鐵路路基工程畢業(yè)論文（外文翻譯）

1、<p>　　2012 屆 土木工程 學(xué)院</p><p>　　專 業(yè) 土木工程 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p>

2、;<p>　　完成日期 2012年5月31日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　高速鐵路是鐵路現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，它具有快速、平穩(wěn)、無污染、安全舒適等優(yōu)點(diǎn)，是目前我國鐵路線路發(fā)展的主要方向。路基作為高速鐵路的基礎(chǔ)，它的堅(jiān)固平穩(wěn)與否，直接影響線路的運(yùn)行速度和安全性。然而，由于鐵路路基一直暴露在復(fù)雜的自然環(huán)境之中，受各種

3、不確定性因素影響較大，路基沉降和遭受破壞等病害在所難免。</p><p>　　本論文通過查閱相關(guān)資料，經(jīng)分析整理，對(duì)以下幾方面做了總結(jié)歸納。通過分析對(duì)路基沉降影響最為嚴(yán)重的特殊性質(zhì)土(濕陷性黃土、軟土、凍土和膨脹土)和水產(chǎn)生病害的機(jī)理，制定路基加固和防排水措施；路基邊坡不僅可以保證路基免受雨水風(fēng)沙的破壞，而且還能美化環(huán)境，本文對(duì)目前應(yīng)用比較成熟的邊坡防護(hù)技術(shù)作了介紹；通過分析路橋過渡段的特殊結(jié)構(gòu)，對(duì)目前常用的治理

4、措施作了介紹；最后，就高速鐵路路基檢測維修重點(diǎn)做了簡單介紹。</p><p>　　關(guān)鍵詞：高速鐵路 路基病害 路基檢測維修 路基沉降 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　High speed railway as the symbol of the modernization of railway

5、 which features of high speed, stability, non-pollution, safe and comfortable, etc. and it is the main development direction of the railway at present in China. Subgrade as the foundation of the high speed railway, its s

6、olidarity and stability have direct affect on operation speed and safety of line. However ,because the subgrade is always exposed in complex natural environment ,affecting by varies uncertainty factors, it is suffere<

7、/p><p>　　This paper, by consulting relevant information and with reference with analysis, make a summary of follow aspects: according to the analysis the special properties soil(collapsible loess, soft soil, fr

8、ozen and expansive soil ) and the mechanism of water disease which affected heavily. And take measures of subgrade reinforcement and the drainage; embankment slop is not only can prevent the subgrade from destruction of

9、sand and water, but also can beautify the environment. In this paper ,there is </p><p>　　Keywords: high-speed-railway subgrade disease subgrade settlement slope-protection</p><p><b>　

10、　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 高速鐵路概述1</p><p>　　1.2 高速鐵路路基2</p><p>　　1.2.1 概述2</p><p>　　1.2.2 常見病害3</p>

11、<p>　　1.2.3 論文內(nèi)容4</p><p>　　第2章 特殊性質(zhì)土壤處理5</p><p><b>　　2.1 概述5</b></p><p>　　2.2 濕陷性黃土路基處理技術(shù)5</p><p>　　2.2.1 濕陷性黃土的概念5</p><p>　　2.2

12、.2 濕陷性黃土的特征5</p><p>　　2.2.3 濕陷原因5</p><p>　　2.2.4 濕陷性黃土地基的處理5</p><p>　　2.3 凍土地區(qū)路基處理技術(shù)11</p><p>　　2.3.1 凍土的概念11</p><p>　　2.3.2 凍土區(qū)不良工程地質(zhì)現(xiàn)象12</

13、p><p>　　2.3.3 凍土地區(qū)路基的處理13</p><p>　　2.4 軟土地區(qū)路基處理技術(shù)17</p><p>　　2.4.1 軟土的概念17</p><p>　　2.4.2 軟土的成因類型及工程特性17</p><p>　　2.4.3 軟土路基的處理17</p><p&g

14、t;　　2.5 膨脹土地區(qū)路基處理技術(shù)24</p><p>　　2.5.1 膨脹土的概念24</p><p>　　2.5.2 膨脹土的工程特性24</p><p>　　2.5.3 膨脹土的路基的病害25</p><p>　　2.5.4 影響脹縮變形的主要因素26</p><p>　　2.5.5 膨

15、脹土地基處理27</p><p>　　第3章 路基排水與防護(hù)28</p><p>　　3.1 概況28</p><p>　　3.2 路基排水的目的及原則28</p><p>　　3.3 主要內(nèi)容29</p><p>　　3.3.1 路基地面排水29</p><p>　　3.3

16、.2 路基地下水的降低與排除32</p><p>　　第4章 路基邊坡的防護(hù)養(yǎng)護(hù)42</p><p>　　4.1 概述42</p><p>　　4.2 路基邊坡對(duì)降雨的防護(hù)42</p><p>　　4.2.1 問題分析42</p><p>　　4.2.2 防護(hù)措施43</p>&

17、lt;p>　　4.3 風(fēng)沙對(duì)鐵路路基邊坡的風(fēng)蝕以及對(duì)路基的沙埋49</p><p>　　4.3.1 工程防護(hù)措施50</p><p>　　4.3.2 植物防護(hù)措施53</p><p>　　4.3.3 沙區(qū)施工注意事項(xiàng)53</p><p>　　第5章 路橋過渡段常見問題探討54</p><p>

18、　　5.1 概述54</p><p>　　5.2 京滬高鐵施工實(shí)踐54</p><p>　　5.2.1 過渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)54</p><p>　　5.2.2 施工工藝及填筑參數(shù)的確定55</p><p>　　5.2.3 注意事項(xiàng)60</p><p>　　5.2.4 效果60</p

19、><p>　　5.3 高速鐵路路橋過渡段變形原因分析60</p><p>　　5.4 路橋過渡段的處理方法62</p><p>　　5.4.1 橋頭設(shè)搭板和枕梁62</p><p>　　5.4.2 粗粒級(jí)配料填筑63</p><p>　　5.4.3 加筋土路基結(jié)構(gòu)64</p><p&

20、gt;　　5.4.4 橋頭路面結(jié)構(gòu)的改進(jìn)65</p><p>　　5.5 過渡段處理注意事項(xiàng)66</p><p>　　5.6 結(jié)語66</p><p>　　第6章 高速鐵路檢修重點(diǎn)67</p><p>　　第7章 結(jié)束語68</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)69</b>&

21、lt;/p><p><b>　　致 謝70</b></p><p>　　附錄A 外文資料翻譯71</p><p>　　A.1 英文71</p><p>　　A.2 譯文82</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p&g

22、t;　　1.1 高速鐵路概述</p><p>　　高速鐵路，簡稱“高鐵”，是指通過改造原有線路(直線化、軌距標(biāo)準(zhǔn)化)，使?fàn)I運(yùn)速率達(dá)到每小時(shí)200公里以上，或者專門修建新的“高速新線”，使?fàn)I運(yùn)速率達(dá)到每小時(shí)250公里以上的鐵路系統(tǒng)。高速鐵路除了在列車在營運(yùn)達(dá)到一定速度標(biāo)準(zhǔn)外，車輛、路軌、操作都需要配合提升。高速鐵路的概念20世紀(jì)60年代以來，高速鐵路在世界發(fā)達(dá)國家崛起，鐵路發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。高速鐵路的蓬勃

23、興起，在世界范圍內(nèi)引發(fā)了一場深刻的交通發(fā)展變革。</p><p>　　近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國也開始重視提高旅客列車的速度。2002年秦沈客運(yùn)專線鐵路最高試驗(yàn)速度達(dá)到了321.5 km/h，2008年京津城際鐵路最高試驗(yàn)速度達(dá)到了394.3 km/h，2009年12月武廣鐵路客運(yùn)專線在兩車重聯(lián)情況下跑出了394.2 km/h的試驗(yàn)速度。2011年開通的京滬高鐵運(yùn)營速度為350k

