《公路工程施工 教学课件 ppt 作者 朱峰 主编 公路工程施工 第三章(2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公路工程施工 教学课件 ppt 作者 朱峰 主编 公路工程施工 第三章(2)（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3.5 特殊路基施工,特殊路基施工主要包括软土、多年冻土、滑坡、泥石流、黄土和盐渍土等地区（或地段）的路基施工。,3.5.1 软土地区路基施工,1.软土的分类 （1）以孔隙比、有机质含量为主，结合其它指标，软土可划分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土和泥炭五种类型。 习惯上把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土；而把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土总称为泥沼。,3.5 特殊路基施工,（2）按其成因，软土可划分为海洋沿岸沉积和内陆湖沉积两大类。 （3）按其沉积环境和特征，软土可划分为泻湖相沉积、溺谷相沉积、滨海相沉积、三角洲相沉积、湖相沉积、河漫滩相沉积、丘陵谷地相沉积七种。,3.5 特殊路基施工
2、,2.软土的特点 （1）天然含水量高，孔隙比大 （2）透水性差 （3）压缩性高 （4）粘聚力小 （5）具有触变性 （6）抗剪强度低。,3.5 特殊路基施工,3.软土地基的加固措施及其施工,（1）塑料排水板法 塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道，改善了地基的排水条件、缩短了排水途径。,3.5 特殊路基施工,（2）砂井 是利用打桩机具击入钢管，或利用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼，再向孔中灌入中、粗砂，形成砂柱的加固形式。,1）砂井的特点 在软弱地基层中，设置砂井作为竖向排水体，在堆土加载的情况下，使土体中的水沿竖向排水体排出，从而加速了土壤固结和地基沉
3、降，提高了地基的强度。,3.5 特殊路基施工,2）砂井施工的方法 主要有套管法、射水法和螺旋成孔法三种。,套管法砂井的施工过程,3.5 特殊路基施工,（3）袋装砂井 是普通砂井的发展与提高，为了既缩小砂井的直径，又能保证施工的顺利实施，利用透水性良好的网状织物制作的袋子（其直径一般为712cm），向袋中装满砂子，沉入井内的软土地基加固方法。 袋装砂井的施工方法根据装砂的顺序不同有两种： 一种方法是装有空袋（底部装有2030cm的砂）的导管，按设计的井位就位，然后灌砂。另一种方法是将灌好干砂的砂袋，在沉管前全部装入管中 。,3.5 特殊路基施工,袋装砂井（后装砂法）施工工艺流程图,3.5 特殊路
4、基施工,袋装砂井（先装砂法）施工现场,3.5 特殊路基施工,（4）排水砂垫层 这种方法只是在路堤底部的地面上铺设一层较薄的砂层。其作用是在软土顶面增加一个横向排水面，在填土过程中，荷载逐渐增加，促使软土地基排水固结，渗出的水就可以从砂垫层中排走。,（5）土工织物 土工织物大多是由丙纶（聚丙烯）、涤纶（聚脂）、玻璃纤维为主要材料加工而成的。 土工织物的作用是具有反滤、排水、隔离及加固补强等功能。,3.5 特殊路基施工,（6）预压 预压法简单易行，但是需要较长的固结时间。并且常常需要配合采用砂垫层、砂井等排水措施。 （7）挤密砂桩 是以冲击或振动的方法，强力将砂、石等材料挤入软土地基中，形成直径较
5、大的密实柱体，提高软土地基的整体抗剪强度，减少沉降的软土加固方法。 砂桩的直径一般为0.30.7m，对于软弱粘性土地基宜采用直径较大的砂桩。,3.5 特殊路基施工,（8）生石灰桩 在软弱的粘性土壤中可以掺入生石灰，形成石灰桩，利用生石灰吸收软土中的水分，在生成消石灰时，体积急剧膨胀，并散发出大量的热量，促使软土中的水分蒸发，同时还能发生火山灰反应，生成的硅酸钙和铝酸钙等水合物，在水及空气中逐渐硬化，与土颗粒粘结在一起，构成网状结构，改善土的物理力学性质，使得处治后的软土强度提高，地基沉降减小，从而增加了路基的稳定性。 生石灰桩的孔径多为2040cm，桩长多在12m以内，用打入或钻进的方法成孔，
