中國高鐵現(xiàn)狀及發(fā)展課件

路基施工及維護第五組：成員：田法高川宗俊麗孔建楊亞周深層攪拌法施工常見的問題和處理方法預(yù)攪下沉困難，電流值高，電機跳閘

發(fā)生原因：⑴電壓偏低；⑵土質(zhì)硬；⑶遇大石塊等障礙物處理方法：⑴調(diào)高電壓⑵適量沖水或漿液⑶挖除障礙物

噴漿未到設(shè)計樁頂面高程，集料斗漿液已排空

發(fā)生原因：⑴投料不準(zhǔn)確⑵灰漿泵磨損漏漿⑶灰漿泵輸漿量太大處理方法：⑴重新標(biāo)定投料量⑵檢修灰漿泵⑶重新標(biāo)灰漿輸漿量噴漿到設(shè)計位置集料斗中剩漿液過多

發(fā)生原因：⑴拌漿加水過量⑵輸漿管路部分堵塞處理方法:⑴重新標(biāo)定拌漿用水量⑵清洗輸漿管路輸漿管堵塞爆裂

發(fā)生原因:⑴輸漿管內(nèi)有水泥結(jié)塊⑵噴漿口球閥間隙太小處理方法:⑴拆洗輸漿管⑵使噴漿口球閥間隙適當(dāng)水泥柱干法與濕法施工的缺點各是什么？水泥樁干法優(yōu)點：水泥硬化時間短，且在一定程度上降低了樁間的含水量，在一定范圍內(nèi)提高了樁間的強度。缺點：攪拌均勻不佳，難于全過程復(fù)攪。水泥樁濕法

優(yōu)點：攪拌均勻、易于復(fù)攪。缺點：加固體硬化時間過長，天然含水量過高時，樁間多余的孔隙水需較長時間才能排除，

卡鉆產(chǎn)生原因：

通過含水量過低或板結(jié)堅硬的土層，或局部遇到障礙物。處理方法及預(yù)防措施：1、實行慢速鉆進2、提出鉆頭，改進鉆頭。3、如位置較淺，可用其它方法疏松土層后在鉆。4、如果升鉆桿時卡鉆，則應(yīng)暫定噴粉，待正常后在復(fù)噴。噴粉不暢或堵塞產(chǎn)生原因：(1)輸氣管道連接部分密封不嚴(yán)，造成漏氣或氣源不足、氣壓降低；(2)水泥吸潮結(jié)塊或噴口粘結(jié)變?。?3)固化料中含有雜物或大顆粒；(4)部分地層透氣性不良。處理方法及預(yù)防措施：1、檢查空壓機運行情況，調(diào)整氣源壓力，出來輸氣管的密封問題，確保正常輸氣。2、改用合格水泥，提出鉆頭，清理噴嘴，3、清除固化料中的雜物和大顆粒，改用符合要求的固化料。4、噴粉不暢時，操縱噴料閥門由關(guān)到開，由開到關(guān)，反復(fù)多次。樁體疏松產(chǎn)生原因：(1)土層含水量偏低，固化劑與原狀土的固結(jié)程度差；(2)遇到松散雜填土層，造成粉體流失，使樁體達不到原有的含灰量；(3)噴粉不足，使樁體達不到原有的含灰量。處理方法及預(yù)防措施：(1)對局部上層含水量過低，在確保質(zhì)量前提下，可向土層適當(dāng)注水：對大面積干燥土層應(yīng)改用漿液攪拌法成樁；(2)可二次鉆進，復(fù)噴一次粉料；(3)檢查輸灰管路，提高噴灰量。斷樁產(chǎn)生原因(1)水泥潮濕結(jié)塊或其它異物堵塞管路，造成供灰中斷；(2)管道漏氣或供氣不足，造成噴灰中斷；(3)鉆頭噴粉孔磨損、堵塞，造成噴灰中斷；(4)先提鉆后噴灰或提鉆速度過快，造成噴灰中斷；(5)貯灰罐中灰已用完，噴粉中斷。

