濕陷性黃土地區(qū)既有公路路基沉降處治設(shè)計(jì)與施工技術(shù)指南

1濕陷性黃土地區(qū)既有公路路基沉降處治設(shè)計(jì)與施工技術(shù)指南JTG5220公路養(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第一冊JTGH30-2015公路養(yǎng)護(hù)安全JTG/TD31-05-2017黃土地區(qū)公路路基設(shè)計(jì)與施工3.13.2累計(jì)沉降量accumulatedset3.3沉降路段某個(gè)斷面歷史累積沉降深度與自發(fā)生沉降起至今的時(shí)間的比值，或沉降自開始觀測至今3.43.5夯實(shí)水泥土樁compactionsoil-cement23.6水泥土隔水墻cement-soilanti-seepag形成豎向墻式增強(qiáng)體，以隔絕淺層地下水橫向滲透的隔水設(shè)施，處治深度一般不大3.7δzs——自重濕陷系數(shù)；5調(diào)查與評(píng)價(jià)5.1.1路基狀況調(diào)查深度應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)要求。5.1.2路基沉降病害處治前，應(yīng)搜集公路建設(shè)資料、養(yǎng)護(hù)歷史資料等，調(diào)查并評(píng)價(jià)路基使用現(xiàn)狀及穩(wěn)5.1.3路基狀況調(diào)查可根據(jù)實(shí)際情況采用人工或數(shù)字化自動(dòng)采集設(shè)備調(diào)查。5.1.4根據(jù)路基使用狀況調(diào)查結(jié)果，對(duì)于原路基沉降趨勢判定結(jié)果為穩(wěn)定時(shí)，可只進(jìn)行縱斷面、橫斷5.1.5工程地質(zhì)勘察應(yīng)查明黃土層的地質(zhì)年代、成因、厚度等地質(zhì)特征，以及黃土濕陷性等物理力學(xué)5.1.6勘探點(diǎn)、測試點(diǎn)和觀測點(diǎn)的布置應(yīng)查明各地質(zhì)體界線及工程地質(zhì)特性，其數(shù)量、深度應(yīng)根據(jù)勘5.2公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)歷史調(diào)查設(shè)計(jì)交通量、設(shè)計(jì)彎沉、路面結(jié)構(gòu)與材料、平縱線形歷年路況調(diào)查資料、病害類型、養(yǎng)護(hù)時(shí)間與方案、沉降觀測35.3.1通過儀器測量、數(shù)字化自動(dòng)采集等方法對(duì)路基沉降、路面開裂進(jìn)行調(diào)查，確定沉降范圍、沉降ⅠⅡⅢⅣ5.3.2通過養(yǎng)護(hù)記錄或定期觀測，判斷路基沉降或路面開裂等病害是否仍在持續(xù)發(fā)展，以累計(jì)平均沉ⅠⅡⅢ5.4.1對(duì)路基沉降路段現(xiàn)有的攔水帶、盲溝等路面排水設(shè)施、邊溝、排水溝、急流槽、涵洞、邊坡等排水設(shè)施的使用狀況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，記錄病害的位置、規(guī)5.4.2根據(jù)養(yǎng)護(hù)資料和沿線踏勘，對(duì)存在路面積水、路基沖刷等情況的路段進(jìn)行調(diào)查，核實(shí)5.4.3對(duì)現(xiàn)有綜合排水系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估、分析，列出需要增加和修復(fù)排水5.5.1工程地質(zhì)勘察工作應(yīng)編制勘察大綱。