兵團(tuán)公路特殊土路基修筑技術(shù)

新疆兵團(tuán)特殊土路基修筑技術(shù)匯報(bào)人：吳立堅(jiān)交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院2011.9.16烏魯木齊交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院1．沼澤軟土地區(qū)路基修筑技術(shù)2．鹽漬土地區(qū)路基修筑技術(shù)匯報(bào)內(nèi)容1、兵團(tuán)沼澤軟土的分布2、沼澤軟土的國內(nèi)外應(yīng)用概況3、兵團(tuán)沼澤軟土的地質(zhì)狀況與物理力學(xué)特性4、兵團(tuán)沼澤軟土地區(qū)的公路特點(diǎn)5、兵團(tuán)沼澤軟土地基的處理技術(shù)1．沼澤軟土路基兵團(tuán)沼澤軟土的分布新疆兵團(tuán)墾區(qū)沼澤土面積共548.4平方公里，主要分布于農(nóng)八、四、五和二師。兵團(tuán)墾區(qū)沼澤土主要分布在沖積平原的洼地、河谷低地、湖濱和扇緣泉水溢出帶等地形部位。地表積水或地下水接近地表，沼澤化、腐殖化過程強(qiáng)烈，腐殖質(zhì)層較厚。伊犁草原沼澤地貌湖相軟土湖相軟基水庫蓄水形成的軟基2、沼澤軟土的國內(nèi)外應(yīng)用概況堆載預(yù)壓：成本低、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)地基承載力要求較高。適用范圍：透水性較好（含有砂礫夾層）、厚度不大、工期較寬松、路基高度不高。真空堆載預(yù)壓：成本高、固結(jié)速度快、地基穩(wěn)定性高。適用范圍：超軟深厚軟基、工期緊、地基承載力極低。

