路基路面工程課件第4章特殊路基設(shè)計(jì)

第4章特殊路基設(shè)計(jì)路基路面工程5/18/20231本章主要介紹幾種特殊路基的工程特征、自然病害、設(shè)計(jì)方法和處治措施。學(xué)習(xí)要求：了解特殊土路基的類型、特點(diǎn)和常見病害；熟悉特殊土路基設(shè)計(jì)和施工中的處理措施。4.1軟土與泥沼路基4.2山區(qū)路基4.3膨脹土路基4.4黃土路基4.5鹽漬土路基4.6風(fēng)沙地區(qū)路基本章內(nèi)容5/18/20232

軟土：以飽和軟弱粘性土、淤泥和淤泥質(zhì)土為主的地層，有時(shí)夾有少量的腐泥或泥炭層。主要分布：沿海、沿湖、沿河地段。泥沼：是以泥炭沉積為主，夾有腐泥或淤泥沉積的低洼潮濕地段。主要分布：大小興安嶺、長白山、三江平原及青藏高原等地區(qū)。特征：天然含水量高、空隙比大、壓縮性高、強(qiáng)度低，在其上修正路堤易產(chǎn)生沉降過大、路堤失穩(wěn)等。4.1軟土及泥沼路基5/18/20233軟土：以飽和軟弱粘性土、淤泥和淤泥質(zhì)土為主的地層，有時(shí)夾有少量的腐泥或泥炭層。主要分布：沿海、沿湖、沿河地段。4.1.1軟土路基基本特性5/18/202341、軟土路基特點(diǎn)（1）物理特點(diǎn)：天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、透水性差；（2）力學(xué)特點(diǎn)：抗剪強(qiáng)度低、路基易失穩(wěn)等。（3）變形特點(diǎn)：流變性顯著，沉降穩(wěn)定所需時(shí)間長，總沉降和工后沉降大。上海“蓮花河畔景苑”5/18/202352、軟土路基破壞特征（1）沉降或不均勻沉降過大引起路面開裂甚至損壞；（2）荷載過大引起路堤整體、局部失穩(wěn)；（3）施工加載速度過快，軟土中超靜孔隙水壓力來不及消散，導(dǎo)致路堤側(cè)向滑移。路基整體失穩(wěn)引起路面破壞路基失穩(wěn)—有效應(yīng)力原理5/18/202363、軟土路基處理原則（1）控制工后沉降；（2）控制總沉降。真空堆載預(yù)壓控制工后沉降5/18/20237雙向復(fù)合地基法控制總沉降減小總沉降減小側(cè)向滑移5/18/202384.1.2軟土路基常用處理方法1、控制工后沉降法——預(yù)壓法預(yù)壓法核心：固結(jié)度與時(shí)間關(guān)系：固結(jié)度與沉降關(guān)系：軟土路基為何會(huì)失穩(wěn)？5/18/20239（1）預(yù)壓法的原理和方法1、利用砂井（塑料排水板）和砂墊層縮短排水距離2、減小超靜孔隙水壓力，提高有效應(yīng)力3、增大工期沉降，控制工后沉降5/18/202310（2）預(yù)壓法施工方法1、設(shè)置砂墊層和豎向排水板2、設(shè)置水平排水系統(tǒng)3、排水系統(tǒng)連接4、鋪設(shè)真空膜5/18/2023115、抽真空、路堤堆載5/18/202312高速公路高速鐵路2、控制總沉降法——雙向復(fù)合地基法5/18/2023135/18/202314分析模型與加載方案計(jì)算模型（1）計(jì)算模型（2）加載方案5/18/202315超靜孔隙水壓力一次性加載完畢，CASE1－超靜孔壓沿地基深度遞減。分步加載完畢，CASE2－超靜孔壓沿地基深度遞減。1.超靜孔壓小于填土荷載2.CASE2超靜孔壓小于CASE13.最大超靜孔壓位于路堤底面處1、超靜孔壓分布規(guī)律5/18/202316一次性加載完畢CASE3分步加載完畢CASE41.CASE3超靜孔壓接近填土荷載2.CASE4超靜孔壓小于CASE33.