公路路基病害处治及加固技术

公路路基病害处治及加固技术王松根交通运输部公路科学研究院公路养护技术国家工程研究中心（筹）2012-2-22 目录1、概述2、路基病害与成因3、路基维修养护技术4、路基养护技术发展趋势5、结语 一、概述公路组成路面路基桥、隧、附属设施等主要组成部分有路基、路面、桥梁、隧道、涵洞等附属设施组成。 一、概述路基定义在天然地表面按照道路的设计线形（位臵）和设计横断面（几何尺寸）的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。(《路基路面工程》--邓学钧编)路基典型形式可归纳为：路堤、路堑、填挖结合三种类型。 一、概述路基养护重要性☞公路里程:2011年已达405.2万公里。☞养护需求:“十二五”年均3000亿元。☞路基养护：“十一五”期间，处治公路灾害路段10283公里。 一、概述路基质量重要性公路路基是公路工程的主体，承受行车作用和自然因素的影响，是保证公路具有良好使用品质的基本条件。但由于技术应用不合理，施工质量监督不力，工程管理不严等原因，往往会留下大量工程质量隐患，产生许多路基病害，甚至发生重大工程灾害。 一、概述路基灾害实例2010年10月21日，台风“鲇鱼”致台湾苏花公路严重塌方 一、概述路基灾害实例2006年3月28日某高速公路路段滑塌百余米，造成20余名顾客死亡。 一、概述路基灾害实例2010年10月内蒙古某路堑边坡滑塌 一、概述路基灾害实例海南某挡土墙倒塌，致多人伤亡 二、路基病害与成因路基病害种类路基病害成因路基病害防治特点 二、路基病害与成因路基病害路基建设质量受到地质条件、自然条件、设计方案、施工技术、质量检测、管理水平等各方面因素的影响。路基病害类型主要有：水毁、路基沉陷、侧滑、滑坡、强度不足、冻胀与翻浆、支挡结构物倾覆等。 二、路基病害与成因病害类型1：水毁主要包括：边坡滑塌、路基冲毁、路基沉陷。轻者路基路面损坏、影响公路通行能力，重者桥梁冲毁、中断交通。由此造成的损失相当严重。 二、路基病害与成因☞路基水毁的原因•自然因素影响主要包括：河流的冲蚀作用和大气降水的影响。在沿线河流的浸泡、冲刷和冲击的作用下，路基边坡很容易发生破坏；当公路的排水系统不完善或降雨量很大，排水系统不能迅速排除路面范围和边坡坡面水时，水流会急速冲蚀坡面。•人为因素影响主要包括：设计时，排水系统设计不合理，边坡防护设计不当等；施工时，路基填料不当、路基的压实度没有达到规范的要求等。 二、路基病害与成因病害类型2：路基沉陷 二、路基病害与成因☞路基沉陷病因分析主要与路基沉陷与填料的性质、地基处理技术、路基压实工艺、施工过程控制等有关。•①填料及地形条件路基填料性质影响路基的压实度和承载能力，若路基压实工艺不合理或路基填料不适，易产生压实度和承载力不够，可导致路基沉陷和失稳等病害。 二、路基病害与成因•②地基处理技术不同地基处理技术适用条件不同，施工工艺、质量控制和检测方法也不同，若达不到设计要求，施工工艺不当，偷工减料，施工条件变化，质量检测不及时等都将影响加固处理效果，造成地基沉降过大，路基变形等病害。•③路基填筑工艺未按正确的压实工艺进行操作，随意将铺筑厚度加厚，压实机具不按规定的碾压遍数压实时，压实度达不到规定要求。 二、路基病害与成因•④施工过程控制在软弱地基路段填筑路基时，由于地基承载力低，沉降变形大，因此应合理控制施工速度，加强路基沉降观测。若填土速率控制不当，将导致地基失稳，出现沉陷或纵向开裂。•⑤施工管理工程施工中，工地现场人员的责任心不强、技术管理力度不够、施工现场混乱，使工程质量降低，造成施工过程中的隐患。 