路基裂缝处治课件

1、 三阶段 施工准备阶段 施工阶段 整修验收阶段三个阶段 四区间 填筑区 平整区 碾压区 检测区 八流程八流程 施工准备 基底处理 分层填筑 摊铺整平 撒水晾晒 碾压夯实 检验签证 坡面修正 膨胀土的变形特性与一般粘土的变形有其本质区别，由于膨胀土是由一些强亲水矿物（如蒙脱石、伊利石等）组成，它表现为吸水膨胀软化，失水干缩，即产生强烈的胀缩变形，这是膨胀土最本质的特性之一。 对于膨胀土的变形可分为两大类： 外加荷载作用下的压缩变形； 外加荷载和入渗或浸水共同作用下的湿胀、湿化变形，或外加荷载与蒸发、风干和水位下降而发生的干缩变形。膨 胀 土 特 点膨胀土干湿循环试验 在土中掺入石灰材料后，石灰与

2、土之间发生强烈的作用，从而使土的性质发生根本的改变。 开始是絮凝和絮聚，表现为土的塑性降低、最佳含水量增大和最大密实度减小等，随后粘土颗粒就形成粗粉粒状的较大颗粒，从而板体性、强度及稳定性提高。 石灰加入土中后发生一系列的化学反应和物理化学反应，主要有离子交换反应，Ca(OH)2的结晶反应和碳酸化反应以及火山灰反应。 这些反应的结果使粘土颗粒絮凝，生成晶体氢氧化钙，碳酸钙和含水硅铝酸钙等胶结物。这些胶结物逐渐由凝胶状态向晶体状态转化，致使石灰土的刚度不断增大，强度和水稳性不断提高。最终使膨胀土的自由膨胀率为零。 二次掺灰 翻晒粉碎 碾压膨胀土施工 盐淮高速公路建湖段路堤填筑高度为46m，其中路

3、基地段填筑高度一般为4m左右，桥头为6m左右。在施工结束后发现路堤肩部及路面靠肩部0.55m范围内出现纵向有规则裂缝，并表露到路面面层上，长10米190米，并且连通，具体详见裂缝分布一览表 .编号路段具体位置裂缝宽度距路肩距离延伸长度（mm）（m）（m）K35+400480483580m K362514190m K40左250.53135m K40右10201.5190m K4251.513m K57+392411510219m K58+1922135101.521m K58+1942155102.521m K58左+3974185101.221m K58右+4004225102.622m K

4、58左+568592510224m K58左+6226815101.559m K58左+6977305101.533m K58左+7767865101.510m K58左+9479765102.229m K58左+950973510223m K57+7888025100.514m k35480处裂缝3路基向下开挖裂缝走向旋转 k36322右电话平台处裂缝k36322左电话平台处裂缝k35+480右二灰土芯样 YS2标段地基土10m以内主要地基土有两层，（12+3）层软塑粘土，分布连续，厚度1.506.90m，（22+3）层亚砂土，此两层土主要物理力学性质指标见下表：地层土层天然含水天然孔隙比液

5、性指数压缩模量Es(Mpa)静力触探Ps(Mpa)容许承载力名称W（%）eIi0(kpa)12+3粘土33.80.790.635.390.898022+3亚砂土27.10.7460.912.911.2170 YS5标标段地基土10m以内主要有4层，1层粘土，软硬塑，厚度2.00m左右，2层淤泥质粘土，软塑流塑，厚度1.20m左右，3层粘土，软硬塑，厚度2.503.50m。4层粘土，硬塑3.504.00m左右，该几层地基其主要物理力学性质指标见下表：地层土层天然含水量天然孔隙比液性指数压缩模量Es(Mpa)静力触探Ps(Mpa)容许承载力名称 W（%）eIi0(kpa)1粘土30.20.8620

