高速铁路路基工程施工讲义.doc

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1、路基工程施工讲义曾蔚第一章 概述1 一般路基构造2 基床病害及其防治3 路基排水及防护措施4 路基加固措施（挡土墙）第二章 土质路基施工1 施工准备 土质路基的基本工作，是路堑挖掘成型、土的移运、路堤填筑压实，以及与路基直接有关的各项附属工程。1、 组织准备工作2、 技术准备工作3、 物质准备工作2 施工要点一、 基本要求1、 排水2、 清除地表障碍物3、 路堑开挖 应全断面进行，自上而下一次成型，按设计要求准确放样，不断检查校正，边坡表面削齐拍平。路堑底面，如土质坚实，应尽量不扰动，予以整平压实，如果土质较差、水文条件不良，应根据路面强度设计要求，采取加深边沟、设置地下盲沟以及挖松表层一定深

2、度原土层，重新分层填筑与压实或必要时予以换土和加固，以确保路堑底层土基的强度与稳定性。4、 路堤填筑 土质路堤，应视路基高度及设计要求，先着手清理或加固地基。潮湿地基尽量疏干预压，如果地下水位较高，因工期紧或其他原因无法疏干，第一层填土适当加厚或填以砂性土后再予以压实。一般情况下，路堤填土应在全宽范围内，分层填平，充分压实，每日施工结束时，表层填土应压实完毕，防止间隔期中雨淋或曝晒。分层厚度视压实工具而定，一般压实厚度为20-25cm左右。路堤加宽或新旧土层搭接处，原土层挖成台阶，逐层填新土，不允许将薄层新填土层贴在原路基的表面。二、 填挖方案1、 路堤填筑 土质路堤（包括石质土），按填土顺序

3、可分为分层平铺和竖向填筑。分层平铺是基本的方案，效果较好，且质量有保证，有条件时尽量采用。竖向填筑是在特定条件下，局部路堤采用的方案。分层平铺，有利于压实，可以保证强度不同用土按规定层次填筑。正确方案要点：不同土水平分层，以保证强度均匀；透水性差的用土，如粘性土等，一般宜填于下层，表面成双向横坡，有利于排除积水，防止水害；同一层次有不同用土时，搭接处成斜面，以保证在该层厚度范围内，强度比较均匀，防止产生明显变形。不正确方案：未水平分层，有反坡积水，夹有冻土块和粗大石块，以及陡坡斜面等，其主要问题亦在于强度不均匀和排水不利。此外，还应注意用土不含有害杂质（草木、有机物等）及未经处治的劣土（细粉土

4、、膨胀土、盐渍土与腐殖土等）。桥涵、挡土墙等结构物的回填土，以砂性土为宜，防止不均匀沉降，并按有关操作规程回填和夯实。 竖向填筑，指沿路中心线方向逐步向前深填。路线跨越深谷或池塘时，地面高差大，填土面积小，难以水平分层卸土，以及陡坡地段上半挖半填路基，局部路段横坡较陡难以分层填筑等，可采用竖向填筑方案。竖向填筑的质量在于密实程度。如选用振动式或锤式夯击机，选用沉陷量较小及粒径较均匀的砂石填料；路堤全宽一次成型；暂不修建较高级的路面，容许短期内自然沉落。2.路堑开挖土质路堑开挖，根据挖方数量大小及施工方法的不同，按掘进方向可分为纵向全宽掘进和横向通道掘进两种，同时又可在高度上分单层或双层和纵横掘

5、进混合等。三、 机械化施工表1 常用土方机械适用范围机械名称适用的作业项目施工准备工作基本土方作业施工辅助作业推土机1. 修筑临时道路2. 推倒树木3. 产草皮、除积雪及建筑碎屑4. 推缓陡坡地形，整平场地5. 翻挖回填井、坑、陷穴、坟1. 高度3米以内的路堤和路堑土方2. 运距100米以上的挖、填与压实3. 傍山坡挖填结合路基土方1. 路基缺口土方的回填2. 路基粗平，取弃土方的整平3. 填土压实，斜坡上挖台阶4. 配合挖掘机与铲运机松土、运土铲运机1. 铲运草皮2. 移运孤石运距600-700米以内的挖土、运土、铺平与压实（高度不限）1. 路基粗平2. 取土坑与弃土堆整平自动平地机除草、除

6、雪、松土修筑高0.75米以内路堤与深0.6米以内路堑，以及填挖结合路基的挖、运、填土开挖排水沟，平整路基，修整边坡松土机翻松旧路面、清除树根与废土层、翻松硬土1.III-IV类土的翻松2.破碎0.5米内的冻土层挖掘机1. 半径7米以内的挖土与卸土2. 装土供汽车远运1. 挖沟槽与基坑2. 水下捞土（反向铲土等）表2 选择土方机械的施工条件路基形式及施工方法填挖高度(m)土方移运水平距离(m)主要施工机械名称辅助机械机械施工运距(m)最小工作地段长度(m)（一） 路堤路侧取土路侧取土路侧取土路侧取土路侧取土远运取土远运取土远运取土远运取土0. 753.003.006.00不限不限不限不限1540

