路基沉降病害防治

1、第三章路基橫向不均勻沉降病害與防治隨著我國高速公路的大量建設(shè)，尤其是舊路的大量改擴(kuò)建工程的立項、開工，在施工過程中路基橫向不均勻沉降問題已十分突出。國內(nèi)外的專家學(xué)者對這一問題進(jìn)行了多方面的探索和研究，并取得了大量的顯著成果。國外發(fā)達(dá)國家公路建設(shè)起步比較早，關(guān)于路基橫向不均勻沉降研究得相對較早。因此，其治理各種病害的技術(shù)相對比較成熟，很多技術(shù)成果都處于國際領(lǐng)先地位，對我國的公路工程質(zhì)量病害的防治技術(shù)有很高的借鑒價值。近十幾年來，隨著我國公路建設(shè)數(shù)量的增加，公路建設(shè)者們積累了豐富的經(jīng)驗。通過對這些經(jīng)驗的科學(xué)分析和總結(jié)、歸納，為我國對公路路基橫向不均勻沉降問題的研究打下了良好的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，我國

2、的公路專家學(xué)者又對該問題進(jìn)行了有益的探索，并取得了大量有現(xiàn)實意義的成果。其中有一些技術(shù)成果已達(dá)到了國際先進(jìn)水平，如土工格柵和土工格室技術(shù)在防治路基橫向不均勻沉降中的運用，且其在軟土地基地段路基拓寬或拼接工程中的應(yīng)用，也取得了良好的工程應(yīng)用效果。第一節(jié)路基橫向不均勻沉降原因與防治措施一、路基橫向不均勻沉降原因分析路基橫向不均勻沉降的發(fā)生是多方面因素綜合作用的結(jié)果。其中，內(nèi)因在于地基及路基本身；外因是車載、地下水及自重等作用。1.地基對路基橫向不均勻沉降的影響(1)路堤地基處理不當(dāng)伐樹除根及表土處理不徹底或是路基基底的壓實度不夠，致使路堤形成后，一旦雜質(zhì)腐爛變質(zhì)，地基將會發(fā)生松軟和不均勻沉降。地面

3、橫坡大于1：5的路段，路堤填筑前地基未按規(guī)定要求挖成臺階，填料與地基結(jié)合不良，在荷載作用下填料極易失穩(wěn)而沿坡面發(fā)生滑移，從而產(chǎn)生橫向不均勻沉降。(2)特殊地基地段軟土地基對路基橫向不均勻沉降的影響當(dāng)路基修筑在軟土地段時，軟土層本身力學(xué)性能差，在附加應(yīng)力作用下，會發(fā)生固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降和側(cè)向塑性擠出，導(dǎo)致明顯的沉降變形。有些河谷、水塘地段雖作了清淤處理，但是處理不徹底或回填材料控制得不好，從而形成人為的相對軟土層。在高填方填筑后，地基出現(xiàn)不均勻沉降，造成路基的不均勻沉降，甚至路面開裂。在一些地表水和地下水自然排泄困難的地方，地基土中的軟土層在固結(jié)過程中的較大沉降變形，也是產(chǎn)生過大沉降和沉降差的

4、重要原因。有些路段所處地基不屬于軟土地基，但處于低洼、河谷處，長期受水沖蝕，天然含水量較高，在設(shè)計時未發(fā)現(xiàn)或未作特殊處理，在施工時也未做等載或超載預(yù)壓，也會產(chǎn)生不均勻沉降。軟土地基是公路路基產(chǎn)生不均勻沉降的重要原因之一，其中，比較有代表性的工程實例如沈大高速公路改擴(kuò)建工程，由于沈大高速公路部分路段位于軟土地基上，路堤設(shè)計與施工必須控制新路堤的橫向穩(wěn)定性及由于新老路堤橫向不均勻沉降而形成的橫向錯臺，以避免影響到行車安全。因此，軟土地基處理是本項工程的一個重點和難點。巖溶地基對路基橫向不均勻沉降的影響在碳酸鹽巖地區(qū)，路基下有時分布有巖溶洼地或漏斗，其中的沉積物松軟，在行車動載的作用下，沉積物壓實、

5、側(cè)向流動和下陷，造成路基沉陷。比較有代表性的工程實例是在昆明至瑞麗公路，有一處屬這種類型。該公路通過處為灰?guī)r地區(qū)的凹狀地形區(qū)，自1991年開始，路面每年下沉約1.5m，1993年79個月，每月墊高路面0.5m，側(cè)向變形作用不明顯。其原因主要是路基以下為巖溶洼地，洼地內(nèi)風(fēng)化殘積物疏松軟弱，該處在地貌上易于地下水的匯集。在交通荷載作用下，殘積物壓密和側(cè)向流動，使路基近于垂直下沉。一般說來，土層的天然含水量越高、天然孔隙比越大，則壓縮系數(shù)越大、承載力越低，則路基的沉降量和沉降差越大；抗剪強(qiáng)度和承載力越低，則側(cè)向塑性擠出甚至局部坍滑的可能性越大。故地基中存在巖溶，容易導(dǎo)致路基的橫向不均勻沉降。2.路基

6、本身引起的路基橫向不均勻沉降(1)路堤填料不均勻在公路施工過程中，對填料、級配很難得到有效的控制。若填料中混入種植土、腐殖土或泥沼等劣質(zhì)土，或土中含有未經(jīng)打碎的大塊土或凍土等，或在填石路堤中石料規(guī)格不一，性質(zhì)不勻，亂石中空隙很大，在一定期限(例如雨季)可能產(chǎn)生局部明顯橫向下沉。另外，填料常常是路塹的挖方、隧道掘進(jìn)產(chǎn)生的廢方。這些填料性質(zhì)差異大、級配也相差很遠(yuǎn)。在施工過程中，如果分層碾壓厚度過大，小顆粒填料和軟弱物質(zhì)很難得到有效壓實，在荷載的長期作用下，回填料會產(chǎn)生不協(xié)調(diào)沉降變形。(2)路基填土壓實不足由于壓實度不足往往導(dǎo)致填方路基的橫向不均勻沉降變形，路基兩側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫。路基土體壓實度不足的

7、主要原因有以下幾點。路基施工受實際條件的限制時，如天氣太干燥，局部路堤填料含水量低，土塊粉碎不足，致使路基壓實度不均勻；暗埋式構(gòu)造物因其長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓，致使路基邊緣壓實度不夠；某些加減速道與行車道沒有同步施工，當(dāng)拼接處理得不好時，其拼接處也產(chǎn)生壓實度不足的情況。在填方路堤施工中，當(dāng)路堤施工到一定高度以后，路堤邊緣土體往往存在壓實度不足問題。對于較高的填方路基，通常都要作相應(yīng)的處治。填方土體壓實度不足，其結(jié)果是土體前期固結(jié)壓力小于自重應(yīng)力和各種附加應(yīng)力之和，在自重作用下就會發(fā)生沉降變形。這些附加應(yīng)力主要來自以下幾個方面：車載，尤其超載情況；含水量變化造成土體重度的改變；地下水位升

8、降而導(dǎo)致浮力作用改變；土體飽和度改變，引起負(fù)孔隙水壓力改變。這些附加應(yīng)力引起土體中有效應(yīng)力改變，從而導(dǎo)致土體發(fā)生壓縮變形。土體壓實度不足還會導(dǎo)致填土路基的側(cè)向完全受限，僅有豎向變形。實際路基土中存在有側(cè)向變形，這種側(cè)向變形會引起沉降。由于填方土體的最佳含水量控制不力，壓實效果達(dá)不到要求?？紤]到施工安全和進(jìn)度，使得壓實或壓實作用時間不足，路基壓實不充分，致使路基壓實度達(dá)不到要求。其他原因：如路基填料的含水量、壓實時的松鋪厚度、碾壓機(jī)具選擇不當(dāng)?shù)?，都易造成路基壓實不足，使路基土的密實度達(dá)不到要求，這樣土體仍會發(fā)生積水，造成水分積聚和侵蝕路基.使路基土軟化或因凍脹而產(chǎn)生不均勻沉降。(3)半填半挖部位