6、.54.51202粘土34.60.9680.773.7703粘土28.60.8070.45.41600.695 为了分析裂缝发生的原因，我们采用了钻探、室内土工试验、重型动力触探、开挖探槽等手段，并用plaxis软件模拟验算路堤土层变形情况。 路堤现场实际量测坡度为1：1.5，路堤计算高度取6m，附加压力取23 kpa，路基土层数据取本次勘探资料数据，计算深度从路堤顶面向起向下13.0m。 采用软件计算，计算成果如下：计算安全系数1.4，说明路堤整体是稳定的。 a)、YS2标段路堤高度为4.0m处，该地段（12+3）层路基土承载力为80kpa。路堤荷载取路堤中间部位计算，具体如下： 80 kp

7、a 路堤地基土承载力满足要求。kpahrii17.775 . 19 .197 . 16 .188 . 020 b)、YS5标标段路堤高度为4.5m处，该地段1层路基土承载力为120kpa。路堤荷载取路堤中间部位计算，具体如下： 120 kpa 路堤地基土承载力满足要求。kpahrii78.863 .09 .187 .19 .197 .16 .188 .020 a）、YS2标段取路基未加固地段，路堤高度为5.0m，换算成对路基附加应力为100Kpa，采用分层总和法计算地基变形沉降，计算深度取到亚砂土层。计算结果为路基土沉降量最大值不超过3cm。该沉降为均匀沉降，不易产生拉裂缝。 b）、YS5标段

8、路基、桥头均采用了粉喷桩对地基1、2层软土进行了加固处理，粉喷桩处理深度45.5m不等。根据现场K40+452桩号沉降观测资料，场地路堤荷载引起的路基土沉降绝对沉降量较小，各级荷载下沉降量一般均小于1cm，且基本趋于稳定。 根据施工日志，施工过程中由于台风突袭，路堤底部曾被雨水浸泡多日，上部雨水渗入到新填路堤中。 路堤肩部土体相对松散部分被雨水通过毛细孔渗透入路堤中，直接导致路堤肩部填土土层变软，强度降低。 雨水退去后，变软的土层孔隙水消散，即路堤松散土体中的水排出，土体开始固结，路肩土体沉降加快。此时路堤肩部土体与路中土体出现不均匀沉降，导致肩部土体拉裂。 1）在稳定性分析中，如果土层中有水

9、渗入，则应该考虑浸水后，土的强度降低，作为安全计算，可以用完全饱和土的强度指标。 2）另外，如果一旦出现了裂缝，则稳定性分析中应考虑裂隙的影响。如下图所示：由于贯通的裂缝中土体没有强度，裂缝中一旦雨水灌入，水压力将成为滑动力的一部分。 路肩线 点滑移线裂缝线 3）为更深入分析问题，可采用plaxis软件模仿路堤产生裂缝机理。对路堤肩部土体进行验证（其中A点为肩部顶点），分别对土体自然状态下和雨水浸泡过后，固结60天，计算土体沉降，加以对比。具体成果如下： a）自然状态下，路堤土体垂直位移是中间下沉，其下沉位移明显大于路堤肩部下沉位移（最大差值约3cm）；且位移变形是连续光滑曲线，曲率较小。 b

10、）肩部土体雨季受到雨水浸泡，路堤土体肩部垂直位移明显增大，（比中间位移大约3cm），位移曲线近似折线，曲率较大；而又肩部土体水平位移方向转向路堤外，最大位移3.3cm，造成土体横向拉裂，这与路堤实际拉裂情况基本吻合。 在裂缝较大处路堤肩部钻钻探孔2个，采取土试样。室内试验进行常规物理性质试验，同时进行了压缩试验和直接快剪试验(q)、固结快剪试验(cq)。根据钻探资料进行填土分层： 1A1层，填土: 褐黄色，由石灰、粉质粘土、水泥等组成，填筑密实，韧性低，坚硬，本层分布于0.00.9m。 1A2层，填土：以粘土为主，夹少量石灰，结构松散，韧性低，硬塑，本层分布于0.92.5m。 1A3层，填土：

