特殊路基设计.ppt

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1、第七章特殊路基设计一、浸水条件下的路基二、滑坡地段的路基三、崩塌地段的路基四、风沙地区的路基特殊条件下的路基特殊土地区的路基一、软土和泥沼地区二、膨胀土地区三、黄土地区四、多年冻土地区五、盐渍土地区§1软土地区路基一、软土的成因类型与工程特性1、软土的定义滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。特征指标名称天然含水量(%)天然孔隙比不排水抗剪强度(kPa)指标值≥35与液限≥1.0<30固结有效应力法§1软土地区路基固结有效应力法二、软土地区路基设计（一

2、）路基稳定性验算路基沉降计算二、软土地区路基设计路堤超过临界高度时，为确保路堤在施工和运营期的安全使用，必须进行软土地基处理。排水固结改变路堤结构形式地基处理反压护道铺设土工合成材料挤密砂桩碎石桩人工地基换土生石灰桩粉体喷射搅拌桩排水砂井袋装砂井塑料排水板排水砂垫层1）改变路堤的结构型式①反压护道它是通过在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道起反压作用，防止地基破坏，保证路堤稳定的一种有效工程措施。它用于非耕作区和土源丰富的地区较为合适，在耕作区则不宜采用。②铺设土工合成材料它是在路堤底部铺设一层或

3、多层土工合成材料，起柔性柴排的作用。土工合成材料铺设于路堤底层后，由于其具有较高的强度和韧性，能紧贴于地表，使上部填土荷载较均衡地分布到地层中，并能抵抗土坡滑动，阻止冲切破坏面的产生，提高地基承载力，增强路堤稳定性。③限制软土地基侧向位移的方法在路堤坡脚附近设置板桩、木排桩、钢筋混凝土桩或片石齿墙等限制软土地基侧向位移的方法。2）人工地基人工地基是在软土地基内设置各种材料制成桩，构成复合地基，或将地基土换成性能良好的土料，以保证路堤稳定的一类方法。①换土它是以人工、机械或爆破方法将软土挖除，换填

4、强度较高的粘性土或砂、砾石、碎石等渗水材料。它适用于软土层较薄、无硬土覆盖的情况。②挤密砂桩其方法是将砂桩打入软土地基，使密实的砂柱体挤密软弱土层，形成复合地基。有外荷载作用时，应力向砂桩集中，使桩周围土层承受的压力减小，沉降也相应减小。特点是适用于对沉降要求较严的工程。③碎石桩碎石桩的桩身由碎石充填。其加固机理与砂桩不同的是它不是挤密而是置换。由于碎石桩的刚度大于地基中的软粘土，地基应力重分布，荷载大部分由碎石桩承担，桩土应力比值一般为3～5。④生石灰桩它是用2～5cm的生石灰块填入软土孔眼中

5、，形成生石灰桩地基。其加固软土机理：生石灰遇水反应成熟石灰，吸收占其重量32％的水，体积膨胀1倍，同时放出大量的热，使桩周土体含水量降低，土体压密；石灰与土之间的离子交换和胶凝反应使土的性质和结构得以改善，从而提高土的强度。生石灰桩的作用主要是土的挤密而不是桩的承载作用。⑤粉体喷射搅拌法它以生石灰粉或水泥等粉体材料作为加固料，通过特制的施工机械，用压缩空气将粉体呈雾状喷人土中，使粉体与原软土搅拌形成石灰(或水泥)粘土混合的柱体。粉体喷射搅拌法是近年国内外常用的一种深层软基加固技术。它的强度大，水

6、稳性好，可提高软土地基的承载力，减小沉降量和增加路堤稳定。加固深度一般在10～15m。⑥旋喷桩法⑦深层搅拌桩3）排水固结排水固结是在软土中设置垂直井，地表铺设砂垫层，以缩短孔隙水的流程，加速土体固结的一类方法。①排水砂井a作用原理软土地基在荷载作用下，孔隙中的水慢慢排出，孔隙水压力逐渐消散，有效应力渐渐提高，孔隙体积渐渐减小，地基发生固结沉降，地基强度相应增大。根据固结理论，粘性土固结所需的时间和排水距离的平方成正比。土层越厚，固结所需的时间越长。为了加速土层固结，最有效的方法是增加土层的排水通

7、道，缩短排水距离。砂井(袋装砂井、塑料排水板)就是按照这个原理而设置的。b设置方法砂井是由打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等方法在地基中形成按一定规律排列的孔眼(这些孔眼具有一定深度和直径)，在其中灌以中粗砂而成。砂井顶面铺设厚度不大的砂垫层以连通砂井，构成完整的地基排水系统。c效果软土地基设置砂井后，改善了地基的排水条件，在附加荷载作用下，排水固结过程大大加快，地基强度迅速提高，因而也增大了地基承载力与路堤的稳定性。②袋装砂井它是在合成材料编织袋内充填中粗砂构成的砂袋，装入地基孔内，以加速

8、地基排水固结。袋装砂井的编织袋应具有良好的透水性，袋内的砂不易漏失，袋子的材料应有足够的强度，有一定的抗老化及耐地下水腐蚀的性能。③塑料排水板它是将预制的带状塑料排水板用插板机将其竖直插入土中，形成类似砂井的排水通道，使孔隙水沿塑料板的通道逸出，从而加固地基土的方法。④排水砂垫层它是在路堤底部的地面上铺设一层砂垫层，其作用是在软土层顶面增加一个排水面。在填土过程中，软土中渗出的水就可从砂垫层中排出，加速地基固结，提高软土的强度，增强路堤稳定。（三）软土地区路基施工观测与控制二、软土地区路基设计§