特殊路基是位於特殊土(巖)地段、不良地質地段及受水、氣候等自然因素影響強烈,需要進行特殊設計的路基。
一、特殊路基種類
1、軟土
天然含水率高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。
泛指軟黏土、淤泥質土、淤泥、泥炭質土、泥炭等軟弱土。
2、溼陷性黃土
在自重或一定壓力下受水浸溼後,土體結構迅速破壞,並產生顯著下沉現象的黃土。
3、紅黏土
碳酸鹽類巖石在溫溼氣候條件下經風化後形成的褐紅色粉質土或粘質土。
4、高液限土
含水量高、容重輕、穩定性差、強度低,液限大於50%的細粒土。
5、膨脹土
亦稱「脹縮性土」。浸水後體積劇烈膨脹,失水後體積顯著收縮的黏性土。
含親水性礦物並具有明顯的吸水膨脹與失水收縮特性的高塑性黏土。
6、鹽漬土
鹽土和鹼土以及各種鹽化、鹼化土壤的總稱。
易溶鹽含量大於規定值得土。
7、多年凍土
凍結狀態連續兩年或兩年以上的溫度低於0℃且含冰的土(巖)
8、季節凍土
隨季節凍結和融化的土。
9、滑坡
斜坡上的巖體或土體在自然或人為因素的影響下沿帶或面滑動的地質現象。
10、崩塌
高陡斜坡上巖體或土體在重力作用下坍塌、傾倒或墜落的地質現象
11、泥石流
挾帶大量泥沙、石塊的間歇性洪流
12、巖溶
可溶性巖層被水長期溶蝕而形成的各種地質現象和形態
13、採空區
地下固體礦床開採後的空間及其圍巖失穩而產生位移、開裂、破碎垮落,直到上覆巖層整體下沉、彎曲所引起的地表變形和破壞的地區或範圍,統稱為採空區。
二、軟土路基處理方式
路基處理方式以軟土路基處理為主要解決對象,根據不同處理方式進行分析
1、地基淺層處理
地基淺層路基處理適用於淺部薄層(厚度小於3~5m)的軟土路基處理。
包括換填處理、設置排水墊層、路堤加筋、設置反壓護道和輕質材料路堤。
(1)路堤底部宜設置排水墊層,厚度宜為0.5m,寬度為路堤底寬且兩側各外加0.5~1.0m,當墊層兼有排淤作用時,厚度可適當加大
(2)對淺層厚度小的軟土路基,可採用砂、砂礫、碎石等粒狀材料進行換填處理
(3)路堤可採用粉煤灰(很少利用)、土工泡沫塑料(泡沫聚苯乙烯EPS)、泡沫輕質土等輕質材料填築
(4)路堤加筋應採用強度高、變形小、耐老化的土工合成材料作路堤的加筋材料,設置的土工布、土工格柵、鋼塑土工格柵層數不宜超過3層。
(5)反壓護道可在路堤的一側或兩側設置
2、排水固結法
排水固結法是軟土路基處理中常用的措施。
(1)可採用砂墊層預壓、袋裝砂井或塑料排水板預壓、真空預壓或真空聯合堆載預壓
(2)豎向排水體可選用袋裝砂井、塑料排水板或其他材料,宜等邊三角形布置,預壓期不宜小於6個月
(3)預壓期和預壓高度應根據要求工後沉降量或地基固結度確定
(4)真空聯合堆載預壓可用於高填方路段和橋頭路段的軟土路基處理。
真空預壓時,應在地基中設置砂井或塑料排水板等豎向排水體,並設置砂墊層和墊層中的排水管。
3、粒料樁處理
(1)振衝粒料樁可用於加固十字扳抗剪強度大於15kPa的地基土;
沉管樁粒料樁可用於加固十字扳抗剪強度大於20kPa的地基土;
(2)粒料樁可採用砂、砂礫、碎石等材料
(3)粒料樁直徑、樁長及間距應經穩定驗算和沉降驗算確定,相鄰樁淨距不應大於4倍樁徑
4、加固土樁處理
(1)深層拌和法可用於加固十字扳抗剪強度不小於10kPa的軟土路基;
採用粉噴樁法時,深度不宜超過12m,
採用漿噴法時,深度不宜超過20m
(2)加固土樁直徑、樁長及間距應經穩定驗算並滿足工後沉降要求,相鄰樁淨距不應大於4倍樁徑
5、水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)
(1)CFG樁可用於加固十字扳抗剪強度不小於20kPa的軟土路基
(2)CFG樁粗集料可採用碎石或礫石,
泵送混合料礫石最大粒徑不宜大於25mm,碎石最大粒徑不宜大於20mm;
振動沉管灌注混合料粗集料最大粒徑不宜大於50mm,
水泥宜採用32.5級普通矽酸鹽水泥
(3)CFG樁直徑、樁長及間距應根據設計對承載力和變形要求、地質條件、設備能力等確定,
最大樁長不宜大於30m,樁距宜取4~5倍樁徑
(4)CFG樁墊層厚度宜取0.3~0.5m,當樁徑大或樁距大時,墊層厚度宜取高值,墊層材料宜用中砂、粗砂、級配砂礫或碎石等。
6、強夯與強夯置換
(1)飽和粉土、夾有粉砂的飽和軟黏土地基或在坑夯中回填片塊石、碎礫石、卵石等粒料進行置換處理時,應採用強夯法處理。
(2)強夯點的夯擊次數,應按現場試夯得到的夯擊點數和夯沉量關係曲線確定,累計夯沉量宜為設計樁長的1.5~2.0倍
(3)夯點可採用正方形或等邊三角形布置,間距宜為5~7m
(4)置換樁頂應鋪設墊層,厚度不應小於0.5m,墊層材料可與樁體材料相同,粒徑不宜大於100mm
7、剛性樁複合地基
剛性樁主要包括預應力混凝土薄壁管樁(PTC)、預應力高強混凝土管樁(PHC)、預製混凝土方樁、鑽孔灌注樁、現澆薄壁筒樁等。
管樁為工廠預製樁,樁外徑一般採用300-500mm,壁厚60-100mm,樁長標準化定製。
(1)剛性樁可用於深厚軟土地基上荷載較大、變形要求較嚴格的高路堤段、橋頭或通道與路堤銜接段,以及拓寬路堤段
(2)剛性樁樁頂宜設樁帽,並鋪設柔性土工合成材料加筋體墊層
(3)剛性樁平面布置可採用正方形或正三角形排列,直徑、樁長、間距應經穩定、沉降驗算後確定,樁間距不宜大於5倍樁徑
(4)樁帽平面尺寸宜為1.0~1.5m,厚度宜為0.3~0.4m