处治设计（共11篇）
处治设计 篇1
1 桥梁基本状况
岩洞湾大桥位于沪渝高速长寿至重庆华山1号和2号隧道之间,建于1998年2月,1999年11月竣工,其结构形式为两跨三肋钢筋混凝土上承式肋拱桥,净跨径60 m,矢跨比1/6,拱轴系数m=2.24,拱肋截面宽105 cm,高135 cm,拱肋上设立柱和纵梁,桥面板横置在纵梁上,厚30 cm,其结构形式如图1所示。
桥梁设计技术标准为:
1)设计荷载:汽车—超20级,挂车—120。2)桥面净宽:0.25(防撞栏)+12.25(车行道)+0.25(防撞栏)=12.75 m。3)设计洪水频率:P=1%。4)桥面纵坡:-1.042 5%和-1.4%,竖曲线半径R=4 000 m,平面为直线。5)桥面结构为30 cm横置桥面板+4 cm沥青铺装层。6)两岸桥台和中间桥墩均采用重力式结构。
2 桥梁主要病害及原因分析
经过8年多时间的运营,在荷载的作用下,日渐产生了如下病害:1)因原桥面板厚30 cm,在板端所配抗剪钢筋为间距12.5 mm的8钢筋,抗剪能力相对较弱,在超限车和伸缩缝处活载冲击作用下造成桥墩顶横置桥面板断裂;2)部分纵梁在拱上立柱顶部负弯矩区出现自上而下的竖向受力裂缝,最大裂缝宽度为0.30 mm,已超过规范要求;3)根据原桥竣工文件,因拱肋截面小,主钢筋较密,混凝土很难振捣密实,造成钢筋保护层厚度普遍不合格和部分拱腹混凝土不密实、空洞等病害,进而影响桥梁结构耐久性、承载力和使用寿命。
3 两期加固处治设计
根据以上病害和原因分析,依据《公路桥涵养护规范》,该桥评定为四类桥,技术状况处于差的状态,必须立即实施处治。
3.1 一期加固处治设计及方案
根据《混凝土结构加固技术规范》和桥梁主要病害,采用Midas空间有限元软件和桥博进行计算,计算结果如下:
1)稳定折减情况下,在组合Ⅰ时,拱肋截面满足承载能力要求;2)稳定折减情况下,组合Ⅱ,Ⅲ时,拱肋拱脚段最大负弯矩受力状态,拱肋截面不满足承载能力要求;3)稳定折减情况下,组合Ⅱ,Ⅲ时,拱肋L/4段(即拱肋与垫墙交点段)最大正弯矩受力状态,拱肋截面不满足承载能力要求。
根据以上计算结果,需对拱肋拱脚上缘和拱肋L/4段下缘进行加固,结合原桥结构,处治方案如下:
1)对称拆除原桥横置桥面板、纵梁、桥面铺装以及防撞护栏等上部结构,在荷载卸除后对剩余结构进行检查,对裂缝宽度不小于0.15 mm的进行灌注,缝宽小于0.15 mm进行封闭;2)在拱肋拱脚上缘加厚20 cm现浇层,长4.8 m,在L/4拱(即拱肋与垫墙交点)下缘加厚25 cm现浇层,长7 m,端头渐变与原拱肋混凝土相接,新旧混凝土通过植筋相连形成整体,共同作用;3)在原桥拱上立柱增加盖梁,行车道板采用整体现浇板,厚度35 cm,伸缩缝处1.6 m宽的范围渐变至70 cm厚,以抵抗活载冲击力,桥面板通过橡胶支座与盖梁相连;4)原桥桥面铺装厚度为5 cm沥青混凝土+7 cm C30钢筋混凝土,由于整体现浇板为提高刚度,较原桥面增高了5 cm,因此桥铺结构为防水层+7 cm沥青混凝土;5)原桥支座及伸缩缝全部进行更换,加固工程全桥共设置7道FD-40型伸缩缝和1道FD-80型伸缩缝(桥墩顶),200×250×49板式橡胶支座161个;6)因部分保护层偏薄,为延长其耐久性,处治结束后全桥进行防腐涂装。
该桥一期加固处治于2007年11月开工,2008年3月完工,为评价加固效果,对加固完成后的桥梁进行荷载试验,经试验,该桥拱脚截面不满足设计荷载要求,排除试验原因后,经地质雷达扫描和取样检查,发现桥梁本身还存在如下问题:1)拱脚至1/8L部位拱肋局部混凝土不密实、离析,且部分混凝土强度低于设计混凝土C30强度要求,局部为C18;2)经取样,拱肋部分混凝土弹模为33 800 MPa。根据以上新发现的病害,为处理拱肋缺陷和达到设计荷载等级要求,不得不实施第二期处治。
3.2 二期加固处治设计及方案
采用与一期加固处治设计相同的计算方法和参数,并考虑拱肋局部混凝土标号为C18,采用拱肋下缘拱脚至L/4增大截面的加固方案,主要计算结论如下:
1)稳定折减情况下,在组合Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ时,拱肋截面均满足承载能力要求,检算结果表明结构处于安全状态。2)使用阶段拱顶最大竖向位移5.8 mm<L/800=75 mm,均满足设计要求。
根据验算结果,结合一期加固,二期加固处治方法如下:
1)拱肋下缘混凝土缺陷处治。首先凿除表面缺陷松散部分混凝土,露出一半钢筋,用除锈剂对钢筋进行除锈后,压注M40水泥浆,使混凝土形成密实结构。2)拱脚至L/4拱肋下缘增大截面加固。考虑到施工的方便性,采用马蹄形截面增大拱脚至L/4截面,并在L/4处与先前加固构造顺接,拱脚处纵向钢筋植入拱座,长1.1 m,新旧混凝土通过植筋、涂界面剂相连形成整体,共同受力。
该桥二期加固于2008年3月开工,6月完工,经荷载试验,各项指标均满足设计荷载的要求,符合正常通行的条件。
4 结语
因拱肋本身是受压结构,靠混凝土和钢筋来承受压力,从第二次加固新发现的病害来看,因拱肋部分混凝土存在空洞、不密实的病害,骨料之间未形成嵌锁结构,承压能力降低,强度减小,第一次加固设计计算仍按照规范参数取值,导致计算结果与桥梁实际受力情况不符,直接导致了第一次加固失败。
因此,旧桥加固设计时一定要对原桥的技术状况进行彻底检查,弄清楚原桥技术状况后,才能再结合相应规范进行处治设计。
参考文献
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[3]JTJ 024-85,公路桥涵地基与基础设计规范[S].
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[6]JTG D61-2005,公路圬工桥涵设计规范[S].
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[9]张树仁,王宗林.桥梁病害诊断与改造加固设计[M].北京:人民交通出版社2,006.
处治设计 篇2
由于沥青路面具有造价低、噪音小、行车舒适、施工快捷、维修方便等优越性，因而沥青路面得到了广泛的推广和应用。裂缝是沥青路面常见的病害，对道路的危害极大，特别在冬季和春季，因时有雨、雪水渗入，在行车荷载的作用下，使本来就处于裂缝状态的路面病害更加趋于严重，最终导致破坏。因此，为了提高路面质量，减少路面病害，必须加强对沥青路面早期裂缝的认识及防治工作。沥青路面裂缝的型式
沥青路面裂缝按裂缝的形状可分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝（龟裂）和不规则裂缝等四种型式。
2.1 纵向裂缝
损坏特征：与道路中线大致平行的长直裂缝，有时伴有少量支缝。这类裂缝通常由路基、基层沉降，或施工接缝质量或结构承载力不足而引起。路基、基层沉降引起的纵缝，通常断断续续，绵延很长；施工搭接引起的纵缝，其形态特征是长且直；而结构承载力不足引起的纵缝多出现在路面边缘，由于路基湿软造成承载力不足，从而导致纵缝。
2.2 横向裂缝
损坏特征：与道路中线近于垂直的裂缝，有时伴有少量支缝。横向裂缝多由路基、基层裂缝的反射或由路面低温收缩造成；最初多出现于路面两侧，逐渐发展形成贯通路幅的横缝。
2.3 网状裂缝（龟裂）
损坏特征：相互交错的裂缝将路面分割成形似网状或龟纹状的锐角多边形小块，块的尺寸小于50cm×50cm。网状裂缝（龟裂）是行车荷载的重复作用而引起的疲劳裂缝，其最初形态是一条或几条平行的纵缝，随着荷载重复作用次数的增加，平行纵缝间出现了横向、斜向连接缝，形成多边的、锐角的、形似网状、龟裂状的裂缝型式。
2.4 不规则裂缝
损坏特征：路面裂缝呈不规则形状，块的最长边长小于100cm。不规则裂缝主要由面层材料的收缩和温度的周期性变化所致。沥青路面裂缝产生的原因
3.1 纵向裂缝产生的原因
（1）改建公路中新老路衔接处处理不符合技术规范要求，造成路基不均匀的沉陷或者滑坡，形成裂缝；
（2）新建公路中由于碾压不均匀，出现路基、基层局部未压实或两侧密实度不够，使路基、基层承载力不足产生不同程度的沉陷，形成裂缝；
（3）沥青混合料摊铺时，接缝处理不当，造成路面渗水或面层压实度未达到要求，在行车作用下形成裂缝；
（4）傍山公路一半是挖方，一半是填方，如果施工时未按规范要求处理，易造成自然沉降，经长时间行车的作用形成裂缝。
3.2 横向裂缝产生的原因
（1）路基、基层出现干缩或冻缩形成裂缝，反射到沥青路面上产生裂缝；
（2）在施工过程中路基、基层的上、下层横接缝出现重叠或搭接过少而形成裂缝，反射到沥青路面上产生裂缝；
