路基路面工程課件第4章特殊路基設計

第4章特殊路基設計路基路面工程5/18/20231本章主要介紹幾種特殊路基的工程特征、自然病害、設計方法和處治措施。學習要求：了解特殊土路基的類型、特點和常見病害；熟悉特殊土路基設計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風沙地區(qū)路基本章內容5/18/20232

軟土：以飽和軟弱粘性土、淤泥和淤泥質土為主的地層，有時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、強度低，在其上修正路堤易產生沉降過大、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、淤泥和淤泥質土為主的地層，有時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（1）物理特點：天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、透水性差；（2）力學特點：抗剪強度低、路基易失穩(wěn)等。（3）變形特點：流變性顯著，沉降穩(wěn)定所需時間長，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，導致路堤側向滑移。路基整體失穩(wěn)引起路面破壞路基失穩(wěn)—有效應力原理5/18/202363、軟土路基處理原則（1）控制工后沉降；（2）控制總沉降。真空堆載預壓控制工后沉降5/18/20237雙向復合地基法控制總沉降減小總沉降減小側向滑移5/18/202384.1.2軟土路基常用處理方法1、控制工后沉降法——預壓法預壓法核心：固結度與時間關系：固結度與沉降關系：軟土路基為何會失穩(wěn)？5/18/20239（1）預壓法的原理和方法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，提高有效應力3、增大工期沉降，控制工后沉降5/18/202310（2）預壓法施工方法1、設置砂墊層和豎向排水板2、設置水平排水系統(tǒng)3、排水系統(tǒng)連接4、鋪設真空膜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——雙向復合地基法5/18/2023135/18/202314分析模型與加載方案計算模型（1）計算模型（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755dCASE2-加載完畢固結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1534dCASE4-加載完畢固結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、泥沼類型按有機質含量：高有機質土（50％）、泥炭質土；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，預壓法、復合地基法。5/18/2023204.2山區(qū)路基不良工程地質條件：A）地質構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算（分層總和法）：A）當離地表1.0m處路基土含水量w<0.8wp時，按膨脹變形計算；B）當w>1.2wp時或直接受高溫影響時，按收縮變形計算；C）當w=(0.8-1.2)wp時，按膨脹和收縮總量計算；2、膨脹土路基設計應采取的措施：A）選擇合理的路基斷面；B）做好路基排水、防水、保濕措施；C）進行路基土的加固和改良（石灰樁、水泥樁、碎石樁）。“橡皮土”——易被誤認為較好的黏性土??！5/18/2023224.4黃土路基1、結構特點：多孔隙，節(jié)理發(fā)育，具有較強的崩解性，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。5/18/2023234.5鹽漬土路基距地表1m范圍內易溶鹽含量超過0.3%時的土稱為鹽漬土。病害特征：溶陷性、鹽脹性、腐蝕性、滲透變形等。了解分布范圍和預防易發(fā)病害的的主要措施。4.6風沙地區(qū)路基1、病害特征：沙埋——風速減慢，落沙堆積；沙丘移動；風蝕——風沙沖擊，侵蝕路