路基不均匀沉降病害处治课件.ppt

1、情景二路基不均匀沉降病害处治情景二路基不均匀沉降病害处治路基路面病害处治路基路面病害处治2020/11/31Page 2情景二路基不均匀沉降病害处治路基不均匀路基不均匀沉降病害认沉降病害认知知会编写会编写路基路基不均匀沉降不均匀沉降病害处治病害处治方方案案掌握路基掌握路基不均匀沉不均匀沉降病害处降病害处治方法治方法学学 习习 目目 标标2020/11/32Page 3情景二路基不均匀沉降病害处治学习任务学习任务任务任务2.1路基不均匀沉降病害类型认知路基不均匀沉降病害类型认知任务任务2.2路基不均匀沉降病害处理措施和方法路基不均匀沉降病害处理措施和方法任务任务2.3编写路基不均匀沉降病害整治的

2、施工组织设计编写路基不均匀沉降病害整治的施工组织设计案例案例2020/11/33任务任务2.12.1路基不均匀沉降病害类型认知路基不均匀沉降病害类型认知4知识目标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。任务任务2.12.1路基不均匀沉降病害类型认知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路基纵向不均匀沉降病

3、害类型2020/11/352.1.1 路基横向不均匀沉降病害类型v【学习任务【学习任务1 1】掌握路基横向不均匀沉降病害的类型及其危害性。v一、路基横向不均匀沉降病害的类型v二、路基横向不均匀沉降病害的危害性62020/11/36一、路基横向不均匀沉降病害的类型v 1由地基引起的路基横向不均匀沉降病害v（1）由路堤地基处理不当引起的v（2）特殊地基地段引起的v 软土地基地段引起的；岩溶地基地段引起的v 2路基本身引起的路基横向不均匀沉降病害v（1）路堤填料不均匀引起的v（2）路基填土压实不足引起的v（3）半填半挖部位产生的不均匀沉降病害v（4）路基加宽部位或改扩建新老路基部位引起的v 3水文气

4、候因素引起的路基横向不均匀沉降病害v（1）气候原因引起的；（2）地下水引起的v 4施工原因引起的路基横向不均匀沉降病害72020/11/37二、路基横向不均匀沉降病害的危害性v 1路基失稳v 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。v 2路面损坏v 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。v 3路面整体性能下降v 随着路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。82020/11/382.1.2 路基纵向不均匀沉降

5、病害类型v【学习任务【学习任务2 2】掌握路基纵向不均匀沉降病害的类型及其危害性。v一、路基纵向不均匀沉降病害的类型v二、路基纵向不均匀沉降病害的危害性92020/11/39一、路基纵向不均匀沉降病害的类型v1路桥过渡段桥头跳车病害v 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。v2纵向填挖交界处不均匀沉降病害v(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。v(2)在高填方路段和挖方路段，由于工后沉降量的不同产生的不均匀沉降病害。v(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

6、产生的不均匀沉降病害。102020/11/310一、路基纵向不均匀沉降病害的类型v1路桥过渡段桥头跳车病害v 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。v（1）路基整体滑移v 路基整体侧向滑移v 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。v 路基整体向桥台方向滑移v 对于桩柱式桥台，台前土体基本处于无侧限受压状态。如图2-2112020/

7、11/31112桩柱式桥台原路面破坏后边坡原边坡滑坡体路基地基破坏后边坡原边坡地基滑坡体原路面路基图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2020/11/312v（2）路基与桥台间形成台阶v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。v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。132020/11/31314沉降后路面原路面桥台梁图2-3 近台背路基沉降过大引起的差异沉降2020/11/31415路基梁桥台原路面沉降后路面图2-4 路基整体下沉引起桥台

8、与路基差异沉降2020/11/315v（3）路面凹陷16原路面沉降后路面梁桥台图2-5 路基不均匀沉降引起路面破坏2020/11/316v（4）搭板断裂17现路面枕梁搭板路基原路面桥台梁图2-6 路基不均匀沉降引起的搭板断裂2020/11/31718沉降后路面枕梁搭板原路面路基桥台梁图2-7 搭板与路堤形成纵向坡度差示意图2020/11/318二、路基纵向不均匀沉降病害的危害性v1路桥过渡段桥头跳车病害的危害性v（1）影响行车速度v（2）影响行车安全v（3）影响车辆运营费用v（4）影响公路养护费用及使用寿命192020/11/319二、路基纵向不均匀沉降病害的危害性v2纵向填挖交界处不均匀沉降

9、病害的危害性v（1）路基失稳v（2）路面损坏v（3）路面整体性能下降202020/11/320任务2.2路基不均匀沉降病害处理措施和方法21知识目标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。学习重点学习重点路基不均匀沉降病害的处治措施。任务2.2路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路基不均匀沉降病害的处理措施和方法方法2020/11/3222.2.1 2.2