（3）冬季气温下降，沥青路面收缩形成裂缝。
3.3 网状裂缝、不规则裂缝产生的原因
（1）基层整体强度不足，沥青路面老化，在行车的作用下形成网状或不规则裂缝；
（2）沥青面层偏薄，不符合设计要求，或交通量超过设计能力，造成网状或不规则裂缝；
（3）沥青面层在温度周期性的变化下产生收缩，造成不规则裂缝。裂缝的处治方法
4.1 在高温季节全部或大部分可愈合的轻微裂缝，可不加处理。在高温季节不能愈合的轻微裂缝，可采用以下两种方法进行处治：
（1）将有裂缝的路段清扫干净并均匀喷洒少量沥青（在低温、潮湿季节宜喷洒乳化沥青），再匀撒一层2~5mm的干燥洁净石屑或细砂，最后用轻型压路机将矿料碾压。
（2）沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青。
4.2 对于路面的纵向或横向裂缝，应按裂缝的宽度按以下步骤分别予以处治：
（1）缝宽在5mm以内：
①清除缝中杂物及尘土；
②将稠度较低的热沥青（缝内潮湿时应采用乳化沥青）灌入缝内，灌入深度约为缝深的2/3；
③填入已筛好的干净的石屑或细砂（视缝宽窄选料），并捣实；
④将溢出缝外的沥青及石屑、砂清除干净。
（2）缝宽在5mm以上：
①除去已松动的裂缝边缘；
②清除缝中杂物及尘土；
③用拌和均匀的热沥青混合料分层填入缝中，并捣实（缝内潮湿时应采用乳化沥青混合料）。
4.3 因沥青性能不好、或路面设计使用年限较长、油层老化等原因出现的大面积网状裂缝或不规则裂缝，此时若基层强度尚好时，通过技术经济比较，可选用下列维修方法：
（1）乳化沥青稀将封层，封层厚度宜为3~6mm。
（2）加铺沥青混合料上封层，或先铺设土工合成材料后，再在其上加铺沥青混合料上封层。
（3）改性沥青薄层罩面。
（4）单层沥青表处。
公路软土路基处治措施 篇3
【关键词】公路工程；软土路基；处治方法
0引言
路基是公路的重要组成部分，主要承受路面传来的荷载，其应具有足够的强度、刚度、稳定性及耐久性。在公路工程中经常会遇到软土路基，往往把淤泥质土、淤泥及软黏性土统称为软土。软土的特点为压缩性高、天然强度低、透水性小，天然含水量一般为30%～70%，孔隙比一般为1.0～1.9，压缩系数一般为0.005～0.02，渗透系数一般为10-8～10-7厘米/秒，抗剪强度低，还具有触变性和蠕变性等特殊的工程地质性质。软土路基存在的主要问题有：当软土路基的抗剪强度不能承受外荷载时，路基会产生局部或整体剪切破坏，造成路堤塌方或失稳等现象；当软土路基产生过大的沉降变形时，会影响道路的正常使用，尤其是产生过大的不均匀沉降时，会造成路面开裂破坏，从而导致路面整体损坏等情况。
目前，软土路基处治的方法比较多，但由于具体工程的地质条件不一样，对地基处理达到的要求也不一样。在实际施工中，需要从现场地质情况、设计要求、本单位机具配备、本工程工期要求等方面进行综合考虑，来选择合适、合理的处治方法。
1软土路基处治原理
土体是由不同成分和不同尺寸的土粒形成的多相分散的体系，土体的强度决定于土粒之间连接的强度，而土粒之间连接的强度又决定于土粒之间的摩阻力和黏聚力。土体的密实度越大，空隙越小，水越不容易侵入土体，其强度和水稳定性就越好。在软土路基施工时，若达不到最佳含水量，就很难达到规定的压实度值，也就不会满足相应的密实度要求。因此，含水量和密实度是软土加固处治的关键。
2软土路基处治方法
2.1表层处理法
主要包括土工聚合物、砂垫层及反压护道法。
土工聚合物主要包括土工格栅和土工布。土工格栅加固软土的机制主要包括格栅孔眼对土的锁定作用、格栅表面与土的摩擦作用及格栅肋的被动抗阻作用，这些作用可以约束土颗粒的侧向移动，使土体的稳定性增加，从而使地基承载力提高，控制软基地段沉降量的发展。土工布加固软土地基的作用包括隔离、排水、应力分散等，其铺设在路堤的底部，可以提高地基的承载能力，而且还不会降低排水效果。当铺设2层以上时，每层之间要铺厚10～20厘米的砂粒垫层，使基底的透水性增强。在铺设时还要考虑锚固搭接长度及土工布的平整和张拉情况，保证土工布受力的整体性。
砂垫层比较适用于地基上部为软土层的情况，特别是软土层较薄且含水量较大的情况，主要包括换土砂垫层、排水砂垫层、砂垫层和土工布联合使用等形式。其主要加固机制是使软土在路堤自重的作用下加速沉降的发展，从而缩短固结的时间。砂垫层施工比较简单，不需特殊机具设备，但需要控制加荷速率，使地基能充分地进行排水固结，主要适用于运距较近、砂料比较丰富、工期不紧的施工现场。
2.2换填法
一般适用于地表下0.5～3米的软土处治，主要包括开挖换填法、爆破排淤法及抛石挤淤法。
开挖换填法是挖除全部或部分软弱土层，再用强度较高、渗水性较好、性能比较稳定、具有良好的抗侵蚀性的砾石、卵石、碎石、砂、矿渣、粉煤灰、干渣等材料进行回填。该方法比较简单，易于施工。在路堤范围内，挖除待处理的软土層，待动力触探符合设计要求以后，采用上述材料进行换填，可以使用分段挖除、分层回填的方法，以人工或机械方法分层碾压，达到要求的密实度。
爆破排淤法是利用炸药在泥沼或软土中爆炸，将淤泥炸开，再回填强度较高、渗水性较好的材料。爆破排淤一般分为2种，一是先爆破后回填，适用于稠度较小的软土；二是先在原地面上回填路堤，再在基底下进行爆炸，适用于稠度较大的泥沼或软土。
抛石挤淤法是当软土或沼泽土位于水下，更换土和排水均比较困难，且厚度在3米以内，表层没有硬壳的情况下，在路基底部抛投一定数量易风化石料挤淤的方法。片石大小可以按软土或泥炭的稠度选定。这种方法施工简单、方便、快速，适用于常年积水的水塘地，运距比较短、石料比较丰富的情况。抛投石料应先从路堤中间开始，向前突进后再逐渐向两侧扩展。
2.3垂直排水法
对于软土厚度比较大、填土厚度较大的软土路基可以采用此方法，主要原理是利用袋装砂井、塑料排水板及砂井来增加土层竖直方向的排水，使水平方向的排水距离缩短，使土体的固结加速，软土的强度得到了提高。
袋装砂井主要是用管式振动打桩机，选用聚丙烯等制成的袋，采用渗水率较高的中、粗砂制成砂袋。其施工工艺流程为整平—铺下层砂—定机具—插套管—沉砂袋—取套管—移机具—埋砂袋—铺上层砂。袋装砂井的平面布置一般是按正三角形的形状布置的，根据路段具体情况确定相应的直径、根数、长度、砂垫层等。为了使路堤以外一定范围内的地基土能加速固结，砂井的设置范围一般要比路堤的范围宽一些，这种布置可以提高地基的稳定性，还可以减小侧向变形以及由此引起的沉降。在砂井顶部铺设50厘米厚的砂垫层能够促使从袋装砂井内渗出的水顺利排除，其中袋装砂井顶部应保证至少伸入到砂粒垫层内30厘米，这样可以保证其与砂粒垫层连接通畅以使排水畅通。
2.4重压法
重压法主要包括堆载预压法和真空预压法。
堆载预压法是通过填土堆载进行预压，使地基土压密、固结，从而提高了地基的强度。堆载预压法施工操作方便，使用材料和机具简单，但预压需要一定的时间，主要适用于工期要求不紧的工程。
真空预压法是采用真空抽气设备，使密封的软弱地基形成真空负压力，促使土颗粒间的自由水发生移动、排出，达到使土体压密、固结的目的。适用于孔隙比较大、含水量较高、渗透系数较小的粘土。
2.5化学加固法
化学加固法主要包括旋喷桩、硅化法、注浆及水泥土搅拌法等，是通过在软土路基中加入水泥、生石灰、粉煤灰等化学材料，这些材料在注入土体后，通过发生一定的化学反应，形成具有较高强度的复合地基。
硅化法是用以硅酸钠为主的混合溶液对软土进行加固的一种方法，主要是借助电的作用进行加固。加固作用快，但造价较高，不适用于渗透系数较小的土层。
旋喷桩可分为粉体喷射桩和高压喷射注浆加固法等。其中高压喷射注浆加固技术是利用一定的钻孔设备先钻至规划的深度，再通过高压泵依靠安装在钻杆一端的喷射装置向周围土体喷射化学浆液，同时控制钻杆进行旋转且往上提升，一定范围内的土体结构与化学浆液混合胶结硬化在土基中形成一个具有一定强度的圆柱状水泥土固结体，实现了止水防渗和加固处理地基的作用。这种方法用途比较广泛，作为地下连续墙可防止渗水，作为施喷桩可提高基础的承载力，还可用于处理路基的不均匀沉降等。
3结束语
除了上述软土路基加固方法外，还有桩基、沉井等，主要用于软土地基桥梁与大型涵洞等重要构筑物的基础中。公路软土路基对公路交通的使用有重大的影响，若处理不当，就会后患无穷。目前，各种处理软基的方法各有利弊，常常多种方法综合运用，才能达到更好的处理效果。在工程施工中，应因地制宜，结合工程实际情况，依据现场土质情况、设计要求、施工条件、施工的可行性、方便性与经济性等综合考虑。
参考文献：
[1]王江飞，李乾玲.公路软土路基处理技术探讨[J].交通标化，2010（20）：110-112.
