特殊土的概念、特性及其路基施工

特殊殊土土的的概概念念、、特特性性及及其其路路基基施施工工第五五章章特特殊殊土土地地區(qū)區(qū)的的路路基基施施工工*特特殊殊土土的的概概念念及及各各種種特特殊殊土土的的特特性性一、、軟軟土土和和泥泥沼沼地地區(qū)區(qū)二、、膨膨脹脹土土地地區(qū)區(qū)三、、鹽鹽漬漬土土地地區(qū)區(qū)四、、多多年年凍凍土土地地區(qū)區(qū)*特特殊殊土土的的概概念念及及各各種種特特殊殊土土的的特特性性特殊殊土土的的概概念念：：所謂謂特特殊殊土土是是指指具具有有特殊殊成成分分、結(jié)構(gòu)構(gòu)、狀態(tài)態(tài),形形成成特殊殊工工程程性性質(zhì)質(zhì)的土土類類。。各種種特特殊殊土土的的特特性性:軟土土———抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度低低、、壓壓縮縮性性高高;膨脹脹土土—可可干干縮縮濕濕脹脹,強(qiáng)強(qiáng)度度因因濕濕脹脹而而下下降降;鹽漬漬土土—含含鹽鹽量量越越多多,溶溶蝕蝕作作用用強(qiáng)強(qiáng);凍土土———凍凍脹脹融融沉沉。。由于于特特殊殊土土的的不不良良工工程程性性質(zhì)質(zhì),故故對對該該類類土土質(zhì)質(zhì)的的路路基基需需作作個個別別設(shè)設(shè)計(jì)計(jì),同同樣樣,特特殊殊土土地地區(qū)區(qū)的的路路基基施施工工與與一一般般地地區(qū)區(qū)的的路路基基,又又有有不不同同之之處處。。第一一節(jié)節(jié)、、軟軟土土和和泥泥沼沼地地區(qū)區(qū)一、、軟軟土土和和泥泥沼沼習(xí)慣慣上上,常常以以軟黏黏土土沉沉積積為為主主的地地區(qū)區(qū)稱稱為為軟軟土土地地區(qū)區(qū);而而以以泥炭炭沉沉積積為為主主的軟軟弱弱地地基基稱稱為為泥泥沼沼地地區(qū)區(qū)。。軟土土是是指指以以近近代代水水下下沉沉積積的的飽和和軟軟黏黏土土。泥沼沼一一般般指指湖湖盆盆地地或或河河灘灘衰衰亡亡后后的的遺遺跡跡。。軟土土與與泥泥沼沼雖雖成因因、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和形形態(tài)態(tài)不同同,但但它它們們都都具具有有壓縮縮性性高高、、強(qiáng)強(qiáng)度度低低的共共同同特特點(diǎn)點(diǎn)。。二、、軟軟土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固軟土土地地基基的的主主要要特特征征：：孔隙隙比比大大、、抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度低低、、含含水水量量高高。在軟軟土土地地基基上上修修筑筑路路堤堤有有兩兩大大特特點(diǎn)點(diǎn):(1)易易于于形形成成基底底兩兩側(cè)側(cè)凸凸起起或路堤堤坡坡腳腳向向外外凸凸起起而而引引起起的的坍坍滑滑,經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證證明明坍坍滑滑往往往往成成圓弧弧形;(2)較大大的的沉沉降降,對對路路基基工工程程來來說說,大大部部分分沉沉降降量量可可以以控控制制在在施施工工中中完完成成,后后期期少少量量沉沉降降可可以以起道道調(diào)調(diào)整整,對對正正常常運(yùn)運(yùn)營營影影響響不不大大。。