排水固結(jié)法機(jī)理理：：1））置置換換為為主主；；2））低低能能量量夯夯擊擊下下產(chǎn)產(chǎn)生生土土體體裂裂縫縫，，有有利利于于加加速速固固結(jié)結(jié)。。特點(diǎn)點(diǎn)：：成本本較較高高、、施施工工速速度度快快，，應(yīng)應(yīng)用用不不多多。。適用用范范圍圍：：軟基基厚厚度度不不大大、、溝溝谷谷間間軟軟弱弱地地基基。。強(qiáng)夯夯法法機(jī)理理：：減輕輕荷荷載載。。特點(diǎn)點(diǎn)：：成本本較較高高、、施施工工速速度度較較快快，，應(yīng)應(yīng)用用不不多多。。種類類：：粉煤煤灰灰、、氣氣泡泡輕輕質(zhì)質(zhì)土土、、EPS、、泡泡沫沫顆顆粒粒土土。。適用用范范圍圍：：深厚厚軟軟基基、、橋橋頭頭路路段段、、舊舊路路加加寬寬、、斜斜坡坡路路段段。其它它方方法法-輕輕質(zhì)質(zhì)路路堤堤氣泡泡輕輕質(zhì)質(zhì)土土路路基基施施工工氣泡泡輕輕質(zhì)質(zhì)土土臺(tái)臺(tái)背背施施工工泡沫沫顆顆粒粒輕輕質(zhì)質(zhì)路路基基機(jī)理理：：樁基基、、樁樁間間土土共共同同承承擔(dān)擔(dān)荷荷載載；；樁樁土土應(yīng)應(yīng)力力比比為為3~5。。類型型：：粉噴噴樁樁、、攪攪拌拌樁樁，，樁樁長(zhǎng)長(zhǎng)10~18m。。特點(diǎn)點(diǎn)：：成本本較較高高、、施施工工速速度度快快，，應(yīng)應(yīng)用用普普遍遍、、質(zhì)質(zhì)量量檢檢測(cè)測(cè)困困難難（（良良心心工工程程））。。適用用范范圍圍：：橋頭頭部部分分、、一一般般軟軟土土路路段段（（軟軟土土含含水水量量在在30%~60%））。水泥泥土土樁樁機(jī)理理：：樁基基、、樁樁間間土土共共同同承承擔(dān)擔(dān)荷荷載載；；碎碎石石樁樁有有利利于于樁樁間間土土的的固固結(jié)結(jié)，，樁樁土土應(yīng)應(yīng)力力比比為為2~4。。類型型：：樁長(zhǎng)長(zhǎng)5~15m，，樁樁徑徑50cm左左右右。。特點(diǎn)點(diǎn)：：成本本較較高高、、施施工工速速度度較較快快，，應(yīng)應(yīng)用用較較普普遍遍。。適用用范范圍圍：：橋頭頭部部分分、、一一般般軟軟土土路路段段（（軟軟土土含含水水量量在在30%~50%））、、涵涵洞洞等等地地基基處處理理。。因因本本身身為為松松散散材材料料，，故故需需有有較較強(qiáng)強(qiáng)的的側(cè)側(cè)向向約約束束。碎石石樁樁機(jī)理理：：利用用土工工合合成成材材料料的的抗抗拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度，，只只有有差差異異變變形形時(shí)時(shí)才才有有效效。。類型型：：土工工格格柵柵較較多多，，土土工工帶帶、、土土工工網(wǎng)網(wǎng)、、三三維維土土工工網(wǎng)網(wǎng)、、土土工工布布等等較較少少。。特點(diǎn)點(diǎn)：：有一一定定效效果果，，是是補(bǔ)補(bǔ)品品不不是是藥藥品品。。適用用范范圍圍：：適用用范范圍圍廣廣，，一一般般軟軟基基路路段段和和有有差差異異沉沉降降路路段段。。加筋筋土土復(fù)復(fù)合合地地基基機(jī)理理：：樁基基。類型型：：空心心管管樁樁較較多，，直直徑徑30cm，，可可接接長(zhǎng)長(zhǎng)。。特點(diǎn)點(diǎn)：：效果果好好、、成成本本高高、、質(zhì)質(zhì)量量有有保保障障（（工工廠廠化化預(yù)預(yù)制制））。。適用用范范圍圍：：深厚厚軟軟基基、、工工期期緊緊、、舊舊路路加加寬寬。。預(yù)制制管管樁樁（（PCT））預(yù)制制管管樁樁施施工工預(yù)制制管管樁樁的的樁樁帽帽機(jī)理理：：樁基基、、樁樁間間土土共共同同承承擔(dān)擔(dān)荷荷載載。類型型：：水泥泥、、粉粉煤煤灰灰固固結(jié)結(jié)，，直直徑徑一一般般50cm，，深深度度：：8~15m。。特點(diǎn)：效果好、、成本高高、施工工速度快快。適用范圍圍：承載力低低的深厚厚軟基。?！狢FG樁是英文CementFly-ashGrave的縮寫，，意為水水泥粉煤煤灰碎石石樁。