路基病害处治.doc

路基病害处治路基受各种自然因素的长期影响，承受车辆荷载的反复作用，并且由于路基所经过地区的地形、地质及水文地质等条件的影响，路基在使用过程中常产生各种病害。主要病害有：路基的沉陷、翻浆、路基边坡的滑坡、塌方及泥石流等。一，路基的沉陷路基的沉陷是指路基在垂直方向产生较大的沉陷，从而引起局部路段的破坏，影响交通。路基沉陷有两种：一是路堤的沉陷；一是地基的沉陷，1. 路堤的沉落因填料选择不当，填筑方法不合理，压实不足，在荷载、水温的综合作用下，堤身可能向下沉陷。2. 地基的沉陷原地面为软弱上层，如泥沼、流沙或垃圾堆积等，浇筑前未经填土或压实，发生地基下沉，侧面剪裂凸起，引起路堤下沉。二 翻二二二、翻浆翻浆是指在冻胀性土的路段，在冬季、地下水分连续向上聚集、冻结成冰、导致春融期将，土基含水率过大，强度急剧降低，在行车作用下路面发生强黄、裂缝、鼓包、冒泥等现象。1. 翻浆的分类根据翻浆的破坏程度可分为三个等级，如下表2-1根据导致翻浆水分来源的不同，可分为五类，见下表2-2。翻浆分类2-1翻浆等级路面变性破坏程度轻型路面龟裂、湿润、车辆行驶时有轻微弹簧中型大片裂纹、路面松散、局部脓包、车辙较浅重型严重变形、翻浆冒泥、车辙很深导致翻浆的水体来源及分类翻浆类型水分来源地面水类受季节性水、结冰融水、排水不良造成的路旁积水和路面渗水地下水类受土层滞水、泉水、清水等地下水的影响，土基经常处于潮湿状态土体水类雨季施工或过湿填土路堤，造成路基土含水率过大气体水类冬季温差较大，土中水主要以气态水或分存于土基顶部和路面结构层混合水类受地面水，地下水、土体水和气态水等两种以上水类综合作用2. 形成原因 冬季路基开始结冰，不断向深处发展，上下层形成温度偏差。在负温区，土中的毛细水、自由水首先结冻，薄膜水逐渐移向冰晶体而结冻，于是该处土粒周围的水膜减薄而剩余了许多的表面能，增加了从水膜较厚的土粒处吸温的能力。土中温度高处的水分便向上移动，补充低温处土粒薄膜水的转移。在正温度区内，下层水分向冷度等温线附近移动，气态水由于冷出比暖处气压小而移向冰晶体，凝成液态水而结冰；毛细水通过毛细作用上升移向冰晶体，部分冻结，部分转向薄膜水以补给负温区的水分转移，从而造成大量水分积累在土基上层。由于气候的变化，零度等温线不断下移，形成一层、两层或多层聚冰层。土基中水分冻结后体积膨胀，由于土质不均匀，使路面冻死或冻胀隆起。 春季气温回升到0以上土基开始解冻，由于路面导热性大，路中的溶解速度较两侧快，水分不易向下及两侧排泄，土基上层便呈现过湿状态。当融解到聚冰层时，土中的湿度有时会超过液限。土基承载力较低，在车辆驶过时，稀软的泥浆会沿着汗裂的路面缝隙挤出或形成较深的车辙和鼓包，此即为翻浆现象。3. 影响翻浆的因素1） 土质粉性土是最容易翻浆的土，这种土毛细水上升速度快且高，土中水分增多时温度降低很快，容易失去稳定。粘性土毛细水上升很高，但上升速度慢，因此，只有在水源供给充足并且在土基冻结速度缓慢的情况下，才能形成比较严重的翻浆。砂性土在一般情况下会发生翻浆，这种土透水性强，毛细水上升高度小，在冻结过程中水分聚流现象极轻。因此，这种土即使含有大量水分也能保持一定的强度。2） 水文 地面排水困难，路基填土高度不足，边沟积水或利用边沟作农田灌溉，路基靠近坑塘，地下水位较高的路段，为水分积聚积聚提供充足的水源。3） 气候 多雨的秋天、暖和的冬天、骤热的万春、春融期降雨等都是加剧湿度偏高和翻浆现象的不利气候。4） 行车 由于行车重复荷载的作用，最后形成和暴露出来的。当其他条件相同时，在翻浆季节，交通量大，车辆超载超限，则加速翻浆发生。5） 养护 不及时排泄路基积水，修补裂缝、坑槽，会促成或加剧翻浆的形成。三、滑坡滑坡的原因很多，主要由水害引起，因此，重视导水、排水是防止滑坡的主要措施。塌方滑坡的主要类型有：（1） 堆积层滑坡、主要由于地下水引起的。（2） 残基层滑坡。由于剧烈的化学风化作用。使坚硬的基岩风化成土和碎石而形成的。（3） 黄土滑坡。由于黄土对水的不稳定而引起的。（4） 粘性土滑坡。水沿裂缝下渗，使土的强度降低而造成的。（5） 破碎的岩体滑坡。