10、.1 路基不均匀沉降病害成因路基不均匀沉降病害成因v【学习任务【学习任务3 3】掌握路基横向与纵向不均匀沉降病害的成因。v一、路基横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v二、路基纵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232020/11/323一、路基横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v 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）v 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 v 水文气候引起的路基横向不均匀沉降 v 施工方面的原因 2020/11

11、/324二、路基纵向不均匀沉降病害的成因v 1桥头跳车病害产生的原因v（1）地基强度不同v（2）设计方面原因v（3）施工方面原因v（4）地基浸水软化v（5）桥台伸缩缝的破损，形成台阶。v 2纵向填挖交界处不均匀沉降产生的原因v（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。v（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。v（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。252020/11/3252.2.2 路基不均匀沉降病害的处理措施和方法v【学习任务【学

12、习任务4 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。v一、路基横向不均匀沉降病害的预防措施与整一、路基横向不均匀沉降病害的预防措施与整治技术治技术v二、路基纵向不均匀沉降病害的预防措施与二、路基纵向不均匀沉降病害的预防措施与整治技术整治技术262020/11/326v 设计方面做好地质勘探调查做好地质勘探调查确保路基最小填筑高度确保路基最小填筑高度 明确路基填料质量标准要求明确路基填料质量标准要求 完善路基综合排水设计完善路基综合排水设计 确保路基边坡稳定性确保路基边坡稳定性 积极采用路基综合防护形式积极采用路基综合防护形式 v 设计方法方面强夯法强夯法压力灌浆法压力灌浆法应用

13、土工合成材料应用土工合成材料v 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一、路基横向不均匀沉降病害的预防措施与整治技术2020/11/327软土地基软土地基2020/11/3282020/11/329强夯法处理地基强夯法处理地基2020/11/330压力灌浆法压力灌浆法形成的地基形成的地基2020/11/331应用土工合成材料应用土工合成材料2020/11/332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

14、护工作 特殊地段地基处理流程特殊地段地基处理流程2020/11/333二、路基加宽常见病害及其机理研究二、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v 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主要表现在加宽路基沿新老路基结合面发生滑移v 路面损坏 水泥混凝土唧泥和脱空水泥混凝土唧泥和脱空纵缝、断裂等纵缝、断裂等新老路基结合处施工工艺复杂、难度大新老路基结合处施工工艺复杂、难度大 v 路面整体性能下降 2020/11/3342、加宽路基病害机理分析v 稳定性不足地基坡面过陡地基坡面过陡地基存在软弱下卧层地基存在软弱下卧层新老路基结合部强度不足新老路基结合部强度不

15、足 v 变形不协调新老路基自身压缩变形新老路基自身压缩变形新路基作用下地基的固结沉降新路基作用下地基的固结沉降新老路结合部强度不足新老路结合部强度不足2020/11/335三、改扩建路基加宽放工技术研究三、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v 变形不协调控制技术分类路基内部处治路基内部处治路基外部处治路基外部处治综合处治综合处治v 增强新老路基结合部强度的工程技术措施 新老路基结合面处理工程技术新老路基结合面处理工程技术路基加筋处理工程技术路基加筋处理工程技术2020/11/3362、改扩建路基加宽施工重点与难点v 选择合理有效的施工方案施工材料、机具设备、人员进出

16、都不是很方便，设备搬运施工材料、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。右两幅还要设置两条便道。v 选择软土地基处理方法 v 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。v 新老路基有效衔接技术 v 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三、改扩建路基加宽放工技术研究2020/11/3373、

17、改扩建路基施工参数与质量控制方法v 高等级公路改扩建路基加宽施工工艺清表清表 刷坡刷坡 地基处理地基处理 挖台阶挖台阶 填筑、碾压填筑、碾压 检测检测 超载预压超载预压 v 施工参数与质量控制标准振动压路机压实参数的确定振动压路机压实参数的确定 施工机械施工组合方案施工机械施工组合方案 路堤碾压试验结果及分析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三、改扩建路基加宽放工技术研究2020/11/338路基施工清表路基施工清表2020/11/339路基施工刷坡路基施工刷坡2020/11/340路基施工地基处理（换填）路基施工地基处理（换填）2020/11/341路基施工边坡挖台阶路基

