路基病害的綜合整治與防護(hù)

1、D113,路基病害的綜合整 治與防護(hù),,,課 程 內(nèi) 容,一、高填方路基的定義二、高填方路堤的病害類型三、高填方路堤沉降表現(xiàn)形式四、高填方路堤沉降原因五、高填方路堤沉降預(yù)防措施六、高填方路堤病害整治技術(shù),一、高填方路基的定義,根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D30-2004規(guī)定:對(duì)邊坡高度超過 20m 的路堤或地面斜坡坡率陡于 1：2.5 的路堤，以及不良地質(zhì)、特殊地段的路堤，應(yīng)進(jìn)行個(gè)別勘察設(shè)計(jì)，對(duì)重要的路

2、堤應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)控。因此,高填方路堤就是指邊坡高度超過 20m 的路堤或地面斜坡坡率陡于 1：2.5 的路堤，以及不良地質(zhì)、特殊地段的路堤。故高填方路堤與低填方路堤只是一個(gè)相對(duì)的概念。高填方路堤的穩(wěn)定不僅與邊坡高度有關(guān)，也與路基填料及其性質(zhì)、邊坡坡度、地基所處水文地質(zhì)狀況、路基壓實(shí)機(jī)具、施工方法等有關(guān)。所以說，高填方路堤只是籠統(tǒng)地指填方較高的路堤。,二、高填方路堤的病害類型,1．整體下沉或局部沉降；2．路基不均勻沉降引起的縱橫向開裂；

3、3．路基滑動(dòng)或邊坡坍塌。,高填方路堤,高填方路堤,二郞山隧道東口路堤邊坡坍塌,三、高填方路堤沉降表現(xiàn)形式,1．工程地質(zhì)變化處 2．地形變化處3．水文的影響4．橋涵結(jié)構(gòu)物臺(tái)背回填段與路基結(jié)合處,四、高填方路堤沉降原因,1．設(shè)計(jì)方面原因⑴由于路線幾何線形指標(biāo)采用得較高，通過不良地質(zhì)路段的情況也增多。不良地質(zhì)地段土基強(qiáng)度低、承載力低，設(shè)計(jì)處理不當(dāng)，土基易于產(chǎn)生壓縮沉降或擠壓移位，導(dǎo)致高填方路堤沉降變形。⑵路線穿越寬淺游蕩性的河床時(shí)

4、，路基與橋梁銜接處填土較高，路基填筑與橋梁修建所涉材料彈性模量相差較大，如過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理將導(dǎo)致不均勻沉降，引起橋頭跳車。⑶通道、涵洞鋪砌未考慮防水設(shè)計(jì)，易導(dǎo)致地表水滲透浸泡路基，使路基承載力下降而發(fā)生沉降變形。,四、高填方路堤沉降原因,1．設(shè)計(jì)方面原因⑷高填方路段縱、橫向排水設(shè)計(jì)考慮不周，易造成路基兩側(cè)長期積水而降低地基承載力，使路基沉降。⑸高邊坡路堤坡腳防護(hù)與加固不妥。如抗滑樁設(shè)計(jì)的起止點(diǎn)不合理，往往造成起止點(diǎn)處因抗滑力不

5、足引起路基下滑而使路基沉降開裂。⑹路基排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善，在路基范圍內(nèi)排水不良會(huì)引起路基填土含水量大、土質(zhì)松軟、強(qiáng)度降低、邊坡坍塌、堤身沉陷或滑動(dòng)以及產(chǎn)生凍害等．,四、高填方路堤沉降原因,2．施工方面原因⑴路基施工前未認(rèn)真做好臨時(shí)排水設(shè)施建設(shè)與永久性排水系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，使得路基排水系統(tǒng)不暢通，長期積水浸泡路基致使地基和路基土承載力降低，導(dǎo)致沉降發(fā)生。⑵原地面處理不徹底，如未清除草根、樹根、淤泥等不良土壤，地基壓實(shí)度不足等因素，在靜