9、產(chǎn)生的不均勻沉降由于填方的沉降系數(shù)與挖方的沉降系數(shù)不同，在行車荷載的作用下，隨著時間的推移，填方與挖方的沉降差值越來越大，易在交界處出現(xiàn)土基不均勻沉降，路基產(chǎn)生縱向裂紋。3.水文氣候引起的路基橫向不均勻沉降(1)氣候?qū)β坊鶛M向不均勻沉降的影響氣候也是引起路基的橫向不均勻沉降的一個重要因素。降雨量過大、洪水、冰凍、積雪或溫差過大，都可能使高路堤產(chǎn)生橫向不均勻下沉。(2)地下水對路基橫向不均勻沉降的影響在地下水的交替作用下，路基土體內(nèi)水含量反復(fù)變化。土體重度在一定范圍內(nèi)波動，更為重要的是，由毛細(xì)管張力引起負(fù)孔隙水壓力可以達(dá)到相當(dāng)?shù)臄?shù)值，再加上水的軟化、潤滑效應(yīng)，有可能使路基產(chǎn)生橫向沉降變形。路基或

10、地基中地下水的動態(tài)性對路基不均勻沉降有很大影響。路堤及其地基中的地下水主要補(bǔ)給來源有三種類型，即地下水側(cè)向補(bǔ)給、降雨補(bǔ)給和地表水側(cè)向補(bǔ)給，其動態(tài)變化及侵蝕作用影響到土體中的有效應(yīng)力分布、土體的結(jié)構(gòu)特征和土體強(qiáng)度，從而導(dǎo)致路基的橫向不均勻沉降。4.施工方面的原因填筑順序不當(dāng)，未在全寬范圍內(nèi)分層填筑，填筑厚度不符合規(guī)定，填料質(zhì)量不符合要求，填料水穩(wěn)性差，不同性質(zhì)的填料混填，因不同土類的可壓縮性和抗水性差異，形成不均勻沉降。路基填料含水量控制不嚴(yán)，又無大型整平和碾壓設(shè)備，使壓實達(dá)不到要求。施工過程中，未注意排水，遇雨天時，路基積水嚴(yán)重，無法自行排水，有的積水浸入路基內(nèi)部，形成水囊；晴天施工時，未排除

11、積水、控制含水量就繼續(xù)填筑，以致造成隱患。二、路基橫向不均勻沉降防治措施1.設(shè)計方面(1)做好地質(zhì)勘探調(diào)查對路線經(jīng)過的地形、地貌、水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察，對特殊路基段應(yīng)提供詳細(xì)的設(shè)計資料。對于地表不良路段，設(shè)計可考慮換土或摻石灰、水泥及鋪設(shè)土工合成材料等措施。(2)確保路基最小填筑高度路基最小填筑高度必須保證不因地面水、地下水、毛細(xì)水及凍脹作用的影響而降低其穩(wěn)定性。按照路基設(shè)計規(guī)范要求，根據(jù)土基干濕類型及毛細(xì)水位高度確保路基最小填筑高度。當(dāng)路基填筑高度受限制而不能達(dá)到規(guī)范規(guī)定時，則應(yīng)采取相應(yīng)的處治措施，如換填砂礫、石渣等透水性材料，設(shè)置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基，

12、影響路基工作區(qū)內(nèi)的土基強(qiáng)度與穩(wěn)定性。土質(zhì)挖方路基，需換填不少于60cm砂礫；石質(zhì)挖方路基，需設(shè)置30cm砂礫墊層，橫向排水不暢路段要加設(shè)盲溝。(3)明確路基填料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求在各級公路工程施工圖設(shè)計中，必須明確不同填高內(nèi)路基填料的CBR值(最小強(qiáng)度)及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強(qiáng)膨脹土等劣質(zhì)土，嚴(yán)禁直接用于填筑路基。礫(角礫)類土應(yīng)優(yōu)先選作路床填料，土質(zhì)較差的細(xì)粒土可填于路堤底部。(4)完善路基綜合排水設(shè)計縣級以上公路工程設(shè)計中，必須遵循因地制宜、整體規(guī)劃、綜合考慮的原則，進(jìn)行路基縱、橫向排水設(shè)計，避免造成兩側(cè)長期積水浸泡路基，使路基承載力下降而發(fā)生沉降變形。在居民區(qū)路段必須設(shè)置排

13、水邊溝，平坡路段邊溝需設(shè)有縱坡，確保排水通暢。高填方路段采用集中排水措施，并與警示樁、防撞墻統(tǒng)籌考慮，要求在每2040m及主要變坡點處設(shè)置簡易或永久性泄水槽。挖方段應(yīng)根據(jù)上邊坡的匯水面積設(shè)計截水溝，并考慮邊坡土質(zhì)和邊坡，設(shè)置擋土墻防止坍方，路基較低路段可以加設(shè)砂礫層及滲水盲溝，并加大、加深邊溝等排水措施。(5)確保路基邊坡穩(wěn)定性高填、深挖路基的邊坡應(yīng)根據(jù)填料種類、邊坡高度和工程地質(zhì)條件等確定，且高填路堤必須進(jìn)行路基穩(wěn)定性驗算。填方邊坡過高時，可考慮在邊坡中部加置邊坡平臺。(6)積極采用路基綜合防護(hù)形式積極推行植物防護(hù)與硬防護(hù)相結(jié)合的綜合防護(hù)形式，在比較穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡采用種草、鋪設(shè)草皮、植樹等植

14、物防護(hù)措施。巖體風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育、軟質(zhì)巖石、松散碎(礫)石土的挖方邊坡以及受水流侵蝕、植物不易生長的填方邊坡可采用護(hù)面墻、砌石等工程防護(hù)措施，沿河路基、受冰侵害和沖刷路段采用擋土墻、砌石護(hù)坡、石籠拋石等直接防護(hù)措施。(7)設(shè)計方法方面強(qiáng)夯法是目前發(fā)展起來的處治路基不均勻沉降的有效措施。強(qiáng)夯法處治是利用大能量直接作用在被處治范圍上，通過整體提高被處治體的密實度來減少不均勻沉降變形。其作用效果明顯，施工速度快。20世紀(jì)90年代末，重慶交通科研設(shè)計院曾采用強(qiáng)夯技術(shù)成功地處治了重慶渝長高速公路路基沉降問題，但是這種方法對結(jié)構(gòu)物的動力沖擊較大，限制了在橋頭、涵洞等部位的應(yīng)用。而且強(qiáng)夯的設(shè)計計算方法、質(zhì)

15、量檢測評價方法等還有待進(jìn)一步研究。壓力灌漿法是利用機(jī)器施加高壓，把能固化的漿液壓入土體空隙，漿液凝固后把壓力區(qū)范圍內(nèi)的土體固結(jié)，使用松散的土顆粒形成整體，達(dá)到控制沉降、減少不均勻沉降的目的。特別是針對公路路基下軟土基的處治，可以直接改善土體結(jié)構(gòu)，固結(jié)土體，控制沉降。但是這種方法在實踐中的可行性及其壓漿工藝、材料、適合范圍等都還需要進(jìn)一步研究。應(yīng)用土工合成材料(土工格柵、塑料網(wǎng)格等)進(jìn)行加筋或制成柔性褥墊層，使之調(diào)節(jié)和控制不均勻沉降。國內(nèi)利用土工合成材料處治不均勻沉降也做過嘗試和試驗，如重慶交通科研設(shè)計院在20世紀(jì)90年代，采用土工合成材料處理廣西南梧公路沉降及重慶渝長高速公路不均勻沉降均獲得較