岩溶路基勘察设计与处治施工综述 篇4
1 岩溶概述
喀斯特即岩溶, 是指水对可溶性岩石进行以化学溶蚀作用为主, 流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用, 以及由这些作用所产生的现象的总称。由于岩溶发育往往使可溶岩表面石芽、溶沟丛生, 参差不齐, 而地下溶洞又破坏了岩体完整性, 加之岩溶水动力条件变化, 会使其上部覆盖土层产生开裂、沉陷。这些都不同程度地影响着地基的稳定。根据碳酸盐岩出露条件及其对地基稳定性的影响, 可将岩溶地基划分为裸露型、覆盖型、埋藏型三种。由于岩溶发育无明显规律性可循, 所以应在具体施工过程中, 进一步查明影响路基稳定的深度范围内的岩溶发育状况, 及时采取合理的处治措。在路基开挖完成后, 如果发现已经揭示的岩溶现状和初步设计之间存在一定差异, 应该及时开展对此段路基的补充勘察、设计和具体处治施工工
2 岩溶路段的地质勘察
地质勘查的重要性不言而喻, 目前, 地质勘察主要采用的勘察方法有两种, 一种是比较直接的揭示出了具体的地质状况, 可以对特征区域进行加密钻探的地质探索。另一种是物理探测, 主要采用高密度电法, 这种方法成本低、效率高、准确率大, 探地雷达在特定条件下也具备较高的精度。
地质钻探钻取芯样一般采用DPP-100型全液压汽车钻机, 回转钻进和锤击钻进两种方式钻进, 进口口径130mm, 终孔不小于119mm。钻探范围为纵向为全挖方段, 横向为全宽。采用梅花形6米布点, 钻探深度为15米。对于在钻探过程中发现较大岩溶空洞后, 采用孔内摄像仪针, 对孔内情况进行了摄像和拍照, 根据观测结果分析空洞的空间分布后决定采取是否补充钻探。地质雷达采用GR-2004探地雷达沿路线纵向进行, 横向从一侧到另一侧, 无线频率100MHZ。高密度电法采用E60b型高密度电阻率探测仪, 智能电缆连接, 自动采集数据, 形成视电阻率剖面。高密度电法采用布置测线的方法, 测线纵向间距10.0米, 横向间距5.0米。
通过以上几种方法的相互补充和结合, 对钻探揭露的各主要溶洞进行了科学推断溶洞的空间展布和详细说明, 包括它的平面形态、最大直径、相互之间的连通关系等产出特征, 以便设计时更好的把握处理范围, 并采取有效适宜的处置措施。一般情况下, 勘测工作完毕后要根据钻探和物探的综合勘查成果配合平面测绘, 绘制岩溶平面分布图和空间立体分布图, 提交勘察报告。
3 岩溶路段治理工程设计
通过对勘测文件的认真分析及研究, 根据相关的设计规范确定处治方案。当洞内裂隙发育, 洞腔较小时, 采用C20水下混凝土灌注, 直至灌满为止。当孔口已出露时, 清除洞内填充物后, 采用片石填塞, 顶部50cm厚采用C20号混凝土封闭, 并延伸至洞口周围各1米范围形成盖口板。另外, 对其他勘察资料反映的存在大量裂隙和空洞而且比较小而多, 洞口没有揭露的两路段路基全宽范围内, 采用打孔胶结高压注浆的办法进行治理, 孔位按梅花型全路基宽度布置, 间距3m, 孔深6m。其中四周周边第一排为帷幕孔, 孔深8米, 并先行分时分段逐步注浆固结施工, 固结后再在施工帷幕孔中间注浆各压浆孔。
4 岩溶路段治理工程施工工艺
做好施工组织设计, 合理安排施工段的先后顺序, 明确构造物和路基的衔接关系, 对高填方段应优先安排施工, 在施工中以施工组织设计为龙头, 根据施工现场的实际情况, 合理调配人员、设备, 是保证路基施工质量的重要环节。根据路基的处治设计方案, 并结合一般路基施工规范和工艺的基础上制定处治施工方案。
4.1 测量放样
采用全站仪测量放样出路线中线各桩位, 其余各注浆位置采用经纬仪和钢尺在路基全宽范围内根据设计图纸定点放样并标识, 各点间距为等边4.5米的等边三角形, 放样完毕后报请监理验收后做好开钻成孔准备工作。
4.2 开钻成孔
采用12立方空压机送风, 潜孔钻钻进, 采用直径127mm钻头开钻, 钻至基岩后变径为直径89mm终孔。报请监理验收孔深后做好浇注孔口管, 孔口管采用长度1米, 壁厚3mm, 外径18mm的钢管, 孔口内外各长50cm, 孔口管采用525#快凝水泥砂浆与孔壁固结牢固, 保证注浆时能有效持压, 以保证注浆质量。
4.3 水泥浆配置
水泥浆液通过制浆机拌制, 并严格按照设计浆液配合比进行, 水泥、水和外加剂严格计量, 施工过程中随即抽查各项指标。制浆通过一级搅拌池和二级搅拌池拌和均匀后进入注浆泵后进行压浆。
4.4 高压注浆施工
注浆前全面检查设备和管路系统, 浆液随用随制, 制浆系统配置出合格均匀的浆液后, 通过压浆泵, 压浆管注入孔口管, 采用定量定压分段注浆方法施工。单孔孔口管压在1.0Mpa以上, 稳定10~15分钟以上, 或者周围孔有冒浆现象视为注浆结束。
4.5 已外露空洞处理
对于溶洞孔口外露的空洞, 采用C20混凝土灌注或采用片石回填, 浇注盖口板形成封闭, 施工过程监理应全过程监督施工质量并做好相关记录和拍照工作。
4.6 场地清理
压浆及混凝土封闭施工完毕7天后, 采用机械配合人工方法进行场地清理, 岩溶路段处治施工视为结束。
5 岩溶路段施工质量检测
5.1 检测时间及检测方法
检测时间在灌浆施工结束半个月后。检测方法一般采用钻孔检测及高密度电法检测。钻孔检测是通过钻孔取芯直接观察岩溶区的浆液充填情况, 并结合钻探过程中循环液的漏失情况及孔壁的稳定性等评价灌浆质量。高密度电法检测是指检测注浆的整体充填情况, 结合钻孔检测资料和高密度电法做出综合评价, 在全面分析研究这些资料的基础上, 最终确定灌浆质量是否合格。
5.2 检测量、检测深度及检测位置
钻孔检测为总孔数的2%;注浆孔深+1.0米。钻孔检测采用随机布置 (在梅花形布置的注浆孔之间的中心) , 或认为有疑点的部位, 或监理指定的位置。而高密度电法检测在整个注浆区, 高密度电法采用布置测线的方法, 测线纵向间距10.0米, 横向间距5.0米。质量检测过程如有局部缺陷, 应加密检测, 保证检测结果如实反映工程实际情况。
结束语
通过实际的施工检测表明, 钻探芯样水泥浆对空隙进行有效填充明显可见水泥浆, 两岩溶路段视电阻值显著增长, 再未出现其他空洞和裂隙现象, 地基整体稳定性明显提高。这也就表明在道路施工中加强对岩溶路的基勘察设计与处治施工将是公路施工中不可忽视的环节。
摘要：随着国家对基础设施建设投入力度的不断加大, 我国高速公路的发展速度也在快速增长。而路基是高速公路工程所有组成部分中尤为重要的一个施工部位, 只有在设计及施工过程中采取一系列科学措施来确保其质量才能更好地确保高速公路的质量。为了确保路基施工能较好地满足设计功能, 本文对高速公路建设中岩溶路段的地质勘察设计与处治施工方案等方面做了综合论述。
关键词：路基,勘察设计,施工处治
参考文献
[1]驻马店至泌阳高速公路两阶段施工设计图[M].中交第一公路勘察设计研究院, 2004.
[2]驻马店至泌阳高速公路岩溶路段勘察设计图[M].河南省交通规划勘察设计研究院.2006.
探析公路高填方滑坡处治技术 篇5
关键词工程;高填方滑坡;处治技术;预应力
中图分类号U4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0037-01
1坡处治技术方案比选
1)坡处治技术方案方案的提出。方案一:预应力锚索抗滑桩+挡土板+挡土墙+预应力锚索框架+刷方减重+综合排水设施。该方案以抗滑桩为滑坡处治的主体工程,以预应力锚索框架防护、综合排水设施为辅助工程,根据工程地质情况和下滑力,采用预应力锚索抗滑桩、普通锚索抗滑桩和路肩挡土墙相结合的抗滑结构,抗滑桩采用预制混凝土板连接,防止桩间土的挤出为防止南侧松散滑体在雨季形成的泥石流对沟底村庄造成破坏,在南侧沟口设干砌片石坝式挡墙,拦截下泻的泥石流。在滑坡上部进行刷方减重,以减少滑体的下滑力,增加滑体的稳定性;在滑体的上部采用预应力锚索框架进行坡面防护,以增强路基的稳定性在路侧护栏下设泄水孔,与锚索框架、桩前排水沟形成综合排水系统,将地表水排出路基范围外。方案二:路肩挡土墙+抗滑挡土墙+锚索框架+刷方减重+排水设施。挡土墙为滑坡处治的主体工程,刷方减重、护坡、排水为辅助工程,在滑体的上部设置一排路肩挡土墙,以保证路基的稳定性,在滑体的下缘设置一排重力式挡土墙对滑体进行刷方减重,以减少滑体的下滑力,增加滑体的稳定性坡面防护工程采用锚索框架采用截水沟排除地表降水,采用渗沟排除滑坡体中泉眼涌出的地下水。方案三:抗滑桩+挡土板+重力式挡土墙+锚索框架+刷方减重排水设施。抗滑桩与挡土墙综合使用,刷方减重、护坡、排水为辅助工程,方案三的优点是用抗滑桩取代方案二中的挡土墙作为滑坡体上部的抗滑结构,能避免对滑体的二次扰动。
2)方案比选。根据“一次根治、不留后患、经济、适用”的处治原则,对以上方案进行比选。方案一根据地质情况和下滑力的大小布设抗滑结构,充分利用预应力锚索抗滑桩受力特性良好的优点,减小了污工体积和施工难度考虑到坡体中下部已接近稳定状态,因此仅设置一段干砌片石坝式挡墙以拦截下泻的泥石流,摒弃了方案二、三全断面设置抗滑结构的做法,可有效降低工程造价刷方减重、预应力锚索框架和排水设施等使方案一在整体上趋于合理。经以上对比分析,方案一目的明确,技术可靠,施工方法简便,较其它两种方案更为合理、安全和经济,在设计和施工中将采用方案一对滑坡进行综合处治。
2处治设计技术研究
1)滑坡挡结构体系。推荐方案采用了抗滑桩+挡土墙+预应力锚索框架防护的组合结构,在K5+820~K5+836设浆砌片石路肩挡土墙。为防止南侧松散滑体在雨季形成的泥石流对沟底村庄造成破坏,在南侧沟口设干砌片石坝式挡墙,拦截下泻的泥石流。根据滑动面位置、滑坡推力大小,在中部沟槽处设计为预应力锚索抗滑桩,在两侧设置普通抗滑桩。预应力锚索抗滑桩分为单层预应力锚索抗滑桩和双层预应力锚索抗滑桩。桩间设钢筋混凝土挡土板,以防土体从桩间滑出。
2)抗滑桩合理桩间距计算。①土拱效应分析。在边坡工程中,当抗滑桩施工完成后,在抗滑桩阻碍坡体位移而使自身产生变形的同时,相邻桩之间的土体有向坡体外侧移动的趋势。在靠近桩体处的剥落较少,而在远离桩体处的剥落较大,即在相邻两桩之间的不同位置有不同的位移。在设桩处位移较小,在两桩中间位移较大。在这种情况下就会引起桩间土体与桩后土体抗剪能力的发挥而在土体中形成“楔紧”作用,即形成土拱效应,以限制桩间土体的滑出,并将桩后坡体压力传递到两侧桩上,此时相邻的两桩起到了拱脚的作用。由于桩后坡体在一定高度范围内自上而下均有土拱效应,但对于桩体作用最直接且最有意义的则为桩体在滑面以上范围内的土拱,即土拱在桩顶及其以下的部分应为主要的研究对象,所以取这一部分的土拱进行分析并建立计算模型。②控制条件。要保证相邻两桩间土拱正常发挥作用,就需要满足桩间的静力平衡条件,即两桩侧面的摩阻力之和不小于桩间作用于土拱上的压力坡体压力。为便于分析可取等号,其表达式为:,
式中φ、c势为桩间后侧土体的粘聚力和内摩擦角。由于土拱的跨中截面是最不利截面,所以在此处土体要满足强度条件同时,由于跨中截面处的前缘点比后缘点受力更为不利,因此取跨中截面处前缘满足强度条件,这里采用莫尔一库仑强度准则。此时,若取K=1,则跨中截面弯矩为零。于是跨中截面处前缘点应力σM为。由于桩前土体已被开挖,所以在俯视平面内M点处于单向应力状态,根据莫尔库仑强度准则可得:,将1式代入2式得出:。在桩间距设置合理的情况下,在同一桩体后侧的局部区域内桩顶及其以下附近范围内,相邻两侧的土拱会形成三角形受压区。因此,应该保证该三角形受压区能正常发挥效用而不被破坏,即此处应该滿足强度条件。,这样,根据上述个主要控制条件就可以较为合理地确定桩间距。
3坡面防护技术
在K5+836~K6+160范围内,设置锚索框架,以抑制边坡变形,增强路基的稳定性,框架内回填种植土植草,以减缓地表径流流速,防止冲刷。坡面承载体为钢筋混凝土框架,嵌入坡面。锚索框架间距3.0*3.0m,截面0.5*0.5m,采用C25混凝土现场浇筑。每束锚索采用3根φS15.2小高强度、低松弛钢绞线,倾角25°固于滑床下稳定地层中,锚固段长度10m锚索束。锚索设计荷载485kN锁定荷载360kN。
4滑坡防排水措施
在路侧护栏下设泄水孔,与锚索框架、桩前排水沟形成综合排水系统,将地表水排出路基和支挡结构的范围以外。当发现坡体有坑洼、塌陷、裂缝时,应立即处理。要夯实整平坡面,减少坑洼,夯填裂缝,防止积水,尽量减少地表水的渗入量。对于裂缝,应沿裂缝挖至失灭为止,若裂缝太深,至少需挖1m至一定宽度,裂缝两侧的扰动土也要挖掉,再用当地的有适当含水量的粘性土分层填塞夯实,在夏季或气候干燥的时候,如有必要在分层填塞时要随时洒水。在填塞山坡裂缝切忌采用砂或透水性强的土。夯实裂缝时,顶部要夯成鱼背形,可以防止地表水在己夯实的裂缝处滞留而渗透下去。
5回填土选用和技术要求
为保证挡土墙和抗滑桩的正常使用和经济合理性,填料的选择是一项重要的工作。由土压力理论可知,填料的内摩擦角越大,主动土压力就越小而填料的容重越大,主动土压力就越大。因此应选择内摩擦角大、容重小的填料,应优先选择砂类土、碎砾石土填筑。这些填料透水性好、抗剪强度大且稳定、易排水,能显著减少土压力。粘性土的压实性和透水性较差,又常具有吸水膨胀性和冻胀性,产生侧向膨胀压力,从而影响挡土墙的稳定,一般不宜采用粘性土。当不得己采用时,应适当掺入碎石、砾石和粗砂等。严禁使用腐殖土、盐渍土、淤泥、白至土及硅藻土等作为填料,填料中也不应含有机物、冰块、草皮、树根等杂物及生活垃圾,不能使用冻胀材料。
6结语
在系统分析现有滑坡防护技术的基础上,提出了以预应力锚索抗滑桩+普通抗滑桩+重力式挡土墙的组合支护结构治理滑坡,采用预应力锚索框架结构和植草技术对滑坡段路基边坡进行防护同时给出合理的防排水技术。
参考文献
[1]杨天亮,建兵.路滑坡成因与防治及预报方法研究.西部探矿工程,2005.
