城市道路地下缺陷檢測(cè)及加固技術(shù)研究報(bào)告

1、城市道路地下缺陷檢測(cè)及加固技術(shù)研究報(bào)告目錄1.0前言22.0主要研究?jī)?nèi)容22.1泊油路地陷的特點(diǎn)和成因分析22.1.1地陷特點(diǎn)32.1.2地陷成因分析32.2地下缺陷檢測(cè)62.2.1探地雷達(dá)技術(shù)72.2.2探地雷達(dá)野外工作簡(jiǎn)述及常見地下缺陷92.3地下缺陷的加固132.3.1缺陷加固方法、加固處理特點(diǎn)和要求132.3.2 缺陷區(qū)路段、常見病害路段加固處理方案141.0前言2.0主要研究?jī)?nèi)容 該項(xiàng)目主要研究城市道路地下缺陷的檢測(cè)及加固技術(shù),按照國內(nèi)城市情況分析目前城市道路主要是泊油路。泊油路主要研究地陷的成因，地下缺陷的檢測(cè)，地下缺陷的加固。這項(xiàng)技術(shù)的研究可有效對(duì)道路塌陷隱患進(jìn)行探查，及早發(fā)現(xiàn)塌

2、陷隱患區(qū)域，并采取必要的措施對(duì)隱患進(jìn)行治理、消除，預(yù)防塌陷事故的發(fā)生，減輕、消除城市道路的塌陷對(duì)人們生命、財(cái)產(chǎn)安全的威脅。2.1泊油路地陷的特點(diǎn)和成因分析 地陷即地面塌陷，是指地面由于地下物質(zhì)移動(dòng)而發(fā)生的漸進(jìn)下陷或急劇下沉。地陷發(fā)育過程如下：( 1) 細(xì)顆粒流失對(duì)于發(fā)生在市區(qū)、道路等處的地陷，由于其地表以下原為質(zhì)量良好的土層。在發(fā)生地下水位變化、管道滲漏時(shí)，滲流將疏松土體中細(xì)顆粒攜帶走，造成滲水通道擴(kuò)張，進(jìn)一步提高滲流的速度，提供更大的滲流動(dòng)水力。最終，土層中的細(xì)顆粒逐步流失，剩余大顆粒以骨架的形式存在，形成穩(wěn)定的架空體系支撐上部覆蓋土層。有學(xué)者將這一過程解釋為 “地下水蝕”，即: 地下水位的

3、下降導(dǎo)致覆蓋土和含水介質(zhì)本身失去地下水的托浮力，因而在重力作用下，土體下落; 地下水的流動(dòng)與滲透作用，又在土體內(nèi)形成許多漏斗狀與珠串狀的裂隙松散結(jié)構(gòu); 當(dāng)水把填充物進(jìn)一步攜帶走而使上覆蓋層支撐進(jìn)一步減弱時(shí)，這種結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擴(kuò)大并互相貫通，規(guī)模愈來愈大。( 2) 隱伏土洞形成路面以下出現(xiàn)土洞后，在其發(fā)育初期、規(guī)模不大時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)，如黃土地區(qū)的窯洞。但是，隨著土洞規(guī)模的擴(kuò)大、施工擾動(dòng)、車輛振動(dòng)等因素，隱伏土洞規(guī)模會(huì)擴(kuò)大，并最終出現(xiàn)突發(fā)性塌陷。 ( 3) 臨界坍塌狀態(tài)在土體結(jié)構(gòu)漸變的過程中，由于地下土體具備自穩(wěn)能力，如應(yīng)力調(diào)整、土拱效應(yīng)、骨架效應(yīng)，致使其能保持一種臨界穩(wěn)定狀態(tài)，或稱之為崩塌臨界狀態(tài)。

4、在此狀態(tài)下，若進(jìn)一步發(fā)生外部擾動(dòng)大氣降雨、地表堆載、工程振動(dòng)、車輛荷載，或內(nèi)部狀態(tài)變化地下水升降、含水量變化，這些因素將誘發(fā)臨界穩(wěn)定狀態(tài)的發(fā)生突變，造成地表急劇下沉，形成塌陷。 2.1.1地陷特點(diǎn) 表觀特征：1.綜合性強(qiáng)、涉及面廣：由于城市道路、地下管線和地鐵設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施空間的密集性，這幾類基礎(chǔ)設(shè)施在道路塌陷事故中往往相互影響，體現(xiàn)綜合性強(qiáng)和涉及面廣的事故特征。2.社會(huì)影響大、處置難度大：城市道路塌陷事故不僅造成道路運(yùn)行中斷，引發(fā)交通擁堵，有的還伴隨給排水管線、電信管線斷裂，造成較大的社會(huì)影響，且由于涉及多種市政基礎(chǔ)設(shè)施和多個(gè)管理部門，處置難度較大。3.時(shí)間分布：主汛期，降雨豐沛，地下水位變