16、好效果。值得注意的是，國際上普遍認(rèn)為土工合成材料是處理不均勻沉降的有效措施，而且土工合成材料除了對地基有加筋作用外，還有濾層、排水、隔離、防護(hù)、防滲等作用。因此，采用土合成材料處治是一種值得推廣的處理路基不均勻沉降的有效措施。但對其設(shè)置方法、作用效果、設(shè)計計算方法等問題尚需深入研究與試驗。2.施工方面(1)做好施工組織設(shè)計合理安排施工段的先后順序，明確構(gòu)造物和路基的銜接關(guān)系，以施工組織設(shè)計為依據(jù)，結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，合理調(diào)配人員、設(shè)備，是保證路基施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。(2)做好施工前的準(zhǔn)備工作開工前要認(rèn)真審閱設(shè)計文件，詳細(xì)了解各段的填、挖情況，地質(zhì)情況，填、挖土質(zhì)和調(diào)配情況。對重要地段要作重

17、點勘察，進(jìn)一步核對設(shè)計資料，發(fā)現(xiàn)設(shè)計文件中有誤應(yīng)及時上報業(yè)主，妥善處理。(3)認(rèn)真清除地表土不良土質(zhì)、地表植被、樹根、垃圾、不良土質(zhì)(鹽漬土，膨脹土等)必須予以清除，然后換填透水性材料，尤其是低填方路段要注意滿足路基工作區(qū)的要求。有必要時要設(shè)置砂礫隔層，路基深度、寬度、長度都必須到位，不留絲毫隱患。填筑路堤前，首先應(yīng)進(jìn)行原地面處理。當(dāng)路堤填筑高度小于1m時，應(yīng)將路基范圍內(nèi)的樹根、雜物全部挖除。若基底的表層土系腐殖土，則須用挖掘機(jī)或人工將其表層土清除換填，厚度視具體情況而定。如發(fā)現(xiàn)草炭層、鼠洞、裂縫時，應(yīng)用符合條件的土回填，并按規(guī)定進(jìn)行壓實。路堤通過耕地時，路堤填筑施工前預(yù)先清除表土30cm。由

18、于在表土剝離后基底的含水量高，為保證基底壓實度達(dá)到設(shè)計要求，應(yīng)及時進(jìn)行翻松、晾曬和含水量檢測，在最佳含水量時進(jìn)行碾壓，達(dá)到要求的壓實標(biāo)準(zhǔn)。(4)嚴(yán)格控制填土含水量施工時含水量要高于最佳含水量的12壓實為宜，避免出現(xiàn)小于最佳含水量的壓實情況。含水量偏小時，土粒間的潤滑作用不足，即壓力不足以克服土粒間的摩擦力，土中的空氣不能排除、土粒間無法靠攏，因而難以達(dá)到最大密實度。如果含水量偏大，又會產(chǎn)生由于水分過多，土粒被水膜包圍而分散得過遠(yuǎn)，不能達(dá)到最大密實度。填筑路基前，疏通路基兩側(cè)縱橫向排水系統(tǒng)，避免路基受水浸泡。特別是地基土為黃土、黏土等細(xì)粒土，在干燥狀態(tài)下(最佳含水量)結(jié)構(gòu)比較強(qiáng)，有較強(qiáng)承載能力，

19、一旦受水浸泡，易形成翻漿或路基沉降。因此，做好路基施工前排水暢通尤為重要，工程監(jiān)理和施工質(zhì)量自檢人員應(yīng)認(rèn)真監(jiān)督。(5)嚴(yán)格選取路基填料用土路基填料確定前，需進(jìn)行土質(zhì)分析，做CBR值、標(biāo)準(zhǔn)擊實等試驗，對于種植土、腐殖土、淤泥、強(qiáng)膨脹土等劣質(zhì)土的CBR值、最大粒徑不能滿足規(guī)范要求的材料，不能用于路基填筑。(6)做好監(jiān)測工作路基填筑前，要根據(jù)設(shè)計進(jìn)行施工放樣，建立半永久性的臨時水準(zhǔn)點和坐標(biāo)點，并作好相應(yīng)記錄。路基坡腳放樣一定要準(zhǔn)確，確保路基寬度滿足設(shè)計要求。路基坡角范圍內(nèi)，要求清除雜草、樹根、淤泥等，并進(jìn)行整形碾壓，壓實度須達(dá)到規(guī)范要求。舊路加寬、半填半挖段應(yīng)做好寬度不小于6m的向內(nèi)傾斜的臺階。(7

20、)處理好特殊地段施工填石路基與雞爪形地段路基施工，可利用重型夯實設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)夯處理，或?qū)⑼凉じ駯?土工布)水平分層布置在填石路堤內(nèi)，防止或減緩細(xì)料在填料空隙中的流動。(8)做好路基填筑碾壓工作路基施工必須分層填筑，分層碾壓，一般路段壓實厚度不得大于30cm。不同性質(zhì)的土不能混填，同一種土填筑厚度不能小于50cm(兩層)。路基填筑須全幅填筑，一次到位，嚴(yán)禁幫寬。碾壓過程中，要控制好含水量，壓實度達(dá)到規(guī)范要求后，方可進(jìn)行后續(xù)施工，壓實度檢測每層2 000m2(不足2 000m2按2 000m2計)不少于4點。根據(jù)不同填土類型和壓實厚度，選擇好壓實設(shè)備。對于砂礫土，振動壓路機(jī)具有滾壓和振動雙重作用，效

21、果較好。(9)做好路基施工中的排水工作路基施工中，首先按照設(shè)計要求，做好排水工程以及施工場地附近的臨時排水設(shè)施，以保持路基能經(jīng)常處于干燥、堅固和穩(wěn)定狀態(tài)。路基頂面做成24橫坡，便于表面水及時排出。為了保持路基能經(jīng)常處于干燥、堅固和穩(wěn)定狀態(tài)，必須將影響路基穩(wěn)定的地面水予以攔截，并排除到路基范圍之外，防止浸沉、聚積和下滲。同時，對于影響路基穩(wěn)定的地下水，應(yīng)予以截斷、疏干、降低水位，并引導(dǎo)到路基范圍以外，使全線的溝渠、管道、橋涵構(gòu)成完整的排水體系。一般路段排水：路基排水溝渠(包括邊溝、截水溝、排水溝)要注意防潛、防沖。當(dāng)溝渠縱坡達(dá)到或超過3時，即需采取加固及防止?jié)B漏措施；邊溝過長時，應(yīng)考慮減小縱坡的

22、容許值或做好出口設(shè)計，將水引離路基；邊溝過于平緩，相反會引起邊溝淤塞，一般縱坡不小于0.5，受限制時不小于0.3。特殊路段排水：在深路塹、高路堤、滑坡、陷穴等地段，應(yīng)注意結(jié)合水土保持進(jìn)行綜合治理。如用挖魚鱗坑、水平溝、種草、植樹等方法對被面徑流進(jìn)行調(diào)治與防護(hù)；在沖溝頭植樹，防止沖溝被侵蝕，危害路基；在溝谷布設(shè)路線，在溝谷中筑壩淤地，并保護(hù)路基坡腳不受水的沖刷破壞；還可做護(hù)坡埂、澇地、水窯等。(10)對半填半挖部位產(chǎn)生的不均勻沉降的控制將結(jié)合處挖方段下挖150cm，并依次做臺階，臺階寬1m，高為一個土方填筑層厚。每個臺階與填方整體填筑混壓，150cm層面按94控制壓實度，150cm以上按96控制

