潮濕、軟土及凍土特殊路基施工技術(shù)

1、潮濕、軟土及凍土特殊路基施工技術(shù)潮濕地段路基施工多雨潮濕地區(qū)進(jìn)行路基施工時(shí),應(yīng)特別注意排水。機(jī)具停放地、庫房、生活區(qū)域,都必須選在地勢較高不易被水淹的地點(diǎn),并有可靠的排水防洪設(shè)施,預(yù)防洪水造成危害。開工前場地準(zhǔn)備工作應(yīng)特別注意排除地面水。低洼地帶沿用地兩邊應(yīng)加大斷面的縱向排水溝并引向出水口。在縱向排水溝之間應(yīng)挖掘橫向排水溝并互相貫通疏于地表,以達(dá)到地面不積水。多雨潮濕地區(qū),原地面含水量過大的潮濕土深度在2m以內(nèi)時(shí),可挖去濕土,換填適用的干土或挖方石渣、天然砂礫等,并分層壓實(shí)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。挖去淤泥后將上層濕土翻松耙碎摻5%10%的生石灰粉壓實(shí),其層厚以能達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度為準(zhǔn),使之成為穩(wěn)定土加固層。當(dāng)有

2、非風(fēng)化大塊巖石可利用時(shí),在挖去軟濕土后鋪筑厚500mm左右石塊層,嵌填石渣后,用重型壓路機(jī)碾壓成型,再于其上填筑路堤。二級以下公路可采用拋填片石擠淤,整理碾壓成型后填筑路堤。當(dāng)天然稠度小于1.1、液限大于40、塑性指數(shù)大于18的粘質(zhì)土用作高速公路、一級公路和二級公路上路床的填料時(shí),應(yīng)采用各種措施達(dá)到表1-3-2中規(guī)定的壓實(shí)度；上述土用作下路床及上、下路堤的填料時(shí),當(dāng)進(jìn)行處治或采用重型壓實(shí)度確有困難時(shí),可采用輕型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。填料經(jīng)翻拌晾曬分層壓實(shí)后,壓實(shí)度應(yīng)符合表1-3-2所列標(biāo)準(zhǔn)。填料的天然稠度為0.91.0時(shí),宜將土攤開翻拌晾曬,當(dāng)含水量接近最佳含水量時(shí)即可碾壓密實(shí)。填料的天然稠度在0.50.

3、9時(shí),宜在土中摻入生石灰等外摻劑拌和均勻后,分層填筑壓實(shí)。軟土路基換填施工拋石擠淤砂（礫）墊層土工合成材料袋裝砂井塑料排水板砂樁碎石樁加固土樁水泥粉煤灰碎石樁薄壁筒型沉管灌注樁靜壓管樁強(qiáng)夯淺層處治1 換填施工應(yīng)符合下列規(guī)定 1）換填料應(yīng)選用水穩(wěn)性或透水性好的材料。 2）回填應(yīng)分層填筑、壓實(shí)。 2 拋石擠淤施工應(yīng)符合下列規(guī)定 1）應(yīng)選用不易風(fēng)化的片石，片石厚度或直徑不宜小于300mm。 2）軟土地層平坦、軟土成流動狀時(shí)，填筑應(yīng)沿路基中線向前成三角形方式投放片石，再漸次向兩側(cè)全寬范圍擴(kuò)展。當(dāng)軟土地層橫坡陡于 1:10 時(shí)，應(yīng)自高側(cè)向低側(cè)填筑，并在低側(cè)坡腳外一定寬度內(nèi)同時(shí)拋填形成片石平臺。 3）片石

4、拋填出軟土面后，應(yīng)用較小石塊填塞墊平，并碾壓密實(shí)。砂（礫）墊層1 墊層材料宜采用無雜物的中、 粗砂， 含泥量應(yīng)小于5%； 也可采用天然級配砂礫料，其最大粒徑應(yīng)小于50mm，礫石強(qiáng)度不低于四級（即洛杉磯法磨耗率小于60%）。 2 墊層宜分層攤鋪壓實(shí)，碾壓到規(guī)定的壓實(shí)度。墊層采用砂礫料時(shí)，應(yīng)避免粒料離析。 3 墊層寬度應(yīng)寬出路基邊腳5001000mm， 兩側(cè)宜用片石護(hù)砌或采用其他方式防護(hù)。 土工合成材料1 土工合成材料技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。土工合成材料在存放以及鋪設(shè)過程中應(yīng)避免長時(shí)間曝曬或暴露。與土工合成材料直接接觸的填料中嚴(yán)禁含強(qiáng)酸性、強(qiáng)堿性物質(zhì)。 2 土工合成材料施工應(yīng)符合以下規(guī)定 1