5、幅大，對(duì)道路路基穩(wěn)定性影響較大，易形成路面塌陷事故。4.空間分布：路面塌陷事故主要發(fā)生在車行道位置，少部分發(fā)生在人行道。塌陷深度分布特點(diǎn)：路面塌陷深度一般在012m之間，其中深度為05m的為多數(shù)，占統(tǒng)計(jì)數(shù)量的80%以上。2.1.2地陷成因分析城市道路塌陷的原因多樣，經(jīng)分析主要可歸結(jié)為路面荷載變化、施工擾動(dòng)、地下管線滲漏和自然因素四大類。 1路面荷載變化 由于我國機(jī)動(dòng)化的快速發(fā)展，有些較早建設(shè)的道路最初設(shè)計(jì)考慮的設(shè)計(jì)荷載已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的交通荷載要求，造成路面承載力不足，形成路面塌陷。我國城市道路的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)軸載是100 kN。我國強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值(GB15892004)

6、與交通部頒布的超限運(yùn)輸車輛行駛公路管理規(guī)定也規(guī)定我國道路(公路與城市道路)上行駛的各類載重車輛的軸載最大限值中雙輪組單軸的最大允許載重為100 kN。但目前有相當(dāng)數(shù)量的進(jìn)口車輛和引進(jìn)國外生產(chǎn)線的國產(chǎn)車輛不滿足我國現(xiàn)行的軸限標(biāo)準(zhǔn)要求，其中26種單后軸整型車中有27車型的單后軸超過100 kN軸限，最高為130 kN 。一些道路的改擴(kuò)建提高了道路等級(jí)，但路下的管線未改造，在重型荷載下可能破壞管線設(shè)施，引起路面塌陷。 2施工擾動(dòng) 21地下管線施工回填不實(shí) 地下管線施工后如果回填不實(shí)，形成土體疏松，在地下水和車輛震動(dòng)等多種因素影響下極易發(fā)生流砂淘蝕現(xiàn)象，形成路基空洞，最終造成路面塌陷事故。 22地鐵隧

7、道施工擾動(dòng)影響 地鐵隧道施工，包括盾構(gòu)法、淺埋暗挖法等施工容易造成地層擾動(dòng)，大量地下水滲出，使其上部或周圍疏松土層中的泥沙大量帶走，逐漸形成空洞，導(dǎo)致路面塌陷。圖1為某城市因路下是地鐵線而塌陷。圖1鬧市區(qū)路面塌陷23施工降水影響 地下設(shè)施施工經(jīng)常用到施工降水。由于施工降水設(shè)計(jì)和施工問題，在長(zhǎng)期的抽水過程中地層中細(xì)顆粒土被帶走，打破原來的土壤平衡，逐步形成空洞，當(dāng)上部土層支撐力不足時(shí)，就出現(xiàn)路面塌陷。3 地下管線滲漏 城市道路路面結(jié)構(gòu)下布設(shè)了多種地下管線，包括給排水、污水、熱力、燃?xì)?、通訊、照明等管線。地下管線長(zhǎng)期處在復(fù)雜的地下環(huán)境中，經(jīng)長(zhǎng)久腐蝕容易形成穿孔、斷裂等滲漏現(xiàn)象，特別是污水管線長(zhǎng)期受

8、到有毒有害氣體和污水的腐蝕，容易滲漏，給水管線也由于水壓力等因素形成泄漏。地下管道的滲水、泄漏容易造成對(duì)土基沖刷，帶走周邊泥沙，加上地下施工擾動(dòng)、路面車輛震動(dòng)等因素很容易發(fā)生流沙或淘蝕現(xiàn)象，形成空洞和路面塌陷。圖 2為某城市道路因管道滲漏引起路面塌陷。圖2某城市道路因管道滲漏引起路面塌陷4自然因素 41巖溶、舊溝等地下洞穴 受天然地質(zhì)影響，城市道路下面可能存在天然溶洞。有的城市歷史悠久，可能保留有古代城市留下的舊溝，還可能有部分廢棄的防空洞等洞穴。這些地段常年無人管理，出現(xiàn)破損及塌方的洞穴在水的作用下，大量泥土流入洞中，形成大面積空洞。 42地質(zhì)、地下水作用 有一些路面塌陷事故是在自然條件下，

