路基工程稳定性与灾变控制技术1

1 1路基工程变形控制技术路基工程变形控制技术2 2填料的选择与利用填料的选择与利用3 3节地环保型路基结构节地环保型路基结构4 4路基边坡路基边坡加固加固防护技术防护技术主要内容主要内容我国地域辽阔，软土分布十分广泛。我国地域辽阔，软土分布十分广泛。软土路基易出现路堤填筑期间失稳破坏、工后产生软土路基易出现路堤填筑期间失稳破坏、工后产生过大的沉降等问题。过大的沉降等问题。先后出现了排水固结超载预压、真空预压、强夯、先后出现了排水固结超载预压、真空预压、强夯、复合地基等处理技术，并形成了较为完整的设计施复合地基等处理技术，并形成了较为完整的设计施工及检测方法。工及检测方法。路基工程变形控制技术路基工程变形控制技术提出了工后沉降的概念和工后沉降标准，控制软土路基变提出了工后沉降的概念和工后沉降标准，控制软土路基变形。形。公路等级工程位置桥台与路堤相邻处涵洞、箱涵、通道处一般路基高速公路、一级公路0.10.20.3干线二级公路0.20.30.5容许工后沉降容许工后沉降/m/m挖除换填法、抛石挤淤法、强夯置换法等：挖除换填法、抛石挤淤法、强夯置换法等：利用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土体，形成双层地基或复合地基，达到提高承载力、减少沉降的目的强夯置换法强夯置换法:处理深度一般控制在处理深度一般控制在8m8m以内。以内。软土路基主要处理技术软土路基主要处理技术(1)置换法挖除换填法、抛石挤淤法：处理深度挖除换填法、抛石挤淤法：处理深度2 23m3m。排水固结法是从上世纪五十年代就开始用于排水固结法是从上世纪五十年代就开始用于gonglu gonglu 软基加固的传统方软基加固的传统方法，通过加速饱和软土排水固结，提高其强度、承载力，减小工后沉降。法，通过加速饱和软土排水固结，提高其强度、承载力，减小工后沉降。新建公路软土地基处理中被广泛采用。新建公路软土地基处理中被广泛采用。排水通道：排水通道：砂垫层、砂井、塑料排水带等砂垫层、砂井、塑料排水带等l通过超载预压、真空联合预压等措施，提前消除或减少上部轨道等荷通过超载预压、真空联合预压等措施，提前消除或减少上部轨道等荷载产生工后沉降，是公路软基处理常用方法之一。载产生工后沉降，是公路软基处理常用方法之一。该方法对填土较低，该方法对填土较低，后期使用荷载较大的大型场地地基处理具有明显优势。后期使用荷载较大的大型场地地基处理具有明显优势。外荷载：外荷载：路基填土、超载预压、超载和真空联合预压等路基填土、超载预压、超载和真空联合预压等软土路基主要处理技术软土路基主要处理技术(2)(2)排水固结排水固结法法塑料排水板袋装砂井真空预压增压式真空预压高真空击密法高真空击密法压差压差主动排水主动排水超固结硬壳层超固结硬壳层不留人为排水通道的工后沉降估算不留人为排水通道的工后沉降估算宁波北仑港三期软基处理宁波北仑港三期软基处理复合地基复合地基指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料而形成的地基。或被置换，或在天然地基中设置加筋材料而形成的地基。u碎石桩、水泥搅拌桩、高压旋喷桩等柔性桩（半刚性）桩碎石桩、水泥搅拌桩、高压旋喷桩等柔性桩（半刚性）桩uCFGCFG桩、素混凝土桩、高强度预应力管桩等刚性桩桩、素混凝土桩、高强度预应力管桩等刚性桩 搅拌桩搅拌桩 ：处理深度一般控制在15m以内 高压旋喷桩高压旋喷桩 ：控制在30m以内 CFGCFG桩桩 ：控制在30m以内 预应力管桩预应力管桩 ：沿海铁路最大处理深度达到了48m 软土路基主要处理技术软土路基主要处理技术复合地基复合地基法法碎石桩砂桩搅拌桩强强 夯夯夯扩挤密桩夯扩挤密桩夯实水泥土桩夯实水泥土桩预制管桩CFG桩桩筏结构桩筏结构桩网结构桩网结构桩承式加筋堤桩承式加筋堤软土路基主要处理技术软土路基主要处理技术(2)(2)排水固结排水固结法法2009.6.272009.6.27日日5 5时时3030分分 高填方路基补强追密技术高填方路基补强追密技术填方高度大于填方高度大于8 8米以上，进行强夯追密补强米以上，进行强夯追密补强液态粉煤灰回填台背液态粉煤灰回填台背轻质泡沫土轻质泡沫土高速公路路基加宽变形控制技术高速公路路基加宽变形控制技术郑洛高速公路改扩建工程通郑洛高速公路改扩建工程通车前车前某某涵洞附近路面出现宽涵洞附近路面出现宽3cm3cm、长长170m170m纵缝，路基下纵缝，路基下沉约沉约2 2厘米。