湿陷性黄土地区既有公路路基沉降处治设计与施工技术指南

1湿陷性黄土地区既有公路路基沉降处治设计与施工技术指南JTG5220公路养护工程质量检验评定标准第一册JTGH30-2015公路养护安全JTG/TD31-05-2017黄土地区公路路基设计与施工3.13.2累计沉降量accumulatedset3.3沉降路段某个断面历史累积沉降深度与自发生沉降起至今的时间的比值，或沉降自开始观测至今3.43.5夯实水泥土桩compactionsoil-cement23.6水泥土隔水墙cement-soilanti-seepag形成竖向墙式增强体，以隔绝浅层地下水横向渗透的隔水设施，处治深度一般不大3.7δzs——自重湿陷系数；5调查与评价5.1.1路基状况调查深度应能满足设计要求。5.1.2路基沉降病害处治前，应搜集公路建设资料、养护历史资料等，调查并评价路基使用现状及稳5.1.3路基状况调查可根据实际情况采用人工或数字化自动采集设备调查。5.1.4根据路基使用状况调查结果，对于原路基沉降趋势判定结果为稳定时，可只进行纵断面、横断5.1.5工程地质勘察应查明黄土层的地质年代、成因、厚度等地质特征，以及黄土湿陷性等物理力学5.1.6勘探点、测试点和观测点的布置应查明各地质体界线及工程地质特性，其数量、深度应根据勘5.2公路建设与养护历史调查设计交通量、设计弯沉、路面结构与材料、平纵线形历年路况调查资料、病害类型、养护时间与方案、沉降观测35.3.1通过仪器测量、数字化自动采集等方法对路基沉降、路面开裂进行调查，确定沉降范围、沉降ⅠⅡⅢⅣ5.3.2通过养护记录或定期观测，判断路基沉降或路面开裂等病害是否仍在持续发展，以累计平均沉ⅠⅡⅢ5.4.1对路基沉降路段现有的拦水带、盲沟等路面排水设施、边沟、排水沟、急流槽、涵洞、边坡等排水设施的使用状况进行详细调查，记录病害的位置、规5.4.2根据养护资料和沿线踏勘，对存在路面积水、路基冲刷等情况的路段进行调查，核实5.4.3对现有综合排水系统进行评估、分析，列出需要增加和修复排水5.5.1工程地质勘察工作应编制勘察大纲。当现场地质条件、工程要求、勘察要求等发生变化时，勘5.5.2工程地质勘察应符合下列基本要求：a)应与既有公路及沿线构造物相结合，为勘探计划和工作量的拟定等提供依据；4c)应沿路线及其两侧的带状范围进行，勘察范围宽度应满足工程方案比选及工程地质分析评价d)需判明环境水、土的腐蚀性以及土的a)黄土地层的类型、分布范围、厚度、夹层情况、形态特征、湿陷性；b)黄土地区地表水汇集位置及引排方向；d)黄土湿陷洼地、冲沟、陷穴、地裂缝等不良地质现象的分布、规模；e)素填土、杂填土、冲填土、填筑土的分布范围、厚度、密实程度等；f)项目区域降水量情况和近期极端气象情况；5.5.4应选择代表性地貌地质单元布置挖探点，取5.5.5工程地质勘察应提交文字说明、工程地质平面图、综合地层柱状图、工程地质断面图、照片以展岩性、水质、土工试验以及工程物探等综c)有地下水发育时，应量测地下水的初见水位和稳定水位；d)黄土地基的勘探深度应满足黄土地基湿陷性评价的要求：非自重湿陷性黄土场地的勘探深度5.5.7黄土取样应符合下列规定：b)湿陷性试验的试样，Q3和Q4地层中应d)所取的原状土样应密封，避免雨淋5.5.9宜采用轻型动力触探、标准贯入试验、静力触探、扁铲侧胀试验、旁压试验、现场剪切试验等5a)室内浸水饱和压缩试验在一定压力下测定的湿陷系数值δs判0.03<δs≤0.07b)黄土场地的湿陷类型判定应符合下列规定：3)当自重湿陷量的实测值和计算值出现矛盾时，应按自重湿陷量的实测值判70<Δzs≤350—300<Δs≤7005.6.1应对路基沉降病害路段的纵断面、横断面现状进行高程测量。