7、6020-10050-200500500自动平地机80马力推土机100-140马力推土机6m3拖式铲运机6m3拖式铲运机6m3拖式铲运机9-12 m3拖式铲运机9 m3自动铲运机自卸汽车运土 80 马 力 推 土 机10-4010-6080-250250-500700500500300-50050-8080-10050-8050-8050-80 (5000m3)（二） 路堑路侧弃土路侧弃土路侧下坡弃土路侧弃土路侧弃土路侧弃土纵向利用纵向利用纵向利用纵向利用纵向利用纵向利用0. 603.004.006.0015.0不限不限不限不限不限不限154010020-7010040-600500500自动

8、平地机80马力推土机100-140马力推土机6 m3拖式铲运机6 m3拖式铲运机9-12 m3拖式铲运机80马力推土机100-140马力推土机6 m3拖式铲运机9-12 m3拖式铲运机自动铲运机自卸汽车运土 80 马 力 推 土 机10-4010-70100-300300-600100020-7010080-700500500300-50050-80100200100100100(5000m3)（三） 半填半挖横向利用不限6080-140马力斜角推土机110-60示意图如下：四、五、 路基填土压实1、 压实机理2、 影响因素3、 机具选择与操作4、 压实标准第三章 石质路基施工1 爆破作用原理

9、2 综合爆破方法 示意图如下：第四章 特殊地区路基的施工1 滑坡地段路基成因与整治：推力（抗剪），水一、定义处于滑坡地段的路基，破裂棱体沿某一贯通的滑动面滑动。二、滑坡整治 滑坡整治原则和措施滑坡对铁路路基及铁路运营造成了严重威胁，因此应根据滑坡的规模、滑坡的类型、滑坡体的土石性质、水的活动规律以及滑坡形成与发展的各方面条件，分析滑坡对铁路的危害程度，及时采取有效措施加以整治，以确保铁路路基的安全。滑坡整治应遵循下述原则：1.滑坡应及早治理。对于较简单规模较小的中、小型滑坡，其勘察设计和施工，一般比较简易，应做到彻底根治，不留后患。2.对规模较大、性质较复杂的滑坡，若其不致发生急剧变形造成灾害

10、性危害，应考虑全面规划分期整治并做好对滑坡本身及工程效果的观测工作。3.滑坡整治工程应根据具体条件采取综合措施。4.对失去前部支撑的滑坡，宜修建支挡建筑物或采取减重和支挡相结合的措施。5.滑带有大量地下水的滑坡，应采取截排、疏干地下水或降低地下水位为主，支挡为辅的措施，以提高滑带土的抗剪强度。6.对崩塌性黄土滑坡或由错落体形成的滑坡，可采取修建明洞或支挡为主，减重为辅的措施。根据滑坡的性质、规模和特点，可采取排水、减重与加载修、建支挡建筑物及改变滑带土的工程性质等四类工程措施。2 浸水路基动水压力，静水压力一、浸水路基的分类及工程特点浸水路基按路基所处的工程条件不同，可分为滨河及河滩路基与水库

11、路基两类。（一）滨河及河滩路基的工程特点 滨河路堤是指沿河岸修筑的、并且只有一侧边坡浸水、经过水流冲刷作用的路基。跨越河滩，大致与水流方向垂直或斜交的路堤，其间适当部位有过水建筑物，两侧边坡浸水并经受水流作用者称为河滩路堤。河滩路堤及滨河路堤依照其浸水条件，可分为在全年内均受水浸的路堤为经常性浸水路堤，仅在洪水时期浸水的路堤为周期性浸水路堤或季节性浸水路基。滨河及河滩路堤的主要工程特点如下：1.路堤土体承受着因水流的渗透产生的渗透压力作用。路堤浸水饱和后，浸水路堤断面饱和土与不饱和土的界限称为浸润曲线。当水位骤然降低或两侧浸水的河滩路堤两侧水位不等时，则路堤饱和土体孔隙中的水将向边坡方向渗透，

12、浸润曲线下降。水在土中渗流产生渗透压力（又称动水压力）。由于水向边坡方向渗透，渗透压力指向边坡，这对边坡的稳定是十分不利的。2.若路基两侧存在较大水位差，则产生自高水位一侧向低水位一侧的渗流作用。贯穿路堤的渗透水流产生指向低水一侧的渗透压力外，当渗流速度足以冲移土体内的细小颗粒时，渗流将细小的土粒带走并逐渐扩大形成管涌现象，破坏低水位一侧边坡的稳定。路堤基底为透水层时，在路堤两侧水位差的作用下也会发生通过基底的渗流作用，同样对路堤的稳定是不利的。3.采用一般粘性土填筑的路堤，由于浸水，降低了土体的抗剪强度，而土的容重也由于水的浮力作用而减小，使路基的稳定处于不利状态。4.滨河及河滩路基的一侧或