23、壓實度。具體控制方案如圖31所示。圖31半填半挖路面過渡示意圖(11)做好施工后的養(yǎng)護(hù)工作路基土石方施工時或完工后，應(yīng)及時進(jìn)行路基防護(hù)工程施工和養(yǎng)生。各類防護(hù)與加固應(yīng)在穩(wěn)定的基礎(chǔ)或坡體上施工。防護(hù)工程的砂漿、混凝土，應(yīng)采用機(jī)械拌和，隨拌隨用，并注重做好養(yǎng)生。三、小結(jié)路基橫向不均勻沉降引起的公路工程病害是公路工程質(zhì)量通病之一。本節(jié)對質(zhì)量通病產(chǎn)生的原因進(jìn)行認(rèn)真研究與分析，對設(shè)計、施工、監(jiān)理單位有針對性地提出治理工作要點、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)的對策與措施。這對實行全過程的質(zhì)量管理具有極其重要的現(xiàn)實意義。公路工程建設(shè)中應(yīng)以實現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)為目的，以提高質(zhì)量意識和強(qiáng)化質(zhì)量措施為重點，以嚴(yán)格管理為手段，以強(qiáng)化責(zé)任

24、制為關(guān)鍵，以綜合治理質(zhì)量通病為突破口，確保工程質(zhì)量。對工程質(zhì)量的綜合治理工作要點及措施應(yīng)逐步修正與完善，最終使之成為制度化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的操作規(guī)程。第二節(jié)高等級公路路基加寬常見病害及其機(jī)理分析一、高等級公路路基加寬常見病害高等級公路改擴(kuò)建工程中，新老路基銜接不良可能會導(dǎo)致新加寬路基失穩(wěn)、路面損壞、路面整體性能下降等病害。1.新加寬路基失穩(wěn)新加寬路基失穩(wěn)，主要表現(xiàn)為加寬路基沿新老路基結(jié)合面發(fā)生滑移，嚴(yán)重時甚至發(fā)生整體坍塌。這種病害容易發(fā)生在山區(qū)陡坡地形、軟弱地基、高填方路堤等加寬路段。當(dāng)加寬路基沿結(jié)合面滑移量較小時，新老路基結(jié)合面會產(chǎn)生錯臺，導(dǎo)致新老路基結(jié)合部位的路面開裂，雨水由裂縫滲入，結(jié)合

25、面強(qiáng)度急劇降低，給路基穩(wěn)定性留下更大的隱患；當(dāng)路基滑移量較大、甚至整體坍塌時，會造成加寬路面整體破壞，甚至使既有路基相繼出現(xiàn)失穩(wěn)，致使既有路面也發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞和使用功能的下降。2.路面損壞高等級公路改擴(kuò)建瀝青路面損壞，主要表現(xiàn)為出現(xiàn)面層破碎、結(jié)合料松散、道路橫坡改變等癥狀，嚴(yán)重時會產(chǎn)生沿結(jié)合面走向的縱向裂縫。路面損壞是高等級公路改擴(kuò)建工程中最常見的病害形式之一。路基的變形不協(xié)調(diào)會通過路面結(jié)構(gòu)層反映出來，所以大多數(shù)路面病害都是路基病害的反映。水泥混凝土路面損壞主要表現(xiàn)為出現(xiàn)唧泥和脫空現(xiàn)象，進(jìn)一步發(fā)展會引起結(jié)合面附近出現(xiàn)縱縫、裂縫處板塊斷裂以及裂縫的擴(kuò)展。由于結(jié)合部位兩側(cè)的新老路基沉降速率不一致，沉

26、降量不同，導(dǎo)致結(jié)合部位存在應(yīng)力突變、集中現(xiàn)象，彎拉應(yīng)力大而結(jié)合界面強(qiáng)度較低會在該處開裂錯臺；另外，新加寬路基邊坡坡角在填土自重作用下逐漸發(fā)生側(cè)向位移，進(jìn)一步帶動其上的填土產(chǎn)生沉降和側(cè)向位移，使整個加寬部分的填土沿結(jié)合部位產(chǎn)生橫向和豎向移動。這兩方面因素的作用會在交界處形成縱向裂縫。新老路基結(jié)合部位施工工藝較復(fù)雜，施工難度較大，往往在此產(chǎn)生人為的質(zhì)量因素，如密實度達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等，也是產(chǎn)生裂縫的原因之一。同時，在軟土地區(qū)進(jìn)行路基加寬改建，其中原路基底部地基土的沉降固結(jié)狀態(tài)、加寬路基的水文物理力學(xué)性能、加寬路基新增的作用力對沉降變形的影響等為導(dǎo)致路面開裂的主要因素。根據(jù)高等級公路改擴(kuò)建工程一般斷面

27、布置形式(圖32)以及地基新增荷載分布情況，采用地基彈性理論方法以及考慮應(yīng)力歷史影響的沉降計算方法進(jìn)行定性分析研究，可知原公路因增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)層和鋪筑新面層，增加了下部(1區(qū))土基的壓力P1，加寬部分(區(qū)、區(qū)、區(qū))地基相應(yīng)外加的壓力分別為P1、P2、P3。這些荷載使地基沿路基橫斷面方向發(fā)生不均勻沉降，其中S2、S3、S4大于S1。當(dāng)路基壓力大于地基極限承載力時會在路基坡腳附近(圖中V區(qū)，可能在坡腳內(nèi)，也可能在坡腳外)發(fā)生沉降(S4)，同時還會引起V區(qū)外的VI區(qū)地基隆起，這時路堤將因沉降變形過大使高等級公路發(fā)生嚴(yán)重的損壞。由于地質(zhì)條件差，導(dǎo)致新老路基底部地基因荷載的增加產(chǎn)生沉降(S1、S2、S3、S4

28、)。但原路基下的地基，因在改造時固結(jié)沉降基本完成并且所增加的荷載遠(yuǎn)小于新加寬部分，其沉降量大大小于新加寬部分地基的沉降(S2、S3)；新路基本身所用的填筑材料、壓實度等因素，會造成新路堤本身出現(xiàn)沉降；因施工工期短，地基及新路基的固結(jié)下沉未到位，工后沉降大；工后新老路基出現(xiàn)差異沉降，路基失去穩(wěn)定，表現(xiàn)為路堤內(nèi)的破裂面(頂部破裂面)在老路堤范圍向外的土體下沉側(cè)移，將路面拉裂造成縱向開裂。3.路面整體性能下降隨著路面病害的產(chǎn)生和道路縱橫坡的變化，道路結(jié)構(gòu)性能和服務(wù)性能也隨之下降。當(dāng)路面狀況指數(shù)(PCI)、結(jié)構(gòu)承載力、平整度等下降到一定程度時，還將影響行車安全。另外，就新老路基結(jié)合方式而言，在產(chǎn)生相同

29、變形的前提下，雙側(cè)加寬產(chǎn)生的病害數(shù)量多，比單側(cè)加寬更不利。二、加寬路基病害機(jī)理分析高等級公路改擴(kuò)建工程路基加寬出現(xiàn)的各種病害，其產(chǎn)生的原因與地質(zhì)勘察、設(shè)計施工等有關(guān)。按照病害的類型，可以從穩(wěn)定性和變形兩個方面分析其產(chǎn)生機(jī)理。1.穩(wěn)定性不足穩(wěn)定性不足是指加寬路基自身穩(wěn)定性不能滿足穩(wěn)定要求，或者新老路基結(jié)合部結(jié)合強(qiáng)度不足。主要表現(xiàn)為如下方面。圖33地基過陡時的道路加寬a)重力式擋墻；b)加筋土擋墻(1)地基坡面過陡在山區(qū)加寬工程中，地形條件復(fù)雜，經(jīng)常需要在陡坡地基上進(jìn)行加寬路基的填筑(圖33)。為保證加寬路堤的穩(wěn)定性，加寬常采用重力式擋墻或者輕型擋墻的支擋結(jié)構(gòu)。當(dāng)原地基邊坡存在潛在破裂面或滑移面時