二、路基病害与成因病害类型3：路基侧滑 二、路基病害与成因☞路基侧滑病因分析•①压实度不足若路基填土压实度不足，或采用超标土代替合格土等情况，会导致路基填土强度指标达不当设计要求，降低路基安全系数。•②施工工艺软弱地基处理深度不足、填土速率过快、排水设施失效易造成沉降变形过大、路基安全系数下降。对于半填半挖路段，未按设计要求进行坡面处理，易沿分界面侧滑。 二、路基病害与成因☞路基侧滑病因分析•③质量管理在施工过程中，由于施工人员的疏忽，质量管理不严，质量检测遗漏等原因，出现施工工序错误，填土压实度不够等问题，留下路基侧滑失稳隐患。 二、路基病害与成因病害类型4：强度不足 二、路基病害与成因☞路基强度不足病因分析①由于填方土体的最佳含水量控制不力，压实效果达不到要求。②压实设备组合和压实工艺不合理，路基压实不充分，致使路基压实度达不到要求。③在包括降雨入渗、地下水位变动等周围水环境影响下，路基吸水而引起土体含水量增大，造成土体重度的改变，土体强度降低，造成路基承载能力不足。 二、路基病害与成因病害类型5：冻胀与翻浆等 二、路基病害与成因☞路基冻胀与翻浆病因分析路基冻胀与翻浆是多种因素综合作用的结果，其中处治技术、排水设施、地下水影响等是主要因素。•①处治技术路基冻胀与翻浆防止技术与土质、温度、水分迁移规律等有关，若施工不当，换填土质不满足设计要求，路面面层施工厚度不够等都将导致路基冻胀与翻浆病害。 二、路基病害与成因•②排水设施冻胀与翻浆的过程，实质上就是水在路基中迁移、相变的过程。路基排水设臵是否通畅有效是避免冻胀与翻浆的主要手段。•③地下水影响路基附近的地表积水及浅的地下水，能提供充足的水源，是形成冻胀与翻浆的重要条件。秋雨及灌溉会使路基土的含水量增加，使地下水位升高，从而促成冻胀与翻浆的形成。 二、路基病害与成因病害类型6：挡土墙病害•墙体变形•地基承载力不足 二、路基病害与成因☞病害类型及原因分析墙体外鼓。这种现象约占70%，主要有以下两种表现形式：①弧形外鼓。调查发现，全国现有的加筋土挡土墙运行5年以上的，易出现墙体外鼓外鼓现象。 二、路基病害与成因②S形外鼓。这种现象不是孤立存在的，一般伴随着弧形外鼓出现，其主要特征是：总体仍属外鼓失稳，但在墙体中下部又出现另一外鼓现象。 二、路基病害与成因③墙体外倾。这种现象约占30%，主要特征是，墙体整体外倾，路边护栏外倾。 二、路基病害与成因☞原因分析外因和内因两方面：•外在原因①我国大规模建设加筋土挡土墙时期，交通流量远不及现在大。且大型运输车辆增多，超载严重（最大车货总量超过100吨甚至200吨），直接导致路面动荷载剧增，超过了原设计路基的承载能力。 二、路基病害与成因•外在原因②对于一般车流量很大，动荷载相对较高的路段，墙体变形一般主要受动荷载的影响，出现严重的外倾失稳，造成顶层拉筋断裂、面板脱落。③施工质量不高，尤其初期填方不实，拉筋松弛或拉筋材料选材不适当甚至不合格等也是造成加筋土挡土墙失稳的不可忽视的外在原因。 二、路基病害与成因•内在原因①车辆动荷载所引起的侧压力与主动土压力迭加，在离地面高度的2/3处形成最大的外推力。②原加筋土挡土墙的加筋材料为增阻迟缓的柔塑性体，在动荷载作用下增阻速度滞后，不能及时提供阻力以抵御动载对土体的破坏作用。③墙体内的填土本身强度很低，存在着初始塑性变形区，动荷载剧增即可诱发原有塑性区的进一步扩大和发展。 二、路基病害与成因☞路基病害小结路基产生病害成因很多，概括起来包括设计、施工、管理等方面的原因。检测技术自然条件管理水平施工工艺路基填料性质地基特性道路病害 二、路基病害与成因☞路基病害小结重点看一下施工及质量管理存在的问题:——路基填料质量不符合要求、粒径偏大、填筑层厚太厚、工艺失控，路基压实度达不到要求。