特殊路基設(shè)計(jì)

1、 特殊路基設(shè)計(jì)馬超 2011n特殊土：具有特殊成分、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)，形成特殊成分、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)，形成特殊工程性質(zhì)特殊工程性質(zhì)的土類。軟土：抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高膨脹土：干縮濕脹，強(qiáng)度因濕脹而下降特殊土鹽漬土：含鹽量越多，溶蝕作用越強(qiáng)， 對(duì)路堤密實(shí)度的影響也越大。凍土：凍脹融沉黃土:基床變形、濕陷性滑坡浸水路堤馬超 2011第一節(jié) 軟土地區(qū)路基n軟土：主要由細(xì)粒土組成的孔隙比大（e1.0）、天然含水量液限、壓縮性高、強(qiáng)度低和具有靈敏結(jié)構(gòu)的土層。n一般有軟黏性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭、泥炭質(zhì)土五種類型。n習(xí)慣上常把淤泥、淤泥質(zhì)土、軟黏性土總稱為軟土，而把有機(jī)質(zhì)含量很高的泥炭、泥炭質(zhì)土總稱為泥沼。馬超 20

2、11一、軟土地區(qū)路基臨界高度n概念：概念：在天然的軟土地基上，以最快速度進(jìn)行填筑施工，修筑一般路堤所能達(dá)到的最大高度。n超過該高度后，必須進(jìn)行加固處理，否則會(huì)發(fā)生路基基底滑動(dòng)。n大小取決于軟土的性質(zhì)和成層情況，軟土表層硬殼的厚度與性質(zhì)、填料的情況等等。 n填筑臨界高度：根據(jù)堤身快速施工中形成的荷載得出。n設(shè)計(jì)臨界高度=填筑臨界高度-23m; 還要考慮軌道和列車荷載。馬超 2011原因：原因：填土荷填土荷載載安全因安全因素素時(shí)間時(shí)間時(shí)間時(shí)間馬超 2011填土荷填土荷載載安全因安全因素素時(shí)間時(shí)間時(shí)間時(shí)間對(duì)應(yīng)為臨界高度路堤高路堤高度度時(shí)間時(shí)間臨界高度馬超 2011 路堤超過臨界高度時(shí)，為確保路堤在施

3、工和運(yùn)營期的安全使用，必須進(jìn)行路堤和地基加固處理。軟土地基路堤的加固技術(shù)大致分為以下幾類： 1）改變路堤的結(jié)構(gòu)型式）改變路堤的結(jié)構(gòu)型式 2 2）人工地基）人工地基 3 3）排水固結(jié)）排水固結(jié) 3 軟土地基加固馬超 20111 1）改變路堤的結(jié)構(gòu)型式）改變路堤的結(jié)構(gòu)型式 反壓護(hù)道 反壓護(hù)道是一種行之有效的方法，施工亦簡易，但占地面積多，土方量大。用于非耕作區(qū)和土源豐富的地區(qū)較為合適，在耕作區(qū)則不宜采用。馬超 2011 鋪設(shè)土工合成材料 土工合成材料鋪設(shè)于路堤底層后，由于其具有較高的強(qiáng)度和韌性，能緊貼于地表，使上部填土荷載較均衡地分布到地層中，并能抵抗土坡滑動(dòng)，阻止沖切破壞面的產(chǎn)生，提高地基承載力

4、，增強(qiáng)路堤穩(wěn)定性。馬超 2011 限制軟土地基側(cè)向位移的方法 在路堤坡腳附近設(shè)置板樁、木排樁、鋼筋混在路堤坡腳附近設(shè)置板樁、木排樁、鋼筋混凝土樁或片石齒墻等限制軟土地基側(cè)向位移的方凝土樁或片石齒墻等限制軟土地基側(cè)向位移的方法。法。 馬超 20112 2）人工地基）人工地基 在軟土地基內(nèi)設(shè)置各種材料制成樁，構(gòu)成復(fù)合地基，或?qū)⒌鼗翐Q成性能良好的土料，以保證路堤穩(wěn)定的一類方法。 換土（拋石擠淤）、擠密砂樁、碎石樁、CFG樁、生石灰樁、粉體噴射攪拌樁、旋噴樁、深層攪拌樁等。馬超 2011 換土 以人工、機(jī)械或爆破方法將軟土挖除，換填強(qiáng)度較高的粘性土或砂、礫石、碎石等滲水材料。適用性適用性：適用于軟土

