【正文】 土層中含水量應超過30%，在飽和土層或地下水位以下的土層中應用更好。水泥漿通過柱塞式泥漿泵強制注入，除非非凡情況很少斷漿，施工中一般采用預攪下沉時就噴漿的工藝，因此樁體的均勻性比干法施工好。(4)灰土擠密樁法灰土擠密樁法屬于一種柔性樁復合地基，它是通過夯實的樁身和擠密的樁間土提高地基強度，又通過樁間土的擠密達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。施工時，先利用沉管、沖擊或爆擴等方法在地基中擠土成孔，然后向孔內夯填灰土成樁。灰土通常采用3:7灰土或2:8灰土。樁孔深度應根據(jù)建筑物的分類情況、濕陷類型、濕陷等級、濕陷土層厚度綜合確定。若土層很厚，可先在土層中鉆孔，填以粗砂和碎石形成砂井，然后在塘內放水浸泡，～。(6)化學加固法化學加固則多用于濕陷事故處理。在我國濕陷性黃土地區(qū)地基處理應用很多，并取得實踐經驗的化學加固法包括硅化加固法和堿液加固法，其加固機理如下：①硅化加固法：通過打入帶孔的金屬灌注管，在一定的壓力下，將硅酸鈉(俗稱水玻璃)溶液注入土中；或將硅酸鈉及氯化鈣兩種溶液先后分別注入土中。②堿液加固：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，首先與土中可溶性和交換性堿土金屬陽離子發(fā)生置換反映，反映結果使土顆粒表面生成堿土金屬氫氧化物。但對下列情況不宜采用堿液加固：①對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。防水措施、結構措施的采用，應根據(jù)地基處理的程度不同而有所差別。 凍土地區(qū)路基處理技術 凍土的概念凡是土溫等于或低于零攝氏度的土(石)，成為凍土。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。多年凍土上限和季節(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。季節(jié)融凍層內的季節(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。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)是東北大小興安嶺和青藏高原。這是由于土中冰變?yōu)樗筒糠炙呐懦龆斐?。在多年凍土地區(qū)，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生沉陷，造成路基嚴重變形。(2)凍脹凍脹是由于路基土中水的凍結和冰體的增長引起土體膨脹、路基不均勻隆起、裂縫。凍脹的原因包括土中原有的水結冰體積膨脹；同時也包括土凍結過程中下部未凍結土中的水分遷移并向凍結面富集，水分相對集中，水與土粒分異形成冰透鏡體或凍夾層，使土體積膨脹。如道路走向為東西時，路基有向陽坡面和背陰坡面 兩側路基填土的含水量和凍結深度出現(xiàn)差異，易形成單側凍脹，引起路基不均勻沉降。(3)冰錐、冰丘在寒季流出封凍地表或封凍冰面的地下水或河水，凍結后形成丘狀隆起冰體稱為冰錐。(4)熱融坍滑由于自然應力或人為活動，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。由于自然應力或人為活動，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)。因沼澤中多生長有喜水植物及覆蓋有泥炭層，保護了多年凍土，形成了隔水層，使地表長期積水或處于潮濕狀態(tài)。用遮陽板遮擋路基在俄羅斯和美國阿拉斯加地區(qū)己有研究和應用；在國內，尚處于應用研究階段。 明顯減少了路基吸收的輻射熱，顯著降低了路基的溫度，以達到保護凍土路基的目的。遮陽板遮蔽太陽對路基直接輻射效果在暖季和在輻射強烈空氣稀薄的高原地區(qū)表現(xiàn)得更突出一些。遮陽板路基是一項相當好的保護凍土路基形式 對于高海拔，強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)定的地溫調控方法。路基下凍土地溫在人為擾動后的變化是復雜長期的過程。 片石通風路基片石通風路基是一種控制熱量傳輸過程的工程措施。在暖季 可以阻止外界熱量傳人路基。片石通風路堤主要適用于高溫、高含冰量、。是一種較好的主動防護凍土的工程措施，適合在多年凍土區(qū)使用。不僅有利于路穩(wěn)定，對防止路基的不均勻變形和開裂 也有一定作用。片石通風路基對片石的性質要求較高 所用石料應潔凈、無級配、強度符合要求。最佳孔徑問題是控制的難點。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的作用下將通風管中的熱空氣擠出，并不斷將周圍路基土體中的熱量帶走，達到保護地基土凍結狀態(tài)的目的。