高速公路工后地质缺陷路段勘察和加固技术实践与研究

论文摘要

在高速公路建设的勘察设计和施工阶段,因公路工程路线太长,难免有局部路段的不良地质情况没有被揭露,未被处治而隐伏下来,比如地面以下存在较厚的小范围软弱土层、老河沟回填土、或者采空区、溶洞、地下暗河等不良地质情况。道路如果修建在这些应该处治但因种种原因又没有得到处治的有缺陷的地段上,竣工通车后,由于路基和路面及车辆荷载的作用,改变了缺陷地基岩土层的应力环境,将导致缺陷地基的“活化”,从而使地表产生二次变形,引起路基的不均匀沉降和线路坡度的改变,路面出现裂隙、错台和高程显著变化等。与工前处理软弱土层和不良地基不同,竣工通车后处治缺陷路段不仅时间紧、施工场地极为有限,且需:（1）尽量不封闭交通,不影响车辆的正常运行。（2）尽可能不破坏并要修复好原路面结构层和其它道路设施。（3）保证综合处治的工期最短、成本最低和结果的最优。本文在对高速公路地质缺陷区路段案例充分调研的基础上,结合日东高速公路K219+842-K220+060路段地质缺陷区路基加固和路面病害治理的勘察设计和施工工作,对高速公路工后地质缺陷区地质特性和道路病害特点进行了研究,分析了缺陷地基固结变形与路基失稳及路面结构层次破坏的深层关系;得出了:（1）对公路工后地质缺陷区路基采用“以工程地质和水文地质调查测绘为先导,理论反推路基物理力学参数为主要手段,钻探（竖直孔与倾斜孔结合）验证并精细化,建立多因素因果互动的动态演化模型分析、预测缺陷区路基地质当时和未来情况”的综合勘察理论和方法;（2）工后缺陷区道路加固设计应从地基、路堤和路面、汽车荷载相互作用的整体出发,根据病因分路段对症下药,标本兼治的指导思想和治理方法,以及进行路基强度、稳定性和变形演算的设计参数取值建议和尽量不封闭交通的斜孔注浆加固缺陷地基和路基的设计施工技术。研究和实践相结合取得预期效果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外有关公路工后缺陷区道路勘察处治研究概况
• 1.2.1 勘察技术方法
• 1.2.2 加固处理方法
• 1.2.3 国内外技术比较分析
• 1.3 研究内容
• 1.4 技术路线
• 第二章 高速公路工后地质缺陷区路段地基的特点和常见病害
• 2.1 概论
• 2.2 高速公路工后地质缺陷路段地基的特点和分类
• 2.2.1 特殊地质构造的缺陷地基
• 2.2.2 下伏空洞情况下的缺陷地基
• 2.2.3 局部软弱地基
• 2.2.4 强度欠缺的路堤填土体
• 2.2.5 其它角度的分类
• 2.3 高速公路工后缺陷区路段常见病害
• 2.3.1 路基病害
• 2.3.2 路面病害
• 第三章 高速公路工后缺陷区路段勘探关键技术研究
• 3.1 概述
• 3.2 工程地质与水文地质调查和测绘技术
• 3.2.1 调查测绘的目的及重要性
• 3.2.2 工后缺陷区道路调查
• 3.2.3 工后缺陷区路段测绘技术方法
• 3.2.4 测绘资料整理与道路实用性能评价及预测技术
• 3.3 软弱地基物理力学参数反推理论
• 3.3.1 利用宫川公式反算软弱土层的初始抗剪强度τf值及下卧持力层埋深h0
• 3.3.2 反推地基最终沉降量、压缩层的平均模量和含水量以及孔隙比e等物理力学指标值
• 3.3.3 筑路前自然地基压缩土层含水量及孔隙比等参数的反算
• 3.3.4 工后某时间点地基物理力学参数反算方法
• 3.4 下伏空洞顶板临界厚度反推计算与地基评价
• 3.4.1 工后岩溶地基的定量评价
• 3.4.2 工后下伏土洞地基评价
• 3.4.3 采空区的勘察和地基评价
• 3.5 地基的钻探及土工试验技术
• 3.5.1 钻探目的及钻孔布置原则
• 3.5.2 钻探施工及地质描述
• 3.5.3 岩土室内试验及原位测试
• 3.6 勘察技术方法综合评述
• 3.7 勘察工作技术途径和工作模式
• 3.7.1 勘察工作内容
• 3.7.2 勘察最佳途径和工作模式
• 第四章 公路工后缺陷区路段加固处理关键技术研究
• 4.1 缺陷区路段病害产生的原因分析
• 4.2 缺陷区路段病害路段加固处理特点和设计原则
• 4.2.1 加固处理的特点和要求
• 4.2.2 设计原则
• 4.3 缺陷区路段病害路段加固处理方案与施工技术
• 4.3.1 一般软基段加固处理方案与施工技术
• 4.3.2 采空区地基处理
• 4.3.3 岩溶地基处理
• 4.3.4 土洞及地面塌陷的处理
• 4.3.5 石芽、溶蚀沟、溶蚀槽的处理
• 4.4 缺陷区路基路面加固处理的质量检验技术
• 4.4.1 质量检验方法
• 4.4.2 选择质量检验方法应考虑的因素
• 4.4.3 质量检验要求和内容
• 4.4.4 质量检验的方法的选择
• 第五章 日东高速公路工后缺陷路段勘察与加固实践
• 5.1 日东高速公路工后缺陷路段简介
• 5.2 勘察实践
• 5.2.1 勘探目的
• 5.2.2 工程地质调查测绘实践
• 5.2.3 理论反算地基物理力学参数
• 5.2.4 工程地质钻探及土工试验
• 5.2.5 反算物理力学参数与钻探土工试验结果对比
• 5.3 加固方案设计和施工
• 5.3.1 路基路面加固处理方案设计及施工工艺
• 5.3.2 加固施工后路基路面工程质量检测
• 5.4 应用范围及经济与社会效益分析
• 5.4.1 成果应用范围
• 5.4.2 经济与社会效益分析
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 后续研究工作设想
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况
• 学位论文评阅及答辩情况表