路基路面病害处治全套ppt教程完整版课件

1、情景一高填方路堤病害处治路基路面病害处治Page 2情景一高填方路堤病害处治高填方路堤病害认知、监测会编写沥高填方路堤病害处治方案掌握高填方路堤病害处治方法学 习 目 标Page 3情景一高填方路堤病害处治学习任务任务1.1高填方路堤病害类型认知任务1.2高填方路堤病害处理措施和方法任务1.3编写高填方路基病害整治的施工组织设计案例任务1.1高填方路堤病害类型认知4知识目标掌握高填方路堤的定义，熟悉高填方路堤的主要病害，高填方路堤沉降的部位及高填方路堤病害的成因能力目标能依据相关规范进行高填方路堤病害监测与调查学习重点高填方路堤病害的成因及监测任务1.1高填方路堤病害类型认知1.1.1 高填方

2、路堤病害类型1.1.2 高填方路堤病害的成因1.1.3 高填方路堤病害监测与调查Page 51.1.1 高填方路堤病害类型【学习任务1】认识高填方路堤病害类型，掌握高填方路堤的定义与主要病害，了解高填方路堤沉降发生的部位。一、高填方路堤的定义二、高填方路堤的主要病害三、高填方路堤沉降6根据公路路基设计规范JTG D30-2004规定:对边坡高度超过 20m 的路堤或地面斜坡坡率陡于 1：2.5 的路堤，以及不良地质、特殊地段的路堤，应进行个别勘察设计，对重要的路堤应进行稳定性监控。因此,高填方路堤就是指边坡高度超过 20m 的路堤或地面斜坡坡率陡于 1：2.5 的路堤，以及不良地质、特殊地段的

3、路堤。故高填方路堤与低填方路堤只是一个相对的概念。高填方路堤的稳定不仅与边坡高度有关，也与路基填料及其性质、边坡坡度、地基所处水文地质状况、路基压实机具、施工方法等有关。所以说，高填方路堤只是笼统地指填方较高的路堤。 情景一高填方路堤病害处治一、一、高填方路基的定义Page 7Page 8高填方路堤该照片来源于网络Page 9厦漳高速公路高填方路基工程该照片来源于网络Page 10吴子靖高速公路高填方路基工程吴堡至子洲至靖边高速公路全长188.879公里。其中，子洲至靖边高速公路全长120.68公里，吴堡至子洲高速公路全长68.20公里。该高速按四车道高速公路尺度建设，设计时速80100公里，

4、路基宽度24.5米，全立交、全封闭。吴子靖高速全线有特大桥、大中桥255座，累计长约57公里；跨线桥10座、涵洞327道、互通式立交9座；隧道33座，长约18公里。这段路特点之一是高边坡及高填方多，仅吴子段68公里长线路，8米以上的高边坡长度达4.7公里，最大边坡高60米，分为12级。8米以上的填方段11.7公里，最大高填方达46米。该照片来源于网络Page 11高填方路堤G307线白家庄至张家河高速公路高填方路基，工程量最大，共有167层 该照片来源于网络Page 12高填方路堤湖北沪蓉西高速公路第五合同段，夹活岩和朱家岩隧道之间，最大填方筑高度76米、填方数量38万m3，居亚洲第一、世界第

5、二 该照片来源于网络Page 13朱家岩隧道湖北沪蓉西高速公路第五合同段，夹活岩和朱家岩隧道之间，最大填方筑高度76米、填方数量38万m3，居亚洲第一、世界第二 该照片来源于网络Page 14二、高填方路堤的主要病害1整体下沉或局部沉降；2路基不均匀沉降引起的纵横向开裂；3路基滑动或边坡坍塌。Page 15二、高填方路堤的主要病害高填方路堤沉降沉降类型均匀沉降和不均匀沉降均匀沉降条件环境条件一致（地形、水文、地址、施工填料、机械设备、单位水平等）均匀沉降影响沉降量小不影响行车，过量沉降影响行车安全16二、高填方路堤的主要病害高填方路堤沉降不均匀沉降条件环境条件不一致（地形、水文、地址、施工填料

6、发生显著变化的挖填结合处）不均匀沉降影响路面断裂、不平整、行车危险17二郞山隧道东口路堤边坡坍塌Page 18高填方路堤纵向开裂Page 19三、高填方路堤沉降高填方路堤的沉降主要表现为均匀沉降和不均匀沉降。1工程地质变化处 2地形变化处3水文的影响4桥涵结构物台背回填段与路基结合处Page 201.1.2 高填方路堤病害的成因【学习任务2】结合高填方路堤的工程特点，分析并认识高填方路堤病害产生的原因。1、设计方面原因2、施工方面原因3、路堤填料原因Page 211.1.2 高填方路堤病害的成因1设计方面原因由于路线通过不良地质路段。设计处理不当，土基易于产生压缩沉降或挤压移位，导致高填方路堤

7、沉降变形。路线穿越宽浅游荡性的河床时，路基与桥梁衔接处过渡段结构设计不合理将导致不均匀沉降，引起桥头跳车。通道、涵洞铺砌未考虑防水设计，易导致地表水渗透浸泡路基，使路基承载力下降而发生沉降变形。高填方路段纵、横向排水设计考虑不周，路基排水系统设计不完善易造成路基两侧长期积水而降低地基承载力，使路基沉降。高边坡路堤坡脚防护与加固不妥。Page 221.1.2 高填方路堤病害的成因2施工方面原因路基施工前未做好临时排水设施建设与永久性排水系统的有机结合,长期积水浸泡路基致使地基和路基土承载力降低。原地面处理不彻底,地基压实不足等因素，在静、动荷载的作用下，使路基沉降变形。不良地质路段未予以处理或处