18、施工边坡挖台阶2020/11/342路基填筑路基填筑2020/11/343路基碾压路基碾压2020/11/344路基压实度检测路基压实度检测灌砂法灌砂法2020/11/345二、路基纵向不均匀沉降病害预防措施与整治技术二、路基纵向不均匀沉降病害预防措施与整治技术v1桥头跳车病害综合防治技术v（1）地基处治技术v（2）路堤处治技术v（3）路面处治技术v（4）综合处治对策v（5）排水措施的改进技术v2纵向填挖交界处不均匀沉降的预防措施与整治技术v（1）纵向填挖交界处不均匀沉降预防措施v（2）纵向填挖交界处不均匀沉降处理措施462020/11/3461桥头跳车病害综合防治技术 消除或缓解桥头跳车关键

19、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。v 处治措施时要注意以下两点：v 纵向上保证桥台沉降与路堤地基沉降的平衡过渡；v 横向上维持路堤中央变形和坡脚路肩处变形的协调稳定。2020/11/3471桥头跳车病害综合防治技术（2）路堤处治技术v 路堤处治可从以下几方面入手：v 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；v 设法提高台背回填区路堤的压实度，减少因填

20、料自重和车辆荷载作用下压实度增加而产生的沉降；v 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；v 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。2020/11/3481桥头跳车病害综合防治技术（2）路堤处治技术v 1）施工工序的合理安排v 2）优化台背填方碾压方法v 3）强化台背回填材料v 4）土工格栅处治台背填土2020/11/3491桥头跳车病害综合防治技术（3）路面处治技术v 1）设置桥头搭板：避免不均匀沉降对行车造成的不良影响。v 2）采用过渡性路面v 在桥头一定长度范

21、围内铺设过渡性路面，待路堤沉降基本完成(一般为3-5年)后，再改铺原设计永久性路面。v 3）设置纵向反坡v 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。v 4）HD掺胶混凝土修补处治v 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。v 5）采用可起吊的活动搭板2020/11/3501桥头跳车病害综合防治技术（4）综合处治对策v 1)路基整体滑移或纵向开裂的综合处治对策v 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。v 2)与路基沉降有关的桥头跳车综合处

22、治对策v 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。2020/11/3511桥头跳车病害综合防治技术v（5）排水措施的改进技术v 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。2020/11/3522纵向填挖交界处不均匀沉降的预防措施与整治技术v（1）纵向填挖交界处不均匀沉降预防措施v（2）纵向填挖交界处不均匀沉降处理措施v 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

23、的措施大致如下：v 分析产生的原因，观察沉降发展的情况，设计处理措施方案。v 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度或路基的整体强度。v 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。532020/11/353河南漯平高速桥头跳车病害修复前2020/11/354河南漯平高速桥头跳车病害修复后2020/11/355路桥过渡段路基病害特征与机理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v 路基整体滑移 v 路基与桥台间形成台阶v 路面凹陷 v 搭板断裂 v 搭板与路堤形成纵向坡度差 2020/11/3562、病害机理

24、分析v 地基变形机理分析v 路堤变形机理分析 v 设置桥头搭板后病害机理分析 v 综合原因分析 路桥过渡段路基病害特征与机理路桥过渡段路基病害特征与机理2020/11/3582020/11/3592020/11/360v 竖曲线形成的离心力造成的破坏加剧路桥过渡段跳车机理分析路桥过渡段跳车机理分析2020/11/3612 2、未设置桥头搭板路段桥头跳车理论分析、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路桥过渡段跳车机理分析2020/11/362

25、v 常用地基处治方法静压注浆法静压注浆法旋喷桩法旋喷桩法 树根桩托换法树根桩托换法换填法换填法混凝土挤密桩法混凝土挤密桩法桥头跳车的综合防治技术桥头跳车的综合防治技术2020/11/363桥头跳车病害的地基处理方法换填法桥头跳车病害的地基处理方法换填法2020/11/364桥头跳车病害的处理换填法桥头跳车病害的处理换填法2020/11/365桥头跳车病害处理的施工机械桥头跳车病害处理的施工机械2020/11/366采用楔形柔性搭板技术处治桥头跳车病害采用楔形柔性搭板技术处治桥头跳车病害2020/11/367采用土工格网加筋路基土技术处治桥头跳车病害采用土工格网加筋路基土技术处治桥头跳车病害20

26、20/11/368采用土工格网加筋路基土处治桥头跳车施工机械采用土工格网加筋路基土处治桥头跳车施工机械2020/11/369处治方法适应性分析（一）处治方法适应性分析（一）v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其可灌性增强v湿陷性黄土地基 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。v冲填土地基 在病害处理

27、时可选用提高地基强度的方法 2020/11/370处治方法适应性分析（二）处治方法适应性分析（二）v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。胶结作用来提高地基的承载力。v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。2020/11/371路堤处治技术路堤处治技术v 施工工序的合理安排 v 优化台背填方碾压方法 v 强化台背回填材料 v 土工格栅处治台背填土2020/11/372路面处治技术路面处治技术v 设置桥头搭板 v