[2]汪益敏,陈辉.路基边坡问题研究现状.公路工程,2004.
处治设计 篇6
随着高速公路的发展, 越来越多的公路穿越岩溶地区。岩溶作为复杂并且可形成极大危害的不良地质, 越来越受到人们的关注。岩溶引起的铁路路基塌陷, 将严重影响路基的稳定性, 给铁路运营带来重大的安全隐患, 甚至危及人民生命财产安全。因此, 加强岩溶地基处理有着重大的技术价值和经济意义。
岩溶 (喀斯特) 是可溶性岩石在水的溶 (侵) 蚀作用下, 产生的各种地质作用、形态和现象的总称。根据目前建设行业通用的观点, 按岩溶的埋藏条件可分为:裸露型岩溶、覆盖型岩溶和埋藏型岩溶。常见的岩溶形态主要有坡立谷、孤峰、残丘、天生桥、洼地、溶洞、溶沟、溶槽、溶隙、暗河、石林、石芽、落水洞、漏斗、竖井、石笋、石钟乳及上覆土层中后来次生的土洞及塌陷等[1,2]。
1 工程概况
重庆至长沙高速公路支线重庆黔江至湖北恩施段高速公路, 西起重庆市黔江区, 经湖北省咸丰县、宣恩县至恩施州, 全长约130 km, 连接黔江、恩施两个中等城市, 沟通沪渝高速和包茂高速 (含渝湘高速公路) , 是渝东南地区以及黔北地区进鄂入湘的重要通道。本文主要研究黔恩高速公路 (重庆段) 岩溶路基处治。
项目所在区域地貌属中山、低山地貌区, 山脉海拔700 m~1 500 m, 切割深度一般在400 m~700 m, 低山丘陵海拔400 m~600 m, 相对高差小于200 m。地层岩性主要有:第四系残坡积层、崩坡积层、滑坡堆积层、冲洪积层;志留系页岩、粉砂质页岩;三叠系巴东组泥岩、泥质粉砂岩;三叠系大冶组的泥质灰岩、白云质灰岩等。岩溶路基主要集中在YK13+585~K14+800段 (包括黔江北互通) , 地层岩性为三叠系嘉陵江组灰岩、泥灰岩, 岩溶较发育, 主要为落水洞、岩溶漏斗、溶蚀凹槽及隐伏型溶洞 (见图1) 。
2 处治方案
2.1 地质勘察
岩溶路基勘察除现场调查外, 以物探为主, 并利用钻探进行验证。岩溶路段主线路基两侧沿路基纵向各布设1条物探线 (距设计线18 m) , 并利用初勘布设在路基中心处的物探线, 共3条物探线;黔江北互通匝道路基宽度相对较窄, 沿路基中心线布设1条物探线, 各匝道均布设, 且连续贯通;K17+800~K19+050段, 该段设置石城收费广场及停车区, 横向宽度较大, 纵向5条物探线 (包括初勘) , 横向间距20 m~30 m;在落水洞段路基前后各布设3条以上横向物探线;共布设钻孔或验证钻孔15个。
根据现场调查并结合钻探、物探等手段, 本项目岩溶路基段落统计见表1。
2.2 岩溶路基处治措施
2.2.1 处理原则
对于挖方路段, 先开挖至路基设计要求标高, 再进行岩溶区路基处治;对于填方路段, 先对岩溶区地基进行处治, 再填筑路基。
1) 对路基上方的岩溶泉或冒水洞, 设排水沟截流至路基外。2) 深而窄的溶洞不便采用洞内加固时, 采用钢筋混凝土盖板加固。如靠近边沟时同时应防止边沟水的渗漏。3) 对填方路基基底的落水洞、岩溶漏斗, 在不影响地下水排泄通道时, 回填砂砾或碎石夯实, 并在地表整平后基底铺设土工格栅加筋处理。4) 当溶洞埋深小于3 m, 且顶板岩层厚度小于2 m时, 采用直接爆破顶板后回填砂砾或碎石, 并在地表整平后基底铺设土工格栅加筋处理。5) 当溶洞埋深在3 m~15 m时 (附近100 m内无房屋等建筑物) , 且顶板岩层厚度小于2.0 m时, 或中、小型溶洞或串珠状溶洞群分布较密集路段, 采用强夯+土工格栅处理。6) 当溶洞埋深大于4 m, 溶洞顶板岩层厚跨比小于0.8, 采用钻孔爆破顶板后回填砂砾或碎石, 再强夯处理, 并在地表整平后基底铺设土工格栅加筋处理。7) 当溶洞埋深在15 m~22 m的中、小型溶洞, 顶板岩层厚度在1 m~4 m范围内, 视如下不同情况分别进行处治:a.顶板厚度小于2 m, 且洞高大于2 m时, 可采用钢筋混凝土盖板跨越处理;b.当洞高小于2 m或洞内全充填时, 可不进行处理。8) 对于溶洞埋深大于22 m, 或溶洞顶板岩层厚跨比大于0.8或厚度在4 m以上, 或位于路基外侧 (1 m+H0) 范围外 (H0为溶洞埋深) 者, 原则上可不进行处治。
2.2.2 本项目岩溶路基具体处理措施
本项目岩溶路基处理主要采用强夯回填法、钻孔爆破+强夯回填法、钢筋混凝土盖板跨越法、清除换填法、重型压路机碾压法这几种处理措施。YK13+760~YK13+900段位于落水洞处, 根据物探结果结合验证钻孔揭露, 该段路基表层粉质粘土厚5.2 m, 其下有2层溶洞, 第一层顶板厚1 m, 溶洞高2.3 m, 无充填, 第二层溶洞顶板厚1.0 m, 溶洞高7.2 m, 无充填, 未见地下水。该段路基位于溶蚀洼地内, 路基填土高度25 m左右, 设计采用钻孔爆破顶板, 钻孔间距纵横向为5 m, 平均钻孔深度12 m, 然后采用强夯回填块片石, 强夯单击夯击能为4 000 k N·m, 并在路基底部设置2层钢丝格栅再填筑路基。YK13+950~YK14+040段位于落水洞处, 根据物探结果结合验证钻孔揭露, 地表下6 m范围内岩溶发育。该段路基表层粉质粘土厚1.0 m~2.0 m, 其下为小型串珠状溶洞, 2层~3层, 顶板厚度累计2.6 m, 溶洞累计高2.3 m;往下溶洞顶板厚5.2 m, 其下为2层溶洞, 累计厚2.1 m, 下层溶洞不影响路基安全。该段路基填土高度10 m~15 m。设计对表层6 m范围进行处理, 采用钻孔爆破溶洞顶板, 钻孔间距纵横向为5 m, 平均钻孔深度6 m, 然后采用强夯回填块片石, 强夯单击夯击能为4 000 k N·m, 并在路基底部设置2层钢丝格栅再填筑路基。YK14+061~YK14+081段位于小康路分离式立交桥头, 根据物探及钻探揭露情况, 该段路基表层5.1 m为粉质粘土, 其下15.5 m为中风化灰岩, 夹1.6 m小溶洞, 往下11 m为溶洞, 呈串珠状, 一般充填粘土或碎石土, 该段路基填土高度2.0 m~3.7 m, 该处处于居民区。设计采用重型压路机碾压以消除小型隐伏型溶洞影响, 并在路基底部设置钢筋混凝土盖板跨越大溶洞。AK0+540~AK0+580右侧边坡有溶洞出露, 设计采用浆砌片石填塞处理。K18+175右45 m~K18+181右45 m及K17+799右70 m~K18+818右70 m两处路基位于挖方路段, 溶洞均充填, 设计采用换填处理, 换填厚度为3.0 m。其余位于灰岩区路段, 如未采用强夯或钢筋混凝土盖板跨越处理, 则采用重型压路机 (50 t) 碾压, 以消除小型隐伏型岩溶隐患。
3 结语
本文通过地质勘察手段探明路线范围内岩溶分布情况, 并结合岩溶的具体类型采取不同的处理措施, 方法可供岩溶路段发育区地基处理参考。受勘察手段及勘探数量的限制, 不能完全掌握岩溶路段岩溶的发育及分布情况, 在施工过程中如遇与设计不符, 应根据现场实际情况进行动态设计。
摘要：通过地质勘察手段探明了黔恩高速公路 (重庆段) 岩溶分布情况, 介绍了该路段岩溶地基的勘察设计要点, 并结合岩溶的具体类型提出了不同的处理措施, 为今后同类岩溶地质灾害的处理提供了参考借鉴。
关键词：高速公路,岩溶路基,处理措施,设计
参考文献
[1]《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社, 2007.
[2]林宗元.岩土工程治理手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.