13、两侧河流的冲刷、淘刷作用，是对路堤稳定性的严重威胁。对于较宽、较深、有较大风浪的河流，还应考虑波浪对路堤边坡的破坏作用。滨河及河滩路堤的填料选择，应根据其浸水的条件，优先选用水稳定性高、压缩性小、渗透性强的粗颗粒材料，如砾石、卵石、漂石、不易风化的碎石和块石，以减少渗透压力的作用。其次可选用粗粒砂、中砂。一般粘性土亦可用作填料，但施工中应严格按照要求达到较高的压实密度。一般粘性土的含砂量以5075%为最佳。纯粘土、含有较多有机质的淤泥、腐殖土、沼泽土以及含有大量易溶盐的盐碱土，由于遇水强度锐减，或者极易产生冻胀，或者造成严重沉陷等均不能用其填筑浸水路堤。 饱和粉细砂在振动作用下存在振动液化的可

14、能。这是由于在振动荷载作用下，土中孔隙压力增大，当孔隙压力达到土的全应力时，土中的粉细砂颗粒则呈现“悬浮”状态而液化。研究表明，饱和粉细砂在振动荷载作用下孔隙水压的产生是由于在振动作用下粉细砂密度改变所致。若有足够的密实度，则上述现象不会发生。换言之，相对于一定的振动强度（振动加速度），则有与其相对应产生孔隙压力的振动稳定密度，那么，也就不会出现液化现象。应用这一原理；在粉细砂浸水路堤的设计与施工中，采取相应措施，使填土密度达到振动稳定密度的要求，确保路堤稳定。（二）水库路基工程特点沿水库岸边或跨越其支流修筑的铁路路基称为水库路基。水库路基受水库水位涨落和渗透、波浪冲刷、坍岸、地下水壅升及淤积

15、水库等作用的影响。水库路基所处条件与其它路基不同，它具有下述工程特点：1.水库路堤常年浸水部分的边坡及可能发生渗透变形的处理工程措施均按前面述及的浸水路基工程处理措施办理。2.由于水库路基长年浸水，水库蓄水后地下水壅升也可能造成路基的沉落。因此，应尽可能采用沉落量小的渗水土或其他水稳性较好的填料。若基底为湿陷性土层时，应预先采取加固处理措施。为防止运营期间继续可能的沉落，必要时（如深水浸泡）应预先加宽路基宽度。3.波浪冲刷和水库淤积都影响水库路基的边坡稳定性，所以水库路基边坡在存在波浪冲刷和淤积问题时，均应予以防护。若存在流冰和严重的水流冲刷，亦应采取措施予以防护。4.水库库岸在波浪的作用下，

16、岸坡易被淘刷、磨蚀、搬运，发生变形，产生坍岸，位于坍岸范围内的路基其稳定性受到影响，所以应采取措施进行护岸。 3 地震地区路基水平地震力一、定义处在地震地区的路基，主要受到水平地震力。二、地震对路基稳定性的影响地震对路基稳定性的影响取决于地震烈度的大小，与其所处的地质、水文地质条件有关。三、地震对路基稳定性的影响（一） 路基基底的变形在这种情况下，路基基底在地震后，极易发生变形：1.基底位于活动性断裂带的路基，遭受到的破坏严重，路基被拉开、错断或隆起。因为活动断裂带是地震影响最大的地带。断裂带的错动扭转会使上覆地层开裂或隆起。2.潮湿松软的地基，如饱和粉细砂层、流速状态的粘砂土，地震时会造成路

17、堤基底下沉。因在地震作用下这类地基土易产生液化，喷砂冒水。饱和砂层以上覆盖层厚度越大，地基下沉越少。饱和砂层厚度越大，厚度20米以内时，两者成正比关系。若两侧开挖取土坑，将加剧液化，恶化路基的变形。3.滑坡和不稳定的岩堆等不良地质地段路基，地震时路基常因滑坡或岩堆的变形而破坏。路堤基底的斜坡地层中若有软弱夹层，地震时，也极易产生滑动。4.基底软硬交替的地段，如陡坡路堤、变堤变堑的路基，地震时，由于地基土质不均匀，因产生不均匀沉降或沿交界面开裂滑移。5.由较丰富地下水且地下水位较高的地段，地震时，由于地下水位升、降的变迁，路基震害一般比较严重，常常造成路基开裂、下沉及基床翻浆冒泥。（二） 路堤本

18、体变形1.地震时路基本体产生不均匀沉落和开裂并产生纵向裂缝。这是由于地震时路基本体受力不均匀造成应力变化，且因路基本体中心部位受列车荷载作用密度较路肩、边坡大，地震时造成纵向开裂和不均匀下沉。2.采用中砂、粗砂和砾石等填筑的路堤，地震时易产生纵向滑移和边坡溜坍。3.压实质量低的路堤，地震时容易产生沉降和开裂。4.桥头路堤由于与桥台衔接，其刚度相差悬殊，易产生下沉、横向开裂和滑移等变形。（三） 路堑边坡（或山坡）的变形1.岩石破碎，岩石结构面发育的堑坡或山坡；2.边坡下部为基岩，上覆松散覆盖层的堑坡或山坡；3.岩层层面倾向路基，坡面上有大量不稳定松石的堑坡或山坡；4.风化严重，边坡高度大于8米，