9、受地質(zhì)、地下水等綜合作用引起的。如地層下第四系土層(包括粘土、砂土等)厚度較厚，由于長(zhǎng)期地質(zhì)運(yùn)動(dòng)形成裂隙，經(jīng)地下水的沖刷，裂隙越來越大形成空洞或大面積的松散土層，最終導(dǎo)致路面塌陷事故。另外，長(zhǎng)時(shí)間的干旱或過度使用地下水也導(dǎo)致地下水水位大幅度下降，使得地表承載力不足，也有可能導(dǎo)致塌陷。還有在粘性土(或回填土)與粗顆粒土接觸面處，由于地下水的波動(dòng)造成粘性土流失，逐步形成空洞，當(dāng)上部土層支撐力不足時(shí)，就出現(xiàn)地面塌陷。一些特殊地質(zhì)條件，如濕陷性粉土區(qū)也比較容易產(chǎn)生路面塌陷事故。2.2地下缺陷檢測(cè) 目前國內(nèi)一些大城市人口眾多,機(jī)動(dòng)車輛也是呈直線上升,交通流量巨大,交通擁堵時(shí)有發(fā)生。為緩解交通壓力，政府制

10、定了一些措施，其中包括加大城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，大力發(fā)展軌道交通和城市道路建設(shè)。城市的基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模越來越大，建設(shè)速度也很快，但是城市道路承受著來自交通載荷、復(fù)雜的地質(zhì)條件、雨季雨水沖刷、人類工程活動(dòng)（包括地鐵暗挖施工，地下管線施工，施工降水，雨污水、給水、熱力等帶水管線的跑、冒、滴、漏）等考驗(yàn)，這些都可能導(dǎo)致城市道路發(fā)生變形、路面沉陷、甚至塌陷等情況，影響交通安全。 為了消除交通安全隱患，并最大程度的保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，必須采用先進(jìn)、可行的檢測(cè)手段對(duì)城市道路進(jìn)行經(jīng)常性探測(cè)，在問題出現(xiàn)之前就要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理引起道路變形和破壞的地下空洞、軟弱層、松散區(qū)等缺陷異常體。探地雷達(dá)是城市道路塌陷災(zāi)害

11、普查探測(cè)的首選技術(shù)手段，也是唯一在國內(nèi)外城市道路塌陷普查探測(cè)的工程實(shí)踐中大量應(yīng)用取得成功的工程物探方法。傳統(tǒng)的、普通的人工或機(jī)動(dòng)車拖拽的單天線探地雷達(dá)，由于速度慢、效率低、探測(cè)斷面窄，因此不能有效地覆蓋普查探測(cè)道路，容易漏失地下空洞目標(biāo)。同時(shí),由于其采集信息量有限，不利于對(duì)異常反應(yīng)的判讀，主觀性、隨意性較大，探測(cè)成果質(zhì)量較差。現(xiàn)在主要采用車載式道路塌陷災(zāi)害預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)檢測(cè)，如RDFR-V01 型采用最先進(jìn)的大型雷達(dá)天線陣列技術(shù)，有效探測(cè)寬度 3.75 m，探測(cè)巡航速度 10 20 km/h，專為針對(duì)道路塌陷災(zāi)害進(jìn)行地毯式全覆蓋普查探測(cè)而設(shè)計(jì)，可對(duì)地下隱伏空洞進(jìn)行多天線的多點(diǎn)同步聯(lián)合掃描和測(cè)量，