8、理不当而导致路基沉降变形。填施工质量控制不当。Page 23路基施工前未建立临时排水系统Page 24路基施工临时排水不畅被雨水浸泡Page 251.1.2 高填方路堤病害的成因3路基填料原因填料有种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土，或土中含有未经打碎的大块土或冻土块等；在冰冻或季节性冻土地区，由于劣质土或冻土块的存在，路堤极易出现冻融翻浆现象；在填石路堤中若石料规格不一、性质不匀。填方路段填层超厚、填料粒径超标Page 271.1.3 高填方路堤病害监测与调查【学习任务3】结合高填方路堤病害的成因，进行高填方路堤病害监测与调查。一、高填方路堤病害监测二、高填方路堤病害调查281.1.3 高填方路

9、堤病害监测与调查一、高填方路堤病害监测高填方路堤病害监测，具体内容如下：1高路堤稳定性分析的强度参数291.1.3 高填方路堤病害监测与调查2路堤稳定性分析（1）路堤的堤身稳定性、路堤和地基的整体稳定性宜采用简化 Bishop 法进行分析计算。（2）路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性可采用不平衡推力法进行分析计算。301.1.3 高填方路堤病害监测与调查3路堤的稳定安全系数311.1.3 高填方路堤病害监测与调查4路堤基底处理当地基中分布有软弱土层时，应按软土地段路基的有关规定，做好地基加固设计。当路堤稳定安全系数小于表1-2中相应的稳定安全系数时，应采取改善基底条件或设置支挡结构物等措施。

10、321.1.3 高填方路堤病害监测与调查5路堤稳定性监测（1）路堤施工监测项目路堤施工应注意观测路堤填筑过程中或以后的地基变形动态，对路堤施工实行动态监控。（2）设计应明确观测的路堤段落、观测项目、观测点的数量及位置等，确定稳定性观测控制标准，说明施工中应注意的事项。331.1.3 高填方路堤病害监测与调查二、高填方路堤病害调查具体的调查内容如下：1自然地理位置：包括行政区划位置、工程名称与位置、线路起始点坐标、海拔高程等内容。2地形地貌条件：包括沿线区域地形条件、地貌条件、地层岩性、地质构造、地震条件、水文地质条件及人类工程活动条件等。3病害基本特征：包括病害的类型、面积、沉降的大小，路堤破

11、坏程度等。4病害的形成条件。5病害的稳定性及危害性分析。6病害的治理方案建议。34任务1.2高填方路堤病害处理措施和方法35知识目标熟悉高填方路堤在设计与施工阶段采取的预防高填方路堤病害的措施；掌握高填方路堤沉降各种病害类型的整治技术。能力目标能依据病害的工程条件和相关规范，编制常见的高填方路堤病害整治设计。学习重点高填方路堤病害的处治方法任务1.2高填方路堤病害处理措施和方法1.2.1 高填方路堤病害的预防措施1.2.2 高填方路堤病害的整治技术Page 361.2.1 高填方路堤病害的预防措施【学习任务4】熟悉高填方路堤在设计与施工阶段采取的预防病害的措施。一、设计方面应采取的合理措施二、

12、施工方面应采取的有效措施三、加强养护技术37一、设计方面应采取的合理措施1路线选线中，尽量避让不良地质地段，不需要追求高指标的线形，努力做到线形指标搭配合理。2加强工程地质勘察。3对原地面明确提出压实度和地基承载力要求。4路线通过较陡的横坡及沟谷地段时，应按要求设置纵横向台阶。5尽量避免高填方路堤和陡坡路堤设计。6做好路基排水系统综合设计，使地表、地下水顺利排出路基以外或将地表水阻隔在路基以外。7高填方路堤路桥过渡段要采取特殊设计，避免直接由柔性到刚性的路基设计结构。8对软土、盐渍土等不良地质路段，要采取特殊设计设计中要考虑超填厚度。Page 38高填方边坡抗滑桩支护治理工程初期该照片来源于网

13、络Page 39高填方边坡抗滑桩支护治理该照片来源于网络Page 40坡面种草Page 41客土喷播该照片来源于网络Page 42浆砌片石护面 该照片来源于网络Page 43二、施工方面应采取的有效措施1做好路基施工的准备工作。2施工组织设计是保证工程质量的前提。3重视原地面处理。4填筑路基前抓做好路基临时排水工作，做到临时排水系统与永久性排水系统有机结合。5严格选取路基填料，并控制好填料质量。6严格控制路堤填筑工艺。7抓好路基特殊部位的施工质量控制。8做好压实度的检测工作。Page 44路基原地面种植土清除Page 45路基原地面承载力检测Page 46路基填方路段压实度检测Page 47三

14、、加强养护技术在养护工作中应做好以下工作：1加强对防水、排水构造物的养护工作，确保路基范围内纵横向排水设施畅通无阻，避免路基遭遇水的浸泡。2对沉降量大形成跳车的路段，应分析原因采取注浆加固等有效措施稳定路基，及时修补破损路面保证车辆安全行驶。3对风蚀、水蚀的路基边坡，要及时修补加固，确保路基安全。4在有条件的情况下做好坡面植被防护，稳定路基边坡。Page 481.2.2 高填方路堤病害的整治技术【学习任务5】掌握高填方路堤沉降各种病害类型的整治技术。几种常见的处治措施：一、换土复填法二、固化剂法三、粉喷桩法四、灌浆法Page 49一、换土复填法因填筑土质不符合要求，路基出现下沉但面积不大且深度

15、较浅，采用换土复填方法，简便快捷。此法是将原路基出现病害部分的土挖去，更换符合规范要求的土。回填时，挖补面积要扩大，且逐层挖成台阶状，由下往上，逐层填筑，碾压密实，压实度要求高出原路基压实度1-2个百分点为宜。Page 50挖除原路基软土Page 51换填砂砾石Page 52铺设土工格栅该照片来源于网络Page 53太中银铁路高填方 高填方路基长200米，高达12.68米。采用C类土和砂砾石填方，每60公分夯一次，达标一层检测一层，累计夯20次。 该照片来源于网络Page 54二、固化剂法处理高填路堤的下沉时，如果更换路基填料受到限制，且填筑料数量不大时，可在原填料中掺入固化剂处理路基病害。路