高程测量应采用水准仪，并辅以5.6.2每幅路基应测量不小于2道纵断面线，分别布置于中央分隔b)桥梁涵洞等构造物处，应在其构造物起终点边缘及中心位置加密观测点；5.7其他调查6流速过大和已涌水的工程，应根据现场试验结果确定其6.1.2坚持科学调查、分析的原则，对沉降路段的路基、路面、防护排水及交安设施等使用现状进行充分调查和分析，并制定相应工程地质勘察、工6.1.3应根据路基病害调查结果，分析造成路基沉降、路基开裂等病害的原因，特别应关注高填方路则，准确判断路基沉降病害是否稳定或仍在继续发展，分类提出可行的路基病害处治的详细方案。6.1.4处治设计方案的制定应综合考虑防护工程、排水工程和路基加固工程，原则上既要满足消弱基6.1.5应结合勘察结果，优先选择对既有路基、路面破坏最小的路基加固方6.1.6在路基沉降病害处治设计阶段应对路面病害、路基防护、排水设施、交安设施等并发病害同时6.1.7应根据运营公路沉降病害处治规模及范围，制定适宜的交通组织保通方案。临时安全设施的设安全保通状况的影响及安全设施的通用性和可重复利6.2沉降病害处治设计原则充分考虑既有公路保通保畅、避免大开大挖、充分利用现有设施等具体要求，制定对应处优先封闭浸水通道，可设置仰斜式泄水孔排除路基积水后，再对路面加铺调平处治；后对路面加铺调平处治。路基加固处治深度应自6.2.3对于路基沉降仅发生于地基部位，其路堤可不作处理，地基部分可按以下方案处治：置围箍隔水帷幕或隔水墙等方式来疏导或阻隔地下水渗透；7a)压实强度不足和黄土地基遇水湿陷共同引起，或者由路堤局部浸水和黄土地基遇水湿陷共同b)当路基沉降病害由压实强度不足和黄土地基遇水湿陷共同引起，或者由路堤局部浸水和黄土表6湿陷性黄土地区既有路基沉降病害处一般路基段和桥头台背路堤及基底应进行高压①桥头台背路堤及基底进行高压旋喷桩、挤密桩等加固处理，可在相应台②路侧为水浇地、路基易渗水路段且湿馅等级为自重Ⅲ、注：采用旋喷桩支撑板体和返浆填充搭板下脱空的工艺，对台背及搭板脱空等病害进行加固处治。具体为：搭板c)路基隔水设施宜沿路基坡脚纵向连续设置并覆盖全部路基沉降及渗水风险段落，其起终点距6.2.5对于既有公路路基及地基加固可采用高压旋喷桩、挤密桩工艺，围箍隔水帷幕可采用夯实水泥土桩、高压旋喷桩或水泥土搅拌桩工艺。对于其他新材6.3路基加固设计6.3.1.1高压旋喷桩适用于湿陷性黄土地区既有公路一般路基段和桥梁台背路堤及地基的沉降加固处治，可处理湿陷等级Ⅱ~Ⅳ级自重湿陷黄土地基，一般处治深度不宜超过30m。6.3.1.3高压旋喷桩平面布置需根据加固的目的给予具体考虑，布置形式可采用梅花形、等腰三角形8节浆液的水灰比和单位时间的喷射量或改变提升速度等措施适当提高或降低加固体强度。6.3.1.5高压旋喷桩根据工程需要和土质条件，可分别采用单管法、双管法，湿陷性黄土地区不建议6.3.1.6浆液的用量可以根据已知参数情况按式（1）或式（2t——每根桩的喷射时间。6.3.1.8对于开放场地设置的高压旋喷桩宜在桩顶设6.3.2.1挤密桩法适用于湿陷性黄土地区既有公路一般路基段和桥梁台背地基的沉降加固处治，可处理湿陷等级Ⅱ~Ⅳ级自重湿陷黄土地基，一般处治深度不宜超过15m。6.3.2.2湿陷性黄土地区既有公路宜采用石灰土、水6.3.2.3挤密桩法处理湿陷性黄土地区既有公路地基宜采用预钻孔挤密法，预钻孔的直径宜为挤密后成桩直径宜为0.50m～0.60m。