5、層較?。╤3.0）、無硬土覆蓋的情況和易于排水施工等情況。軟土地基處理最徹底的一種方法。拋石擠淤適用于湖、塘、河流等積水洼地，水量大且不易排除，無硬殼，軟土易擠開，片石能沉達(dá)底部者。馬超 2011 擠密砂樁 將砂樁打入軟土地基，使密實(shí)的砂柱體擠密軟弱土層，形成復(fù)合地基。有外荷載作用時(shí)，應(yīng)力向砂樁集中，使樁周圍土層承受的壓力減小，沉降也相應(yīng)減小。適用性：適用于對(duì)沉降要求較嚴(yán)的工程。加固機(jī)理：擠密土層馬超 2011 碎石樁 碎石樁的樁身由碎石充填。由于碎石樁的剛度大于地基中的軟粘土，地基應(yīng)力重分布，荷載大部分由碎石樁承擔(dān)，樁土應(yīng)力比值一般為35。加固機(jī)理：置換土層馬超 2011l武廣客運(yùn)專線采用C

6、FG樁處理松軟土地基采用CFG樁加樁帽可有效的將路基荷載傳遞至樁體,增強(qiáng)路基穩(wěn)定性,控制路基工后沉降變形量。l甬臺(tái)溫軟土地基處理馬超 2011馬超 2011馬超 2011 生石灰樁 用25cm的生石灰塊填入軟土孔眼中，形成生石灰樁地基。加固機(jī)理： 生石灰遇水反應(yīng)成熟石灰，吸收占其重量32的水，體積膨脹1倍，同時(shí)放出大量的熱，使樁周土體含水量降低，土體壓密；石灰與土之間的離子交換和膠凝反應(yīng)使土的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)得以改善，從而提高土的強(qiáng)度。 生石灰樁的作用主要是土的擠密而不是樁的承載生石灰樁的作用主要是土的擠密而不是樁的承載作用。作用。馬超 2011 粉體噴射攪拌法 以生石灰粉或水泥等粉體材料作為加固料

7、，通過特制的施工機(jī)械，用壓縮空氣將粉體呈霧狀噴人土中，使粉體與原軟土攪拌形成石灰(或水泥)粘土混合的柱體。 是近年國內(nèi)外常用的一種深層軟基加固技術(shù)。強(qiáng)度大，水穩(wěn)性好，可提高軟土地基的承載力，減小沉降量和增加路堤穩(wěn)定。加固深度一般在1015m。馬超 2011l鄭西客專利用洛陽鏟成孔和DDC工法施作灰土擠密樁，消除黃土地基濕陷性馬超 2011旋噴樁旋噴法旋噴法( (又稱高壓噴又稱高壓噴射注漿法射注漿法) )是在靜壓化學(xué)是在靜壓化學(xué)或水泥注漿法的基礎(chǔ)上采或水泥注漿法的基礎(chǔ)上采用高壓水射流切割技術(shù)而用高壓水射流切割技術(shù)而發(fā)展起來的一種地基處理發(fā)展起來的一種地基處理方法。方法。適應(yīng)范圍很廣，從淤適應(yīng)范圍

