路基橫向不均勻沉降病害與防治

1、如有你有幫助，請購買下載，謝謝！第七章路基橫向不均勻沉降病害與防治由于車載、地下水及自重等作用,路基橫向不均勻沉降引起的公路工程病害已成為公路工程質量通病之一。高等級公路改擴建工程中，新老路基銜接不良可能會導致新加寬路基失穩(wěn)、路面損壞、路面整體性能下降等病害。隨著我國高速公路的大量建設，尤其是舊路的大量改擴建工程的立項、開工，路基橫向不均勻沉降問題已十分突出。通過本教學情境，可以達到的教學目標如下：1、能根據(jù)工程情況分析識別路基橫向不均勻沉降病害，提供整治措施；2、 能根據(jù)工程條件和相關規(guī)范編制排水法、換填法、強夯法整治路基橫向不均勻沉降的施工組織設計；3、 能依據(jù)設計文件和相關規(guī)范，獨立或在

2、專業(yè)技術人員指導下進行路基橫向不均勻沉降整治施工；4、能依據(jù)設計文件和相關規(guī)范要求，進行路基橫向不均勻沉降整治施工質量控制。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，一旦雜質腐爛變質，地基將會發(fā)生松軟和不均勻沉降。地面橫坡大于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

3、，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路基修筑在軟土地段時，軟土層本身力學性能差，在附加應力作用下，會發(fā)生固結沉降、次固結沉降和側向塑性擠出，導致明顯的沉降變形。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，造成路基的不均勻沉降。在高填方填筑后，地基出現(xiàn)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過程中的較大沉降變形，也是產(chǎn)生過大沉降和沉降差的重要原因。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，在設計時未發(fā)現(xiàn)或未作特殊處

4、理，在施工時也未做等載或超載預壓，也會產(chǎn)生不均勻沉降。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、側向流動和下陷，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

5、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；抗剪強度和承載力越低，則側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，容易導致路基的橫向不均勻沉降。2 .路基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、隧道掘進產(chǎn)生的廢方。這些填料性質差異大、級配也相差很遠。在施工過程中，如果分層碾壓厚度過大，小顆粒填料和軟

6、弱物質很難得到有效壓實，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致填方路基的橫向不均勻沉降變形，路基兩側出現(xiàn)縱向裂縫。路基土體壓實度不足的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，通常都要作相應的處治。填方土體壓實

7、度不足，其結果是土體前期固結壓力小于自重應力和各種附加應力之和，在自重作用下就會發(fā)生沉降變形。這些附加應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；地下水位升降而導致浮力作用改變；土體飽和度改變，引起負孔隙水壓力改變。這些附加應力引起土體中有效應力改變，從而導致土體發(fā)生壓縮變形。土體壓實度不足還會導致填土路基的側向完全受限，僅有豎向變形。實際路基土中存在有側向變形，這種側向變形會引起沉降。由于填方土體的最佳含水量控制不力，壓實效果達不到要求?？紤]到施工安全和進度，使得壓實或壓實作用時間不足，路基壓實不充分，致使路基壓實度達不到要求。其他原因：如路基填料的含水量、壓

8、實時的松鋪厚度、碾壓機具選擇不當?shù)?，都易造成路基壓實不足，使路基土的密實度達不到要求，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)氣候對路基橫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

9、的交替作用下，路基土體內(nèi)水含量反復變化。土體重度在一定范圍內(nèi)波動，更為重要的是，由毛細管張力引起負孔隙水壓力可以達到相當?shù)臄?shù)值，再加上水的軟化、潤滑效應，有可能使路基產(chǎn)生橫向沉降變形。路基或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給來源有三種類型，即地下水側向補給、降雨補給和地表水側向補給，其動態(tài)變化及侵蝕作用影響到土體中的有效應力分布、土體的結構特征和土體強度，從而導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，未在全寬范圍內(nèi)分層填筑，填筑厚度不符合規(guī)定，填料質量不符合要求，填料水穩(wěn)性差，不同性質的填料混填，因不同土類的可壓縮性和抗水性差異，形