19、坡角大于65的边坡，极易发生变形。四、路基抗震措施按照铁路线路的等级，对于、级干线铁路路基，应保证在设计地震烈度影响下，地震时不发生严重变形。若产生并不严重的变形，应以稍加修整即可正常使用为原则。对于级干线级工业企业铁路、地方铁路，应保证经短期抢修能够恢复通车。为保证上述要求，对路基本体及附属工程应采取下述抗震措施：1.路堤边坡的坡度在一般情况下，按设计规范放缓一级，并根据不同情况采取其它抗震措施。2.设计烈度为8度、9度，边坡高度大于10米的一般粘性土路堑变坡，应放缓边坡或采取其它抗震措施。黄土路堑应采用较宽平台的阶梯式边坡。岩石破碎，有危石或覆盖层受震后易坍塌的岩石路堑，应采取防护和加固措

20、施。3.路堤基底应做好处理，地面横坡陡与1：5的斜坡及半填半挖路基，基地台阶宽度不应小于1.5米。并做好地表水及地下水的排除处理，防止由于地震造成沿基底的滑动。4.在可能产生液化的土及软土地区，应根据地震烈度及地下水的情况采取相应的抗震稳定措施，如砂垫层、反压护道、砂井、换填及振密等。4 软土地区路基排水与增加强度一、 概述所谓软土，是指近代水下沉积的粘性土，凡含水量大于30%，孔隙比大于1，塑性指数大于13，有机质含量小于10%，压缩性大和强度较低者可统称为“软土”。软土的抗剪强度是一个比较复杂的问题，如何正确的判定抗剪强度的数值和切实的掌握其在荷载作用下的变化规律，是进行软土地区路基设计与

21、施工的重要依据。二、软土地基的加固方法 （一）砂井软土地基采用砂井加固是的一种常用且有效的方法。砂井的使用范围如下：（1） 路堤高度大于极限高度的5/32倍。（2） 路堤高度大于极限高度，但小于极限高度的5/32倍，地处农田或填料来源困难时。（3） 软土层厚度大于5米。为了使砂井有通畅的排水通道，路堤基底应设置砂垫层或设置连接砂井顶端的砂沟，以保证从砂井排出的水能引至路堤坡脚外。砂井顶部如设砂沟，每排砂井顶部应设几条纵向砂沟，使之互相沟通，纵向砂沟采用中间密，两边疏的布置形式。砂沟的宽度可为砂井直径的两倍，厚度为0.40.5m。（二） 换土当软土上部没有硬壳，软土层本身又比较薄，便于排水情况下

22、，可以采用人工或机械开挖等方法全部挖出软土，填以强度较高的粘性土或砂卵石等渗水材料。这种处理方法不留后患，效果最好。对于水塘、河沟和古埋藏谷，软土层较薄且成局部分布，如果线路通过该处，常采用此种方法处理。因软土地区地下水位较高，开挖困难，所以挖土的深度一般不易超过2米（三） 抛石挤淤抛石挤淤是一种强迫换土的方法，采用这种方法施工时不用抽水，不用挖淤，施工简便。它适用于湖塘或河流等积水洼地，水量大不易抽干，常年积水表层无硬壳，软土薄、稠度大、片石能沉达底部者。一般用于软土层厚为34米的情况。抛填片石的大小视软土稠度而定，但一般直径不易小于0.3米。抛填石应自路堤中部开始，渐次向两旁展开，以使淤泥

23、挤向两旁，在片石露出水面后用 重型夯滚反复辗压，其上铺设反滤层，再行填土。当下卧岩层层面有明显的横向坡度时，抛填片石应从高的一侧向低的一侧进行，并在低侧适当多抛一些，以求稳定。（四） 反压护道反压护道就是在路堤两侧填筑一定宽度的低于路堤的护道，在垂直侧荷重作用下，使路堤两侧地基土被挤出隆起之势得到平衡，以保证路堤稳定。采用反压护道加固，不需要特殊的施工机具和昂贵材料，不需控制填土速率，施工简便，但土方量大，占用农田多，后期沉降大，常需抬道补碴，给养护带来困难。反压护道一般采用单级形式，反压护道必须保证自身的稳定，因此它的高度不能大于天然的地基路堤的极限高度。适用于路堤高度大于极限高度的5/32