挖开长厘米。挖开长30m30m、宽、宽5m5m、深、深4m4m的坑槽的坑槽处理。处理。o陕西西潼高速公路改扩建通车一陕西西潼高速公路改扩建通车一年年后后多段路面出现大面积沉降和多段路面出现大面积沉降和塌陷现象。塌陷现象。沿线沿线有有6 6处路面出现大处路面出现大面积沉降、塌陷和裂缝情况。裂面积沉降、塌陷和裂缝情况。裂缝宽近缝宽近1cm1cm，多处路面出现波浪式，多处路面出现波浪式沉降。沉降。l老路基边沟砂砾回填老路基边沟砂砾回填压实压实和重型碾压追密，压实度和和重型碾压追密，压实度和弯沉值弯沉值双指标控制模式双指标控制模式，有效减小新老路基间的差异沉降，实现地有效减小新老路基间的差异沉降，实现地基整体稳定基整体稳定性性老路边沟回填方案老路边沟回填方案重型压路机追密压实重型压路机追密压实l结合现场钻孔勘探及挖探试验，揭示结合现场钻孔勘探及挖探试验，揭示高速公路软基、堤身高速公路软基、堤身及边坡土体密实度与含水率空间分布规律，及边坡土体密实度与含水率空间分布规律，为高速公路路为高速公路路基加宽地基处理和台阶开挖方案提供支持基加宽地基处理和台阶开挖方案提供支持老路钻孔边沟钻孔老路边坡挖探现场实验结果l构建高速公路改扩建工程路基路面耦合系统，揭示基于路基构建高速公路改扩建工程路基路面耦合系统，揭示基于路基不均匀沉降不均匀沉降引起引起的路面结构附加应力响应规律的路面结构附加应力响应规律，制定了高速制定了高速公路路基加宽沉降控制标准公路路基加宽沉降控制标准路路面面开开裂裂时时程程老路面结构 新路面结构路面结构附加应力l提出提出路基边坡台阶合理开挖尺寸及强力夯实追密补强技术，路基边坡台阶合理开挖尺寸及强力夯实追密补强技术，制定土工格室加筋地基和土工格栅锚固加筋路床的新老路制定土工格室加筋地基和土工格栅锚固加筋路床的新老路基整体化衔接技术方案基整体化衔接技术方案台阶开挖强力夯实机强力夯实效果检测土土工工格格室室加加筋筋地地基基土土工工格格栅栅加加筋筋路路床床l制定台背路基台阶开挖方案，提出制定台背路基台阶开挖方案，提出液态粉煤灰台背回填液态粉煤灰台背回填及及短路基填筑技术，短路基填筑技术，解决解决特殊地段路基不宜压实特殊地段路基不宜压实难题难题，实现，实现加宽路基的纵横向不均匀沉降的有效控制加宽路基的纵横向不均匀沉降的有效控制台背填土台阶开挖方案短路基浇筑液态粉煤灰台背路基台阶开挖台背路基浇筑液态粉煤灰l建立建立加宽路基全断面沉降观测方法，开发路基加宽沉降观加宽路基全断面沉降观测方法，开发路基加宽沉降观测平差软件及沉降预测评估系统，形成测平差软件及沉降预测评估系统，形成系统的系统的加宽路基多加宽路基多方位沉降变形监测技术方位沉降变形监测技术沉降杯剖面管加宽路基沉降观测方案l开发开发粉砂土、粉煤灰等特殊路基边坡注浆浆液配制方法，粉砂土、粉煤灰等特殊路基边坡注浆浆液配制方法，编制编制“高速公路路基加宽施工技术指南高速公路路基加宽施工技术指南”，实现加宽路基实现加宽路基工程的安全耐久工程的安全耐久1 1路基工程变形控制技术路基工程变形控制技术2 2填料的选择与利用填料的选择与利用3 3节地环保型路基结构节地环保型路基结构4 4路基边坡路基边坡加固加固防护技术防护技术主要内容主要内容提高高速公路路基填料强度及耐久性研究 在相同的试验条件和试验方法，影响土体的承载比主要集中在土体的颗粒组成、矿物成分及其含量。