軟土土路路基基危危害害路基基坍坍塌塌軟土土路路基基危危害害路面面沉沉降降軟土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固方方法法(一一)反反壓壓護(hù)護(hù)道道在路路堤堤兩兩側(cè)側(cè)(或或一一側(cè)側(cè))填填筑筑適當(dāng)當(dāng)高高度度與適當(dāng)當(dāng)寬寬度度的護(hù)護(hù)道道,使使路路堤堤兩兩側(cè)側(cè)地地基基被擠擠出出隆隆起起的的趨趨勢勢得得以以平平衡衡,而而保保證證路路堤堤的的穩(wěn)穩(wěn)定定,因因護(hù)護(hù)道道起起反反壓壓作作用用,故故稱稱反反壓壓護(hù)護(hù)道道。。它用用于于非非耕耕作作區(qū)區(qū)和和土土源源豐豐富富的的地地區(qū)區(qū)較較為為合合適適，，在在耕耕作作區(qū)區(qū)則則不不宜宜使使用用。。圖5——1反反壓壓護(hù)護(hù)道道加加固固軟軟土土路路堤堤軟土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固方方法法(二二)換土換土土指指利利用用人工工、機(jī)械械或爆破破方法法挖挖除除路路堤堤下下全全部部軟軟土土,換換填填強(qiáng)度度較較高高和和滲滲透透性性較較強(qiáng)強(qiáng)的砂砂礫礫石石、、碎碎石石或或片片石石,以以保保證證路路堤堤的的穩(wěn)穩(wěn)定定。。它適適用用于于軟土土層層較較薄薄、無硬硬土土覆覆蓋蓋的情情況況。。軟土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固方方法法(三三)拋拋石石擠擠淤淤拋石石擠擠淤淤為為強(qiáng)迫迫換換土土的一一種種形形式式,采采用用這這種種方方法法施施工工,不用用抽抽水水、不用用挖挖淤淤,施工工簡簡便便迅迅速速,現(xiàn)現(xiàn)場場樂樂于于采采用用。。此法法適適用用于于湖湖塘塘、、河河流流等等積積水水洼洼地地,常年年積積水水,且且水水不不易易抽抽干干;表層層無無硬硬殼殼,軟軟土土液液性性指指數(shù)數(shù)大大,層層厚厚較較薄薄,片片石石能能沉沉達(dá)達(dá)下下臥臥硬硬層層者者。。拋石石時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)自自路堤堤中中部部開開始始,逐逐次次向向兩兩旁旁展展開開,使使淤淤泥泥向向兩兩旁旁擠擠出出。。在在片片石石拋拋出出水水面面后后用用重重型型夯夯滾滾、、碾碾壓壓,或或以以汽汽車車、、拖拖拉拉機(jī)機(jī)等等碾碾壓壓,然然后后在在其其上鋪鋪設(shè)設(shè)反反濾濾層層再再行行填填土土。拋石石擠擠淤淤一一般般適適用用于于軟土土層層厚厚為3～～4m,用用較較大大的的片片石石,一一般般直直徑徑不不宜宜小小于于0.3m。。軟土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固方方法法(四四)排排水水砂砂墊墊層層排水水砂砂墊墊層層是是直直接接鋪鋪設(shè)設(shè)在在軟軟土土地地基基的的表表面面上上,使使其其在在填土土和和軟軟土土之之間間增增設(shè)設(shè)一一排排水水面面,從從而而使使地地基基在在受受到到填填土土荷荷載載作作用用下下,促促進(jìn)進(jìn)地地基基的的排排水水固固結(jié)結(jié),提提高高地地基基的的強(qiáng)強(qiáng)度度。。這種種砂砂墊墊層層的的厚厚度度薄薄,一一般般為為0.6～～1.0m。。為為利利于于排排水水,砂墊墊層層應(yīng)應(yīng)略略寬寬于于路路堤堤基基底底寬寬,一一般般在在路路堤堤坡坡腳腳外外每每側(cè)側(cè)伸伸出出1m左左右右。。砂墊墊層層軟土土地地基基上上路路堤堤的的加加固固方方法法(五五)鋪鋪設(shè)設(shè)土土工工合合成成材材料料在路路堤堤與與基基底底間間鋪鋪設(shè)設(shè)一一層層或或多多層層的的土土工工合合成成材材料料，，可可以以起起到到加筋筋、墊層層和反濾濾等作作用用。。