30、，加寬路基將沿此破裂面或滑移面產(chǎn)生滑移，從而導(dǎo)致整體失穩(wěn)；地基土的抗剪強(qiáng)度會因雨水浸入濕化，在干濕循環(huán)、凍融循環(huán)等外界因素的影響下降低；進(jìn)行支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計時，獲取的道路沿線地質(zhì)資料不夠完整，因此擋墻設(shè)計一般以經(jīng)驗為主，對擋墻缺乏必要的穩(wěn)定性驗算，實際施工時基礎(chǔ)埋深隨意性強(qiáng)，影響支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。(2)地基存在軟弱下臥層當(dāng)?shù)鼗嬖谲浫跸屡P層，如壓縮系數(shù)大、流變性顯著的軟土?xí)r，新老路基結(jié)合部結(jié)合強(qiáng)度不足，從而產(chǎn)生自結(jié)合面至軟弱層頂面的滑動面(圖34)。另外，軟弱下臥層具有流變性，側(cè)向變形大，軟弱地基土向路堤外側(cè)擠出，加寬路基坡腳出現(xiàn)起拱現(xiàn)象，并伴隨塑性區(qū)域的開展，最終導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。(3)新老路基結(jié)合

31、部強(qiáng)度不足新老路基結(jié)合部強(qiáng)度不足主要體現(xiàn)在以下幾個方面(圖35)。新老路基結(jié)合部施工工藝較復(fù)雜，施工難度較大，往往在此產(chǎn)生人為的質(zhì)量因素，如密實度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)、開挖臺階沒有達(dá)到設(shè)計要求、老路基邊坡沒有處理完全等。因此，各種施工原因造成了結(jié)合部的強(qiáng)度不足。圖34  地基存在軟弱下臥層使的道路加寬圖35新老路基結(jié)合部強(qiáng)度不足示意圖在新老路基結(jié)合部沒有設(shè)置土工合成材料(如土工格柵、土工格室等)，或土工合成材料和填土之間的摩擦力較小，或土工合成材料埋人新老路基的長度不夠，致使其未能充分發(fā)揮加筋性能。加寬路基填料較差，抗風(fēng)化性能、抗淘蝕性能不足。施工過程中，路基填料多半就近選取，對材料粒徑、級配

32、及材料本身的物理力學(xué)性質(zhì)等方面控制不嚴(yán)，填料中含有有機(jī)植物根莖及腐蝕性耕植土的現(xiàn)象較為普遍。山區(qū)路基填土多為土石混合料，對路表水和地下水有一定滲透能力，填料中細(xì)顆粒材料通常占很大比重，滲水時易發(fā)生淘蝕。排水設(shè)施不完善，設(shè)施布置不合理，導(dǎo)致地表水下滲，形成滯水、積水和滲水。路基土受水浸泡而濕軟，強(qiáng)度急劇下降。另外，山區(qū)暴雨可能造成坡體發(fā)生很小的坍塌，淤塞道路內(nèi)側(cè)邊溝，養(yǎng)護(hù)不及時可導(dǎo)致路基上側(cè)雨水漫過路面，雨水可能從路面滲入路基。若路面已經(jīng)開裂，雨水自裂縫進(jìn)入路基，加劇裂縫擴(kuò)張并導(dǎo)致路基強(qiáng)度下降。因此，當(dāng)?shù)鼗匦魏偷刭|(zhì)條件不佳時，加寬路基容易出現(xiàn)和一般新建路基相同的穩(wěn)定性問題，這些均可以通過詳盡的

33、地質(zhì)勘查、認(rèn)真設(shè)計和嚴(yán)格施工來避免。而加寬路基穩(wěn)定性的特殊影響因素表現(xiàn)在新老路基之間的結(jié)合強(qiáng)度，它和老路邊坡及原路表的處理、臺階的開挖、加筋的設(shè)計和施工、排水設(shè)施設(shè)計和養(yǎng)護(hù)的完善、填土的質(zhì)量等均有關(guān)系。2.變形不協(xié)調(diào)新老路基變形不協(xié)調(diào)以不均勻沉降為主，是地基和路堤的固結(jié)沉降與壓縮變形的空間差異在路基頂面的反映。按照變形形成的原因來分類，新老路基變形不協(xié)調(diào)主要由三個方面組成。(1)新老路基的自身壓縮變形。產(chǎn)生主要原因是填土的壓實度不足、填石路堤咬合狀態(tài)不好而發(fā)生滑移，或者路堤采用壓縮性大而固結(jié)時間長的黏土(圖36)。由于老路基已經(jīng)使用一段時間，在堤身荷載作用下的壓縮變形已基本完成，而新路基在加寬

34、施工結(jié)束后仍發(fā)生較大的壓縮變形。圖36新老路堤自身壓縮和固結(jié)變形引起的變形不協(xié)調(diào)由于不同填料的壓縮系數(shù)不同，即使相同的壓實度，細(xì)粒土與粗粒土路堤在自身荷載作用下的壓密沉降也不相同。當(dāng)路基加寬寬度較小時，新填路基施工時大型壓實機(jī)具很難發(fā)揮作用，壓實難度較大，而較低的壓實度不僅使路基自身的壓縮變形增加，而且使行車荷載作用下的路基塑性累積變形大大增加。所以，通常在地質(zhì)條件良好，路基自身壓縮變形占主導(dǎo)地位時，新老路基的變形不協(xié)調(diào)將導(dǎo)致加寬部分路面的損壞。(2)新路基作用下地基的固結(jié)沉降。這種沉降主要發(fā)生在地基下臥層土質(zhì)條件較差的路段。土體壓縮性大、固結(jié)時間長，在施工結(jié)束后仍然發(fā)生很大的沉降。而老路基作

35、用下的地基在老路堤自重荷載作用下固結(jié)變形已完成或基本完成，在新路堤自重荷載作用下地表發(fā)生不協(xié)調(diào)變形，并最終反映到路堤頂面，造成路面結(jié)構(gòu)的損壞(圖37)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件差，地基的固結(jié)變形在不協(xié)調(diào)變形中占主導(dǎo)地位時，老路基遠(yuǎn)離加寬路基部分產(chǎn)生的沉降較小，靠近加寬路基部分產(chǎn)生的沉降較大，從而在老路基頂面產(chǎn)生不協(xié)調(diào)變形，導(dǎo)致老路路面的損壞、開裂。圖37由于地基固結(jié)變形引起的不協(xié)調(diào)變形(3)新老路基結(jié)合部結(jié)合強(qiáng)度不足，造成新路基沿結(jié)合面的滑移，這種情況下不僅產(chǎn)生變形不協(xié)調(diào)，甚至可能發(fā)生錯臺及整體失穩(wěn)(圖38)。這種變形不協(xié)調(diào)將導(dǎo)致新老路基結(jié)合部附近的路面損壞、開裂(瀝青混凝土路面出現(xiàn)縱向裂縫，半剛性基層或水

36、泥混凝土路面出現(xiàn)斷裂)。圖38由于結(jié)合部滑移變形引起的不協(xié)調(diào)變形所以，在不同工程特點和地基地質(zhì)條件下，加寬工程出現(xiàn)的新老路基不協(xié)調(diào)變形產(chǎn)生的主要組成機(jī)理是不同的，在路面結(jié)構(gòu)上反映的損壞部位也是不同的，設(shè)計和施工時要有針對性地采用處理措施。實際上，高等級公路路基加寬常見病害產(chǎn)生的主要原因有新老路基間的差異沉降、新老路基之間的不良結(jié)合、路基路面整體抗變形能力、路基穩(wěn)定性，以及水文、地質(zhì)條件等。病害的發(fā)生往往不是由單個因素決定的，而是多種因素共同作用的結(jié)果，但新老路基間的變形不協(xié)調(diào)和新老路基的不良結(jié)合是導(dǎo)致相關(guān)病害產(chǎn)生的主要原因。第三節(jié)   高等級公路改擴(kuò)建路基加寬施工技術(shù)研究一