處理方法及預(yù)防措施：(1)水泥應(yīng)妥善保管，防止受潮，固化料用前要過篩，確保合乎要求的灰料入貯灰罐；(2)經(jīng)常檢查管道，確保輸灰暢通；(3)噴灰計量要準(zhǔn)確，供氣風(fēng)壓要滿足要求：(4)提升鉆桿前要先噴灰1～2min后均勻攪拌提升；(5)鉆頭或輸灰管道堵塞，應(yīng)立即停鉆清理；(6)對已斷灰樁應(yīng)將上部斷樁打除后，以水泥砂漿補樁或在鄰位補樁?？招臉懂a(chǎn)生原因：土壤含水量過低，使得固化料噴出后不能被土顆粒吸附，造成噴灰遠(yuǎn)射，四周樁體強度高，中部為土芯，形成空心樁。處理方法及預(yù)防措施：當(dāng)土層含水量低于20％時，宜采用鉆孔時適當(dāng)注水或改用噴漿攪拌成樁工藝。樁體強度不均產(chǎn)生原因

1)鉆桿提升速度不均，使得噴入土層的灰量忽多忽少；(2)輸灰管道輕微堵塞，造成氣壓不穩(wěn)，灰流量時高時低，使得噴灰不均；(3)遇局部松軟土層漏灰造成噴灰不均；(4)遇粘土攪拌不開，噴灰量難以控制；(5)供氣壓力不穩(wěn)或貯灰罐與噴射管存在氣壓差。處理方法及預(yù)防措施：(1)控制提鉆速度，確保均勻提升，均勻噴灰、均勻攪拌；(2)經(jīng)常檢查計量稱，保證計量準(zhǔn)確；(3)經(jīng)常檢查輸灰管路的噴灰量和供氣壓力、確保平穩(wěn)送灰；(4)遇松軟土層或粘土層應(yīng)調(diào)整輸出轉(zhuǎn)速，深正鉆桿的適應(yīng)性，使噴灰均勻；(5)調(diào)整空壓機的氣壓，確保氣壓穩(wěn)定。凍土的定義凍土是指零攝氏度以下，并含有冰的各種巖石和土壤。一般可分為短時凍土（數(shù)小時/數(shù)日以至半月）/季節(jié)凍土（半月至數(shù)月）以及多年凍土（數(shù)年至數(shù)萬年以上）。地球上多年凍土/季節(jié)凍土和短時凍土區(qū)的面積約占陸地面積的50%，其中，多年凍土面積占陸地面積的25%。凍土是一種對溫度極為敏感的土體介質(zhì)，含有豐富的地下冰。因此，凍土具有流變性，其長期強度遠(yuǎn)低于瞬時強度特征。正由于這些特征，在凍土區(qū)修筑工程構(gòu)筑物就必須面臨兩大危險：凍脹和融沉。隨著氣候變暖，凍土在不斷退化。含有水的松散巖石和土體，當(dāng)溫度降低到其凍結(jié)溫度時，土中孔隙水便凍結(jié)變成冰，且伴隨析冰(晶)體的產(chǎn)生，膠結(jié)了土的顆粒。把具有負(fù)溫度及冰，且膠結(jié)著松散巖石固體顆粒的土(巖)，稱為凍土(巖)。凍土溫度狀態(tài)隨地區(qū)及存在條件的差異而發(fā)生變化。它主要取決于大氣溫度、海拔高度、地形、地質(zhì)和水文地質(zhì)及植被等條件。此外，環(huán)境條件的改變和人類的工程建筑活動也可直接影響其所在地段(區(qū))的凍土溫度狀態(tài)。凍土按其凍結(jié)狀態(tài)時間的長短可分為多年凍土、季節(jié)凍土和瞬時凍土三類。凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)三年以上的凍土為多年凍土。每年冬季凍結(jié)，夏季全部融化，凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)時間大于一個月，每年周期性凍結(jié)的凍土為季節(jié)性凍土，這種凍土的凍結(jié)深度為數(shù)厘米至1-2m。