6、、動(dòng)荷載的作用下，使路基沉降變形。⑶不良地質(zhì)路段未予以處理或處理不當(dāng)而導(dǎo)致路基沉降變形。⑷填筑順序不當(dāng)。在高填方路堤施工中，填層超厚或未嚴(yán)格按分層填筑分層碾壓工藝施工，路基壓實(shí)度不足而導(dǎo)致路基沉降變形；未全斷面范圍均勻分層填筑，而是先填半幅，后填另半幅而發(fā)生不均勻沉降。,路基施工前未建立臨時(shí)排水系統(tǒng),路基施工臨時(shí)排水不暢被雨水浸泡,臨時(shí)排水與永久排水有機(jī)結(jié)合,填方路段填層超厚、填料粒徑超標(biāo),四、高填方路堤沉降原因,2．施工方面原因。

7、⑸高填方路基在分層填筑時(shí)，沒有按照相關(guān)規(guī)范或設(shè)計(jì)要求的厚度進(jìn)行鋪筑，隨意加厚鋪筑厚度；壓實(shí)機(jī)具按規(guī)定的碾壓遍數(shù)壓實(shí)時(shí)，壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范規(guī)定的要求，當(dāng)填筑到路基設(shè)計(jì)高程時(shí)，必然產(chǎn)生累計(jì)的沉降變形，在重復(fù)荷載與填料自重作用下產(chǎn)生下沉。⑹路基填方在填挖交界處未按規(guī)范要求挖臺(tái)階?；蛞蛟孛嫱梁吞盍厦芏取⒊休d能力不同，如填挖交接處軟土、腐殖土等未清除干凈或填筑方式不對(duì)及壓實(shí)不足，就會(huì)出現(xiàn)接合部銜接不良而導(dǎo)致路基不均勻沉降。,四、高填方路堤沉降

8、原因,2．施工方面原因⑺施工組織安排不當(dāng)，先施工低路堤，后施工高填方路基。往往高填方路堤施工完成后就立即鋪筑路面，路基沒有足夠的時(shí)間固結(jié)，而使路面使用不久就破壞。⑻橋涵結(jié)構(gòu)物臺(tái)背回填和路橋過渡段(一般距臺(tái)背10～20m范圍)填筑時(shí)，臺(tái)背回填由于大型機(jī)械作業(yè)不便，小型機(jī)具壓實(shí)不足或填層超厚；而路橋過渡段因路、橋先成形，過渡段后填筑，兩者均易造成壓實(shí)度不足而沉降。,四、高填方路堤沉降原因,3．路基填料原因高填方路基施工時(shí)采用的填料如果

9、混進(jìn)了種植土、腐殖土或泥沼土等劣質(zhì)土，或土中含有未經(jīng)打碎的大塊土或凍土塊等；由于劣質(zhì)土抗水性差、強(qiáng)度低，路堤將出現(xiàn)塑性變形或沉陷破壞；在冰凍或季節(jié)性凍土地區(qū)，由于劣質(zhì)土或凍土塊的存在，路堤極易出現(xiàn)凍融翻漿現(xiàn)象。在填石路堤中若石料規(guī)格不一、性質(zhì)不勻或就地爆破堆積，亂石中空隙很大。這樣，在一定期限內(nèi)(例如經(jīng)過一個(gè)雨季)可能產(chǎn)生局部的明顯下沉。,五、高填方路堤沉降預(yù)防措施,1．設(shè)計(jì)方面應(yīng)采取的合理措施⑴路線選線中，在堅(jiān)持路線總體走向通過主要

10、控制點(diǎn)的原則下，因地形、地質(zhì)環(huán)境布設(shè)路線，盡量避讓不良地質(zhì)地段，不需要追求高指標(biāo)的線形，努力做到線形指標(biāo)搭配合理，即可取得良好的視覺效果。⑵加強(qiáng)工程地質(zhì)勘察。嚴(yán)格按照工程地質(zhì)勘察規(guī)程開展工作，詳細(xì)調(diào)查和探明擬建公路沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況有懷疑地段增加探坑數(shù)量，在設(shè)計(jì)外業(yè)驗(yàn)收中，將工程地質(zhì)勘察作為重要的檢查內(nèi)容之一。⑶對(duì)原地面明確提出壓實(shí)度和地基承載力要求。其目的在于防止路基填方在自重和車輛荷載作用下，因