24、m/h。京滬高速鐵路于2008年4月18日開工，從北京南站出發(fā)終止于上海虹橋站，總長度1318公里，總投資約2209億元。全線縱貫北京、天津、上海三大直轄市和河北、山東、安徽、江蘇四省。是新中國成立以來一次建設(shè)里程最長、投資最大、標(biāo)準(zhǔn)最高的高速鐵路。2011年6月30日正式開通運(yùn)營，北京到上海最快只需4時(shí)48分，實(shí)現(xiàn)千里京滬一日還。</p><p>　　圖 1-1 高速鐵路列車</p><p&

25、gt;　　圖1-2 我國2020年將建成的高速鐵路網(wǎng)</p><p>　　1.2 高速鐵路路基</p><p><b>　　1.2.1 概述</b></p><p>　　在高速鐵路快速發(fā)展的同時(shí)，一些問題也逐漸顯現(xiàn)出來。由于在輪軌接觸的鐵路技術(shù)中，隨著速度的提高，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施和移動(dòng)的車輛都提出了新的要求，主要可以歸結(jié)為兩個(gè)方面，一方面當(dāng)速度

26、超過250 km/h以后，空氣動(dòng)力特性發(fā)生顯著變化，因此對(duì)車輛結(jié)構(gòu)和鐵路基礎(chǔ)設(shè)施提出新的要求；另一方面由于高速運(yùn)行的列車需具備持久穩(wěn)定、高平順性及安全舒適的運(yùn)行條件，因此對(duì)軌下基礎(chǔ)提出新的要求。路基是軌道的基礎(chǔ)，也叫線路下部結(jié)構(gòu)。高速鐵路的出現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)鐵路的設(shè)計(jì)施工和養(yǎng)護(hù)維修提出了新的挑戰(zhàn)，在許多方面深化和改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和觀念。鐵路路基是鐵路工程的重要組成部分，是承受軌道和列車荷載的基礎(chǔ)。它的穩(wěn)定和安全將直接影響今后長期運(yùn)營的安全與

27、效益，而路基這種土工結(jié)構(gòu)物的工程性質(zhì)極為復(fù)雜，其強(qiáng)度與穩(wěn)定性受多種因素的影響與制約。對(duì)鐵路路基的沉降變形進(jìn)行控制，能夠明顯的提高鐵路路基的質(zhì)量，保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?。隨著國家鐵路第六次大提速的完成，鐵路運(yùn)輸對(duì)路基的抗沉降能力有了更高要求。因此加強(qiáng)對(duì)鐵路路基沉降變形和控制措施的研究，對(duì)保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，推?dòng)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的作用。</p><p>　　圖1-3 高速鐵路無砟軌道路基</p>&l

28、t;p>　　1.2.2 常見病害</p><p>　　高速鐵路路基常見病害有：路基沉降、邊坡?lián)p壞、雨水風(fēng)沙沖蝕、特殊地質(zhì)條件下的病害等。本文著重探討的是對(duì)行車影響最為關(guān)鍵的沉降問題，以及邊坡防護(hù)。</p><p>　　圖1-4 鐵路路基遭到破壞</p><p>　　1.2.3 論文內(nèi)容</p><p>　　本論文的主要內(nèi)容為影響鐵路

29、路基穩(wěn)定的因素：</p><p><b>　?、偻寥赖男再|(zhì)</b></p><p>　　鐵路的修建是一項(xiàng)規(guī)模龐大的工程，因此，在項(xiàng)目施工的過程中，勢必會(huì)遇到不同的地質(zhì)狀況以及性質(zhì)各異的土體類型。而土壤的性質(zhì)根據(jù)其類型的不同也有著明顯的差異.成為了影響鐵路路基沉降的首要因素。例如黃土地區(qū)，由于黃土具有較強(qiáng)的濕陷性，故而成為引發(fā)鐵路路基沉降變形的重要原因。同樣，在軟土地區(qū)

30、進(jìn)行鐵路鋪設(shè)時(shí)，也需要注意土體的性質(zhì)對(duì)鐵路路基的影響。由于均勻并且土質(zhì)良好的土壤，在沉降過程中沉降均勻，所以本文不作介紹，而主要介紹特殊性質(zhì)土壤的處理措施。這些將在第2章詳細(xì)介紹。</p><p><b>　?、谒值挠绊?lt;/b></p><p>　　水分對(duì)于鐵路路基的影響是不可小視的。在地質(zhì)巖性較強(qiáng)，土壤的排水能力較好的地帶，降水對(duì)鐵路路基的影響相對(duì)較小。但是當(dāng)鐵路

31、鋪設(shè)在土質(zhì)疏松或土壤濕陷性強(qiáng)的地區(qū)時(shí)，水分的多少會(huì)對(duì)鐵路路基的沉降起到重要的影響。如在土質(zhì)疏松的地區(qū)，強(qiáng)降水會(huì)不斷沖刷路基兩側(cè)的土壤，破壞路基填土的穩(wěn)定性，降低路基填土的抗剪強(qiáng)度。從而導(dǎo)致路基沉降變形現(xiàn)象的發(fā)生。而在土壤濕陷性較強(qiáng)的地區(qū)，降水不僅影響著路基填土的承載力，也會(huì)對(duì)土體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞最用，最終引起路基的沉降變形。這些將在第3章詳細(xì)介紹。</p><p>　　③影響邊坡的主要因素是降雨和風(fēng)沙侵蝕，邊坡的破

32、壞將直接影響路基的長期穩(wěn)定喝列車的正常運(yùn)營，所以應(yīng)足夠重視邊坡的防護(hù)，對(duì)于保護(hù)路基免受損壞、美化環(huán)境也有很大幫助，在第4章將著重介紹邊坡的防護(hù)。</p><p><b>　　④路橋過渡段的影響</b></p><p>　　路橋過渡段由于是兩種不同性質(zhì)的路基的突然變化，造成沉降不一致，會(huì)出現(xiàn)沉降差，影響旅客舒適性。具體介紹在第5章。</p><p&g

33、t;<b>　　⑤工程的質(zhì)量</b></p><p>　　鐵路項(xiàng)目的工程質(zhì)量是直接影響路基沉降量的重要因素。在施工的過程中，對(duì)路基的處理方式、填料的選擇、填筑的厚度、路基的壓實(shí)度以及自然沉降的時(shí)間，都對(duì)路基的工后沉降量起到了一定的決定作用。因此，在鐵路的設(shè)計(jì)施工中，要嚴(yán)格的對(duì)工程質(zhì)量加以控制，盡可能的減少路基的沉降量。</p><p>　　根據(jù)影響路基病害的因素，采取

34、相應(yīng)的措施，既能對(duì)病害發(fā)生前的預(yù)防提供指導(dǎo)，又能對(duì)病害發(fā)生后制定整治措施提供科學(xué)依據(jù)。</p><p>　　第2章 特殊性質(zhì)土壤處理</p><p><b>　　2.1 概述</b></p><p>　　普通土壤一般工程性質(zhì)良好，沉降均勻穩(wěn)定，受環(huán)境變化影響較小，對(duì)于此類土壤的處理措施已經(jīng)非常成熟，可參考資料也非常多，故不作介紹。特殊性質(zhì)的土

35、壤，工程性質(zhì)較差，常發(fā)生災(zāi)害，對(duì)行車安全和養(yǎng)護(hù)維修造成很大影響，本文將著重介紹幾種常見的影響較大分布廣泛的特殊性質(zhì)土。主要有：</p><p><b>　　(1)濕陷性黃土</b></p><p><b>　　(2)凍土</b></p><p><b>　　(3)軟土</b></p>&

36、lt;p><b>　　(4)膨脹土</b></p><p>　　2.2 濕陷性黃土路基處理技術(shù)</p><p>　　2.2.1 濕陷性黃土的概念</p><p>　　在上覆土層自重應(yīng)力作用下，或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下，因浸水后土的結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生顯著附加變形的土稱為濕陷性土</p><p>　　2.2.