當(dāng)現(xiàn)場地質(zhì)條件、工程要求、勘察要求等發(fā)生變化時(shí)，勘5.5.2工程地質(zhì)勘察應(yīng)符合下列基本要求：a)應(yīng)與既有公路及沿線構(gòu)造物相結(jié)合，為勘探計(jì)劃和工作量的擬定等提供依據(jù)；4c)應(yīng)沿路線及其兩側(cè)的帶狀范圍進(jìn)行，勘察范圍寬度應(yīng)滿足工程方案比選及工程地質(zhì)分析評(píng)價(jià)d)需判明環(huán)境水、土的腐蝕性以及土的a)黃土地層的類型、分布范圍、厚度、夾層情況、形態(tài)特征、濕陷性；b)黃土地區(qū)地表水匯集位置及引排方向；d)黃土濕陷洼地、沖溝、陷穴、地裂縫等不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布、規(guī)模；e)素填土、雜填土、沖填土、填筑土的分布范圍、厚度、密實(shí)程度等；f)項(xiàng)目區(qū)域降水量情況和近期極端氣象情況；5.5.4應(yīng)選擇代表性地貌地質(zhì)單元布置挖探點(diǎn)，取5.5.5工程地質(zhì)勘察應(yīng)提交文字說明、工程地質(zhì)平面圖、綜合地層柱狀圖、工程地質(zhì)斷面圖、照片以展巖性、水質(zhì)、土工試驗(yàn)以及工程物探等綜c)有地下水發(fā)育時(shí)，應(yīng)量測地下水的初見水位和穩(wěn)定水位；d)黃土地基的勘探深度應(yīng)滿足黃土地基濕陷性評(píng)價(jià)的要求：非自重濕陷性黃土場地的勘探深度5.5.7黃土取樣應(yīng)符合下列規(guī)定：b)濕陷性試驗(yàn)的試樣，Q3和Q4地層中應(yīng)d)所取的原狀土樣應(yīng)密封，避免雨淋5.5.9宜采用輕型動(dòng)力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探、扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、現(xiàn)場剪切試驗(yàn)等5a)室內(nèi)浸水飽和壓縮試驗(yàn)在一定壓力下測定的濕陷系數(shù)值δs判0.03<δs≤0.07b)黃土場地的濕陷類型判定應(yīng)符合下列規(guī)定：3)當(dāng)自重濕陷量的實(shí)測值和計(jì)算值出現(xiàn)矛盾時(shí)，應(yīng)按自重濕陷量的實(shí)測值判70<Δzs≤350—300<Δs≤7005.6.1應(yīng)對(duì)路基沉降病害路段的縱斷面、橫斷面現(xiàn)狀進(jìn)行高程測量。高程測量應(yīng)采用水準(zhǔn)儀，并輔以5.6.2每幅路基應(yīng)測量不小于2道縱斷面線，分別布置于中央分隔b)橋梁涵洞等構(gòu)造物處，應(yīng)在其構(gòu)造物起終點(diǎn)邊緣及中心位置加密觀測點(diǎn)；5.7其他調(diào)查6流速過大和已涌水的工程，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果確定其6.1.2堅(jiān)持科學(xué)調(diào)查、分析的原則，對(duì)沉降路段的路基、路面、防護(hù)排水及交安設(shè)施等使用現(xiàn)狀進(jìn)行充分調(diào)查和分析，并制定相應(yīng)工程地質(zhì)勘察、工6.1.3應(yīng)根據(jù)路基病害調(diào)查結(jié)果，分析造成路基沉降、路基開裂等病害的原因，特別應(yīng)關(guān)注高填方路則，準(zhǔn)確判斷路基沉降病害是否穩(wěn)定或仍在繼續(xù)發(fā)展，分類提出可行的路基病害處治的詳細(xì)方案。