前期设计原因（2）对扩改建工程，新旧路连接处未按要求作特别处理，留下隐患，可能出现整体下沉或局部沉陷，影响公路的正常使用。（二）高填方路基病害产生原因第三节特殊路基的养护2、施工原因（1）原地面未彻底处理：高填方路堤基底承载能力应高于一般路基基底，若按一般路基要求，当路基填料不断增加时，原地基的压缩变形将导致路堤下沉。（2）路基排水方面的原因：高填方地段地面线多位于低洼处，常常积水，尤其是下雨天，使土基常时间浸泡，土基含水量大，排水不良，施工过程中未对路基排水进行处理，若遇水浸泡，会引起土质松软，而导致承载能力降低、路堤沉陷、路基下沉等。（二）高填方路基病害产生原因第三节特殊路基的养护3、施工工艺原因（1）在高填方路堤施工中未严格按分层填筑，在同量工作时控制层厚的不均匀，分层碾压或整平碾压时未严格控制含水量，对同一路段的不同填料没有严格控制，由于压实度不足或不均匀且达不到规定要求，易导致局部较大的沉降变形。（二）高填方路基病害产生原因第三节特殊路基的养护3、施工工艺原因（2）施工组织安排不当，先施工低填方路堤，后施工高填方路堤，往往高填方路堤施工完成后就立即铺路面，路基没有足够的时间沉降固结，而使路面使用不久就沉陷。（二）高填方路基病害产生原因第三节特殊路基的养护4、工程质量管理原因（1）施工过程中，质量与技术方面的管理力度不够，工地现场人员的责任心不强。（2）技术质量监督力度不够，施工单位感觉工作量偏大，部分人员凭经验减少压实度的抽检频率，甚至伪造试验资料应付检查。（二）高填方路基病害产生原因第三节特殊路基的养护（3）施工现场混乱使工程质量降低，造成施工过程中的隐患，甚至造成大的质量事故，危及了路基的稳定性。4、工程质量管理原因（二）高填方路基病害产生原因第三节特殊路基的养护5、施工技术处理原因（1）高填方路堤施工中的纵横向搭接未按规范处理，搭接不正确会导致路基的不均匀沉降而出现裂缝。（2）路基两侧超宽填筑不够，路基亏坡，整修时采用“贴补法”，补填土不易与原边坡土结合紧密而且难以压实，整体性差。（二）高填方路基病害产生原因第三节特殊路基的养护（3）路基填料选择不当，也是影响路基质量的重要因素。5、施工技术处理原因（三）高填方路基病害处治措施粉喷桩施工该照片来源于网络灌浆法施工该照片来源于网络注浆施工该照片来源于网络二、软土地基第三节特殊路基的养护第三节特殊路基的养护二、软土地基第三节特殊路基的养护软土：泛指淤泥及淤泥质土，主要是在静水或缓慢流水环境中沉积的以细颗粒为主的第四纪沉积物,粒径0.075≥d(mm)>0.005。二、软土地基第三节特殊路基的养护1、软土的颜色多为灰绿、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，有机质含量高时，有腥臭味。（一）软土特征2、软土的粒度成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达60%~70%。第三节特殊路基的养护3、软土的矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母外，黏粒中的黏土矿物主要是伊利石，高岭石次之。此外软土中常有一定量的有机质，有的高达60%以上。（一）软土特征第三节特殊路基的养护4、软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构，这是造成软土孔隙比大、含水量高、透水性小、压缩性大、强度低的主要原因之一。（一）软土特征第三节特殊路基的养护5、软土常具有层理构造，软土和薄层的粉砂、泥炭层等相互交替沉积，或呈透镜体相间沉积，形成性质复杂的土体。（一）软土特征第三节特殊路基的养护1、低透水性：软土孔隙细小、黏粒亲水性强、土中有机质多，分解出的气体封闭在孔隙中，使土的透水性能很差，垂直层面几乎是不透水的，对排水固结不利，反映在建筑物沉降延续时间长。（二）软土的工程性质第三节特殊路基的养护2、高压缩性，沉降量大且具有不均匀性：软土由于孔隙比大于1，含水量大，且土中含大量微生物、腐植质和可燃气体，故压缩性高。软土在建筑物荷载作用下容易发生大量沉降，且长期不易达到稳定。同时，因沉积环境变化，常夹有厚薄不均的黏土层，使地层在垂直和水平分布上不均匀，易产生不均匀沉降。（二）软土的工程性质第三节特殊路基的养护3、低强度性：软土地基承载力很低，无侧限抗压强度低，抗剪强度也很低，长期强度更低，这与排水固结程度有密切的关系。