——圬工砌体片石质量差、砂浆标号低、砌筑工艺粗糙，外观质量差，整体强度不足。——挖方路段野蛮施工、排水不畅、防护不及时，造成塌方和滑坡。——防护工程和支挡结构物的施工不按技术标准、偷工减料，给工程留下质量安全隐患。——抓工程质量在很多情况下流于形式和口号。 部分路基工程的施工现场路基上层填料粒径控制不严 部分路基工程的施工现场单层铺筑厚度达六十几厘米 部分路基工程的施工现场填筑好的路基挖开现状 部分路基工程的施工现场路基填筑情况 部分路基工程的施工现场路基填筑情况 部分路基工程的施工现场边坡开挖后长时间不防护 部分路基工程的施工现场因施工不当造成的滑坡现场 部分路基工程的施工现场挖方路基临时排水不畅 部分路基工程的施工现场墙背回填情况 部分路基工程的施工现场涵背回填状况 部分路基工程的施工现场挡土墙施工状况 部分路基工程的施工现场施工不当造成滑坡滑坡造成挡土墙推移 部分路基工程的施工现场锚杆孔内未探到注有水泥砂浆 部分路基工程的施工现场上图标语中的口号很好，但与施工现场反差太大，使口号也变了味。变成：“让习惯成为标准，让标准符合习惯，让数据达到标准”。 三、路基养护与防治路基养护分类及内容路基养护技术简介路基养护技术现状与不足 三、路基养护与防治3.1路基养护要求☞路基养护要求•①通过日常巡查，发现病害及时处治，保持良好稳定的技术状况。•②路肩无病害，边坡稳定。•③排水设施无淤塞、无损坏，排水畅通。•④挡土墙等附属设施良好。•⑤加强不良地质路段的边坡崩塌、滑坡、泥石流等灾（病）害的巡查、防治、抢修工作。 三、路基养护与防治☞路基养护分类•①常规养护：防水毁的排水措施。•②大中修养护：强度不足---补强，沉降变形----地基处理，失稳滑塌----边坡加固、支挡建筑物加固等。•③改建工程：拓宽改造，新旧路基处理，拆除重建等。 公路养护技术规范--JTGH10--2009内容少、简单 三、路基养护与防治公路养护工程作业内容表•注：JTGH102009。 三、路基养护与防治3.2路基养护技术简介•路基沉降处治技术•路基侧滑处治技术•路堑边坡加固技术•支挡构筑物加固技术 三、路基养护与防治路基沉降处治技术如：复合地基技术管桩技术注浆法强夯法 三、路基养护与防治•复合地基处治技术复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被臵换。如水泥土桩、碎石桩、管桩等，其中水泥土桩应用较为广泛。 三、路基养护与防治①搅拌桩复合地基•搅拌桩法是通过专门的机械，将石灰或水泥等固化材料以粉体或浆液的形式喷出后，在地基深处就地与软土强制搅拌，利用固化剂和软土之间新发生的一系列物理化学反应，在原地基中形成强度、刚度较大的桩体，同时也使桩周土体性质得到改善，桩体与桩间土体形成复合地基，共同承担外荷载。 三、路基养护与防治①搅拌桩复合地基•适应条件：加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土等。可用于大中修或路基拓宽工程。 三、路基养护与防治②砂石桩复合地基•在地基中采用沉管法、振冲法或其他方法设臵密实的砂桩或碎石桩，以臵换同体积的粘性土形成砂石桩复合地基，以提高地基承载力。同时砂石桩还可以同砂井一样起排水作用，以加速地基土固结。 三、路基养护与防治②砂石桩复合地基•适应条件：砂石桩适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土及杂填土等地基。在饱和粘土地基上对变形控制要求严格的工程，不宜单独采用砂石桩处理，宜结合刚性桩长桩形成复合桩处理。 三、路基养护与防治③管桩复合地基•预应力混凝土管桩是采用先张预应力，掺加高效减水剂，高速离心蒸汽养护工艺的空心圆筒细长的预制桩，将上部荷载传给地基土的具有一定抗弯、抗压性能的受力杆件。