28、 柔性路面过度 v 设置纵向反坡 v HD掺胶混凝土修补处治v 采用可起吊的活动搭板2020/11/373排水措施的改进技术排水措施的改进技术 2020/11/374设置横向排水孔措施设置横向排水孔措施 2020/11/375任务2.3编写路基不均匀沉降病害整治的施工组织设计77知识目标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

29、均匀沉降病害整治的施工组织设计v内容如下：v 1编制说明，其中包含编制依据、编制范围、编制原则；v 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；v 3施工组织、施工力量的设想和施工期限的安排；v 4编制施工进度计划；v 5施工准备和临时工程v 6施工方案、施工方法v 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）；v 8冬、雨季的施工安排及措施；782020/11/378案 例v粉喷桩在公路软基横向不均匀沉降病害处治中的应用792020/11/379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v1工程概况v

30、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

31、运安全，特将本工点重新勘探、设计，并进行长期观测。v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20m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。802020/11/380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v1工程概况v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：v(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。v(2)淤泥(Q4m)：青灰色，饱和，流塑。v(3)淤泥质亚粘土(Q4m)：浅灰色，湿，软塑。v(4)含

32、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。812020/11/381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v2治理方案设计v 2.1设计参数v 对照野外岩土记录、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。v2.2稳定性分析与计算v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 kN

33、m-1，总的抗滑力为2696kNm-1。v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。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。v 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。822020/11/382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v2.3治理方案v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

34、出了3个方案：v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)。v 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)。v第三方案：粉喷桩加多级反压护道处理(图2-39c)。v 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：832020/11/383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84 a.第一方案2020/11/

35、384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85 b.第二方案2020/11/385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86 c.第三方案2020/11/386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v 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：872020/11/387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v 2.3.1排水设计v地表排水：在原排水沟上侧补设山坡截水沟，防止坡

36、面水直接从路堤与山坡面交接处渗入，从而降低滑面强度。v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。v 2.3.2反压护道v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370kNm-1的抗滑力。882020/11/388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v2.3.3抗滑桩结合预应力锚索v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

37、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。v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11.0m，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

38、。v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。v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。892020/11/389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90 傍山软基高路堤加固处理平面示意图2020/11/390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v3监测v设计选取K83+175.5、K83+196.5作为现

39、场监测断面，监测工作从2003年6月14日开始。v3.1 施工稳定控制标准v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。v3.2监测仪器布置与埋设v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：v测斜管：分别埋设在路中、路肩、边缘坡脚、抗滑桩内，共4处；v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；v沉降板：分别埋设在路中、路肩，共2处；v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

40、处；v钢筋计：抗滑桩内侧(11处)、抗滑桩外侧(11处)，共22处；v锚力计：锚索的锚头内，共1处；v水位管：边缘坡脚外，共1处。v3.3 监测成果v监测工作从2003年6月14日开始，到路面施工完成后2a。912020/11/391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v3.3.1深层测斜观测成果vK83+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2-41a)。vK83+196.5断面：该断面路肩处的累计水平位移最大值为

41、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)。v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。92 时间与最大水平位移关系曲线(路肩)2020/11/392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v3.3.2沉降观测成果vK83+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)。vK83+175.5断面时间与沉降量关系曲线说明该断面路肩处沉降

42、较路中稍大，沉降速率在路面施工完成后趋于缓和，但沉降仍在继续。vK83+196.5断面路肩沉降较路中大30左右，累计沉降量147.0mm，沉降平均速率为0.17mmd-1(前190d)。vK83+196.5断面时间与沉降量关系曲线同样说明该断面路肩处沉降较路中大，沉降速率在路面施工完成后趋于缓和，但沉降仍在继续。932020/11/393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v4结语v 本工点采用抗滑桩结合预应力锚索、反压护道及排水等综合工程处理后，通过近2年多的监测，傍山软基高路堤的水平位移速率已经稳定，沉降也逐渐稳定。经过20042006年多次台风暴雨考验，路基处于稳定状态，说明处理方案是成功的。942020/11/394思考与练习名词解释1.静压注浆法；2.旋喷桩法；3.换填法问答题1.路基横向不均匀沉降的原因有哪些？2.路基加宽病害的原因？3.高等级公路改扩建路基加宽施工工艺?4.路桥过渡段路基病害的破坏方式有哪些？5.纵向填挖交界处不均匀沉降原因有哪些？6.纵向填挖交界处不均匀沉降的处治措施有哪些？7.引起桥头跳车的主要因素有哪些？2020/11/395