11、地基承載力不足而產(chǎn)生沉降；對(duì)地基承載力低的路段應(yīng)采取有效的工程處理措施。,五、高填方路堤沉降預(yù)防措施,1．設(shè)計(jì)方面應(yīng)采取的合理措施⑷路線通過較陡的橫坡及溝谷地段時(shí)，應(yīng)按要求設(shè)置縱橫向臺(tái)階，使填筑路基和原地面形成良好的結(jié)合，同時(shí)宜放緩邊坡。⑸盡量避免高填方路堤和陡坡路堤設(shè)計(jì)。否則，應(yīng)按照路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并提出工后沉降量要求。⑹做好路基排水系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)，使地表、地下水順利排出路基以外或?qū)⒌乇硭韪粼诼坊酝猓荒茉诼坊秶鷥?nèi)

12、積水。涵洞、通道底鋪砌設(shè)計(jì)中要考慮防水，避免積水浸泡基底而沉降變形。⑺高填方路堤路橋過渡段要采取特殊設(shè)計(jì)，避免直接由柔性到剛性的路基設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以考慮采取半剛性的路基過渡。⑻對(duì)軟土、鹽漬土等不良地質(zhì)路段，要采取特殊設(shè)計(jì)，提高路基的承載能力和水穩(wěn)性，同時(shí)要由試驗(yàn)計(jì)算路基的壓縮沉降量，設(shè)計(jì)中要考慮超填厚度，使竣工后的沉降能維持路基設(shè)計(jì)高程。,高填方邊坡抗滑樁支護(hù)治理工程初期,高填方邊坡抗滑樁支護(hù)治理,五、高填方路堤沉降預(yù)防措施,2．施工

13、方面應(yīng)采取的有效措施⑴做好路基施工的準(zhǔn)備工作。開工前工程技術(shù)人員要認(rèn)真審閱設(shè)計(jì)文件，與設(shè)計(jì)單位做好技術(shù)交底工作。⑵施工組織設(shè)計(jì)是保證工程質(zhì)量的前提。尤其要重視高填方路堤的施工組織設(shè)計(jì)，合理安排各施工段的先后順序，給高填方路堤留有足夠的時(shí)間施工和沉降，從而有效防止高填方路堤工后產(chǎn)生過大的沉降。 (3)重視原地面處理。徹底清除地表植被、樹根、垃圾和種植土，加大原地面的壓實(shí)力度。由于高填方路段土基主要承受填筑土體的自重(恒載),并隨路基

14、的高度而增加,而汽車活載的影響隨著深度的增加越來越小.⑷填筑路基前抓做好路基臨時(shí)排水工作，做到臨時(shí)排水系統(tǒng)與永久性排水系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。,路基原地面種植土清除,,,路基原地面承載力檢測(cè),五、高填方路堤沉降預(yù)防措施,2．施工方面應(yīng)采取的有效措施⑸嚴(yán)格選取路基填料，并控制好填料質(zhì)量。對(duì)高填方路基施工,在填料料場選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)填料的性質(zhì)（如：水穩(wěn)性承載能力）綜合選擇水穩(wěn)性好、干密度大、承載能力高的礫石類土填筑路基為宜。在路基填筑前必須將料場蓋山

15、土清除干凈，防止樹根、雜草、種植土等混填于路基之中。施工中嚴(yán)格控制填料含水量，嚴(yán)禁過濕的土填于路基之上；且不同土質(zhì)分層填筑;剔嚴(yán)格控制填料粒徑，以保證各點(diǎn)密實(shí)度均勻一致。,五、高填方路堤沉降預(yù)防措施,2．施工方面應(yīng)采取的有效措施⑹嚴(yán)格控制路堤填筑工藝。在高路堤填筑全面鋪開前，各施工單位必須根據(jù)不同填料、各種施工機(jī)械組合鋪筑試驗(yàn)路段，以獲得最佳機(jī)械組合方式、填層厚度、碾壓遍數(shù)和填料的施工含水量范圍。路堤填筑方式應(yīng)采用水平分層填筑；當(dāng)原地

16、面縱坡大于12％的地段，宜采用縱向分層填筑施工，填筑至路基上部時(shí)，仍應(yīng)采用水平分層法填筑。嚴(yán)格控制填層厚度，且根據(jù)不同的填料和場地要選擇不同的壓實(shí)機(jī)具。在高填方路段，壓實(shí)質(zhì)量要求高，宜選用重型輪胎壓路機(jī)和振動(dòng)壓路機(jī)效果比較好。,五、高填方路堤沉降預(yù)防措施,2．施工方面應(yīng)采取的有效措施⑺抓好路基特殊部位的施工質(zhì)量控制。如橋涵結(jié)構(gòu)物臺(tái)背回填、路橋過渡段填方以及填挖結(jié)合部，這些地方地形條件特殊，填方施工難度大。⑻做好壓實(shí)度的檢測(cè)工作。特別

