項目六路基病害的綜合整治與防護

1、,項目六 路基病害的綜合整 治與防護,,,課 程 內 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、高填方路堤沉降預防措施六、高填方路堤病害整治技術,一、高填方路基的定義,根據(jù)《公路路基設計規(guī)范》JTG D30-2004規(guī)定:對邊坡高度超過 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、特殊地段的路堤，應進行個別勘察設計，對重要的

2、路堤應進行穩(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、特殊地段的路堤。故高填方路堤與低填方路堤只是一個相對的概念。高填方路堤的穩(wěn)定不僅與邊坡高度有關，也與路基填料及其性質、邊坡坡度、地基所處水文地質狀況、路基壓實機具、施工方法等有關。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．工程地質變化處 2．地形變化處3．水文的影響4．橋涵結構物臺背回填段與路基結合處,四、高填方路堤沉降原因,1．設計方面原因⑴由于路線幾何線形指標采用得較高，通過不良地質路段的情況也增多。不良地質地段土基強度低、承載力低，設計處理不當，土基易于產生壓縮沉降或擠壓移位，導致高填方路堤沉降變形。⑵路線穿越寬淺游蕩性的河床

4、時，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，如過渡段結構設計不合理將導致不均勻沉降，引起橋頭跳車。⑶通道、涵洞鋪砌未考慮防水設計，易導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．設計方面原因⑷高填方路段縱、橫向排水設計考慮不周，易造成路基兩側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與加固不妥。如抗滑樁設計的起止點不合理，往往造成起止點處因抗滑力

5、不足引起路基下滑而使路基沉降開裂。⑹路基排水系統(tǒng)設計不完善，在路基范圍內排水不良會引起路基填土含水量大、土質松軟、強度降低、邊坡坍塌、堤身沉陷或滑動以及產生凍害等．,四、高填方路堤沉降原因,2．施工方面原因⑴路基施工前未認真做好臨時排水設施建設與永久性排水系統(tǒng)的有機結合，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，地基壓實度不足等因素，在

6、靜、動荷載的作用下，使路基沉降變形。⑶不良地質路段未予以處理或處理不當而導致路基沉降變形。⑷填筑順序不當。在高填方路堤施工中，填層超厚或未嚴格按分層填筑分層碾壓工藝施工，路基壓實度不足而導致路基沉降變形；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排水系統(tǒng),路基施工臨時排水不暢被雨水浸泡,臨時排水與永久排水有機結合,填方路段填層超厚、填料粒徑超標,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，沒有按照相關規(guī)范或設計要求的厚度進行鋪筑，隨意加厚鋪筑厚度；壓實機具按規(guī)定的碾壓遍數(shù)壓實時，壓實度達不到規(guī)范規(guī)定的要求，當填筑到路基設計高程時，必然產生累計的沉降變形，在重復荷載與填料自重作用下產生下沉。⑹路基填方在填挖交界處未按規(guī)范要求挖臺階?；蛞蛟孛嫱梁吞盍厦芏?、承載能力不同，如填挖交接處軟土、腐殖土等未清除干凈或填筑方式不對及壓實不足，就會出現(xiàn)接合部銜接不良而導致路基不均勻沉降。,四、高填方路堤沉

8、降原因,2．施工方面原因⑺施工組織安排不當，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，路基沒有足夠的時間固結，而使路面使用不久就破壞。⑻橋涵結構物臺背回填和路橋過渡段(一般距臺背10～20m范圍)填筑時，臺背回填由于大型機械作業(yè)不便，小型機具壓實不足或填層超厚；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采用的填料如

9、果混進了種植土、腐殖土或泥沼土等劣質土，或土中含有未經打碎的大塊土或凍土塊等；由于劣質土抗水性差、強度低，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、性質不勻或就地爆破堆積，亂石中空隙很大。這樣，在一定期限內(例如經過一個雨季)可能產生局部的明顯下沉。,五、高填方路堤沉降預防措施,1．設計方面應采取的合理措施⑴路線選線中，在堅持路線總體走向通過主

10、要控制點的原則下，因地形、地質環(huán)境布設路線，盡量避讓不良地質地段，不需要追求高指標的線形，努力做到線形指標搭配合理，即可取得良好的視覺效果。⑵加強工程地質勘察。嚴格按照工程地質勘察規(guī)程開展工作，詳細調查和探明擬建公路沿線工程地質和水文地質情況，對工程地質和水文地質情況有懷疑地段增加探坑數(shù)量，在設計外業(yè)驗收中，將工程地質勘察作為重要的檢查內容之一。⑶對原地面明確提出壓實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，

11、因地基承載力不足而產生沉降；對地基承載力低的路段應采取有效的工程處理措施。,五、高填方路堤沉降預防措施,1．設計方面應采取的合理措施⑷路線通過較陡的橫坡及溝谷地段時，應按要求設置縱橫向臺階，使填筑路基和原地面形成良好的結合，同時宜放緩邊坡。⑸盡量避免高填方路堤和陡坡路堤設計。否則，應按照路基設計規(guī)范要求進行設計，并提出工后沉降量要求。⑹做好路基排水系統(tǒng)綜合設計，使地表、地下水順利排出路基以外或將地表水阻隔在路基以外，不能在路基范圍

12、內積水。涵洞、通道底鋪砌設計中要考慮防水，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計，避免直接由柔性到剛性的路基設計結構，可以考慮采取半剛性的路基過渡。⑻對軟土、鹽漬土等不良地質路段，要采取特殊設計，提高路基的承載能力和水穩(wěn)性，同時要由試驗計算路基的壓縮沉降量，設計中要考慮超填厚度，使竣工后的沉降能維持路基設計高程。,高填方邊坡抗滑樁支護治理工程初期,高填方邊坡抗滑樁支護治理,五、高填方路堤沉降預防措施,2．施