5、）下承層應(yīng)平整，攤鋪時(shí)應(yīng)拉直、平順，緊貼下承層，不得扭曲、折皺。在斜坡上攤鋪時(shí)，應(yīng)保持一定松緊度。 2）鋪設(shè)土工合成材料，應(yīng)在路堤每邊各留一定長度，回折覆裹在已壓實(shí)的填筑層面上，折回外露部分應(yīng)用土覆蓋。 3）土工合成材料的連接，采用搭接時(shí)，搭接長度宜為300600mm；采用縫接時(shí)，縫接寬度應(yīng)不小于50mm，縫接強(qiáng)度應(yīng)不低于土工合成材料的抗拉強(qiáng)度；采用粘結(jié)時(shí)，粘合寬度應(yīng)不小于50mm，粘合強(qiáng)度應(yīng)不低于土工合成材料的抗拉強(qiáng)度。 4）施工中應(yīng)采取措施防止土工合成材料受損，出現(xiàn)破損時(shí)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換。 5）雙層土工合成材料上、下層接縫應(yīng)錯開，錯開長度應(yīng)大于500mm。 袋裝砂井1 中、粗砂中大于0.6

6、mm顆粒的含量宜占總重的50%以上，含泥量小于3%，滲透系數(shù)大于510-2mm/s。砂袋的滲透系數(shù)應(yīng)不小于砂的滲透系數(shù)。 2 袋裝砂井施工應(yīng)符合以下規(guī)定 1）砂袋露天堆放時(shí)應(yīng)有遮蓋，不得長時(shí)間曝曬。 2）砂袋應(yīng)垂直下井，不得扭結(jié)、縮頸、斷裂、磨損。 3）拔鋼套管時(shí)如將砂袋帶出或損壞，應(yīng)在原孔位邊緣重打；連續(xù)兩次將砂袋帶出時(shí)，應(yīng)停止施工，查明原因并處理后方可施工。 4）砂袋在孔口外的長度，應(yīng)能順直伸入砂墊層至少300mm。塑料排水板1 塑料排水板技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。露天堆放應(yīng)有遮蓋，不得長時(shí)間曝曬。 2 塑料排水板施工應(yīng)符合以下規(guī)定 1）現(xiàn)場堆放的塑料排水板，應(yīng)采取措施防止損壞濾膜。

7、2）塑料排水板超過孔口的長度應(yīng)能伸入砂墊層不小于500mm，預(yù)留段應(yīng)及時(shí)彎折埋設(shè)于砂墊層中，與砂墊層貫通，并采取保護(hù)措施。3）塑料排水板不得搭接。 4）施工中防止泥土等雜物進(jìn)入套管內(nèi)，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)清除。 5）打設(shè)形成的孔洞應(yīng)用砂回填，不得用土塊堵塞。真空預(yù)壓、真空堆載聯(lián)合預(yù)壓1 墊層材料宜采用中、 粗砂， 泥土雜質(zhì)含量小于5%， 嚴(yán)禁砂中混有尖石等尖利硬物。 2 密封膜厚度宜為0.120.17mm，密封膜每邊長度應(yīng)大于加固區(qū)相應(yīng)邊34m。薄膜加工后不得存在熱穿、熱合不緊等現(xiàn)象，不宜有交叉熱合縫。 3 每個加固區(qū)用23層密封膜，具體層數(shù)可根據(jù)密封膜性能確定。 4 濾管應(yīng)不透砂。濾管距泥面、砂墊