11、以粘土为主，夹少量石灰，韧性中，硬塑，本层分布于2.54.2m。 1A4层，填土：以粘土为主，结构松散，韧性低，硬塑。本层分布于4.26.5m 由于雨水浸泡及渗透作用，使1A2层、1A4层填土含水量增大压缩变形增大，强度降低。在上覆土层荷载作用下，下层土发生压缩变形，上部土层随之沉降。 在k42裂缝最大宽度20mm处开挖了探槽。资料显示顶部0.8m土体坚硬，干燥，难挖；0.8m2.5m土体松散、潮湿、易挖。 裂缝延伸到路面以下2.5米处消失，裂缝走向向堤外伸展。这些现象与现场钻探记录资料所反映的一致。路堤土1A1、1A3层坚硬，1A2、1A4土层松散，一旦顶面有外部荷载，上部土随之沉降形成裂缝

12、。 裂缝延伸到路面以下2.5米处消失表明地基土并未破坏。 1A1层，填土: 0.01.2m，锤击数1826，填土很密实，压实系数大。 1A2层，填土：0.94.4m，锤击数2.58，填土密实性差，较松散。 1A3层，填土：3.95.5m，锤击数820，填土较密实。 1A4层，填土：4.86.9m，锤击数2.58，填土较松散。 从动力触探试验数据分析，填土软硬相间，下部松散土在上部土荷载作用发生压缩变形，形成堤面裂缝，这和土工试验分析结论一致。 综上所述，由于雨水浸泡及渗透作用，使1A2层、1A4层松散填土含水量增大，压缩变形增大，强度降低。在上覆土层荷载作用下，下层土发生压缩变形，上部土层随之

13、沉降，产生裂缝。 1、治理方案选择、治理方案选择 根据上述原因分析结果，雨水、地下水浸泡及渗根据上述原因分析结果，雨水、地下水浸泡及渗透作用致使填土软化，抗剪强度降低，透作用致使填土软化，抗剪强度降低，1A2、1A4压缩系数较高，孔隙比大，在上覆荷载作用压缩系数较高，孔隙比大，在上覆荷载作用下产生压缩变形，加之靠路肩的土体无侧向约束，下产生压缩变形，加之靠路肩的土体无侧向约束，形成了向堤外的拉裂缝。形成了向堤外的拉裂缝。 综合各方面的条件，本着综合各方面的条件，本着“安全可靠，经济合理，安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工技术可行，方便施工”的原则，经过细致分析、的原则，经过细致分析、计算和

14、方案比较，采用以下几种方案对产生裂缝计算和方案比较，采用以下几种方案对产生裂缝路堤进行加固处理：路堤进行加固处理： 1）、土层锚杆：主要是为了加大路堤的侧向约束，增强路堤整体稳定性。 2）、注浆：对裂缝处填土进行注浆处理，主要目的是填补裂缝，防止雨水再次渗入，同时提高填土整体密实度，增强土体强度。注浆过程中，压力不能过大，防止高压促使滑裂面的形成。 3）、路堤堤脚处沿线打入一定深度的三层相互搭接的搅拌桩挡墙。 详细设计见图纸。路 堤 路 面裂 缝 线:1.5路 肩 线锚 杆 立 面 布 置 图 比 例 尺 1： 500钢 筋 网自 然 地 面1-1剖 面 图注 浆 、 锚 杆 、 旋 喷 桩

15、平 面 布 置 图 比 例 尺 1： 250路 堤 底 边 线路 肩 线裂 缝 线11坡 面 挂 网 喷 浆注 浆 孔坡 面 挂 网 喷 浆锚 杆注 浆 孔注 浆 孔泄 水 孔施 工 说 明 （1） 注 浆 施 工 a)、 注 浆 水 灰 比 可 取0.40.6， 注 浆 孔 直 径90m m, 注 浆 深 度 为 ： 斜 面 注 浆 孔 角 度 、 长 度 与 b)、 采 用 压 密 注 浆 法 加 固 ， 压 力 控 制 在0.5M Pa， 注 浆 流 量 取10-15L/m in。 c)、 浆 液 用 32.5普 通 硅 酸 盐 水 泥 ， 注 浆 用 水 不 得 采 用PH值 小 于4