12、最大限度地捕獲目標(biāo)體空間信息和特種信息，極大地提高了雷達(dá)探測(cè)和識(shí)別的質(zhì)量、效率。同時(shí)，天線陣列的多點(diǎn)探測(cè)、多點(diǎn)識(shí)別優(yōu)勢(shì)，使得雷達(dá)數(shù)據(jù)和圖像的判讀更加準(zhǔn)確可靠。2.2.1探地雷達(dá)技術(shù) 2.2.1.1探地雷達(dá)基本理論 假設(shè)道路材料為均勻、各向同性、無耗媒質(zhì)，各結(jié)構(gòu)層的界面為光滑的平面，并將GPR發(fā)射的電磁波簡(jiǎn)化為平面波，容易推導(dǎo)出路面各層材料介電常數(shù)及層厚的計(jì)算公式如下： V=C/ 式中：V為介質(zhì)中GPR信號(hào)速度；C為光速；為相對(duì)介電常數(shù)。探地雷達(dá)是基于地下介質(zhì)的電性差異,向地下發(fā)射高頻電磁波,并接收地下介質(zhì)反射的電磁波并進(jìn)行處理、分析、解釋的一項(xiàng)工程物探技術(shù)。其工作過程是由發(fā)射天線送入地下一高頻

13、電磁脈沖波，當(dāng)其在地下傳播過程中遇到不同的目標(biāo)體（巖土體、空洞等）的電性介面時(shí)，部分電磁能量反射回來，被接收天線所接收，并由主機(jī)記錄。電磁波在探測(cè)體內(nèi)介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、頻率、強(qiáng)度與相位將隨所通過介質(zhì)的電磁性質(zhì)（主要是介電常數(shù)和導(dǎo)電率)及幾何形態(tài)而變化。因此，根據(jù)接收到返回電磁波的旅行時(shí)間（亦稱雙程走時(shí))、頻率、幅度與相位資料，經(jīng)對(duì)反射波組分布特征的識(shí)別、分析，可達(dá)到探測(cè)地下目標(biāo)體的目的，見圖3。圖3 探地雷達(dá)工作原理示意若被測(cè)體內(nèi)存在介電性不均勻的異常體，電磁波將在其界面處發(fā)生反射，反射強(qiáng)度和相位的大小取決于反射系數(shù)，對(duì)近于同點(diǎn)發(fā)射-接收條件下的介電常數(shù)有： 式中：，分別為第一層、第二層的

14、相對(duì)介電常數(shù)。反射系數(shù)的大小，主要取決于界面兩側(cè)媒質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)的差異。差異越大，反射系數(shù)越大，越有利于檢測(cè)。利用探地雷達(dá)獲取地下異常體反射波的雙程走時(shí)t值和收發(fā)天線間距x,可由下式計(jì)算其埋深h(m): 探地雷達(dá)探測(cè)的縱向分辨率一般為： 式中，為電磁波波長(zhǎng)（m），其中f為電磁頻率（Hz）。 橫向分辨率為第一Fresnel帶半徑的1/4，即： 式中，為垂直測(cè)距（m）。 此外，介質(zhì)對(duì)電磁波能量的吸收（衰減）系數(shù)為（單位為dB/m），隨電導(dǎo)率的增大及介電常數(shù)的減小而增大。 1. <<1時(shí)，。吸收系數(shù)與頻率f 無關(guān)，而與電導(dǎo)率成正比，與成反比。在空氣中，=0，=0。 2. >>

15、1時(shí)，。與、f有關(guān)，但與無關(guān)。 可見在高導(dǎo)電介質(zhì)中或使用高頻時(shí)，吸收系數(shù)將增大。2.2.2探地雷達(dá)野外工作簡(jiǎn)述及常見地下缺陷2.2.2.1 工作方法 當(dāng)有探地雷達(dá)探測(cè)任務(wù)時(shí)首先需要向分包商詳細(xì)了解本項(xiàng)目的技術(shù)任務(wù)，特別是分包商所關(guān)心的探測(cè)深度：另外還需要對(duì)目標(biāo)體特性與所處環(huán)境進(jìn)行分析。綜合以上信息，然后確定探地雷達(dá)探測(cè)工作能否順利進(jìn)行。 接受探地雷達(dá)任務(wù)后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地物條件和探測(cè)方案，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施探地雷達(dá)檢測(cè)。在城市道路檢測(cè)一般采用汽車拖拉天線方式進(jìn)行（見圖4 ），局部小范圍內(nèi)探測(cè)時(shí)采用人工拖拉天線進(jìn)行測(cè)試。汽車拖拉方式檢測(cè)時(shí)采用一車拖拉天線檢測(cè)、一車押后兩車同時(shí)行進(jìn)的方式，以保證檢測(cè)設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)工