（二）软土的工程性质第三节特殊路基的养护软土是絮凝状的结构性沉积物，当原状土未受破坏时常具一定的结构强度，但一经扰动，结构破坏，强度迅速降低或很快变成稀释状态。软土的这一性质称触变性。所以软土地基受振动荷载后，易产生侧向滑动、沉降及其底面两侧挤出等现象。（二）软土的工程性质4、触变性第三节特殊路基的养护是指在一定的荷载持续作用下，土的变形随时间而增长的特性。使其长期强度远小于瞬时强度。这对边坡、堤岸、码头等稳定性很不利。因此，用一般剪切试验求得抗剪强度值，应加适当的安全系数六、不均匀性：软土层中因夹粉细砂透镜体，在平面及垂直方向上呈明显差异性，易产生建筑物地基的不均匀沉降。（二）软土的工程性质5、流变性第三节特殊路基的养护（三）软土地基存在的问题1、地基承载力和稳定性问题在道路荷载（静力和动力荷载）作用下，地基承载力不能满足要求时，地基会产生局部或整体剪切破坏，影响道路的正常使用，引起道路破坏或边坡失稳。第三节特殊路基的养护（三）软土地基存在的问题

2、沉降、水平位移及不均匀沉降问题在荷载作用下（静力和动力荷载），地基产生变形。当道路沉降或水平位移，或不均匀沉降超过相应的允许值时，将会影响道路的正常使用，甚至可能引起破坏。软土地基承载力低，压缩性大，透水性差，不易满足建筑物地基设计要求，故需进行处理！！！第三节特殊路基的养护（四）软土的加固和处理方法1、桩基法当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，可采用打桩办法进行加固处理。（1）钢筋混凝土预制桩（钢筋混凝土桩和预应力管桩）。目前由于具有较强承载力。预制桩打入软土层挤密淤土层并靠摩擦承载，钢筋混凝土预制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载，达到水平稳定作用。第三节特殊路基的养护（四）软土的加固和处理方法1、桩基法当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，可采用打桩办法进行加固处理。（2）灌注桩。打灌注桩至硬土层，作承载台，灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩，目前两种方法灌注桩在技术上尚待进一步完善。第三节特殊路基的养护第三节特殊路基的养护当淤土层厚度较簿时（2~3m），可将路基（地基）面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖出，换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料，再进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。2、换土法第三节特殊路基的养护换填法又称换土法。所谓换土法是指将路基范围内的软土清除，用稳定性好的土、右回填并压实或夯实。在公路施工中，一般采用的是开挖换填天然砂砾，即在一定范围丙，把影响路基稳定性的淤泥软王角挖掘杭挖除，用关然动谅进行换置，开挖换填深度在2m以内，采用分层、填筑、分层压实、分层检测压实度的方法施工。图8—3换土法加固地基第三节特殊路基的养护从而改变地基的承载力特性，提篙抗变形和稳定能力。在换填过程中，对子换填的天然沙砾中右买的粒径、含量和级配也应充分考虑，最好做试验检测，避免无法压实命引起沉降。图8—3换土法加固地基第三节特殊路基的养护3.灌浆法利用气压、液压或化学原理将能够固化的某些液体注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液利用水泥浆、水泥砂浆、黏土水泥浆、黏土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、硅酸盐等加固淤泥软土，到底提高地基承载力，控制沉降量的目的。第三节特殊路基的养护4.排水固结法排水固结法是解决淤泥软黏土地基沉降和稳定问题的有效措施，由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带两种。第三节特殊路基的养护5.