由碎（快）石和粘土混合组成的岩体，失去完整性，且地下水位较多而引起的。四、塌方路基的塌方是山区常见的路基病害，根据其形成的条件及原因一般可分为：剥落、碎落、滑塌等形式。崩塌形成的原因主要是：（1） 剥落。边坡表土层或风化岩表面，在湿热的作用下，表面发生涨缩现象，从而引起零碎薄层从边坡上脱落下来。（2） 碎落。碎落是岩石碎块的一种剥落现象，其范围较剥落严重。剥落产生的原因，路堑边坡度较陡（大于45），岩石破碎和风化严重，在震动及水的侵蚀和冲刷下，块状粉末沿破面向下滚动。（3） 滑塌。路基边坡主体或岩石，沿着一定的滑动而向下滑动的现象。产生的主要原因：边坡较高，大于1021米；边坡坡度较陡，陡于50；填土不严密，缺少应有的支撑与加固；岩层倾向公路路基，岩层倾角为5070，岩石风化严重。（4） 崩塌。路基边坡上的主体或岩层在自重作用塌落下滚的现象。产生的主要原因：山坡岩层较硬交错，风化程度不同；边坡较陡、较高；边坡下部或坡脚被掏空或挖空，使上部土石失去支撑；大爆破震松了岩层；边坡上部水流的浸入，使边坡土体失去了平衡。五、泥石流 泥石流是一种突发性的，含大量泥沙、石块和巨砾的固液两相液体。泥石流对路基的危害主要是通过堵塞、淤埋、冲刷、撞击等造成的，也可以通过压缩、堵塞河路使水位骤升，淹没上游沿河路基，或者迫使主河槽改到，引起对岸的冲刷，造成间接水毁。 泥石流的形成主要有一下原因；（1） 流域内有丰富的松散固体材料。（2） 地形陡峻，沟槽坡度较大。（3） 流域上游有大量的降雨、急剧消融的冰雪或渠道、水库的溃决。第二节、 路基病害的处治方法及施工工艺 路基病害的处治应贯彻“预防为主、综合治理”的原则、地质、气候和水文等自然因素每时每刻都对路基产生影响，这就势必加剧病害的扩大与发展。调查发生病害的成因是治理病害的起因，而同一病害在不同时间、不同场合发生时，其根源往往比同。因此，深入现场，综合分析，才能因地制宜地采取有效的措施。二、路基沉陷的处治方法 路基沉陷一般可用换土法、粉喷桩法、灌浆法等进行处治。1， 换土法换土法是先将路基一定范围内的松软土挖去，然后然后回填分层夯实的砂砾石或素土等强度较高的填土材料。其主要施工要点如下：（1） 基坑开挖。（2） 选用良好的填料、严禁用腐蚀土或有草根的土块，应分层填筑、分层夯实。（3） 填实路基应从上而下，应用由大到小的石块按序填筑，并用石渣或石屑填筑空隙。（4） 设置路基排水设施。（5） 原地面为软弱土层时，路堤高度较低且中断行车时，应挖除换上良好的土料然后按原高度填平夯实，路堤高度较高，且又不能中断行车时，可采用打砂桩、凝土桩或松木桩。2.粉喷桩粉喷桩法的施工要点如下：（1） 放样定位。（2） 移动钻机、准确对孔。对孔误差不得小于50mm.（3） 利用文腿油缸调平钻机，钻机主轴垂直度误差应不大于1%。（4） 启动电动机，根据施工要求，按1、11、111档逐级加速的顺序。正转预揽下沉钻至接近设计深度时，应用低速慢钻。钻机应原位钻动12分钟。为保持钻杆中间的送风通道的干燥，从预揽下沉开始直到喷粉为止。应在钻杆内连续输送压缩空气。（5） 粉体材料及掺和量：使用粉体材料，除水泥外，还有石灰、石膏及矿渣等，也可使用粉煤灰等作为掺合料。在国内工程中普通硅酸盐水泥，其掺合料为180240g/m3.（6） 提升喷粉搅拌。在确认加固料已喷至孔底时，按0.5m/min的速度反转提升。当提升到设计停灰高程时，应慢速原地搅拌12min.（7） 重复搅拌。为保证粉体搅拌均匀，须再次将搅拌头下沉到设计深度。提升搅拌时，其速度控制为0.50.8m/min.（8） 为防止空气污染，在提升喷粉距地面0.5m处应减压或停止喷粉。在施工中，孔口应设喷灰防护装置。（9） 提升喷灰过程中，须有自动计量装置。该装置为控制和检验喷粉桩质质的关键，应予以足够的重视。（10） 钻具提升至地面后，钻机移位对孔，按上述步骤进行下一根桩的施工。4. 灌浆法。灌浆法的主要施工要点如下：（1） 钻孔。为了较浅的软土，可采用螺旋结，较深则宜采用回转式钻机。为防止冒浆，孔径小一些，一般为75110mm，垂直偏差1%。（2） 制浆。