16、作人員的安全及檢測(cè)工作的順利進(jìn)行。 圖4 路基空洞快速檢測(cè)雷達(dá)的作業(yè)模式及原理示意 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)采用連續(xù)測(cè)量的工作方式，同時(shí)遵循以下原則： 1.采用汽車拖拉時(shí)，天線移動(dòng)速度控制在計(jì)算的最大移動(dòng)速度之內(nèi)，并保持車速均勻；<（掃描率/20）（天線寬度+目標(biāo)大?。?2. 外業(yè)記錄人員要記錄好相關(guān)的測(cè)試信息，如文件號(hào)、測(cè)線號(hào)、位置、交通情況、場(chǎng)地環(huán)境、周邊設(shè)施、干擾源等； 3. 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試出現(xiàn)的異常圖像要及時(shí)分析原因，必要時(shí)可重復(fù)測(cè)試，以保證采集數(shù)據(jù)可靠有效； 4. 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，及時(shí)識(shí)別和記錄有關(guān)明顯的干擾源的影象異常及其分布特征。 對(duì)各區(qū)段測(cè)線起點(diǎn)和終點(diǎn)的測(cè)量定位工作，一般與雷達(dá)探測(cè)同時(shí)進(jìn)行，在

17、無條件同時(shí)進(jìn)行的情況下則及時(shí)做好醒目標(biāo)志，次日進(jìn)行補(bǔ)測(cè)，以免起止點(diǎn)標(biāo)志遭到破壞。同時(shí)在進(jìn)行測(cè)線定位測(cè)量時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員必須穿戴交通安全服裝，并佩戴交通安全警示標(biāo)志，做到安全施工，避免發(fā)生安全事故。在正式探測(cè)前，工程技術(shù)人員根據(jù)測(cè)試區(qū)段地質(zhì)、地物條件綜合設(shè)計(jì)雷達(dá)采集參數(shù)。首先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定有效的采集參數(shù)，以保證最佳探測(cè)效果，在試驗(yàn)過程中將儀器放在地下無管線以及其它構(gòu)筑物的正常條件下，避免地下干擾源的影響而錯(cuò)誤地設(shè)計(jì)采集參數(shù)。2.2.2.2探測(cè)參數(shù)選擇野外數(shù)據(jù)采集時(shí)，探測(cè)參數(shù)選擇合適與否直接關(guān)系到項(xiàng)目的探測(cè)效果。所以，選擇合適的探測(cè)參數(shù)至關(guān)重要。1.天線中心頻率的選擇天線中心頻

18、率的選擇需兼顧目標(biāo)深度、目標(biāo)最小尺寸以及天線尺寸是否符合場(chǎng)地需要。一般來說，在滿足分辨率且場(chǎng)地條件又許可時(shí)，應(yīng)該盡量使用中心頻率低的天線。如果要求的空間分辨率為x（單位為m），地層相對(duì)介電常數(shù)為，則天線中心頻率f(單位為MHz)可由下式初步選定： 2. 時(shí)窗選擇時(shí)窗選擇主要取決于最大探測(cè)深度（單位為m）與地層電磁波速度v(單位為m/ns)。時(shí)窗W（單位為ns）可由下式估算： 式中時(shí)窗的選用值一般增加30%左右，是為地層速度與目標(biāo)深度的變化所留出的余量。3. 采樣率：512或1024樣點(diǎn)/掃描。4. 掃描頻率：32次/s。5. 天線最大移動(dòng)速度在連續(xù)探測(cè)時(shí)，天線最大移動(dòng)速度取決于掃描速率、天線寬

19、度和目標(biāo)體大小。SIR系統(tǒng)認(rèn)為查清目標(biāo)體應(yīng)至少保證有20次掃描通過目標(biāo)，于是最大移動(dòng)速度為： <（掃描率/20）（天線寬度+目標(biāo)大?。?.2.2.3 常見地下缺陷1.不密實(shí)路基的不密實(shí)主要是由于路基開挖過程中產(chǎn)生的擾動(dòng)或土體本身的松散導(dǎo)致的大范圍的地層塌陷或松散，從而形成不密實(shí)。病害區(qū)域與周圍介質(zhì)的介電常數(shù)存在差異，通常表現(xiàn)為病害區(qū)介電常數(shù)較大，由于含水量不均勻、土體松散且有較多小孔隙分布，不密實(shí)在雷達(dá)時(shí)間剖面圖上的特征主要表現(xiàn)為反射波同相軸扭曲錯(cuò)動(dòng)且多次反射異常，并出現(xiàn)不連續(xù)、零亂的團(tuán)塊狀或條帶狀的強(qiáng)反射。如圖 5 所示為北京喬莊北街( 漢宮酒店至喬莊村醫(yī)務(wù)室段) 道路左側(cè) 0 m 6