预应力混凝土管桩具有单桩承载力高、设计选用范围广、施工速度快、工效高、工期短、桩体耐打、检验方便、地区适应性强、成桩质量可靠等优点。 三、路基养护与防治③管桩复合地基•适应条件：•工艺流程：预应力混凝土管桩适用于软弱地基加固及路基边坡失稳加固，前者可显著提高地基承载力，后者可提供足够的抗剪强度防止路基侧滑，目前主要用于软土地基及道路拓宽工程中。 三、路基养护与防治④灌浆技术•是利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管将浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式占据土粒间的空间，浆液将原来松散的土粒胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性能好的“结石体”。• 三、路基养护与防治④灌浆技术•适应范围：①增加地基土的不透水性。防止流砂、钢板桩渗水、坝基漏水和隧道开挖时涌水，以及改善地下工程的开挖条件；②防止桥墩和边坡护岸的冲刷；③整治坍方滑坡，处理路基病害；④提高地基土的承载力，减少地基的沉降（不均匀沉降）。 三、路基养护与防治⑤强夯法•是用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。它不仅能提高地基土的强度、降低其压缩性、还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性，常用于处理可液化砂土地基、湿陷性黄土地基及旧路路基等。 三、路基养护与防治⑤强夯法•适应条件：强夯法适用于道路改扩建工程，可处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土和素填土等地基及旧路基。它不仅能提高地基土的强度、降低其压缩性，还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性，所以还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等。 三、路基养护与防治路基侧滑处治技术•锚固技术•微型钢管桩抗滑技术•注浆技术•预应力管桩技术•挡土墙技术 三、路基养护与防治①侧向预应力锚杆预应力锚杆是岩土加固工程中最常用的技术，当采用侧向预应力锚杆技术加固失稳侧滑的路基时，应注意以下几点：1)锚杆的布臵。锚杆布臵型式为方形或梅花形，间距由加固土质、锚杆长度、预应力大小等因素确定，与水平向交角取决于滑坡体形式和坡角。2)锚杆的长度。锚杆长度根据加固体锚固力大小由计算确定，关键是要确保锚固端的长度。 三、路基养护与防治3)锚杆的制作。锚杆一般采螺纹钢，要特别注意焊接质量，应沿杆身每隔1.5m设臵对中定位支架，以保证钢筋有足够的砼保护层厚度。4)施加预应力。锚杆预应力施加时应分级张拉，锁头和夹片要满足要求,根据预应力损失情况,可进行二次补偿张拉。需要说明的是，在实际加固工程中，不是任何一种技术可以解决所有的技术问题，往往需要几项技术的组合，而且还要注意相关工艺和先后次序，才能达到预期的加固效果。 三、路基养护与防治②复合锚杆桩复合锚杆桩是利用锚杆与注浆技术合理结合而衍生出的一种新的失稳岩土体加固技术，其结构见下图，该项技术的要点是：1)顺钻孔垂直插入不同长度的钢筋若干根，每根钢筋配一根相同长度的注浆管。2)钢筋2m以上（从底部起）作为自由端。3)最后进行分段多次注浆，以保证浆液在每根钢筋的根部定点扩散，整体则形成一串“葫芦”形状的承载体，同时由于浆液在高压下的有效扩散，实现了路基土的整体改性，大大提高承载能力。 