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混凝土路面塌陷修复方法

混凝土路面塌陷修复方法

混凝土路面塌陷修复方法范文第1篇

关键词:公路隧道 浅埋段 特大塌方 综合处治技术

0 引言

某隧道是作为该告诉公路的核心控制工程,在高速公路使用的过程中有着极其重要的作用。在隧道使用的过程中,其上行隧道起讫里程为ZK37+815-ZK41+400,长3585m;下行隧道起讫里程为YK37+815-YK41+395,长3580m,隧道净宽10.5m,净高5m,与此同时,在隧道构建的过程中,两座隧道都处于直线与曲线的位置修建中,且角度处于2.2%的单下坡。

1 特大塌方事故发生经过

当隧道开挖至YK40+466处,并完成初支里程至YK40+466,在2次出碴及清理工作面过程中,上导坑左下方出现1处小型溶洞,并发生突泥,方量约10立方米,且掌子面有掉块现象,而洞外已下起了中雨,为安全起见,洞内停止作业,并加强了地表观测。21个小时后,地表塌陷区内的积水和土体突然垮塌,大量地表汇水涌人隧道,洞内突泥及石块涌出的长度约110m,地表形成1个直径30m、深23m的大陷坑,塌方数量为15000立方米,为特大型塌方,致使隧道施工中断,第二天塌方停止。

2 特大塌方事故原因分析

事故发生处的地质概况为:表层为第四系土层,主要是黄色亚粘土以及较少的砂岩碎石块,土层厚度为1米到2米之间,层间结合较差,属于块碎状镶嵌结构;基层也属于块碎状镶嵌结构,层间结合较差,主要是灰色白云岩。

塌方冒顶段的围岩风化程度较重,完整性差,呈现碎裂散体结构,岩体中含有许多亚粘土和软泥,岩溶水丰富,亚粘土呈流塑状态,容易由于岩体失稳导致大型坍塌事故发生。隧址区的地貌形态比较特殊,由山、岭、槽构成独立的单元,塌方冒顶段在槽谷中心,覆盖层厚达22m―28m,地表用于农田灌溉的径流十分丰富,有河流穿过隧道线路,地下水也十分丰富,槽谷区有封闭式的贮水单元,隧道施工破坏了封闭状态,水的作用下极易导致塌方。另外,施工期间受工序安排的影响,在塌方冒顶段只做了初期支护而没能及时做仰拱,没有形成闭环,导致结构受力下容易产生塌方。

3 综合处治技术

由于塌方段是农田,地表处理较为困难,考虑到坍塌已经基本稳定,选择洞内外两条线分别处理的方案。具体如下:

3.1 地表临时排水

地表临时排水设施时在排水沟施工之前在河流与隧道开挖边界距离50m处的上游做土袋围堰,在陷坑周围10m之外做截水沟连通围堰,截水沟底宽、顶宽、深分别为0.8m、1.2m、0.6m,使用复合防水板做流水断面,从而形成排水系统,以避免河水流入洞内。

3.2 洞内清淤

从洞内塌方尾部开始做清淤平台,长30m,高度在2m到3m之间,单侧设置排水沟,排水沟规格为0.5m×0.3m。接着应及时阻止塌方突泥体的扩张延伸,在其阻止的过程中,多采用清淤平台形成特定范围内的高度,且使用隧道外地弃渣来控运隧道坍塌的现状。与此同时,在清淤的过程中,仍需不断推进操作平台,在其操控过程中,平台的高度则依据淤积高度来调整,由此则能充分避免淤积体重新处于下滑或是垮塌的状态。

3.3 工作面预注浆

选择超前分段注浆的方法进行工作面预注浆,分段长度为6m,注浆厚度需要保证洞内塌方体以设计拱顶标高以上3m的松散体固结,压力为1.0MPa到1.5MPa之间,使用W:C=1:1的双液浆并添加5%浓度为35波美度的水玻璃,C:S=1:0.6,其扩散半径为0.8m。

3.4 长管棚施工

结合塌方冒顶段的地质特点,确定在拱部128°范围进行两次Φ114长管棚施工,管棚钻孔仰角在第一次和第二次分别为1°、5°,中心距为0.4m,长度为18m、25m,使用厚度为8mm的无缝钢管,总计有60个管棚。做厚为0.5m、宽为2.0m的钢筋混凝土套拱,预设2mΦ133导向管。注浆终压为2MPa,速度为30L/min―60L/min,加入1%到3%的缓凝剂,凝结时间在5min到8min,扩散半径为1.0m。

3.5 开挖与支护

采用人工开挖,对有基岩出露处等位置可以先进行松动爆破之后再进行人工开挖。开挖选择上中下短台阶分部进行的方式,台阶长度在5m以内,进尺为0.5m,并预留0.2m的下沉量。上半断面预留核心土,采取环形开挖的方式,以确保掌子面安全,下半断面左右错挖,采用马口形式开挖,错开长度处于3m到5m之间,并在开挖后及时清底,以做仰拱形成封闭。

初期支护选择钢拱架、小导管、钢筋网、C20混凝土的支护体系,钢架使用Φ22螺纹钢筋连接,钢筋间距为1m,C20混凝土厚度为0.25m。初期支护需要及时,尽早喷混凝土封闭,缩短围岩暴露时间,以及时形成受力条件。