CFG樁CFG樁施工1、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土的分分布2、沼澤澤軟土的的國內(nèi)外外應(yīng)用概概況3、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土的地地質(zhì)狀況況與物理理力學(xué)特特性4、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土地區(qū)區(qū)的公路路特點(diǎn)5、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土地基基的處理理技術(shù)1．沼澤軟軟土路基基兵團(tuán)沼澤澤軟土的的地質(zhì)狀狀況兵團(tuán)沼澤澤軟土的的物理力力學(xué)特性性地區(qū)指標(biāo)沿海軟土四川阿壩草原沼澤軟土吉林延邊沼澤軟土兵團(tuán)墾區(qū)沼澤軟土含水量（%）35~80100~700100~90030~100孔隙比1~23~152.5~110.72~3固結(jié)不排水剪內(nèi)摩擦角12°~17°8°~23°13°~31°15°~29°軟基厚度（m）一般在10m左右，個(gè)別可達(dá)50m以上。一般在0~6m，個(gè)別超過6m0~60.7~3滲透系數(shù)（cm/s）1x10-6~1x10-81x10-3~1x10-41x10-3~1x10-41x10-4~1x10-5壓縮系數(shù)a1-2（MPa-1）0.5~1.5，最大可達(dá)4.52~20，最大可達(dá)23以上0.2~100.8~3有效內(nèi)摩擦角20°~35°15°~35°25°~43.6°28°~40°無側(cè)限抗壓強(qiáng)度接近于07~68kPa7~30kPa有機(jī)質(zhì)含量地表下1m深度內(nèi)為13%~70%0.38%~26.4%狀態(tài)呈流塑狀態(tài)呈流塑狀態(tài)呈軟~可塑狀，局部為流塑狀沿海地區(qū)區(qū)的深厚厚軟基四川阿壩壩紅原草草原沼澤澤東北吉林林延邊草草炭土地地貌軟基厚度度薄，一一般不超超過3米軟土的力力學(xué)性能能較好兵團(tuán)軟基基特點(diǎn)1、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土的分分布2、沼澤澤軟土的的國內(nèi)外外應(yīng)用概概況3、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土的地地質(zhì)狀況況與物理理力學(xué)特特性4、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土地區(qū)區(qū)的公路路特點(diǎn)5、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土地基基的處理理技術(shù)1．沼澤軟軟土路基基兵團(tuán)公路路特點(diǎn)1、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土的分分布2、沼澤澤軟土的的國內(nèi)外外應(yīng)用概概況3、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土的地地質(zhì)狀況況與物理理力學(xué)特特性4、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土地區(qū)區(qū)的公路路特點(diǎn)5、兵團(tuán)團(tuán)沼澤軟軟土地基基的處理理技術(shù)1．沼澤軟軟土路基基路基填筑筑的原則則與要求求好的路基基=整體穩(wěn)定定+足夠的強(qiáng)強(qiáng)度+工后沉降降小路基整體體失穩(wěn)路基沉降降過大路塹地段段路面裂裂縫，路路基強(qiáng)度度不夠直接填筑筑堆載預(yù)壓壓加筋路堤堤強(qiáng)夯處理理（拋石石擠淤））兵團(tuán)沼澤澤軟土地地基的處處理技術(shù)術(shù)直接填筑筑：取消邊溝溝，在草草甸層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穩(wěn)定性吐坡公路路最不利利狀態(tài)時(shí)時(shí)的穩(wěn)定定安全系系數(shù)=4.294路基整體體穩(wěn)定有有保障?。⊥缕侣仿仿坊两到涤^測(cè)值值沼澤軟土土地區(qū)路路基沉降降計(jì)算值值沼澤軟土土地區(qū)軟軟基超靜靜孔壓消消散路基的沉沉降控制制標(biāo)準(zhǔn)工程位置