20、5 m 的雷達(dá)圖像，圖像顯示在約 25 m 處存在不密實(shí)現(xiàn)象，深度約 1 m 4 m。圖5 喬莊北街雷達(dá)圖像2.脫空管道頂部脫空大多是由地下工程施工擾動(dòng)或路基壓實(shí)過程中產(chǎn)生的局部不均勻沉降引起的。脫空處相當(dāng)于在管道與路基之間形成了一個(gè)空氣夾層，管道頂部脫空在雷達(dá)時(shí)間剖面圖上表現(xiàn)為同向軸拱起，由于反射波能量增強(qiáng)，反射波組錯(cuò)斷，圖象呈上凸?fàn)畹忍卣?。管道與路基之間脫空范圍有時(shí)有其他物質(zhì)填充在內(nèi)。其雷達(dá)圖像表現(xiàn)為無反射、弱反射或雜亂反射，與路面及正常路基的界面反射有明顯差異。如圖6所示為北京西營前街( 西營前街小區(qū)至玉橋西路段) 200m 260m 的雷達(dá)圖像，圖像顯示在約210m，223m，238m

21、，255m處存在管頂脫空現(xiàn)象,各脫空段，深度約 1.8 m 3.5 m。圖6 西營前街雷達(dá)圖像(一)3.空洞空洞是路基開挖過程中產(chǎn)生的強(qiáng)擾動(dòng)或地層中本身存在而形成的。由于空洞在雷達(dá)探測(cè)過程中表現(xiàn)為電阻率高、介電常數(shù)低，電磁波傳播速度快，所以在探地雷達(dá)探測(cè)的時(shí)間剖面圖上，異常通常表現(xiàn)為同向軸上拱明顯呈現(xiàn)雙曲線形態(tài)，出現(xiàn)規(guī)則、對(duì)稱的繞射弧，在雙曲線的頂部反射能量最強(qiáng)，且發(fā)生多次反射。當(dāng)對(duì)空洞現(xiàn)象進(jìn)行資料的解釋時(shí)，應(yīng)該注意地下埋藏人工管狀物的干擾，空洞和人工管狀物在雷達(dá)探測(cè)的時(shí)間剖面圖的特征具有一定的相似性，要注意區(qū)分。區(qū)分空洞與人工管狀物的方法是: 單個(gè)人工管狀物時(shí)，在雷達(dá)時(shí)間剖面圖上顯示為單個(gè)規(guī)

22、則的雙曲線;多個(gè)等間距排列人工管狀筑埋物時(shí)，在雷達(dá)時(shí)間剖面圖上顯示為多個(gè)等間距規(guī)則的雙曲線。雙曲線頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)管狀物的頂點(diǎn)，雙曲線范圍大小與管狀物的尺度成正比。如圖7所示為北京西營前街200 m 260 m 的雷達(dá)圖像，圖像顯示在約 205 m，228 m 處存在空洞現(xiàn)象，深度約1m 2.5m。圖7 西營前街雷達(dá)圖像(二)探地雷達(dá)是一種高精度、高效率、連續(xù)無損、圖像直觀且實(shí)時(shí)輸出的檢測(cè)技術(shù)，能夠準(zhǔn)確的識(shí)別城市道路下隱伏病害，如空洞、脫空、不密實(shí)等現(xiàn)象，做到及早檢測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)，及早處理，減少生命財(cái)產(chǎn)損失。在實(shí)際探測(cè)過程中要求我們結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇適當(dāng)?shù)睦走_(dá)天線，設(shè)置合理的雷達(dá)參數(shù)，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)

23、處理，使得雷達(dá)的圖像更加直觀易于分辨，快速準(zhǔn)確的識(shí)別病害類型為道路的安全運(yùn)營及養(yǎng)護(hù)維修提供可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)。2.3地下缺陷的加固公路施工路基缺陷加固技術(shù)主要是為了保證路面的穩(wěn)定。而進(jìn)行路基加固技術(shù)主要是因?yàn)槁坊姆€(wěn)定性較低，如果外力作用較強(qiáng)的話，這對(duì)于路面行車的安全性造成一定的影響。因此，進(jìn)行公路施工路基缺陷加固技術(shù)可以很好的避免路面坍塌，能夠給路面的支持能力提供一定的助力，從而有效保證路面的行車安全。另外，公路施工路基缺陷加固技術(shù)也可以保證路面的硬度，從而延長(zhǎng)公路的壽命，減少因公路維修所消耗的人力、物力資源的浪費(fèi)。2.3.1缺陷加固方法、加固處理特點(diǎn)和要求目前國外對(duì)地下缺陷采空區(qū)地基加固做法如