8、很廣，從淤泥質(zhì)土、粘性土、砂土直泥質(zhì)土、粘性土、砂土直至砂礫土至砂礫土( (粒徑粒徑d50mm)d0.3的土層稱為鹽漬土鹽漬土。含鹽量以烘干土樣中含鹽量表示。 五、鹽漬土地區(qū)馬超 2011壓實(shí)性土中含鹽量增大，干密度減少，最佳含水量的水份降低。含鹽量5時(shí)須加強(qiáng)輾壓才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)密度。膨脹性氯鹽漬土無松脹現(xiàn)象而硫酸鹽和碳酸鹽則有。力學(xué)性質(zhì)粘聚力和摩擦角小。腐蝕性線路經(jīng)過鹽漬土地區(qū)，宜選地勢(shì)較高，含鹽量較少、排水條件較好的地方以路堤通過。 2 工程性質(zhì)馬超 2011 控制填料的含鹽量和壓實(shí)密度 控制路基最小高度（一般情況下路堤最小高度不應(yīng)小于1.5m。） 加固地基：一般采用擠密砂樁法以加固地層。 隔

9、斷毛細(xì)水 防止溶蝕 加強(qiáng)排水3 處理措施馬超 2011四、多年凍土地區(qū) 1 概念 在高緯度和高海拔地區(qū)，氣候嚴(yán)寒，地面以下一定深度的地溫，經(jīng)常保持在0以下，含冰的土持續(xù)三年或三年以上不融化，稱為多多年凍土年凍土。馬超 2011正常的涵洞馬超 2011凍融后的涵洞馬超 20112 凍土的工程性質(zhì)凍脹融沉影響因素：溫、土、水、力。溫：溫度土：顆粒大小水：含水量力：外荷載、凍脹力馬超 2011基礎(chǔ)凍脹穩(wěn)定性計(jì)算（如果1 2+p，則建筑物安全。）馬超 2011路堤的滑坍馬超 2011 在路基工程中破壞了多年凍土的熱平衡條件后，常用人工建筑材料保持多年凍土的凍結(jié)，叫做保溫法保溫法。 在多年凍土地區(qū)的邊緣

10、，若多年凍土層不厚，溫度高而不穩(wěn)定，則挖除凍土，使路基坐落在可靠的基底上，叫做破壞凍土法破壞凍土法。 3 破壞凍土法和保溫法馬超 2011馬超 2011馬超 2011多年凍土地區(qū)擋土墻示意圖馬超 2011沙漠、大風(fēng)和風(fēng)沙流地區(qū)路基的總稱。五、風(fēng)沙地區(qū)的路基 嚴(yán)重風(fēng)沙地區(qū)：活動(dòng)沙丘多，既有沙丘移動(dòng)的危害，又有風(fēng)沙流的嚴(yán)重危害。 一般風(fēng)沙地區(qū)：活動(dòng)沙丘少，主要是風(fēng)沙流危害，嚴(yán)重危害鐵路工程。 輕微風(fēng)沙地區(qū)：多為固定沙丘，遠(yuǎn)方有一些沙源，每年有少量沙流(5m3m)危害鐵路。 馬超 2011 風(fēng)蝕風(fēng)蝕 沙漠地區(qū)的路堤，一般采用當(dāng)?shù)氐姆奂?xì)沙填筑，易遭風(fēng)蝕。風(fēng)力對(duì)路基的風(fēng)蝕，可分為吹蝕、磨蝕與掏蝕三種作用。 沙埋沙埋 積沙掩埋軌道，當(dāng)積沙超出軌頂3cm以上，就可能引起機(jī)車或車輛脫軌，造成停運(yùn)事故，此種現(xiàn)象一般稱為沙埋。2 2 鐵路沙害類型鐵路沙害類型馬超 20113 3 風(fēng)沙地區(qū)路基及其防護(hù)風(fēng)沙地區(qū)路基及其防護(hù) 路堤（參見路基設(shè)計(jì)手冊(cè)，自學(xué)） 路塹（參見路基設(shè)計(jì)手冊(cè)，自學(xué)） 路基兩側(cè)的防沙工程馬超 2011a 兩側(cè)防沙體系兩側(cè)防沙體系路基兩側(cè)防護(hù)體系(單位：m)馬超 2011工程防沙措施按其作用可分為固沙、固阻沙及阻沙三種情況。固沙采用不被風(fēng)吹蝕的材料、覆蓋于沙丘或沙地上，只起到固定當(dāng)?shù)馗∩车淖饔?。又稱之為平鋪。固阻沙措施常采用半隱蔽式沙障，大