16、用材料固化剂从形态上看，可分为固态和液态两大类；从化学构成上看，可分为主固化剂和助固化剂两大部分。固体粉状固化剂中主固化剂以石灰、石膏、水泥为主，助固化剂采用高聚物如聚丙烯酚氨、聚丙烯酸或含有活性基的有机化合物；液态固化剂中主固化剂多采用水玻璃，助固化剂则采用各种无机盐如碳酸镁、碳酸钙等。Page 55三、粉喷桩法处理l0m以内路基下沉病害时，采用粉喷桩加固技术是较为理想的一种方法。几个关键环节：1严格按粉喷桩施工规范施工，严格掌握钻机的就位、钻进、停钻、提升、停喷、重复的工艺流程。2做好粉喷桩的质量控制。粉喷桩处理软基属隐蔽工程，通常是昼夜连续施工，必须做好粉喷桩的质量控制，内容包括桩距、桩

17、位检查，逐桩控制喷粉量、桩长等。Page 56粉喷桩施工该照片来源于网络Page 57四、灌浆法公路灌浆法施工程序为：布孔成孔注浆三个阶段。1布孔原则与方法根据路基的强度要求，结合固结灌浆的特点、路基形态等因素考虑。2成孔钻机选型成孔必须是干法钻进，钻进时绝对不允许加水3下注浆花管首先选取适当的注浆管，注浆花管应根据钻机钻孔的孔径与孔深而定，应根据简单易行的方法选用。Page 58灌浆法施工该照片来源于网络Page 59任务1.3编写高填方路基病害整治的施工组织设计60知识目标掌握高填方路基病害形成的原因、设计和施工采用的预防措施以及各种病害整治技术；掌握高填方路基病害整治施工组织设计编写内容

18、。能力目标能按照高填方路基病害的工程特点编写高填方路基病害整治施工组织设计。学习重点结合案例学习高填方路基病害整治施工组织设计编写内容。任务1.3编写高填方路基病害整治的施工组织设计内容如下：1编制说明，其中包含编制依据、编制范围、编制原则；2工程概况，其中包括自然条件、施工资源条件、主要工程数量、工程的重点与难点；3施工组织、施工力量的设想和施工期限的安排；4编制施工进度计划；5施工准备和临时工程6施工方案、施工方法7确保质量、安全、工期和环保的技术措施（充分考虑施工中可能发生的问题，采取哪些监测手段进行预防）；8冬、雨季的施工安排及措施；61案 例案例1高填路堤下沉治理技术在高速公路上的应

19、用案例2高填路堤局部下沉治理技术在国道上的应用案例3 CFG桩施工组织设计案例62案例1高填路堤下沉治理技术在高速公路上的应用1高填路堤下沉概述高填路堤完工通车后，随着时间的延长和汽车重复荷载的作用，常出现路基的整体下沉或局部沉降，特别是在填挖方过渡段和路桥过渡段，路基下沉尤为突出。高填路堤下沉的表现形式有以下三种：路基纵横向开裂；路基整体下沉或局部沉降(如桥头跳车)；路基滑动或者边坡坍陷。63案例1高填路堤下沉治理技术在高速公路上的应用2高填路堤下沉的原因（1）由于地基下沉引起原地面清理不彻底受外界因素影响地基承载力下降高填路堤与一般路基过渡段的地基沉降不均匀引起。（2）由于路堤本身下沉引起

20、填料不合格纵向分幅填筑、半填半挖没做好台阶搭接，造成不均匀沉降。每层填料碾压时的含水量控制不均，造成压实度不均匀。其他方面的原因64案例1高填路堤下沉治理技术在高速公路上的应用本项目高填路堤下沉、路面开裂等病害的情况介绍以下三种治理措施。（1）换填土复填法（2）灌浆法（3）布设土工格栅法65（1）换填土复填法采用这种方法主要是针对填料不符合要求而引起的路基下沉，其下沉面积不大、深度不深。这种方法比较经济，操作上也比较方便快捷。此法是将原路基出现病害部分的填料挖除，把扰动的浮土清理干净，整平碾压达到压实度要求后，用符合规范要求的填料回填。换填时挖补面积要扩大，且每层挖成台阶状，由下往上，逐层整平

21、碾压，压实度要求高出原路基压实度12个百分点。66（2）灌浆法路基下沉的面积很大、深度很深，采用灌浆法。灌浆法施工程序：布孔原则：布孔要结合路基形态等因素来考虑。布孔方法：估算路基孔隙率，通过试验测定灌浆量，然后确定钻孔数量。钻孔：成孔的孔径应尽量小，且必须采用干钻法，钻孔深度视路基高度和路基填料的情况而定。下注浆管：注浆管底部预留2030cm空隙，确保浆液的灌注流畅。钻孔口要密封，以保证浆液不从钻孔口溢出。注浆灌浆的主要内容是灌浆压力、浆液浓度和操作规程。67（2）灌浆法在高速公路第合同段大挖方与高填方过渡段实际灌浆时，通过实际操作试验，大范围灌浆时采用如下操作规程(表1-4)68（2）灌浆

22、法下沉注浆简图(图1-10)69（3）布设土工格栅法高填方路段路基下沉不明显，只是在路面上出现了纵向的开裂，经过一段时间的观察，发现路面标高变化很小，可采用布设土工格栅法。土工格栅搭接固定示意图如图1-11所示。70案例2高填路堤局部下沉治理技术在国道上的应用国道两处高填路堤局部沉陷、路面裂缝、路基整体沉降的病害，该段公路部门组织技术人员多次现场调查、实地勘测，综合分析，经专家多方论证后采取了注浆法加固的处治方案。71案例2高填路堤局部下沉治理技术在国道上的应用注浆法对原材料的技术要求水泥72粉煤灰粉煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量应不小于70，烧失量不应超过20，使用时必须将凝固