瞬時凍土是指冬季凍結(jié)狀態(tài)僅持續(xù)幾個小時至數(shù)日的凍土，其凍結(jié)深度為數(shù)厘米至數(shù)毫米。每年冬季凍結(jié)，夏季融化的地表(淺層土體)，在多年凍土地區(qū)稱之為季節(jié)融化層；在季節(jié)性凍土地區(qū)稱之為季節(jié)凍結(jié)層(季節(jié)凍土層)。凍土內(nèi)的冰是凍土不可缺少的成分，它的數(shù)量、分凝特點(由薄膜水向結(jié)晶鋒面的遷移而形成冰體，在一定條件下，冰體體積可大大超過凍結(jié)前體中的孔孔隙)及其與土顆粒之間的膠結(jié)程度影響著土體的凍脹性及凍土的物理力學(xué)性質(zhì)。由于冰具有明顯的非均質(zhì)特性，它的黏塑變形主要是發(fā)生在與晶體長軸相垂直的方向上。在天然狀態(tài)下，由于熱一力條件(如溫度，壓力等)產(chǎn)生變化，冰的各種特性(包括構(gòu)造特點，流變性等)也會發(fā)生相應(yīng)的變化。凍土區(qū)不良工程地質(zhì)現(xiàn)象在凍土區(qū)筑路必須考慮的工程地質(zhì)問題有融沉、凍脹和不良凍土現(xiàn)象等。(1)融沉融沉，也稱融化下層，指土中過剩冰融化所產(chǎn)生的水排出以及土體的融化固結(jié)引起的局部地面的向下運動，是自然(如氣候轉(zhuǎn)暖)或人為因素(如砍伐與焚燒樹木、房屋采暖)改變了地面的溫度狀況，引起季節(jié)融化深度加大，使地下冰或多年凍土層發(fā)生局部融化所致。在多年凍土上限附近的細(xì)粒土和有一定量細(xì)粒土充填的粗粒土中往往存在厚層地下冰，由于其埋藏淺，所以很容易受各種人為活動的影響而融化。由厚層地下冰融化而產(chǎn)生的融沉是引起多年凍土區(qū)路基變形和破壞的主要原因。(3)融凍泥流和滑塌融凍泥流和滑塌多發(fā)生在有厚層地下冰分布的斜坡上。它可以由工程施工、挖方取土等人為活動引起，也可以由自然因素(如河流侵蝕坡腳、氣溫升高)引起。由融凍泥流和滑塌形成的稀泥物質(zhì)向下流動，可能掩埋道路，壅塞橋涵，加速路基的軟化濕陷。當(dāng)線路通過越嶺地段時，要特別注意這些問題。(4)冰錐、凍脹丘冰錐俗稱涎流冰，指水多次溢出地表凍結(jié)而所形成的地面冰體。分布于多年凍土和季節(jié)凍土區(qū)。其形成條件為：具有不凍的水源、水的通道、水的驅(qū)動力和嚴(yán)寒的氣候條件。按其水源分為河冰錐、湖冰錐和采冰錐。絕大部分冰錐是季節(jié)性的防治凍脹與翻漿的措施(1)做好路基排水良好的路基排水可防止地面水或地下水侵入路基，使土基保持干燥，減少凍結(jié)過程中水分聚流的來源。路基范圍內(nèi)的地面水、地下水都應(yīng)通過順暢的途徑迅速引離路基，以防水分停滯浸濕路基。為此，應(yīng)重視排水溝渠的設(shè)計，注意溝渠排水縱坡和出水口的設(shè)計；在一個路段內(nèi)重視排水系統(tǒng)的設(shè)計，使排水溝渠與橋涵組成一個完整的通暢的排水系統(tǒng)。為降低路基附近的地下水位，可采用有管滲溝；為攔截并排除流向路基的地下水，可采用截水滲溝，同時考慮冰凍深度的影響。(2)提高路基填土高度提高路基填土高度，可增大路基邊緣至地下水或地面水水位間的距離，從而減小凍結(jié)過程中水分向路基上部遷移的數(shù)量，使凍脹減弱，使翻漿的程度和可能性變小。