24、倍的情况，单级反压护道高度采用路堤高度的1/31/2较为经济合理。反压护道的宽度采用圆弧法通过整体稳定性试算来确定。（五） 排水砂垫层排水砂垫层就是在路堤底部的地基表面铺设一层较薄的砂层，以使软土顶面增加一个排水面，在逐级加荷作用下促使地基土排水固结，提供强度。这种砂垫层厚度较薄，它对于基底应力的分布及沉降量大小无明显影响，但可加速沉降的发展，缩短其过程。砂垫层施工简易，不需特殊施工机具，具备砂料即可实施，但需放缓填土施工速率，使地基有足够时间排水固结，故施工期较长。（六） 综合加固措施为了增大加固效果，减少占地，节省材料，可采用两种或两种以上方法综合使用。（七） 塑料排水板法塑料排水板是一种

25、克服砂井存在缺点，改善地基排水条件的方法。塑料排水板由芯板和滤膜组成，土层中的固结渗流水通过滤膜渗入到沟槽内，又通过沟槽从排水垫层中排出。要求滤膜的渗透系数不低于中、粗砂，一般采用耐腐蚀的涤纶衬布。芯板要求在土压力作用下不产生断面压缩变形，国内外多采用聚乙烯或聚丙烯材料制作，多孔型排水芯板，采用耐腐蚀的涤纶无纺布。（八） 粉体喷射搅拌法 粉体喷射法是在软土地基中输入粉粒体加固材料，通过和地基土强制的搅拌混合，使地基土和加固材料发生化学作用，在稳定地基土的同时提高其强度。 竖向排水预压真空预压施工图粒料桩水泥粉煤灰碎石桩刚性桩施工的压桩机5 黄土地区路基大量钙质结核、易溶盐，黄土的湿陷性一、黄土

26、地区路基的工程特点1.黄土地貌有其独特的形态，形成所为原、梁、峁的地貌景观。由于冲沟发育，黄土地区山高谷深，七沟八梁。因此，黄土地区路基常多高填深挖，工程数量浩大。2.黄土路堑边坡容易产生变形。常见的变形有：剥落、冲蚀、溜坍、滑坡和崩塌。所以恰当的根据工点黄土类型和特性选择路堑边坡形式及边坡坡度是防止发生上述变形的关键。3.黄土高路堤容易产生下沉。这一方面是由于黄土的湿陷性造成的，另一方面也是由于黄土天然含水量小，难以达到要求的压密度的缘故。4.黄土路堤边坡在雨水作用下容易产生冲蚀。5.由于黄土具有垂直节理、多孔隙及含丰富的易溶盐，使黄土产生陷穴。陷穴顶板坍塌则使铁路路基破坏变形。另外，黄土地

27、区还有隐藏于地下的人工洞穴也会使路基工程建筑物受到破坏。因此，在黄土地区应进行黄土陷穴及人工坑洞的周密调查，并做好排水工程。对已发现的陷穴和人工坑洞应采取有效措施予以回填，如开挖回填或灌泥浆封闭填塞等，以防止造成后患。二、黄土路基边坡防护为了防止黄土路基边坡的冲蚀，根据具体条件可采用边坡表面拍打夯实、植树、种草、捶面、坡面编栅、草泥抹面和泥墙等予以防护。边坡表面夯实适用于多孔性及疏松的黄土。植树种草适用于较缓的边坡，植树边坡不陡于1：1.25，种草边坡不陡于：1.5。捶面护坡适用于雨量大、温度变化剧烈的、边坡陡于1：1的地区。捶面厚810毫米。捶面材料可用粘土混凝土、矿渣混凝土、或四合土（石灰

28、、粘土、砂及炉渣）。坡面编栅适用于土质疏松及多雨地区当边坡陡于1：1.5时本桩应垂直坡面楔入边坡。草泥抹面和泥墙适用于雨水冲刷不十分严重的地段。草泥抹面多用于局部嵌补，泥墙用于坡脚。6 膨胀土地区路基裂隙土（超固结土），伊利石、蒙脱石等一、膨胀土的特征膨胀土主要由强亲水性粘土矿物蒙脱石和伊利石组成，具有膨胀结构以及多裂隙性、强膨胀性和强度衰减性的高塑性粘性土。其主要特征为:1.有膨胀性粘土矿物组成，主要成分是蒙脱石及伊利石。蒙脱石矿物对裂土的工程性质有重要影响。研究表明蒙脱石含量达5%时，对土的胀缩和抗剪强度产生明显影响。若达到2030%时，则胀缩性及抗剪强度完全由蒙脱石控制。2.具有膨胀性结

29、构这里所说的“结构”是指土在一定地质环境和条件下，由土粒、孔隙（裂隙）及胶结物所组成的整体结构，一般常称为土的微结构。裂土的微结构是片状或扁平状粘土颗粒相互聚集形成的复杂叠聚体结构，它决定着裂土的膨胀性与收缩性以及强度特性。由于裂土大量裂隙的存在，使水容易渗入和逸出，而且裂隙中的充填物大多为次生蒙脱石粘土，易于吸水膨胀。裂土结构单元中的各种胶结物增强了聚集体的结构连结，产生一定结构强度，胶结物质遇水溶解则结构强度丧失。所以说裂土的结构是一种具有膨胀性的结构。3.具有多裂隙性 裂土普遍发育的裂隙有许多不同的形态，按裂隙的成因类型可以分为原生型裂隙和次生型裂隙。裂土原生裂隙是在裂土生成过程中，在温