土土工工合合成成材材料料主主要要有有聚聚酯酯、、聚聚丙丙烯烯、、聚聚酰酰胺胺等等高高分分子子化化合合物物的的合合成成纖纖維維。。軟土地基基上路堤堤的加固固方法(六)排排水固結(jié)結(jié)排水固結(jié)結(jié)是在軟軟土中設(shè)設(shè)置垂直井，地表鋪鋪設(shè)砂墊層，增加了了土層的排排水通道道，以縮短短孔隙水水的流程程，加速速土體固固結(jié)的一一類方法法。1.排水水砂井2.袋裝裝砂井3.塑料料排水板板軟土地基基上路堤堤的加固固方法(六)排排水固結(jié)結(jié)—1.排水水砂井砂井是由由打樁機(jī)機(jī)具擊入鋼管管，或用高壓射水水、爆破等方法在在地基中中形成按按一定規(guī)規(guī)律排列列的孔眼（具有一一定深度度和直徑徑），在在其中灌以中粗粗砂而成。砂砂井頂面面鋪設(shè)厚度不大大的砂墊墊層以連通砂砂井，構(gòu)構(gòu)成完整整的地基基排水系系統(tǒng)。排水砂井井軟土地基基上路堤堤的加固固方法(六)排排水固結(jié)結(jié)—2.袋裝裝砂井袋裝砂井井是在合成材料料編織袋袋內(nèi)沖填中中粗砂構(gòu)構(gòu)成的砂砂袋，裝裝入地基基孔內(nèi)，，以加速速地基排排水固結(jié)結(jié)。袋裝砂井井的編織織袋應(yīng)具具有良好的透透水性，袋內(nèi)的的砂不易漏失失，袋子的的材料應(yīng)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)強(qiáng)度，有一定定的抗老化及耐地下水水腐蝕的的性能。袋裝砂井井軟土地基基上路堤堤的加固固方法(六)排排水固結(jié)結(jié)—3.塑料料排水板板塑料排水水板是將將預(yù)制的的帶狀塑塑料排水水板用插板機(jī)將其豎直直插入土土中，形形成類似似砂井的的排水通通道，使使孔隙水水沿塑料料板的通通道逸出出，從而而加固地地基土的的方法。。塑料排水水板軟土地基基上路堤堤的加固固方法(七)復(fù)復(fù)合地基基復(fù)合地基基是指在在軟土地基基內(nèi)設(shè)置置各種材材料制成成樁，以保證證路堤穩(wěn)穩(wěn)定的一一種方法法。主要要類型有有：1.擠密密砂樁；；2.碎石石樁；3.生石石灰樁；；4.粉噴噴樁；5.水泥泥攪拌樁樁；6.CFG樁。。軟土地基基上路堤堤的加固固方法(七)復(fù)復(fù)合地基基—1.擠密密砂樁擠密砂樁樁是將砂樁打入入軟土地地基，使使密實(shí)的的砂柱體體擠密軟軟弱土層層，形成成復(fù)合地地基。在外荷荷載作用用時(shí)，應(yīng)應(yīng)力向砂砂樁集中中，使樁樁周圍土土層承受受的壓力力減小，，沉降也也相應(yīng)減減小。擠密砂樁樁施工軟土地基基上路堤堤的加固固方法(七)復(fù)復(fù)合地基基—2.碎石石樁振動打樁樁機(jī)振動碎石石樁軟土地基基上路堤堤的加固固方法(七)復(fù)復(fù)合地基基—3.生石石灰樁生石灰樁樁是用2~5cm的生石灰塊塊填入軟土土孔眼中中，形成成生石灰灰樁地基基。加固機(jī)理理：生石灰（（CaO）遇水水反應(yīng)成成熟石灰灰（Ca(OH)2），吸收收占其重重量32%的水水，體積膨脹脹一倍，，同時(shí)放放出大量量熱，使樁周周土體含含水量降降低，土土體壓密密，石灰灰與土之之間的離離子交換換和膠凝凝反應(yīng)使使土的性性質(zhì)和結(jié)結(jié)構(gòu)得以以改善，，從而提提高土的的強(qiáng)度。。軟土地基基上路堤堤的加固固方法(七)復(fù)復(fù)合地基基—4.粉噴噴樁粉噴樁:利用水泥泥、石灰灰等材料料作為固化劑的主劑，，通過特制的攪攪拌機(jī)械械就地將軟軟土和固固化劑強(qiáng)強(qiáng)制攪拌拌。