37、2 濕陷性黃土的特征</p><p>　　在上覆土層自重應(yīng)力作用下，或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下，如遇到浸水情況，土體結(jié)構(gòu)將發(fā)生顯著變形，導(dǎo)致土體塌陷。有些雜填土也具有濕陷性。濕陷性黃土廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區(qū)。</p><p>　　2.2.3 濕陷原因</p><p>　　黃土的濕陷現(xiàn)象是一個(gè)復(fù)雜的地質(zhì)、物理、化學(xué)過程，對(duì)其濕陷的原因

38、和機(jī)理，國內(nèi)外學(xué)者有種種假說，如毛細(xì)管假說、溶鹽假說、膠體不足假說、水膜楔入假說、欠壓密理論和結(jié)構(gòu)學(xué)說等。</p><p>　　2.2.4 濕陷性黃土地基的處理</p><p>　　根據(jù)建筑物的重要性、地基濕陷類型、地基濕陷等級(jí)進(jìn)行地基設(shè)計(jì)。當(dāng)?shù)鼗目倽裣萘坎淮笥?cm時(shí)，各類建筑均可按非濕陷性地基設(shè)計(jì)；在非自重濕陷性地基上，當(dāng)?shù)鼗鶅?nèi)各土層的濕陷起始?jí)毫笥谄涓郊訅毫εc上覆土的飽和自重

39、壓力之和時(shí)，各類建筑也可按非濕陷性地基設(shè)計(jì)。地基設(shè)計(jì)包括承載力、濕陷變形、壓縮變形和穩(wěn)定性計(jì)算。進(jìn)行濕陷性黃土地基處理，在處理深度和處理范圍上區(qū)分：① 淺處理，即消除建筑物地基的部分濕陷量；②深基礎(chǔ)處理，即消除建筑物地基的全部濕陷量，這種方法包括采用樁基礎(chǔ)或深基礎(chǔ)穿透全部的濕陷性黃土層。</p><p>　　2.2.4.1 防水措施</p><p>　　以防止大氣降水、生產(chǎn)和生活用水以及

40、浸入地基，是濕陷性黃土地區(qū)建筑物設(shè)計(jì)中不可缺少的措施。如做好總體的平面和豎向設(shè)計(jì)，保證整個(gè)場地排水通暢，并做好防洪措施，保證水池類構(gòu)筑物或管道與建筑物的間距，符合防護(hù)距離的規(guī)定，確保管網(wǎng)和水池類構(gòu)筑物的工程質(zhì)量，防止漏水；對(duì)于屋面和房屋內(nèi)地面，應(yīng)有排除雨水和防水的措施：對(duì)經(jīng)常受水浸濕或可能積水的地面還應(yīng)按防水地面設(shè)計(jì)嚴(yán)防漏水，基坑施工階段需做好臨時(shí)性防水、排水工作。</p><p>　　2.2.4.2 結(jié)構(gòu)措施

41、</p><p>　　結(jié)構(gòu)措施的目的是為了減少結(jié)構(gòu)物的不均勻沉降，或使結(jié)構(gòu)物適應(yīng)地基的變形。當(dāng)?shù)鼗惶幚砘騼H消除地基的部分濕陷量時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑物類別，地基濕陷等級(jí)或地基處理后下部未處理濕陷性黃土層的濕陷起始?jí)毫χ祷蚴Ｓ酀裣萘恳约敖ㄖ锏牟痪鶆虺两?、傾斜和構(gòu)件等不利情況，采取下列結(jié)構(gòu)措施：</p><p>　　(1)選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系和基礎(chǔ)形式。</p><p&g

42、t;　　(2)墻體宜選用輕質(zhì)材料。</p><p>　　(3)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性與空間剛度。</p><p>　　(4)預(yù)留適應(yīng)沉降的凈空。</p><p>　　在上述兩種措施的基礎(chǔ)上，力求簡單的建筑平面布置、加強(qiáng)其整體結(jié)構(gòu)的剛度，在適當(dāng)位置布設(shè)沉降縫，減小不均勻沉降對(duì)建筑物的影響，使建筑物自身有調(diào)節(jié)地基濕陷變形的條件。</p><p>　　2

43、.2.4.3 地基處理方法</p><p>　　由于受水浸濕這一特定條件的不確定性，土體濕陷對(duì)工程建設(shè)具有極大的危害性，輕者使工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫和下沉，重者使工程結(jié)構(gòu)體系失穩(wěn)直至徹底破壞。因而，在濕陷性黃土的地基中選擇可行的、經(jīng)濟(jì)合理的地基處理方法非常重要理必須慎之又慎，要在正確掌握?qǐng)龅毓こ痰刭|(zhì)特性的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按國家現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行。</p><p>　　(1)灰土墊層法(換土法)</

44、p><p>　　灰土墊層是濕陷性黃土地區(qū)使用最早和最廣泛的地基處理方法之一?；彝翂|層是先將需要處理的濕陷性黃土挖除，換之以消石灰和粉質(zhì)黏土的混合體分層壓實(shí)?；彝辆哂幸欢ǖ哪z凝強(qiáng)度和水穩(wěn)定性，具有較好的強(qiáng)度、承載力、較低的壓縮性和良好的耐久性、水穩(wěn)性及不透水性。灰土的這種特性取決于灰土的壓實(shí)度和摻灰量。摻灰量用消石灰和土料的體積配合比表示，一般為2：8或3：7等，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定。灰土墊層具有一定的強(qiáng)度、承載力，也具有

45、水穩(wěn)定性和抗?jié)B性，且施工工藝簡單、取材方便、工程費(fèi)用低、施工質(zhì)量易控的特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在陜北地區(qū)的建筑工程中，有將近一半多層建筑使用灰土墊層。</p><p>　　圖2-1 土方開挖平面圖</p><p><b>　　(2)強(qiáng)夯法</b></p><p>　　強(qiáng)夯法又名動(dòng)力固結(jié)法，是將很重的錘(一般100～400kN)從高處自

46、由落下(一般為6～40m)，給地基以沖擊能和振動(dòng)。國外最大的夯擊能曾達(dá)到50MN·m。它適合加固從礫石到不飽和粘性土的各類地基土。強(qiáng)夯法不僅能提高地基的強(qiáng)度，降低其壓縮性，而且還能改善其抵抗液化的能力和消除黃土的濕陷性。強(qiáng)夯法施工設(shè)計(jì)參數(shù)主要有有效加固深度、夯擊能、夯擊遍數(shù)、間歇時(shí)間、夯點(diǎn)布置及間距等。影響有效加固深度的因素很多，除了錘重和落距以外，地基土的性質(zhì)、不同土層的厚度及其他強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)等都與有效加固深度有著密切的關(guān)系

47、。</p><p>　　強(qiáng)夯法施工設(shè)備簡單；施工工藝、操作簡單；適用土質(zhì)范圍廣；加固效果顯著，可取得較高的承載力，一般地基強(qiáng)度可提高2～5倍，變形沉降量小，壓縮性可降低2～1O倍，加固影響深度可達(dá)6～10m；土粒結(jié)合緊密，有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；工效高，施工速度快、較換土回填和樁基縮短工期一半；節(jié)省加固原材料；施工費(fèi)用低，節(jié)省投資；它的適用范圍十分廣泛。其缺點(diǎn)是施工時(shí)噪聲和振動(dòng)較大，不宜在人口密集的城市內(nèi)使用。<

48、/p><p>　　圖 2-2 強(qiáng)夯法施工</p><p><b>　　(3)深層攪拌樁法</b></p><p>　　深層攪拌樁是復(fù)合地基的一種，近幾年在黃土地區(qū)應(yīng)用比較廣泛，可用于處理含水量較高的濕陷性弱的黃土。它具有施工簡便、快捷、無振動(dòng)，基本不擠土，低噪音等特點(diǎn)。</p><p>　　深層攪拌樁的施工方法有干法施工和濕