13、工方面應采取的有效措施⑴做好路基施工的準備工作。開工前工程技術人員要認真審閱設計文件，與設計單位做好技術交底工作。⑵施工組織設計是保證工程質量的前提。尤其要重視高填方路堤的施工組織設計，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間施工和沉降，從而有效防止高填方路堤工后產生過大的沉降。 (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

14、基的高度而增加,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排水工作，做到臨時排水系統(tǒng)與永久性排水系統(tǒng)有機結合。,路基原地面種植土清除,,,路基原地面承載力檢測,五、高填方路堤沉降預防措施,2．施工方面應采取的有效措施⑸嚴格選取路基填料，并控制好填料質量。對高填方路基施工,在填料料場選擇時應根據(jù)填料的性質（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

15、山土清除干凈，防止樹根、雜草、種植土等混填于路基之中。施工中嚴格控制填料含水量，嚴禁過濕的土填于路基之上；且不同土質分層填筑;剔嚴格控制填料粒徑，以保證各點密實度均勻一致。,五、高填方路堤沉降預防措施,2．施工方面應采取的有效措施⑹嚴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、各種施工機械組合鋪筑試驗路段，以獲得最佳機械組合方式、填層厚度、碾壓遍數(shù)和填料的施工含水量范圍。路堤填筑方式應采用水平分層填筑；當原

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

17、別應加強機械壓實的工程薄弱部位(如:邊緣加寬壓實部分、填挖結合部位、新老路結合部位等)的檢測。,路基填方路段壓實度檢測,五、高填方路堤沉降預防措施,3．加強養(yǎng)護技術為保證路基有完好的使用功能，路基養(yǎng)護工作必不可少。由于設計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表現(xiàn)出不同程度的破損，通過及時養(yǎng)護修補缺損，保證道路正常使用是養(yǎng)護工作的中心。在養(yǎng)護工作中應做好以下工作：⑴加強對防水、排水構造物的養(yǎng)護工作，確保路基范圍內縱

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

19、出現(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?；靥顣r，挖補面積要擴大，且逐層挖成臺階狀，由下往上，逐層填筑，碾壓密實，壓實度要求高出原路基壓實度1-2個百分點為宜。這種方法是只要掌握好路基的填筑方法即可，沒有復雜的技術要求。,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時，如果更換路基填料受到限制，且填筑料數(shù)量不大時，可在原填料中摻入固化劑處理路基病害。固化劑作為

20、一種特殊的建筑材料，其不同的物理性質和化學組成成分決定了不同的類別、特點和固化方法。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；從化學構成上看，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鹽如碳酸鎂、碳酸鈣等。前者與土混合分層碾壓密實即可，適合于表層或淺層土的固化；后

21、者使用時，采用特殊工藝將漿液注人土中使土固結，適合于深層土的固結。在道路工程中使用時，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以內路基下沉病害時，采用粉噴樁加固技術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械將粉體固化劑噴出后在地基深處就地與軟土強制攪拌，利用固化劑和軟土之間新發(fā)生的一系列物理、化學反應，在原地基中形成強度與剛度較大的樁體，同時也使樁周土體性質得到改善，樁體與

22、樁間土體形成復合地基共同承擔外荷載。⑶施工注意事項：①嚴格按粉噴樁施工規(guī)范施工，嚴格掌握鉆機的就位、鉆進、停鉆、提升、停噴、重復的工藝流程。②做好粉噴樁的質量控制。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量控制，內容包括樁距、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

23、或巖石裂縫中的空間，經人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結成一個整體，形成一個結構新、強度大、防水性能高和化學穩(wěn)定性良好的“結合體”。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。其路基邊緣的壓實度往往受多種因素的影響難以達到標準要求，隨時間的增長勢必影響路基的穩(wěn)定性，繼而影響行車安全。用灌漿法使水泥漿液在適當壓力下充分填充于路基孔隙，形成新的結石體。,4、灌 漿 法,⑶公路灌漿法施工程序為：

24、布孔→成孔→注漿三個階段。①布孔原則與方法根據(jù)路基的強度要求，結合固結灌漿的特點、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的原則，布孔時應視路基實際情況而定。若全幅灌漿，應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成孔鉆機選型成孔必須是干法鉆進，鉆進時絕對不允許加水。因此應盡量選用小型潛孔鉆成孔較好，其優(yōu)點是進尺快、易搬動、操作簡單，鉆進成本低。尤其對碎石類

25、路基其效果更為顯著，宜廣泛推廣。,4、灌 漿 法,③下注漿花管注漿花管應根據(jù)鉆機鉆孔的孔徑與孔深而定，應根據(jù)簡單易行的方法選用。一般來說，注漿結束后注漿花管很難拔出，如果強行拔出則會破壞路基。因此，注漿結束后將注漿花管作為非預應力錨桿留在路基內，可以起到管架的作用，對于提高路基強度有很大好處。尤其對高填路堤邊坡穩(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、灌漿順序等內容。如何選擇和控制灌漿壓力和漿液濃度等

26、因素，是灌漿施工中首先要解決的問題。灌漿壓力是保證灌漿質量的重要因素之一，因此，在大范圍灌注前應先做試驗，根據(jù)注漿段的路基類型結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。在密實度較好的粘土路基中，可適當增大水量，使稀漿更易充分進入粘土路基中。,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，事前應根據(jù)灌漿孔平面圖設計好灌漿順序。第1、Ⅱ灌次孔以單孔注漿量為控制標準，第Ⅲ灌次為加壓