特殊路基施工技术详解

1. 特殊路基概述

1.1 特殊路基定义

1.1.1 特殊路基类型

• 特殊路基主要分为软土地区路基、膨胀土地区路基、湿陷性黄土地区路基、滑坡地段路基等。
• 软土地区路基是指位于软土地区，需要进行特殊设计的路基。
• 膨胀土地区路基是指位于膨胀土地区，需要进行特殊设计的路基。
• 湿陷性黄土地区路基是指位于湿陷性黄土地区，需要进行特殊设计的路基。
• 滑坡地段路基是指位于滑坡地段，需要进行特殊设计的路基。

1.1.2 特殊路基施工技术的重要性

• 特殊路基施工技术是确保道路工程质量和安全的关键。
• 特殊路基施工技术可以提高路基的稳定性和耐久性。
• 特殊路基施工技术可以减少路基病害的发生，延长道路的使用寿命。

2. 软土地区路基施工技术

2.1 软土的工程特性

2.1.1 软土的定义

• 软土是指天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高的细粒土。
• 软土包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。

2.1.2 软土的工程特性

• 软土的天然含水率高，导致其抗剪强度低，压缩性高。
• 软土的天然孔隙比大，导致其结构松散，稳定性差。
• 软土的抗剪强度低，导致其承载能力差，易发生沉降。
• 软土的压缩性高，导致其沉降变形大，不易恢复。

2.2 软土地基处理施工技术

2.2.1 垫层与浅层处理

• 垫层类型按材料可分为碎石垫层、砂砾垫层、石屑垫层、矿渣垫层、粉煤灰垫层、灰土垫层等。
• 浅层处理可采用浅层置换、浅层改良、抛石挤淤等方法，处理深度不宜大于3m。

2.2.2 爆炸挤淤

• 爆炸挤淤法适用于处理海湾滩涂等淤泥和淤泥质土地基。
• 处理厚度不宜大于15m。

2.2.3 竖向排水体

• 竖向排水体适用于深度大于3m的软土地基处理。
• 用于对淤泥质土和淤泥地基进行处理时，宜与加载预压或真空预压方案联合使用。

2.2.4 真空预压、真空堆载联合预压

• 真空预压法适用于处理软土性质很差、土源紧缺、工期紧的软土地基。
• 真空预压的抽真空设备宜采用射流真空泵。

2.2.5 粒料桩

• 粒料桩可采用振冲置换法或振动沉管法成桩。
• 振冲置换法适用于处理十字板抗剪强度不小于15kPa的软土地基。

2.2.6 加固土桩

• 加固土桩适用于处理十字板抗剪强度不小于10kPa、有机质含量不大于10%的软土地基。
• 加固土桩包括粉喷桩与浆喷桩。

2.2.7 水泥粉煤灰碎石桩

• 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)适用于处理十字板抗剪强度不小于20kPa的软土地基。

2.2.8 刚性桩

• 刚性桩主要包括现浇混凝土大直径管桩与预制管桩。
• 刚性桩适用于处理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。

2.2.9 强夯和强夯置换

• 强夯法适用于处理碎石土、低饱和度的粉土与黏土、杂填土和软土等地基。
• 强夯置换法适用于处理高饱和度的粉土与软塑、流塑的软黏土地基，处理深度不宜大于7m。

2.3 软土地区路堤施工技术要点

2.3.1 施工计划

• 软土地区路堤施工应尽早安排，施工计划中应考虑地基所需固结时间。

2.3.2 施工监测

• 施工期间，路堤中心线地面沉降速率24h应不大于10～15mm，坡脚水平位移速率24h应不大于5mm。
• 应结合沉降和位移观测结果综合分析地基稳定性。
• 填筑速率应以水平位移控制为主，超过标准应立即停止填筑。

2.3.3 桥台、涵洞、通道及加固工程

• 桥台、涵洞、通道以及加固工程应在预压沉降完成后再进行施工。

2.3.4 填料选择

• 堆载预压的填料宜采用上路床填料，并分层填筑压实。

2.3.5 反压护道

• 在软土地基上直接填筑路堤，应符合下列规定：
  • 反压护道宜与路堤同时填筑。
  • 分开填筑时，应在路堤达到临界高度前完成反压护道施工。

3. 膨胀土地区路基施工技术

3.1 膨胀土的工程特性及主要特征

3.1.1 膨胀土的定义

• 膨胀土是指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。

3.1.2 膨胀土的分类

• 按工程性质分为强膨胀土、中等膨胀土、弱膨胀土三类。

3.2 膨胀土地区路基的施工技术要点

3.2.1 膨胀土作为路基填料时的要求

• 膨胀土掺拌石灰改良后可用作路基填料，掺灰处置后的膨胀土不宜用于高速公路、一级公路的路床和二级公路的上路床。
• 高填方、陡坡路基不宜采用膨胀土填筑。
• 强膨胀土不得作为路基填料。
• 路基浸水部分不得用膨胀土填筑。
• 桥台背、挡土墙背、涵洞背等部位严禁采用膨胀土填筑。