49、法施工兩種。干法施工就是“粉噴樁”，其工藝是用壓縮空氣將固化材料通過深層攪拌機(jī)械噴入土中并攪拌而成。因?yàn)檩斎氲氖撬喔煞?，因此必然?duì)土的天然含水量有一定的要求，假如土的含水量較低時(shí)，很輕易出現(xiàn)樁體中心固化不充分、強(qiáng)度低的現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至根本沒有強(qiáng)度。在某些含水量較高的土層中也會(huì)出現(xiàn)類似的情況。因此，應(yīng)用粉噴樁的土層中含水量應(yīng)超過30%，在飽和土層或地下水位以下的土層中應(yīng)用更好。濕法施工是將水泥攪拌成漿后注入土中的方法。水泥漿通過柱塞式泥

50、漿泵強(qiáng)制注入，除非非凡情況很少斷漿，施工中一般采用預(yù)攪下沉?xí)r就噴漿的工藝，因此樁體的均勻性比干法施工好。</p><p>　　圖 2-3 深層攪拌樁法</p><p>　　施工中應(yīng)注意的問題：必須在設(shè)計(jì)或施工中采取有效措施來保證攪拌樁復(fù)合地基各參數(shù)能達(dá)到各自的設(shè)計(jì)值，否則設(shè)計(jì)的可靠度會(huì)降低，如樁端為硬土，或樁長超過臨界樁長時(shí)，取值高于規(guī)定，就必須采取設(shè)置褥墊層或其他方法使樁間土發(fā)揮較高

51、的強(qiáng)度，選用較高的樁體強(qiáng)度時(shí)，就必須采取增加水泥用量、摻加外加劑、復(fù)攪等措施，才能保證設(shè)計(jì)與預(yù)期的實(shí)際結(jié)果比較一致。</p><p><b>　　(4)灰土擠密樁法</b></p><p>　　灰土擠密樁法屬于一種柔性樁復(fù)合地基，它是通過夯實(shí)的樁身和擠密的樁間土提高地基強(qiáng)度，又通過樁間土的擠密達(dá)到消除濕陷性的目的，是濕陷性黃土地區(qū)重要的地基處理方法之一?；彝翑D密樁一般

52、適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土，處理深度5-15m，處理寬度兩端要超過基礎(chǔ)寬度的0.25倍，并不應(yīng)小于0.5m。施工時(shí)，先利用沉管、沖擊或爆擴(kuò)等方法在地基中擠土成孔，然后向孔內(nèi)夯填灰土成樁。成樁時(shí)，通過成孔過程中的橫向擠壓作用，樁孔內(nèi)的土被擠向周圍，使樁間土得以擠密，然后將備好的灰土分層填入樁孔內(nèi)，并分層搗實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，二者分別與擠密的樁間土組成復(fù)合地基，共同承受基礎(chǔ)的上部荷載?；彝镣ǔ２捎?:7灰土或2:8灰土。樁徑一般采用300

53、～600mm，樁距控制在2～2.5倍樁徑比較合理，樁孔按正三角形布置，樁間土擠密后3個(gè)孔之間土的平均擠密系數(shù)不宜小于0.93。樁孔深度應(yīng)根據(jù)建筑物的分類情況、濕陷類型、濕陷等級(jí)、濕陷土層厚度綜合確定。</p><p>　　圖 2-4 灰土擠密樁法</p><p><b>　　(5)預(yù)浸水法</b></p><p>　　對(duì)于自重濕陷性黃土，可

54、在施工前在建筑場地構(gòu)筑小埝，圍成淺塘，向塘中注水并保持一定的水深，讓水充分浸入土中，使土產(chǎn)生自重濕陷。若土層很厚，可先在土層中鉆孔，填以粗砂和碎石形成砂井，然后在塘內(nèi)放水浸泡，水深保持0.3～0.5m。預(yù)浸水法處理地基方法簡單、投資低，但需要一定的浸水時(shí)間才能施工，而且因上部4～m土體的自重小，不足以消除濕陷性，需采取其他處理措施。</p><p><b>　　(6)化學(xué)加固法</b><

55、;/p><p>　　化學(xué)加固則多用于濕陷事故處理。利用某些化學(xué)溶液注入地基土中，通過化學(xué)反應(yīng)生成膠凝物質(zhì)或使土顆粒表面活化，在接觸處膠結(jié)固化，以增強(qiáng)土顆粒間的連結(jié)，提高土體的力學(xué)強(qiáng)度的方法稱為化學(xué)加固法。在我國濕陷性黃土地區(qū)地基處理應(yīng)用很多，并取得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的化學(xué)加固法包括硅化加固法和堿液加固法，其加固機(jī)理如下：</p><p>　?、俟杌庸谭ǎ和ㄟ^打入帶孔的金屬灌注管，在一定的壓力下，將硅酸

56、鈉(俗稱水玻璃)溶液注入土中；或?qū)⒐杷徕c及氯化鈣兩種溶液先后分別注入土中。</p><p>　　硅化加固濕陷性黃土的物理化學(xué)過程，一方面基于濃度不大的、粘滯度很小的硅酸鈉溶液順利地滲入黃土孔隙中，另一方面溶液與土的相互凝結(jié)，土起著凝結(jié)劑的作用。</p><p>　?、趬A液加固：利用氫氧化鈉溶液加固濕陷性黃土地基在我國始于20世紀(jì)60年代，其加固原則為：氫氧化鈉溶液注入黃土后，首先與土中可溶

57、性和交換性堿土金屬陽離子發(fā)生置換反映，反映結(jié)果使土顆粒表面生成堿土金屬氫氧化物。</p><p>　　堿液對(duì)土的加固作用不同于其他的化學(xué)加固方法，它不是從溶液本身析出膠凝物質(zhì)，而是堿液與土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，使土顆粒表面活化，白行膠結(jié)，從而增強(qiáng)土的力學(xué)強(qiáng)度及其水穩(wěn)定性。但對(duì)下列情況不宜采用堿液加固：①對(duì)于地下水位或飽和度大于80%的黃土地基；② 已滲入瀝青、油脂和其他石油化合物的黃土地基。</p>&l

58、t;p>　　除上述處理方法，還有深層攪拌樁法、振沖碎石樁法、孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法、夯坑置換法、壓力灌漿法等都不失為好方法地基處理是主要的工程措施。防水措施、結(jié)構(gòu)措施的采用，應(yīng)根據(jù)地基處理的程度不同而有所差別。在實(shí)際工作中，對(duì)地基做了處理，消除了全部地基土的濕陷性，就不必再考慮其他措施，若地基處理只消除地基主要部分濕陷量，為了避免濕陷對(duì)建筑物危害，還應(yīng)輔以防水和結(jié)構(gòu)措施。</p><p>　　2.3 凍土地區(qū)路基

59、處理技術(shù)</p><p>　　2.3.1 凍土的概念</p><p>　　凡是土溫等于或低于零攝氏度的土(石)，成為凍土。這種狀態(tài)保持三年或三年以上者，成為多年凍土。</p><p>　　多年凍土層的頂面，成為多年凍土上限，簡稱上限；其地面，稱為多年凍土下限，簡稱下限。在大自然條件下形成的上限，稱為天然上限；受人為活動(dòng)影響形成的新上限，稱為人為上限。多年凍土上限和

60、季節(jié)融凍層相銜接，稱為銜接的多年凍土，多年凍土上限和季節(jié)融凍層之間為不凍層隔開的稱為不銜接的多年凍土。多年凍土的地下水可分為層上水、層間水、層下水。季節(jié)融凍層內(nèi)的季節(jié)地下水，不銜接的多年凍土地區(qū)的季節(jié)融凍層與多年凍土之間的常年地下水，均在上限以上，統(tǒng)稱為層上水。在上限以下，下限以上的多年凍土層內(nèi)局部融區(qū)的地下水，成為層下水。</p><p>　　我國多年凍土分布地區(qū)很廣，約占全國面積的1/5，較集中的地區(qū)是東北大