8、層頂面的距離均應(yīng)大于50mm。濾管周圍必須用砂填實(shí)，嚴(yán)禁架空、漏填。 5 密封溝與圍堰 1）沿加固邊界開挖密封溝，其深度應(yīng)低于地下水位并切斷透水層，內(nèi)外坡應(yīng)平滑。溝底寬度應(yīng)大于400mm，密封膜與溝底粘土之間應(yīng)進(jìn)行密封處理。 2）密封溝回填料應(yīng)為不含雜質(zhì)的純粘土，不得損害密封膜。 3）筑堰位置應(yīng)跨密封溝的外溝沿，堰體應(yīng)密實(shí)牢固。 4）鋪膜前，應(yīng)把出膜彎管與濾管連接好，并培實(shí)砂子，同時(shí)處理好出口的連接。 6 真空表測頭應(yīng)埋設(shè)于砂墊層中間，每塊加固區(qū)不少于2個真空度測點(diǎn)，真空管出口須防止彎折或斷裂。路堤形式的路基強(qiáng)夯法-基底處理軟基處理-砂樁、粉噴樁粉噴樁軟基處理-碎石樁軟基處理-塑料排水板安裝

9、鹽漬土地區(qū)路基施工鹽漬土指包括鹽土和堿土在內(nèi)的，以及不同程度鹽化、堿化土壤的統(tǒng)稱。在公路工程中，按地表全層1m以內(nèi)容易溶于水中的無機(jī)鹽類(或稱易溶鹽類)含量平均達(dá)0.5以上的土壤，稱為鹽漬土。鹽漬土影響農(nóng)作物的生長，地面表層顯露鹽水的痕跡，或者可見到一層薄薄的白色粉狀的鹽霜，有的是一層堅(jiān)硬的鹽殼。路堤填料季節(jié)對鹽漬土的影響鹽漬土施工應(yīng)考慮季節(jié)對鹽漬土的影響，盡可能安排在不積水的枯水季節(jié)。在地下水位較高的地方，對粘質(zhì)土的鹽漬土宜于夏季施工；對砂類土的鹽漬土以春末夏初季節(jié)為宜。在強(qiáng)鹽漬土地區(qū)施工，應(yīng)在表層土含鹽量降低的春節(jié)施工為宜。在膠堿土地區(qū)以潮濕季節(jié)的春季或秋季施工較為容易。含水量的控制鹽土地

10、區(qū)路堤施工前應(yīng)測定其基底(包括護(hù)坡道)表土的含鹽量和含水量及地下水位,根據(jù)測得的結(jié)果,分別按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行處理。 原基底土的含水量如超過液限的土層厚度在lm以內(nèi)時(shí),必須全部換填滲水性土；如含水量界于液限和塑限之間時(shí),應(yīng)鋪100300mm的滲水性立后再填粘性土；如含水量在塑限以下時(shí),可直接填筑粘性土。路基壓實(shí)鹽漬土路堤應(yīng)分層鋪填分層壓實(shí),每層松鋪厚度不大于200mm,砂類土松鋪厚度不大于300mm。碾壓時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制含水量,不應(yīng)大于最佳含水量1個百分點(diǎn)。雨天不得施工。碾壓方式根據(jù)需要與可能合理選擇。碾壓時(shí)應(yīng)先輕后重，先慢后快，先兩側(cè)后中間。排水施工中應(yīng)及時(shí)合理地布置好排水系統(tǒng),不應(yīng)使路基及其附近有積

11、水現(xiàn)象；路基一側(cè)或兩側(cè)有取土坑時(shí),取土坑底部距離地下水位不應(yīng)小于150200mm；底部應(yīng)向路堤外有2%3%排水橫坡和不小于0.2%的縱坡；在排水困難地段或取土坑有被水淹沒可能時(shí),應(yīng)在路基一側(cè)或兩側(cè)取土坑外設(shè)置高0.40.5m、頂寬1m的縱向護(hù)堤。鹽漬土地區(qū)的地下排水管與地面排水溝渠,必須采取防滲措施。鹽土地區(qū)不宜采用滲溝。多年凍土凡溫度為負(fù)溫或零溫并含有冰的各種土均稱為凍土。冬季凍結(jié)、夏季全部融化的土層稱為季節(jié)凍土。冬季凍，一二年內(nèi)不融化的土層稱為隔年凍層。凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)3年以上的土層稱為多年凍土。在多年凍土地區(qū)，地表以下的一定深度內(nèi)，每年夏季融化，冬季凍結(jié)，該層稱為季節(jié)融化層。在該深度以下的土