3.2.2 膨胀土的填筑

• 物理改良的膨胀土路基填筑工艺应符合下列规定：
  • 每层厚度不得大于300mm。
  • 采取包边处理时，应先填筑非膨胀性包边土或石灰处置后的膨胀土，然后再填筑膨胀土，两者交替进行。
  • 路床采用粗粒料填筑时，应在膨胀土顶面设置3%～4%的横坡，并采取防水隔离措施。

3.2.3 膨胀土地区路堑开挖

• 边坡不得一次挖到设计线，应预留厚度300～500mm，待路堑完成后，再分段削去边坡预留部分，并立即进行加固和封闭处理。

3.2.4 膨胀土路堑边坡防护

• 采用非膨胀土覆盖置换或设置柔性防护结构进行防护时，边坡覆盖置换厚度应不小于2.5m，并满足机械压实施工的要求，压实度应不小于90%。
• 覆盖置换层与下伏膨胀土层之间，应设置排水垫层与渗沟。
• 采用植物防护时，不应采用阔叶树种。
• 圬工防护时，墙背应设置缓冲层，厚度应不大于0.5m。支挡结构基础应大于气候影响深度，反滤层厚度应不小于0.5m。

3.2.5 零填和挖方路段路床

• 高速公路、一级公路零填和挖方路段路床0.8～1.2m范围的膨胀土应进行换填处理，对强膨胀土路堑，路床换填深度宜加深到1.2～1.5m。
• 在1.5m范围内可见基岩时，应清除至基岩。
• 二级公路、三级公路的零填和挖方路段路床0.3m范围的膨胀土应进行换填处理。
• 换填材料为透水性材料时，底部应设置防渗层。
• 二级公路强膨胀土路堑的路床换填深度宜加深至0.5m。
• 路堑超挖后应及时进行换填，不得长时间暴露。

4. 湿陷性黄土地区路基施工技术

4.1 湿陷性黄土的工程特性

• 湿陷性黄土是指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。

4.2 湿陷性黄土地基的处理措施

4.2.1 换填法

• 换填法处理湿陷性黄土地基时，宜采用石灰土垫层或水泥土垫层，也可采用素土垫层。

4.2.2 冲击碾压法

• 冲击碾压法处理湿陷性黄土地基时，冲压处理的施工长度应不小于100m。

4.2.3 强夯法

• 强夯法处理湿陷性黄土地基时，同一强夯能级宜采用重锤、低落距的方式进行。

4.2.4 挤密桩法

• 挤密桩法处理湿陷性黄土地基，深度在12m之内时，宜采用沉管法成孔，超过12m时，可采用预钻孔法进行成孔。

4.2.5 桩基础法

• 桩基础法进行湿陷性黄土地基处理时，桩顶的桩帽应采用水泥混凝土现场浇筑，桩顶进入桩帽的长度宜不小于50mm。

4.3 湿陷性黄土路基施工

4.3.1 湿陷性黄土路堤填筑

• 黄土不得用于路基的浸水部位，老黄土不宜用作路床填料。

4.3.2 陷性黄土地基陷穴处理

• 现有的陷穴，可采用回填夯实、明挖回填夯实、开挖导洞或竖井回填夯实、灌砂、注浆或爆破回填等处理方法。

5. 滑坡地段路基施工技术

5.1 滑坡的共同特征

5.1.1 滑带的形状

• 滑带的形状在匀质土中多近似于圆弧形，在非匀质土中为折线形。

5.1.2 水的作用

• 水多是滑坡发展的主要原因，地层岩性是产生滑坡的物质基础，滑坡多是沿着各种软弱结构面发生的。

5.2 滑坡防治的工程措施

5.2.1 滑坡排水

• 环形截水沟：必须在滑动面以外修筑1～2条环形截水沟。
• 树枝状排水沟：排除滑体坡面上的径流。
• 平整夯实滑坡体表面的土层，防止地表水渗入滑体坡面造成高低不平，易于积水。
• 排除地下水：截水渗沟、支撑渗沟、边坡渗沟、暗沟、平孔等。

5.2.2 力学平衡

• 当挖方路基上边坡发生的滑坡不大时，可采用刷方(台阶)减重、打桩或修建挡土墙进行处理。

5.2.3 改变滑带土

• 用物理化学方法改善滑坡带土石性质。一般有焙烧法、电渗排水法、爆破灌浆法等。

5.3 滑坡地段路基的施工技术要点

5.3.1 截水、排水施工规定

• 应在滑坡后缘的稳定地层上，修筑具有防渗功能的环形截水沟、排水沟