圖 27 通風管路基(1)通風管路基的優(yōu)點適用于高原嚴寒氣候地區(qū)的多年凍土通風管路基通過強迫對流換熱方式降低地溫，能很好的起到保護下伏多年凍土維持凍結狀態(tài)的作用。通風管路基的人為上限抬升幅度相當大，通風管埋設在路基體中，可抬升多年凍土的上限，對多年凍土起到保護作用。因此需要在通風管兩側設置空氣開關，冬季由于熱脹冷縮原理，開關自動打開，冷空氣可在管內自由流動，而到了夏季 通風管關閉以阻止外部熱空氣進入管內。通風管的設計高度問題。 熱棒路基熱棒技術是一種無須外加動力源的冷凍技術，應用熱棒技術可以通過外加不對稱冷量的輸入來平衡溫度場，既能冷卻路基土體，同時也能使路基溫度場對稱、路基變形均勻。在寒冷季節(jié)空氣溫度低于凍土溫度，熱管中的液體工質吸收凍土中的熱量，蒸發(fā)成氣體。圖 28 熱棒路基(1)熱棒路基的優(yōu)點熱棒的短期冷卻路基效果非常明顯的，熱棒的熱系數(shù)可高達純銀的數(shù)千倍，可在短時間內迅速冷卻路基。在溫暖季節(jié)。液體工質蒸汽到熱管上部后不能冷凝，達到氣液相平衡后，液體停止蒸發(fā)，熱管停止工作，即熱棒的單向傳熱特性。熱棒路基的造價較高，在實際應用中應根據(jù)地溫特點，工程造價等斟情選擇。所以當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，可按照不同措施的優(yōu)缺點，結合病害路段凍土工程實際情況，采用復合式路基，驅利避弊選用保護凍土路基的最優(yōu)組合措施。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所組成的土。具有天然含水量高、天 然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數(shù)小、固結時間長、 靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物 理力學性質相差較大等特點。在軟土地基上修筑路基，若不加處理，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，導致路基病害的產生，繼而影響列車正常運行。根據(jù)軟土的孔隙比及有機質含量，并結合其他指標，可將其劃分為軟粘性土、淤泥、泥炭質土及泥炭五種類型。泥沼比軟土具有更大的壓縮性，但它的滲透性強，受荷后迅速固結，工程處理也比較容易。 軟土路基的處理路堤超過臨界高度時，為確保路堤在施工和運營期安全使用，必須進行路堤和路基加固處理。 改變路堤的結構形式(1)反壓護道反壓護道是通過在路堤兩側填筑一定高度的護道起反壓作用，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29所示圖 29 反壓護道h極限平衡區(qū)路堤反壓臺BLL180。反壓護道施工簡易，既不需特殊的施工機械和昂貴的材料，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。反壓護道的寬度用圓弧法檢算確定，護道形式以單級式為佳。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度。土工合成材料鋪設于路堤地層后，由于其具有較高的強度和韌性，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，阻止沖擊破壞面的產生，提高地基的承載力，增強路堤穩(wěn)定性。 人工地基人工地基是軟土地基內設置各種材料制成樁，構成復合地基或將地基土換成性能良好的土料，以保證路基穩(wěn)定的一類方法。因為徹底地改變了地基土的性質，效果很好。若軟土被水淹沒，施工時可在路堤兩側設置圍堰，以便于施工，并使填土過程不受水的浸泡，保證施工質量。直接拋石施工時，可先拋中間部分，將淤泥擠向兩側，再向兩側拋石，擠出淤泥。(2)擠密砂樁將砂樁打入軟土地基，擠密軟弱土層，形成復合地基。根據(jù)我國在淤泥質黏土中打樁前后的荷載試驗，其沉降量可比天然地基減小20%～30%，因而適用于對沉降要求較高的工程。圖 210 擠密砂樁擠密砂樁采用中、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。砂樁直徑根據(jù)置換率要求及施工機械、成樁方法等綜合因素考慮，宜選用較大直徑。樁在平面上布置成三角形或正方形，樁長不應小于危險滑弧的深度，對于厚度不大的軟土，樁長應穿透軟弱層。(3)碎石樁碎石樁是以碎石(卵石)為主要材料制成的復合地基加固樁。所謂散體樁是指無粘結強度的樁，由碎石柱或砂樁等散體樁和樁間土組成的復合地基亦可稱為散體樁復合地基。圖 211 碎石樁機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。(4)生石灰樁生石灰樁是用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。