24、下：美國賓夕法尼亞州采用灌注柱（樁）支撐法處理道路下的缺陷地基（采空區(qū)），控制了地面建筑物和道路的下沉。美國懷俄明州為控制大片的缺陷地基的地表沉降，采用灌漿法進(jìn)行了處理。波蘭為了保護(hù)地面建筑物，采用水砂充填法。國內(nèi)目前加固處理公路缺陷區(qū)路基的方法主要有：1.注漿法：加固處理和強(qiáng)化缺陷區(qū)地基和失穩(wěn)路基，增加它們的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。2.反壓護(hù)道法：在路堤兩側(cè)填適當(dāng)高度和寬度的護(hù)道，利用護(hù)道荷重的反力矩平衡路堤的滑動(dòng)力矩，因而保證路堤穩(wěn)定。3.水砂充填法：利用水的沖力給缺陷地基內(nèi)的空間充填砂石，支撐上覆巖土層，減少地基沉降，保證路堤穩(wěn)定。4.燒結(jié)法、凍結(jié)法等凍結(jié)法即通過人工冷卻，使地基土地溫度降低到孔隙

25、水的冰點(diǎn)以下，使土地凍結(jié)，從而有理想的截水性能和較高的承載力。燒結(jié)法即在軟弱軟土層中加熱，通過焙熱使周圍地基上減少水量，提高強(qiáng)度，減少壓縮性。以上方法中灌漿法應(yīng)用比較多,灌漿法不但可用于地基加固,同時(shí)用于處理路基病害加固,避免了中斷交通的大開挖和換填施工,具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。灌漿法就是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理,將某些能固化的漿液注入各種介質(zhì)的裂縫或孔隙,改善地基的物理力學(xué)性質(zhì),其過程主要讓水泥或其他漿液通過滲透、充填、壓密擴(kuò)展形成漿脈。由于地層中土體的不均勻性,通過鉆孔向土層中加壓灌入一定水灰比的漿液,一方面灌漿孔向外擴(kuò)張形成圓柱狀漿體,鉆孔周圍土體被擠壓充填,緊靠漿體的土體遭受破

26、壞和剪切,形成塑性變形區(qū),離漿體較遠(yuǎn)的土體則發(fā)生彈性變形,鉆孔周圍土體的整個(gè)密實(shí)度得到提高;另一方面隨著灌漿的進(jìn)行,土體裂縫的發(fā)展和漿液的滲透,漿液在地層中形成方向各異、厚薄不一的片狀、條狀、團(tuán)塊狀漿體,縱橫交錯(cuò)的漿脈隨著其凝結(jié)硬化,造成結(jié)石體與土體之間緊密而粗糙的接觸,沿灌漿管形成不規(guī)則的、直徑粗細(xì)相間的樁柱體。這種樁柱體與壓密的地基土形成復(fù)合地基,相互作用達(dá)到控制沉降、提高承載力的目的。加固處理的特點(diǎn)和要求：1. 要保證路基加固后其強(qiáng)度和變形穩(wěn)定性有所加強(qiáng)，絕不會(huì)進(jìn)一步惡化。2. 因?yàn)椴『航?jīng)發(fā)生，因此要通過提高路基路面強(qiáng)度恢復(fù)良好的路況，路面路基裂縫處理要用有較高強(qiáng)度且性能優(yōu)良的材料，路