30、度、湿度、胀缩、压密的复杂作用下产生的。原生裂隙主要呈显微隐蔽状态，即呈短小的紧密闭合状态。次生型裂隙按生成的机理可以分为：风化裂隙、减荷裂隙、斜坡裂隙与滑坡裂隙等。次生裂隙一般由原生裂隙发展形成。膨胀土常发育几组规律的裂隙，构成多裂隙组合形成的裂隙结构体。在平面上裂隙的分布为不规则的网状；空间上，各种方向和不同机理形成的裂隙又将土体切割成为某些几何形态的快体，如菱柱体、菱块体、短柱体、鳞片体等；在裂隙分割上，可将土体层层分裂，甚至可以无限分割。裂隙面上的粘土矿物颗粒具有定向排列的特征。密布的大小裂隙，大大降低了土的强度，使其工程性质恶化。4.具有超固结性经研究，膨胀土在其形成的地质历史曾经承

31、受过更大的上覆荷载作用而呈超固结性。具有超固结性的膨胀土，其应力一应变一强度特性对工程的影响是显著的。当上覆土层开挖卸载时，产生明显的卸荷膨胀。二、膨胀土地区路基的加固与防护为防止膨胀土路基边坡变形及对已经产生变形的膨胀土路基边坡进行整治，及时做好路基加固与防护工程有十分重要的意义。1.膨胀土路堑的防护与加固膨胀土由于开挖施工引起边坡变形的效应特别明显，并因边坡膨胀土的风化、变形导致的边坡病害比其它任何土都普通和严重，所以应予以及时防护。当路堑边坡较高时，边坡下部亦应及时修筑挡土墙防止边坡变形。实践证明，及时做好膨胀土路堑边坡的防护与加固工程，往往对防治边坡变形是有效的。膨胀土的路堑边坡防护主

32、要有以下几种类型：（1） 植物防护较有效的植物防护方法是铺草皮和种紫穗槐，单独采用铺草皮坡面防护一般只适用低堑坡。植物防护措施也常与其它防护措施配合使用。（2） 骨架护坡为防止坡面表土风化，同时加强风化土体稳固，可设骨架护坡。常用的骨架护坡有方格骨架护坡、拱形骨架护坡和人字形骨架护坡，骨架护坡采用浆砌片石厚度最小为0.5米，应当注意，风化特别严重或骨架嵌入困难地段不宜采用骨架护坡。（3） 片石护坡对于已经产生局部溜塌变形的堑坡，可采用干砌或浆砌片石护坡。（4） 全封闭式护坡对于裂隙发育的边坡，采用喷射混凝土全封闭式护坡，可起防护与加固作用。但是由于裂土边坡的膨胀与收缩变形可能造成全封闭式护坡的

33、破坏，故应与其它防护加固措施同时使用。（5） 挡土墙由于膨胀土的特性和变形规律，在路堑坡脚设置坡脚挡土墙，对于及时恢复膨胀土边坡开挖前的应力状态，防止风化和变形，稳定边坡有着显著的效果。2.膨胀土路堤的防护与加固为了防止用膨胀土填筑的路堤下沉、风化及胀缩变形造成的危害，路堤应加强坡面防护加固。常用的有效防护加固措施有：植物防护、支撑渗沟及支挡加固措施。植物防护的方法与堑坡防护相同。一般适用于胀缩性较弱、高度较低的路堤边坡。对高路堤常与支撑渗沟共同配合使用。7 冻土地区路基季节性冻土、多年冻土、水一、概述冻土是一种复杂的由土颗粒、水、冰组成的天然复合体是一种非均质、各向异性的介质。 它对冻土地区

34、的路基稳定有着极大的影响。持续三年以上的为多年冻土；多年冻结，夏季全部融化的为季节性冻土；维持冻结数小时或数日的为瞬时冻土。二、多年冻土地区路基施工多年冻土地基路基工程施工首先应当做好排水工程。在保持多年冻土不融化的地段，排水沟至路基坡脚或保温护道应有足够的距离，以防止冻土融化，影响路基稳固。这一距离一般不小于0.5米 。天沟至堑顶边缘不小于10米。厚层地下冰地段，为保护冻层，不宜修筑排水沟和天沟，可修筑挡水埝。而东北多冰冻土地段排水沟和天沟深度不易浅于0.6米，宽度不小于0.6米。在冻土地区修筑的排水沟与天沟必要时应予以加固防渗。施工取土的地点应慎重选择，防止由于取土引起冻土融沉及热融滑坍，