6.1.4處治設(shè)計(jì)方案的制定應(yīng)綜合考慮防護(hù)工程、排水工程和路基加固工程，原則上既要滿足消弱基6.1.5應(yīng)結(jié)合勘察結(jié)果，優(yōu)先選擇對(duì)既有路基、路面破壞最小的路基加固方6.1.6在路基沉降病害處治設(shè)計(jì)階段應(yīng)對(duì)路面病害、路基防護(hù)、排水設(shè)施、交安設(shè)施等并發(fā)病害同時(shí)6.1.7應(yīng)根據(jù)運(yùn)營公路沉降病害處治規(guī)模及范圍，制定適宜的交通組織保通方案。臨時(shí)安全設(shè)施的設(shè)安全保通狀況的影響及安全設(shè)施的通用性和可重復(fù)利6.2沉降病害處治設(shè)計(jì)原則充分考慮既有公路保通保暢、避免大開大挖、充分利用現(xiàn)有設(shè)施等具體要求，制定對(duì)應(yīng)處優(yōu)先封閉浸水通道，可設(shè)置仰斜式泄水孔排除路基積水后，再對(duì)路面加鋪調(diào)平處治；后對(duì)路面加鋪調(diào)平處治。路基加固處治深度應(yīng)自6.2.3對(duì)于路基沉降僅發(fā)生于地基部位，其路堤可不作處理，地基部分可按以下方案處治：置圍箍隔水帷幕或隔水墻等方式來疏導(dǎo)或阻隔地下水滲透；7a)壓實(shí)強(qiáng)度不足和黃土地基遇水濕陷共同引起，或者由路堤局部浸水和黃土地基遇水濕陷共同b)當(dāng)路基沉降病害由壓實(shí)強(qiáng)度不足和黃土地基遇水濕陷共同引起，或者由路堤局部浸水和黃土表6濕陷性黃土地區(qū)既有路基沉降病害處一般路基段和橋頭臺(tái)背路堤及基底應(yīng)進(jìn)行高壓①橋頭臺(tái)背路堤及基底進(jìn)行高壓旋噴樁、擠密樁等加固處理，可在相應(yīng)臺(tái)②路側(cè)為水澆地、路基易滲水路段且濕餡等級(jí)為自重Ⅲ、注：采用旋噴樁支撐板體和返漿填充搭板下脫空的工藝，對(duì)臺(tái)背及搭板脫空等病害進(jìn)行加固處治。具體為：搭板c)路基隔水設(shè)施宜沿路基坡腳縱向連續(xù)設(shè)置并覆蓋全部路基沉降及滲水風(fēng)險(xiǎn)段落，其起終點(diǎn)距6.2.5對(duì)于既有公路路基及地基加固可采用高壓旋噴樁、擠密樁工藝，圍箍隔水帷幕可采用夯實(shí)水泥土樁、高壓旋噴樁或水泥土攪拌樁工藝。對(duì)于其他新材6.3路基加固設(shè)計(jì)6.3.1.1高壓旋噴樁適用于濕陷性黃土地區(qū)既有公路一般路基段和橋梁臺(tái)背路堤及地基的沉降加固處治，可處理濕陷等級(jí)Ⅱ~Ⅳ級(jí)自重濕陷黃土地基，一般處治深度不宜超過30m。6.3.1.3高壓旋噴樁平面布置需根據(jù)加固的目的給予具體考慮，布置形式可采用梅花形、等腰三角形8節(jié)漿液的水灰比和單位時(shí)間的噴射量或改變提升速度等措施適當(dāng)提高或降低加固體強(qiáng)度。6.3.1.5高壓旋噴樁根據(jù)工程需要和土質(zhì)條件，可分別采用單管法、雙管法，濕陷性黃土地區(qū)不建議6.3.1.6漿液的用量可以根據(jù)已知參數(shù)情況按式（1）或式（2t——每根樁的噴射時(shí)間。6.3.1.8對(duì)于開放場地設(shè)置的高壓旋噴樁宜在樁頂設(shè)6.3.2.1擠密樁法適用于濕陷性黃土地區(qū)既有公路一般路基段和橋梁臺(tái)背地基的沉降加固處治，可處理濕陷等級(jí)Ⅱ~Ⅳ級(jí)自重濕陷黃土地基，一般處治深度不宜超過15m。6.3.2.2濕陷性黃土地區(qū)既有公路宜采用石灰土、水6.3.2.3擠密樁法處理濕陷性黃土地區(qū)既有公路地基宜采用預(yù)鉆孔擠密法，預(yù)鉆孔的直徑宜為擠密后成樁直徑宜為0.50m～0.60m。