23、结块的粉煤灰打碎或过筛，对粉煤灰中的有害杂质必须清除干净。外掺剂外掺剂包括早强剂、速凝剂、减水剂。根据以前路基注浆加固的施工经验，选用技术可靠、经济合理的产品。案例2高填路堤局部下沉治理技术在国道上的应用浆液配合比一般部位路基加固浆液的水料比(料为水泥+粉煤灰)(0.8-1.0)：1.0，相对密度为1.38-1.42之间，浆液凝固体抗压强度为5-7MPa。施工过程中应根据路基实际情况，及时适当调整浆液配合比，作到既要保证施工过程中没有较大变形，又要确保加固质量和经济合理性。73案例2高填路堤局部下沉治理技术在国道上的应用注浆设计及修补沥青路面该段为高填方路段，最大填土高度14m，而且原地面边坡

24、较陡，施工过程中台阶做的不理想，原地面与填料结合部位比较薄弱，没有形成整体，填体部分有总体下滑的趋势。路基边缘为了防止填体下滑，对于路基边缘注浆孔作特殊设计的注浆管既作为注浆管又作为锚杆穿过填方体进入原地面1-2m，注浆结束后长期锚设在土体中，起到抗滑作用。共设置锚杆44个，进尺482.5m，其余注浆孔按一般路基注浆布孔，注浆孔27个，进尺165m。总计注浆孔71个，总进尺647m，注浆工程量884m3，详见路基注浆加固孔位平面布置图1-12。74案例2高填路堤局部下沉治理技术在国道上的应用75案例2高填路堤局部下沉治理技术在国道上的应用76案例2高填路堤局部下沉治理技术在国道上的应用沥青面层

25、的修补注浆后必须把上面层3cm细粒式沥青混凝土铣刨，重新测量后加铺一层细粒式沥青混凝土，材料的技术要求和施工质量控制应按原设计文件执行。77治理效果及使用情况注浆加固工程属于病害处理和施工质量的补救技术措施，也属于隐蔽工程，该项研究成果还正在不断完善阶段，难免存在不少的问题，通过对该国道加固路段进行了一年多的观测，经加固后的路段未出现纵向裂缝、错台，路基未产生沉陷和整体下沉。确保了道路的正常营运和车辆行驶的安全。案例3 CFG桩施工组织设计案例1工程概况本合同段CFG桩工程数量为108387米。其主要分布于主线、H、J和L匝道，施工范围内主要有3个渔塘和一处藕塘，处理范围较大。其中，主线CFG

26、桩68408米，H匝道CFG桩28243米，J匝道CFG桩10440米，L匝道CFG桩1296米。2施工工艺流程清理填土整平定位钻机就位成孔提升、浇注混合料成桩。78案例3 CFG桩施工组织设计案例3施工工艺及方法CFG桩即为水泥粉煤灰碎石桩，施工前进行场地处理，测量定位后进行成桩试验，试验桩数量为57根。3.1材料要求对CFG桩的材料有严格的标准，碎石应根据施工方法，选择合理的集料级配和最大粒径；水泥选用42.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰选用不低于级粉煤灰。3.2施工要求水泥粉煤灰碎石桩施工应符合以下标准：桩体施工选择合理的施工顺序，避免对已成桩造成损害。成桩过程中，对已打桩的桩顶进行位移监测

27、。混合料应拌和均匀。79案例3 CFG桩施工组织设计案例4质量标准在施工中必须隔行隔桩跳打；为防止缩颈、断桩及桩身强度不均，CFG桩沉管时间宜短，拔管速度控制在1.21.5m/min，不允许反插。80案例3 CFG桩施工组织设计案例5资源配置为优质按期完成本项目CFG桩施工任务，根据工程工期、工程量等情况项目部为此配备了各类相关专业人员。6质量保证措施6.1建立以处领导负责制的现场质量保证体系6.2现场主要技术管理人员6.3工程施工中的主要控制措7安全保障措施8文明施工及环保措施9施工进度计划安排81思考与练习名词解释1.换土复填法；2.固化剂法；3.粉喷桩法；4.灌浆法问答题1.什么是高填方

28、路堤？2.高填方路堤的主要病害有哪些？3.高填方路堤沉降的部位有哪些？4.高填方路堤沉降的原因有哪些？5.请简述高填方路堤病害的预防措施。6.请简述高填方路堤病害的整治技术有哪些？Page 82情景二路基不均匀沉降病害处治路基路面病害处治Page 84情景二路基不均匀沉降病害处治路基不均匀沉降病害认知会编写路基不均匀沉降病害处治方案掌握路基不均匀沉降病害处治方法学 习 目 标Page 85情景二路基不均匀沉降病害处治学习任务任务2.1路基不均匀沉降病害类型认知任务2.2路基不均匀沉降病害处理措施和方法任务2.3编写路基不均匀沉降病害整治的施工组织设计案例任务2.1路基不均匀沉降病害类型认知86

29、知识目标掌握路基横向与纵向不均匀沉降病害的类型及其危害性。能力目标能根据路基不均匀沉降病害的成因判定路基横向与纵向不均匀沉降病害的类型，进行路基横向与纵向不均匀沉降病害调查。学习重点路基横向与纵向不均匀沉降病害的类型与病害调查。任务2.1路基不均匀沉降病害类型认知2.1.1 路基横向不均匀沉降病害类型2.1.2 路基纵向不均匀沉降病害类型2.1.1 路基横向不均匀沉降病害类型【学习任务1】掌握路基横向不均匀沉降病害的类型及其危害性。一、路基横向不均匀沉降病害的类型二、路基横向不均匀沉降病害的危害性88一、路基横向不均匀沉降病害的类型1由地基引起的路基横向不均匀沉降病害（1）由路堤地基处理不当引

30、起的（2）特殊地基地段引起的软土地基地段引起的；岩溶地基地段引起的2路基本身引起的路基横向不均匀沉降病害（1）路堤填料不均匀引起的（2）路基填土压实不足引起的（3）半填半挖部位产生的不均匀沉降病害（4）路基加宽部位或改扩建新老路基部位引起的3水文气候因素引起的路基横向不均匀沉降病害（1）气候原因引起的；（2）地下水引起的4施工原因引起的路基横向不均匀沉降病害89二、路基横向不均匀沉降病害的危害性1路基失稳路基失稳主要表现为路基发生滑移，严重时甚至发生整体坍塌。2路面损坏路面损坏，主要表现为出现面层破碎、结合料松散、道路横坡改变等症状，严重时会产生沿结合面走向的纵向裂缝。3路面整体性能下降随着路