三、路基养护与防治此项技术可以将桩顶承受载荷有效地分布在不同的承载部位，比一般锚杆可提高承载力3～5倍，特别适用于失稳路基的加固。复合锚杆桩结构示意图 三、路基养护与防治③抗滑钢管桩抗滑钢管桩技术就是利用钢管桩的刚度和强度来抵抗路基土的侧滑力。其技术要点是：打设桩孔下钢管内灌注混凝土外部压力注浆钢管桩顶部设臵纵（横）向联系梁有条件的话，辅以横向水平拉杆或与斜向锚杆相组合则效果更好。 三、路基养护与防治④注浆技术注浆是路基处理中最常用的工程措施之一，其原理是通过向路基内注入水泥或水泥—粉煤灰浆体，以改善路基土的特性，提高路基整体的承载能力。要注意的是路基注浆的范围、注浆孔的平面布臵、注浆深度、浆液的配制和注浆压力的控制。按注浆工艺可分：充填灌浆、高压旋喷灌浆、袖管注浆、分层多次调压注浆等。 三、路基养护与防治⑤坡间挡土墙“双锚”加固技术坡间挡土墙“双锚”加固技术就是将锚定板、预应力锚杆等已在岩土工程界广泛应用的成熟技术及工艺进行科学的组合，针对研究对象所在边坡的工程地质情况和其本身的结构特点，探索出的一种适用于坡间挡土墙建造的新的技术工艺组合。该技术将边坡加固与挡土墙的建设融为一体。把挡土墙的建设作为边坡加固的组成部分，在挡土墙施工的同时即实施对边坡的加固，反过来又稳定了挡土墙本身。 三、路基养护与防治双锚加固方案示意图 三、路基养护与防治工程实例：济南高速外环南线（1）济南高速公路外环南线K25+490～590路段，路面施工竣工时曾出现较严重的裂缝，进行过路基灌浆处理，严重的部分曾进行路面铣刨罩面。通车后不久行车道上出现一条纵向裂缝，长度约50m。2003年9月，路基裂缝进一步发展，从50m扩延到120m左右，裂缝从1条也发展到3条，裂缝的宽度达到了5cm，范围从行车道发展到超车道，在行车道上出现路面开裂下陷区，下陷深度约15cm，路基及边坡已发生滑移，滑移面延伸至隔离栅以外。 三、路基养护与防治 三、路基养护与防治K25+490-590路基加固锚杆布臵图 三、路基养护与防治工程实例4：山东省道327线（2）省道327线济南锦绣川水库大坝上游段，自2000年改建以来，发生较严重的路基沉陷、裂缝、滑移等病害问题。该路段走向与水岸坡走向基本一致，公路一面靠山，一面靠水，靠水库一侧凌空离水面高约6m。路面沿公路走向出现了严重的沉陷裂缝，长约150m，宽约5～10cm，最大沉陷差5cm，公路靠水库一侧明显下陷，并向水库方向位移。据现场调查及勘察情况分析，沉陷裂缝原因主要是填土路基孔隙率较大，雨水浸湿后造成路基不均匀沉降，加上沿水库方向路基坡度较陡又受水库水位涨落影响，土体浸湿后抗剪强度降低，诱使路基失稳侧滑。 三、路基养护与防治经反复比较，确定采用钻孔灌浆、锚杆、抗滑钢管桩的联合加固技术进行治理。S327线路基加固方案图 三、路基养护与防治工程实例5：山东省栖莱高速（3）同三线栖霞—莱西高速公路(简称栖莱高速)K59+470-K59+630为半填半挖路段，此处边坡为一水冲山谷型边坡，为减少用地，填土部分采用挡土墙支护，拟建挡土墙总长为160m，最高处达17m。由于原坡体土质较差，经验算不满足稳定要求，需要进行加固处理。 三、路基养护与防治(a)方案一固坡与建墙分离(b)方案二固坡与建墙相结合固坡与建墙加固方案 三、路基养护与防治建成后坡间挡土墙 三、路基养护与防治总之，公路路基发生侧滑失稳的原因是多方面的，对其防治的技术组合也是多种多样的，关键是要对易发生侧滑失稳的路基加强观测，做到早发现、早治理。一旦决定采取加固措施时，要做好充分的调查和勘察，在切实掌握了路基产生侧滑失稳的原因后，综合考虑安全、交通、效果、经济等因素进行处治方案的比较和选择，并详细做好技术设计。