27、面挖補(bǔ)罩面要用特殊的工藝和材料，絕對(duì)不能補(bǔ)了再補(bǔ)。3. 軟基和路堤填土體的加固要采用新工藝，新材料，保證處理施工以后滿足超限超載要求，長(zhǎng)期穩(wěn)定，不出現(xiàn)新的病害。2.3.2 缺陷區(qū)路段、常見病害路段加固處理方案 缺陷地基道路的加固處理，要根據(jù)路段病害發(fā)生的原因和輕重程度采取不同的方案進(jìn)行治理。根據(jù)病因和病害情況，先分段，然后按各段情況進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，也就是要對(duì)癥下藥，標(biāo)本兼治，只有病害原因找的準(zhǔn),治理措施(處治方案和施工技術(shù))科學(xué)可行，才能有效治理復(fù)雜的道路病害，使道路恢復(fù)其良好的路況，為社會(huì)提供優(yōu)良的服務(wù)。以下僅對(duì)幾種主要的地質(zhì)缺陷路段的處理方法進(jìn)行探討。 2.3.2.1 一般軟基段加固處理方案

28、與施工技術(shù) 1.灌縫封水恢復(fù)和增強(qiáng)路基路面強(qiáng)度 對(duì)山于路基沉降引起的寬度在15mm的縱橫向裂縫的路段,路面沉降量不大于規(guī)范規(guī)定的工后沉降量時(shí),治理辦法是灌縫封水,以防止冬季裂縫張開，雨雪水灌入導(dǎo)致路基凍脹，春秋雨水進(jìn)入縫內(nèi)，路面發(fā)生龜裂和坑槽。灌縫材料可用SP強(qiáng)性密封膏或其它填縫材料。施工工藝為先用縫機(jī)擴(kuò)縫，用吹風(fēng)機(jī)將縫內(nèi)雜物吹凈，再用壓力注漿機(jī)將SP彈性密封膏注入縫內(nèi)515cm深，一般每年在10月，12月到來年2月灌注3次即可。 2.挖補(bǔ)罩面 對(duì)自然地面以下不僅有13m軟弱土層地段，且路基沉降后，路面結(jié)構(gòu)有輕度損壞，發(fā)生寬度為510mm的裂縫，并有多條縱縫和橫縫互相貫通的裂縫路段，采取改善路

29、面材料挖補(bǔ)罩面處理。挖開面層后，一般基層還會(huì)發(fā)現(xiàn)裂縫，或裂縫細(xì)微時(shí)，先用水泥漿灌縫，在挖開的瀝青路面部位用SP彈性密封膏先行灌封處理，然后再進(jìn)行罩面。當(dāng)挖開面層發(fā)現(xiàn)裂縫寬度較大時(shí)，由于SP彈性密封膏灌注后會(huì)自動(dòng)流沉，難以封死裂縫，可先用70#瀝青灌注，然后再用SP彈性密封膏封口效果較好。挖補(bǔ)罩面工程上面層宜選用細(xì)粒式瀝青瑪蹄脂(SMA-13)或改性瀝青混凝土(AK-13或AC-16);中面層用中粒式改性瀝青混凝土(AC-20);下面層用粗粒式改性瀝青混凝土或70號(hào)重交通道路石油瀝青混凝土(AC-25)。上面層選用SMA結(jié)構(gòu)，可以有效減少車轍，防止拉裂，克服路面龜裂等病害。3.路基補(bǔ)強(qiáng)對(duì)于因路堤

30、填土體強(qiáng)度比較軟弱，或者路堤底面以下存在36m厚度的高壓縮軟弱土層，造成較為嚴(yán)重的不均勻沉降，路面發(fā)生錯(cuò)臺(tái)，車轍龜裂，翻漿等現(xiàn)象，但路基處于殘余沉降階段的路段，在治理中必須進(jìn)行路基補(bǔ)強(qiáng)處理。具體工藝是:將原路面結(jié)構(gòu)層全部挖除，然后在路床頂鋪一層防水上工布，基層應(yīng)鋪筑半剛性結(jié)構(gòu)層(如水泥穩(wěn)定碎石)，加鋪筑一層瀝青碎石，然后鋪筑改性瀝青面層。在路面結(jié)構(gòu)中的增加一層灌入式瀝青碎石和采用強(qiáng)度相對(duì)較高的半剛性基層至關(guān)重要，對(duì)于后期路基的殘余沉降和不均勻沉降造成的裂縫，在這兩層內(nèi)即可分解消散，防止其反射到路面。4.地基注漿加固根據(jù)工后長(zhǎng)期觀測(cè)，如果路基仍處于固結(jié)沉降活動(dòng)的裂縫路段，且軟弱土層厚度大于6m，僅處理路面結(jié)構(gòu)層不能徹底解決問題，必須注漿加固地基。具體方案是:在左右幅坡腳和坡腳以外以及中央分隔帶布置垂直