31、面病害的产生和道路纵横坡的变化，道路结构性能和服务性能也随之下降。当路面状况指数(PCI)、结构承载力、平整度等下降到一定程度时，还将影响行车安全。902.1.2 路基纵向不均匀沉降病害类型【学习任务2】掌握路基纵向不均匀沉降病害的类型及其危害性。一、路基纵向不均匀沉降病害的类型二、路基纵向不均匀沉降病害的危害性91一、路基纵向不均匀沉降病害的类型1路桥过渡段桥头跳车病害变化破坏的模式包括： （1）路基整体滑移；（2）路基与桥台间形成台阶；（3）路面凹陷；（4）搭板断裂。2纵向填挖交界处不均匀沉降病害(1)在山区公路施工中，路基填方与挖方结合处产生的不均匀沉降病害。(2)在高填方路段和挖方路段

32、，由于工后沉降量的不同产生的不均匀沉降病害。(3)在填方路段填挖衔接处，由于没有按要求采取挖台阶处理或者处理的宽度及高度不满足要求而产生的不均匀沉降病害。92一、路基纵向不均匀沉降病害的类型1路桥过渡段桥头跳车病害桥头跳车是指桥梁、涵洞等构造物本身及台背填土由于行车荷载和自重的作用而沉降，通常构造物沉降与台背沉降不一致即产生不均匀沉降，导致台背与构造物联结处的路面出现台阶，高速行驶的车辆通过台背回填处产生颠簸跳跃的现象。（1）路基整体滑移路基整体侧向滑移路基的整体侧向滑移主要是由于路堤边坡过陡或是受到破坏后，在上部重复荷载作用下形成纵向裂缝或沿坡裂面整体下滑。其破坏模式如图2-1所示。路基整体

33、向桥台方向滑移对于桩柱式桥台，台前土体基本处于无侧限受压状态。如图2-29394图2-1 路基整体侧向滑移示意图 图2-2 路堤整体向桥台方向滑移（2）路基与桥台间形成台阶局部沉降发生在台背与过渡段结合处，即最大沉降深度D距离桥台背很近，形成错台。如图2-3所示。路基相对路面设计高程整体下沉，当桥台与过渡段结合处的差异沉降D达到一定值 时，引起了桥头跳车现象。如图2-4所示。9596图2-3 近台背路基沉降过大引起的差异沉降97图2-4 路基整体下沉引起桥台与路基差异沉降（3）路面凹陷98图2-5 路基不均匀沉降引起路面破坏（4）搭板断裂99图2-6 路基不均匀沉降引起的搭板断裂100图2-7

34、 搭板与路堤形成纵向坡度差示意图二、路基纵向不均匀沉降病害的危害性1路桥过渡段桥头跳车病害的危害性（1）影响行车速度（2）影响行车安全（3）影响车辆运营费用（4）影响公路养护费用及使用寿命101二、路基纵向不均匀沉降病害的危害性2纵向填挖交界处不均匀沉降病害的危害性（1）路基失稳（2）路面损坏（3）路面整体性能下降102任务2.2路基不均匀沉降病害处理措施和方法103知识目标了解路基横向与纵向不均匀沉降病害的成因，掌握路基横向与纵向不均匀沉降病害预防措施与整治技术。能力目标能根据路基不均匀沉降病害的成因编制路基横向与纵向不均匀沉降病害整治设计。学习重点路基不均匀沉降病害的处治措施。任务2.2路

35、基不均匀沉降病害处理措施和方法2.2.1 路基不均匀沉降病害成因2.2.2 路基不均匀沉降病害的处理措施和方法2.2.1 路基不均匀沉降病害成因【学习任务3】掌握路基横向与纵向不均匀沉降病害的成因。一、路基横向不均匀沉降病害的成因二、路基纵向不均匀沉降病害的成因105一、路基横向不均匀沉降病害的成因地基对路基横向不均匀沉降的影响路堤地基处理不当特殊地基地段 （软土地基、岩溶地基）路基本身引起的路基横向不均匀沉降 路堤填料不均匀 路基填土压实不足 半填半挖部位产生的不均匀沉降 水文气候引起的路基横向不均匀沉降 施工方面的原因 二、路基纵向不均匀沉降病害的成因1桥头跳车病害产生的原因（1）地基强度

36、不同（2）设计方面原因（3）施工方面原因（4）地基浸水软化（5）桥台伸缩缝的破损，形成台阶。2纵向填挖交界处不均匀沉降产生的原因（1）在山区公路施工中，路基填方与挖方结合处的填方一般处于一个“倒三角”的地形，施工不便。（2）在高填方地段与挖方地段，由于工后沉降量明显不同，造成高填方与挖方地段易形成不均匀沉降。（3）填方时，填挖衔接处如没有按要求采取挖台阶处理或者处理的宽度及高度不满足要求，易形成不均匀沉降。1072.2.2 路基不均匀沉降病害的处理措施和方法【学习任务4】掌握路基横向与纵向不均匀沉降病害的预防措施与整治技术。一、路基横向不均匀沉降病害的预防措施与整治技术二、路基纵向不均匀沉降病

37、害的预防措施与整治技术108设计方面做好地质勘探调查确保路基最小填筑高度 明确路基填料质量标准要求 完善路基综合排水设计 确保路基边坡稳定性 积极采用路基综合防护形式 设计方法方面强夯法压力灌浆法应用土工合成材料施工方面 -做好施工前的准备工作 -严格控制填土含水量 -做好路基填筑碾压工作 -做好路基施工中的排水一、路基横向不均匀沉降病害的预防措施与整治技术软土地基岩溶地基路基填料不均匀强夯法处理地基该照片来源于网络压力灌浆法形成的地基应用土工合成材料该照片来源于网络施工前准备工作 施工组织设计 清除地表土 控制填土含水量 选取路基填料用土 做好监测工作 处理好特殊地段 排水工作 施工后的养护

