工程巖土 課件 5.1.4凍土地基

凍土地基防治

主講教師：任俐璇任務(wù)導(dǎo)入：凍土地基的防治鐵軌兩旁的熱棒青藏鐵路什么是凍土呢？?jī)鐾劣钟心男┎『δ?？該如何防治呢？一、凍土的概念及分類任?wù)實(shí)施：凍土地基的防治凍土：凡溫度≤0

C，且含有固態(tài)冰的土，稱為凍土。主要分布于我國(guó)的東北、西北和華北。任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治

凍土按其凍結(jié)狀態(tài)時(shí)間的長(zhǎng)短可分為多年凍土、季節(jié)凍土和瞬時(shí)凍土三類。多年凍土－凍結(jié)時(shí)間連續(xù)二年或二年以上的土；季節(jié)性凍土－每年冬季凍結(jié)，夏季全部融化，凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)時(shí)間大于一個(gè)月，凍結(jié)深度為數(shù)厘米至1-2m，每年周期性凍結(jié)的土；瞬時(shí)凍土－凍結(jié)時(shí)間小于一個(gè)月,一般為數(shù)天或幾個(gè)小時(shí)(夜間凍結(jié)),凍結(jié)深度從幾毫米至幾十毫米。任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治二、凍土區(qū)的不良地質(zhì)現(xiàn)象融沉凍脹融凍泥流和滑塌冰錐、凍脹丘熱融湖塘和沼澤化濕地任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治

也稱融化下層，指土中過(guò)剩冰融化所產(chǎn)生的水排出以及土體的融化固結(jié)引起的局部地面的向下運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。融沉是引起多年凍土區(qū)路基變形和破壞的主要原因。路基融沉現(xiàn)象1.融沉任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治

在凍土地區(qū)常常發(fā)生地面隆起的現(xiàn)象，即凍脹。是由于土中水的凍結(jié)和冰體（特別是凸鏡狀冰體）的增長(zhǎng)引起土體膨脹、地表不均勻隆起的作用。在多數(shù)情況下，凍脹對(duì)人類生存活動(dòng)是不利的，可能引起路面、管道、地基發(fā)生變形或破壞；有時(shí)候凍脹也會(huì)造就一些奇特的凍土景觀，如凍脹丘、凍脹草丘、石環(huán)等。2.凍脹任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治3.融凍泥流和滑塌融凍泥流熱融滑塌

凍融泥石流，即融凍泥流，或稱凍融泥流。凍融泥流指凍結(jié)的飽水松散土層和風(fēng)化層解凍后，在重力作用下沿斜坡發(fā)生緩慢流動(dòng)或蠕動(dòng)的現(xiàn)象。任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治4.冰錐、凍脹丘凍脹丘（又稱冰堆丘）是由于地下水受凍結(jié)地面和下部多年凍土層的遏阻，在薄弱地帶凍結(jié)膨脹，使地表變形隆起，稱凍脹丘。冰錐是在寒冷季節(jié)流出封凍地表和冰面的地下水或河水凍結(jié)后形成丘狀隆起的冰體。任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治5.熱融湖塘

熱融湖塘是在富冰多年凍土地區(qū),在多種因素(自然和人為)影響下,地下冰發(fā)生融化,活動(dòng)層變厚,隨后地表發(fā)生塌陷形成洼地,逐漸積水后所形成的的塘或池。熱融湖塘三、凍土區(qū)路基病害類型任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治不均勻凍脹：是指使用凍脹性土的路段，在冬季負(fù)氣溫作用下，當(dāng)有水分供給時(shí)，水分不斷向上聚集，在路基上部形成冰夾層、冰透鏡體，導(dǎo)致路面不均勻隆起，使柔性路面開(kāi)裂、剛性路面錯(cuò)縫或斷板的現(xiàn)象。任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治道路翻漿：是指在冬季負(fù)氣溫作用下連續(xù)向上聚流、凍結(jié)成的冰，在春季氣溫升高的條件下融化，使土基含水過(guò)多、強(qiáng)度急劇降低，在行車作用下路面發(fā)生彈簧、裂縫、鼓包、冒泥等現(xiàn)象。四、防治凍脹與翻漿的措施任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治(1)做好路基排水

(2)提高路基填土高度

(3)設(shè)置隔離層

(4)換土

(5)加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)

(6)加設(shè)防凍層

(7)鋪設(shè)隔溫層（1）做好路基排水任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治排水設(shè)施－挖方段截水溝

良好的路基排水可防止地面水或地下水侵入路基，使土基保持干燥，減少凍結(jié)過(guò)程中水分聚流的來(lái)源。設(shè)置路肩盲溝或滲溝（2）提高路基填土高度任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治

提高路基填土高度，可增大路基邊緣至地下水或地面水水位間的距離，從而減小凍結(jié)過(guò)程中水分向路基上部遷移的數(shù)量，使凍脹減弱，使翻漿的程度和可能性變小。凍土區(qū)提高路基填土高度低路堤下的高地下水位（3）設(shè)置隔離層任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治

隔離層是設(shè)在路基中一定深度處，用于防止水分進(jìn)入路基上部，從而保持土基干燥，起防治凍脹與翻漿作用的防水結(jié)構(gòu)。設(shè)置碎石、礫石隔離層（4）換土任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治換土法－挖除軟基當(dāng)采用水穩(wěn)性好、冰凍穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高的粗顆粒土換填路基上部時(shí)，可以提高土基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。換土措施的適用條件：①因路基標(biāo)高限制，不允許提高路基，且附近有粗粒土可用時(shí)；②原有路基土質(zhì)不良，需鋪設(shè)高級(jí)路面時(shí)。（5）加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治在凍脹與翻漿地段，為減小凍脹和翻漿對(duì)路面結(jié)構(gòu)及承載力的影響，應(yīng)使用整體性好的石灰土、煤渣石灰土、水泥穩(wěn)定砂礫等半剛性結(jié)構(gòu)層，以加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)。凍土區(qū)路面結(jié)構(gòu)（6）加設(shè)防凍層任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治

在中、重季節(jié)凍結(jié)區(qū)和多年凍土區(qū)的高級(jí)、次高級(jí)路面，在有可能凍脹的路段，為防止不均勻凍脹，用冰凍穩(wěn)定性良好的材料加設(shè)防凍層。加設(shè)防凍層（7）鋪設(shè)隔溫層任務(wù)實(shí)施：凍土地基的防治在重凍區(qū)，也可采用鋪設(shè)高效隔溫層的方法，減小土基凍結(jié)深度或使土基不凍結(jié)，以防治凍脹，從而防治翻漿。隔溫層采用導(dǎo)溫性能差的材料，鋪在土基內(nèi)、土基頂面或路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)。任務(wù)總結(jié)：凍土地基的防治