6、再填入粒径为25cm的生石灰块。,3.5 特殊路基施工,（9）加固土桩 利用工程钻机，将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度，通过钻杆旋转，徐徐上升，并将预先配置好的浆液，以一定的压力从喷嘴喷出，冲击土体，使土和浆液搅拌成混合体，形成具有一定强度的人工复合地基。 加固土桩可以根据不同的施工对象、用途，调整灌入材料的用量、浓度，使加固土体满足工程需要的强度。所使用的固化材料主要有：水泥、生石灰、粉煤灰等。,3.5 特殊路基施工,1）施工方法与施工工艺。加固土桩的施工可分为粉喷法（干法）和深层搅拌法（湿法）两种。,深层搅拌施工工艺流程图,粉喷法加固桩施工,3.5 特殊路基施工,（10）换土 采用人工或
7、机械挖除路堤下的全部软土，换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。该法工作量大，却从根本上改善了地基，处理效果较好。 1）人工或机械开挖、换土法 2）抛石挤淤法 3）爆破挤淤法,3.5 特殊路基施工,（11）反压护道 反压护道是运用力学平衡来保持路基的稳定，在路堤的两侧填筑一定宽度和高度的护道，使得路堤下的软土层所承受的压力作用，因反压压力而适当减弱，因此而提高了地基的稳定性。 该法简单易行，但占地面积大、填料多，而且反压护道只解决了软土地基的稳定，却对沉降无益。反压护道宜与路堤同时施工，也可以在路堤施工完成、并经过一定的预压之后再施工。,3.5 特殊路基施工,3.5.2 多年冻
8、土地区路基施工,凡温度为负温或零温、并且含有冰的各种土被称为冻土，冻结状态持续三年以上的冻土层则称之为多年冻土。在多年冻土地区，地表以下的一定深度范围内，每年夏季熔化，冬季冻结，该层称为季节冻融层，同时这一深度被称作季节冻融层底板或多年冻土上限。在该深度以下一定厚度的土则终年处于冻结状态，即所谓的多年冻土层。,3.5 特殊路基施工,1.多年冻土的分类 按含冰量的不同，多年冻土可分为少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层五种类型。 2.多年冻土地区公路路基的主要病害 多年冻土地区的不良地质现象主要有冰丘、冰锥、地下冰和冻土沼泽等，将对公路工程建设产生极为不良的影响。,3.5 特殊路基施
9、工,多年冻土地区公路路基的病害主要有： （1）融沉 （2）冻胀 （3）冰害 3. 多年冻土地区公路路基施工要点 （1）施工前应查清沿线冻土的分布情况、类型、冻土的上下限、地下水，以及有无其它如热融（湖、塘）、冰丘、冰锥等不良地质情况。,3.5 特殊路基施工,（2）必须严格遵循保护冻土的原则进行施工，路基形式以路堤为宜，尽量避免零填或浅挖断面，使路基竣工后仍处于热学稳定状态。 （3）路基的排水与加固除满足水力和土力条件外，还应考虑由于施工因素所引起的热力变化，不能导致多年冻土层的上限下移。 （4）填方路基施工过程中，应采取措施保持路基及其周围的冻土处于冻结状态，根据设计要求和实际情况对基底采取换
10、填或设置毛细水隔断层等措施。需要取土时，宜设置集中取土场，取土位置宜在路堤坡脚500m以外。,3.5 特殊路基施工,（5）在地下水发育的挖方地段，路基边沟应采取防渗措施。刨冰冻土、含土冰层的路堑地段，可根据设计要求换填足够厚度的水稳性好的填料。 （6）处于冰锥、冰丘地段的路基施工，应按设计要求设置防、排水设施；冻胀较重的地段，应在其上游主流处做好地下渗沟，并将水引到一定距离外的地面积冰场。,3.5 特殊路基施工,3.5.3 盐渍土地区路基施工,盐渍土是指包括盐土和碱土在内，以及不同程度盐化和碱化土壤的统称。在公路工程中，按地表全层1m以内容易溶于水中的无机盐类（或称易溶盐类）含量平均达0.5%
11、以上的土壤，称为盐渍土。 盐渍土类型众多，一般多分布在较低洼的地区，而且常常与沼泽相伴而生。,3.5 特殊路基施工,1.盐渍土的分类 （1）盐渍土按含盐化学成分分类，可分为氯化物盐渍土、硫酸盐-氯化物盐渍土、氯化物-硫酸盐盐渍土、硫酸盐盐渍土和碳酸盐盐渍土等。 （2）盐渍土按盐渍化程度分类，可分为弱盐渍土、中盐渍土、强盐渍土和过盐渍土等。 2.盐渍土对路基的主要危害 （1）氯化物盐渍土容易使土壤过分湿化而影响路基的稳定性，造成湿陷、坍塌等病害。路基处于潮湿状态时，密度较小，翻浆现象比一般地区严重。,3.5 特殊路基施工,（2）硫酸盐盐渍土的盐胀作用主要发生在路基上部080cm范围内，越接近表层