61、小興安嶺和青藏高原。</p><p>　　2.3.2 凍土區(qū)不良工程地質(zhì)現(xiàn)象</p><p><b>　　(1)融沉</b></p><p>　　凍土融沉性是凍土在融化過程中及融化后發(fā)生沉陷的特性。這是由于土中冰變?yōu)樗筒糠炙呐懦龆斐?。凍土融沉包括與外荷載無關(guān)的融化沉降和與外荷載直接有關(guān)的壓密沉降。在多年凍土地區(qū)，由于地下冰層較厚且埋藏較

62、淺.在道路施工及通車運(yùn)營過程中由于各種因素的共同作用，使多年凍土局部融化 凍土覆土層在土體本身的自重和外力作用下產(chǎn)生沉陷，造成路基嚴(yán)重變形。凍土融沉可導(dǎo)致路基下沉，路堤向陽側(cè)路肩及邊坡開裂、下滑，路塹邊坡滑塌等。</p><p><b>　　(2)凍脹</b></p><p>　　凍脹是由于路基土中水的凍結(jié)和冰體的增長引起土體膨脹、路基不均勻隆起、裂縫。凍脹一般會(huì)導(dǎo)致

63、路基發(fā)生變形，形成凍脹壟崗。凍脹的原因包括土中原有的水結(jié)冰體積膨脹；同時(shí)也包括土凍結(jié)過程中下部未凍結(jié)土中的水分遷移并向凍結(jié)面富集，水分相對(duì)集中，水與土粒分異形成冰透鏡體或凍夾層，使土體積膨脹。</p><p>　　凍脹產(chǎn)生的原因主要有幾個(gè)方面： ①路基基床表面不平整，未按設(shè)計(jì)坡率施工，造成積水凍結(jié)膨脹形成凍脹病害；②路基墊層不潔，污染嚴(yán)重，雜物較多 遇積水后產(chǎn)生凍脹；③路基不同朝向形成不均勻凍脹。如道路走向?yàn)闁|西

64、時(shí)，路基有向陽坡面和背陰坡面 兩側(cè)路基填土的含水量和凍結(jié)深度出現(xiàn)差異，易形成單側(cè)凍脹，引起路基不均勻沉降。</p><p>　　凍脹本身不僅引起道路路基 路面的破壞，還可引起橋梁、涵洞基礎(chǔ)的凍害 特別對(duì)早期所修建的下部結(jié)構(gòu)尤為突出。</p><p><b>　　(3)冰錐、冰丘</b></p><p>　　在寒季流出封凍地表或封凍冰面的地下水或

65、河水，凍結(jié)后形成丘狀隆起冰體稱為冰錐。在寒季地面凍結(jié)，地下水受地面和下部多年凍土的遏阻，在薄弱地帶凍結(jié)膨脹而把地表抬起形成的隆起土丘，稱為冰丘。</p><p><b>　　(4)熱融坍滑</b></p><p>　　由于自然應(yīng)力或人為活動(dòng)，破壞了有地下冰分布的斜坡(一般橫坡大于3o)熱平衡，使地表土體在重力作用下沿融凍界面呈牽引式位移而形成的坍塌稱為熱滑坍。<

66、/p><p>　　(5)熱熔沉陷和熱熔湖(塘)。由于自然應(yīng)力或人為活動(dòng)，破壞了多年凍土(或地下冰)的熱平衡，使地表下沉所形成的凹地或水凹地，稱為熱熔沉陷和熱熔湖(塘)。</p><p><b>　　(6)凍土沼澤</b></p><p>　　多年凍土層地表因受積雪及地表水的影響，在平坦與低洼地形成沼澤。因沼澤中多生長有喜水植物及覆蓋有泥炭層，保護(hù)了

67、多年凍土，形成了隔水層，使地表長期積水或處于潮濕狀態(tài)。</p><p>　　2.3.3 凍土地區(qū)路基的處理</p><p>　　2.3.3.1 遮陽板路基</p><p>　　近幾年，國內(nèi)外保護(hù)凍路基研究的一個(gè)方向就是遮陽板路基，遮陽板置于路基體外，遮擋部分路基體 用來阻擋太陽光直接輻射并且阻隔雨水下滲，從而達(dá)到保護(hù)凍土路基的目的。用遮陽板遮擋路基在俄羅斯和美國

68、阿拉斯加地區(qū)己有研究和應(yīng)用；在國內(nèi)，尚處于應(yīng)用研究階段。</p><p>　　圖 2-5 遮陽板</p><p>　　(1)遮陽板路基的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　遮陽板阻止了太陽對(duì)路基陽面邊坡的直接輻射。 明顯減少了路基吸收的輻射熱，顯著降低了路基的溫度，以達(dá)到保護(hù)凍土路基的目的。遮陽板能夠減少或阻隔帶有融化潛熱的雨水下滲路基，切斷路基邊坡的雨水補(bǔ)給 還能保證

69、蒸發(fā)散熱邊界條件有利于蒸發(fā)散熱，綜合作用使得遮陽板路基工程措施降溫趨勢更明顯。</p><p>　　遮陽板遮蔽太陽對(duì)路基直接輻射效果在暖季和在輻射強(qiáng)烈空氣稀薄的高原地區(qū)表現(xiàn)得更突出一些。遮陽板路基可調(diào)控陰陽面吸熱不均，對(duì)融化盤偏移，不均勻沉陷，路基縱向裂縫等病害的防治效果顯著，既可用于新路，也可用于鐵路潛在病害路段的早期治理與防控。</p><p>　　遮陽板路基是一項(xiàng)相當(dāng)好的保護(hù)凍土路基

70、形式 對(duì)于高海拔，強(qiáng)輻射的高原多年凍土地區(qū)，遮陽板工程措施是一種行之有效的降低路基溫度保持凍土穩(wěn)定的地溫調(diào)控方法。</p><p>　　(2)遮陽板路基的缺點(diǎn)</p><p>　　遮陽板面板易變形、損壞，多年凍土地區(qū)溫差大，遮陽板材料熱脹冷縮量大，遮陽板在使用中因內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形、損壞，不利于工程措施持久使用。路基下凍土地溫在人為擾動(dòng)后的變化是復(fù)雜長期的過程。遮陽板路基的效果將達(dá)到一個(gè)什

71、么樣的程度，趨于怎樣一種平衡狀態(tài)，需要經(jīng)歷多長時(shí)間才能穩(wěn)定等問題還需繼續(xù)觀測研究。</p><p>　　2.3.3.2 片石通風(fēng)路基</p><p>　　片石通風(fēng)路基是一種控制熱量傳輸過程的工程措施。片石通風(fēng)路基通過改變路基的表面形狀和熱傳輸機(jī)理來調(diào)整路基的溫度狀態(tài)，達(dá)到保護(hù)多年凍土的目的。在暖季 可以阻止外界熱量傳人路基。起到類似保溫材料的隔熱作用；寒季可以加快路基散熱，起到類似通風(fēng)管

72、的儲(chǔ)冷作用，這是由片石路基特殊的熱傳輸特性決定的。片石通風(fēng)路堤主要適用于高溫、高含冰量、極不穩(wěn)定的凍土地段及冰層埋藏淺.厚度大且風(fēng)沙小的地段。</p><p>　　圖 2-6 片石通風(fēng)路基</p><p>　　(1)片石通風(fēng)路基的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　片石通風(fēng)路基能夠起到降低基底溫度和增加地層冷儲(chǔ)量的作用。是一種較好的主動(dòng)防護(hù)凍土的工程措施，適合在多年凍土