处治设计 篇7
关键词：软土地价,处治方法,路堤设计
1 软土地基路堤设计的主要目的
a.满足稳定设计指标;b.满足沉降设计指标;c.路堤填筑速度或施工期的控制设计, 包括路面铺装前预压或超载预压时间、多级加载的时间、高度、填筑速度的控制设计等;d.处治方案设计以及方案比选;e.施工条件、机具、材料的控制或选择。
软土地区高等级公路设计包括路线选择、路堤设计及地基处理方案比选和设计等。
2 软基上高速公路设计
2.1 一般要求。
a.高速公路布线时宜尽可能避开软基地段, 特别注意避开深厚软土地段, 这对缩短工期, 降低造价, 提高高速公路的社会及经济效益有重要意义。b.软土地基设计应用动态设计方法, 并注意发现和搜集影响设计的各种因素的变化。必要时可补充勘探和修改原设计。c.施工期间视情况补做一些静力触探, 对弄清砂夹层情况和土层界面等是很有效的, 这不仅能提高固结及沉降的计算精度, 也便于合理选用施工机械。d.软上地基计算段落应按地质条件、土层强度、路堤高度进行划分, 一船路堤分段长100~500m, 桥头路堤及人工构造物附近30~130m。e.在路面设计使用年限内的工后沉降和纵坡变化的控制值应符合相关规定要求。f.对于软基处治方案, 要注意它们之间的缓和过渡, 以减少段间的工后差异沉降, 并采取措施解决变形协调问题, 为了解决构造物与路堤衔接处过大的工后沉降引起的附加纵坡变化值或减缓乃至消除突变点, 应自桥台处路堤方向分段采取使纵坡变化协调的措施。变形协调, 立波段长度一般取60~110m。软土厚、路堤高取则取上限, 软土薄、路堤低取低限。对复杂地质和高填土路段的过渡长度还应适当增长。g.在软土地基上修筑路堤, 应进行稳定和沉降计算, 但对软基上桥台, 要进行强度计算。h.沉降计算方法常用的有:分别计算瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降、然后将三者叠加成总沉降量;沉降经验系数与主固结沉降的乘积, 即所谓“经验系数修正法”。i.逐渐加荷条件下地基平均固结度应进行修正。j.稳定验算与沉降计算法成层地基进行, 不能简化为匀质地基。在同一土层、统一段落中, 各计算参数分别取其平均位。k.用于沉降计算的压缩层计算厚度, 按式计算确定:。式中:△S'n—在计算深度处向上取厚度△Z (△Z=1m) 的土层竖向变形计算值。l.施工期间的稳定和沉降验算只考虑设计填土高度的路堤自重 (等载预压时, 含路面重量) 并计入沉降补填筑的填料重量。营运期间的稳定验算还应考虑活载的影响, 并将活载假定为静止的土柱作用, 土柱换算高度为0.9m, 横向影响宽度为路堤顶的宽度, 并计入由于路堤填料与路面结构层材料的密度不同所增加重量对稳定的影响。稳定验算尚须考虑地震力 (水平向地层力) 的影响, 但其稳定安全系数可降低0.1。m.沉降计算不考虑活载的影响。n.依据计算方法不同, 计算断面的最小稳定安全系数k必须具体问题具体分析。o.铺筑路面时间应满足规定的工后沉降引起的纵坡变化允许值。为了施工操作方便, 铺筑路面时间还可按照以下要求掌握:软基路段路面底基层施工, 应在路基填土达到设计标高后, 路堤中心的沉降, 一般路堤段落平均月沉降量连续两次不大于8mm, 桥头路段对平均沉降量连续两次不大于6mm, 方可进行路面底基层施工。当月平均沉降量不大于5mm时, 可施工路面面层。p.凡采用排水固结法处理软基上的通道、涵洞, 为了协调构造物与路堤变形, 构造物底板 (箱形通道) 或基础均要适当加长刚性底板长度。q.软基上的通道、涵洞一般采用反开槽法施工, 其施工时间应满足设计要求的工后沉降和工后沉降引起的纵坡变化值。为了能够比较准确地预测反开槽时间, 要求填土到施工的设计标高后 (台路面重量和预压期沉降量) 的停置时间一般不小于半年, 如软土层较厚排水固结缓慢的段落。停置时间还要加长。必须强调的是反开槽时间应依据观测资料确定, 当软土层较薄且有类似工程借鉴时方可考虑与路基同时施工, 但必须留准预抬高度。r.软地基上通道形式, 当其跨径小于等于4m, 盖板顶填土高度小于等于2m, 软土厚度小于10m时, 可考虑采用整体式基础的钢筋混凝土盖板涵, 其涵台基础底的计算应力满足其沉降与路堤沉降一致和稳定要求, 否则应采用箱型通道或涵洞。s.对软基上桥台桩基础一般应先填筑路堤、待路基稳定后开挖施工桩基础。当桥台过渡段软基采用水泥粉喷桩处理的, 桥台桩基础可以提前施工。当桥台采用柱式桥台时, 一般先填路堤和台溜坡。待地基沉降稳定后。在路堤上直接施工桥台桩基、柱等。
2.2 软基处理设计。
2.2.1 一般路段软基处理原则。
a.当软土厚度小于4m, 填土高度小于5m并有硬壳层可利用的软基路段, 软基可不处理或换土处理;b.凡软土厚度大于4m的软基路段, 一般采用塑料排水板处理。如软土厚度小于5m且软土中具有排水通道, 可视填土高度考虑不处理方案;c.当软土较厚、填土又高, 工期较多, 稳定及工后沉降不满足设计要求时, 可考虑采用水泥分喷桩或其它方法处理, 以满足施工工期要求。
2.2.2 桥头路段软基处理原则。
a.当稳定及工后沉降引起的纵坡变化值满足设计要求, 且施工工期较长时, 桥头软基采用塑料排水板配合超载预压处理。反之, 桥头软基应采用水泥分喷桩或其它方法处理。大、中、小桥的桥头软基采用塑料排水板处理的, 软土厚度和填土高度宜分别控制在8m和6m以内;b.桥头过渡段内宜设3%的预抬度, 并以适当的纵坡渐变至一般路段。
3 软基上高速公路施工
在设计中虽然采用了合理的地基处理方案, 但由于施工管理不善, 造成地基处理失败或未达到预期效果的工程也不少见, 因此, 软基处治施工必须确保施工质量, 科学地做好施工组织设计, 加强工地技术管理, 严格按照有关操作规程实施, 认真做好工程质量检查和验收工作, 软基处治和其它土工问题的解决一样, 包括以下四个环节:a.对地质资料、土工试验的详细检查, 对设计图和实践经验的调查研究;b.室内试验和现场试验;c.施工现场监测和观测数据收集;d.反复分析, 验证设计, 监测工程安全。
上述四个环节是解决土工问题最理想的方法, 即近来国际岩土工程界提出的观测方法, 称其为“边观察、边分析”方法。在施工中, 如发现现场地质情况与设计提供资料不符或原设计的处治方式因故不能实施, 需改变设计时, 应及时报告并根据有关规定报请变更设计。
目前新技术、新工艺、新机具、新测试方法不断涌现, 当开发、引进新的软基处治方法或进行软基处治方法比较时, 应在大规模施工前进行现场试验, 以验证该处治方法的可靠性, 并验证设计参数、工艺参数作为施工时的控制指标, 掌握必要的施工工艺。
在软基处治施工过程中, 要特别注意环境保护。对所采用的处治材料进行毒性物质含量的试验 (如粉煤灰等可能污染的工业废料) , 并研究其对土壤、地面水、地下水的污染;在施工过程中排放废物的合理处置;振动、噪音对周围环境的影响等。
参考文献
[1]张军辉, 王鹏, 黄晓明.软土地基上高速公路加宽工程的数值分析[J].公路交通科技, 2006 (6) .
处治设计 篇8
某水泥厂所在场地地貌单元属于柳林黄土梁峁、丘陵区, 其宿舍楼为地上7层建筑, 砖混结构, 筏板基础, 基础埋深为自然地面下1.5 m。建筑物刚投入使用即发现地基有下沉现象, 最大沉降量达52.03 mm, 尤其是2015年进入雨季以后, 局部变形加剧。经监测发现主体建筑发生不均匀沉降、倾斜且变形一直处于发展状态, 建筑物东面墙体出现裂隙, 已构成安全隐患。
2 地地基基土土的的构构成成及及岩岩性性特特征征
根据勘察报告, 地基土由上至下分为5层, 分述如下:
(1) 人工填土 (Q4ml) :杂色及黄褐色, 稍密~松散, 稍湿~湿, 土质较松散, 主要成分为粉土、白灰等, 夹有少量碎石及建筑垃圾, 局部地段为大量的生活及建筑垃圾。该层在回填过程中经过压实处理, 局部地区相对密实。
(2) 粉土 (Q4eol) :黄褐色, 中密, 稍湿。可见零星煤屑、云母, 包含少量钙质结核及白色钙质条纹。
(3) 粉质粘土 (Q3al) :黄褐色, 可塑, 稍湿, 可见零星煤屑、云母及氧化物, 包含钙质结核。无摇振反应, 切面光滑, 干强度和韧性中等, 局部地区夹有粉土。
(4) 粉土 (Q3al) :黄褐色, 中密, 稍湿。可见零星煤屑、云母, 包含少量钙质结核及白色钙质条纹。摇振反应中等, 无光泽反应, 干强度和韧性低, 局部地区夹有粉质粘土。
(5) 石灰岩 (O) :灰色~青灰色, 夹灰黄色、灰红色, 强风化, 薄~中厚层状构造, 裂隙发育, 岩芯较破碎, 呈碎块状及短柱状。
具体土层物理力学参数统计值见表1。
3 病害原因分析
通过对该区域原地形图、场地平整施工资料、地质详勘报告等分析, 宿舍楼所坐落的场地为填方区, 东段最大填方厚度为23.0 m左右 (宿舍楼东部位于沟谷区, 其地质纵断面如图1所示) , 原设计要求宿舍楼地基承载力特征值分别为fa=150 k Pa和fa=160 k Pa, 场地强夯处理后所做的地质详勘报告反映回填土层承载力特征值达到fa=150 k Pa。而事故发生后所做的补充勘察反映地面以下。
各填土层承载力特征值分别为: (1) -1层回填土为120 k Pa (地面~基底段) , (1) -2层回填土为90 k Pa (基底以下一定厚度) , (1) -3层回填土为140 k Pa ( (1) -2层~原状土层间) , 基底以下回填土层承载力特征值明显低于设计要求, 尤其是 (1) -2层小于地基承载力要求的85%。经现场调查分析, 认为导致地基承载力下降的诱发原因是地基土层受到地表水渗入浸泡、扰动, 引起承载力下降;补充勘察钻孔取样发现 (1) -2层土较湿, 土质较软, 另现场建筑物周边及基础下给、排水管道存在漏水以及供热管道沟槽内存在较多积水等现象。据此认为造成建筑物地基与基础持续不均匀沉降的主要原因是地表水的侵入, 使得地基土软化, 地基承载力下降, 达不到设计要求, 同时建筑物位于填土沟壑区, 加剧了地基的不均匀沉降。
4 设计
4.1 基础加固方案的讨论
