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1、 路基施工质量通病及预防措施方案 一、路基施工质量通病及预防措施 1.1 桥头跳车 所谓桥头跳车，就是桥头有不同的台阶。一般来说，台阶是指桥(涵)台与路堤交界处的沉降高差达到了 1cm 以上，出现了不同程度的错台。这些台阶轻则造成车辆通过时的跳跃和冲击，从而对路面造成额外的冲击载荷，使驾乘人员感到明显的颠簸和不适；在某些情况下，通行车辆大大减速，有些甚至造成交通事故，从而影响高速公路的正常运行，这是公路部门广泛关注的问题。1.1.1 桥头跳车的原因(1)基础强度不同 桥涵、通道、路基多在同一年平行施工。桥涵是刚体，一般要求地基强度高。进行加固处理，导致桥台和台后填土产生差异沉降和变形，形成台阶
2、。(2)设计不同。设计人员在施工过程中没有很好的考虑如何方便碾压，对填料要求不严格，桥台后方排水没有考虑好。桥涵两端的路堤因过水、穿越线路或通道的要求，一般采用高填，低约 3m，高约 6m 或更高。除了跨水的桥涵两侧路堤经常被水淹没，地基条件较差，设计考虑了路基横断面结构和护坡。其他大多数情况下，高路堤的设计没有特殊要求，如压实度等指标与普通路堤相同。但由于路堤较高，填筑后会受到自身重量和行车荷载的影响，因此路堤填筑不可避免地会发生竖向变形。(3)平台后包装不当 施工中，桥台后回填未能仔细考虑，施工人员使用材料不当，控制不严，未能达到设计要求。但是，应该指出的是，与劣质材料相比，劣质施工更容易
3、导致结构桥台后面的填料下沉。(4)台后压实不足。工期安排不当导致桥头处于工期末期，以至于被迫赶工，回填土的压实度无法很好的控制。导致填土的压实度达不到设计和规范要求，造成填土体的竖向固结变形，产生较大的工后沉降，桥台台背与路基交界处沉降形成台阶。(5)桥头伸缩缝损坏。根据以上分析，桥头台阶的形成原因是多方面的。结构差异、设计不良、施工控制不严等综合因素导致了差异沉降的发生和发展。1.1.2 桥头跳车的预防措施(1)地基加固处理 为了消除桥台与桥台后填土段之间的差异沉降和变形，需要对地基进行加固。软土是一种高压缩大变形的地基。首先通过塑料板插入、袋装砂井等超载预压方式对地基进行排水固结。其次，根
4、据填土路堤的压力计算，应采用水泥搅拌桩、旋喷桩、CFG 桩和薄壁管桩进行加固。(2)在桥头设置过渡段。在路堤与桥涵结构物的连接段上，考虑结构差异，设置一定长度的过渡段，过渡段可采用搭板。设置搭板可以使柔性结构段的较大沉降通过搭板逐渐过渡到结构上，这样车辆行驶时就不会跳车。一段时间以来，平板使用是有效的。然而，在路堤的一侧，将板放置在路面基层或专用枕梁上，基层或枕梁的沉降可能在那里形成凹陷，也可能导致板滑动。鉴于此，施工时需要进行特殊加固，在搭板端部设置宽0.4m、深 1m 的水泥稳定碎石枕梁，使用效果更好。(3)桥台回填 台背填料的选择 在设计和施工中，应现场选择桥台台背填料。桥涵两侧路堤采用
5、粗粒材料填筑，或设置一定厚度的稳定土结构层。使用粗粒材料作为路基填料可以改善压实性能，使其容易达到要求的压实度。设置稳定土结构层可以提高路基路面的整体刚度，从而减少沉降。根据地质条件，可选用二灰等轻质填料，以降低填土的容重，减少土对地基的压力，减少土的变形。台背回填碾压方法 在施工过程中，应尽可能扩大施工场地，充分发挥一般大型填筑压实机械的作用，施工要细致，充分压实。为了便于大型压实机械的使用，当受场地限制时，可采用横向碾压的方法，使压路机尽量靠近桥台背面进行碾压。当压路机无法靠近桥台后方时，采用小型压路机进行人工碾压，最终压实度达到设计要求。在涵洞翼墙周围，特别容易出现因压实不足而引起的沉陷