37、、高等級公路改擴(kuò)建新老路基變形不協(xié)調(diào)控制技術(shù)基于新老路基的修筑歷史、施工工藝和填筑材料的不同，在其頂面不可避免地會產(chǎn)生變形不協(xié)調(diào)，繼而導(dǎo)致加寬路基或路面出現(xiàn)相應(yīng)的病害。為保證加寬路基和路面能夠順利投入運行，必須采取相關(guān)措施來減小或控制變形不協(xié)調(diào)，或者提高路面結(jié)構(gòu)對變形不協(xié)調(diào)的適應(yīng)能力。·1.變形不協(xié)調(diào)控制技術(shù)分類按照對新老路基變形不協(xié)調(diào)處治措施的部位來劃分，其控制技術(shù)劃分為三類，即路基內(nèi)部處治、外部處治和綜合處治(表31)。新老路基結(jié)合面處理和加筋路基的主要作用是增強(qiáng)新老路基結(jié)合部的結(jié)合強(qiáng)度，防止因結(jié)合部強(qiáng)度不足而發(fā)生滑移；填料及壓實控制的主要作用是提高加寬路基的整體剛度并減小由于加

38、寬路基自身壓縮變形而引起的變形不協(xié)調(diào)；輕質(zhì)路堤、支擋結(jié)構(gòu)和地基處理分別從減小路基自重和增強(qiáng)地基抗變形能力的角度來減小地基的固結(jié)變形引起的變形不協(xié)調(diào)；綜合處治則是整體控制變形不協(xié)調(diào)。變形不協(xié)調(diào)控制技術(shù)分類                  表3-1新老路基結(jié)合部的結(jié)合強(qiáng)度是涉及到加寬路基穩(wěn)定的問題，是高等級公路改擴(kuò)建路基加寬工程都必須解決的問題。地基地質(zhì)條件良好的路堤加寬，在加寬荷載作用下，地基固結(jié)變形很小，新加寬路基的自身壓縮變形決定著

39、新老路基變形不協(xié)調(diào)程度，因此加寬路基填料及壓實度的控制成為關(guān)鍵；對于地基地質(zhì)條件不好的路堤加寬，變形不協(xié)調(diào)主要是由于在加寬路基荷載作用下的地基固結(jié)變形所引起的，因此，應(yīng)選用合理的地基處理方法或選用輕質(zhì)路堤技術(shù)。因此，高等級公路改擴(kuò)建路基加寬應(yīng)根據(jù)具體的工程地質(zhì)特點，選擇經(jīng)濟(jì)有效的變形不協(xié)調(diào)的控制技術(shù)措施。2.增強(qiáng)新老路基結(jié)合部強(qiáng)度的工程技術(shù)措施(1)新老路基結(jié)合面處理工程技術(shù)路基加寬工程中，新填路基填筑前應(yīng)對老路與新路交界的邊坡坡面和部分地基表面進(jìn)行預(yù)處理，一般處理方法如下。清除原地面上的植被、樹根以及表層富含有機(jī)質(zhì)的腐殖土。如果直接在其上進(jìn)行新路基填筑，這些有機(jī)質(zhì)植被、樹根日后腐爛消解，一則

40、會在交界面處形成空隙而產(chǎn)生附加沉降，二則會污染周圍填料(軟化土體強(qiáng)度)，導(dǎo)致周圍形成一個潛在的危險滑裂面，發(fā)生路堤失穩(wěn)。老路與新路交界的邊坡坡面0.3m厚度范圍內(nèi)以及外側(cè)路肩0.5m范圍內(nèi)應(yīng)挖除換填。因為該處往往由于長期暴露在大氣中，受到干濕循環(huán)、水流沖刷、大氣侵蝕等氣候影響，加上該處老路施工時壓實質(zhì)量不佳，外側(cè)又沒有側(cè)限效應(yīng)，路基壓實度會明顯低于其他部位。如果不處理會在該交界面產(chǎn)生薄弱界面，路基整體抗變形能力下降，新老路基不協(xié)調(diào)變形增加，導(dǎo)致新老路基結(jié)合不良。老路與新路交界的坡面上應(yīng)挖設(shè)臺階(圖39)，臺階設(shè)成向內(nèi)傾斜3左右的坡度。為保證新老路基良好結(jié)合，通常將老路邊坡坡度處理為1：11：1

41、.5，每級臺階寬度宜不小于1.0m，高度在0.61.0m左右。(2)路基加筋處理工程技術(shù)為提高新老路基之間的結(jié)合強(qiáng)度，公路改擴(kuò)建加寬工程廣泛地采用路基加筋技術(shù)(圖310)。目前應(yīng)用較多的加筋材料為土工格柵，其加筋機(jī)理包括三個方面：土工格柵的表面與土產(chǎn)生的摩擦作用；土工格柵肋條和結(jié)點產(chǎn)生被動抗阻作用；由于網(wǎng)孔的存在，網(wǎng)格上層的填料與下層的填料可以相互作用，對土產(chǎn)生鎖定作用。因此，在新老路基結(jié)合部鋪設(shè)土工格柵可增強(qiáng)土體的抗剪強(qiáng)度和抗彎剛度，約束路基的側(cè)向位移。同時，土工格柵與土顆粒之間的作用產(chǎn)生應(yīng)力效應(yīng)。在上部荷載作用下，2E格柵的張力產(chǎn)生的拉力承擔(dān)了部分土體的豎直應(yīng)力和水平應(yīng)力，并將荷載應(yīng)力較均

42、勻地擴(kuò)散到較大的范圍內(nèi)，減小了應(yīng)力的過分集中而造成新填路基的土體坍滑變形，增強(qiáng)了新老土體的整體性，降低了新填路基地基的不均勻沉降。若控制土工格柵的設(shè)計應(yīng)變(延伸率)在10以下，土工格柵幾乎不產(chǎn)生蠕變。圖39新老路基銜接處開挖臺階圖310某高等級公路加寬改建路堤加筋設(shè)計圖另外，在軟土地區(qū)鋪設(shè)土工格柵可以發(fā)揮其抗拉性能。在土體側(cè)向位移較大的情況下，通過與加筋填料的摩阻力來限制土體的側(cè)向變形和路堤邊坡外的隆起，對減小變形不協(xié)調(diào)起著重要的作用。所以，路基加筋也是一種減小地基固結(jié)變形的有效措施。二、高等級公路改擴(kuò)建路基加寬施工重點與難點高等級公路在改擴(kuò)建施工過程中，既要確保既有公路暢通，又要確保施工安全

43、、質(zhì)量及工期，施工難度非常大。高等級公路改擴(kuò)建路基加寬施工重點與難點主要體現(xiàn)在如下方面。1.選擇與確定合理有效的施工方案路基加寬工程是一個特殊的工程，是在開挖老路基邊坡，同時又要在作業(yè)面狹窄的空間進(jìn)行施工。施工材料、機(jī)具設(shè)備、人員進(jìn)出都不是很方便，設(shè)備搬運困難，大型設(shè)備無法順利開展工作，設(shè)備利用率很低，左右兩幅還要設(shè)置兩條便道。因此，必須選擇與確定合理有效的施工方案，使工、料、機(jī)達(dá)到合理匹配，滿足質(zhì)量和工期要求的目的。2.選擇與確定合理有效的軟土地基處理方法當(dāng)路線通過軟土地基時，為了確保新老路基的工后沉降和不均勻沉降滿足要求，保證路面不發(fā)生縱向裂縫，如何針對不同的軟土地基情況(軟基厚度、硬殼層

44、厚度、地下水位)、加寬路基高度，選擇合理有效的軟土地基方法非常關(guān)鍵。因此，軟基處理是工程重點，在地基處理過程中應(yīng)盡量減少對老路路基的擾動。3.新老路基有效銜接技術(shù)新老路基的有效銜接是確保整個加寬工程質(zhì)量的關(guān)鍵。在與老路基的有效銜接施工中，應(yīng)將老路堤邊坡一定范圍內(nèi)路基質(zhì)量低劣的土體挖除，并將邊坡開挖成一定高度和寬度的臺階，并在臺階頂面鋪設(shè)一層土工格柵。在施工中若發(fā)現(xiàn)老路基有滲水現(xiàn)象或其他不良狀況時，還應(yīng)采取增設(shè)盲溝等措施及時進(jìn)行處理，但應(yīng)盡量減少對老路基的擾動，確保新老路基拼接質(zhì)量。三、改擴(kuò)建路基施工參數(shù)與質(zhì)量控制方法1.高等級公路改擴(kuò)建路基加寬施工工藝1)清表受壓實機(jī)械、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的限制，在多年