若采用锚杆静压桩加固方案, 考虑锚杆静压桩对建筑物已有筏板基础的破坏问题, 且加固施工工作面狭小、存在加固深度较大、需多次接桩, 另外填土地基中存在少量的粒径较大的石子砖块, 容易导致压入桩跑偏或无法到达稳定的持力层, 导致施工质量难以保证, 同时该方案造价高、施工周期长, 故不建议采用;若采用旋喷桩、压密注浆加固方案时, 应考虑湿作业情况下如何防范进一步扰动地基土, 导致地基附加沉降发生问题;最后确定选择在建筑物外侧布设封闭旋喷桩围箍支托的设计方案。
4.2 具体实施加固方案
本着“安全、经济、合理”的原则, 考虑当地的施工技术与经验, 经过优化设计, 最后施行的地基加固方案如下:
宿舍楼不均匀下沉严重, 东侧18 m范围内采用水泥高压旋喷桩进行围箍, 并对基础进行半桩托换, 桩的长度为自然地面下20 m (基础底面以上留为空桩) , 其余段采用水泥高压旋喷桩加固但桩距为1.5 m, 桩的长度为自然地面下15 m (基础底面以上留为空桩) 。
在建筑物室内采用水泥水玻璃注浆加固方案, 水泥压力注浆孔径60 mm, 孔距为1 500 mm, 东侧18 m范围内孔深18 m, 其余段孔深5 m。
地基纠倾采用掏土法进行, 根据变形实测情况进行孔位布设及施工, 过程中随时控制沉降, 达到纠偏目的。
1) 室外高压喷射注浆 (旋喷桩) 围箍法。
a.根据山西省科学研究和工程实践, 黄土的湿陷变形70%表现为侧向变形, 山西黄土在浸水时侧向变形较大。故山西地方标准提出采用围箍法对既有建筑基础进行围箍, 在填方区用高压喷射注浆[1] (旋喷桩) 作为围箍可防止外来水浸湿地基并能有效减少黄土地基的侧向变形, 同时可以克服自重浸湿性黄土的负摩擦力, 保证桩能有效地承担结构荷载。
b.本设计高压喷射注浆 (旋喷桩) 采用“半桩托换”的型式, 对筏板基础起到支撑的作用, 防止其继续下沉。
c.高压喷射注浆 (旋喷桩) 桩径为600 mm, 影响范围有限, 采用大间距跳跃式施工方式, 并在浆液中加入早强剂 (三乙醇胺) , 可防止加固过程中地基土产生附加变形。
d.高压喷射注浆 (旋喷桩) 施工, 在基础下部3 m范围内进行复喷并在基础与地基土接触面处原位旋喷, 使得高压喷射注浆位置与既有建筑物基础紧密结合, 确保地基不再下沉。
2) 室内水泥水玻璃压力注浆法。
水泥水玻璃压力注浆法用于宿舍楼室内地基加固, 其缺点是对注浆浆液的分布较难控制, 效果远不如高压喷射注浆 (旋喷桩) 法, 其形成的注浆体为枝状、脉状, 不像高压喷射注浆 (旋喷桩) 法能形成传力的柱状, 控制不好容易产生附加下沉, 施工必须认真细致, 严格遵守操作规程。
a.水泥水玻璃压力注浆法采用双液注浆, 先注入水玻璃, 再注入水泥浆液。水玻璃可使水泥浆液迅速凝固, 减少水泥浆液向外扩散的范围。
b.注浆时应大间距跳注, 并严格控制注浆量及注浆速率, 防止注浆过程中地基产生过大的附加变形。
3) 宿舍楼加固思路已考虑建筑物的纠偏[2], 注浆时, 采用控制注浆速率, 有意识地使西侧段速率稍大于东侧段, 使东侧段沉降量小于西侧段, 同时东侧外围采用水泥高压旋喷桩围箍支托, 室内注浆时变形小于西侧, 达到纠偏的目的, 在施工过程中加强变形监测, 采用信息化施工。宿舍楼中部及西部在建筑物外围布置竖向及水平向掏土钻孔进行应力释放, 以利纠倾。
4) 由于建筑物结构未出现较严重破坏, 墙体表面裂缝发育严重的区域采用墙面挂网水泥砂浆抹灰, 裂缝做灌浆处理;发育不严重处仅做表面抹灰修复。门板过梁等少部分结构梁发生裂缝, 采用粘钢加固的方法。
具体地基基础设计加固图如图2所示, 地基基础布桩剖面图见图3。
5 施工流程及操作要点
5.1 水泥高压喷射注浆 (旋喷桩) 围箍法
1) 开工前应选择有代表性地段进行试桩, 并开挖检查旋喷桩的成桩情况, 以便修正设计参数。2) 为减小因施工引起的附加沉降, 建筑物东侧旋喷桩施工采用大间距隔孔跳打法 (隔三打一) 。3) 高压旋喷桩的施工工序为机具就位、贯入喷射管、喷射注浆到基础上部以及填土部分、拔管和冲洗等。4) 喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50 m。如大于要适当调大泵压但不超过25 MPa, 实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物, 管线及地质与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录。5) 当喷射注浆管贯入土中, 喷嘴达到设计标高时, 即可喷射注浆。在喷射注浆参数达到规定值后, 随即分别按旋喷、定喷或摆喷的工艺要求, 提升喷射管, 由下而上喷射注浆。喷射管分段提升的搭接长度不得小于100 mm。6) 在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时, 应查明原因并及时采取措施。7) 高压喷射注浆完毕, 应迅速拔出喷射管。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程, 应对基础底部向下3 m范围内进行复喷, 保证水泥浆液凝固体与建筑物基础底部结合紧密。8) 施工桩位偏差不超过50 mm, 桩身垂直度偏差不超过0.5%;压浆速度和提升速度相配合, 确保额定浆量在桩身长度范围内均匀分布。遇砂层应调整钻进速度 (最低档) 和压浆速度, 确保桩体垂直和水泥浆搅拌均匀。
5.2 水泥水玻璃压力注浆法
1) 施工部署。先施工注浆孔, 施工钻孔时隔孔跳打, 注浆也要求大间距跳注, 保证地基土注浆密实饱满。2) 施工步骤。水泥压力注浆孔:放线定设孔位→施工直径60 mm的注浆孔→下入注浆花管→ (长度8.5 m) →封孔→注浆。
6 地基变形监控量测
甲方委托第三方变形监测单位对其投资建设的宿舍楼进行变形观测, 整个变形监控工作根据设计和规范要求, 整体按甲级地基基础要求进行变形测量, 变形测量等级定为二级。
具体沉降观测点水平位移观测点以及倾斜位移观测点位布置情况如图4~图6所示。
加固前对监测报告进行分析 (不包含监测之前已发生的沉降、倾斜量) 发现, 在地基加固前, 宿舍楼西侧下沉不明显, 中部累计最大沉降量为30.78 mm, 东侧沉降表现尤为突出, 累计最大沉降量为52.03 mm, 平均沉降速率0.225 mm/d, 倾斜度为1/700。
综合分析认为:加固前建筑物沉降速率均超出规范趋于稳定的0.01 mm/d~0.04 mm/d控制指标, 沉降变形处于继续发展状态, 宿舍楼目前倾斜度已超出规范允许的不大于1/1 000范围。据此认为宿舍楼已属C级危房, 必须尽快进行地基加固处理。加固方案经业主组织专家评审确认之后进行实施, 于2015年9月份开始施工, 在施工过程中继续进行变形监控量测。
在地基加固前后, 均对地基变形进行了监控量测, 分析变形结果发现, 宿舍楼东部位于深厚填土区, 地基土层受到地表水渗入浸泡、扰动, 引起承载力下降, 地基变形最为严重, 故选择宿舍楼东部三个监测点1-5, 1-6, 1-7进行分析, 具体变形情况如表2所示, 地基加固前后沉降变形曲线见图7。
mm
由于施工期正值雨季, 地基变形发展较快, 最大沉降值达到44.47 mm, 施工于10月中旬结束, 经监测地基沉降变形趋于稳定。
7 结论与建议
1) 黄土冲沟地带的建筑物场地应认真进行勘察工作, 充分利用勘察成果, 尽量避开沟谷区, 如无法避免, 应在建筑物的平面布置和地基处理上做好工作, 避免建筑物在使用期间发生大的不均匀沉降变形, 从而导致建筑物沉降过大, 基础倾斜而无法使用。
2) 冲沟的地表水渗流是加剧地基变形的主要原因, 加固时应考虑到对冲填段建筑物地基的封闭围箍, 达到支托、截水、围箍三重作用。
3) 合理的地基加固方案是加固成功的主要原因, 通过本工程证明高压旋喷桩可以用在湿陷性黄土地区建筑物加固, 但在设计和施工过程中应充分考虑其对黄 (填) 土地基的局部软化效应, 施工时要做到大间距跳跃性施工。
4) 信息化施工是建筑物地基加固的主要环节, 变形监测应贯穿于整个加固施工过程。
参考文献
[1]齐广超.高压旋喷法处理软弱地基应用技术研究[D].大连:大连理工大学, 2002.
处治设计 篇9
关键词：公路边坡,滑塌分析,稳定性,截排水
1 边坡概况
某水电站对外交通专用公路k48+438~k48+465段边坡原设计为2级边坡, 下边坡坡率1:0.5, 上边坡1:0.75, 坡脚设置3m高路堑挡墙, 坡面采用3m长的锚杆喷混凝土支护。在施工开挖及支护完成后, 受2008年山间区域性暴雨冲刷, 边坡锚喷支护破坏, 边坡开口线上方斜坡出现较大高度范围的揭皮式滑塌, 对公路的安全运营造成了极大的隐患, 同时斜坡上方某些村民土地及房屋也遭受影响。为此, 分析边坡病害原因, 提出治理措施, 刻不容缓。
2 边坡滑塌成因分析
2.1 工程地质概况
K4+438~K4+465段边坡总体走向N15~20°E, 坡度一般为40~55°。坡顶 (靠近山脊) 地形平缓, 坡度为一般为10~20°。公路在1771m高程从斜坡坡面通过。路面以上自然坡高度为70~120m。
基岩为三叠系白果湾组 (T3bg) , 分布于上麻哈沟 (k48+360) 沟底及其左侧斜坡中下部。岩性为砂质板岩、炭质板岩夹变质砂岩, 薄层状结构。岩层产状为N0~25°E/NW∠40~50°。其中, 炭质板岩抗风化能力相对较弱, 变质砂岩, 抗风化能力相对较强, 砂质板岩抗风化能力居中。白果湾组地层与上麻哈沟东侧的侵入岩呈侵入接触关系, 接触界线位于上麻哈沟右侧沟壁。
覆盖层主要为残坡积 (Q4el+dl) 分布于上麻哈沟左侧斜坡上部之坡度相对平缓部位。岩性为土褐色碎石土, 碎石成分主要为变质砂岩组成, 碎石粒度一般2~10cm, 松散, 厚度一般为1~3m。
K48+438~K48+465段边坡主要由全强风化板岩夹砂岩组成。残坡积土及风化基岩物理力学参数如表1所示。
2.2 滑塌成因分析