6、，给维修工作带来麻烦，所以要注意压实。排水设施 地基处理和桥台施工前，完善坡脚外的临时排水系统，施工场地不得积水。桥台填筑时，每一填筑层必须按要求设置路拱，并在桥台顶部设置不小于 20cm的挡水板，并设置引水渠将桥台顶部的水排至临时排水系统。防止雨水浸泡桥台背面，冲刷边坡。加强施工过程的质量管理。提高施工技术，加强施工质量管理。选择专业队伍进行施工，使用质量合格的优质填料，根据现场情况合理选择压实机械。严格检查各填筑层的宽度、厚度、平整度、密实度等控制指标。同时，加强沉降观测，严格执行过程验收制度，确保施工质量。1.2 高填方路堤 高路堤是指填筑高度超过 18m(土)或 20m(石)的路堤。高
7、路堤填筑量大，占地面积大。为了使路基稳定，断面经济合理，有必要进行个性化设计。高路堤和淹没路堤的坡度可采用折线或台阶形式，上坡陡，下坡缓，如在坡中间设置护道。为防止流水对斜坡的冲刷和侵蚀，高路堤和淹没路堤的斜坡必须采取适当的护坡和加固措施，如铺设草皮和石块。1.2.1 高填方路堤常见病害(1)整体下沉或局部下沉 高路堤由松散颗粒材料填筑碾压而成。在自身重量等因素的影响下，路堤会产生一定程度的竖向和水平变形。由于路堤各部分变形不同，造成不均匀沉降，从而在不同部位形成拉应变区和压应变区。高填方路基的抗拉强度很低，在拉应变区容易产生变形裂缝。(2)路堤的纵向和横向裂缝 根据其产状与路堤延伸方向的关系
8、，变形裂缝可分为纵向变形裂缝和横向变形裂缝。纵向变形裂缝 纵向变形裂缝是指平行于路堤路线撞击防线的裂缝。根据产生的原因，纵向裂缝一般可分为两类，即不均匀沉降裂缝和滑动裂缝。其中，不均匀沉降裂缝主要是由竖向不均匀沉降引起的。高路堤的不均匀沉降一般是由于地基存在软弱层、地基土厚度不同、路堤填土厚度不同或压实度不均匀引起的。横向变形裂缝 横向变形裂缝是指具有垂直走向和走向的裂缝。横向裂缝主要是由路堤不均匀沉降引起的。对于长河谷地段的填方路堤，由于路堤纵向的不均匀沉降，路堤往往向沉降较大的地方变形，从而在沉降中心附近，路堤形成压缩变形区，导致路堤顶部水平压缩。对于两侧沉降较小的路段，向沉降较大的一侧移
9、动会形成拉应变区，导致堤顶产生水平拉力。当这些部位的拉应变超过填料的临界拉应变时，路堤就会产生横向裂缝。(3)路基滑动或边坡坍塌 路堤滑动或边坡坍塌是特定条件下路堤不均匀沉降的最终结果。在其演化过程中，一般先出现纵向裂纹，裂纹大致呈弧形。变形达到一定程度后，在降雨等诱发因素的作用下，边坡很容易失稳，造成路堤整体或部分坍塌。1.2.2 防治措施(1)改进填料的种类。根据公路建设的现状，用作路堤填料的材料大致可分为粘性土、非粘性土(主要是砂石)、砾质土(包括碎石土)和堆石(填石路堤)。在这些填料中，无粘性土的压缩性最低，填石路堤和碎石土次之，粘性土的压缩性最高。粘性土的抗塑性变形能力最好，砾石土次