干拌碎石擠密樁成樁直6.3.2.5樁孔內(nèi)的填料，應(yīng)根據(jù)地基處理的目的和工程要求，采用灰土或水泥土等。對(duì)于灰土，消石9均應(yīng)分層回填夯實(shí)，填料的平均壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小6.3.2.6土樁、灰土樁擠密地基承載力特征值，應(yīng)通過單樁靜載荷試驗(yàn)或復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。土6.4路基圍箍隔水帷幕設(shè)計(jì)6.4.1.1夯實(shí)水泥土樁適用于濕陷性黃土地區(qū)既有公路路基坡腳縱向圍箍隔水帷幕處治，處治深度不試驗(yàn)可在一處進(jìn)行，如土性差異明顯，應(yīng)在不同地段分別進(jìn)行b)巖土工程勘察應(yīng)查明土層厚度、含水量、有機(jī)質(zhì)含量、地6.4.1.3夯實(shí)水泥土樁圍箍隔水帷幕根據(jù)既有公路路基受水侵蝕可能性及位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，處治深度宜6.4.1.7樁頂標(biāo)高以上應(yīng)設(shè)置100m料宜采用與樁體相同配比的水泥土。褥墊層6.4.2.1高壓旋噴樁可用于濕陷性黃土地區(qū)既有公路路基坡腳縱向圍箍隔水帷幕處治，處治深度不宜6.4.2.2采用高壓旋噴樁方式設(shè)置圍箍隔水帷幕時(shí)，應(yīng)根據(jù)勘察結(jié)果、施工工藝、經(jīng)驗(yàn)成樁樁徑等對(duì)6.4.3.1水泥土攪拌樁適用于濕陷性黃土地區(qū)既有公路路基坡腳縱向圍箍隔水帷幕處治，且路基外側(cè)6.4.3.2水泥土攪拌樁的施工工藝分為漿液攪拌法(簡稱“濕法”)和粉體攪拌法(簡稱“干法”)，不6.4.3.3水泥土攪拌法可采用單頭、雙頭、多頭攪6.4.3.4擬采用水泥土攪拌法處理地基的工程，除按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定進(jìn)行巖土工程詳勘外，尚應(yīng)查明擬6.4.3.5設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行擬處理土的室內(nèi)配比試驗(yàn)。針對(duì)現(xiàn)場擬處理的土的性質(zhì)，選擇合適的固化劑、外摻劑及其摻量，為設(shè)計(jì)提供不同齡期、不同配6.4.3.6濕法的水泥漿水灰比可選用0.45～0.減水以及節(jié)約水泥等作用的外摻劑；干法可摻加二級(jí)粉煤灰等6.5.1濕陷性黃土地區(qū)路基排水設(shè)施應(yīng)形成良好的排水體系，使路表面、中央分隔帶、坡面、路側(cè)和地下排水設(shè)施銜接合理，排水暢通，防止地表水局部積水或下滲引起黃土濕陷沉降?？山?jīng)論證后采用漿砌片石或漿砌混凝土預(yù)制塊砌筑。排水設(shè)施下應(yīng)鋪設(shè)防滲土工布或設(shè)置灰土防水層6.5.3排水系統(tǒng)出水口宜設(shè)置在遠(yuǎn)離路基的自然溝、河道，距離6.5.4對(duì)于現(xiàn)有路基排水設(shè)施已形成系統(tǒng)，僅存在局部破損等問題的，可按原有排水設(shè)施尺寸、材料6.5.5對(duì)路基坡腳設(shè)置夯實(shí)水泥土樁或隔水墻的路段，宜在隔水設(shè)施外側(cè)重建混凝土排水溝6.6.1對(duì)路面沉陷病害，根據(jù)路面沉陷量大小采用部分銑刨調(diào)平加鋪處理的處治方案，對(duì)于需多層攤6.6.2對(duì)既有