利用用固化劑劑和軟土土之間產(chǎn)產(chǎn)生的物物理化學(xué)學(xué)反應(yīng)，，使軟土土硬結(jié)成成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地地基。粉噴樁軟土地基基上路堤堤的加固固方法(七)復(fù)復(fù)合地基基—5.水泥泥土攪拌拌樁水泥土攪攪拌樁是是采用攪拌與噴噴射方式式將水泥漿漿液注入入地基中中，使?jié){漿液與周周圍土體體充分?jǐn)嚁嚢?，?dāng)當(dāng)拌和體體固化達(dá)達(dá)到一定定強(qiáng)度后后，在地地層中形形成的一一根根較高強(qiáng)度度的樁柱柱體與周圍土體體形成復(fù)復(fù)合地基基，共同承承擔(dān)上部部荷載。。水泥土攪攪拌樁水泥土攪攪拌樁軟土地基基上路堤堤的加固固方法(七)復(fù)復(fù)合地基基—6.CFG樁樁CFG樁樁：樁體中加加入水泥、粉煤灰和碎石形成了高黏結(jié)強(qiáng)強(qiáng)度的樁樁，改善了了碎石樁樁的剛性性，CFG樁和和樁間土土、墊層層一起形形成復(fù)合合地基。。CFG樁樁CFG樁樁二、膨膨脹土土地區(qū)膨脹土：：粘粒成成分主要要由親水性礦礦物組成，同同時(shí)具有有顯著的的吸水膨脹脹和失水收縮縮兩種變形形特性的的粘性土土。膨脹土的的工程特特性(一)脹脹縮性:在膨脹土土中,細(xì)細(xì)小的黏黏土顆粒粒愈多,則其比表面積積越大,可吸附附在黏粒粒周圍的水水膜也就愈多多,從而而使含水量增增多,土的體積積脹大,而失水水時(shí)就強(qiáng)強(qiáng)烈收縮縮。(二)裂裂隙性:裂隙的形形成與其其成土過程程、脹縮效應(yīng)應(yīng)、風(fēng)化作用用等許多因因素有關(guān)關(guān)。(三)超超固結(jié)性性:膨脹土在在其形成成的地質(zhì)質(zhì)歷史過過程中,土體曾曾受過比比現(xiàn)在自自重應(yīng)力力更大的的上覆荷載載,呈超固結(jié)結(jié)狀態(tài),因此深深層的原原狀土具具有較高的初初始強(qiáng)度度。由于先先期固結(jié)結(jié)壓力的的作用,使膨脹脹土在開開挖后,由于已已形成的的應(yīng)力平衡衡被破壞壞,常會出出現(xiàn)土體體松脹。。膨脹土的的路基病病害1.溜坍。路基邊邊坡上局局部表層層土體,由于降降雨下滲滲含水量量過大以以及土的的脹縮作作用,強(qiáng)強(qiáng)度降低低而溜坍坍。2.滑坡。和一般般滑坡相相同,斜斜坡土體體沿土中中軟弱面面滑動。。這一軟軟弱面多多為裂隙隙面、層層面或其其他結(jié)構(gòu)構(gòu)面。由由于土體體存在滑滑動趨勢勢,當(dāng)失失去前部部支撐,便產(chǎn)生生滑動。。膨脹土土地段的的滑坡,滑動面面土體含含水量較較大、強(qiáng)強(qiáng)度低,有時(shí)雖雖然土體體邊坡已已經(jīng)放緩緩,但仍仍易產(chǎn)生生滑動。。3.坍滑。路基邊邊坡坍滑滑是膨脹脹土地段段的路塹塹、路堤堤邊坡經(jīng)經(jīng)常發(fā)生生的一種種變形現(xiàn)現(xiàn)象。不不少地段段坍滑體體厚度不不大,在在邊坡上上不斷擴(kuò)擴(kuò)展。4.路堤和基基底的不不均勻沉沉降及變變形。由于膨膨脹土的的土質(zhì)條條件和工工程特性性,使其其在列車荷載載和水的影響下下,經(jīng)常常產(chǎn)生不不均勻沉沉降和變變形。給給列車的的正常運(yùn)運(yùn)營帶來來極大的的危害。三、膨脹脹土的地地基處理理1）防水水措施2）換土土與改土土3）支擋擋措施：：設(shè)置護(hù)護(hù)坡、、抗滑樁樁加固、、重力力式擋土土墻三、鹽漬漬土地區(qū)區(qū)地表土層層1m內(nèi)