10、之，填石和砾石次之。在不均匀沉降或水平拉应力不是很大，但有可能开裂的路段，尽量使用抗塑性变形能力强的填料，或含水量高(比最佳含水量高 1%2%)的填料进行压实，以提高路堤的抗变形能力。但当不均匀沉降较大时，只能采取综合处理措施。同时需要注意的是，粘性填料虽然抗水平应力能力强，但存在变形大、固结慢、易收缩开裂等缺点，施工中应慎用。与粘性土相比，砾石土或非粘性土可以大大减小路堤的自身沉降和工后沉降。高路堤或桥台台背填筑应尽量采用碎石土或无粘性土。根据具体情况，不同的段落也可以使用不同的填料。(2)填方基底的修复 地基处理的主要目的是通过改善地基条件、减缓沉降梯度和降低填土的水平应力来减少或避免裂缝
11、。对于基底陡坡，应根据情况开挖不同坡度的台阶或跨越。台阶的高度和宽度应通过验算确定。一般情况下，台阶的高宽比应为 1:3，变坡段的总坡度差应小于 20，相邻坡段的坡度差应小于 15。对于基底有软土层的部分，应进行清理或整改，避免过度沉降。(3)基础加固 固化剂法 在处理高填方路堤沉陷时，可在原填料中加入固化剂来处理路基病害。土壤固化剂于 20 世纪 90 年代从美国和日本引入中国。其特点是能充分利用当地土壤，添加少量无机辅料和土壤固化剂，将土壤由亲水性变为疏水性，从而提高土壤的抗水性和抗压强度，方便施工，降低成本。DJM桩法 粉喷桩用于处理软土地基。粉末固化剂经专用机器喷出后，强制与深层地基中
12、的软土混合。利用固化剂与软土之间一系列新的物理化学反应，将软土硬化成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。固化体与桩间土共同承担上部结构的荷载，从而提高地基承载力，减少沉降变形。灌浆方法 注浆法是利用水压、气压或电化学原理，通过注浆管将浆液均匀注入地层。泥浆通过填充、渗透和压实占据土壤颗粒或岩石裂缝之间的空间。经过一定时间的人工控制，浆液将原来松散的土粒或裂缝粘结成一个整体，形成一个结构新、强度高、防水性能高、化学稳定性好的“组合体”。1.3 半填半挖路基 半填半挖路基是交通道路的一种横断面，其横断面为半挖半填，常见于山区道路。对于位于山坡上的路基，道路中心标高通常接近原地面标高，以减少土石
13、方量，保持土石方量的横向平衡。如果处理得当，路基稳定可靠，可以减少土方运输，是一种比较经济的断面形式。但这种路基横断面通常不便于施工和处理，存在塌陷隐患。因此，在道路交通设计中，一般尽量少用这种路基断面。1.3.1 半填半挖路基常见病害 由于半填半挖路段填方段路基为新填，挖方路基为原地面，路基土的材料性质和密实度存在较大差异，导致填方和挖方路基各部分的土体强度和稳定性存在差异。此外，在实际施工中，半填半挖结合部处理不当或填筑工艺不当，填挖结合部容易出现软弱面，造成路基不均匀沉降和滑移，容易进一步发展，导致路基路面产生裂缝。半填半挖造成路基病害的原因总结如下:(1)地面横坡较大，坡脚未采用适当方
14、法加固，导致填方边坡滑动。(2)填方路基填料选择不当，路基边缘压实不足，造成路基不均匀沉降。(3)斜坡地基覆盖松散堆积物，含水量过大，未处理。降雨时，路基边坡地表水渗透，造成路基滑移。(4)地下水活动导致斜坡路基下滑，导致病害。1.3.2 预防控制措施 施工前，先进行现场测量，复核横断面。根据天然含水量、最佳含水量、标准击实试验、塑限指数、土颗粒分析等试验结果。对土方和原地面土方，确定合适的填料、碾压机械、松铺厚度、最佳含水量、碾压遍数、碾压速度等。，并制定一套合理的填筑施工工艺参数。(1)填筑施工前的准备工作。测量地基的含水量。如果地表原状土的含水量高于最佳含水量，应晾晒或更换；如果含水量低