经分析, 塌滑后缘位于1836~1856m高程;前缘高程, 根据挡墙上方保存完好的喷层的上沿位置判断, 大体位于1779~1784m (高出路面约8~13m) , 前后缘高差约60~70m。塌滑区平面形态, 呈上宽下窄的扇形, 后缘宽度约80~90m, 前缘宽度约25~30m, 该区面积约3500m2。根据原地面线与现地形对比, 结合塌滑区两侧缘陡坎的高度看, 滑落部分的厚度在0.5~3.5m之间, 这一厚度小于塌滑区全强风化层的厚度 (15~20m) , 推断本段边坡滑塌属于全强风化表层塌滑。按最大厚度3.5m估计, 塌滑方量约1.2万m3。
由于该滑塌发生在暴雨之后, 对于成因首先考虑到降雨的因素。较可能的原因是通过降雨影响全强风化带表层的含水状态, 使得其力学性状弱化, 进而影响边坡的稳定性。当大气降雨形成地表水入渗到坡面后, 从高向低径流、冲刷, 易于形成潜在滑面, 另外本路段基本上属于全挖方段, 坡脚部位的全强风化基岩较大程度进行了挖除。切脚开挖导致边坡形成临空面, 虽然采用了路堑墙支挡及坡面锚喷加固, 但坡顶雨水进入喷混凝土后, 泄水孔堵塞, 导致坡面水位抬升, 从而导致边坡下部的全强风化表层发生积水、软化, 喷锚措施破坏, 继而向上部延伸“揭皮”导致滑塌范围扩大至开挖线以上30~40m。
3 边坡稳定性分析及计算
3.1 定性分析
根据塌滑的成因及其变形特点可定性评价该段边坡的稳定性:在天然工况下, 处于基本稳定状态;在暴雨工况下, 边坡整体稳定性较差, 原设计加固措施稳定系数略低, 对水的放排考虑不足, 导致发生浅层失稳坡坏。
3.2 定量计算
采用FLAC/SLOPE软件进行分析。FLAC/SLOPE基于强度折减法原理, 通过分析单元的受力和平衡, 确定坡体中可能变形破坏的范围及相应的安全系数。
地质原型概化为三大类: (1) 第四纪残坡积土; (2) 薄层板岩夹变质砂岩倾倒体; (3) 下伏基岩。根据风化程度, 下伏基岩可以进一步划分为全风化、强风化及下伏岩体。本区基岩为三叠系白果湾组薄层板岩夹变质砂岩。
计算剖面按滑动方向选取, 深层潜在滑动面根据地质分析。
计算工况与参数选取:计算工况按天然、地震、暴雨、暴雨+地震等四种考虑。由于坡形较陡, 而且边坡地处高位、坡体内无地下水, 对于“暴雨”、“暴雨+地震”工况下, 暴雨按入渗1/4考虑 (即1/4饱水) 。
计算方法:采用传递系数法和Bishop法进行验算。边坡在各种工况下的稳定性系数K值的计算结果如表2所示。
从表2中的结果可以看出:
对于剖面的深层潜在滑面 (表中1- (3) #) :各种条件下的稳定性系数分别为:天然工况K天然=1.43、地震工况K地震=1.34, 暴雨工况K暴雨=1.04、暴雨+地震工况K暴雨+地震=1.01。暴雨及暴雨+地震工况边坡处于极限平衡状态。
按边坡稳定性分级标准, K<1.00为不稳定状态, 1.00<K<1.05为欠稳定状态, 1.05<K<1.15为基本稳定状态, K>1.15为稳定状态, 可得到如下结论:
该边坡在天然状态下都为基本稳定状态, 但在暴雨工况及暴雨+地震工况下整体和局部稳定性都属于欠稳定状态, 需要对该边坡加固处治。
4 边坡病害治理设计
根据该边坡滑塌成因及变形情况, 在进一步对该滑坡的稳定性进行分析评价后, 采用支护、排水及坡面防护的综合治理措施[1]。处治措施简要介绍如下:
(3) 为监控锚固工程的工作性状, 选4孔锚索进行锚索应力监测, 监测仪器采用锚索测力计。
(4) 坡脚路堑墙加高至8m。
(5) 锚固工程施工完成后, 应对坡面及坡顶后裂缝进行夯填处理, 并修复排水沟和完善边坡排水系统。设置树枝状截排水沟。主干平行于滑动方向, 支沟根据坡面汇水情况布置, 可与滑动方向成30~45°交角[3], 并延伸至滑动范围以外, 与坡面外截水沟顺接, 起到拦截地面水作用。
(6) 坡面方格骨架挂三维网植草绿化。 (如图2~3)
5 加支护验算
支护实施后, 在天然、地震、暴雨、及暴雨+地震工况下, 边坡K值依次为1.524、1.431、1.202、1.124。支护实施后边坡稳定性满足安全要求。
6 结语
本边坡为全强风化表层“揭皮”塌滑破坏, 治理根据病害原因从两个方面设计了处治措施:
(1) 边坡所处地形具有汇水特点, 地表水侵蚀较为严重, 水下渗对边坡造成较严重的不稳定性, 尤其暴雨季节, 边坡易遭受破坏, 做好边坡水的疏导, 改善边坡水环境, 对症下药。
(2) 锚杆喷混凝土、锚筋束及锚索框格梁的联合加固措施, 对于大范围的全强风化边坡滑塌治理效果显著。尤其是框格的整体性效应, 受力均匀, 整体受力效果较好, 特别适合较松散边坡[4]。
(3) 通过计算分析, 浅表滑坡稳定性状态在暴雨条件下都属于欠稳定状态, 因此需要进一步治理。
参考文献
[1]王学武, 冯学钢, 姜云, 等.西南某高速公路K5处右侧挖方边坡病害分析与处治设计[J].广东公路交通, 2006.
[2]杨正云, 张海生, 李锦云.同-三高速公路青岛小珠山路堑滑坡治理[J].中国地质灾害与防治学报, 2004, S1:67~71+76.
[3]杨航宇.公路边坡防护与治理[M].人民交通出版社, 2002.
公路路面的养护和处治技术 篇10
关键词：道路工程;路面;病害;防治;完善
1 道路路面病害常见形式
1.1 路面的龟裂 路面的龟裂主要体现在道路投入使用之后在长期的荷载反复作用下，路面收到的应力处于反复的变化，一旦荷载超过了沥青的结构强度就会造成路面的龟裂现象，路面发生龟裂之后道路的承载力较为之前会明显下降，至于龟裂的产生原因要从内外因两个方面分析，其一是内因，由于路面本身在施工过程中的一些问题，例如基层施工质量较差，沥青的路面处理不当等现象都会造成在投入使用之后产生局部离析的现象从而造成路面龟裂。外因是由于交通量造成的荷载作用，例如超载、高频率等现象，造成路表和结构层的应力超出承受力从而造成路面龟裂。
1.2 路面裂缝 道路一旦投入使用随着时间的推移都会由于老化等原因产生各种形式的裂缝，其中路面的裂缝主要包括了横向裂缝、纵向裂缝和龟裂，纵向裂缝表现在沿着车辆行驶的方向产生裂缝，这中裂缝产生的原因主要是内因，例如半填半挖的路基沉降不均匀，基层，面层施工过程中接缝处处理不当，造成应力荷载不均匀从而产生纵向裂缝。路面常见的温度裂缝和反射裂缝属于横向裂缝，这种裂缝的产生多是外力作用，由于使用时间过久受到温度的影响造成的沥青老化，从而形成裂缝，成为了路面的病害。
1.3 路面变形 道路在投入使用之后到了中后期，由于已经经历了自然的影响和应力的反复作用，路面结构层的承载力发生了变化，路面结构层强度降低已经不能足以抵抗路面荷载的压力，于是就会造成路面在荷载的作用下发生变形等问题，常见的变形形式包括车辙不能恢复、搓板的产生、出现拥包，路面发生沉陷等现象。这种病害的主要原因是路基的问题，由于自然环境的因素，路基强度不够不能承载路面传递的荷载于是就容易产生竖直方向的变形造成路面病害。
1.4 路面逐渐松散 路面松散也是路面的常见病害之一，常见的松散类病害主要包括沥青路面的坑槽和松散，这种情况产生的原因是面层一旦产生龟裂没有进行及时的补救和养护，在有病害的情况下经历反复的荷载就会逐渐造成路面的松散，除了这种情况还包括在建设过程中局部强度不足造成路面荷载传递不均匀，面层中的颗粒脱落，路面发生磨损，粗麻，严重的甚至出现表层脱落等现象。
2 影响道路路面的主要因素
2.1 道路工程质量的基本标准 道路是人们日常生活中息息相关的设施，所以我们必须要保证道路的安全性，只有保证了内在的质量要求才能保证在规定时间年限内的结构安全、行车安全以及人身安全，在施工过程中需要根据道路功能、道路等级、交通量并且因地制宜结合沿线地形、地质及路用材料等自然条件进行设计，首先道路要保证：性能、寿命、可靠性、安全性、经济性等，除此之外还需要能够满足社会需要的使用价值和属性。路基断面形式应与沿线自然环境相协调，避免因深挖、高填对其造成的不良影响。道路建设根据自然条件进行绿化、美化路容、保护环境，以适应可持续发展的要求。
2.2 人员因素 人是整个施工过程中的能动因素，于是人员的因素涉及的范围较为广泛，道路的不断发展，规范逐渐不适用现在的道路应用条件，于是就需要对规范进行一定的修改。另外，在利益的驱使下，监理公司偷工减料降低成本从而获得更大的利润，这些人员的因素就造成了沥青路面工程质量缺少保证，很大程度上影响路路面工程质量。
2.3 施工过程中的问题 对施工各环节质量问题缺乏控制管理、导致沥青路面工程质量不达标，达不到人们的预期要求。出现这些问题往往是由于基层、底基层以及路面表面清除不干净、对基层松铺系数控制不合理、部分基层实度不足等原因所造成的。对透油层以及粘油层施工不合理往往会使沥青路面与路层地基之间的结合造成影响。
3 路面病害的防治措施
3.1 加强政策管理 严肃对待路政管理工作、严格执法，严格按照相关规定处理各种问题。严格控制运输车辆的超限超载问题。对路政巡查投入更多的精力，严格制定相关的处罚措施，加大惩处力度。充分利用法律法规，合理合法对超限车辆对公路路面的破坏行为进行处理，避免引起纠纷。
3.2 提高对公路养护的重视 随着交通的不断发展，我们对公路建设越来越重视。但是一定程度上我们的公路建设和养护工作还是不够，相关人员水平达不到养护的需求，对于道路的养护研究不够先进，从而致使公路、桥梁出现问题之后得不到及时修复维护，从而使问题越来越大，如此往复形成了一个恶性循环。
3.3 科学的检测 在道路工程质量的检测中材料的检测是极为重要也是最有效的一环，材料的检测主要是通过对于产品或者项目的检测。通过试验检测，能充分利用当地出产的材料，便于就地取材，降低工程造价。利用这种检测手段检测材料是否达到强度标准，通过试验检测，另外通过检测可以更早的应用到新材料和新技术，从而更大程度上保证道路的质量和工作效率，提高工程进度。在道路验收的过程中也要科学的应用检测手段，对施工质量进行科学的评价，保证每个过程的合格和安全性。
3.4 提高施工质量 在施工质量的问题上，首先态度上我们要对施工问题保持一个严肃的态度，对于搅拌和检测等工作步骤要加强监理，控制好温度、时间间隔，以及搅拌的质量问题。按照工程情况科学合理的选择设备应用，通过试验选择最科学合理的材料配备。
4 结语
综上所述，减少道路工程中常见病害，我们需要从建设和预防开始，从设计、材料、检测、施工、养护和管理都需要提高注意，不断进行完善，保证交通顺畅。
参考文献：
[1]徐正浩.关于对公路路面养护问题的思考[J].农家科技（下旬刊），2012（5）：162.