12、，盐胀值越大。在昼夜温差大的地区，反复循环的盐胀作用容易造成边坡约0.3m厚度范围的土体疏松与剥落。由于硫酸盐遇水时容易溶解，当含盐量较大时，路基会出现湿陷、坍塌等病害。 （3）碳酸盐盐渍土遇水崩解的速度很快，当土中的碳酸盐含量大于0.5%时，遇水后碳酸盐即与土中的胶体颗粒分解，使路基土体产生膨胀，土体强度急剧降低。,3.5 特殊路基施工,3.盐渍土路基施工要点 （1）盐渍土路基宜在干旱季节施工，施工前应对填料的含盐量及其均匀性加强控制检测。 （2）当地表土不符合要求时，应将路基基底的土壤挖除，换填透水性较好的土。 （3）对于含水量超过液限的原地基土，应将基底以下1m范围内的土壤全部换填成透水
13、性材料；当含水量介于液限和塑限之间时，应换填100300mm厚的透水性材料；当含水量在塑限以下时，可直接填筑粘性土。 （4）盐渍土路堤应分层填筑、分层压实，每层松铺厚度不宜大于200mm。碾压时应严格控制含水量，含水量不宜大于最佳含水量+1%，不得在雨天施工。,3.5 特殊路基施工,（5）盐渍土路堤宜从基底处理开始，连续施工。在设置隔断层的路段，一次做到隔断层的顶部为宜。 （6）在施工季节的选择方面：地下水位高的粘性盐渍土地区，宜在夏季施工；砂性盐渍土地区，宜在春季和夏初施工；强盐渍土地区，宜在表层含盐量较低的春季施工。 （7）盐渍土路基施工中应合理设置排水设施，勿使路基及其附近存有积水。无论
14、是填筑粘性土或换填渗水性好的土，其压实度均应符合路基的压实度标准。,3.5 特殊路基施工,3.5.4 黄土地区路基施工,1.黄土的工程特性 （1）黄土的颗粒组成以粉土为主，含量可达50%以上；黄土的孔隙率较大，一般为35%60%。 （2）黄土的节理明显，以垂直节理为主，在干燥而固结的黄土层中比较发育，土层的上部较下部发达。 （3）黄土垂直方向渗水性强，由于黄土孔隙率大和垂直节理发育，所以垂直方向的渗水性要比水平方向大很多。,3.5 特殊路基施工,（4）黄土具有收缩、膨胀和崩解等性质。黄土遇水后膨胀，干燥后收缩，经过多次胀缩后，容易形成裂缝及剥落。新黄土浸水后崩解较快，而老黄土要滞后一些。 （5
15、）黄土的湿陷性。黄土可分为湿陷性黄土和非湿陷性黄土两大类，其湿陷性一般通过相对湿陷系数来区别，相对湿陷系数大于或等于0.02的黄土是湿陷性黄土，湿陷性黄土浸水后有较大的沉降量。,3.5 特殊路基施工,2.黄土地区路基施工要点 （1）黄土地区路基施工，应做好排水工作，注意防渗、防漏，雨季施工时要将地表水迅速引离路基。 （2）路床填料不得使用老黄土，填料中不得有大于100mm的土块。 （3）黄土路堤应分层填筑，分层压实，并应在最佳含水量时进行碾压，达到路基压实度的标准与要求。 （4）路基边坡施工时应拍实，并及时进行防护，以防止地表水的冲刷。 （5）对路基范围内现有的陷穴、暗穴，可采用灌砂、灌浆、开
16、挖回填、导洞和竖井等措施进行填充与封堵。,3.5 特殊路基施工,3.5.5 泥石流地区路基施工,泥石流是在山区沟谷中，由暴雨或冰雪融水等水源激发的，含有大量的泥砂和石块的特殊洪流。 泥石流是一种灾害性的地质现象，其特征是泥石流通常爆发突然，来势凶猛，可携带巨大的石块，并以高速前进，具有极强的破坏性。,3.5 特殊路基施工,1.泥石流分类 泥石流按其物质成分可分为泥石流、泥流和水石流三大类。 2.泥石流对公路的危害 泥石流即可直接埋没公路设施和路上车辆及行人，摧毁路基、桥涵等构造物，还能通过汇入河道，引起河道变迁，而间接毁坏公路及其它构筑物，甚至迫使道路改线等，给公路工程建设和运输造成巨大的损失。,3.5 特殊路基施工,3.泥石流地区路基施工要点 （1）施工前，应结合设计详细调查泥石流的成因、规模、特征、活动规律、危害程度等相关情况，核实泥石流的形成区、流动区和堆积区，确定适宜的施工方案。 （2）在泥石流地区路基施工的全过程中，应设置专职的巡查人员，监测泥石流的动态，遇有异常情况应及时处理，确保施工安全。 （3）当采用桥梁形式跨越泥石流地段时，应按设计要求合理采取防护与