根据材料试验确定配比，选择浆体，制浆时应注意以下几点：按程序加料，准确计量，掌握制浆性能，控制浆量。浆液应进行充分搅拌，并坚持灌浆前不断搅拌，防治再次沉淀，影响浆液质量。（3） 灌浆。灌浆是通过灌浆设备、输浆管路，将浆液注入到目的的层中。用于公路软弱地基处治工程的灌浆方法有：自下而上式空口封闭灌浆法。这种工序一次成孔，孔口由三角偰止浆塞封口，分段自下而上灌浆，灌浆高度为1.52m。该方法对于粘性土层较多或地层下部有少量中粗粒砂土层的软弱土层较为适宜。自上而下式孔口封闭灌浆法。这种方法一次只钻成一段灌浆孔，孔口由三角偰止浆塞封口，分段自上而下灌浆，灌浆高度为1.52m。该方法适用于上部中粗砂土层较多的软弱土层较为适用。在开始灌浆前，应进行现场灌浆试验，确定单孔灌浆量，然后按照所采用的灌浆工艺施工。在灌浆顺序上，先施工边缘帷幕孔，再施工加固孔，并宜按序次施工，即先施工第一序次孔，再注第二序次孔，其次注第三序次孔。当灌浆达到设计要求时可终止灌浆。边缘帷幕孔孔距应为一般流浆孔孔距的1/2，以确保灌浆工程的质量。在边缘帷幕孔施工后，应根据处治段水文地质情况决定是否施工排水孔。在地下水位较高地区，应在处治范围内用钻机钻成13个排水孔，并且目的是将边缘帷幕孔所围范围内的地下水随灌浆施工排出，以便能更有效地保证灌浆质量。当排水孔周围灌浆孔施工时，排水孔内见到灌浆浆液时，可将该排水孔用灌浆浆液灌实，并封孔。在灌浆过程中，当地面隆起或地面有跑浆现象时，应停止灌浆，分析其原因，对下一个灌浆孔宜减少灌浆量，并检查封孔装置、灌浆设备等，如让燃有地面隆起或地面 跑浆应结束该孔灌浆施工。二、翻浆处治路基一旦发生翻浆，可适当地选用方法处治，其主要处治方法如下：路基翻浆的处治措施的参考选用编号防治措施种类翻浆类型翻浆等级适用地区或条件1路基排水、轻、中、重平原区、丘陵区、山区2换土、中、重产沙砾、水稳定性良好的地区3砂填层、中、重产砂砾地区4掺石灰、轻、中、重缺沙石地区5煤渣石灰土、中、重缺沙石地区，煤渣供应良好6透水性隔离层、中、重产砂、石地区7 不透水隔离层、中、重沥青、油毡纸、塑料薄膜供应良好8盲沟、轻、中、重地下水位较高地段9调高路堤、轻、中、重平原区、洼地、平地注：地面水类；地下水类；土体水类；气态水类；混合水类1、 挖填土把翻浆路段上的土挖出来，挖到稳定土层，然后把挖出的土摊在露肩翻晒再回填，或换铺一层水稳定性较佳的土壤，此法适用于翻浆严重的地段。2、 掺石灰在翻浆路段上，撒铺石灰，并用木棍或木榔头捣夯，此法适用于路基应经翻浆破换了的路段。3、 摊铺粒料 挖除稀泥填以碎石、碎砖或炉渣等粒料，表面整平后直接通车，或在下面填一层干土，再铺土粒料，此法适用于翻浆严重地段。4、 挖渗水沟在翻江路段的中心线上，顺路向每隔46m挖一个圆坑，其直径为3040cm，坑深要挖到冻土层一下10cm左右，以便把融化的冰水引聚到坑内，再加以掏除。此法适用于土路基层渗透性较好的地段，但要设立交通安全标志，以便行车安全。5.、提高路堤根据实际情况加高路堤，使路基上部土层远离地下水或地表积水，路基加高的数值，应根据当地冻土程度、路基土质和水文情况，以路基最小填土高度或临界高度的方向确定，以确保路基处于干燥状态。此法适用于平原区的土路和其他地区取土较易的路段。5、 设置不透水隔离层 用经过沥青结合料处理过的土做成厚23cm的不透水隔离层，用油毛毡则为23层，或用不易老化的特别塑料薄膜铺在路基全宽上，做贯通式，或只做到路面边缘5060cm处的不贯通式。三、滑坡的处治 滑坡的防治主要有以下措施：1、 排水滑坡体上及其以上的地表水，应拦截引流，可采用截水沟、明沟、渗沟等排水沟造物；地下水可采用支持渗沟、边坡渗沟及截水渗沟等措施。2、减重在滑坡体后缘挖除一定数量的液体，以将少的下滑力，此法常用其他方法配合使用，减重的弃土，应尽量堆填在滑坡边缘，以稳定滑坡，减重的坡面，应注意整平、排水和渗水。2、 支档措施 根据滑坡的性质，可采用干砌石垛、重力式防护挡土墙、锚杆及加筋挡土墙等构造物进行处理，具体可参照挡土墙施工。四、崩塌的防治崩塌防治的主要措施有：1. 加固边坡对于土质路堤，可