干拌碎石挤密桩成桩直6.3.2.5桩孔内的填料，应根据地基处理的目的和工程要求，采用灰土或水泥土等。对于灰土，消石9均应分层回填夯实，填料的平均压实系数不应小6.3.2.6土桩、灰土桩挤密地基承载力特征值，应通过单桩静载荷试验或复合地基载荷试验确定。土6.4路基围箍隔水帷幕设计6.4.1.1夯实水泥土桩适用于湿陷性黄土地区既有公路路基坡脚纵向围箍隔水帷幕处治，处治深度不试验可在一处进行，如土性差异明显，应在不同地段分别进行b)岩土工程勘察应查明土层厚度、含水量、有机质含量、地6.4.1.3夯实水泥土桩围箍隔水帷幕根据既有公路路基受水侵蚀可能性及位置进行设计，处治深度宜6.4.1.7桩顶标高以上应设置100m料宜采用与桩体相同配比的水泥土。褥垫层6.4.2.1高压旋喷桩可用于湿陷性黄土地区既有公路路基坡脚纵向围箍隔水帷幕处治，处治深度不宜6.4.2.2采用高压旋喷桩方式设置围箍隔水帷幕时，应根据勘察结果、施工工艺、经验成桩桩径等对6.4.3.1水泥土搅拌桩适用于湿陷性黄土地区既有公路路基坡脚纵向围箍隔水帷幕处治，且路基外侧6.4.3.2水泥土搅拌桩的施工工艺分为浆液搅拌法(简称“湿法”)和粉体搅拌法(简称“干法”)，不6.4.3.3水泥土搅拌法可采用单头、双头、多头搅6.4.3.4拟采用水泥土搅拌法处理地基的工程，除按现行规范规定进行岩土工程详勘外，尚应查明拟6.4.3.5设计前应进行拟处理土的室内配比试验。针对现场拟处理的土的性质，选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量，为设计提供不同龄期、不同配6.4.3.6湿法的水泥浆水灰比可选用0.45～0.减水以及节约水泥等作用的外掺剂；干法可掺加二级粉煤灰等6.5.1湿陷性黄土地区路基排水设施应形成良好的排水体系，使路表面、中央分隔带、坡面、路侧和地下排水设施衔接合理，排水畅通，防止地表水局部积水或下渗引起黄土湿陷沉降。可经论证后采用浆砌片石或浆砌混凝土预制块砌筑。排水设施下应铺设防渗土工布或设置灰土防水层6.5.3排水系统出水口宜设置在远离路基的自然沟、河道，距离6.5.4对于现有路基排水设施已形成系统，仅存在局部破损等问题的，可按原有排水设施尺寸、材料6.5.5对路基坡脚设置夯实水泥土桩或隔水墙的路段，宜在隔水设施外侧重建混凝土排水沟6.6.1对路面沉陷病害，根据路面沉陷量大小采用部分铣刨调平加铺处理的处治方案，对于需多层摊6.6.2对既有公路路基加固过程中产生的路面结构层孔洞，应采用水泥砂浆、细石混凝土等进行及时6.6.3对由路基沉降引起的边坡防护、锥坡和桥台防护破损按原有形式进行修复处理，对涵洞洞口破6.6.4对交安设施病害，遵循“安全、经济、耐久”的设计原则，对交通安全设施进行评估和分析，采6.7.1应在施工图设计阶段同步开展交通组织设计，并在施工图文件中明确交通组织方案。6.7.2交通组织设计应综合考虑项目路段交通量、交通组成、施工工期、工程实施时间、周边道路通行条件等因素。有特殊要求的养护工程应进行多方6.7.3养护作业控制区应综合考虑机械设备作业条件、对交通通行的影响等因素，结合中央分隔带开6.7.4交通组织设计、公路养护作业控7.1.1施工前应熟悉设计文件，明确保通要求和施工条件，合理编制施工组织设计和详细的施工期交通组7.1.2路基沉降处治施工时应做好施工期临时排水，并对出水口采取加固措施，避免施工时地表水下渗导致沉降加剧。