生石灰在遇水消解的過程中，其體積發(fā)生膨脹，對周圍土體產生出壓密效果 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，由于擠壓作用使土體的孔隙比減小，從而達到加固地基的目的。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，強度較低，而摻八砂子則正好彌補了這方面的不足。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。加固深度一般在10～15m。這類加固方法，對提高土體強度和地基承載力，增強路堤穩(wěn)固性，效果十分顯著。根據(jù)固結理論，粘性土固結所需的時間和排水距離的平方成正比。為了加速土層固結，最有效的方法是增加土層的排水通道，縮短排水距離。砂井砂墊層臨時性填土永久性填土圖 212 排水砂井砂井是打樁機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。軟土地基設置砂井后，改善了地基的排水條件，在附加荷載作用下，排水估計過程大大加快，地基強度迅速提高，因而也改善了地基承載力和路堤穩(wěn)定性。雖然理論上需要的直徑很小，但在實際中，直徑過小難于施工，并且在使用過程中，容易發(fā)生側向位移造成上下錯斷而失效。井距直接關系到排水固結的速度，井距愈小，固結愈快。瑞恰特()通過理論證明，砂井有效間距縮短一半，將使地基固結度達90%所需的時間縮短為1/6,；而砂井直徑增大20倍，是能使固結度達90%所需的時間減少為1/4。井距應保證在給定的施工期限內達到要求的地基固結度，使路堤安全填筑。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。當軟土層較薄時，砂井應貫穿整個軟土。用砂井加固軟土地基時，路堤底部必須鋪設砂墊層以溝通砂井，將砂井中滲透出來的孔隙水引到路堤坡腳之外。墊層和砂井的分布寬度稍大于路堤底面寬度。袋裝砂井的直徑按其排水及施工工藝的要求確定。袋裝砂井的編織袋應有良好的透水性，袋內的砂不易流失，袋子的材料應有足夠的透水性，有一定的抗老化、抗地下水腐蝕性。②由于編織袋是一個整體，能夠保持砂的連續(xù)性和密實性，不會因地基變形而切斷，使用效果良好。④由于砂井斷面小，重量輕，減小了施工設備的質量，提高了施工效率。(3)塑料排水板塑料排水板法是將預制的帶狀塑料排水板用插板機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。多孔制單一結構用聚氯乙烯經特殊加工而成，由于其素材本身能形成連通的孔隙，固透水性極好。如圖：圖 213 塑料排水板(4)排水砂墊層排水砂墊層是在路堤底部的地面上鋪設的一層砂墊層，其作用是在軟土層頂面增加一個排水面。~~砂墊層圖 214 排水砂墊層 膨脹土地區(qū)路基處理技術 膨脹土的概念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。膨脹土的礦物成分主要是蒙脫石,為一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質極不穩(wěn)定。一般于建筑物完工后半年到五年出現(xiàn)。該土具有吸水膨脹，失水收縮并往復變形的性質，對路基的破壞作用不可低估，并且構成的破壞是不易修復的。(1)脹縮性膨脹土吸水體積膨脹，使其上部建筑物隆起，如膨脹受阻即產生膨脹力。膨脹土在塑限和液限含水率的收縮量與膨脹量，稱為極限脹縮潛勢。土的初始含水率越低，膨脹量與膨脹力越大。不同類型的膨脹土其崩解性是不一樣的，強膨脹土浸入水中后，幾分鐘內就能完全崩解；弱膨脹土浸入水中后，則需要較長時間才能完全崩解。這些裂隙將土體分割為具有一定幾何形態(tài)的塊體，破壞了土的完整性。膨脹土路基邊坡的破壞，大多與土中裂隙有關，且滑動面的形成主要受裂隙軟弱結構面所控制。超固結膨脹土路基開挖后，將產生土體超固結力釋放，邊坡與路基面呈現(xiàn)卸荷膨脹，并常在坡腳形成應力集中區(qū)和較大的塑性區(qū)，使邊坡容易破壞。由于膨脹土的超固結性，其初期強度極高，一般現(xiàn)場開挖都很困難。 膨脹土的路基的病害(1)溜坍 路基邊坡上局部表層土體，由于降水下滲含水率過大以及土的脹縮作用，強度降低而溜坍。這一軟弱面多為裂隙面、層面或其他結構面。膨脹土地段的滑坡，其滑動面土體含水率較大，強度低，有時雖然土體邊坡已經放緩，但仍易產生滑動。不少地段的坍滑體厚度不大，但在邊坡上卻不易擴展。其主要因素有5種：(1)土的黏粒含量膨脹土的黏粒含量高，多達35%～85% ，其中粒徑 mm的膠粒含量一般也在30%～40% 。因此，一般膨脹土均屬于高塑性黏土。因此，土中黏粒含量愈多，土的塑性指數(shù)愈高，則土體的脹縮性愈大。當黏土的含水率發(fā)生變化，立即產生垂直和水平兩個方向的體積膨脹。土中含水率的變化而發(fā)生相應的膨脹或收縮變形，特別是在場地膨脹性土層厚度不一，均勻性不一，不同部位處含水率的變化以及