公路路基加固過程中產(chǎn)生的路面結(jié)構(gòu)層孔洞，應(yīng)采用水泥砂漿、細(xì)石混凝土等進(jìn)行及時(shí)6.6.3對(duì)由路基沉降引起的邊坡防護(hù)、錐坡和橋臺(tái)防護(hù)破損按原有形式進(jìn)行修復(fù)處理，對(duì)涵洞洞口破6.6.4對(duì)交安設(shè)施病害，遵循“安全、經(jīng)濟(jì)、耐久”的設(shè)計(jì)原則，對(duì)交通安全設(shè)施進(jìn)行評(píng)估和分析，采6.7.1應(yīng)在施工圖設(shè)計(jì)階段同步開展交通組織設(shè)計(jì)，并在施工圖文件中明確交通組織方案。6.7.2交通組織設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮項(xiàng)目路段交通量、交通組成、施工工期、工程實(shí)施時(shí)間、周邊道路通行條件等因素。有特殊要求的養(yǎng)護(hù)工程應(yīng)進(jìn)行多方6.7.3養(yǎng)護(hù)作業(yè)控制區(qū)應(yīng)綜合考慮機(jī)械設(shè)備作業(yè)條件、對(duì)交通通行的影響等因素，結(jié)合中央分隔帶開6.7.4交通組織設(shè)計(jì)、公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)控7.1.1施工前應(yīng)熟悉設(shè)計(jì)文件，明確保通要求和施工條件，合理編制施工組織設(shè)計(jì)和詳細(xì)的施工期交通組7.1.2路基沉降處治施工時(shí)應(yīng)做好施工期臨時(shí)排水，并對(duì)出水口采取加固措施，避免施工時(shí)地表水下滲導(dǎo)致沉降加劇。臨時(shí)排水宜結(jié)合永久排水設(shè)施相關(guān)內(nèi)容綜7.1.3應(yīng)加強(qiáng)路基范圍內(nèi)的陷穴、暗穴的動(dòng)態(tài)排查，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨7.2原材料a)對(duì)于無特殊要求的工程宜采用強(qiáng)度等適量的外加劑及摻合料。外加劑和摻合料的用量，應(yīng)通過試驗(yàn)漬土，可采用抗硫酸鹽腐蝕的礦渣硅酸鹽水泥或復(fù)合硅c)高壓旋噴樁用水應(yīng)采用人、畜飲用d)水泥漿液的水灰比應(yīng)按工程要求確定，可取0.8～1.2。施7.2.2夯實(shí)水泥土樁、擠密樁、水泥土隔水墻原材料應(yīng)滿足下7.3主要工程機(jī)械7.3.1應(yīng)配備足夠的施工機(jī)械和配件，制漿機(jī)、高壓旋噴鉆機(jī)、高噴臺(tái)車、洛陽鏟等鉆孔、注漿、拌a)地質(zhì)成孔設(shè)備：地質(zhì)鉆機(jī)；b)攪拌制漿設(shè)備：高速制漿機(jī)；c)供氣、供水、供漿設(shè)備：空壓機(jī)、高壓水泵、高壓漿泵、泥漿泵、灌漿泵等；d)噴射注漿設(shè)備：高噴臺(tái)車，包括旋擺定噴提升裝置、噴射管噴頭噴嘴裝置等；e)控制測量檢測設(shè)備：測量儀、測量尺、水平尺、測斜7.3.3夯實(shí)水泥土樁主要工程機(jī)械可按下a)洛陽鏟：根據(jù)設(shè)計(jì)樁徑選擇，雜填土及硬土?xí)r可適當(dāng)選擇直徑稍小的設(shè)備；b)長螺旋鉆機(jī)：宜選用小型的輕便步履式、履帶式或汽車式長螺旋鉆機(jī)；d)攪拌機(jī)：宜選用強(qiáng)制式或普通滾筒式攪7.3.4水泥土隔水墻主要工程機(jī)械可按下c)攪拌機(jī)：宜選用強(qiáng)制式或普通滾筒式攪7,4施工工藝及質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)高壓泵不得在負(fù)溫下工作，施工完成應(yīng)及時(shí)將泵和管道內(nèi)一定范圍內(nèi)凝固。