35、影响路基的稳定。在地下水发育地段取土若开挖过深，可能地下水出露形成冰椎，影响路基稳定，所以不可开挖过深。冻土地区的路基施工应尽可能保护施工地段的自然条件，在路堑堑顶和路堤坡脚以外20米范围内的草皮应予保护，并在这一保护地带内不设施工便道及其它临时设施，以保护冻土，防止冻土融化。路堤基底的植被应予以保护。多年冻土地区路基一般在冻结季节施工，由于冻土开挖会促使其融化，应进行快速施工。三、路基冻害及防治1.路基冻害变形季节性冻土地区路基的冻害变形表现为冻胀、融化下沉及翻浆冒泥。路基的冻胀是由于大气温度下降，使土体温度达到土中水的冰点时，土中的冻融层及产生冻结。土体冻结时，由于土中孔隙水、外界水的补给

36、及地下水补给的条件不同，水的冰晶形成多晶体、透镜体和冰夹层等不同形式，使土的体积增大，引起路基冻胀。每当春季，冻结的土产生融化，由于土中的水侵入体的消融发生沉陷引起路基下沉。当路基土体在融化过程中存在下卧隔水层时便产生翻浆冒泥。2.防治路基冻害的几种常用措施（1） 换填法 对由于土质不良而造成的路基冻害，且又有换填条件时，常广泛使用换填法，以减弱或基本消除路基冻害。采用的换填材料主要为粗砂、砾石等非冻胀性材料。（2） 物理化学法物理化学法是指采用人工材料，改变土粒与水之间的相互作用，使土体在冻结时水分的转移强度和冰点发生变化，减轻冻害的影响。在路基土体中加入一定量的可溶性无机盐如氯化钠（NaC

37、l）、氯化钙（CaCl2）、氯化钾(KCl)等，可使土粒表面水膜增厚，降低表面能和毛细作用，降低土的冻结温度与水分转移强度。一般可将盐铺在需防治冻害的地段，经雨淋渗入地面；亦可在事先钻好的浅孔中填入结晶盐。采用憎水性材料掺入填土中，可减少或消除地表水下渗、阻止地下水上升，使土体含水量降低，以减弱路基冻害。常用的憎水性材料有重油、柴油、液态石油沥青、液态煤焦油等石油产品及四甲基乙二胺溴化物、四甲基乙二胺氯化物、三甲基十八烷基氯化胺等化学表面活性剂。国外的研究还表明，采用使土粒聚集或分散剂也可以收到明显的防冻效果。（3） 保温法在路基表层（顶面及侧沟）设置保温隔热层，推迟土体冻结，提高土中温度，减

38、少冻结深度，以减弱或消除路基冻害。隔热材料可采用草皮、树皮、炉渣、泡沫混凝土、玻璃纤维以及其它一些合成材料。(4)排水隔水法由于水是形成路基冻害各因素中关键性的条件。因此，控制土体中的水分，就可以削弱或消除路基的冻害。排水隔水法的具体措施包括：降低地下水位；降低季节冻层范围内土体的含水量；隔断外界水的补给来源；排除地表水及防止地表水的下渗入等。8 盐渍土地区路基1米厚度以内，含大量易溶盐、松胀和膨胀性1.盐渍土及其工程特性在地表土层1米厚以内，土中易溶盐的含量大于0.5%的土称为盐渍土。盐渍土地区的路基容易产生膨胀、松胀、冻胀、翻浆和溶蚀等病害，这是由于盐渍土的下述工程特性造成的：(1)盐渍土

39、的压实性实验研究说明，土中含盐量的多少与盐渍土的最佳密度有关。土中含盐量增大，其最佳密度则随之减小。因此，可根据土中含盐量的大小确定压实功能，即若含盐量较高，应加大压实功能。盐渍土中含盐种类不同，具有不同的压实特性。含硫酸盐及碳酸盐的盐渍土要具较高的含水量才能达到最佳密度，而且硫酸盐及碳酸盐的含量与密度直接有关。硫酸盐的含量接近2%、碳酸盐的含量超过0.5%时，就会影响路堤填土压实和稳定。由于氯盐盐渍土的液、塑限随含盐量的增加而降低，所以含氯盐的盐渍土可在较低的含水量条件下达到标准压实密度。又由于氯盐具有强烈的吸湿性和保湿性，可使土体长期保持在最佳含水量附近的状态，经列车荷载作用，可得到进一步

40、压实，这在缺水地区施工方面是很有利的。但是当含盐量超过8%时，遇水溶解，增大土的沉落和不稳定性。铁路路基设计规范对各类盐渍土的允许含盐量作出了明确的规定。在干燥度大于50，年平均降水量小于60mm，相对湿度小于40%的我国西北地区，不受氯盐含量的限制。(2)盐渍土的松胀和膨胀性盐渍土的松胀性是指含硫酸盐的盐渍土在昼夜温度变化影响下，硫酸盐吸水结晶而膨胀，脱水溶解而收缩，使土体结构破坏、疏松的现象。含硫酸盐的盐渍土松胀的结果，可能使路肩及边坡土体变松，影响路基稳定。含硫酸盐类的盐渍土由于季节性温度变化，较深土层中的硫酸盐吸水结晶体积增大现象即为硫酸盐渍土的膨胀性。这类盐渍土的膨胀影响深度和膨胀量

