特殊路基是位于特殊土(岩)地段、不良地质地段及受水、气候等自然因素影响强烈,需要进行特殊设计的路基。
一、特殊路基种类
1、软土
天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。
泛指软黏土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土、泥炭等软弱土。
2、湿陷性黄土
在自重或一定压力下受水浸湿后,土体结构迅速破坏,并产生显著下沉现象的黄土。
3、红黏土
碳酸盐类岩石在温湿气候条件下经风化后形成的褐红色粉质土或粘质土。
4、高液限土
含水量高、容重轻、稳定性差、强度低,液限大于50%的细粒土。
5、膨胀土
亦称“胀缩性土”。浸水后体积剧烈膨胀,失水后体积显著收缩的黏性土。
含亲水性矿物并具有明显的吸水膨胀与失水收缩特性的高塑性黏土。
6、盐渍土
盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称。
易溶盐含量大于规定值得土。
7、多年冻土
冻结状态连续两年或两年以上的温度低于0℃且含冰的土(岩)
8、季节冻土
随季节冻结和融化的土。
9、滑坡
斜坡上的岩体或土体在自然或人为因素的影响下沿带或面滑动的地质现象。
10、崩塌
高陡斜坡上岩体或土体在重力作用下坍塌、倾倒或坠落的地质现象
11、泥石流
挟带大量泥沙、石块的间歇性洪流
12、岩溶
可溶性岩层被水长期溶蚀而形成的各种地质现象和形态
13、采空区
地下固体矿床开采后的空间及其围岩失稳而产生位移、开裂、破碎垮落,直到上覆岩层整体下沉、弯曲所引起的地表变形和破坏的地区或范围,统称为采空区。
二、软土路基处理方式
路基处理方式以软土路基处理为主要解决对象,根据不同处理方式进行分析
1、地基浅层处理
地基浅层路基处理适用于浅部薄层(厚度小于3~5m)的软土路基处理。
包括换填处理、设置排水垫层、路堤加筋、设置反压护道和轻质材料路堤。
(1)路堤底部宜设置排水垫层,厚度宜为0.5m,宽度为路堤底宽且两侧各外加0.5~1.0m,当垫层兼有排淤作用时,厚度可适当加大
(2)对浅层厚度小的软土路基,可采用砂、砂砾、碎石等粒状材料进行换填处理
(3)路堤可采用粉煤灰(很少利用)、土工泡沫塑料(泡沫聚苯乙烯EPS)、泡沫轻质土等轻质材料填筑
(4)路堤加筋应采用强度高、变形小、耐老化的土工合成材料作路堤的加筋材料,设置的土工布、土工格栅、钢塑土工格栅层数不宜超过3层。
(5)反压护道可在路堤的一侧或两侧设置
2、排水固结法
排水固结法是软土路基处理中常用的措施。
(1)可采用砂垫层预压、袋装砂井或塑料排水板预压、真空预压或真空联合堆载预压
(2)竖向排水体可选用袋装砂井、塑料排水板或其他材料,宜等边三角形布置,预压期不宜小于6个月
(3)预压期和预压高度应根据要求工后沉降量或地基固结度确定
(4)真空联合堆载预压可用于高填方路段和桥头路段的软土路基处理。
真空预压时,应在地基中设置砂井或塑料排水板等竖向排水体,并设置砂垫层和垫层中的排水管。
3、粒料桩处理
(1)振冲粒料桩可用于加固十字扳抗剪强度大于15kPa的地基土;
沉管桩粒料桩可用于加固十字扳抗剪强度大于20kPa的地基土;
(2)粒料桩可采用砂、砂砾、碎石等材料
(3)粒料桩直径、桩长及间距应经稳定验算和沉降验算确定,相邻桩净距不应大于4倍桩径
4、加固土桩处理
(1)深层拌和法可用于加固十字扳抗剪强度不小于10kPa的软土路基;
采用粉喷桩法时,深度不宜超过12m,
采用浆喷法时,深度不宜超过20m
(2)加固土桩直径、桩长及间距应经稳定验算并满足工后沉降要求,相邻桩净距不应大于4倍桩径
5、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)
(1)CFG桩可用于加固十字扳抗剪强度不小于20kPa的软土路基
(2)CFG桩粗集料可采用碎石或砾石,
泵送混合料砾石最大粒径不宜大于25mm,碎石最大粒径不宜大于20mm;
振动沉管灌注混合料粗集料最大粒径不宜大于50mm,
水泥宜采用32.5级普通硅酸盐水泥
(3)CFG桩直径、桩长及间距应根据设计对承载力和变形要求、地质条件、设备能力等确定,
最大桩长不宜大于30m,桩距宜取4~5倍桩径
(4)CFG桩垫层厚度宜取0.3~0.5m,当桩径大或桩距大时,垫层厚度宜取高值,垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂砾或碎石等。
6、强夯与强夯置换
(1)饱和粉土、夹有粉砂的饱和软黏土地基或在坑夯中回填片块石、碎砾石、卵石等粒料进行置换处理时,应采用强夯法处理。
(2)强夯点的夯击次数,应按现场试夯得到的夯击点数和夯沉量关系曲线确定,累计夯沉量宜为设计桩长的1.5~2.0倍
(3)夯点可采用正方形或等边三角形布置,间距宜为5~7m
(4)置换桩顶应铺设垫层,厚度不应小于0.5m,垫层材料可与桩体材料相同,粒径不宜大于100mm
7、刚性桩复合地基
刚性桩主要包括预应力混凝土薄壁管桩(PTC)、预应力高强混凝土管桩(PHC)、预制混凝土方桩、钻孔灌注桩、现浇薄壁筒桩等。
管桩为工厂预制桩,桩外径一般采用300-500mm,壁厚60-100mm,桩长标准化定制。
(1)刚性桩可用于深厚软土地基上荷载较大、变形要求较严格的高路堤段、桥头或通道与路堤衔接段,以及拓宽路堤段
(2)刚性桩桩顶宜设桩帽,并铺设柔性土工合成材料加筋体垫层
(3)刚性桩平面布置可采用正方形或正三角形排列,直径、桩长、间距应经稳定、沉降验算后确定,桩间距不宜大于5倍桩径
(4)桩帽平面尺寸宜为1.0~1.5m,厚度宜为0.3~0.4m