二衬加强处理将主筋从原设计的Φ22换成Φ25,将纵向间距从原设计的0.25m换成0.20m,将衬砌混凝土标号从原设计的C25换成C30。

3.6 陷坑回填

管棚基本稳定并且二衬完成后,进行陷坑回填。在陷坑四周修坡比为1:1的坡,在表面做厚为0.1m的Φ8钢筋网并喷射0.1m厚的混凝土,网格规格为0.3m×0.3m,间距0.15m,按梅花形设置砂浆锚杆,锚杆长为3.5m,对锚杆和钢筋网进行焊接。坑内回填弃碴,在回填时必须分层夯实,并使用两层混凝土夹一层复合防水板防渗,在坑顶1m深处使用粘土封闭来防渗,在四周增大3m到5m左右的搭接宽度。为方便排水,应注意形成自然坡度。另外,在陷坑外做排水沟,并确保排水沟流量高于河流丰水期流量,在排水沟每30m处设置沉降缝,将其作为永久性设施。

4 存在的问题及对策

受地质条件的限制,注浆量难以控制,必须调整注浆工序和工艺,以提高注浆效果。因此,在注浆时穿行管棚孔施工,管棚孔施工前要保证相同水平线下的预注浆已经完成。采用间歇注浆法,将凝结时间改为30s到50s之间,在注浆1min到5min时停40s。

5 总结

采取综合处治技术后,观测结果表明采取的技术可行,达到了预期的效果。对该实例总结出的经验如下:隧道施工必须要贯彻“先排水、短进尽、快支护、早封闭、勤量测”的原则,科学组织施工;塌方处理的总原则是安全可靠,快速高效,确保工程质量、不留隐患,力求经济;长管棚施工中,要根据开挖中揭示的情况,重视注浆对地层的改良作用,注浆固结体与管棚的共同棚架护拱作用是确保开挖顺利,防止塌方继续发展的重要因素。

参考文献:

[1]朱彦鹏,何江飞,李军.黄土公路隧道浅埋段管棚注浆支护机理及监测分析[J].建筑科学与工程学报,2011,(01).

[2]张桂生,刘新荣,胡元鑫.隧道信息化施工监测的项目化管理实践与思考[J].地下空间与工程学报,2009,(01).

[3]贾军政,李围,陈磊,李成.岩溶地质条件下厂区公路隧道施工监控量测技术[J].重庆建筑,2010,(02).

混凝土路面塌陷修复方法范文第2篇

【关键词】公路路基;塌方沉陷;快速修复

目前我国公路领域的勘察、设计以及施工技术的研究是以公路建设阶段为主,对于路基塌方、沉陷修复技术还没有较为系统的研究。对山区公路路基塌方快速修复技术的研究就非常有必要。

1.路基塌方、沉陷灾害特征

路基的塌方、沉陷灾害特征有两种。一种属于渐进性,为下边坡推移式滑坡。推移式滑坡是指整个路堤向下滑动,推动坡体变形或破坏,路面会出现明显的下沉,并出现拉裂缝,这类灾害特征在调研过程中最为常见。

另一种属于突发性,如上边坡滑移或崩塌后掉落巨石砸损路基。突发性山区公路断道灾害因其发生突然、无明显征兆,常造成公路交通意外中断和人民生命财产损失,需重点防治。

2.路基塌方、沉陷灾害类型和致灾因素

2.1区域地质因素

(1)公路线路处于地震带上。地震是引发公路地质灾害的重要因素之一。地震力的作用下,公路边坡坡体承受的惯性力发生改变,破坏坡体平衡,直接触发了滑动和流动。另外,地震造成地表出现大量变形和裂缝,有利于降雨和融雪的渗透,减小了岩土体的力学强度指标,导致地下水的上升和径流条件的改变,为公路路基损毁创造了形成条件。

(2)公路路基位于滑坡体上。布置在老滑坡体上的山区公路很有可能会因老滑坡体的复活而塌方,引起老滑坡体复活的原因一般有坡体开挖、雨水、爆破振动等因素。

(3)地表径流的冲刷、浸泡及库区水位变化。江河、水库等地表水体的冲刷、侵蚀或浸泡岸坡,削弱坡体支撑或软化岩土体,降低破体强度,可能诱发路基沉降或塌方。

2.2气候条件

降水,特别是强降水和持续降雨,是诱发崩塌、滑坡、路基塌方/沉陷灾害的主要因素。雨水入渗可使路集中的细颗粒流失,并使土中应力状态发生变化,导致路基沉陷。若路基坡脚排水设施被淤堵,或未设置排水设施,水滞留在路界范围,长时间浸泡路基,水渗透到路基填土内部,造成路基变软,引起下沉。

2.3外部荷载

(1)不合理的人为工程活动 。忽视地质环境保护的大规模人类活动,如乱砍滥伐森林、无计划采石开矿与削坡修路、过量开采地下水、坡顶加载等均可能引发路基边坡失稳。

(2)风化作用。在边坡坡度、高度等条件相同时,岩石的风化程度越高,岩体就越破碎,发生地质灾害的可能性就越大。

(3)山区公路上边坡滑坡或崩塌落石。当山区公路上边坡发生较大规模滑坡或崩塌落石时,滑落或砸落在公路上的巨大体积岩土体会导致下部路基失稳,发生塌方或严重的地面沉降。

2.4地形条件和地基土质类型

(1)地形条件。斜坡的坡形与灾害的发生有着十分密切的关系。坡形方面,正向类的直线型和凸型斜坡较其它类型的斜坡更易发生滑坡和崩塌地质灾害;坡度方面,坡度大于60°易形成崩塌,随着坡度的减小,多发生滑坡;坡高方面,在其他条件相同的情况下,坡高越大对斜坡的稳定性越为不利;坡向方面,顺向斜坡中滑坡灾害的易发程度明显高于逆向斜坡。