提出了细粒土矿物类型、含量和粘粉比为分析指标的填土承载比评价体系，揭示了施工含水量对填土承载比的影响规律，确定了提高填土承载比的合理掺灰率。路基土干湿循环特性试验研究1 1路基工程变形控制技术路基工程变形控制技术2 2填料的选择与利用填料的选择与利用3 3节地环保型路基结构节地环保型路基结构4 4路基边坡路基边坡加固加固防护技术防护技术主要内容主要内容模拟人工降雨边坡泥石流试验模拟人工降雨边坡泥石流试验壤土壤土(loam)(loam)斜坡崩塌实验斜坡崩塌实验19711971年年1111月月9 9日日15:0015:00人工降雨开始人工降雨开始1111日日15:0015:00左右降雨量达左右降雨量达500mm500mm陡坡中泥土突然以陡坡中泥土突然以20-30m/s20-30m/s流出斜坡崩塌，泥石流出斜坡崩塌，泥石流产生推倒流产生推倒2828米外的护栏泥石流到达米外的护栏泥石流到达5555米外的水米外的水池中央池中央3131人被埋，人被埋，1515人死亡人死亡0909：0707降雨降雨开开始始 (降雨強度降雨強度90mm/hr)90mm/hr)1010：1515浸透浸透深度深度50cm50cm1313：3030斜面最下部深斜面最下部深100cm100cm处超静孔隙水压力产生处超静孔隙水压力产生1515：0000斜面下半斜面下半部移动开始部移动开始1515：3030斜面下半斜面下半部的部的移移动动量加速量加速5 5分钟分钟1mm1mm5 5分分钟钟3mm3mm5 5分分钟钟5mm5mm1 1分分钟钟1 10mm0mm1616：0303斜面下半斜面下半部部崩崩塌塌过程：过程：以身殉职以身殉职1515人纪念碑人纪念碑1515人不幸遇难人不幸遇难1111人受伤人受伤 死者当中死者当中 实验人员实验人员 1 1人人 参观者参观者 1010人人 报社记者报社记者 1 1人人 电视采访人员电视采访人员 3 3人人万亨大厦基坑倒塌万亨大厦基坑倒塌万亨大厦位于北京东二环，是一万亨大厦位于北京东二环，是一2222层框剪结构商业办公楼，层框剪结构商业办公楼，坑壁附近有：地铁线路、高层塔楼、多层居民楼等，基础埋深坑壁附近有：地铁线路、高层塔楼、多层居民楼等，基础埋深17.72m17.72m，采用复合土钉墙支护。于，采用复合土钉墙支护。于20032003年年4 4月月2323日晚至日晚至2424日晨日晨倒塌。由于当时正值倒塌。由于当时正值“非典非典”紧张时期，倒塌后，有关部门要紧张时期，倒塌后，有关部门要求立即填满基坑，附近楼房清空，损失上亿元。求立即填满基坑，附近楼房清空，损失上亿元。2010.4.252010.4.25，台湾，台湾“北二北二高高”基汐段在晴天发生基汐段在晴天发生史上最大的山体大滑坡史上最大的山体大滑坡意外，造成意外，造成3 3车被埋、车被埋、4 4人罹难人罹难 2010.5.232010.5.23，859859次旅客列车，至江西省境内沪昆铁路余江至次旅客列车，至江西省境内沪昆铁路余江至东乡间（东乡间（699699700700米处），发生脱线事故，机车及机后第米处），发生脱线事故，机车及机后第1 1至至9 9节车辆脱线，中断上下行线路行车。已造成节车辆脱线，中断上下行线路行车。已造成1919人死亡人死亡7171人人受伤。受伤。原因：由于事发地近日连降暴雨，造成山体突然边坡。原因：由于事发地近日连降暴雨，造成山体突然边坡。K859K859次次列车经过处铁路上方列车经过处铁路上方2020米是一条公路，公路上方米是一条公路，公路上方2020米处山体发米处山体发生坍塌，坍塌体约生坍塌，坍塌体约80008000立方米。坍塌体经公路落下，致使列车立方米。坍塌体经公路落下，致使列车发生脱线事故。发生脱线事故。20042004年西合铁路膨胀土挡墙降雨失稳，列车脱轨年西合铁路膨胀土挡墙降雨失稳，列车脱轨滑坡推倒桩板墙深挖路堑稳定性及支护技术深挖路堑稳定性及支护技术垮塌的护坡挡墙垮塌的洛三高速边坡公隧道进口滑坡汶川地震边坡灾害 2015年11月13日，G25金丽温高速公路丽水滑坡，