73、區(qū)使用。片石通風(fēng)路基減緩了人為上限的不對(duì)稱性。不僅有利于路穩(wěn)定，對(duì)防止路基的不均勻變形和開裂 也有一定作用。</p><p>　　(2)片石通風(fēng)路基的缺點(diǎn)</p><p>　　在車輛荷載作用下，土體凍融時(shí)水汽容易遷移，細(xì)顆粒土可能擠入片石層中，造成片石孔隙的部分堵塞，同時(shí)還會(huì)影響路基的穩(wěn)定性。片石通風(fēng)路基對(duì)片石的性質(zhì)要求較高 所用石料應(yīng)潔凈、無級(jí)配、強(qiáng)度符合要求。且在自然因素的作用下片石容

74、易風(fēng)化，影響路基穩(wěn)定性。最佳孔徑問題是控制的難點(diǎn)。</p><p>　　2.3.3.3 通風(fēng)管路基</p><p>　　通風(fēng)管路基是一種積極保護(hù)凍土的工程措施，通風(fēng)管路基主要由路基土體和通風(fēng)管構(gòu)成。其工作原理是：在寒冷季節(jié)，有較大的密度冷空氣在自重和風(fēng)的作用下將通風(fēng)管中的熱空氣擠出，并不斷將周圍路基土體中的熱量帶走，達(dá)到保護(hù)地基土凍結(jié)狀態(tài)的目的。在以后多年凍土新建公路中將是一種很有使用前

75、途的路基型式。</p><p>　　圖 2-7 通風(fēng)管路基</p><p>　　(1)通風(fēng)管路基的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　適用于高原嚴(yán)寒氣候地區(qū)的多年凍土通風(fēng)管路基通過強(qiáng)迫對(duì)流換熱方式降低地溫，能很好的起到保護(hù)下伏多年凍土維持凍結(jié)狀態(tài)的作用。在路基中埋入通風(fēng)管，可有效阻止路基表面吸收的輻射熱量下傳，能夠有效降低了基底以下部位的地溫。通風(fēng)管路基的人為上限抬升幅度相

76、當(dāng)大，通風(fēng)管埋設(shè)在路基體中，可抬升多年凍土的上限，對(duì)多年凍土起到保護(hù)作用。</p><p>　　(2)通風(fēng)管路基的缺點(diǎn)</p><p>　　夏季， 通風(fēng)管也成了熱空氣的流通通道，對(duì)保護(hù)凍土非常不利。因此需要在通風(fēng)管兩側(cè)設(shè)置空氣開關(guān)，冬季由于熱脹冷縮原理，開關(guān)自動(dòng)打開，冷空氣可在管內(nèi)自由流動(dòng)，而到了夏季 通風(fēng)管關(guān)閉以阻止外部熱空氣進(jìn)入管內(nèi)。隨著氣溫不斷升高和瀝青路面吸熱作用，路基的坡腳處會(huì)出

77、現(xiàn)融化核，影響路基的穩(wěn)定性。通風(fēng)管的設(shè)計(jì)高度問題。通風(fēng)管在設(shè)置高度一般要高出地面一定距離，高度過低會(huì)使水流進(jìn)入通風(fēng)管，影響降溫性能，并導(dǎo)致一定的沉降變形。</p><p>　　2.3.3.4 熱棒路基</p><p>　　熱棒技術(shù)是一種無須外加動(dòng)力源的冷凍技術(shù)，應(yīng)用熱棒技術(shù)可以通過外加不對(duì)稱冷量的輸入來平衡溫度場，既能冷卻路基土體，同時(shí)也能使路基溫度場對(duì)稱、路基變形均勻。熱棒是在密閉真空

78、腔體注入低沸點(diǎn)工質(zhì)(如氨、氟利昂、丙烷、CO，等)而構(gòu)成，管的上部(散熱段)裝有散熱片，管的下部(蒸發(fā)段)埋入多年凍土中，中間為絕熱段。在寒冷季節(jié)空氣溫度低于凍土溫度，熱管中的液體工質(zhì)吸收凍土中的熱量，蒸發(fā)成氣體。蒸汽在壓差的驅(qū)動(dòng)下，沿?zé)峁芟蛏狭鲃?dòng)至熱管上部，遇到較冷的管壁冷凝成液體，冷凝液體在重力作用下，沿管壁流回蒸發(fā)段再蒸發(fā)，如此循環(huán)，把地基凍土中的熱量不斷地傳輸?shù)酱髿庵小?lt;/p><p>　　圖 2-8

79、熱棒路基</p><p>　　(1)熱棒路基的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　熱棒的短期冷卻路基效果非常明顯的，熱棒的熱系數(shù)可高達(dá)純銀的數(shù)千倍，可在短時(shí)間內(nèi)迅速冷卻路基。</p><p>　　熱棒單向傳熱，反向不傳熱。在溫暖季節(jié)。熱棒會(huì)停止工作，因?yàn)闇嘏竟?jié)空氣溫度高于凍土溫度。液體工質(zhì)蒸汽到熱管上部后不能冷凝，達(dá)到氣液相平衡后，液體停止蒸發(fā)，熱管停止工作，即熱棒的單向傳

80、熱特性。</p><p>　　(2)熱棒路基的缺點(diǎn)</p><p>　　熱棒的使用效果受到眾多因素的影響，特別是凍結(jié)期長短問題，若凍結(jié)期短，融化期長，凍結(jié)核尚未在下一個(gè)冬季來臨之前就全部融化，那么就失去了熱棒的應(yīng)用價(jià)值。熱棒路基的造價(jià)較高，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)地溫特點(diǎn)，工程造價(jià)等斟情選擇。</p><p>　　2.3.3.5 復(fù)合路基</p><

81、p>　　單一工程措施在具體使用時(shí)， 大多數(shù)都有較強(qiáng)的時(shí)效性， 有些路基形式能在冬季能發(fā)揮積極作用，在夏季作用不大或起相反作用。所以當(dāng)單憑某一種路基工程措施不能有效處理多年凍土路基病害時(shí)，可按照不同措施的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合病害路段凍土工程實(shí)際情況，采用復(fù)合式路基，驅(qū)利避弊選用保護(hù)凍土路基的最優(yōu)組合措施。</p><p>　　2.4 軟土地區(qū)路基處理技術(shù)</p><p>　　2.4.1 軟

82、土的概念</p><p>　　軟土是淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土。軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙 比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。具有天然含水量高、天 然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長、 靈敏度高、擾動(dòng)性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物 理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。</p>

83、<p>　　2.4.2 軟土的成因類型及工程特性</p><p>　　軟土在我國濱海平原、河口三角洲、湖盆地周圍及山澗谷底均有廣泛分布。在軟土地基上修筑路基，若不加處理，往往會(huì)發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，導(dǎo)致路基病害的產(chǎn)生，繼而影響列車正常運(yùn)行。</p><p>　　軟土一般是指主要由細(xì)粒土組成的空隙比大(e≥1.0)、天然含水率大于或等于液限、壓縮性高、強(qiáng)度低和具有靈敏結(jié)構(gòu)性

84、的土層。根據(jù)軟土的孔隙比及有機(jī)質(zhì)含量，并結(jié)合其他指標(biāo)，可將其劃分為軟粘性土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭五種類型。</p><p>　　習(xí)慣上常把淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘性土總稱為軟土，而把有機(jī)質(zhì)含量很高的泥炭、泥炭質(zhì)土稱為泥沼。泥沼比軟土具有更大的壓縮性，但它的滲透性強(qiáng)，受荷后迅速固結(jié)，工程處理也比較容易。</p><p>　　下面介紹天然強(qiáng)度低、壓縮性高且透水性小的軟土路基問題。</p>

85、;<p>　　2.4.3 軟土路基的處理</p><p>　　路堤超過臨界高度時(shí)，為確保路堤在施工和運(yùn)營期安全使用，必須進(jìn)行路堤和路基加固處理。加固技術(shù)大致可分三類：①改變路堤的結(jié)構(gòu)形式；②人工地基；③排水固結(jié)。</p><p>　　2.4.3.1 改變路堤的結(jié)構(gòu)形式</p><p><b>　　(1)反壓護(hù)道</b><