(2)地基土质不良。当工程地质条件不良,原地面比较软弱时,若填筑前未经换土或压实不足,则填筑完成后,原地面土体易产生压缩下沉或挤压位移造成路基沉陷。

3.山区公路路基塌方快速修复新技术

常采用的快速修复技术有:锚杆(索)施工与锚固系统快速承载、微型桩临时抢险支护、土工合成材料、非开挖技术等。各种防治措施的适用条件见表1, 实际治理过程中应根据路基塌方沉陷类型、场地条件、地质条件、水流结构, 综合考虑技术可行、安全可靠、施工便利、有利环境及造价经济等因素,合理选用。下面是各种修复技术的介绍与浅析:

表1路基塌方沉陷快速修复技术分类表

修复技术 适用条件 材料 结构形式 设计计算方法 施工工艺

快速锚固 螺旋锚

在岩层和含大量砾卵石的土层中不适用;单锚抗拔力通常小于100KN 钢铁树脂复合材料 锚头

锚叶

锚杆 螺旋锚数量根据固工程所锚固力和单锚锚固力确定 装配、下锚、张紧 、监测

早强型

浆液 不适宜宽大裂隙及受侵蚀的环境 早强剂、速凝剂、减水剂、填料 幂律流体 正交试验 灌浆强度值法

树脂锚

固剂 适于刚性基体、 机械化作业 树脂胶泥、固化剂 全长锚固、

端头锚固 拉拔力测试 打眼、吹扫、顶入、搅拌

微型桩

适用于潜在滑面较缓的路基和边坡 细石砼、加劲材料 排或交叉

网状配置 按受力模式对内力和外力进行计算 成孔、清孔、 安放钢笼、注浆成桩

土工合成材料 土工格栅

应用于支挡填土工程 , 墙高不宜大于10m 填土、筋带材料 加筋路堤和加筋土支挡结构 连续介质法

结构性方法

铺设、搭接绑扎、摊铺上层路土、碾压

土工编

织袋 挡墙、筑堤和修复路面 土工布、填料 全断面式、土心填筑式 重力式挡墙 装土、缝袋、摊铺、碾压

柔性管加筋

注浆 砂砾石、 砂卵石地层 注浆管、浆液 注浆和加筋 静压注浆 场地定位、制浆、注浆

非开挖 积水排除 埋管、工具管 地下管道 顶管顶力、承载能力 工作井、顶进、接收井

3.1片石混凝土挡墙

片石混凝土挡墙虽然费用较高,但施工速度快,结构强度高,目前设计计算以及施工技术成熟。

3.2土工编织袋挡墙

土工编织袋修筑的永久挡墙既使挡墙能快速发挥使用功能,降低挡墙施工安全风险,又能作为永久挡墙在应急抢险工程中使用。

3.3柔性加筋注浆快速回填技术

柔性加筋注浆技术是结合注浆和加筋两种加固效果的新技术。柔性加筋注浆的设计方法和施工工艺是在土体劈裂灌浆力学机理与能耗分析的基础上,结合柔性管加筋注浆试验研究和柔性加筋注浆的数值模拟而提出的。

3.4微型桩快速加固技术

微型桩的设计计算方法与施工工艺是采用微型桩加固边坡稳定性上限分析方法而开发的。微型桩桩顶常设置网格形钢筋混凝土联系梁联系各微型桩,以增大其整体力学性质。

3.5锚杆(索)施工与锚固系统快速承载技术

锚杆(索)加固路基边坡的简化设计方法是研究锚杆(索)加固边坡稳定性上限分析方法,分析弹性状态下锚杆位移变形和基于非线性Mohr-Coulomb强度准则下锚索极限抗拔力的基础上提出的,该技术通过螺旋锚\早强型浆液和树脂锚固剂等三类快速承载技术以及外锚结构物坡面加固技术来实现路基塌方沉陷的快速修复。

3.6土工合成材料在路基修复中的应用

土工合成材料在路基修复中的应用遵循基于上限分析理论的加筋路基简化设计方法。

方法通过土工合成材料加固路基边坡稳定性上限分析方法的研究, 结合室内试验和数值模拟分析而提出。

3.7基于非开挖的路基排水技术

非开挖设计与施工技术是指在不开挖地表的情况下,利用路基塌方沉陷快速勘察技术,对塌方沉陷区小流域范围内的地下排水管道进行检查、 修复以及疏通堵塞和积水排除,是一项环境友好的施工技术。

4.结束语

在掌握塌方、沉陷原因基础上,探究路基塌方、沉陷快速勘察与修复的方法与技术,可缩短由于塌方沉陷对交通造成的影响,减少带来的经济损失和社会影响,提高我国公路养护管理水平。

参考文献

混凝土路面塌陷修复方法范文第3篇

关键词:山区农村公路水毁塌方 滑坡 泥石流 路基 路面 修复

中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:

一 、总  则

山区农村公路水毁定义与范围:

山区农村公路水毁主要是指因坡面侵蚀、滚石、崩塌、山体滑坡、泥石流等引起的公路毁坏,包括在建公路及原有公路。

(二)山区农村公路水毁主要类型:

1、山体塌方、滚石、泥石流;

2、路基缺口、滑塌、沉陷、冲刷、淘空、冲毁等;

3、沥青路面松散、坑槽、脱皮、龟裂、网裂、翻浆;

4、水泥混凝土路面板下淘空、断板、破碎、面板悬空。

(三)水毁修复原则:

1、突出重点、兼顾一般,先急后缓、先通后畅,修复与提高相结合;

2、遵循公路工程施工技术规范。

(四)水毁修复程序

交通管制清理公路调查检测确定技术方案工程设计组织实施核查验收。

二、交通管制与清理公路

(一)对因路基冲断、冲毁以及桥梁毁坏而修筑临时便道的农村公路,便道在水毁修复期间内应进行交通管制,采取砌隔离墩等措施禁止重载交通通行,同时要设置过往车辆绕行标志。