亦可在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后致，可通過提高噴射壓力、適當(dāng)縮小噴嘴孔徑、加快提升和旋轉(zhuǎn)速度等措施減少f)因漿液析水、收縮，對(duì)固結(jié)體頂部出現(xiàn)的凹穴，必須采取措施予以消除；g)準(zhǔn)備，設(shè)置回漿池，噴漿過程中冒出的漿液、泥土必須及時(shí)清理；h)施工前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和地下埋設(shè)物的位置等情況，復(fù)核高壓旋噴樁的設(shè)計(jì)孔位；垂直度偏差不大于1%。實(shí)際孔位、孔深和每個(gè)鉆孔k)對(duì)需要局部擴(kuò)大加固范圍或提高強(qiáng)度的部位，可采用復(fù)噴措施；n)施工中應(yīng)做好泥漿處理，及時(shí)將泥漿運(yùn)出或在現(xiàn)場短期堆放后作土方運(yùn)出；度樁完工28d后，在每根檢測樁樁徑中心外7.4.2.1成孔應(yīng)按設(shè)計(jì)要求、成孔設(shè)備、現(xiàn)場土質(zhì)和周圍環(huán)境等情況，選用鉆孔夯擴(kuò)等方法。7.4.2.2成孔和孔內(nèi)回填夯實(shí)應(yīng)符合下b)向孔內(nèi)填料前，孔底應(yīng)夯實(shí)，并應(yīng)抽樣檢查樁孔的直徑、深度和垂直度；7.4.2.3施工過程中，應(yīng)有專人監(jiān)理成孔及回填夯實(shí)的質(zhì)量，并應(yīng)做好施工記錄。如發(fā)現(xiàn)地基土質(zhì)與勘察資料不符，應(yīng)立即停止施工，待查明情況或采7.4.2.4雨季或冬季施工，應(yīng)采取防雨或防凍措施，防止填料受雨水淋濕或7.4.2.5成樁后，應(yīng)及時(shí)抽樣檢驗(yàn)擠密地基的質(zhì)量。對(duì)一般工程，主要應(yīng)檢查施工記錄、檢測全部處測上述內(nèi)容外，還應(yīng)測定全部處理深度內(nèi)樁間土的壓縮性和7.4.3.1夯實(shí)水泥土樁成孔方式一般有長螺旋鉆成孔和機(jī)械洛陽鏟成孔兩種，具體根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況來定。當(dāng)路基坡腳兩側(cè)空間有限，無法采用長螺旋鉆成孔，可采用機(jī)械洛陽鏟成分層填料成樁分層填料成樁夯實(shí)孔底7.4.3.3夯實(shí)水泥土樁施工應(yīng)滿b)成孔采用機(jī)械洛陽鏟成孔樁孔中心偏差不應(yīng)超過樁距設(shè)計(jì)值的5%，樁孔直徑于配比試驗(yàn)確定的重量。水泥土應(yīng)就近集中拌合生產(chǎn)，為保證拌合均勻性，優(yōu)先采用機(jī)g)采用人工對(duì)樁頭挖除，并清除到設(shè)計(jì)標(biāo)高，樁頭標(biāo)高偏差±2cm，且保證樁頂面水平；7.4.3.4夯實(shí)水泥土樁施工注意不得低于5℃,對(duì)樁頭應(yīng)覆蓋以免受凍；察資料不符，應(yīng)立即停止施工，待查明情況或采取有效措施處理后，方可繼7.4.3.5夯實(shí)水泥土樁施工的各項(xiàng)工藝參數(shù)在滿足設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，其主控項(xiàng)目應(yīng)符合表10的規(guī)