10、成不均勻沉降。路基填料含水量控制不嚴，又無大型整平和碾壓設備，使壓實達不到要求。施工過程中，未注意排水，遇雨天時，路基積水嚴重，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) 計方面(1)做好地質勘探調(diào)查對路線經(jīng)過的地形、地貌、水文地質條件進行詳細勘察，對特殊路基段應提供詳細的設計資料。對于地表不良路段，設計可考慮換土或摻石灰、水泥及鋪設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、毛細水及凍脹作用的影響而降低其穩(wěn)定性。按照路基設計規(guī)范要求，根據(jù)土基干濕

11、類型及毛細水位高度確保路基最小填筑高度。當路基填筑高度受限制而不能達到規(guī)范規(guī)定時，則應采取相應的處治措施，如換填砂礫、石渣等透水性材料，設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，影響路基工作區(qū)內(nèi)的土基強度與穩(wěn)定性。土質挖方路基，需換填不少于60cm砂礫；石質挖方路基，需設置30cm砂礫墊層，橫向排水不暢路段要加設盲溝。(3) 明確路基填料質量標準要求在各級公路工程施工圖設計中，必須明確不同填高內(nèi)路基填料的CBR值(最小強度)及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強膨脹土等劣質土，嚴禁直接用于填筑路基。礫(角礫)類土應優(yōu)先選作路床填料，土質較差的細粒土可填于路堤底部。(4)

12、完善路基綜合排水設計縣級以上公路工程設計中，必須遵循因地制宜、整體規(guī)劃、綜合考慮的原則，進行路基縱、橫向排水設計，避免造成兩側長期積水浸泡路基，使路基承載力下降而發(fā)生沉降變形。在居民區(qū)路段必須設置排水邊溝，平坡路段邊溝需設有縱坡，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20-40m及主要變坡點處設置簡易或永久性泄水槽。挖方段應根據(jù)上邊坡的匯水面積設計截水溝，并考慮邊坡土質和邊坡，設置擋土墻防止坍方，路基較低路段可以加設砂礫層及滲水盲溝，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、深挖路基的邊坡應根據(jù)填料種類、邊坡高度和工程地質條件等確定，且

13、高填路堤必須進行路基穩(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形式積極推行植物防護與硬防護相結合的綜合防護形式，在比較穩(wěn)定的土質邊坡采用種草、鋪設草皮、植樹等植物防護措施。巖體風化嚴重、節(jié)理發(fā)育、軟質巖石、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面墻、砌石等工程防護措施，沿河路基、受冰侵害和沖刷路段采用擋土墻、砌石護坡、石籠拋石等直接防護措施。(7)設計方法方面強夯法是目前發(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

14、顯，施工速度快。20世紀90年代末，重慶交通科研設計院曾采用強夯技術成功地處治了重慶渝長高速公路路基沉降問題，但是這種方法對結構物的動力沖擊較大，限制了在橋頭、涵洞等部位的應用。而且強夯的設計計算方法、質量檢測評價方法等還有待進一步研究。壓力灌漿法是利用機器施加高壓，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，使用松散的土顆粒形成整體，達到控制沉降、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構，固結土體，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一步研究。應用土工合成材料(土工格柵、塑料網(wǎng)格等)進行加筋或制

15、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，如重慶交通科研設計院在20世紀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好效果。值得注意的是，國際上普遍認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、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。但對其設置方法、作用效果、設計計算方法等問題尚需深入研究與試驗。2.施工方面(1)做好施工組織設計合理安排施工段的先后順序，明確構造物和路基的銜接關系，以施工組織設計為依

16、據(jù)，結合施工現(xiàn)場的實際情況，合理調(diào)配人員、設備，是保證路基施工質量的重要環(huán)節(jié)。(2)做好施工前的準備工作開工前要認真審閱設計文件，詳細了解各段的填、挖情況，地質情況，填、挖土質和調(diào)配情況。對重要地段要作重點勘察，進一步核對設計資料，發(fā)現(xiàn)設計文件中有誤應及時上報業(yè)主，妥善處理。(3)認真清除地表土不良土質、地表植被、樹根、垃圾、不良土質(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，首先應進行原地面處理。當路堤填筑高度小于1m時，應將路基范圍內(nèi)的樹根、雜物全部挖除。