12、則終年處于凍結(jié)狀態(tài)，稱為多年凍土。這一深度稱為季節(jié)融化層底板或多年凍土上限。從地表到達(dá)這一深度的距離即為季節(jié)融化層厚度或多年凍土上限的埋深。多年凍土層的底部稱作多年凍土下限。下限以上為多年凍土，以下為融土。上限和下限之間的距離稱為多年凍土厚度。多年凍土薄的在10m以下，最厚的多年凍土在大小興安嶺可超過100 m。多年凍土1多年凍土分布概況2多年凍土地區(qū)的道路病害與成因分析3路基填筑的一般原則與要求4地基處理5路基填筑與要求6零填、挖方路段地球上多年凍土的分布面積約占陸地面積的23%，主要分布在俄羅斯、加拿大、中國和美國的阿拉斯加等地，我國是世界上第三凍土大國，占世界多年凍土分布面積的10%，約

13、占我國國土面積的21.5%。我國的多年凍土主要分布在號稱“世界第三極”的青藏高原和東北大興安嶺地區(qū)（黑龍江、內(nèi)蒙）。1多年凍土在我國的分布概況多年凍土在我國的分布中國凍土分布圖黑龍江多年凍土地質(zhì)狀況:埋深1.57m多為多冰（13%）、富冰（310%）、飽冰（1025%）含水量：30%60%路基高度：24m4多年凍土區(qū)的地基處理技術(shù)多年凍土地區(qū)路基的主要病害融沉、塌陷凍脹、長縱向裂縫翻漿冰丘冰錐涎流冰融沉量 凍土含冰量、厚度融沉速度升溫速度凍脹、翻漿 溫度、水、土質(zhì)北歐國家的路基：換填80cm砂礫料融沉的影響因素1. 融沉發(fā)生在含冰量大的粘質(zhì)土地段。主要表現(xiàn)在路堤向陽側(cè)路肩及邊坡開裂、下滑，路塹

14、邊坡溜坍等。產(chǎn)生的原因是路基基底由于含冰量大的粘質(zhì)土融化后處于過飽和狀態(tài)，幾乎沒有承載能力，又因路堤兩側(cè)融化深度不同，使得基底形成一個傾斜的凍結(jié)滑動面。在外荷載的作用下，過飽和的粘質(zhì)土順著凍結(jié)面擠出，路堤瞬間產(chǎn)生大幅度的沉陷，通常稱為突陷。2凍脹凍脹多發(fā)生在季節(jié)凍結(jié)深度較大的地區(qū)及多年凍土地區(qū)，多年凍土地區(qū)較嚴(yán)重。發(fā)生的原因是地基土及填土中的水凍結(jié)時(shí)體積膨脹所致。水分的來源是地表水或地下水對路基土的浸濕。凍脹的程度與土質(zhì)及土中的含水量高低有關(guān)。3冰害冰害主要是指在路堤上方出露地表的泉水，或開挖路塹后地下水自邊坡流出，在隆冬季節(jié)隨流隨凍，形成積冰掩埋路基或邊坡掛冰，塹內(nèi)積冰等病害。冰害在嚴(yán)寒的多

15、年凍土地區(qū)尤為嚴(yán)重。對路基工程來說，路塹地段較路堤地段冰害要多，尤其發(fā)生在淺層地下水發(fā)育的低填淺挖及零填挖地段的冰害，危害程度更大。凍土融沉凍土融沉塌陷縱向開裂縱向開裂涎流冰凍土凍脹丘路基質(zhì)量壓實(shí)度+彎沉好的路基=整體穩(wěn)定+足夠的強(qiáng)度+工后沉降值小3路基填筑的一般原則與要求 路基整體失穩(wěn)路基沉降過大路塹地段路面裂縫，路基強(qiáng)度不夠凍土地基處理原則：青藏高原凍土路基：保護(hù)凍土（凍土深厚、熱穩(wěn)定性較好）高緯度低海拔凍土：基于凍土融化，但盡量減緩融化速度（凍土淺、熱穩(wěn)定性差）4多年凍土區(qū)的地基處理技術(shù)凍土保護(hù)措施： 保溫材料碎石護(hù)坡硅藻土護(hù)坡縱向通風(fēng)管遮陽板熱棒4多年凍土區(qū)的地基處理技術(shù)多年凍土路基施