16、的 酸 性 水 和 工 业 废 水 。 d)、 采 用 注 浆 地 基 补 强 ， 7天 后 测 定 其 效 果， 采 用 轻 型 动 力 触 探 ， 若 地 基 强 度 达 不 到 原 地基 要 求 时 ， 应 进 行 补 孔 压 浆 。 (2) 土 层 锚 杆 支 护 a)、 土 层 锚 杆 分24层 ， 第 一 层 土 层 锚 杆 锚 头 位 于 路 面顶 以 下0.5 0m， 按 每1.5m垂 直 深 度向 下 排 列 ， 最 后 一 排 锚 杆 锚 头 位 于 搅 拌 桩 上 , b)、 钢 筋 为 直 径20的 级 钢 ， 长 度 等 于 锚 头 到 裂 缝 线 水 平 距 离 的

17、 2 3倍 ， 最 后 一 层 定 长 15m。土 层 锚 杆 与 水 平 成150C。 c)、 孔 深 偏 差 50m m， 孔 位 偏 差 5m m， 孔 距 偏 差 100m m， 倾 角 偏 差 5%。 d)、 用 6.5钢 筋 制 成 60m m圆 圈 焊 接 在 20钢 筋 上 ， 每2m焊 一 道 ， 再 下 入 锚 孔 ， 保 证钢 筋 居 锚 孔 中 心 。 e)、 水 泥 ： 水 ： 砂=1：0.4：0.2进 行 试 配 。 f)、 锚 杆 施 工 完 后 ， 建 议 对 其 进 行 养 护7天 以 上 ， 抽 取 锚 杆 总 数2 进 行 试 拉 ， 压 力 要 求 达到

18、50kpa以 上 。 （3） 挂 网 喷 浆 a)、 喷 混 凝 土 分 两 层 施 工 ， 每 层 厚 度4cm， 喷 混 凝 土 采 用C20混 凝 土 。 b)、 将 6.5钢 筋 进 行 调 直 拉 伸 处 理 并 按 尺 寸 下 料 ， 进 行 现 场 绑 扎 或 点 焊 ， 20钢 筋 与 锚 杆头 焊 牢 ， 并 设 置 锁 定 筋 。 c)、 坡 面 应 设 置 泄 水 孔 （ 10塑 料 管 ） 以 排 除 土 体 内 渗 水 ， 设 置 间 距2.0m。 d)、 网 筋 间 距 误 差 2cm， 保 护 层 2cm， 上 下 层 钢 筋 搭 接 长 度 不 小 于30cm，

19、 设 置 定 位 支 架确 保 砼 保 护 层 不 小 于5cm。 （4） 搅 拌 桩 施 工 直 径 700搅 拌 桩工 程 名 称制 图审 核批 准淮 盐 高 速 公 路 路 堤 裂 缝 处 理 施 工 图中 国 化 学 工 程南 京 岩 土 工 程 公 司 土 层 锚 杆 的 相 同 ， 路 堤 顶 面 注 浆 孔 于 裂 缝 线 两 端 各 1m ， 深 度 入 路 基 土 2m 。201500 15000锚 杆搅 拌 桩深 层 搅 拌 桩 直 径 700mm， 三 排 相 互 搭 接 ， 搭 接 长 度 为 200mm， 深 度 10m， 水 泥 渗 入 比 15 。a)、 注浆范围

20、 对路堤上所有裂缝段采用注浆施工，在斜面上布置，每米一个注浆孔，梅花形布置，长度超出裂缝长两端各2m，覆盖整个路堤坡面，注浆孔深度、角度与土层锚杆的相同，路堤顶面在裂缝线1m左右各加一排注浆孔，注浆深度进入路基土2m。 注浆浆液采用水泥浆液，水灰比可取0.40.6，宜参照类似工程经验确定。注浆压力、注浆速率、浆液的初凝时间按实际土层情况调整，注浆点自下而上，每0.5m为一注浆点，使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体。 采用注浆地基补强时，其效果测定应在7天后，采用轻型动力触探，若地基强度达不到原地基要求时，应进行补孔压浆。 a）、注浆孔的孔径选取90mm，垂直度偏差小于1%。 b）、注浆