17、應(yīng)加強(qiáng)機(jī)械壓實(shí)的工程薄弱部位(如:邊緣加寬壓實(shí)部分、填挖結(jié)合部位、新老路結(jié)合部位等)的檢測(cè)。,路基填方路段壓實(shí)度檢測(cè),五、高填方路堤沉降預(yù)防措施,3．加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)為保證路基有完好的使用功能，路基養(yǎng)護(hù)工作必不可少。由于設(shè)計(jì)和施工過程中或多或少存在著一些不足，道路通過長期使用也會(huì)表現(xiàn)出不同程度的破損，通過及時(shí)養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)缺損，保證道路正常使用是養(yǎng)護(hù)工作的中心。在養(yǎng)護(hù)工作中應(yīng)做好以下工作：⑴加強(qiáng)對(duì)防水、排水構(gòu)造物的養(yǎng)護(hù)工作，確保路基范圍內(nèi)縱橫

18、向排水設(shè)施暢通無阻。⑵對(duì)沉降量大形成跳車的路段，應(yīng)分析原因采取注漿加固等有效措施穩(wěn)定路基，及時(shí)修補(bǔ)破損路面保證車輛安全行駛。⑶對(duì)風(fēng)蝕、水蝕的路基邊坡，要及時(shí)修補(bǔ)加固，確保路基安全。⑷在有條件的情況下做好坡面植被防護(hù)，穩(wěn)定路基邊坡。,六、高填方路堤病害整治技術(shù),1、換土復(fù)填法 2、固化劑法3、固化劑法4、灌漿法,1、換土復(fù)填法,因填筑土質(zhì)不符合要求，路基出現(xiàn)下沉但面積不大且深度較淺，采用換土復(fù)填方法，簡便快捷。此法是將原路基出

19、現(xiàn)病害部分的土挖去，更換符合規(guī)范要求的土。一般采用級(jí)配較好的砂礫土，塑性指數(shù)滿足規(guī)范耍求的亞粘土為宜。回填時(shí)，挖補(bǔ)面積要擴(kuò)大，且逐層挖成臺(tái)階狀，由下往上，逐層填筑，碾壓密實(shí)，壓實(shí)度要求高出原路基壓實(shí)度1-2個(gè)百分點(diǎn)為宜。這種方法是只要掌握好路基的填筑方法即可，沒有復(fù)雜的技術(shù)要求。,挖除原路基軟土,換填砂礫石,2、固化劑法,處理高填路堤的下沉?xí)r，如果更換路基填料受到限制，且填筑料數(shù)量不大時(shí)，可在原填料中摻入固化劑處理路基病害。固化劑作為一

20、種特殊的建筑材料，其不同的物理性質(zhì)和化學(xué)組成成分決定了不同的類別、特點(diǎn)和固化方法。路用材料固化劑從形態(tài)上看，可分為固態(tài)和液態(tài)兩大類；從化學(xué)構(gòu)成上看，可分為主固化劑和助固化劑兩大部分。其中，固體粉狀固化劑中主固化劑以石灰、石膏、水泥為主，助固化劑采用高聚物如聚丙烯酚氨、聚丙烯酸或含有活性基的有機(jī)化合物；液態(tài)固化劑中主固化劑多采用水玻璃，助固化劑則采用各種無機(jī)鹽如碳酸鎂、碳酸鈣等。前者與土混合分層碾壓密實(shí)即可，適合于表層或淺層土的固化；后者

21、使用時(shí)，采用特殊工藝將漿液注人土中使土固結(jié)，適合于深層土的固結(jié)。在道路工程中使用時(shí)，可根據(jù)路用土的種類與固化劑的成分、類型選用。,3、粉噴樁法,⑴適用條件：處理l0m以內(nèi)路基下沉病害時(shí)，采用粉噴樁加固技術(shù)是較為理想的一種方法。⑵原理：粉噴樁處理軟基土是通過專門的機(jī)械將粉體固化劑噴出后在地基深處就地與軟土強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間新發(fā)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，在原地基中形成強(qiáng)度與剛度較大的樁體，同時(shí)也使樁周土體性質(zhì)得到改善，樁體與樁