86、/p><p>　　反壓護(hù)道是通過在路堤兩側(cè)填筑一定高度的護(hù)道起反壓作用，防止地基破壞，保證路基穩(wěn)定的一種有效的工程措施，如圖2-9所示</p><p>　　反壓護(hù)道施工簡易，既不需特殊的施工機(jī)械和昂貴的材料，也不需控制施工速率，用于非耕作區(qū)和土源豐富的地區(qū)較為合適，在耕作區(qū)則不宜采用。</p><p>　　為保證護(hù)道本身的穩(wěn)定，其高度不能超過臨界高度，多采用路堤高度的1

87、/3～1/2，因此反壓護(hù)道適用于路堤高度不大于臨界高度2倍的情況。反壓護(hù)道的寬度用圓弧法檢算確定，護(hù)道形式以單級(jí)式為佳。</p><p><b>　　(2)鋪設(shè)土工材料</b></p><p>　　在路堤底部鋪設(shè)一層或多層土工合成材料，可以起到柔性柴排的作用。土工合成材料主要是聚酯了高分子材料的化合物，耐酸堿，耐腐蝕，并具有較大的抗拉強(qiáng)度。土工合成材料的種類很多，可根

88、據(jù)工程要求選用。土工合成材料鋪設(shè)于路堤地層后，由于其具有較高的強(qiáng)度和韌性，能緊貼地表，使上部填土荷載較均勻的分布到地層中，并能抵抗土坡滑動(dòng)，阻止沖擊破壞面的產(chǎn)生，提高地基的承載力，增強(qiáng)路堤穩(wěn)定性。</p><p>　　此外，還有在路基坡腳附近設(shè)置板樁、木排樁、鋼筋混凝土樁或片石齒墻等限制軟土地基側(cè)向位移的方法。</p><p>　　2.4.3.2 人工地基</p><

89、p>　　人工地基是軟土地基內(nèi)設(shè)置各種材料制成樁，構(gòu)成復(fù)合地基或?qū)⒌鼗翐Q成性能良好的土料，以保證路基穩(wěn)定的一類方法。</p><p><b>　　(1)換土</b></p><p>　　換土是以人工、機(jī)械、爆破的方法將軟土移除，換填強(qiáng)度較高的黏性土或砂、礫石、碎石等滲水材料。因?yàn)閺氐椎馗淖兞说鼗恋男再|(zhì)，效果很好。它適用于軟土層較薄、無硬土覆蓋的情況。若軟土被水

90、淹沒，施工時(shí)可在路堤兩側(cè)設(shè)置圍堰，以便于施工，并使填土過程不受水的浸泡，保證施工質(zhì)量。當(dāng)軟土的液性指數(shù)較大，水不易抽干時(shí)，可采用拋石擠淤的方法強(qiáng)迫換土。直接拋石施工時(shí)，可先拋中間部分，將淤泥擠向兩側(cè)，再向兩側(cè)拋石，擠出淤泥。當(dāng)軟土埋藏較深，但厚度不大，換土施工困難或路堤較高、工期緊迫時(shí)，可利用爆破法排出淤泥以加速施工。</p><p><b>　　(2)擠密砂樁</b></p>

91、<p>　　將砂樁打入軟土地基，擠密軟弱土層，形成復(fù)合地基。在外荷載作用下，應(yīng)力向砂樁集中，使樁周圍土層承受的壓力減小，沉降也相應(yīng)減小。根據(jù)我國在淤泥質(zhì)黏土中打樁前后的荷載試驗(yàn)，其沉降量可比天然地基減小20%～30%，因而適用于對(duì)沉降要求較高的工程。同時(shí)，砂樁與砂井一樣，在土中形成排水通路，能加速地基固結(jié)沉降的速率，改善地基的整體穩(wěn)定性，提高地基承載力。</p><p>　　圖 2-10 擠密砂樁&

92、lt;/p><p>　　擠密砂樁采用中、粗混合砂料，含水量不得大于5%，也可以用砂和角礫的混合材料。設(shè)計(jì)規(guī)則規(guī)定，灌砂要密實(shí)，灌砂率不應(yīng)小于90%。砂樁直徑根據(jù)置換率要求及施工機(jī)械、成樁方法等綜合因素考慮，宜選用較大直徑。我國目前常用30cm的直徑，最大達(dá)50～70cm，國外多用60～80cm，最大可達(dá)150～200cm。樁在平面上布置成三角形或正方形，樁長不應(yīng)小于危險(xiǎn)滑弧的深度，對(duì)于厚度不大的軟土，樁長應(yīng)穿透軟弱層

93、。砂樁頂面應(yīng)鋪以砂墊層以利排水。</p><p><b>　　(3)碎石樁</b></p><p>　　碎石樁是以碎石(卵石)為主要材料制成的復(fù)合地基加固樁。碎石樁和砂樁等在國外統(tǒng)稱為散體樁或租顆粒土樁。所謂散體樁是指無粘結(jié)強(qiáng)度的樁，由碎石柱或砂樁等散體樁和樁間土組成的復(fù)合地基亦可稱為散體樁復(fù)合地基。目前在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的碎石樁、砂樁、渣土樁等復(fù)合地基都是散體樁復(fù)合地

94、基。</p><p>　　圖 2-11 碎石樁機(jī)</p><p>　　碎石樁是散體樁的一種，按其制樁工藝可分為振沖(濕法)碎石樁和干法碎石樁兩大類。采用振動(dòng)加水沖的制樁工藝制成的碎石樁稱為振沖碎石樁或濕法碎石樁。采用各種無水沖工藝(如干振、振擠、錘擊等)制成的碎石樁統(tǒng)稱為干法碎石樁。當(dāng)以礫砂、粗砂、中砂、圓礫、角礫、卵石、碎石等為填充料制成的樁稱為砂石樁。</p><

95、p><b>　　(4)生石灰樁</b></p><p>　　生石灰樁是用2～5cm的生石灰塊填入軟土孔眼中，形成生石灰樁地基，樁的平面布置與砂井相同，樁徑通常為20～40cm，樁距為樁徑的3倍左右，樁長視土層厚度而定，一般不宜很長，10m以內(nèi)。</p><p>　　作用機(jī)理：使用生石灰砂樁加固地基的主要依倨是利用生石灰吸水膨脹的性質(zhì)。生石灰在遇水消解的過程中，其

96、體積發(fā)生膨脹，對(duì)周圍土體產(chǎn)生出壓密效果 也就是說，生石灰一方面吸收樁周圍土體孔隙中的水分，同時(shí)，由于擠壓作用使土體的孔隙比減小，從而達(dá)到加固地基的目的。在生石灰塊中摻入一定比倒的砂子，一方面是填充其中的孔隙，增大石灰砂拄的作用效果。另一方面，由于生石灰熟化后生成的氫氧化鈣，其韌期為膠凝狀，強(qiáng)度較低，而摻八砂子則正好彌補(bǔ)了這方面的不足。</p><p>　　(5)粉體噴射攪拌法</p><p&g

97、t;　　粉體噴射攪拌法是近年國內(nèi)外常用的一種深層軟基加固技術(shù)。它以生石灰粉和水泥等粉體材料為加固材料，通過特定的施工機(jī)械，用壓縮空氣將粉體呈霧狀噴入土中，使粉體與原土攪拌，形成石灰(水泥)黏土混合的柱體。它的強(qiáng)度大，水穩(wěn)性好，可提高軟土地基的承載力，減小沉降量。加固深度一般在10～15m。</p><p>　　2.4.3.3 排水固結(jié)</p><p>　　排水固結(jié)是在軟土中設(shè)置垂直井，在