17、若基底的表層土系腐殖土，則須用挖掘機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，應用符合條件的土回填，并按規(guī)定進行壓實。路堤通過耕地時，路堤填筑施工前預先清除表土30cm。由于在表土剝離后基底的含水量高，為保證基底壓實度達到設計要求，應及時進行翻松、晾曬和含水量檢測，在最佳含水量時進行碾壓，達到要求的壓實標準。(4)嚴格控制填土含水量施工時含水量要高于最佳含水量的1%2%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，因而難以達到最大密實度。如果含水量偏大，又會產(chǎn)生

18、由于水分過多，土粒被水膜包圍而分散得過遠，不能達到最大密實度。填筑路基前，疏通路基兩側縱橫向排水系統(tǒng)，避免路基受水浸泡。特別是地基土為黃土、黏土等細粒土，在干燥狀態(tài)下(最佳含水量)結構比較強，有較強承載能力，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)理和施工質量自檢人員應認真監(jiān)督。(5)嚴格選取路基填料用土路基填料確定前，需進行土質分析，做CBR值、標準擊實等試驗，對于種植土、腐殖土、淤泥、強膨脹土等劣質土的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)設計進行施工放樣，建立半永久性的臨時水準點和坐標點，并

19、作好相應記錄。路基坡腳放樣一定要準確，確保路基寬度滿足設計要求。路基坡角范圍內(nèi)，要求清除雜草、樹根、淤泥等，并進行整形碾壓，壓實度須達到規(guī)范要求。舊路加寬、半填半挖段應做好寬度不小于6m的向內(nèi)傾斜的臺階。(7)處理好特殊地段施工填石路基與雞爪形地段路基施工，可利用重型夯實設備進行強夯處理，或將土工格柵(土工布)水平分層布置在填石路堤內(nèi)，防止或減緩細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，嚴禁幫寬。碾壓過程中，要控制好含水量，壓實

20、度達到規(guī)范要求后，方可進行后續(xù)施工，壓實度檢測每層2000m2(不足2000m2按2000m2計)不少于4點。根據(jù)不同填土類型和壓實厚度，選擇好壓實設備。對于砂礫土，振動壓路機具有滾壓和振動雙重作用，效果較好。(9)做好路基施工中的排水工作路基施工中，首先按照設計要求，做好排水工程以及施工場地附近的臨時排水設施，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2%4%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，應予以截斷、疏干、降低水位，并引導到路基范

21、圍以外，使全線的溝渠、管道、橋涵構成完整的排水體系。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。當溝渠縱坡達到或超過3時，即需采取加固及防止?jié)B漏措施；邊溝過長時，應考慮減小縱坡的容許值或做好出口設計，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，應注意結合水土保持進行綜合治理。如用挖魚鱗坑、水平溝、種草、植樹等方法對被面徑流進行調(diào)治與防護；在沖溝頭植樹，防止沖溝被侵蝕，危害路基；在溝谷布設路線，在溝谷中筑壩淤地，并保護路基坡腳不受水的沖刷破壞；還可做護坡埂、澇地、水窯等。

22、(10)對半填半挖部位產(chǎn)生的不均勻沉降的控制將結合處挖方段下挖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控制壓實度。具體控制方案如圖7-1所示。圖7-1半填半挖路面過渡示意圖(11)做好施工后的養(yǎng)護工作路基土石方施工時或完工后，應及時進行路基防護工程施工和養(yǎng)生。各類防護與加固應在穩(wěn)定的基礎或坡體上施工。防護工程的砂漿、混凝土，應采用機械拌和，隨拌隨用，并注重做好養(yǎng)生。第二節(jié)高等級公路路基加寬常見病害及其機理分析一、高等級公路路基加寬常見病害高等級公路改擴建工程中，新老路基銜接不良可能會導致新加寬路

