路基路面工程课件第4章特殊路基设计全解

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4.1 软土及泥沼路基
软土 ：以饱和软弱粘性土、淤泥和淤泥质土为主的地层， 有时夹有少量的腐泥或泥炭层。主要分布 ：沿海、沿湖、沿 河地段。 泥沼：是以泥炭沉积为主，夹有腐泥或淤泥沉积的低洼潮湿 地段。主要分布：大小兴安岭、长白山、三江平原及青藏高 原等地区。 特征：天然含水量高、空隙比大、压缩性高、强度低，在其 上修正路堤易产生沉降过大、路堤失稳等。
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4.2 山区路基
不良工程地质条件： A）地质构造和地震作用的影响明显； B）基岩起伏多变，地基软硬不均； C）填挖方造成地基软硬不均，高边坡路堑； D）土层在平面和空间上分布不均； E）地下水丰富。 1、滑坡地段路基
A）稳定性判断：红外线遥感技术
B）滑坡防治：地表排水、地下排水（排水渗沟）、减重、支挡工 程（挡墙、抗滑桩）
路基失稳—有效应力原理
路基整体失稳引起路面破坏
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3、软土路基处理原则
（1）控制工后沉降； （2）控制总沉降。 真空堆载预压控制工后沉降
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双向复合地基法 控制总沉降
减小侧向 滑移
减小总沉 降
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4.1.2 软土路基常用处理方法
1、控制工后沉降法——预压法
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4.5 盐渍土路基
距地表1m范围内易溶盐含量超过0.3%时的土称为盐渍土。 病害特征：溶陷性、盐胀性、腐蚀性、渗透变形等。 了解分布范围和预防易发病害的的主要措施。
4.6 风沙地区路基
1、病害特征：沙埋——风速减慢，落沙堆积；沙丘移动； 风蚀——风沙冲击，侵蚀路基； 2、设计原则： a）选线时尽量避开严重的流沙地段； b）道路走向尽可能与主导风向大致平行； c）选择合理的断面型式和适当的路基高度。 3、路基处理： a）治沙、防沙； b）路基防护；
2、崩塌地段路基（崩塌事故）
3、泥石流地区路基（避开） 介绍实际工程中 4、岩溶地区路基（避开）
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顶板较厚情况 顶板较薄情况 溶洞较小情况
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溶洞的处理办法
4.3 膨胀土路基
“橡皮土”——易被误认为较好的黏性土！！
膨胀土：亲水矿物含量高，具有较强的吸水膨胀、失水收缩的可 逆变形能力，属于高塑性粘性土。 分布：云、贵、川、粤、桂、鄂、豫、皖、冀、鲁、陕等地。 1、膨胀土路基的变形量可根据土的天然含水量分三种情况计算 （分层总和法）： A）当离地表1.0m处路基土含水量w<0.8wp时，按膨胀变形计算； B）当w>1.2wp时或直接受高温影响时，按收缩变形计算； C）当w=(0.8-1.2)wp时，按膨胀和收缩总量计算； 2、膨胀土路基设计应采取的措施： A）选择合理的路基断面； B）做好路基排水、防水、保湿措施； C）进行路基土的加固和改良（石灰桩、水泥桩、碎石桩）。
（3）变形特点：流变性显著，沉降稳定所需时间长，总沉降 和工后沉降大。
上海“莲花河畔景苑”
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2、软土路基破坏特征
（1）沉降或不均匀沉降过大引 起路面开裂甚至损坏；
（2）荷载过大引起路堤整体、 局部失稳； （3）施工加载速度过快，软土 中超静孔隙水压力来不及消散， 导致路堤侧向滑移。
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4.4 黄土路基
1、结构特点：多孔隙，节理发育，具有较强的崩解性，吸 水膨胀失水收缩，各向异性。 2、主要病害： A）路基湿陷引起路基、路面、桥涵、挡墙等发生沉陷、变 形或开裂； B）路堑边坡发生剥落、冲刷、滑坍、崩坍、流泥； C）土质疏松、节理发育的路基土被水冲蚀或溶蚀形成暗河、 土洞和暗穴。 3、黄土路基的加固措施 A）消除和减轻黄土的湿陷性； B）陷穴的处理； C）路基排水，路基防护。
路基路面工程
第 4章 特殊路基设计
本章内容
本章主要介绍几种特殊路基的工程特征、自然病害、设计 方法和处治措施。 学习要求：了解特殊土路基的类型、特点和常见病害；熟 悉特殊土路基设计和施工中的处理措施。 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 软土与泥沼路基 山区路基 膨胀土路基 黄土路基 盐渍土路基 风沙地区路基
超静孔隙水压力
1. 超静孔压小于填土荷载 2. CASE 2 超静孔压小于CASE 1 3. 最大超静孔压位于路堤底面处
1、超静孔压分布规律
一次性加载完毕， CASE 1－超静孔压 沿地基深度递减。
分步加载完毕， CASE 2 －超静孔压 沿地基深度递减。
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一次性加载完毕 CASE 3
软土路基为 何会失稳？
预压法核心： 固结度与时间关系：
s = s + Du
Ut = f (t )
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'
固结度与沉降关系： U = s(t ) / s(? ) t
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（1）预压法的原理和方法
1、利用砂井（塑料排水板）和砂垫层缩短排水距离
s = s ' + Du
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2、减小超静孔隙水压力，提高有效应力 3、增大工期沉降，控制工后沉降
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4.1.1 软土路基基本特性
软土：以饱和软弱粘性土、淤泥和淤泥质土为主的地层，有时夹 有少量的腐泥或泥炭层。 主要分布：沿海、沿湖、沿河地段。
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1、软土路基特点
（1）物理特点：天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水 性差；
（2）力学特点：抗剪强度低、路基易失稳等。
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（2）预压法施工方法
1、设置砂垫层和竖向排水板 2、设置水平排水系统
3、排水系统连接
4、铺设真空膜
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5、抽真空、路堤堆载
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2、控制总沉降法——双向复合地基法
高速公路 高速铁路
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12.0
12.0
加筋材料
60.0
分析模型与加载方案
6.0
路堤填土
软土地基
30.0
桩墙
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加载方案一
计算模型（1）
12.0 12.0
加筋材料
填土高度 (m)
5 4
2 1 0 10
6.0
路堤填土
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加 载 方 案 二
60.0
3
软土地基
30 40 50 加载时间 (d)
60
70
80
30.0
桩墙
加载方案
计算模型（2）
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CASE 3-加载完毕固结1534d
一源自文库性 加载方案
CASE 4-加载完毕固结1231d
桩端未穿透软土层
分步加载 方案
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4.1.3 泥沼路基
1、泥沼类型 按有机质含量：高有机质土（50％）、泥炭质土； 按分解程度：泥炭、腐泥； 按厚度：浅泥沼、中等泥沼、深泥沼； 按成因：低地泥沼、高地泥沼、过渡泥沼； 2、工程特征 主要取决于泥炭类土的矿物成分和分解程度。分解程度越 高，粘土矿物含量越大，则压缩性越小，透水性越差。 3、泥沼路基的处治 类似于软土路基，预压法、复合地基法。
分步加载完毕 CASE 4
1. CASE 3 超静孔压接近填土荷载 2. CASE 4 超静孔压小于CASE 3 3. 最大超静孔压位于桩端附近
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CASE 1-加载完毕固结755d
一次性 加载方案
CASE 2-加载完毕固结709d
桩端穿透软土层
分步加载 方案
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