(二)在一些水毁工点设置临时警示标志,确保交通安全。

(三) 清理路面:应及时清理路面上的塌方、滚石、泥石流,水退后再组织人员清理路面上的杂物、淤泥等,清扫路面。

(四)清理桥孔、涵洞、边沟:宜及时将堵塞桥孔、涵洞、边沟的杂物清除,将积水排除。

三、调查检测

(一)应加强水毁农村公路病害调查,为下一步水毁修复提供基础资料,必要时可进行检测,调查检测的重点主要为水毁损坏的桥梁涵洞及在建公路。

(二)水毁桥梁重点检查基础、桥面、附属设施等,水毁涵洞重点检查进出水口、洞身、翼墙、铺底。

(三)在建公路重点检查损坏的基层及面层,并按照公路施工技术规范进行必要的检测,合格后方可使用,否则应进行处理。

四、塌方、滑坡、泥石流

(一)山体塌方、滑坡的治理:

1、设置截水、排水沟、盲沟,防止地表水、地下水流入坍、滑体。

(1)在坍、滑体范围内,根据水量大小开挖树枝状排水沟。其主沟与滑动方向一致,以免滑坡体滑动时水沟破裂水量集中下渗。水沟跨过裂缝,可用搭叠形渡槽引过。排水沟尺寸可略小于截水沟填平坡体上的洼地、水塘,整平夯实山坡坡面。若截水沟和排水沟通过砂性土地带,必须用三合土或水泥砂浆抹面,以防漏水。

(2)坍、滑体内地下水丰富且层次较多时,可设支撑盲沟,用于排水和支撑。当坍、滑体上方有地下水时,在垂直于地下水流的方向设截水盲沟,将地下水引向两侧排出。

2、设置构造物,维持土体平衡。

(1)若滑坡体下有坚实基底,且滑坡体推力不大,可设置抗滑挡土墙,挡土墙尺寸应经过计算确定。

(2)一般在坍体滑坡的斜面上,用木桩或混凝土桩穿过坍滑体,打入未扰动下层,桩的间距及打入深度应经过计算确定。

3、稳定边坡。

(1)土质边坡可植草皮,风化石质或泥质页岩坡面可植树种草,利用植物根系固定表土,并减少地表水下渗。

(2)岩石风化碎落坡面区,可用表面喷浆、三合土抹面或黄泥拌稻草抹面;土质坡面可采取铺砌块石护坡。

(3)根据边坡地形特点和地质条件,采用刷方减缓坡度或在滑坡体上部挖去一部分土体,减轻滑坡体重力,以减少下滑力,增强滑坡体的稳定性。

(二)泥石流的治理:

1、发生频度大的粘性泥石流及规模较大的稀性泥石流路段、经技术经济比较宜改线绕避。

2、在泥石流形成区,平整山坡、填塞沟缝、修建阶梯等控制水土流失和滑坍发展;泥石流流通区,在地形、地质及储淤条件较好处,可修建拦挡坝或停淤场。

3、当桥梁跨过泥石流的山前堆积体离其顶端很远时,可根据实际情况采用挑导坝、丁坝、导流堤相结合的综合调治措施。

4、路侧的小量泥石流,应在路肩外缘设置碎落台或修建渣挡墙,并随时清除冲积的泥石。

五、路  基

(一)路基冲断:应重新填筑路基或抬高路基,充填时,应就地选择天然砂(砾)石等透水性良好材料,分层填筑、分层夯实。

(二)路基缺口:对小型的路基缺口可及时填补粘土或砂石材料,并进行人工夯实;路基缺口较大的可采取抛石防护、打松树桩或水泥砼桩护脚,然后用袋装砂石材料填筑。

(三)路基坍塌、沉陷:坍塌路基土石方要及时清除,在基本达到路基稳定层后,人工挖台阶,分层回填土石方;沉陷路段应挖除软弱土层或清除原有填料,重新充填透水性良好材料,分层填筑、分层夯实。

(四)路基淹没和冲蚀:可提高公路高程或扩大过流断面、完善排水设施。

六、路  面

(一)砂石路面:砂石路面常见的水毁现象为路面松散、坑槽、沉陷、翻浆等,可采用砂石、泥灰结碎石、砖渣等水稳定性较好的结构层进行修复方案。

(二)沥青路面:

1、松散、坑槽、脱皮:局部病害路段应在水退路面干燥后及时挖除面层,然后用沥青混合料修补,对基层损坏的还应挖除基层,用泥灰结碎石、级配碎石水稳粒料或二灰碎石修补后,再用沥青混合料修补。

2、沉陷、翻浆:局部病害路段则需挖除松散料,直至坚实的路基,然后再从上往下逐层处理。

3、龟裂、网裂:局部病害路段应在水退路面干燥后,进行沥青混合料罩面处理,条件限制时可采用撒铺“二油二料”的方式,病害较轻的也可采用“一油一料”进行罩面。

4、对因受水浸泡而产生的大面积整段病害的路面则必须大修处治,可采取如下方案,即挖除损坏路基,整幅基层补强,重铺沥青碎石面层。

(三)水泥路面:

1、板下淘空:板下淘空而出现的唧泥板、淘空板,可采取及时填充板下空隙然后压浆处理的方法,同时要对纵、横缝灌缝,防止发生面板断裂、破碎。

2、断板断裂、破碎:水泥路面因受水淹而出现面板破碎、板角碎裂的应根据毁坏的部位不同而采取不同的修复方案,如基层尚未损坏,可采取面板灌缝、挖补沥青混合料等局部修复的方法。

3、面板悬空:对因受水流冲刷使部分路基坍塌而造成水泥面板悬空的水毁现象,可采取先取用水稳定性较好的材料修复路基,然后用水泥稳定粒料或低标号砼填实板下基层空隙,填筑时要确保基层强度不低于设计要求。