23、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合面發(fā)生滑移，嚴重時甚至發(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。當加寬路基沿結合面滑移量較小時，新老路基結合面會產(chǎn)生錯臺，導致新老路基結合部位的路面開裂，雨水7頁如有你有幫助，請購買下載，謝謝！由裂縫滲入，結合面強度急劇降低，給路基穩(wěn)定性留下更大的隱患；當路基滑移量較大、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)生結構損壞和使用功能的下降。2 .路面損壞高等級公路改擴建瀝青路面損壞，主要表現(xiàn)為出現(xiàn)面層破碎、結

24、合料松散、道路橫坡改變等癥狀，嚴重時會產(chǎn)生沿結合面走向的縱向裂縫。路面損壞是高等級公路改擴建工程中最常見的病害形式之一。路基的變形不協(xié)調(diào)會通過路面結構層反映出來，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，進一步發(fā)展會引起結合面附近出現(xiàn)縱縫、裂縫處板塊斷裂以及裂縫的擴展。由于結合部位兩側的新老路基沉降速率不一致，沉降量不同，導致結合部位存在應力突變、集中現(xiàn)象，彎拉應力大而結合界面強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)生側向位移，進一步帶動其上的填土產(chǎn)生沉降和側向位移，使整個加寬部分的填土沿結合部位產(chǎn)生橫向和豎向移動。這

25、兩方面因素的作用會在交界處形成縱向裂縫。新老路基結合部位施工工藝較復雜，施工難度較大，往往在此產(chǎn)生人為的質量因素，如密實度達不到設計標準等，也是產(chǎn)生裂縫的原因之一。同時，在軟土地區(qū)進行路基加寬改建，其中原路基底部地基土的沉降固結狀態(tài)、加寬路基的水文物理力學性能、加寬路基新增的作用力對沉降變形的影響等為導致路面開裂的主要因素。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，道路結構性能和服務性能也隨之下降。當路面狀況指數(shù)(PCI)、結構承載力、平整度等下降到一定程度時，還將影響行車安全。另外，就新老路基結合方式而言，在產(chǎn)生相同變形的前提下，雙側加寬產(chǎn)生的病害數(shù)量多，比單側加寬更不利。

26、二、加寬路基病害機理分析高等級公路改擴建工程路基加寬出現(xiàn)的各種病害，其產(chǎn)生的原因與地質勘察、設計施工等有關。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，或者新老路基結合部結合強度不足。主要表現(xiàn)為如下方面。圖7-2地基過陡時的道路加寬a)重力式才墻；b)加筋土擋墻8頁如有你有幫助，請購買下載，謝謝！（1）地基坡面過陡在山區(qū)加寬工程中，地形條件復雜，經(jīng)常需要在陡坡地基上進行加寬路基的填筑（圖7-2）。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構。當原地基邊坡存在潛在破裂面或滑移面時，加寬路基將沿此

27、破裂面或滑移面產(chǎn)生滑移，從而導致整體失穩(wěn)；地基土的抗剪強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；進行支擋結構設計時，獲取的道路沿線地質資料不夠完整，因此擋墻設計一般以經(jīng)驗為主，對擋墻缺乏必要的穩(wěn)定性驗算，實際施工時基礎埋深隨意性強，影響支擋結構的穩(wěn)定性。（2）地基存在軟弱下臥層當?shù)鼗嬖谲浫跸屡P層，如壓縮系數(shù)大、流變性顯著的軟土時，新老路基結合部結合強度不足，從而產(chǎn)生自結合面至軟弱層頂面的滑動面（圖7-3）。另外，軟弱下臥層具有流變性，側向變形大，軟弱地基土向路堤外側擠出，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，最終導致邊坡失穩(wěn)。（3）新老路基結合部強度不足新老