22、間土體形成復(fù)合地基共同承擔(dān)外荷載。⑶施工注意事項(xiàng)：①嚴(yán)格按粉噴樁施工規(guī)范施工，嚴(yán)格掌握鉆機(jī)的就位、鉆進(jìn)、停鉆、提升、停噴、重復(fù)的工藝流程。②做好粉噴樁的質(zhì)量控制。粉噴樁處理軟基屬隱蔽工程，通常是晝夜連續(xù)施工，必須做好粉噴樁的質(zhì)量控制，內(nèi)容包括樁距、樁位檢查，逐樁控制噴粉量、樁長等。,粉噴樁施工,4、灌 漿 法,⑴原理：灌漿法是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管將漿液均勻地注入地層中，漿液以充填、滲透和擠密等方式占據(jù)土粒間或

23、巖石裂縫中的空間，經(jīng)人工控制一定時(shí)間后，漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能高和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)合體”。⑵適用條件：山區(qū)高速公路的高填方路堤以路基附近挖方段的碎石土為主填料。其路基邊緣的壓實(shí)度往往受多種因素的影響難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，隨時(shí)間的增長勢(shì)必影響路基的穩(wěn)定性，繼而影響行車安全。用灌漿法使水泥漿液在適當(dāng)壓力下充分填充于路基孔隙，形成新的結(jié)石體。,4、灌 漿 法,⑶公路灌漿法施工程序?yàn)椋翰?/p>

24、孔→成孔→注漿三個(gè)階段。①布孔原則與方法根據(jù)路基的強(qiáng)度要求，結(jié)合固結(jié)灌漿的特點(diǎn)、路基形態(tài)等因素考慮。遵循既要充分發(fā)揮灌漿孔的效率，又能保證漿液留在路基有效范圍以內(nèi)的原則，布孔時(shí)應(yīng)視路基實(shí)際情況而定。若全幅灌漿，應(yīng)采用等距離梅花方格網(wǎng)布孔，中間孔淺，邊緣孔較深，孔間距以2.0m為宜。②成孔鉆機(jī)選型成孔必須是干法鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)絕對(duì)不允許加水。因此應(yīng)盡量選用小型潛孔鉆成孔較好，其優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)尺快、易搬動(dòng)、操作簡單，鉆進(jìn)成本低。尤其對(duì)碎石類路

25、基其效果更為顯著，宜廣泛推廣。,4、灌 漿 法,③下注漿花管注漿花管應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)鉆孔的孔徑與孔深而定，應(yīng)根據(jù)簡單易行的方法選用。一般來說，注漿結(jié)束后注漿花管很難拔出，如果強(qiáng)行拔出則會(huì)破壞路基。因此，注漿結(jié)束后將注漿花管作為非預(yù)應(yīng)力錨桿留在路基內(nèi)，可以起到管架的作用，對(duì)于提高路基強(qiáng)度有很大好處。尤其對(duì)高填路堤邊坡穩(wěn)定效果更佳。 ④灌漿施工的方法灌漿施工主要包括灌漿壓力、漿液濃度、灌漿順序等內(nèi)容。如何選擇和控制灌漿壓力和漿液濃度等因

26、素，是灌漿施工中首先要解決的問題。灌漿壓力是保證灌漿質(zhì)量的重要因素之一，因此，在大范圍灌注前應(yīng)先做試驗(yàn)，根據(jù)注漿段的路基類型結(jié)合單孔注漿量選擇適宜的注漿壓力。漿液濃度通常以水灰比(重量比)1：1較為合適。在密實(shí)度較好的粘土路基中，可適當(dāng)增大水量，使稀漿更易充分進(jìn)入粘土路基中。,4、灌 漿 法,灌漿順序是指灌漿孔的受注順序。一般以三次灌注為好，事前應(yīng)根據(jù)灌漿孔平面圖設(shè)計(jì)好灌漿順序。第1、Ⅱ灌次孔以單孔注漿量為控制標(biāo)準(zhǔn)，第Ⅲ灌次為加壓灌