临时排水宜结合永久排水设施相关内容综7.1.3应加强路基范围内的陷穴、暗穴的动态排查，随时发现，随7.2原材料a)对于无特殊要求的工程宜采用强度等适量的外加剂及掺合料。外加剂和掺合料的用量，应通过试验渍土，可采用抗硫酸盐腐蚀的矿渣硅酸盐水泥或复合硅c)高压旋喷桩用水应采用人、畜饮用d)水泥浆液的水灰比应按工程要求确定，可取0.8～1.2。施7.2.2夯实水泥土桩、挤密桩、水泥土隔水墙原材料应满足下7.3主要工程机械7.3.1应配备足够的施工机械和配件，制浆机、高压旋喷钻机、高喷台车、洛阳铲等钻孔、注浆、拌a)地质成孔设备：地质钻机；b)搅拌制浆设备：高速制浆机；c)供气、供水、供浆设备：空压机、高压水泵、高压浆泵、泥浆泵、灌浆泵等；d)喷射注浆设备：高喷台车，包括旋摆定喷提升装置、喷射管喷头喷嘴装置等；e)控制测量检测设备：测量仪、测量尺、水平尺、测斜7.3.3夯实水泥土桩主要工程机械可按下a)洛阳铲：根据设计桩径选择，杂填土及硬土时可适当选择直径稍小的设备；b)长螺旋钻机：宜选用小型的轻便步履式、履带式或汽车式长螺旋钻机；d)搅拌机：宜选用强制式或普通滚筒式搅7.3.4水泥土隔水墙主要工程机械可按下c)搅拌机：宜选用强制式或普通滚筒式搅7,4施工工艺及质量验收时高压泵不得在负温下工作，施工完成应及时将泵和管道内一定范围内凝固。亦可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后致，可通过提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度等措施减少f)因浆液析水、收缩，对固结体顶部出现的凹穴，必须采取措施予以消除；g)准备，设置回浆池，喷浆过程中冒出的浆液、泥土必须及时清理；h)施工前应根据现场环境和地下埋设物的位置等情况，复核高压旋喷桩的设计孔位；垂直度偏差不大于1%。实际孔位、孔深和每个钻孔k)对需要局部扩大加固范围或提高强度的部位，可采用复喷措施；n)施工中应做好泥浆处理，及时将泥浆运出或在现场短期堆放后作土方运出；度桩完工28d后，在每根检测桩桩径中心外7.4.2.1成孔应按设计要求、成孔设备、现场土质和周围环境等情况，选用钻孔夯扩等方法。7.4.2.2成孔和孔内回填夯实应符合下b)向孔内填料前，孔底应夯实，并应抽样检查桩孔的直径、深度和垂直度；7.4.2.3施工过程中，应有专人监理成孔及回填夯实的质量，并应做好施工记录。如发现地基土质与勘察资料不符，应立即停止施工，待查明情况或采7.4.2.4雨季或冬季施工，应采取防雨或防冻措施，防止填料受雨水淋湿或7.4.2.5成桩后，应及时抽样检验挤密地基的质量。对一般工程，主要应检查施工记录、检测全部处测上述内容外，还应测定全部处理深度内桩间土的压缩性和7.4.3.1夯实水泥土桩成孔方式一般有长螺旋钻成孔和机械洛阳铲成孔两种，具体根据现场实际情况来定。当路基坡脚两侧空间有限，无法采用长螺旋钻成孔，可采用机械洛阳铲成分层填料成桩分层填料成桩夯实孔底7.4.3.3夯实水泥土桩施工应满b)成孔采用机械洛阳铲成孔桩孔中心偏差不应超过桩距设计值的5%，桩孔直径于配比试验确定的重量。水泥土应就近集中拌合生产，为保证拌合均匀性，优先采用机g)采用人工对桩头挖除，并清除到设计标高，桩头标高偏差±2cm，且保证桩顶面水平；7.4.3.4夯实水泥土桩施工注意不得低于5℃,对桩头应覆盖以免受冻；察资料不符，应立即停止施工，待查明情况或采取有效措施处理后，方可继7.4.3.5夯实水泥土桩施工的各项工艺参数在满足设计要求的基础上，其主控项目应符合表10的规