28、路基結合部強度不足主要體現(xiàn)在以下幾個方面（圖7-4）。新老路基結合部施工工藝較復雜，施工難度較大，往往在此產(chǎn)生人為的質量因素，如密實度達不到標準、開挖臺階沒有達到設計要求、老路基邊坡沒有處理完全等。因此，各種施工原因造成了結合部的強度不足。圖7-3地基存在軟弱下臥層使的道路加寬圖7-4新老路基結合部強度不足示意圖在新老路基結合部沒有設置土工合成材料（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、級配及材料本身的物理力學性

29、質等方面控制不嚴，填料中含有有機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，填料中細顆粒材料通常占很大比重，滲水時易發(fā)生淘蝕。排水設施不完善，設施布置不合理，導致地表水下滲，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)側邊溝，養(yǎng)護不及時可導致路基上側雨水漫過路面，雨水可能從路面滲入路基。若路面已經(jīng)開裂，雨水自裂縫進入路基，加劇裂縫擴張并導致路基強度下降。因此，當?shù)鼗匦魏偷刭|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地質勘查、認真設計和嚴

30、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合強度，它和老路邊坡及原路表的處理、臺階的開挖、加筋的設計和施工、排水設施設計和養(yǎng)護的完善、填土的質量等均有關系。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時間長的黏土（圖7-5）。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，而新路基在加寬施工結束后仍發(fā)生較

31、大的壓縮變形。圖7-5新老路堤自身壓縮和固結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。當路基加寬寬度較小時，新填路基施工時大型壓實機具很難發(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，通常在地質條件良好，路基自身壓縮變形占主導地位時，新老路基的變形不協(xié)調(diào)將導致加寬部分路面的損壞。（2）新路基作用下地基的固結沉降。這種沉降主要發(fā)生在地基下臥層土質條件較差的路段。土體壓縮性大、固結時間長，在施工結束后仍然發(fā)生很大的沉降。而老路基作用下的地基在老路

32、堤自重荷載作用下固結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，造成路面結構的損壞（圖7-6）。當?shù)刭|條件差，地基的固結變形在不協(xié)調(diào)變形中占主導地位時，老路基遠離加寬路基部分產(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，導致老路路面的損壞、開裂。圖7-6由于地基固結變形引起的不協(xié)調(diào)變形（3）新老路基結合部結合強度不足，造成新路基沿結合面的滑移，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7-7）。這種變形不協(xié)調(diào)將導致新老路基結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，半剛性基層或水泥混凝土路

33、面出現(xiàn)斷裂）。圖7-7由于結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)生的主要組成機理是不同的，在路面結構上反映的損壞部位也是不同的，設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合、路基路面整體抗變形能力、路基穩(wěn)定性，以及水文、地質條件等。病害的11頁如有你有幫助，請購買下載，謝謝！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果，但新老路基間的變形不協(xié)調(diào)和新老路基的不良結合是導致相關病害產(chǎn)生的主要原因。第三節(jié)高等級公路改擴建路基加寬施工技術研

34、究一、高等級公路改擴建新老路基變形不協(xié)調(diào)控制技術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)，繼而導致加寬路基或路面出現(xiàn)相應的病害。為保證加寬路基和路面能夠順利投入運行，必須采取相關措施來減小或控制變形不協(xié)調(diào)，或者提高路面結構對變形不協(xié)調(diào)的適應能力。1 .變形不協(xié)調(diào)控制技術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，其控制技術劃分為三類，即路基內(nèi)部處治、外部處治和綜合處治（表7-1）。新老路基結合面處理和加筋路基的主要作用是增強新老路基結合部的結合強度，防止因結合部強度不足而發(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寬路

35、基自身壓縮變形而引起的變形不協(xié)調(diào)；輕質路堤、支擋結構和地基處理分別從減小路基自重和增強地基抗變形能力的角度來減小地基的固結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)控制技術分類表7-1新老路基結合部的結合強度是涉及到加寬路基穩(wěn)定的問題，是高等級公路改擴建路基加寬工程都必須解決的問題。地基地質條件良好的路堤加寬，在加寬荷載作用下，地基固結變形很小，新加寬路基的自身壓縮變形決定著新老路基變形不協(xié)調(diào)程度，因此加寬路基填料及壓實度的控制成為關鍵；對于地基地質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變形所引起的，因此，應選用合理的地基處理方法或選用輕質