38、工作 特殊地段地基处理流程二、路基加宽常见病害及其机理研究 1、高等级公路路基加宽常见病害新加宽路基失稳主要表现在加宽路基沿新老路基结合面发生滑移路面损坏 水泥混凝土唧泥和脱空纵缝、断裂等新老路基结合处施工工艺复杂、难度大 路面整体性能下降 2、加宽路基病害机理分析稳定性不足地基坡面过陡地基存在软弱下卧层新老路基结合部强度不足 变形不协调新老路基自身压缩变形新路基作用下地基的固结沉降新老路结合部强度不足二、路基加宽常见病害及其机理研究 三、改扩建路基加宽放工技术研究1、改扩建新老路基变形不协调控制技术变形不协调控制技术分类路基内部处治路基外部处治综合处治增强新老路基结合部强度的工程技术措施 新

39、老路基结合面处理工程技术路基加筋处理工程技术2、改扩建路基加宽施工重点与难点选择合理有效的施工方案施工材料、机具设备、人员进出都不是很方便，设备搬运困难，大型设备无法顺利开展工作，设备利用率很低，左右两幅还要设置两条便道。选择软土地基处理方法 针对不同的软土地基情况(软基厚度、硬壳层厚度、地下水位)、加宽路基高度，选择合理有效的软土地基方法非常关键。 新老路基有效衔接技术 衔接施工中，应将老路堤边坡一定范围内路基质量低劣的土体挖除，并将边坡开挖成一定高度和宽度的台阶，并在台阶顶面铺设一层土工格栅。 三、改扩建路基加宽放工技术研究3、改扩建路基施工参数与质量控制方法高等级公路改扩建路基加宽施工工

40、艺清表 刷坡 地基处理 挖台阶 填筑、碾压 检测 超载预压 施工参数与质量控制标准振动压路机压实参数的确定 施工机械施工组合方案 路堤碾压试验结果及分析 三、改扩建路基加宽放工技术研究路基施工清表路基施工刷坡该照片来源于网络路基施工地基处理（换填）该照片来源于网络路基施工边坡挖台阶路基填筑路基碾压路基压实度检测灌砂法二、路基纵向不均匀沉降病害预防措施与整治技术1桥头跳车病害综合防治技术（1）地基处治技术（2）路堤处治技术（3）路面处治技术（4）综合处治对策（5）排水措施的改进技术2纵向填挖交界处不均匀沉降的预防措施与整治技术（1）纵向填挖交界处不均匀沉降预防措施（2）纵向填挖交界处不均匀沉降处

41、理措施1281桥头跳车病害综合防治技术 消除或缓解桥头跳车关键是减少不均匀沉降量、延长沉降特征长度、减缓不均匀沉降梯度，从而起到匀顺纵坡的目的。（1）地基处治技术 地基处治的目的是改善地基性能，提高承载力和抵抗自然灾害的能力，增强地基稳定性，减少或消除路桥过渡段的不均匀沉降，缩小桥台与路堤的沉降差。处治措施时要注意以下两点：纵向上保证桥台沉降与路堤地基沉降的平衡过渡；横向上维持路堤中央变形和坡脚路肩处变形的协调稳定。1桥头跳车病害综合防治技术 （2）路堤处治技术路堤处治可从以下几方面入手：合理安排施工工序和时间，设法尽早对路桥过渡段路堤进行施工，保证有足够的时间完成沉降；设法提高台背回填区路堤

42、的压实度，减少因填料自重和车辆荷载作用下压实度增加而产生的沉降；在考虑经济性的前提下，合理选择填料，设法减少路桥过渡段路堤的自重作用，避免因自重过大而产生过大的压缩沉降；设法提高台背路堤自身承载能力，譬如利用土工格栅予以加筋等，增加路堤填土的整体性，减少不均匀沉降的梯度。1桥头跳车病害综合防治技术 （2）路堤处治技术1）施工工序的合理安排2）优化台背填方碾压方法3）强化台背回填材料4）土工格栅处治台背填土1桥头跳车病害综合防治技术 （3）路面处治技术1）设置桥头搭板：避免不均匀沉降对行车造成的不良影响。 2）采用过渡性路面在桥头一定长度范围内铺设过渡性路面，待路堤沉降基本完成(一般为3-5年)

43、后，再改铺原设计永久性路面。 3）设置纵向反坡根据沉降的经验值设置一定的纵向路面超高，以抵消在运营过程中的路基沉降，从而达到消除桥头跳车的目的。4）HD掺胶混凝土修补处治水泥混凝土路面结构与沥青混合料路面结构相比，有显著不同的特点。5）采用可起吊的活动搭板1桥头跳车病害综合防治技术 （4）综合处治对策1)路基整体滑移或纵向开裂的综合处治对策路基整体滑移造成的路桥过渡段病害虽然并不多见，但是由于其后果比较严重，因此很有必要对可能形成的病害的处治对策进行研究。2)与路基沉降有关的桥头跳车综合处治对策同路基沉降有关的路桥过渡段病害主要包括台背差异沉降、路面凹陷、搭板断裂、搭板末端产生差异沉降或裂缝。

44、1桥头跳车病害综合防治技术 （5）排水措施的改进技术在桥涵与路堤的联结部位，由于存在缝隙，雨水会沿缝隙渗入，从而对路面结构层和土基产生冲刷和侵蚀，增加路面各结构层和路基土的含水量，降低路面强度和路基整体稳定性。2纵向填挖交界处不均匀沉降的预防措施与整治技术（1）纵向填挖交界处不均匀沉降预防措施（2）纵向填挖交界处不均匀沉降处理措施如果纵向填挖交界处的沉降已经发生，我们必须采取一定的措施进行处理，以便使损失降到最低。目前，我们所采取的措施大致如下：分析产生的原因，观察沉降发展的情况，设计处理措施方案。错台差异不大的地方，对开裂的路面使用沥青砂或者水泥浆进行灌缝处理，避免路面水浸入而影响路面基层强