15、于含水量，应进行渗水处理，以保证地基的稳定性。清除草皮、根部和表层的疏松腐殖土，用平地机刮去原表面，先进行一遍静压，再用振动压路机碾压，最后静压收面。土方填筑应在压实度检测合格后进行。(2)开挖步骤 开挖台阶可以防止填方路基开裂、滑动或坍塌，增加滑动面的阻力，增强半挖半填路基的整体稳定性。根据实际地形条件，如果施工场地横坡陡于 1:5，无论是垂直还是水平，都必须采用机械自上而下开挖台阶。台阶宽度根据地形条件宜大于 2m，靠近坡脚 2m2.5m，高度约 0.5m1.0m，向内坡度 2%4%。施工时应注意台阶应开挖至密实的原状土层，不适用的材料如松散土层、溶洞、软土层、孤石、石笋等。填挖结合时应清
16、除，挖完后用小型夯实机械夯实。第一级台阶填好后就可以形成工作面，所以原地面上的第一级台阶就不能夯实了。(3)铺设土工格栅 用加筋材料铺设土工格栅，不仅可以降低路堤边坡的坡比，缩小路堤边坡坡脚，减少对农田的占用和对高填方路基植被面积的破坏，而且可以保证路堤的稳定性。地面横坡陡于 1:2 时，纵横填挖结合处必须铺设土工格栅。铺设土工格栅前，应将土层表面整平，并清除碎石等坚硬突出物。铺设时，钢筋材料的纵向应垂直于填挖接缝，接缝在受力方向的强度不应低于材料的设计抗拉强度，其叠加长度不应小于15cm。层间折叠搭接不小于2m，用手拧紧，无褶皱，材料间连接牢固。土工格栅铺设后，填料必须在 48h 内及时填筑
17、，加筋路堤的护坡应与路堤填筑同步进行。应尽可能使用相似的土或内摩擦角较大的砂石材料进行填筑。需要注意的是，第一层填筑应使用轻型推土机或正面装载机进行铺设。填料的铺填应从路堤中线开始，向两侧对称填土，然后压实，以保证路基形成整体结构，减少不均匀沉降引起的路基病害。(4)路基填筑施工 路基填筑时，应现场测试土壤的含水量。当含水量在最佳含水量的2%以内时，应进行摊铺和碾压。如果填料含水量太大，应摊开晾干。如果含水量太小，要用洒水车洒水，使含水量符合要求。填筑时，路基基底和每层路基应按格栅土施工。为了有效地控制每层的虚铺厚度，每层的松铺厚度应在开始时用水平仪控制。路基填筑时必须做好临时排水工作。填筑下
18、层路堤时，顶部做成4%的双向横坡。填筑石料路基时，石料含量应大于 70%，最大粒径不应超过压实厚度的2/3。当虚铺厚度为 50cm 时，最大粒径应控制在 30cm 以内；当虚拟厚度为40cm 时，最大粒径应控制在 25cm 以内。在床层范围内，人为破碎粒径过大的颗粒。填石路堤应分层填筑。使用 50t 振动压路机时，每层虚铺厚度不得大于50cm 使用 18t 振动压路机时，不得大于 40cm，路堤上层厚度不得大于 40cm。(3)填料按要求铺填后，用选定的碾压机械进行碾压，碾压顺序为:先内后外，先慢后快，先静压后振压。机械运行速度控制在2.0 公里/小时.其次，在机械无法施工的地方(横向宽度较窄
19、)，必须使用打夯机自下而上逐层填筑夯实，以保证填土密实稳定。(5)开挖区施工 半填半挖路段的挖方区，只有在填方区原地面处理完毕并经检测合格后，方可进行挖方。土方开挖应合理分段，自上而下进行。严禁底部开挖。在挖方区挖出的土方中，不适合填充路基的必须弃至弃土场。雨季路堑开挖时，应分层开挖，每层底部留大于 1%的纵坡，并沿开挖边坡预留 30cm 厚，雨后整修至设计坡度线。路堑开挖应在距基础顶面 30cm 处停止，待雨季结束后开挖至设计标高。(6)填挖结合的施工 填挖结合处可用重锤夯实，可有效防止半挖半填路基在填挖结合处开裂。碾压后的路基表面应平整、洁净，无明显的轮迹、松散起皮和起皱，表面给人平整、坚