最大超靜孔壓位于樁端附近5/18/202317CASE1-加載完畢固結(jié)755dCASE2-加載完畢固結(jié)709d一次性加載方案分步加載方案樁端穿透軟土層5/18/202318CASE3-加載完畢固結(jié)1534dCASE4-加載完畢固結(jié)1231d一次性加載方案分步加載方案樁端未穿透軟土層5/18/2023194.1.3泥沼路基1、泥沼類型按有機(jī)質(zhì)含量：高有機(jī)質(zhì)土（50％）、泥炭質(zhì)土；按分解程度：泥炭、腐泥；按厚度：淺泥沼、中等泥沼、深泥沼；按成因：低地泥沼、高地泥沼、過渡泥沼；2、工程特征主要取決于泥炭類土的礦物成分和分解程度。分解程度越高，粘土礦物含量越大，則壓縮性越小，透水性越差。3、泥沼路基的處治類似于軟土路基，預(yù)壓法、復(fù)合地基法。5/18/2023204.2山區(qū)路基不良工程地質(zhì)條件：A）地質(zhì)構(gòu)造和地震作用的影響明顯；B）基巖起伏多變，地基軟硬不均；C）填挖方造成地基軟硬不均，高邊坡路塹；D）土層在平面和空間上分布不均；E）地下水豐富。1、滑坡地段路基A）穩(wěn)定性判斷：紅外線遙感技術(shù)B）滑坡防治：地表排水、地下排水（排水滲溝）、減重、支擋工程（擋墻、抗滑樁）2、崩塌地段路基（崩塌事故）3、泥石流地區(qū)路基（避開）4、巖溶地區(qū)路基（避開）介紹實(shí)際工程中溶洞的處理辦法頂板較厚情況溶洞較小情況頂板較薄情況5/18/2023214.3膨脹土路基膨脹土：親水礦物含量高，具有較強(qiáng)的吸水膨脹、失水收縮的可逆變形能力，屬于高塑性粘性土。分布：云、貴、川、粵、桂、鄂、豫、皖、冀、魯、陜等地。1、膨脹土路基的變形量可根據(jù)土的天然含水量分三種情況計(jì)算（分層總和法）：A）當(dāng)離地表1.0m處路基土含水量w<0.8wp時(shí)，按膨脹變形計(jì)算；B）當(dāng)w>1.2wp時(shí)或直接受高溫影響時(shí)，按收縮變形計(jì)算；C）當(dāng)w=(0.8-1.2)wp時(shí)，按膨脹和收縮總量計(jì)算；2、膨脹土路基設(shè)計(jì)應(yīng)采取的措施：A）選擇合理的路基斷面；B）做好路基排水、防水、保濕措施；C）進(jìn)行路基土的加固和改良（石灰樁、水泥樁、碎石樁）?！跋鹌ね痢薄妆徽`認(rèn)為較好的黏性土！！5/18/2023224.4黃土路基1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多孔隙，節(jié)理發(fā)育，具有較強(qiáng)的崩解性，吸水膨脹失水收縮，各向異性。2、主要病害：A）路基濕陷引起路基、路面、橋涵、擋墻等發(fā)生沉陷、變形或開裂；B）路塹邊坡發(fā)生剝落、沖刷、滑坍、崩坍、流泥；C）土質(zhì)疏松、節(jié)理發(fā)育的路基土被水沖蝕或溶蝕形成暗河、土洞和暗穴。3、黃土路基的加固措施A）消除和減輕黃土的濕陷性；B）陷穴的處理；C）路基排水，路基防護(hù)。5/18/2023234.5鹽漬土路基距地表1m范圍內(nèi)易溶鹽含量超過0.3%時(shí)的土稱為鹽漬土。病害特征：溶陷性、鹽脹性、腐蝕性、滲透變形等。了解分布范圍和預(yù)防易發(fā)病害的的主要措施。4.6風(fēng)沙地區(qū)路基1、病害特征：沙埋——風(fēng)速減慢，落沙堆積；沙丘移動(dòng)；風(fēng)蝕——風(fēng)沙沖擊，侵蝕路