45、度或路基的整体强度。如果沉降已经稳定，视差异高度加铺一层路面结构或重新填筑。135河南漯平高速桥头跳车病害修复前该照片来源于网络河南漯平高速桥头跳车病害修复后该照片来源于网络路桥过渡段路基病害特征与机理1、路基破坏模式及病害特征路基整体滑移 路基与桥台间形成台阶路面凹陷 搭板断裂 搭板与路堤形成纵向坡度差 2、病害机理分析地基变形机理分析路堤变形机理分析 设置桥头搭板后病害机理分析 综合原因分析 路桥过渡段路基病害特征与机理竖曲线形成的离心力造成的破坏加剧1、设置搭板路段跳车机理分析路桥过渡段跳车机理分析2、未设置桥头搭板路段桥头跳车理论分析 从行车的实际情况看，台阶对行车的影响比设置搭板路段

46、的纵坡转折对行车的影响更大：一是降低行车速度，二是造成司乘人员更严重不适或行车事故。路桥过渡段跳车机理分析常用地基处治方法静压注浆法旋喷桩法 树根桩托换法换填法混凝土挤密桩法桥头跳车的综合防治技术桥头跳车病害的地基处理方法换填法该照片来源于网络桥头跳车病害的处理换填法该照片来源于网络桥头跳车病害处理的施工机械该照片来源于网络采用楔形柔性搭板技术处治桥头跳车病害该照片来源于网络采用土工格网加筋路基土技术处治桥头跳车病害该照片来源于网络采用土工格网加筋路基土处治桥头跳车施工机械该照片来源于网络处治方法适应性分析（一）软土地基 由于软土地基没有相对较大的孔隙，因此，可以利用劈裂注浆使得其可灌性增强湿

47、陷性黄土地基 在处治上应提高土体的密实度(一般当地基土体干密度大于15.0gcm3时就不具湿陷性)和改善土体的抗水能力为主。所以通常在采用劈裂注浆、压密注浆法、旋喷桩来提高土体的密实度、改善土体的物理性能的同时，还应加强地面排水设施并做好坡面防护。冲填土地基 在病害处理时可选用提高地基强度的方法 处治方法适应性分析（二）卵砾和块石地基 针对其具有大孔隙性，可以采用渗透注浆法，通过浆液的填充和胶结作用来提高地基的承载力。 膨胀土地基在病害处治时应以完善防排水设施和加强土质改良为主，可采用的方法有灰土换填、劈裂注浆、生石灰桩等 。路堤处治技术施工工序的合理安排 优化台背填方碾压方法 强化台背回填材

48、料 土工格栅处治台背填土路面处治技术设置桥头搭板 柔性路面过度 设置纵向反坡 HD掺胶混凝土修补处治采用可起吊的活动搭板排水措施的改进技术 设置横向排水孔措施 任务2.3编写路基不均匀沉降病害整治的施工组织设计159知识目标握路基横向、纵向不均匀沉降病害的成因，预防措施与整治技术；掌握路基横向、纵向不均匀沉降病害整治施工组织设计编写内容。能力目标能按照路基横向、纵向不均匀沉降病害的工程特点编写路基横向、纵向不均匀沉降病害整治施工组织设计。学习重点路基不均匀沉降病害的处治施工组织设计内容。任务2.3编写路基不均匀沉降病害整治的施工组织设计内容如下：1编制说明，其中包含编制依据、编制范围、编制原则

49、；2工程概况，其中包括自然条件、施工资源条件、主要工程数量、工程的重点与难点；3施工组织、施工力量的设想和施工期限的安排；4编制施工进度计划；5施工准备和临时工程6施工方案、施工方法7确保质量、安全、工期和环保的技术措施（充分考虑施工中可能发生的问题，采取哪些监测手段进行预防）；8冬、雨季的施工安排及措施；160案 例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用161案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用1工程概况某公路K83+050-K83+230段为傍山高路堤软基路段，最大填高约20m。路基右侧下伏软基，软基厚度3.27.2m，左侧傍山填筑，两侧地基承载力差异极大，为防止路基

50、开裂和失稳，原设计在右侧软基部分布设了粉喷桩，粉喷桩桩径0.5m，间距分别采用0.9m和1.1m，并在路堤中增设土工格栅，以减少路堤两侧的不均匀沉降。路基左侧在开挖台阶时，发现原山体渗水较大，路基压实过程中存在较为严重的弹簧、翻浆现象，施工困难。同时该段右侧软基处理过程中，发现在地表下58m处有孤石存在，部分粉喷桩施工可能未能达到设计长度，在一定程度上影响了软基处理效果。当路基填高到11m时，观测沉降速率较快，为确保路基稳定及营运安全，特将本工点重新勘探、设计，并进行长期观测。在对现场充分调查后，对K83+050-K83+230段路基选择了3处典型断面，分别在中心线右17m、坡脚处、坡脚外侧2

51、0m布设钻孔；增大软基稳定性及沉降控制的监测力度，以进一步指导施工及确保施工后的营运安全。162案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用1工程概况根据原钻孔及补充钻孔资料综合分析，场地岩土层及其工程地质特征为：(1)亚粘土(Q4m)：灰黄色，以粘粉粒为主，湿，软塑，含粉细砂，手捏有粗糙感。(2)淤泥(Q4m)：青灰色，饱和，流塑。(3)淤泥质亚粘土(Q4m)：浅灰色，湿，软塑。(4)含粘性土碎石(Q4pl-dl)：浅灰黄色，中密，饱和，碎石含量30-60，呈棱角状，强-弱风化，粘性土含量3040。163案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用2治理方案设计2.1设计参数对照

52、野外岩土记录、描述、试验资料等情况综合确定本处地基设计参数如下：淤泥c=8.0kPa，=2.0；淤泥质粘土c=11.0kPa，=4.5；路堤土层c=26.0kPa，=21；表层粘土层c=30.0kPa，=17；计算稳定安全系数取K=1.20。2.2稳定性分析与计算路堤稳定性计算采用瑞典条分法，计算结果为天然状态下安全系数K=0.672，总的下滑力为4010 kNm-1，总的抗滑力为2696kNm-1 。由于路堤填筑前已设置了水泥搅拌桩，其无侧限抗压强度g=1.5MPa，单桩抗剪强度取无侧限抗压强度的0.4倍，单桩抗剪力为岛剪=117.6kN，水泥搅拌桩部分桩距D=0.9m，部分桩距D=1.1m