16、工1施工前應(yīng)核查沿線凍土分布、類型、凍土上下限、冰層上限、地面水、地下水以及有無其他如熱融(湖、塘)、冰丘、冰椎等不良地質(zhì)地段。2施工必須嚴(yán)格遵循保護(hù)凍土的原則，使路基施工后仍處于熱學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)。路基原則上均應(yīng)采取路堤型式，尤其在冰厚發(fā)育地段，并盡可能避免零填或淺挖斷面，以免造成嚴(yán)重?zé)崛诔料莸炔『Α?路基排水與加固除滿足水力和土力條件外，還應(yīng)考慮由于施工因素如排水系統(tǒng)修筑等引起的熱力變化，不導(dǎo)致多年凍土層上限的下降。4填方路基施工應(yīng)符合以下要求。（1)排水當(dāng)路基位于永久凍土的富冰凍土、飽冰凍凍土或含土冰層地段時(shí)，必須保持路基及周圍的凍土處于凍結(jié)狀態(tài)。排水系統(tǒng)與路基坡腳應(yīng)保持足夠距離。高含冰量凍土

17、集中地段，嚴(yán)禁坡腳滯水，路側(cè)積水，邊坡應(yīng)及時(shí)鋪填草皮。 在少冰與多冰凍土地段，也應(yīng)避免施工時(shí)破壞土基熱流平衡。排水溝與坡腳距離不應(yīng)小于2m；沼澤濕地地段不應(yīng)小于8m。飽冰凍土及含土冰層地段，應(yīng)避免修建排水溝和截水溝，宜修建擋水埝(堰)，距坡腳不應(yīng)小于6m，若修建排水溝則不應(yīng)小于l0m。（2)基底處理 填方基底為含冰過多的細(xì)粒土，且地下冰層不厚時(shí)，可挖除并用滲水性土回填壓實(shí)，再填路基。當(dāng)基底為排水困難的低洼沼澤地段時(shí)，其底部應(yīng)設(shè)置毛細(xì)水隔離層。其厚度宜在路堤沉落后至少高出水面0.5m，并在其上鋪設(shè)反濾層。泥沼地段路堤基底生長塔頭草時(shí)，可利用其作隔溫層。上述地段路堤應(yīng)預(yù)加沉落度，并在修筑路面結(jié)構(gòu)之

18、前，路基沉降基本趨于穩(wěn)定。（3)路基高度 路基高度應(yīng)達(dá)到防止翻漿與不超過路基凍脹值要求的最小填土高度。按保持凍結(jié)原則施工的路段，應(yīng)同時(shí)滿足凍土上限不下降的要求。 （4)取土 宜設(shè)置集中取土場。富冰凍土、飽冰凍土及含土冰層路段，確需就近解決部分土源時(shí)，應(yīng)在路基坡腳500m以外取土。斜坡地表路堤，取土坑應(yīng)設(shè)在上坡一側(cè)。取土坑深度均不得超過當(dāng)?shù)囟嗄陜鐾辽舷抟陨贤翆雍穸鹊?0，坑底應(yīng)有坡度，積水應(yīng)有出口，水能及時(shí)排出；同時(shí)取土坑的外露面，宜用草皮鋪填。（5)填料。 填料應(yīng)選用保溫隔水性能均較好的細(xì)粒土。采用粘質(zhì)土或透水性不良土填筑路堤時(shí)，要控制土的濕度，碾壓時(shí)含水量不能超過最佳含水量2。不得用凍土塊或草皮層及沼澤地含草根的濕土填筑路基。通過融湖(塘)路 堤，水下部分必須用滲水良好的土填筑，并應(yīng)高出最高水位0.5m以上。（6)壓實(shí)壓實(shí)檢查應(yīng)采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。成型后路床強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，用不小于20t的壓路機(jī)或等效碾壓機(jī)械進(jìn)行碾壓23遍，無輪跡和軟彈現(xiàn)象。（7)側(cè)向保護(hù)靠近基底部位有飽冰凍土層且有可能融化時(shí)，宜設(shè)保溫護(hù)道和護(hù)腳。保溫材料宜就