大山隧道塌方处治方案 篇11
大山隧道是一座分离式双车道公路隧道, 左线起点桩号为ZK28+585, 终点桩号为ZK29+724.858, 全长1139.858m, 设计最大埋深145.38m。隧道区域属侵蚀剥蚀陡坡丘陵地貌区, 地层自上而下主要由第四系全新统残坡积粉质粘土、残积粘性土、碎石土, 侏罗系上统南园组中风化凝灰熔岩和燕山晚期花岗岩及其风化层组成。该地区地下水发育, 主要由松散堆积物孔隙水和基岩裂隙水组成。
塌方发生在ZK30+219~ZK30+214.3段, 为凝灰岩与花岗岩的过渡段, 原设计围岩等级为Ⅲ级, 设计支护方式为XS3。塌方段埋深80~100m。
2塌方过程及塌腔情况
大山隧道左洞ZK30+258~ZK30+202段, 原设计支护方式为XS3, 当隧道采用全断面开挖法从大桩号往小桩号开挖至ZK30+230时, 掌子面发生涌水, 呈股状出水和雨淋状出水, 平均出水量约为130~180m3/h。地质超前预报显示前方围岩整体性未发生明显变化, 单块岩石坚硬, 难击碎, 属硬质岩, 多呈块状体结构, 局部较破碎, 岩体稍完整。综合考虑围岩及出水情况, 决定将ZK30+230往小桩号方向的支护方式变更为XS4。因围岩强度较高、完整性较好, 开挖方式未作调整。2012年6月12日, 当掌子面开挖至ZK30+222时, 在掌子面下方位置开始出现一道横穿掌子面的发育明显的节理裂隙, 产状145°∠30°, 有少量泥沙充填, 为凝灰岩向花岗岩过渡的交界面。交界面下方为花岗岩, 交界面上方为凝灰岩, 出水点主要集中在交界面裂隙中, 呈带状、股状涌水。
开挖过程中, 洞身周边位移监测及拱顶下沉观测数据稳定, 均在正常范围内, 未发现明显增大现象。2012年6月13日, 掌子面开挖到ZK30+219时, 靠掌子面左侧拱腰位置, 沿交界面滑落一块 (宽×高×长) 2.5m×1.5m×4m外大内小的楔状岩块。经观察, 滑腔内围岩节理发育一般, 强度较高, 未发现软弱、破碎岩体。主要出水点转移至滑腔顶部。
2012年6月14日, 在施工单位清理完塌方体, 准备对滑腔进行加固处理时, 滑腔内再次发生坍塌, 并将开挖台车压坏, 但未造成成洞段初支的损坏。塌方体呈巨块状~碎块状, 以微风化、中风化凝灰岩和强风化凝灰岩为主, 夹杂部分中风化花岗岩, 塌方数量约350~400m3。塌腔内围岩节理裂隙较发育, 为中风化~强风化凝灰岩, 岩体呈块状~碎块状, 裂隙间有砂质充填物, 塌腔边缘参差不齐。随后又发生了两次小塌方, 塌腔内破碎岩体基本掉落干净, 塌腔边缘相对规整。
塌腔呈梯形, 主要由几个较为平整的节理面组成, 横向最大底宽约10m, 最大顶宽约4.8m, 最大垂直总高度约12.5m, 顺路线方向最深约5m, 腔体顶部最高点距成洞拱顶约7m。腔壁围岩节理发育一般, 岩质较坚硬, 裂隙间有少量砂质填充物。腔体正面靠近拱顶位置有一直径约10㎝的股状出水, 靠近中间位置有一条长约100㎝的出水带, 两处出水总量约为100~130m3/h。
3塌方原因分析
3.1 ZK30+200洞顶地表有一U形山谷, 隧道开挖前谷内常年有水, 在洞内发生涌水之后, 地表水不断减少, 最终消失。经分析认为, 谷底有竖向裂隙与洞内围岩裂隙相通, 隧道开挖后, 洞内原本封闭的围岩裂隙被打通, 导致地表水及地下围岩裂隙水经竖向裂隙汇集后, 从掌子面排出, 造成洞内涌水, 并逐渐将围岩裂隙中的充填物带走。
3.2大山隧道左洞ZK30+230~ZK30+200段处于凝灰岩与花岗岩交界处, 节理发育一般, 围岩裂隙较宽, 表面相对平整, 与水平面间的夹角约为30°左右, 朝掘进方向向上倾斜, 内有砂质充填物。填充物经长时间水流冲刷后被带走, 岩块间的摩擦力迅速减小, 在重力的作用下, 向下滑移, 导致了第一次的滑塌, 并引发围岩内部应力再分配和影响岩拱形成, 导致塌腔顶部围岩松弛, 降低围岩自承能力。
3.3第一次滑塌形成的腔体顶部尚存一层较薄的硬质围岩, 该层围岩上方存在一个厚5m左右的中风化凝灰岩和强风化凝灰岩夹杂的局部破碎区, 破碎区内的强风化凝灰岩在地下水的浸泡和侵蚀过程中, 自承能力迅速下降。其下方薄层硬质围岩间的填充物在流水的不断冲刷下逐渐被带走, 加上第一次滑塌引起的围岩松弛的共同影响, 最终无法承受顶部破碎围岩的压力, 导致了第二次大的坍塌和后续的两次小坍塌。
4应急处治措施
塌方发生后, 为防止塌腔继续发展, 对工程造成更大的损失和提高处治难度, 项目部及时采取了以下应急处置措施:
4.1在塌方点掌子面和成洞面上布设变形观测点, 采用全站仪进行二十四小时不间断观测。
4.2派专人到洞顶进行地表调查, 并在地表布设沉降观测点, 随时观测地表变化情况。
4.3在洞内变形稳定并确保安全的情况下, 组织抢险人员及时切除被压垮的开挖台车, 并将切割后的台车拖离现场, 为后续抢险工作提供场地条件。
4.4调用运输车从洞口调运洞渣至掌子面, 装载机配合堆料, 对掌子面进行反压, 减小掌子面临空高度, 防止塌方范围继续扩大。
4.5在塌腔内喷射25㎝厚C20混凝土对塌腔进行加固, 减小塌腔松弛变形, 确保塌腔稳定。并埋设两根Φ15引水管, 分别收集、排放两个集中出水点的涌水。
4.6对ZK30+230-ZK30+219段初期支护格栅拱架增打长度为4.5m的Φ42×5mm注浆小导管锁腰、锁脚锚杆, 并对该段进行径向注浆加固。防止塌腔继续扩大, 导致成洞失稳。
5处治方案
施工单位、业主、监理及隧道专家组在对现场进行仔细的勘察, 综合考虑了施工安全、施工成本、施工工艺可行性、后续开挖及营运安全等方面的因素后, 制定处治方案如下:
5.1塌腔回填
塌腔采用C20混凝土和洞渣进行回填, 采用临时砂袋挡墙进行支挡。为尽快减小塌腔临空面和降低混凝土压力, 防止混凝土压力压垮临时砂袋挡墙, 塌腔回填分三次进行 (见图1) 。
5.1.1第一次从塌腔底部回填至距拱顶中心线以下200㎝处。先在塌腔内沿开挖线右侧 (面向掌子面, 下同) 用砂袋码砌一道厚度为1m的纵向临时挡墙, 边码砂袋, 边用洞渣回填砂袋右侧腔体, 待填至距拱顶200㎝时, 用泵送混凝土浇筑开挖线左侧塌腔体。
5.1.2第二次混凝土浇筑高度为3m, 浇至拱顶以上100㎝为止。浇筑前, 为保证浇筑质量和浇筑顺利, 先在塌腔中预埋四根直径为150㎜的混凝土泵送管。1号管出口标高控制在低于拱顶标高50㎝米处, 作为第二次浇筑的进料口;2号管和3号管出口标高分别控制在高出拱顶标高100㎝和400㎝处, 作为第三次浇筑的进料口;4号管出口标高控制在距塌腔最高点30㎝处, 作为备用进料口。并在塌腔最高点处埋设一根直径为10㎝的钢管作为透气口。然后在ZK30+219-ZK30+221处横向码砌一道厚度为2m的临时砂袋挡墙 (见图2) , 将洞身全部封堵紧密后, 开始第二次混凝土浇筑。待混凝土面高于拱顶100㎝时停止浇筑。
5.1.3第三次浇筑应待第二次浇筑的混凝土终凝24小时后开始进行。为降低混凝土泵送难度, 依次将混凝土从2号、3号、4号泵送管注入, 直至混凝土从塌腔顶部透气管中流出后, 停止浇筑。
5.2超前支护
5.2.1塌方区超前支护共分两层 (见图3) , 上层采用15m长Φ89mm中管棚, 环向间距为40㎝, 外插角为25°~30°, 管体采用热轧无缝钢管, 壁厚为6 mm, 管身除靠近管口300㎝止浆段外, 均按梅花形布置孔径为10mm、间距为40㎝的注浆孔。中管棚中注普通水泥—水玻璃双液浆。水泥浆与水玻璃的体积比为1:0.5。水泥浆液的水灰比为1:1 (质量比) , 水玻璃浓度为35波美度。注浆初压为1.0MPa, 终压为2.0 MPa。当注浆量达到或超过理论注浆量、注浆压力达到设计终压并持压15min后, 停止注浆。中管棚自ZK30+221.5处往小桩号方向打入, 施工前先在ZK30+221.5处安装一榀20a工字钢作为临时套拱, 开挖完成后拆除。
5.2.2塌方区下层超前支护及非塌方区超前支护采用4.5m长Φ42单层注浆小导管, 环向间距为40㎝, 外插角为5°~10°, 管体采用热轧无缝钢管, 壁厚为3.5 mm, 管身除靠近管口50㎝止浆段外, 均按梅花形布置间距为15㎝、孔径为8 mm的注浆孔。小导管自ZK30+219.5处往小桩号方向打入, 相邻两个循环小导管的纵向间距为2.5m。小导管中注水灰比为1:1的水泥浆液, 注浆压力为0.5~1.0MPa, 以增强小导管刚度、填充围岩裂隙、提高围岩整体性。
5.3开挖方法
5.3.1开挖前先在拱顶及两侧拱腰位置各打一个深度为20m、孔径为55㎜的超前水平探孔, 以提前探明前方地质情况和排除围岩孔隙水。
5.3.2开挖采用三台阶掘进法, 坚持短进尺、弱爆破、早封闭的原则。每循环掘进深度控制在1m左右, 严格控制装药量, 尽量减小对周边围岩的扰动, 确保开挖安全。
5.4初期支护
ZK30+214~ZK30+219段原设计支护方式为XS3, 为保证后续开挖过程中洞身的安全和稳定, 支护方式调整为XS5加强型, 其初期支护参数如下:
初期支护钢拱架采用20a工字钢, 间距25㎝。工字钢之间采用Φ22钢筋连接, 钢筋环向间距为50㎝。每榀工字钢均用12根长度为4m的Φ42×5㎜注浆小导管为锁脚锚杆进行固定, 并用U形卡与拱架焊接牢固。边墙系统锚杆采用3.5m长的Φ42×3.5㎜注浆小导管, 环向间距为1m, 纵向间距0.5m。靠近小间距中隔墙侧的注浆小导管, 其长度加长至6m。喷射混凝土采用28㎝厚C20混凝土, 铺设单层Ф8钢筋网 (间距15㎝×15㎝) 。
6处治效果
通过采取以上一系列措施, 大山隧道塌方段在后续开挖过程中围岩变形稳定。通过观测, 围岩变形量均处于允许变形范围内, 开挖过程中未再出现掉块、松动等现象, 采取的处治措施达到设计预期效果, 为该段隧道的安全掘进提供了可靠的保证。
7经验教训
7.1在隧道掘进过程中, 如遇围岩变差或围岩倾向不利于稳定时, 应及时调整支护参数, 马上改变开挖方式, 降低开挖面临空高度, 以减小拱顶沉降量和洞身收敛变形, 确保开挖面围岩稳定。
7.2发现围岩有失稳可能时, 应及时利用洞渣对开挖面进行反压, 减小开挖面的临空高度, 同时采取有效措施对开挖面进行加固, 以确保开挖面的稳定。
7.3遇到开挖面围岩发生掉块时, 应引起高度重视, 及时采用喷射混凝土进行补平, 以利于岩拱的形成, 并马上进行初喷封闭, 尽快完成初支施工, 使围岩尽快从非稳定平衡状态向稳定平衡状态转变, 提高围岩自承能力。
7.4隧道开挖后, 特别是有出水现象时, 应尽快进行初支施工, 减小洞身变形量和围岩松弛范围, 缩短围岩应力再平衡时间, 使围岩尽快形成稳定平衡状态, 确保洞身安全稳定。
8结束语
隧道开挖是一个充满风险的过程, 要时刻小心谨慎, 一旦发现存在风险, 应果断采取有力措施, 防范于未然。发生塌方后, 应积极查找原因, 制定正确而有效的处治措施, 及时进行处治, 才能将风险和损失降到最低。
参考文献
[1]朱汉华等.隧道预支护原理与施工技术[M].北京:人民交通出版社, 2008.
[2]周爱国等.隧道工程现场施工技术[M].北京:人民交通出版社, 2004.