路線通過農(nóng)田地區(qū)，為了少占農(nóng)田，應(yīng)與路面設(shè)計綜合考慮，以確定合理的填土高度。在潮濕的重凍區(qū)內(nèi)粉性土地段，不能單靠提高路基填土高度來保證路基路面的穩(wěn)定性，要與其他措施，如砂墊層、石灰土基層等配合使用。提高路基填土高度是一種簡便易行、效果顯著且比較經(jīng)濟的常用措施。同時也是保證路基路面強度和穩(wěn)定性，減薄路面，降低造價的重要途徑。(3)設(shè)置隔離層隔離層是設(shè)在路基中一定深度處，用于防止水分進入路基上部，從而保持土基干燥，起防治凍脹與翻漿作用的防水結(jié)構(gòu)。設(shè)隔離層措施的適用條件：①隔離層對新舊路線翻漿均可采用，特別適用于新線；②不透水隔離層適用于不透水路面的路基中，在透水路面下只能設(shè)透水隔離層；③在鹽漬土地區(qū)的翻漿路段，隔離層深度應(yīng)同時考慮防止鹽脹和次生鹽漬化等要求。隔離層按使用材料可分為透水性隔離層和不透水性隔離層兩類。透水性隔離層用碎石、礫石或粗砂等做成，其厚度一般騎-10-20cm；為了防止淤塞，應(yīng)在隔離層上面和下面設(shè)置防淤層，隔離層底部應(yīng)高出地面水20cm以上，并向路基兩側(cè)作成3％的橫坡。不透水性隔離層分不封閉式(隔斷毛細(xì)水)和封閉式(隔斷毛細(xì)水和橫向滲水)兩種。在地面排水困難或地下水位高的路段，宜采用封閉式隔離層。封閉式隔離層可做成垂直封閉式及外斜封閉式。根據(jù)隔離層鋪筑寬度，不封閉式隔離層又可分為貫通式(當(dāng)路基寬度較窄時，隔離層橫穿全路基)和不貫通式。不透水性隔離層所用材料有：①8％-10％的瀝青土或6％-8％的瀝青砂，厚度2.5-3.0cm；②瀝青或柏油，直接噴灑，厚度2—5mm；③油氈紙、不透水土工布、塑料薄膜(在重鹽漬土地區(qū)不宜使用)等不透水材料。隔離層的深度(隔離層距路肩頂面的垂直距離)一般為(3-3．5)D(D為標(biāo)準(zhǔn)軸載的輪跡直徑)。在交通量大、路面等級高、凍脹與翻漿嚴(yán)重的情況下，宜采用較大數(shù)值。(4)換土當(dāng)采用水穩(wěn)性好、冰凍穩(wěn)定性好、強度高的粗顆粒土換填路基上部時，可以提高土基的強度和穩(wěn)定性。換土措施的適用條件：①因路基標(biāo)高限制，不允許提高路基，且附近有粗粒土可用時；②原有路基土質(zhì)不良，需鋪設(shè)高級路面時。換土層厚度一般可根據(jù)地區(qū)情況、公路等級、行車要求以及換填材料等因素確定。根據(jù)一些地區(qū)的經(jīng)驗，在路基上部60-80cm厚的范圍換填粗粒土，路基可以基本穩(wěn)定。換土厚度也可以根據(jù)強度要求，按路面結(jié)構(gòu)層厚度的計算方法計算確定。(5)加強路槽排水在凍脹與翻漿嚴(yán)重地段，應(yīng)注意做好路槽排水，通常采用設(shè)砂墊層和橫向盲溝等措施進行路槽排水。①鋪設(shè)砂墊層砂墊層在融期可起蓄水、排水作用；能隔斷毛細(xì)水上升；可防止融期路基泥漿上擠污染路面結(jié)構(gòu)層；冬季對路基凍脹可起緩沖作用，從而減輕路面凍脹。在盛產(chǎn)砂石地區(qū)，可以采用鋪設(shè)砂墊層排水，防止凍脹和翻漿。根據(jù)砂墊層的作用，從蓄水和耐污染方面考慮，砂墊層的經(jīng)驗厚度為：中濕路段，15-20cm；潮濕路段，20-30cm。