21、前应在注浆点位置开挖沟槽和集水坑。 c）、采用压密注浆法加固，压力控制在0.5MPa，注浆流量取10-15L/min。 d)、浆液宜用32.5普通硅酸盐水泥，水泥浆配置后放置时间不超过2小时，注浆用水不得采用PH值小于4的酸性水和工业废水。 e)、注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行，并宜采用先外围后内部的注浆方法，当地下水流速较大时，应从水头高的一端注浆。 f)、注浆终止条件：达到额定注浆量或孔口大量冒浆，方可提管，每次上拔高度宜0.5m。 g)、当注浆压力保持不变，吸浆呈均匀减少时，或吸浆量不变，压力均匀上升时，不改变浆液浓度继续注浆。相反，则应加大浆液浓度。 h)、注浆顺序应按跳孔间隔注浆方

22、式进行. i)、因裂缝、填土不实，存在注浆跑浆现象，因此，浆液需尽量稠，可渗入一定量的粉煤灰，必要时掺加水玻璃以使浆液速凝，提高注浆效果。 j）、灌浆期间及施工结束后，应对路堤进行沉降监测。注浆注浆后注浆后注浆后注浆后 支护范围 段路堤裂缝宽度较大（裂缝宽度10mm以上），路堤高为46.00m，地面超载q=50kPa，地下水位埋深地面下-1.00m。除了采用注浆施工外增设土层锚杆支护，土层锚杆分24层，第一层土层锚杆锚头位于路面顶以下0.50m，按每1.5m垂直深度向下排列，最后一排土层锚杆位于搅拌桩上。 钢筋为直径20的级钢筋，长度等于锚杆锚头到裂缝线水平距离的23倍，最后一层长度定为15m

23、。锚杆水平间距为1.5m，土层锚杆与水平成150C。坡面挂钢筋网，采用直径20的级钢筋，对土层锚杆进行交叉焊接锁定。 a）、边坡锚杆的施工，其施工程序：边坡清理、设置锚杆孔、清孔、放入锚杆、加压注浆。孔内砂浆充分凝固后进行坡面挂网喷混凝土。 b）、钢筋网应连续配置，钢筋搭接处及锚杆与骨架钢筋间采用逐点焊接。 c）、喷混凝土分两层施工，每层厚度4cm，喷混凝土采用C20混凝土。 d）、坡面应设置泄水孔（10塑料管）以排除土体内渗水，设置间距2.0m。 a）、建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99 b）、钢筋焊接及验收规程（JGJ18-96）； c）、ISO9001质量体系程序文件（本公司）。

24、a）、施工方法 由于基坑开挖深度范围填土结构松散，施工中切忌带水作业，以防止水渗入土体产生滑动，因此，本工程锚孔施工选用干作业法进行锚孔施工。边坡清理测量放线锚孔施工锚杆养护及检查锚固筋安放孔内注浆锚固钢筋制作钢材检验水泥及原材料检验拌制水泥浆养护结束喷射砼（分两次）设置泄水孔钢筋网安放制作钢筋网钢材检验拌制砼水泥及原料检验 根据施工工艺流程，各道工序参数如下： 边坡清理：对现有边坡按图纸要求进行修理，对坡面虚土进行夯实或清理，确保坡面坡率一致。 测量放线：由专业人员负责实施，重点把好测准标高，找准水平，校正好锚孔倾角的及横纵向孔位质量关。 锚孔施工：施工中首先按要求对准孔位校正好倾角，施工中途应校正倾角1-2次，一次成孔至设计深度，并对孔底残土彻底清理，成孔应满足下列技术要求：孔深