施工时要严格控制工艺和质量。工程完成后，还要注意观测，发现问题及时补救。 三、路基养护与防治路堑边坡加固技术近年来，随着国民经济建设和交通工程发展由沿海向山区辐射和延伸，道路边坡工程问题十分突出，特别是面临大量的路堑高边坡工程加固难题。为了满足交通部西在高边坡加固技术中，目前应用的加固方法主要有卸载、锚固技术、抗滑桩、挡土墙等。路堑高边坡的稳定性和加固技术是一项复杂的系统工程，因此往往需要采用多种技术综合处理。 三、路基养护与防治路堑边坡失稳原因分析路堑边坡的设计和开挖是丘陵和高山地区公路建设过程中经常遇到的问题，一般只要在路堑边坡设计及开挖过程中充分考虑工程地质条件，采取合理的坡率并必要的加固措施，在正常情况下，不会发生路堑边坡的失稳。但是，国内许多公路路堑边坡在开挖过程中或通车一定时期后却发生边坡开裂以至甚至滑塌的严重失稳现象，经综合分析，其主要原因是： 三、路基养护与防治路堑边坡失稳原因分析①坡度大，自稳性差。由于土地资源的缺乏，为了尽量少征地，路堑边坡普遍较陡。随着边坡变陡，最大主应力线随之变陡，最大主应力线成为滑面滑移线的可能性增大，边坡滑塌的加速度必然较高，滑塌的土石方量也将增大。这就造成即使绝对高度较低的路堑仍然发生失稳或滑塌。②软弱夹层是主要滑移面。边坡坡体中节理、裂隙发育，破碎带中夹杂粘土，土中含水，边坡自稳性差，往往沿着节理裂隙面或破碎带发生滑移。 三、路基养护与防治路堑边坡失稳原因分析③风化降低边坡稳定性。边坡岩土体中风化或强风化，强度较低，在自重应力的作用下，岩土体发生变形破坏，导致边坡稳定性系数下降。④设计缺陷。路堑边坡设计过程中勘察程度不够，导致边坡加固设计强度不高，加固结构强度不足以维持边坡的稳定。⑤外因影响。公路运行后雨水的入侵也是造成边坡失稳的不可忽视的外在原因。 三、路基养护与防治①预应力锚固技术预应力锚索技术是20世纪80年代以来广泛应用于岩土工程的一项新技术。其加固机理是通过施加预应力和提供剪切力以增强坡体抗滑力，提高岩土体自身的强度及自稳能力。预应力锚索技术具有施工机动灵活、施工快、安全、造价低等优点。因此，在公路建设中已得到广泛应用。 三、路基养护与防治②抗滑桩抗滑桩防治滑坡的基本原理是在滑坡中的适当位臵设臵一系列桩，桩穿过滑面进入下部稳定滑床，借助桩与周围岩土共同作用，把滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构。抗滑桩的优点是抗滑能力强，桩位灵活，开挖量小，施工简单等。适用于滑坡推力大、滑动带深的滑坡。在工程实践中，由于滑坡类型、地质条件、地形地貌的差异，采用不同抗滑桩型式，其治理效果和工程造价也不同。对于浅层滑坡或路基边坡滑坡，可用混凝土桩或混凝土钻孔桩，使滑体稳定。 三、路基养护与防治②高压注浆技术高压注浆技术是目前解决失稳岩土体问题的一种行之有效的方法。一方面，高压浆液可以通过渗透、压密、劈裂以及与岩土体的相互作用，改善了岩土体的性能，使岩土体的自稳定能力有较大程度的提高；另一方面，高压注浆可以保持加固结构的稳定，如提高预应力锚杆与周围岩土体的握裹力、增加抗滑锚杆桩抗滑能力等。为了最大限度地提高岩土体以及加固结构的承载力，必要时可以采用“分层多次高压注浆”技术。 三、路基养护与防治工程实例1：京沪高速京沪高速公路化临路金山路堑，由于设计勘察不够详细，随着土石方的开挖,逐渐暴露出严重的问题：①覆岩以下全为白云岩，经强风化而形成角砾状的松软土。②土中残留溶洞过多(约占2%)。如维护措施不当，使大气降水必随着地表渗至溶洞，再由溶洞外渗侵蚀土层，造成边坡整体失稳，以致最终滑坡的严重后果。