砂墊層材料可選用砂礫、粗砂或中砂，要求砂中不含雜質(zhì)、泥土。砂墊層路段兩端，要用不透水的黏性土封閉，以防止翻漿的蔓延。砂墊層要灑適量水，用履帶式拖拉機碾壓。在透水性很差的黏性土路基，一般不宜使用蓄水的砂墊層。②加設(shè)橫向盲溝道路縱坡大于3％的坡腰翻漿路段，當(dāng)中級路面基層采用透水性材料時，為了及時排出透水層內(nèi)的縱向水流和春融期土基化凍時的多余水分，可在路槽下設(shè)置橫向盲溝。橫向盲溝可設(shè)成人字形，縱向間距10m左右，深度20-40cm，寬40cm左右，填以砂礫等透水性良好的材料，出口按一般盲溝處理。(6)加強路面結(jié)構(gòu)在凍脹與翻漿地段，為減小凍脹和翻漿對路面結(jié)構(gòu)及承載力的影響，應(yīng)使用整體性好的石灰土、煤渣石灰土、水泥穩(wěn)定砂礫等半剛性結(jié)構(gòu)層，以加強路面結(jié)構(gòu)。但是用這些半剛性材料作基層時，應(yīng)防止反射裂縫，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膽?yīng)用經(jīng)驗，注意路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計、材料的選擇和配合比設(shè)計。(7)加設(shè)防凍層在中、重季節(jié)凍結(jié)區(qū)和多年凍土區(qū)的高級、次高級路面，在有可能凍脹的路段，為防止不均勻凍脹，路面總厚度不應(yīng)小于表9-11的規(guī)定。如按強度計算的路面厚度小于表9-11規(guī)定時，應(yīng)用冰凍穩(wěn)定性良好的材料加設(shè)防凍層補足。防凍層材料應(yīng)選用冰凍穩(wěn)定性良好的砂礫、粗砂、礦渣、煤渣等粒料，也可采用水泥或石灰煤渣穩(wěn)定粗粒土、石灰粉煤灰穩(wěn)定粗粒土等。采用砂礫和粗砂時，小于0.074mm的顆粒含量不應(yīng)大于5％；采用煤渣時，小于2mm的顆粒含量不宜大于20％。(8)鋪設(shè)隔溫層在重凍區(qū)，有條件時也可采用鋪設(shè)高效隔溫層的方法，減小土基凍結(jié)深度或使土基不凍結(jié)，以防治凍脹，從而防治翻漿。隔溫層采用導(dǎo)溫性能差的材料，鋪在土基內(nèi)、土基頂面或路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)。在林區(qū)的臨時道路上，隔溫層多采用壓實的泥炭、樹皮、木屑等當(dāng)?shù)夭牧?，鋪在土基?nèi)或土基頂面。在正規(guī)的公路上，可采用泡沫塑料、苯乙烯海綿塑料混凝土、含有多孔填充料的輕混凝土等高效隔溫材料。煤渣隔溫層鋪設(shè)于壓實的土基頂面，為防煤渣受濕隔溫性能降低，可設(shè)在砂墊層上；硬化泡沫塑料隔溫層鋪設(shè)于壓實的土基頂面；輕混凝土隔溫層鋪設(shè)于面層下的路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)。在土基頂面鋪設(shè)硬化泡沫塑料隔溫層時，為防其受潮，應(yīng)先攤鋪聚乙烯薄膜，然后安放硬化泡沫塑料板或澆注泡沫樹脂，最后再用薄膜覆蓋并加鋪5cm砂層，方可在其上鋪筑路面結(jié)構(gòu)層。采用泡沫聚合樹脂時，要待泡沫硬化2h后再覆蓋薄