41、都十分可观，造成路基的季节性隆起和下沉，影响行车和路基稳定。碳酸盐类盐渍土遇水后，土中大量吸附性阳离子和胶体颗粒相互作用，减小土颗粒间的粘着力，引起土体膨胀。土中碳酸盐含量超过0.5%时，其膨胀影响是十分显著的。碳酸盐的膨胀作用使路基边坡坍塌变形。（4） 盐渍土的强度试验研究的结果指出，矿物组成、结构、密度和含水量相同的土，当含盐量增加时，土的抗剪强度、压缩系数等指标略有增加。所以对于含氯盐的盐渍土，只要不发生氯盐溶解，用其填筑的路堤强度是可靠的。在干旱缺水的条件下，可以用超氯盐渍土修筑路基。应当指出，硫酸及碳酸盐渍土由于松胀和膨胀作用，会使土的结构破坏，影响土的密度和强度。2.盐渍土地区路基

42、应注意的问题（1） 路堤最小高度盐渍土地区的路堤，当地表含盐量大于填料的容许含盐量，且地下水位较高时，路堤存在着再盐渍化的可能，并有冻胀和翻浆的危害。为此，路堤的高度应高于最小高度。（2） 基底毛细水隔断层 当填料困难或地下水位很高，基底松软；或路堤长期被水浸泡的条件下，应设基底毛细水隔断层部分填渗水土或全部填渗水土。毛细水隔断层的最小厚度为0.5米，其顶面和地面应设置不小于0.2米的垫层（或加厚隔断层厚度）。常用的毛细水隔断层材料有渗水土、石灰沥青膏、沥青胶砂。（3） 路基加宽为防止盐渍土边坡表层的松胀、剥蚀、除采取必要的边坡防护措施外，可根据盐渍土的类型和性质适当加宽路基的宽度。盐渍土地区

43、路堤的护道一般不小于3米，以增强路堤的稳固性。9 风沙地区路基防风固沙：风沙地区由于气流对沙质的吹扬、搬运及堆积作用，对铁路路基造成很大危害。风沙的危害作用主要是掩埋线路及风蚀路基。1.风沙是一定条件下的气候现象，即气流对疏松沙质地表的吹扬、搬运和堆积。它是干燥大陆性气候及裸露疏松地表长期作用的结果。2.我国风沙地区具有下述特点：（1） 气候干旱。降水量大多为400毫米以下，而蒸发量却很高。日温相差悬殊。（2） 风沙频繁。风季风速常为56级以上。由于地表为疏松沙质，所以风沙活动十分强烈。（3） 地表水贫乏，植被稀疏。风沙地区几乎没有当地地表径流形成的河流。除个别条件较好的沙地外，一般植被稀疏低

44、矮。流沙地区植被更差，甚至完全裸露。（4） 风沙地区有地下水资源，由于我国风沙地区地处内陆盆地，因此可以汇集和蓄存大量地下水。其中，如沙漠边缘、山前平原潜水、沙丘覆盖的冲积湖积层承压水及沙丘下泉水都是可以利用的资源。3.路基沙害的防治造成路基沙害的条件中，以风信（风向、风速、风频及全年起沙风况等）、沙源、和地貌条件与沙害的发生和发展关系最密切。路基沙害的防止应当积极从以下三个方面入手解决关键问题才可能奏效。根据线路通过地段的不同条件，因地制宜地设置路基两侧的防护带。防护带的设置应考虑就地取材、综合治理原则。设置防护带的主要措施有：（1） 植物固沙措施植物固沙适用于年平均降雨量大于100毫米的地

45、区和地下水埋藏较浅及有水源可利用的地段。植物固沙为起作用之前或当地无沙生植物生长条件时，应采取临时固沙措施。（2） 临时固沙阻沙措施临时固沙阻沙措施包括格状沙障、卵砾石防护层、喷洒沥青乳液、栅栏及截沙沟堤等。（3） 覆盖沙丘措施路基两侧的活动沙丘采用适宜的材料予以覆盖。覆盖厚度510厘米外侧设防沙栅栏、截沙沟堤。可选用的覆盖材料有卵石土、砾石土、粘性土及乳化沥青。10 岩溶地区路基疏、堵1.概述可溶性盐层受地面水和地下水的作用，发生的以溶蚀为主的地质作用及其所产生的现象称为岩溶。岩溶对通过该地段的路基有许多危害。其中主要由溶洞顶板的坍塌引起路基下沉和破坏；岩溶洞穴的周期性冒水，使路基基底受水浸泡，造成路基沉陷、翻浆或坍塌以及突然性地下水涌出冲毁路基。2.岩溶地段路基的处理（1） 溶洞顶板的厚度路基通过溶洞的最小安全厚度遇岩石性质、构造、溶洞大小及水文地质条件有关。安全厚度可用各种分析方法估算作为参考。（2） 堵塞堵塞使用于路基面附近及边坡上规模不大