③由于原设计是根据常规维护石坡的原则作出的，明显不能满足边坡稳定性的要求。因此,必须重新设计选择一种可靠的加固方案以确保该路堑边坡的长期稳定。 三、路基养护与防治路面路堑边坡加固方案 三、路基养护与防治工程实例2：济南绕城高速南线该段路堑位于济南市南部山区，山体海拔高度在460米以上。路堑段最大开挖深度达80多米。路堑边坡地层为奥陶系马家沟灰岩岩组，岩性较为复杂，主要有深灰色中厚层灰岩、灰色薄层灰岩、褐黄色薄层泥质灰岩和泥岩。上述不同岩层一般呈互层产出。相对来说路堑上部岩石多为厚层与薄层灰岩互层，中下部为泥岩与泥岩夹层互层。受构造影响，不同区段，岩性差别较大。山体自390米标高以下，多为第四系坡积、洪积物，以粉质粘土为主，厚度几米～几十米。由于岩性的差异，岩层风化程度较大，泥质灰岩、泥岩受风化作用强烈，完整性差、破碎软弱。灰岩融蚀现象明显，见融蚀沟槽、僵石等。 三、路基养护与防治•加固方案在本工程中，根据滑坡综合治理原则和路堑自身不良地质条件确定分区治理方案。即：削坡减重、滑坡区上部松散坡体分台阶1:1削坡；预应力锚索加固深层不稳定岩体，并采用钻孔高压注浆，改善滑带物质强度；全长粘结锚杆与挂网喷射混凝土联合加固表层一定深度破碎岩体，提高坡的整体完整性及强度，并阻隔地表水渗入；坡体排水采用水平疏干孔。坡脚处设臵抗滑桩阻止坡体的滑动。 路中线肋柱式预应力锚索原设计坡形线现有坡形线滑坡体喷射砼抗滑桩护面墙图4－2K24路堑边坡加固方案 三、路基养护与防治加固后工程照 三、路基养护与防治小结公路边坡失稳发生的原因、地点和表现形式等各不相同，具体工程的处理方法和技术手段虽有共性，但更多地表现为差异性，对于具体工程的处治，不能简单地套用规范，必须打破常规，采取有效的技术手段将多项常规技术有机地结合起来，形成一个适用于加固对象的技术组合。虽然边坡失稳、滑塌相对公路建设而言只是局部性的，但是由于其失稳往往会导致边坡的结构性毁坏，同时造成人员伤亡、工期滞后和对环境的破坏，因此对待边坡问题，预防强于治理，必须对易发生失稳的边坡实行有效监测和控制。 三、路基养护与防治支挡构筑物处治技术•锚固技术•注浆技术•微型锚杆桩技术•一杆三用技术 三、路基养护与防治①分层多次高压注浆预应力锚固技术在回填土层中安装永久性的预应力锚杆最重要的是能保证预应力值的永久保持，而要达到这个目的，则必须保证锚杆（索）在锚固段有一个强大的承载体并谋求对土体的整体改性。但在无约束的条件下，则无法实现这个目标。以G104界河立交桥挡土墙加固为例，在实施高压注浆过程中，因两侧墙面存在缝隙，跑浆严重，始终升不起压力，无法达到注浆效果。后经反复试验，最后创造了“分层多次高压注浆”技术，成功地解决了这一难题。 三、路基养护与防治•分层多次高压注浆技术原理所谓分层，就是在注浆孔的轴线方向，根据不同的承压条件，让浆液在不同的特定部位扩散。多次，即每一根注浆管注一次浆，有几根注几次，在之前，安装锚杆时须同时安装多根注浆管。 三、路基养护与防治三次注浆浆脉四次注浆浆脉二次注浆浆脉墙内填土一次注浆浆体分层多次高压注浆浆液扩散示意图 三、路基养护与防治②微型锚杆桩技术某些挡土墙的失稳主要是由于边坡的滑移而引起的，例如G205高峪铺公铁立交桥，为了保证挡土墙的永久稳定，在挡土墙加固的同时也必须对边坡进行加固。在高峪铺公铁立交桥加固过程中采用了一项新的边坡加固技术——微型抗滑锚固桩技术。 三、路基养护与防治地表钻孔孔壁定位架钻孔孔壁22钢筋固筋22钢筋注浆管固定环注浆扩大体微型抗滑锚固桩结构示意图 三、路基养护与防治•微型抗滑锚固桩的特点1)利用“微型抗滑锚固桩”内注浆管实施中高压注浆，通过注浆的充填、渗透、压密及劈裂作用，提高边坡岩土体的内摩擦角和凝聚力，达到岩土体改性的目的。