36、路堤技術。因此，高等級公路改擴建路基加寬應根據(jù)具體的工程地質特點，選擇經(jīng)濟有效的變形不協(xié)調(diào)的控制技術措施。2 .增強新老路基結合部強度的工程技術措施3 1）新老路基結合面處理工程技術路基加寬工程中，新填路基填筑前應對老路與新路交界的邊坡坡面和部分地基表面進行預處理，一般處理方法如下。4 清除原地面上的植被、樹根以及表層富含有機質的腐殖土（圖7-8）。如果直接在其上進行新路基填筑，這些有機質植被、樹根日后腐爛肉7a改甘乃法主消解，一則會在交界圖7-8路基施工一清表面處形成空隙而產(chǎn)生附加沉降，二則會污染周圍填料（軟化土體強度），導致周圍形成一個潛在的危險滑裂面，發(fā)生路堤失穩(wěn)。#頁如有你有幫助，請購

37、買下載，謝謝！老路與新路交界的邊坡坡面0.3m厚度范圍內(nèi)以及外側路肩0.5m范圍內(nèi)應挖除換填。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量不佳，外側又沒有側限效應，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，導致新老路基結合不良。老路與新路交界的坡面上應挖設臺階（圖7-9），臺階設成向內(nèi)傾斜3左右的坡度。為保證新老路基良好結合，通常將老路邊坡坡度處理為1:11:1.5,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為提高新老路基之

38、間的結合強度，公路改擴建加寬工程廣泛地采用路基加筋技術（圖7-10）。目前應用較多的加筋材料為土工格柵，其加筋機理包括三個方面：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，在新老路基結合部鋪設土工格柵可增強土體的抗剪強度和抗彎剛度，約束路基的側向位移。同時，土工格柵與土顆粒之間的作用產(chǎn)生應力效應。在上部荷載作用下，土工格柵的張力產(chǎn)生的拉力承擔了部分土體的豎直應力和水平應力，并將荷載應力較均勻地擴散到較大的范圍內(nèi)，減小了應力的過分集中而造成新填路基的土體坍滑變形，增強了新老土體的整體性，降低

39、了新填路基地基的不均勻沉降。若控制土工格柵的設計應變（延伸率）在10以下，土工格柵幾乎不產(chǎn)生蠕變。圖7-9新老路基銜接處開挖臺階圖7-10某高等級公路加寬改建路堤加筋設計圖另外，在軟土地區(qū)鋪設土工格柵可以發(fā)揮其抗拉性能。在土體側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變形的有效措施。二、高等級公路改擴建路基加寬施工重點與難點高等級公路在改擴建施工過程中，既要確保既有公路暢通，又要確保施工安全、質量及工期，施工難度非常大。高等級公路改擴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

40、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)面狹窄的空間進行施工。施工材料、機具設備、人員進出都不是很方便，設備搬運困難，大型設備無法順利開展工作，設備利用率很低，左右兩幅還要設置兩條便道。因此，必須選擇與確定合理有效的施工方案，使工、料、機達到合理匹配，滿足質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鍵。因此，軟基處理是工程重點，

41、在地基處理過程中應盡量減少對老路路基的擾動。3 .新老路基有效銜接技術新老路基的有效銜接是確保整個加寬工程質量的關鍵。在與老路基的有效銜接施工中，應將老路堤邊坡一定范圍內(nèi)路基質量低劣的土體挖除，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，還應采取增設盲溝等措施及時進行處理，但應盡量減少對老路基的擾動，確保新老路基拼接質量。第四節(jié)改擴建路基施工質量控制案例某一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到規(guī)定的壓實度標準較為困難，施工時應采取清淤換填等地基處理方法。一、改擴建路

42、基施工4 .清表受壓實機械、設計標準的限制，在多年雨雪侵蝕下，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)的土體清理后再進行地基處理施工。清理工作包括對老路基兩側施工范圍內(nèi)進行伐樹、挖根、除草等。5 .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“滿負荷匹配工作法”的施工方案，路堤邊坡開挖應逐段清表、逐段挖除、逐段填筑。同時，段落應適當，不能過長