七、结束语

公路水毁是严重影响公路正常运行的自然灾害之一,对国家和人民财产造成了巨大的损失。只要我们总结以往经验,各种防治措施得当,同时要保证施工质量,一定能将水毁控制在一定范围内和限度内,将损失降至最小,合理的设计、精心的施工、精心的养护是防治公路水毁的根本之策。

参考文献

[1] 水力学 田伟平 谢雪芬 王亚玲等人民交通出版社 2005

[2] 桥涵水文 高冬光 王亚玲 刘新生 冯卫兵等人民交通出版社,2008

[3]公路挡土墙设计 达 王秉刚等人民交通出版社 1999

[4] 公路与桥梁水毁防治 高冬光 人民交通出版社 2002

[5]公安部通报2003年全国道路交通事故情况.新华网.

混凝土路面塌陷修复方法范文第4篇

关键词 桥梁缺陷;成因;修复加固技术

中图分类号U44 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)108-0164-02

公路桥梁是交通运输系统的重要组成部分,在交通运输过程中起着非常重要的作用。它沟通了各个地区之间的经济联系,决定了交通系统的荷载和流量。近年来,随着我国交通运输业的不断发展,物流行业的发展以及人民生活水平的提高,行车密度及车辆载重越来越大,使人们对公路桥梁的质量和性能提出了更高的要求,对现代桥梁的施工质量和使用寿命逐渐关心起来。公路桥梁投入使用一定时间后,常常由于设计和施工的欠缺而出现一些缺陷。这些缺陷使公路桥梁交通运输的质量和效率降低,埋下极大的安全隐患,甚至威胁到人们的生命财产安全。如果不采取科学合理的措施对公路桥梁进行维护与加固,将可能影响到整个交通系统正常运行,甚至造成交通运输的中断。本文分析混凝土桥梁结构表层缺陷、混凝土构件裂缝缺陷等公路桥梁缺陷及其产生原因,并对相关的加固修复技术进行探讨。

1 混凝土桥梁结构表层缺陷及产生原因

混凝土桥梁结构表层缺陷主要可分由施工不当等人为因素引起和自然因素引起为两种,其中,施工不当等人为因素引起的缺陷主要有蜂窝、露筋、麻面、空洞等;自然因素引起的有磨损、锈蚀、老化、剥落等。

由人为因素引起桥梁缺陷的影响因素繁多且十分复杂,如水泥、骨料、脱模剂、模板等材料的质量、品种、配比;施工中的各项措施和工艺如混凝士拌制、运输及入模方式、浇筑方式、拆模时间长短和施工缝处理工艺与方法等均有可能出现失误而导致缺陷的产生。

在施工中,混凝土灌注过程中振捣不到位,分层灌注时违规操作,或在混凝土运输时,由于没有进行相应的保护措施渗入泥块和杂物;以及混凝土离析,模板缝隙不严,水泥砂浆流失等因素均可使混凝土桥梁结构表层出现麻面。在进行混凝土桥梁结构施工时,模板缝隙未堵严、支设不牢固或振捣棒碰及模板而使模板移位;钢筋过密、石子扣在钢筋下,使水泥浆不能充满钢筋周围,或钢筋垫块漏放、垫块少而使钢筋紧贴模板,以及保护层处混凝土振捣未能达标都可能产生露筋现象。模板表面粗糙不干净,粘有干硬水泥浆等杂物;脱模剂涂刷不匀或选用脱模剂不当;模板拼缝不严局部漏浆;混凝土振捣不密实或分层厚度控制不好,出现漏振而使气泡未能排出等都会导致空洞。此外,混凝土配合比不当、下料不准确,造成砂浆少石子多或混凝土搅拌时间短拌和不均匀;石子成堆混凝土一次下料过多,未分层振捣等都是导致缺陷产生的因素。

自然因素引起的缺陷主要是由于公路桥梁在使用过程中受到自然因素的影响,如雨水浸入导致钢筋锈蚀膨胀引起剥落,在严寒地区冰冻及干湿交替循环作用,或者受到具有侵蚀性水溶剂的化学侵蚀等。

2 混凝土构件裂缝缺陷及产生原因

桥梁混凝土裂缝及其危害是一个世界性的问题。桥梁工程中易出现的混凝土构件裂缝有以下几种:温度变化产生的裂缝;混凝士收缩引起的网状裂缝;下缘受拉区的裂缝、施加预应力引起的裂缝有先张法梁梁端锚固处的裂缝、后张法梁梁端锚固处的裂缝;使用荷载、运梁不当引起的裂缝;台座施工时或基础使用时变形引起的裂缝。混凝土构件的裂缝将产生非常严重的后果,如不及时处理将对桥梁的使用寿命产生影响,严重者将造成桥塌、车毁、人亡事故。

混凝土结构产生裂缝的原因较多,无论是前期的勘察、设计、施工的具体环节,还是在建造完成后存在不当的使用如超荷载等,均有可能导致产生混凝土构件裂缝。裂缝的产生原因从技术层面来看大致可分为两类,一是由外荷载引起的裂缝,称为结构性裂缝。二是混凝土自身应力形成的裂缝,即非结构性裂缝。裂缝产生的主要还与以下四个因素有关:材料性质有关的因素,如水泥的反常凝固和反常膨胀;施工有关的因素,如混合料搅拌不均匀,振捣不充分、施工缝处理不当等;环境条件有关的因素,如湿度的变化,构件内外温度的差异、高温熏烤、化学腐蚀等;构造、超过设计荷载以外的荷载,截面尺寸及钢筋用量不足等。