2)“微型抗滑锚固桩”作为刚性桩(锚杆与注浆结合体相对周围岩土刚度较大)，可以承受较大载荷，起到抗滑作用。3)“微型抗滑锚固桩”它又具有柔性桩(桩内锚杆单元较细)的特点，可以使桩体周围岩土体的强度得到充分发挥，这样桩与周围岩土体协调发展、共同承载，最大限度地保证挡土墙边坡的稳定。 三、路基养护与防治③一杆三用技术该技术是将锚固、护坡、注浆三种技术巧妙路基组合而开发的一种新技挡土墙术。即用钢管代替锚杆，在钢管中注浆，起到锚钢管杆、护坡土钉、注浆管三者作用，具有节省投资，简化施工，保护环境等优点。该技术适用一杆三用技术示意图于矮挡墙加固。 三、路基养护与防治工程实例1：G104界河立交桥G104界河立交桥两端接线采用加筋土挡土墙技术，建成于1990年10月，建成初期即发生轻微墙体外鼓现象。从1997年起，外鼓现象逐渐加剧，至2000年6月，最大位移量相对值达100mm，绝对值超过200mm，路面局部发生纵向开裂，两侧护栏内倾，顶部面板局部脱落，墙体整体失稳，并有进一步加剧的明显趋势，情况十分危急。 快车道14m预应力锚杆砼喷层3m12m3m慢车道17m2.5m6m5m26mG104界河立交桥加固方案图 三、路基养护与防治(a)滨洲黄河大桥北接线挡土墙(b)界河立交桥加筋土挡土墙加固后加筋土挡土墙 三、路基养护与防治工程实例2：G205线高裕铺立交桥G205高峪铺公铁立交桥位于山东省泰安市境内，挡土墙墙高为3m到9m，其基础坐落在土边坡上，边坡的下面有一条通往莱芜的铁路干线。大桥自1990年6月建成通车以来已经运行了11年。但是自1999年5月开始发现大桥一侧的挡土墙竖向变形比较严重，墙顶部分明显外移，裂缝较多。因此，必须对其进行加固以确保高峪铺公铁立交桥的安全运行。 路面微型抗滑桩挡土墙基础oo基岩20-25总体方案示意图 三、路基养护与防治小结当填土较高或跨越构筑物时，为节约土地资源或满足工程需要，往往需要建设支挡结构物。支挡结构物在设臵形式、加筋材料应用、与边坡的综合加固、施工工艺等方面皆需要研究与完善。为避免支挡结构物失事造成的车毁人亡，还需加强支挡结构物的监测与维护工作。2012-2-22 三、路基养护与防治存在的问题病害防治问题•问题1：时间难预测，无预兆或灾害发生时间短，大部分为应急工程•问题2：病因难诊断，路基为隐蔽工程，诊断技术落后，难以及时发现•问题3：方案难确定，路基工程复杂，病因难找，加固处理影响因素多 三、路基病害与防治存在的问题管理决策问题•问题4：观念难转变，重路面，轻路基。重视程度不够：规范少、关注少、文献少•问题5：预防性养护难落实。•问题6：资金难预算，财政改革，财政预批，难以及时批复，耽搁产生灾害。 三、路基养护与防治存在的问题养护技术问题•①技术研发滞后。研发机构少，重视度不够，新技术、新材料、新成果等少。•②施工设备、工艺更新慢。工艺影响大，设备、工艺更新慢。•③质量控制方法科学性问题。不完善，不合理，难统一等。•④工程管理难。靠责任心，人为因素比重大，检测、监督量大，随意性、弹性大，差距大。 四、路基养护技术发展趋势病害诊断技术：•阶段分析法：望（现场病害调查）问（病害发生过程）勘（通过钻探、物探等勘察技术，深入分析病害发生原因）切（通过理论分析确定对病害进行预测、加固、处治） 四、路基养护技术发展趋势病害加固技术：•①新技术：复合地基技术，绿化技术，新型挡土墙。•②新材料：注浆材料。•③新设备：无损检测仪器，成孔设备。 五、结语•路基灾害防治原则：防治结合，以防为主以防为主，防要到位，治要彻底。•任重道远•越来越重视•加强学术交流•保障公路“畅、安、舒、美” 祝愿大家：工作愉快，事事顺利！谢谢