43、。為了減少和避免挖除后臺階上部的土方坍塌，雨季施工時應盡量壓縮工作面，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。6 .地基處理先將地表葦根挖除，再在兩側填筑高于常水位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，用反鏟挖掘機挖土，配合自卸汽車外運至棄土場。當挖深小于4.0m時，一次開挖到底；超過4.0m時，應分兩層開挖。開挖到設計底面高程以上約15

44、cm厚時進行人工清底。開挖深度要求：軟土應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，外側寬出路基邊緣200cm。為確保新加寬路基工后沉降滿足設計要求，應按照要求進行沉降觀測。(2)塑料板排水等辦法處理軟土路基7 .挖臺階(1)老路面清表應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，

45、然后挖1.0mN.5m的臺階，臺階底面向路中心橫坡3%。(2)對舊路邊坡進行挖臺階作業(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行，嚴禁一次性完成。(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。(4)結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大于lm，沖擊碾壓后的第一層填料厚度應控制在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

46、)沖擊碾壓第一層填料后，按照不同的段落和處理方法埋設或加寬部分沉降觀測儀，加強觀測，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，提高壓實標準，各深度層次的壓實度比標準提高一個百分點。(1)清淤換填15頁如有你有幫助，請購買下載，謝謝！(5)路床頂面以下80cm范圍內(nèi)填料的最大粒徑不應大于10cm；路堤頂面以下80cm填料的最大粒徑不應大于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

47、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)在新老路基結合部位，每填筑兩層(壓實厚度50cm)用沖擊式壓路機進行充分壓實。在沖擊碾壓不到的部位用強夯進行處理。新老路基每填筑四層(壓實厚度100cm)用沖擊式壓路機充分碾壓全斷面。(8)新老路基結合處，除清表挖臺階外，可在表層鋪設塑料土工格柵，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土工格柵，使得土工格柵一半位于原有路基上，另一半位于新填路基上，鋪設方案如下：施工前應對擬用的土工格柵進行試驗。其

48、各項指標應符合國家標準土工合成材料塑料土工格柵(GBT17689-1999)和有關設計圖紙規(guī)定，并經(jīng)監(jiān)理批準同意后方可使用。鋪設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，然后用平地機刮平，再用18t重型壓路機碾壓，直至達到規(guī)定的壓實度為止。土工格柵鋪設時應進行人工拉緊，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計寬度進行鋪設，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

49、度不小于15cm。嚴禁車輛機械在已鋪設好并張緊定位的土工格柵上直接碾壓。現(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，應密閉保存。鋪設以后應及時填筑填料，正常情況下間隔不應超過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，然后再進行振動碾壓，直至達到規(guī)定的壓實度為止。一切施工機械只允許沿路堤的軸線方向行駛。(9)路基填筑寬度應比設計寬度超寬30cm，采用網(wǎng)格法控制土料數(shù)量，填料的虛鋪厚度一般不宜大于30cm。由于施工作業(yè)場地狹窄，將局部路基適當加寬，設12個錯車臺”，便于15頁施工車輛讓道。(10)為了減小新加寬路基的工后沉降，路基達到距路床頂25cm的高程后采用沖擊壓路機補壓，以提高路基的密實度、強度及均勻性。(11)加寬路基填筑完成后，采用砂礫土超載預壓，超載高度為2.0m,邊坡1:1。6 .檢測新老路基結合部的壓實度檢測頻率要大于一般情況下路基填筑時的抽檢頻率，以保證結合部位達到良好的拼接效果。一般是平整后先穩(wěn)壓，后重型振壓，最后靜壓光面，然后進行壓實度的檢測工作。如此往復直至完成路基填筑。應先鋪筑試驗段，待試驗成功后確定施工工藝控制虛鋪厚度和碾壓遍數(shù)。7 .超載預壓為了加速新填路基的沉降，應對新填路基部分邊超壓，其上堆積砂礫