道路等級(jí)橋臺(tái)與路堤相鄰處涵洞、通道處一般路段高速公路、一級(jí)公路≤0.1m≤0.2m≤0.3m二級(jí)公路≤0.2m≤0.3m≤0.5m直接填筑筑的路基基沉降兵團(tuán)公路路的軟基基較薄、、固結(jié)較較快（一一年固結(jié)度可以達(dá)到到90%以以上），，路基工后后沉降量量較?。ǎㄒ话阍谠?0cm以內(nèi)）），直接接填筑滿滿足路基基設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范的要要求。直接填筑筑堆載預(yù)壓壓加筋路堤堤強(qiáng)夯處理理（拋石石擠淤））兵團(tuán)沼澤澤軟土地地基的處處理技術(shù)術(shù)1、地質(zhì)勘察可采用輕便觸觸探，重點(diǎn)查查明含水量2、公路建設(shè)需重視：軟土厚厚度、路基高高度和路基填填料3、路基完工一年年后軟基的固固結(jié)度可達(dá)90％以上，沉降降基本穩(wěn)定，，軟基固結(jié)的的沉降系數(shù)為為1.1左右4、一般情況下下，路基可直接在草甸層層上填筑沼澤軟土地區(qū)區(qū)路基修筑技技術(shù)1．沼澤軟土路路基2．鹽漬土路基基匯報(bào)內(nèi)內(nèi)容鹽漬土路基思考體會(huì)兵團(tuán)鹽漬土地地區(qū)的公路病害類型墾區(qū)公路鹽漬漬土的工程特性鹽漬土路基的的鹽（凍）脹脹變形控制標(biāo)準(zhǔn)兵團(tuán)鹽漬土路路基適用處治技術(shù)兵團(tuán)鹽漬土地地區(qū)路基修筑筑前蘇聯(lián)、印度、沙特我國從上世紀(jì)紀(jì)五十年代開開始研究工程特性、處處治措施國內(nèi)外研究現(xiàn)現(xiàn)狀鹽漬土分布的的GIS系統(tǒng)1）鹽（凍）脹脹與翻漿2）路面開裂和和擁包3）瀝青面層的的脫落、脫空空4）路肩和邊坡坡結(jié)殼與松散散兵團(tuán)鹽漬土地區(qū)的的公路病害鹽漬土地區(qū)的的公路病害鹽（凍）脹與與翻漿鹽漬土地區(qū)的的公路病害道路的鹽（凍凍）脹開裂鹽漬土地區(qū)的的公路病害道路擁包鹽漬土地區(qū)的的公路病害面層脫落鹽漬土地區(qū)的的公路病害面層脫空鹽漬土地區(qū)的的公路病害路肩邊坡結(jié)殼殼與松散兵團(tuán)鹽漬土地地區(qū)的公路病害類型墾區(qū)公路鹽漬漬土的工程特特性鹽漬土路基的的鹽（凍）脹脹變形控制標(biāo)準(zhǔn)兵團(tuán)鹽漬土路路基適用處治技術(shù)兵團(tuán)鹽漬土地地區(qū)路基修筑筑鹽脹機(jī)理：Na2SO4（固相）+10H2O（液相）=Na2SO4·10H2O（固相）土中液態(tài)或粉粉末狀的硫酸酸鈉在外界條條件變化時(shí)吸吸收10個(gè)水分子生成成芒硝晶體、、固相體積增增大為4.18倍所致。墾區(qū)公路鹽漬漬土的工程特特性鹽漬土的分布布鹽漬土在平面面上的分布特特點(diǎn)鹽漬土的分布布鹽漬土在深度度上的分布特特點(diǎn)深度（m）含鹽量（％）鹽脹影響因素素：1）Na2S04的含量2）含水量3）溫度4）土質(zhì)5）NaCl含量6）CL-/SO42-的比值7）干密度8）上覆壓力鹽漬土的工程程特性鹽漬土的工程程特性含水量對(duì)鹽脹脹的影響鹽漬土的工程程特性含水量對(duì)鹽脹脹的影響鹽漬土的工程程特性含水量對(duì)鹽脹脹的影響鹽漬土地基的的工程特性兵團(tuán)鹽漬土主要為低液限粉土和低液限粘土砂礫料風(fēng)積砂：基本為非鹽漬土細(xì)粒土路基填料的的工程特性性鹽漬土的工工程特性砂礫料含鹽鹽量兵團(tuán)鹽漬土土地區(qū)的公公路病害類型墾區(qū)公路鹽鹽漬土的工程特性鹽漬土路基基的鹽（凍凍）脹變形形控制標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)兵團(tuán)鹽漬土土路基適用用處治技術(shù)兵團(tuán)鹽漬土土地區(qū)路基基修筑為什么需要要變形控制制標(biāo)準(zhǔn)？道路的使用用壽命=疲勞作用次次數(shù)←應(yīng)力水平←路面結(jié)構(gòu)構(gòu)+車輛荷載+路基的鹽（（凍）脹鹽（凍）脹脹變形控制制標(biāo)準(zhǔn)采用什么指指標(biāo)？——路基頂面的容許許差異變形形率二級(jí)公路：0.20%~0.27%，三級(jí)路：0.29%~0.40%該差異變形率率即為采用用瀝青路面層時(shí)，確保瀝青路路面疲勞作鹽漬土路基基的鹽脹變變形控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)如何得出？？路面的鹽（（凍）脹量量實(shí)際觀測(cè)測(cè)路面裂縫調(diào)調(diào)查理論計(jì)算分分析鹽漬土路基基的鹽脹變變形控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)鹽漬土路基基的鹽脹、、凍脹監(jiān)測(cè)測(cè)2007年12月1日鹽（凍）脹脹橫向差異異變形鹽漬土路基基的鹽脹、、凍脹監(jiān)測(cè)測(cè)2008年3月8日鹽（凍）脹脹橫向差異異變形鹽漬土路基基的鹽脹、、凍脹監(jiān)測(cè)測(cè)2008年4月7日鹽（凍）脹脹橫向差異異變形K79+070右側(cè)原路面面表面裂縫縫K79+070右側(cè)原路面面下挖55cmK22+200斷面右側(cè)，，油面裂縫縫寬度2cm，裂縫深度度60cm左右，挖至至105cm時(shí)挖出土工工膜K45+830右側(cè)原路面面表面裂縫縫K45+830右側(cè)原路面面下挖70cmK45+830右側(cè)原路面面下挖70cm到土工布鹽漬土路基基的路面裂裂縫調(diào)查標(biāo)段樁號(hào)病害位置裂縫寬度（cm）裂縫長(zhǎng)度（m）裂縫深度（cm）備注左中右二合同段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