53、。通过滑动面揭示：桩距0.9m的平均有7根参与抗剪，桩距1.1m平均有3根参与抗剪。经计算：安全系数K=0.98，处于临界稳定状态，当安全系数取K=1.2时，剩余下滑力E=881kNm-1。164案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用2.3治理方案针对该工点下伏软弱地层、厚度不均匀、路基不稳定、施工条件限制等因素，设计中提出了3个方案：第一方案：采用单排61.8m抗滑桩结合预应力锚索及反压护道进行处理(图2-39a)。第二方案：采用双排61.5m抗滑桩及反压护道进行处理，两排桩在平面上交错布置，并用支撑梁相互连接(图2-39b)。第三方案：粉喷桩加多级反压护道处理(图2-39c)。

54、方案的比较是从技术、经济、工期等多方面论证，设计最终推荐采用第一种方案：采用单排由1.8m抗滑桩结合预应力锚索及反压护道进行处理，并在路线左侧排水沟和边沟下设置纵向渗沟排除渗水等综合工程处理措施，具体处理方案如下：165案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用166a.第一方案案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用167b.第二方案案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用168c.第三方案案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用方案的比较是从技术、经济、工期等多方面论证，设计最终推荐采用第一种方案：采用单排由1.8m抗滑桩结合预应力锚索及反压护道进行处

55、理，并在路线左侧排水沟和边沟下设置纵向渗沟排除渗水等综合工程处理措施，具体处理方案如下：169案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用2.3.1排水设计地表排水：在原排水沟上侧补设山坡截水沟，防止坡面水直接从路堤与山坡面交接处渗入，从而降低滑面强度。地下排水：在左侧靠山的排水沟及边沟下设置纵向渗沟，以拦截地下渗水，降低地下水位，提高路堤稳定的安全度。2.3.2反压护道由于路堤右侧7.0m处为宽9.0m的乡道，且道路旁是良田且有多处民居，反压护道的设置不宜多占土地，设计中仅在K83+050-K83+230段右侧坡脚与乡道之间设置宽度10.0m的反压护道。通过稳定验算，反压护道可提供37

56、0kNm-1的抗滑力。170案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用2.3.3抗滑桩结合预应力锚索考虑软土地基不宜采用人工挖孔桩及施工工期较短等因素，抗滑桩设计中采用直径1.8m的钻孔灌注桩。在抗滑桩桩顶设置一根10.85m的方型横梁，将抗滑桩连成整体，并在每段横梁的中间设置一根8索锚索，锚索设计锚固力为800kN。通过计算，抗滑桩在设置锚索后，其受力状态得到了明显改善。单根锚索抗滑桩设计受力为530kNm-1。抗滑桩中心间距在K83+050-K83+130为4.0m，桩顶标高为10.0m，桩与路基中心线的水平距离为36.5m；在K83+130-K83+230为3.5m，桩顶标高为1

57、1.0m，桩与路基中心线的水平距离为38.5m；桩身及横梁均采用C25混凝土现浇。通过计算，钻孔灌注桩长度25.0m，为嵌岩桩，嵌岩深度约为6.0m。抗滑桩设置总根数为48根。桩顶横梁的预应力锚索共46根，总长2300 m，锚索孔径为150mm，下倾角为30，采用8j15.24高强度低松弛钢绞线，钢绞线标准强度不小于1860MPa；每孔设计吨位800kN，对应采用OVM15-8型锚具。抗滑桩需采用跳桩法，必须隔两桩施工一桩，分三批施工，桩孔孔底沉渣不得大于5cm，滑桩桩头与横系梁应整体浇筑，在整体浇筑时，预埋锚索孔。171案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用172傍山软基高路堤加

58、固处理平面示意图案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用3监测设计选取K83+175.5、K83+196.5作为现场监测断面，监测工作从2003年6月14日开始。3.1 施工稳定控制标准路堤填土施工稳定控制标准为：沉降速率10mmd-1，土体侧向水平位移速率3mmd-1，抗滑桩及锚索所受应力小于设计要求。3.2监测仪器布置与埋设针对K83+050-K83+230段软土路基，对K83+175.5、K83+196.5现场监测断面布置与埋设情况如下：测斜管：分别埋设在路中、路肩、边缘坡脚、抗滑桩内，共4处；分层沉降管：分别埋设在路中、路肩边缘(每根分层沉降管安装沉降磁环8个)，共2处；沉降

59、板：分别埋设在路中、路肩，共2处；孔隙水压力计：分别埋设在路中(1处)、路肩(2处)、边缘坡脚(2处)，共5处；钢筋计：抗滑桩内侧(11处)、抗滑桩外侧(11处)，共22处；锚力计：锚索的锚头内，共1处；水位管：边缘坡脚外，共1处。3.3 监测成果监测工作从2003年6月14日开始，到路面施工完成后2a。173案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用3.3.1深层测斜观测成果K83+175.5断面：该断面路肩处的水平位移变形最大，累计水平位移最大值为73.36mm，水平位移平均速率为0.17mmd-1(前190d)，位移方向向路堤右侧外边坡。33#桩的水平位移最大值为47.4mm(图

60、2-41a)。K83+196.5断面：该断面路肩处的累计水平位移最大值为64.45mm，水平位移平均速率为0.10mmd-1(前190d)，位移方向向路堤右侧外边坡。对应39#桩的水平位移最大值为36.09mm(图2-41b)。两个监测断面的时间与水平位移关系曲线说明在观测时间约190d后一路面完成施工后1mon左右，路基水平位移渐趋于平缓稳定。174时间与最大水平位移关系曲线(路肩)案例粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用3.3.2沉降观测成果K83+175.5断面：该断面路肩沉降最大，累计沉降量178.0mm，沉降平均速率为0.21 mmd-1(前190d)。K83+175.5断