98、地表鋪設(shè)砂墊層，以縮短孔隙水的流程，加速土體的固結(jié)的一類方法。這類加固方法，對(duì)提高土體強(qiáng)度和地基承載力，增強(qiáng)路堤穩(wěn)固性，效果十分顯著。</p><p><b>　　(1)排水砂井</b></p><p>　　軟土地基在荷載作用下，孔隙水慢慢排出，孔隙水壓力逐漸消散，有效應(yīng)力逐漸提高，孔隙體積逐漸減小，地基發(fā)生固結(jié)沉降，地基強(qiáng)度相應(yīng)增大。根據(jù)固結(jié)理論，粘性土固結(jié)所需的時(shí)

99、間和排水距離的平方成正比。土層越后，固結(jié)所需的時(shí)間越長。為了加速土層固結(jié)，最有效的方法是增加土層的排水通道，縮短排水距離。砂井(袋裝砂井、塑料排水板)就是按照這個(gè)原理而設(shè)置的。</p><p>　　圖 2-12 排水砂井</p><p>　　砂井是打樁機(jī)具在地基中擊入鋼管，或用高壓射水、爆破等方法在地基中形成按一定規(guī)律排列的孔眼(這些孔眼具有一定深度和直徑)，在輕重灌以粗砂而成。砂井頂

100、面應(yīng)鋪設(shè)一定厚度的砂墊層以連通砂井，構(gòu)成完整的地基排水系統(tǒng)。</p><p>　　軟土地基設(shè)置砂井后，改善了地基的排水條件，在附加荷載作用下，排水估計(jì)過程大大加快，地基強(qiáng)度迅速提高，因而也改善了地基承載力和路堤穩(wěn)定性。砂井直徑要能滿足地基排水固結(jié)的要求，在地基沉降過程中不至于被剪斷或被細(xì)土粒淤塞。雖然理論上需要的直徑很小，但在實(shí)際中，直徑過小難于施工，并且在使用過程中，容易發(fā)生側(cè)向位移造成上下錯(cuò)斷而失效。根據(jù)實(shí)踐

101、經(jīng)驗(yàn)，井徑采用20～30cm為宜，并視打樁機(jī)具的套筒尺寸而定。井距直接關(guān)系到排水固結(jié)的速度，井距愈小，固結(jié)愈快。采用小的井距，理論上是合理的。瑞恰特(F.E.Richart)通過理論證明，砂井有效間距縮短一半，將使地基固結(jié)度達(dá)90%所需的時(shí)間縮短為1/6,；而砂井直徑增大20倍，是能使固結(jié)度達(dá)90%所需的時(shí)間減少為1/4。說明砂井應(yīng)采取小而密的原則。</p><p>　　井距應(yīng)保證在給定的施工期限內(nèi)達(dá)到要求的地基

102、固結(jié)度，使路堤安全填筑。井距的大小用固結(jié)理論計(jì)算而確定，一般為井徑的8～10倍，常用2～4米。砂井在平面上的布置，有三角形和正方形兩種排列方式，一般采用三角形布置。砂井深度即砂井長度，應(yīng)根據(jù)地基土層情況及路堤高度而定。當(dāng)軟土層較薄時(shí)，砂井應(yīng)貫穿整個(gè)軟土。當(dāng)軟土層較厚時(shí)，砂井不必貫穿軟土，其長度通過穩(wěn)定分析而定。用砂井加固軟土地基時(shí)，路堤底部必須鋪設(shè)砂墊層以溝通砂井，將砂井中滲透出來的孔隙水引到路堤坡腳之外。墊層的厚度應(yīng)保證地基沉降后不至

103、錯(cuò)斷和便于施工。墊層和砂井的分布寬度稍大于路堤底面寬度。</p><p><b>　　(2)袋裝砂井</b></p><p>　　袋裝砂井是在合成材料編織袋內(nèi)充填中粗砂，裝入地基孔內(nèi)，以加速地基排水固結(jié)，其擊鼓原理、設(shè)計(jì)方法與砂井完全相同。袋裝砂井的直徑按其排水及施工工藝的要求確定。一般采用7～12cm，我國采用較多的是7cm直徑。</p><p&

104、gt;　　袋裝砂井的編織袋應(yīng)有良好的透水性，袋內(nèi)的砂不易流失，袋子的材料應(yīng)有足夠的透水性，有一定的抗老化、抗地下水腐蝕性。與普通砂井相比的一些優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　①袋裝砂井直徑小，用砂量小，其費(fèi)用僅為普通砂井的40%～50%，造價(jià)低廉。</p><p>　?、谟捎诰幙棿且粋€(gè)整體，能夠保持砂的連續(xù)性和密實(shí)性，不會(huì)因地基變形而切斷，使用效果良好。</p><p&g

105、t;　　③砂井直徑小，施工時(shí)對(duì)土層擾動(dòng)小。</p><p>　?、苡捎谏熬?dāng)嗝嫘?，重量輕，減小了施工設(shè)備的質(zhì)量，提高了施工效率。</p><p>　　基于以上優(yōu)點(diǎn)，袋裝砂井已經(jīng)被普遍采用，幾乎完全代替了普通砂井。</p><p><b>　　(3)塑料排水板</b></p><p>　　塑料排水板法是將預(yù)制的帶狀塑料排水

106、板用插板機(jī)將其豎直地插入土中，形成類似砂井的排水通道，使孔隙水沿塑料板的通道流出，從而加固地基土的方法。</p><p>　　塑料板的結(jié)構(gòu)形式可分為多孔制單一結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)型兩大類。多孔制單一結(jié)構(gòu)用聚氯乙烯經(jīng)特殊加工而成，由于其素材本身能形成連通的孔隙，固透水性極好。復(fù)合結(jié)構(gòu)型是指由塑料芯板(起豎向排水作用)外套既透水又擋泥的濾膜組成，芯板用硬質(zhì)聚氯乙烯和聚丙烯制成，斷面成回字形或十字形等，使其能縱向排水，透水擋

107、泥濾膜由透水性好的滌綸類或丙烯類合成纖維制成。如圖：</p><p>　　圖 2-13 塑料排水板</p><p><b>　　(4)排水砂墊層</b></p><p>　　排水砂墊層是在路堤底部的地面上鋪設(shè)的一層砂墊層，其作用是在軟土層頂面增加一個(gè)排水面。在填土過程中，軟土中滲出來的水就可以從砂墊層排出來，加速地基固結(jié)，提高軟土的強(qiáng)度，增強(qiáng)

108、路堤的穩(wěn)定。</p><p>　　圖 2-14 排水砂墊層</p><p>　　2.5 膨脹土地區(qū)路基處理技術(shù)</p><p>　　2.5.1 膨脹土的概念</p><p>　　膨脹土指的是具有較大的吸水后顯著膨脹、失水后顯著收縮特性的高液限黏土。特征是吸水膨脹、軟化、崩解、、失水急劇收縮開裂，并能產(chǎn)生往復(fù)變形。膨脹土的礦物成分主要是

109、蒙脫石,為一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。常使建筑物產(chǎn)生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現(xiàn)，尤以低層平房嚴(yán)重，危害性很大，裂縫特征有外墻垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗臺(tái)下水平裂縫，內(nèi)、外山墻對(duì)稱或不對(duì)稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現(xiàn)縱向長條和網(wǎng)格狀的裂縫。一般于建筑物完工后半年到五年出現(xiàn)。</p>&l

110、t;p>　　2.5.2 膨脹土的工程特性</p><p>　　膨脹土粘粒成份主要由強(qiáng)親水性礦物質(zhì)組成，并且具有顯著脹縮性的粘性土。該土具有吸水膨脹，失水收縮并往復(fù)變形的性質(zhì)，對(duì)路基的破壞作用不可低估，并且構(gòu)成的破壞是不易修復(fù)的。為了保證道路在較長時(shí)間內(nèi)路基的穩(wěn)定和路面的平整度，達(dá)到安全、舒適行車的目的，必須處理好施工維護(hù)過程中的一些問題。</p><p><b>　　(1