第十四讲 特殊土地区的路基施工一、特殊土概念二、各种特殊土的特性三、软土和泥沼地区四、膨胀土地区五、盐渍土地区六、多年冻土地区 所谓特殊土是指具有特殊成分、结构、状态，特殊成分、结构、状态，形成特殊工程性质形成特殊工程性质的土类一、特殊土概念软土：抗剪强度低、压缩性高膨胀土：干缩湿胀，强度因湿胀而下降特殊土 冻土：冻胀融沉盐渍土：含盐量越多，溶蚀作用越强，对路堤密实度 的影响也越大二、各种特殊土的特性1软土和泥沼定义地基中常见的软土，一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土习惯上常把淤泥、淤泥质土、软黏性土总称为软土，而把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土总称为泥沼三、软土和泥沼地区主要分布：在沿海平原，但山间盆地亦有分布软土地区：指孔隙比大、含水量高、强度低的饱和粘性土地区2 软土地区路基临界高度 概念：概念：在天然的软土地基上，以最快速度进行填筑施工，修筑一般路堤所能达到的最大高度软土上可修筑低路堤，但填筑高路堤超过临界高度时，会发生路基基底滑动原因：原因：填土荷填土荷载载安全因安全因素素时间时间时间时间显然只是在填筑至设计高度的瞬间，稳定性是最低的随着软土在荷载下的固结压密，稳定性又逐渐增高。
因此稳定系数的最低限可以采用1.15填土荷填土荷载载安全因安全因素素时间时间时间时间对应为临界高度路堤高路堤高度度时间时间临界高度重要性：重要性：临界高度是软土地基是否需要作特殊加固处理的界限，也是控制线路纵断面设计的重要依据临界高度的大小，取决于地层的成层情况以及地层和填土的物理力学性质等软土路堤的临界高度临界高度在以地基稳定为要求时，可分为填筑临界高度和设计临界高度，前者按地基上仅受堤身快速施工中形成的荷载得出在路堤竣工后需立即铺轨并通行工程列车时，则软土地基应在能承受快速施工中形成的堤身荷载外，还应加上列车和轨道荷载，由此而得出的路堤临界高度即为设计临界高度由于软土路堤在竣工后常需立即铺轨和行驶工程列车，所以，线路纵断面设计中常取设计临界高度设计临界高度和填筑临界高度的高差由列车与轨道荷载形成，其值约在2m左右因此，为使计算简便起见，临界高度计算常按填筑临界高度形式进行，而后将计算值减去23m为设计临界高度为使筑成后的路堤沉降量小，在定临界高度时应视可能取低值临界高度的大小取决于软土的性质和成层情况，软土表层硬壳的厚度与性质、填料的情况等等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，必须进行路堤和地基加固处理。
软土地基路堤的加固技术大致分为以下几类：3 软土地基加固1 1）改变路堤的结构型式）改变路堤的结构型式 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反压护道是一种行之有效的方法，施工亦简易，但占地面积多，土方量大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铺设土工合成材料 它是在路堤底部铺设一层或多层土工合成材料，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 2）人工地基）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换土 它是以人工、机械或爆破方法将软土挖除，换填强度较高的粘性土或砂、砾石、碎石等渗水材料适用性适用性：适用于软土层较薄（厚度小于3.0）、无硬土覆盖的情况和易于排水施工等情况。
换土是软土地基处理最彻底的一种方法抛石挤淤适用于湖、塘、河流等积水洼地，水量大且不易排于，无硬壳，软土易挤开，片石能沉达底部者挤密砂桩 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，沉降也相应减小适用性：适用于对沉降要求较严的工程加固机理：挤密土层 碎石桩 碎石桩的桩身由碎石充填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35加固机理：置换土层 生石灰桩 它是用25cm的生石灰块填入软土孔眼中，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生石灰桩的作用主要是土的挤密而不是桩的承载作用粉体喷射搅拌法 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1015m旋喷桩旋喷法旋喷法(又称高压喷又称高压喷射注浆法射注浆法)是在静压化学是在静压化学或水泥注浆法的基础上采或水泥注浆法的基础上采用高压水射流切割技术而用高压水射流切割技术而发展起来的一种地基处理发展起来的一种地基处理方法其适应范围很广，从其适应范围很广，从淤泥质土、粘性土、砂土淤泥质土、粘性土、砂土直至砂砾土直至砂砾土(粒径粒径d0.5的土层称为盐渍土盐渍土含盐量以烘干土样中含盐量表示之五、盐渍土地区压实性土中含盐量增大，干密度减少，最佳含水量的水份降低含盐量5时须加强辗压才能达到标准密度膨胀性氯盐渍土无松胀现象而硫酸盐和碳酸盐则有力学性质土中含有盐分，粘聚力和摩擦角都变小腐蚀性线路经过盐渍土地区，宜选地势较高，含盐量较少、排水条件较好的地方以路堤通过2 工程性质 控制填料的含盐量和压实密度 控制路基最小高度（一般情况下路堤最小高度不应小于1.5m加固地基：一般采用挤密砂桩法以加固地层隔断毛细水 防止溶蚀 加强排水3 处理措施六、多年冻土地区 1 概念 在高纬度和高海拔地区，气候严寒，地面以下一定深度的地温，经常保持在0以下，含冰的土持续三年或三年以上不融化，称为多年冻土多年冻土。
正常的涵洞冻融后的涵洞2 冻土的工程性质 冻土冻害的形式只有冻胀和融沉，但其影响因素却比较复杂，可归结为温、土、水、力四个因素温度 温度的变化直接影响土的冻融变化天然的多年冻土顶面，常常覆盖着一层季节融冻土层季节融冻土层，这层土的地温，随季节而变化，暖季融化，寒季冻结，循环不已，但它能保持多年冻土层的顶面经常处于负温状态，使其有一个较稳定的上限，所以这个季节融冻层是天然的保温层如果破坏了它，或在上面加土覆盖，都将引起多年冻土的上限温度升高或降低在路基施工中，总要改变这季节融冻层的状态，融冻层改变后，常以人工保温层来恢复原有的温度，防止可能产生的冻害土 土和水是决定冻土的工程性质的内因，是起决定作用的要素土的颗粒大小，矿物成分和化学成分，直接关系到冻害的轻重，尤其是土的颗粒大小影响最大粗颗粒土叫做非冻胀性土，其排水性好，不产生冻胀或融沉；细颗粒的粘性土叫做冻胀性土，其排水性差，毛细水作用引起的水分迁移强烈，最易聚冰，冻胀和融沉都严重水 是指冻土中含水量多少，冻土中无水就没有冻胀和融沉问题含水量大，土中冰就多，冻害亦严重力 力的因素主要为外荷的大小冻土本身很像坚硬的岩石，承载力是很大的，问题在于季节融冻层，冻胀时要求外荷大于冻胀力，才能使冻胀病害不致发生。
如将建筑物基础埋在多年冻土内，建筑物基础周边与冻土中的冰胶结在一起，还能产生冻结力，可以抵消一部分冻胀力故建筑物的稳定性计算可以考虑这个有利因素基础冻胀稳定性计算（如果1 2+p，则建筑物安全路堤的滑坍 在路基工程中破坏了多年冻土的热平衡条件后，常用人工建筑材料保持多年冻土的冻结，叫做保温法保温法在多年冻土地区的边缘，若多年冻土层不厚，温度高而不稳定，则挖除冻土，使路基坐落在可靠的基底上，叫做破坏冻土法破坏冻土法3 破坏冻土法和保温法多年冻土地区挡土墙示意图。