45、雨雪侵蝕下，老路的密實度一般小于規(guī)范要求。并且由于基底長年受到水的浸泡，邊坡一定范圍內(nèi)路基的穩(wěn)定性較差，所以要將距離邊坡一定范圍內(nèi)的土體清理后再進(jìn)行地基處理施工。清理工作包括對老路基兩側(cè)施工范圍內(nèi)進(jìn)行伐樹、挖根、除草等。2)刷坡從舊路面與硬路肩交界處下挖至新路面底基層底面高程處，第一平臺寬1.0m，然后把老路的邊坡進(jìn)行刷坡，再按1：1.5的邊坡向下挖。將有泄水槽的位置閃開，以利于排水和保證老路基受降水沖刷時不坍塌。清刷下來的填料一律棄掉。按照“滿負(fù)荷匹配工作法”的施工方案，路堤邊坡開挖應(yīng)逐段清表、逐段挖除、逐段填筑。同時，段落應(yīng)適當(dāng)，不能過長。為了減少和避免挖除后臺階上部的土方坍塌，雨季施工時

46、應(yīng)盡量壓縮工作面，并在每層施工完成后在臺階部堆放松填筑料，做成一定的緩坡，坊止坍塌。待下一層施工時，用推土機(jī)將該部分填料推開，防止雨水沖刷等而引起路堤開裂及滑坍。3)地基處理(1)清淤換填對于路線通過蘆葦軟基地段，由于區(qū)域內(nèi)軟土地基含水量較大，地下水位較高，路基加寬部分基底填前碾壓要達(dá)到規(guī)定的壓實度標(biāo)準(zhǔn)較為困難，施工時應(yīng)采取清淤換填的地基處理方法。先將地表葦根挖除，再在兩側(cè)填筑高于常水位1.0m，頂寬5.0m的擋水壩。將施工地段地表水抽干，邊抽邊施工，將上部軟土、淤泥、泥炭層全部挖除，換填砂礫土分層夯實，并在底部加鋪50cm砂礫石墊層。開挖施工時采用1：1.5放坡系數(shù)放坡開挖，用反鏟挖掘機(jī)挖土

47、，配合自卸汽車外運至棄土場。當(dāng)挖深小于4.0m時，一次開挖到底；超過4.0m時，應(yīng)分兩層開挖。開挖到設(shè)計底面高程以上約15cm厚時進(jìn)行人工清底。開挖深度要求：軟土應(yīng)開挖到原一級路砂礫墊層的底部的硬塑土層(即挖除蘆根后硬塑土的高程)。開挖寬度要求：硬路肩至加寬后路肩邊緣向外2m以外。換填厚度要求：下部50cm用大粒徑礫石換填，其上用一般砂礫換填。填至基底后可加鋪一層土工格柵。換填寬度要求：底部50cm砂礫要與舊路接上，外側(cè)寬出路基邊緣200cm。為確保新加寬路基工后沉降滿足設(shè)計要求，應(yīng)按照要求進(jìn)行沉降觀測。(2)塑料排水板處理塑料排水板地基處理施工工藝。a.施工準(zhǔn)備。按前所述進(jìn)行清淤工作，待人工

48、整平后插板機(jī)械即可開始施工。b.在已放樣確定的加固區(qū)范圍內(nèi)，用經(jīng)緯儀和鋼尺按正三角形布置塑料排水板打設(shè)板位，并用竹簽或排水板芯等插入砂墊層作標(biāo)記。c.插板機(jī)移動定位，安裝排水板樁靴。施打作業(yè)時，插板機(jī)操作人員控制好插板機(jī)樁靴的落地定位，其誤差應(yīng)小于土50mm。d.垂直下插套管至設(shè)計高程。施工操作人員根據(jù)安裝在插板機(jī)上的吊垂針和刻度盤，控制樁管下插時的垂直度偏差不得大于1.5。e.拔套管至套管下端高出砂墊層面50cm。f.切割排水板，控制排水板在砂墊層頂面以上的外露長度為2030cm。g.移機(jī)進(jìn)行下一根排水板施工。h.塑料排水板施工完成后，應(yīng)先進(jìn)行自檢，待自檢合格后再由監(jiān)理工程師驗收。i.塑料排

49、水板驗收合格后，及時清除套管附帶上來的淤泥，用砂料回填打設(shè)時在排水板周圍形成的孔洞，并將排水板埋置于砂墊層中。塑料排水板施工工藝流程見圖311。圖311塑料排水板施工工藝流程圖塑料排水板施工質(zhì)量控制措施塑料排水板施工質(zhì)量控制措施主要有板材控制、板位控制、垂直度控制、深度控制、回帶控制、板頭污染處理、施工后場地處理、施工現(xiàn)場管理等。a.板材控制嚴(yán)禁使用存在板體斷裂或濾膜撕破等現(xiàn)象的排水板，且不允許接長使用。遇到一中間板體斷裂或濾膜撕破的排水板，施工時應(yīng)將損壞部分割除，再將剩余兩端頭連接進(jìn)行施工。計算結(jié)頭位置，當(dāng)其進(jìn)入導(dǎo)管時，將接頭拔出割去，避免打入地基中。b.板位控制首先根據(jù)中樁放出塑料排水板所

50、要布置區(qū)域的大框架，放好縱向線，然后在施工時根據(jù)導(dǎo)管到履帶的距離確定所要放樁的排數(shù)，并按設(shè)計間距沿橫向線放出各樁位。以1.2m×l.2m樁為例，靜壓式一次可放四排，而振動式只可放一排，如果一次放樁過多，會被履帶壓亂，常會造成點位偏差。c.垂直度控制打設(shè)垂直度主要依賴導(dǎo)管機(jī)架在打設(shè)過程中始終與水平面保持垂直來實現(xiàn)。試驗中，通過在插板機(jī)導(dǎo)管機(jī)架兩側(cè)掛線錘來控制打設(shè)垂直度。吊線長大于2m，在吊錘線下端機(jī)架處固定標(biāo)識牌，且標(biāo)識牌上刻有垂直線及兩側(cè)允許偏差1.5的控制線?，F(xiàn)場打設(shè)前，如兩個方向的吊錘線均控制在允許偏差線內(nèi)即可進(jìn)行插板作業(yè)。d.深度控制深度控制方法有兩種：對于靜壓式插板機(jī)，當(dāng)導(dǎo)管

51、底與砂面接觸時，在鏈條上做一標(biāo)記并在插板機(jī)架上用紅漆或點焊做好相應(yīng)的明顯打設(shè)深度標(biāo)記，當(dāng)鏈條上的標(biāo)記與機(jī)架上的標(biāo)記重合時便是設(shè)計深度；對于振動式插板機(jī)或因打設(shè)深度過大致使現(xiàn)場施工員無法看清機(jī)架標(biāo)記時，可等導(dǎo)管打設(shè)達(dá)到設(shè)計深度時，在導(dǎo)管露出砂面部分與機(jī)架上同一高度處做紅漆標(biāo)記，且其位置應(yīng)在操作手視野內(nèi)。在鏈條或?qū)Ч苌献龊蒙疃葮?biāo)識，既方便現(xiàn)場施工員控制深度，也方便操作手操作。e.回帶控制上拔插板套管時，施工人員應(yīng)仔細(xì)觀察排水板有無回帶現(xiàn)象，若回帶長度超過50cm，則在板位近旁補(bǔ)打一根?；貛чL度大于50cm的排水板根數(shù)不超過打設(shè)總根數(shù)的5。塑料排水板回帶與排水板下端土質(zhì)情況有很大關(guān)系，土質(zhì)較弱時，回