3 桥梁墩台常见缺陷

桥梁墩台基础在常年使用过程中,除了承受上部构造荷载外,还将承受土压力,风力,冰压力和浮力等等各种力的作用,混凝土收缩干燥、内外部温差、气温剧烈变化、日照影响而产生的温度拉应力或是由于冻胀、下沉或外倾而产生开裂等均有可能致使桥梁墩台基础出现问题;另外,由于过桥车辆的日益重型化,密集化,使墩台基出现了不同程度的损坏,产生各种裂缝,如墩台网状裂缝、从基础向上发展至墩台上部的裂缝、翼墙和前墙断裂的裂缝、由支承垫石从下向上发展的裂缝、桥墩墩帽顺桥轴线横贯墩帽的水平裂缝等等。

4 加固修复技术

公路桥梁产生的大部分缺陷主要是由施工不当导致的,比如蜂窝和空洞的形成就是因为违规操作,未经过充分振捣就继续灌注所导致,一般情况下只要在施工过程中严格要求,注重材质,是完全可以避免这些缺陷的。当这些缺陷出现的时候,常见的补救方法根据具体情况的不同,采用科学合理的方法进行修补。比如可采用橡胶管注入器将采用新型的材料树脂注入到缝中,使其恢复结构强度;对坑洼、麻面等缺陷,可采用树脂砂浆镘抹;对于载荷过高等问题,可采用钢板贴合、增设桁梁等方法恢复或提高构件强度,增加承载力。对砼构件的缺损应用聚合物改性材料修补,以防钢筋锈蚀或进一步损坏。

公路桥梁桥面板损坏的维修方法有修补施工法、加盖板施工法,支架施工法等。喷射钢纤维砂浆,焊接钢筋网并喷射钢纤维混凝土或钢纤维砂浆进行底面加固;采用钢筋混凝土加厚或钢纤维混凝土加厚、聚合物混凝土加厚、膨胀混凝土加厚等并在接合处凿毛处理加锚固钢筋进行顶面加固。还可采用刻槽封闭或凿槽嵌补方法,加配钢筋修补法,用柔性表面封闭法修补裂缝,灌浆封闭裂缝修补法等处理桥梁墩台常见缺陷。

5 结论

任何一座公路桥梁的使用过程中,或多或少都带有一定程度的缺陷,而造成桥梁缺陷的成因有很多种。如不加以处理,缺陷将越来越严重,最终危及到桥梁的安全。在对公路桥梁缺陷进行处理时,首先必须深入分析造成公路桥梁缺陷的具体原因,采取科学合理的技术手段对公路桥梁缺陷进行修复加固;更重要的是从设计、施工中去预防缺陷的发生,认真做好建设阶段各个过程的质量控制,彻底地改观这些常见缺陷的出现频率以及影响程度。

参考文献

[1]徐晓光,李晓东.公路桥梁混凝土构件常见外观缺陷及防治措施[J].中国高新技术企业,2011(36).

[2]李福强.公路桥梁工程混凝土外观缺陷的成因和防治措施[J].河南建材,2012(1).

混凝土路面塌陷修复方法范文第5篇

【摘要】公路水毁主要有路基沉陷、路基坍塌、桥涵破坏、防护与加固工程损坏等4种类型,详细阐述了各类水毁发生的原因以及对各类水毁的防治措施,指出公路水毁要以预防为主,及时清除水毁隐患,防患于未然。只要能从公路的设计、施工、养护等方面重视水毁,采取的措施得当,公路水毁将会得到有效控制。

【关键词】公路水毁;成因;防治

公路水毁是指公路沿线的工程设施由于受到水的作用而遭到损坏的现象与过程,是各地共同存在的一个普遍问题,属于一种常见的自然灾害。尤其是山区道路每年都有公路水毁现象的发生,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。因此,了解公路水毁的成因,加强公路水毁的预防,对彻底根治公路水毁具有重要的意义,是保障公路畅通的一个必备前提。

1.公路水毁的类型和成因。

公路虽然主要是作为交通运输建筑物,但一旦受到水流的作用,如跨河桥梁与河道并行的公路等,又会因是水工建筑物的性质而遭遇到很多水力学问题。

公路建筑物遭遇的水力学问题可分为两类:一类是水毁,系因洪水造成的各种程度的破坏;另一类是水害,是因洪水而带来的经济损失。公路水害主要有:公路因洪水淹没而中断交通;小桥涵、路基边沟被泥沙堵塞而需要疏通;道路被泥沙淤积而需要清除等。公路水毁从表现形式来说,主要有以下4种类型:路基沉陷、路基坍塌、桥涵破坏、防护与加固工程损坏。

1.1路基沉陷。路基沉陷是指路基在垂直方向上产生较大的沉降,路基的不均匀下陷,将造成局部路段的基层破坏,进而使路面破损,如水泥混凝土路面的断板、沥青混凝土路面的坑槽、龟裂等,降低路面行驶质量,影响行车安全,甚至中断交通。形成路基沉陷的主要原因有:

(1)填方路段填料选择不当,施工过程中超厚度碾压,压实度不足;

(2)路基结构组合不合理,弯沉过大,路面防水差,雨,雪水渗入路基;

(3)路基排水措施不当,路面、边沟形成积水;

(4)缺少必要的排水和防护措施。

1.2路基坍塌。

路基坍塌主要指路基土体或沿线山体(或土石混杂的堆积物)遇水软化,在较陡边坡无支撑的情况下,自身重量所产生的剪切力,超过了粘结力和摩擦力所构成的抗剪力,因而土体沿松动面下坠散开。路基坍塌破坏了路基的整体性,损害了路面的通车功能,易造成交通中断,是比较严重的水毁病害。形成路基坍塌的主要原因有:

(1)缺乏合理的排水措施,路基极易冲刷;