鹽漬土路基基的路面裂裂縫調(diào)查標(biāo)段樁號(hào)病害位置裂縫寬度（cm）裂縫長(zhǎng)度（m）裂縫深度（cm）備注左中右四合同段K34+620√

√0.5-330

不連續(xù)裂縫K35+214.5√

√2

3030

K35+580√

0.5-320

不連續(xù)裂縫K37+000

√0.5-330

不連續(xù)裂縫K38+807√√

0.5-430

不連續(xù)裂縫鹽漬土路基基的路面裂裂縫調(diào)查標(biāo)段樁號(hào)病害位置裂縫寬度（cm）裂縫長(zhǎng)度（m）裂縫深度（cm）備注左中右五合同段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

鹽漬土路基基的路面裂裂縫調(diào)查標(biāo)段樁號(hào)病害位置裂縫寬度（cm）裂縫長(zhǎng)度（m）裂縫深度（cm）備注左中右六合同段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

路基鹽（凍凍）脹對(duì)路路面結(jié)構(gòu)附附加應(yīng)力的的計(jì)算二級(jí)公路：0.20%~0.27%，

鹽漬土路基基的鹽脹變變形控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)兵團(tuán)鹽漬土土地區(qū)的公公路病害類型墾區(qū)公路鹽鹽漬土的工工程特性鹽漬土路基基的鹽（凍凍）脹變形形控制標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)兵團(tuán)鹽漬土土路基適用用處治技術(shù)術(shù)兵團(tuán)鹽漬土土地區(qū)路基基修筑1）換換填填法法；；2）隔隔斷斷法法；；3）降降低低水水位位法法；；4）加加5）增設(shè)護(hù)坡法；6）綜合處治等技術(shù)措施。鹽漬漬土土路路基基處處治治現(xiàn)現(xiàn)狀狀自然然環(huán)環(huán)境境下下鹽鹽漬漬土土路路基基鹽鹽分分遷自然然環(huán)環(huán)境境下下鹽鹽自然然環(huán)環(huán)境境下下鹽鹽漬漬土土路自然然環(huán)環(huán)境境下下鹽鹽漬漬土土路路基基鹽鹽分分遷遷移移自然然環(huán)環(huán)境境下下鹽鹽漬漬土土路路基基鹽鹽分分遷遷移移自然然環(huán)環(huán)境境下下鹽鹽漬漬土土路路基基鹽自然然環(huán)環(huán)境境下下鹽鹽漬漬自然然環(huán)環(huán)境境下下鹽鹽漬漬土土路路基基鹽鹽分分遷遷移移自然然土工工膜膜下下的的鹽鹽份份聚聚集集自然然環(huán)環(huán)境境下下鹽鹽漬漬土土路路基基鹽鹽分分遷遷移移自然然環(huán)環(huán)境境下下鹽鹽漬漬土土路路基基鹽鹽分分遷遷地表表下下1.3m深度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)的的含含鹽鹽量量較較高高，以下下土土層層中中的的含含鹽鹽量量顯顯著風(fēng)積砂隔斷層可以有效地阻止原土基中的水分、鹽分向路面結(jié)構(gòu)中的遷移，但有覆蓋效應(yīng)的作用，設(shè)置隔斷層的路基鹽分分布呈典型的“S”型曲線。自然然環(huán)環(huán)境境下下鹽鹽漬漬土土路路基基鹽鹽分分遷遷移移在路堤堤中加加鋪土土工膜膜，并并不能能使土土工膜膜下路路堤及及地基基中的的鹽份份遷移移過程程停止止，且土土工膜膜下路路堤中中鹽份份遷移移規(guī)律律符合合一般般的鹽鹽份遷遷移規(guī)規(guī)律，，即從上往往下依依次分分布：：氯鹽→硫酸鹽鹽→碳酸鹽鹽。土工膜膜有效效地隔隔斷了了下部部路堤堤及原原