20、实的感觉。1.4 开挖路基 挖方路基施工是路基工程中的一个重点。虽然不存在路堤填筑那样的填筑材料选择和分层压实的问题，但是，由于路堑是由天然地层组成的，天然地层在长期的生成和演化过程中，一般具有复杂的地质结构。地壳表层路堑边坡的建设受自然和人为因素的影响，包括水文、水文地质、地表水、气候、地形、设计和施工方案等。，比路堤边坡更容易发生变形和破坏。1.4.1 挖方路基常见病害 挖方路基的病害有边坡滑移、坍塌、滑坡等。大断面路基的开挖施工破坏了原有的山体平衡，施工方案选择不合理，边坡太陡，弃渣过密，植草边坡不及时，防护面铺设和挡土墙施工，排水不畅等。这些都会造成路堑边坡的失稳和滑塌，严重时甚至影响
21、整个工程进度，是挖方路基施工中常见的问题。(1)边坡滑移 这种地质病害多发生在覆盖层和全、强风化层。覆盖层主要由粉质粘土和碎石土组成。全风化层、强风化层强风化，节理裂隙发育，岩体松散破碎。当边坡开挖面陡于松散岩土体所能保持的休止角时，在雨水的作用下，边坡开挖后上覆土体和松散破碎岩体容易滑下。(2)崩溃 这类病害受结构面和开挖面控制，多为局部边坡坍塌变形。岩体被节理裂隙切割成镶嵌、破碎结构，边坡开挖后，边坡上的岩体会在自重作用下发生崩塌、滚动和剪切。这种灾难往往是突然的。通过对公路沿线开挖边坡的调查，发现崩塌边坡往往形成楔形沟槽。(3)滑坡 此病多发生在较宽的山上，上陡下缓(椅状)。其所在场地汇
22、水面积较大，存在向外倾斜的软弱夹层。边坡开挖时，大量水渗入边坡，降低了软弱层的抗剪强度，边坡失去平衡，产生滑坡。1.4.2 疾病原因分析 阿尔及利亚有泥灰岩和泥灰岩，地质条件复杂。(1)地层岩性:泥灰岩段多被泥灰岩粘土覆盖，缓坡和洼地、沟谷地表植被发育，不利于降水或地表水的快速排出。(2)易风化:泥灰岩易风化，含泥量高，岩石质量弱，开挖后抗风化能力差。(3)膨胀性:泥灰岩和泥灰岩粘土含有亲水性粘土矿物，具有明显的膨胀性。(4)易崩解:泥灰岩矿物胶结明显，成岩作用弱，高角度节理，崩解开裂明显，可降解性中等或强。(5)水敏性:岩体遇水易崩解软化，强度下降；土体浸水后，随着含水量的增加呈塑流状，容易
23、产生滑塌。在特殊的气候环境下，岩土体在旱季容易失水，收缩开裂。进一步渗透后，雨季雨水入渗通道会加深。1.4.3 预防控制措施 针对膨胀岩土的病害治理，国内比较成熟的原则是“先治水后治坡，先防滑后防水”，这也适用于阿尔及利亚的东西向高速工程。针对挖方路基引起的边坡坍塌、崩塌、滑坡等病害，根本的处理方法是加强防排水和加固岩土体。(1)缓坡:对滑坡体进行刷坡，将坡率减缓至1:3，恢复护坡系统，完善排水沟。(2)重力覆盖:去除滑塌，将下部边坡开挖成阶梯状，覆盖碎石土。这种方法是国外边坡处理的常用方法，相当于国内的回填反压。(3)支撑渗沟或骨架护坡:对地下水发育的病点采用支撑渗沟，渗沟内填碎石，外部用浆砌片石，代替盲沟排水，同时起到稳定边坡的支撑作用；在滑坡体不能完全清除的区域，宜采用骨架护坡，骨架内种植植物，完善排水系统。