(2)路基边坡土质松软、坡度过陡,缺乏必要的挡土墙等防护措施;

(3)构成路基的土质极差,岩石风化严重,遇水软化。

目前公路水毁的重点主要是在山区公路上,不少路段与河道并行,一面傍山,一面临河。很多路基是半挖半填或全部由填方筑成,填方多由开山废渣填筑。尽管填方中有大量的大块石构成路基边坡,但未做冲刷防护加固措施。这样的填方路基边坡在一般洪水条件下,因水位较低、流速不大,坡脚块石又较大,坡脚边坡比较平缓,是能够抵御洪水冲刷而保持路基边坡的稳定。但在较大洪水条件下,水位较高、流量过大,而边坡上部的块石又较小,且含有不少石屑和土壤,坡度也比较陡,因此边坡中的石屑、土壤、小块石被冲走后,大多就造成了路基坍塌,出现很多缺口或半个以上路基被毁。在公路路基的水毁中,这样的水毁占多数。另外,也有不少沿河路线,由于河道变迁,使原来离河岸还有一段距离的路基,因河岸被冲而临近河边或遭到水毁,这类水毁多出现在宽浅变迁河段上。在深挖段路基中,两侧山体由于坡度过陡,石质较差,山上积水渗入山体或沿开挖面下泄,就形成了山体滑坡或泥石漉。

1.3桥涵破坏。桥涵破坏主要是指在山洪暴况下,洪水冲刷淘空桥基,使桥梁失稳损坏或涵洞被毁,形成桥涵破坏的原因有:

(1)涵洞位置不当,孔径偏小,满足不了排洪要求;

(2)涵洞进口处理不当,泄洪时发生洪水流向偏差;

(3)桥位选择不当,河床的地质条件差,极易发生冲刷,进而影响桥梁基础及墩台结构;

(4)桥涵日常养护差,长期得不到清理,发生堵塞,水流不畅;

(5)河床变化较快,水流偏差较大。桥涵水毁一旦发生,轻者洪水涌上路面,破坏路基路面,重者桥涵被冲断,从而中断交通。因此,桥涵类水毁是公路水毁预防中的重中之重,应引起高度重视。

1.4防护与加固工程损坏。

防护与加固工程损坏主要是指挡土墙、驳岸等防护工程在不断受到水流冲刷下基础失稳,产生滑移破坏,产生破坏的主要原因有:

(1)防护加固工程地基软弱或基础设置不深;

(2)位置选择不合理,挤压河道,引起局部冲刷。

全国各地区公路养护部门每年都要投入大量资金用于水毁抢修和修复,每年都要修复不少路基防护构造物。由于设计这些防护工程时往往凭经验估算,有不少基础埋得很浅,有的还由于施工质量差等原因而遭到重复水毁,即:修了被冲,冲了再修,有的重复到3次以上。路基冲刷防护工程不但没有明显增加,还出现“旧账未清、又欠新账”的现象,这种弊病也是造成构造物易被水毁的原因之一。

现在还有不少公路测设单位对山区小型排水构造物的测设缺乏系统设计,必须强调的是:山区排水构造物不但要排水,还要输沙,很多山区公路的边沟和小桥涵因忽略了输沙因素而造成堵塞,水漫路面,冲毁路面和路基,从而造成较大的公路水毁。

2.公路水毁的防治

对于公路水毁,应预防为主,清除水毁隐患,仿患于未然;水毁恢复,也要有一支具有专业知识的技术队伍,精心设计、精心施工,修一处、保一处,这也是公路水毁防治的大方针。

另外,各地方每年都可能遭到不同程度的水毁,对这些水毁进行认真调查和技术总结非常重要。通过调查总结,寻求水毁真正原因,才能比较切合实际地进行水毁预防和水毁修复设计。同时也可搜集大量现场资料,对使用的科技成果进行检验、筛选和改进,积极推进科技的发展,对加快防治公路水毁有很大的现实意义。

目前有一种普遍的看法,即认为出现的洪水一旦超过了设计标准,公路建筑物遭到水毁是不可避免的。因此,为了使公路建筑物具有更大的安全性,就趋向于采用更罕遇的设计洪水标准,例如:将50年一遇提高到100年一遇,或者将100年一遇提高到300年二遇。这就促使公路桥梁趋向于修得更高、更长,公路路基修得更高,从而大量增加工程投资。

认真研究公路构造物的水毁情况,不难发现,公路构造物遭到的水毁主要是由于设计依据不符合实际,或是公路构造物遇到了设计时未料到的水力条件。

就桥梁而言,其可能遇到的水力条件是随桥位河段的河道演化(自然或是人工的)而发生变化的。随着洪水的增涨,桥梁可能处于由不漫水到漫水的水力条件,因此除了桥梁超过极限洪水以外,广义而言,所有的桥梁都可视为漫水桥。桥梁遇到的水力条件(如墩台冲刷、承受的动水压力和浮力等)在洪水位与桥面齐平时最为不利。洪水继续上涨,水位高出桥面后,桥梁遇到的水力条件一般并不比水位与桥面齐平时更为不利。因此,在进行桥梁水文、水力设计时,如果将洪水与桥面齐平时的水力条件考虑进去,则桥梁在任何大小洪水条件下的安全就得到了保证,桥梁就可免于水毁。这样桥梁采用什么样的洪水频率设计就不是为了保证桥梁的安全,而属于经济上的考虑,即:考虑桥梁在其经济使用年限内,桥梁因漫水中断交通可能受到的经济损失与提高设计洪水频率标准减少桥梁漫水经济损失而增加的建桥投资何者更为经济合算的问题。