52、帶容易出現(xiàn)。施工時，靜壓式插板機(jī)板頭反向扭結(jié)，中間橫插一根20cm插塑板(橫向?qū)φ?，簡稱“插鞘”，振動式插板機(jī)下端為一鋼筋作插鞘)。一方面，塑料排水板未進(jìn)入硬塑層容易產(chǎn)生回帶。因軟塑層難以將塑料排水板固定在預(yù)定深度，所以施工時無論是靜壓式或振動式必須深入硬塑層，方可避免回帶。若塑料排水板打設(shè)至設(shè)計深度后但未進(jìn)入硬塑層，則應(yīng)繼續(xù)打設(shè)至導(dǎo)管伸人困難或履帶整體抬起。另一方面，若導(dǎo)管中存在淤泥，塑料排水板被卡在導(dǎo)管內(nèi)也會產(chǎn)生回帶。因此，應(yīng)經(jīng)常清除導(dǎo)管中淤泥并灌水，以避免回帶。f.板頭污染處理塑料排水板在施工過程中不可避免地存在板頭污染的情況，尤其是振動式施工對板頭污染較大。無論是板芯還是濾膜被污染都會

53、對下一步工作中的豎向排水起較大的影響。目前的處理方法只有人工處理，將濾膜清洗，并將溝槽中的淤泥掏出。g.施工后場地處理靜壓式插板機(jī)打設(shè)完后約留下直徑15cm的孔洞。振動式施工形成的孔洞較大，直徑有20一25cm。兩者均會帶出軟塑層泥土，且聚集在孔周圍，若不及時清除，機(jī)子移位時會將泥土混進(jìn)砂墊層中，污染砂墊層，減弱橫向排水通道的作用。施工完成后，應(yīng)及時清除孔周圍泥土，并用中砂回填孔洞使其密實。h.施工現(xiàn)場管理插塑板機(jī)現(xiàn)場管理采用“一機(jī)一人”制管理，插板機(jī)工作全過程均應(yīng)有現(xiàn)場旁站兼記錄，技術(shù)員現(xiàn)場全過程巡視。旁站施工員主要監(jiān)督工藝、參數(shù)及控制方法的落實情況，派專人做好施工原始記錄，詳細(xì)記載塑料排水

54、板打設(shè)深度、板位誤差、垂直度、外露長度、回帶及補(bǔ)打、機(jī)械狀態(tài)等情況，以備抽查。技術(shù)員的主要工作是：檢查旁站人員是否在場，隨時檢查記錄是否完善，并解決當(dāng)場出現(xiàn)的技術(shù)及質(zhì)量問題。4)挖臺階(1)老路面清表應(yīng)從舊路面與硬路肩交接處下挖至新路面底基層底面高程處，向外留1.25m的平臺(土工格柵寬度的一半)，然后按1:1.5的邊坡下挖。挖后須先清理邊坡虛土，然后挖1.0m×l.5m的臺階，臺階底面向路中心橫坡3。(2)對舊路邊坡進(jìn)行挖臺階作業(yè)，以防止新挖臺階受到雨水沖刷及完工后不均勻沉降。作業(yè)時要隨路基的填筑施工分層進(jìn)行，嚴(yán)禁一次性完成。(3)已經(jīng)完成挖臺階作業(yè)的施工段落，要立即組織填筑，防止

55、新挖的臺階受到雨水沖刷。如在降雨來臨前不能完成段落的填筑，要采用覆蓋塑料薄膜的措施加以防護(hù)。(4)結(jié)合挖臺階確定沖擊碾壓作業(yè)面。(5)沖擊碾壓施工的層面臺階寬度原則上應(yīng)大于lm，沖擊碾壓后的第一層填料厚度應(yīng)控制在25cm。5)填筑、碾壓(1)采用分層填筑，每層松鋪厚度不超過30cra；并要注意新老路基結(jié)合部位的路基土含水量，含水量過大時，要經(jīng)過晾曬處理。(2)沖擊碾壓第一層填料后，按照不同的段落和處理方法埋設(shè)或加寬部分沉降觀測儀，加強(qiáng)觀測，以便給新路基填筑提供參考依據(jù)。(3)新填筑的加寬路基必須使用級配良好的砂礫填筑。(4)分層填筑，分層碾壓，提高壓實標(biāo)準(zhǔn)，各深度層次的壓實度比標(biāo)準(zhǔn)提高一個百分

56、點。(5)路床頂面以下80cm范圍內(nèi)填料的最大粒徑不應(yīng)大于10cm；路堤頂面以下80cm填料的最大粒徑不應(yīng)大于15cm。(6)每段填料碾壓完畢，可將上一層的填料堆放在已開挖的邊坡處形成反壓荷載，以穩(wěn)定老的路基，同時避免因邊坡開挖面長時間暴露，受到雨水直接沖刷。特別在雨季施工時，施工段落不宜太長。為防止老邊坡開挖后來不及填筑，除堆放反壓材料外，還可用防雨布對暴露地段進(jìn)行大面積遮蓋，以防暴雨直接沖刷邊坡，造成老路堤坍方，影響正常營運，甚至引發(fā)重特大交通事故。(7)在新老路基結(jié)合部位，每填筑兩層(壓實厚度50cm)用沖擊式壓路機(jī)進(jìn)行充分壓實。在沖擊碾壓不到的部位用強(qiáng)夯進(jìn)行處理。新老路基每填筑四層(壓

57、實厚度100cm)用沖擊式壓路機(jī)充分碾壓全斷面。(8)新老路基結(jié)合處，除清表挖臺階外，可在表層鋪設(shè)塑料土工格柵，增加連接能力。通常將原有路基邊坡挖成一定寬度的內(nèi)傾臺階后，沿道路縱向鋪筑一定幅寬的iT格柵，使得土工格柵一半位于原有路基上，另十半位于新填路基上，鋪設(shè)方案如下：施工前應(yīng)對擬用的土工格柵進(jìn)行試驗。其各項指標(biāo)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)土工合成材料塑料土工格柵(GBT 176891999)和有關(guān)設(shè)計圖紙規(guī)定，并經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)同意后方可使用。鋪設(shè)之前要將超填的路基清理到正確高程，并保證路基頂面平整，表面嚴(yán)禁有碎、塊石等堅硬凸出物，距表面8cm以內(nèi)的路堤填料最大粒徑不得大于6cm。用沖擊碾碾壓10遍，然后用平

58、地機(jī)刮平，再用18t重型壓路機(jī)碾壓，直至達(dá)到規(guī)定的壓實度為止。土工格柵鋪設(shè)時應(yīng)進(jìn)行人工拉緊，使之平整、均勻、緊貼下承層，不允許有褶皺，可采用U形釘或方木樁等固定于填土層表面。沿路基橫向必須按整幅設(shè)計寬度進(jìn)行鋪設(shè)，不允許出現(xiàn)接頭；縱向搭接處要密貼、牢固，用尼龍線呈“之”字形綁扎牢固，不允許有翹曲現(xiàn)象，其疊合長度不小于15cm。嚴(yán)禁車輛機(jī)械在已鋪設(shè)好并張緊定位的土工格柵上直接碾壓?，F(xiàn)場施工中發(fā)現(xiàn)土工格柵有任何破損、老化、污染的不允許使用。土工格柵存放時，應(yīng)密閉保存。鋪設(shè)以后應(yīng)及時填筑填料，正常情況下間隔不應(yīng)超過48h，以避免其受到陽光過長時間的直接暴曬，使其性能劣化。土工格柵鋪設(shè)完成后，要全斷面填筑頂層填料。土工格柵采用人工填料整平，先靜壓2遍，