加筋法加筋土是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力，使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。第三节特殊路基的养护对于砂土地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土地基，可采用重锤夯实或强夯。它的基本原理是：土层在巨大的冲击能作用下，土中产生很大的压力和冲击波，致使土体局部压缩，夯击点周围一定深度内产生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水(气)顺利排出，土体迅速固结。强夯后地基承载力可提高3～4倍，压缩性可降低200%～1000%。缺点：质量不可控，易形成“弹簧土”。6.强夯法第三节特殊路基的养护6.强夯法第三节特殊路基的养护7.抛石填筑在有软土或弹簧土以及有积水的路基/地基填石头，填石的高度以露出要处理的路基/地基原有土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实，不能出现软弹现象。然后再填筑土方。第三节特殊路基的养护三、黄土地区路基特性：疏松、湿陷、遇水崩解、膨胀等特性。常见的病害如下：（1）路堤沉陷（2）路缘石周围渗水（3）裂缝及冲沟

第三节特殊路基的养护三、黄土地区路基病害的处治黄土地区路基遇水容易发生沉陷、坍塌、边沟冲深和蚀宽、边坡松散等病害，应根据各种病害特征采取相应的处治措施。

(1)公路通过沟壑①挖台阶清除表土②拍打密实＋植物防护③抹面——粘土＋铡草（雨量小）④抹面——三合土或四和土（雨量大）⑤高路堤边坡防护加固：植物护坡(2)

陷穴查清水源、水量、发展情况，导水或排水设施第三节特殊路基的养护三、黄土地区路基(3)路肩上坑凹①用砂、土混合料改善表层②路肩硬化③设置路肩盲沟(4)在高路堤(大于12m)地段，垫层下铺设塑料薄膜防水层＋设置盲沟(5)通过沟壑时铺设塑料薄膜或其他隔水材料＋铺砌浆砌片石坡脚(6)设置拦水埂及急流槽第三节特殊路基的养护三、黄土地区路基第三节特殊路基的养护三、黄土地区路基第三节特殊路基的养护陕北的窑洞第三节特殊路基的养护陕北的窑洞第三节特殊路基的养护陕北的窑洞第三节特殊路基的养护随着国家交通建设的需要，穿越沙漠的高速公路会越来越多。风积沙是沙漠地区特有的地质特征，风积沙颗粒组成很细且颗粒单一均匀，粉粘粒含量很少，渗透系数较大，比表面积很大，粘聚力很少，松散性很强，保水性较差，水稳性很好，易溶盐含量很小，呈微碱性，本身无腐蚀性，压缩变形小，完成时间短，压缩量与荷载呈指数关系，回弹模量值较大，保水状态下最易压实。沙漠地带地广人稀，交通运输极为不便，高温、沙尘天气对机械车辆的损害大，机械维修保养等极为不便。四、沙漠地区地基第三节特殊路基的养护四、沙漠地区地基第三节特殊路基的养护沙漠地区由于气候比较干燥，风沙大，地表植被均较稀疏、低矮，容易发生边坡或路肩被风蚀，或整个路基被积沙掩埋等沙害。风沙对公路的主要危害是沙埋和风蚀。四、沙漠地区地基（一）风沙对公路路基的危害第三节特殊路基的养护风沙流运动，对公路的危害极大，防护困难沙埋路面浮沙第三节特殊路基的养护风沙流运动，对公路的危害极大，防护困难风蚀能见度低第三节特殊路基的养护四、沙漠地区地基（二）沙漠地区路基病害的防治沙漠地区路基养护应采取“固、阻、疏、导”等措施进行在综合治理。公路两侧的固沙植物应加强管护。原有防护措施，如：沙障、石笼、风力加速堤、植被、防沙栅栏、砌石护坡等如有掩埋、倾倒、或失效的及时拔高、扶正或修理补充。01维护生长植物，并有计划的补植和做防护林。02第三节特殊路基的养护四、沙漠地区地基（二）沙漠地区路基病害的防治沙漠地区路基养护应采取“固、阻、疏、导”等措施进行在综合治理。公路两侧的固沙植物应加强管护。对风蚀、空洞、坍塌等病害填充并做护坡。03路基上禁堆杂物、及时清除路基上及路基下风侧20m以外开阔处凹凸不平物。04第三节特殊路基的养护土工方格风洞模型沙障布置第三节特殊路基的养护沙袋沙障土工网格沙障沙埂沙障第三节特殊路基的养护第三节特殊路基的养护第三节特殊路基的养护第三节特殊路基的养护第三节特殊路基的养护五、多年冻土地区地基在年平均气温低于0℃的条件下，地下形成一层能长期保持冻结状态的土，这种土叫多年冻土。多年冻土主要分布在东北大、小兴安岭，青藏高原以及西部高山区（天山、阿乐泰山、祁连