就路基而言,目前公路构造物中,浆砌片石挡墙用得最多,一方面用来支撑路基填土以保证路基的必要宽度,同时又起到防御洪水淘刷路基的作用。挡墙受到洪水冲刷时在挡墙处产生一种沿墙面向下的下降剪力,使挡墙处出现很大的局部冲刷力和冲刷深度,当水流与挡墙正交时,冲刷最深,水流越大,冲刷也越深。随着水深的增加,当水面与挡墙路面齐平时,冲刷深度达到最大值,洪水继续上涨漫上路面,挡墙基础的冲刷深度并不增加。所以,挡墙基础按水位与路面齐平时的冲刷深度埋设,就可达到安全可靠而免于水毁。或者采用丁坝或铅丝笼的保护,这时,挡墙基础可以埋得很浅,在河床下有一安全深度即可,不作冲刷计算。丁坝可采用漫水丁坝,坝头冲刷在水位与坝顶齐平时达到最大值,按此设计修建的路基冲刷防护构造物群,也同样可以在任何大小的洪水条件下达到安全可靠。

从上述可以看出,只要我们在新建公路的勘测设计和已建公路的水毁防治中把水力问题处理好,大部分公路水毁可以得到解决,即使遭遇到超过设计标准的罕见历史特大洪水,公路也未必出现更多的水毁。

3.水毁的具体防治措施

3.1路基沉陷的防治

(1)在软弱地基上修建公路时,应特别注意对路基进行加固,可采用换土法、掺石灰法、石灰桩法等多种加固方法,使路基达到足够的强度,满足设计要求。

(2)在进行路基设计时,切不可用透水性不同的土无序填筑,要采用级配良好的砂性土等填筑路基,当确需用透水性不同的土填筑路基时,应将透水性强的土填筑路基下层,透水性不强的土填筑路基上层。

(3)沿河路堤、河滩路和桥头引道等长期浸水路基要设置堤岸、护坡等防护措施。

(4)路基边沟纵坡不小于0.5%,单向排水长度不宜超过500m,应分段设排水沟、涵洞将水引出路基,以免水积聚在边沟内而下渗,影响路基稳定。

(5)在地下水位浅的路段,应铺设砂(砾)垫层以阻断毛细水上升,以免影响路基路面稳定,路面基层宜采用水泥稳定土类、二灰稳定碎石类以提高路基路面水浸稳定性,并具有足够的强度,面层宜采用密实型路面结构以防止雨水下渗。

3.2路基坍塌的防治

(1)路基坍塌多见于山区公路,因此在公路选线时应避免经过地质水文不良地段,尽量采用台口式路基以减少路基外侧填方。

(2)路堑必须设置边沟,对于较长的路堑必须设置合理的纵坡,当纵坡较大,且有冲刷可能时,应加固加深或改用跌水与急流槽等设施。路堑挖方上侧距离挖方坡口5m外应设置一道或多道截水沟,以使地表水汇入截水沟引到排水沟或涵洞排出。

(3)对于开挖段或半填半挖段,两侧山体坡度必须开挖到位,必要时设置合理碎落台,对于地质不良路段,应采用喷铺、或防护工程、或生物固化来加固,防止山体滑坡或泥石流。

3.3桥涵破坏的防治

(1)对于山区沿溪线公路,一般应每隔300m设置一道涵洞,通常要设置在凹凸曲线顶部和纵坡的陡缓变坡处,穿越村庄路段为排除村庄地面排水也应设置涵洞。涵洞应设置直径不小于100cm的钢筋混凝土管涵或墙身高不小于100cm的钢筋混凝土板涵或石拱涵。对于山区公路,涵洞不仅排水而且输沙,如果孔径太小,流沙及杂物堵塞涵洞后,人工难以进入清淤,使涵洞排水功能减弱,一旦山洪暴发,涵洞极易被冲毁。

(2)涵洞进水口应浆砌一段片石铺砌,当涵前排水沟纵坡较大时,应建急流槽或跌水等构造物以减缓流速。

(3)所建桥梁除保证桥梁安全外,还应根据水流情况修建导流坝等调治构造物,以保证桥梁在设计洪水位时不被冲毁。

(4)对于桥基已被淘空的桥梁,应立即用混凝土填筑桥基淘空部分,然后采取现浇钢筋混凝土加固桥基,在桥梁上游修建合适的导流坝、丁坝等调治构造物,使水流均匀流畅地通过桥孔。

(5)加强桥涵的日常养护,保持桥涵排水最好状态。

3.4防护工程与加固工程损坏的防治

(1)防护与加固工程在地段为软弱的地基时,要采用换土或砂砾、碎石、灰土等进行填筑。

(2)防护与加固工程基础埋深,对于无冲刷地基,应在天然地基以下至少1m,对于有冲刷地基,应在冲刷线下至少1m。

(3)挡土墙应设置排水设施,以疏干墙后填料中的水份,防止墙后积水致使墙身受到额外的静水压力,减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力,清除粘土填料浸水的膨胀压力。

(4)路堑挡土墙后地面应做好排水处理,设置排水沟,必要时夯实地表土以减少雨水和地面水下渗,而墙趾前的边沟则应予以铺砌加固,以防边沟水渗入基础。

(5)浆砌块(片)石墙身,泄水孔尺寸可为5cm×10cm、10cm×10cm、15cm×20cm或直径为5~10cm圆孔,视泄水量大小而定。泄水孔的间距一般为2~3m,上下泄水孔宜错开布置,下排泄水孔的出口应高于地面。若为路堑墙,出水口应高出边沟水位0.3m,若为浸水挡土墙应设在常水位以上0.3m。

(6)沿河路堤设置挡墙时,应结合河流情况布置,注意设墙后仍要保持水流顺畅,不要挤压河道,引起局部冲刷。