路基工程质量的通病、成因防治措施

路基的质量病害、成因及处治措施

路基工程相对于桥梁工程、隧道工程是比较简单的，也不会出现如桥梁垮塌断裂或隧道塌方冒顶等现象带来的灾难性后果，但如果施工中疏于控制也会出现路基沉陷、边坡垮塌等路基病害，也可称为质量事故。

一旦出现质量事故，监理作为质量的监督者和控制者就会难脱责任。所以下面就路基的主要病害和防治措施同大家共同学习一下。

相关知识点：

1、路基的概念：路基是按照路线位置和一定的技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物。

2、路基的形式：

路堤：高于天然地面的填方路基，狭义的路基 路堑：低于天然地面的挖方路基

半填半挖：部分为填方，部分为挖方的路基

3、路基的压实区域和压实标准 自路基顶起，

高速路一级路 其他路

0—30厘米为上路床 96% 95% 30—80厘米为下路床 96% 95% 80—150厘米为上路堤 94% 93% 150厘米以下为下路堤 93% 90% 原地面 90% 85% 4、路基的基本要求：

（1）具有足够的整体稳定性

（2）具有足够的强度和刚度 强度是抵抗破坏的能力，刚度是抵抗变形的能力。

（3）具有足够的水温稳定性 水指地面水地下水，温度指冻融。

一、路基的主要病害

1．路基失稳（看图一）

路基沉降是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落，如图a所示。路基的沉降可以有两种情况（原因），一是路基本身的压缩沉降；二是由于路基下部天然地面承载能力不足，在路基自重的作用下引起沉陷或向两侧挤出而造成的。（此病害虽然较轻，但施工中无法消除，只能减轻；只要不出现不均匀沉降，对路基的整体质量基本没有危害） 路基沉陷是因路基填料选择不当，填筑方法不合理，压实度不足，在路基堤身内部形成过湿的夹层等因素，在荷载和水温综合作用之下，引起路基沉降，如图b所示。（此病害如果是按照规范和设计要求施工，基本不会出现）

地基沉陷是指原天然地面有软土、泥沼或不密实的松土存在，承载能力极低，路基修筑前未经处理．在路基自重作用下，地基下沉或向两侧挤出，引起路基下陷，如图c所示。（后两者属于不均匀沉降，危害较大，一旦出现很难补救，特别是地基沉降，所以在路基填筑之前首先要做好软土地基的调查和处治，相关软土地基的处治措施下面还要专门讲到）

2．边坡滑塌

路基边坡滑塌是最常见的路基病害，根据边坡土质类别、破坏原因和规模的不同，可分为溜方与滑坡两种情况。（看图） (1)溜方，由于少量土体沿土质边坡向下移动所形成。溜方通常指的是边坡上表面薄层土体下溜。主要是由于流动水冲刷边坡或施工不当而引起的，如图2-2a)、2-2b)所示。

(2)滑坡即边坡滑动，一部分土体在重力作用下沿某一滑动面滑动。滑坡主要是由于土体的稳定性不足所引起的，如图2-2c)所示。 路堤边坡坡度过陡，或边坡坡脚被冲刷淘空，或填土层次安排不当是路堤边坡发生滑坡的主要原因。

（3）边坡滑塌的防治措施

①超宽填筑，保证路基边部压实度； ②修边坡临时泄水槽，避免冲刷；

③坡脚保护，可采用硬化、砌体防护等措施，防冲刷掏空。

二、软土地基的处治措施（列表说明：概念、适用范围、原理、举例）

1．置换法。

概念：用适宜材料换掉不适宜材料的一种方法。

适用范围：浅层或局部不良地基的处理，处理深度1m以内，如原地面碾压后的“弹簧”处理。

原理：以好换差 举例：换填法 2．排水固结法。

概念：在软土地基上加压并配合内部排水，加速软土地基的排水，加快软土固结的处理方法称为排水固结法。

适用范围：适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。

原理：软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散，土的有效应力增加，并使沉降提前完成或提高沉降速度。

举例：堆载预压法（分等载预压和超载预压）、砂井法、袋装砂井、真空预压法、降低地下水位法（井点降水法）、塑料排水板法。 3．换填垫层法。

概念：当软弱土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料（通常是渗水性好的中粗砂）称为换填或垫层法。

适用范围：此法处理的经济实用高度为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。

原理：通过换填具有较高抗剪强度的地基土，从而达到增强地基承载力的目的，满足构筑物对地基的要求。

举例：换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤。

垫层法根据材料的不同可分为砂（砾石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土、二灰）垫层。代表方法有砂垫层法。 4．化学加固法。

概念：通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料，进行软土地基处理的方法称为化学加固法。

范围：适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。

原理：水泥或其它化学材料注入土体后，与土体发生化学反应，吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。

举例：钙化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。 5．深层密实法。

概念：采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法，对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。

范围：适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固，分布面积广的软基加固处理，其加固深度可达到30m。

原理：通过振动、挤压使地基中土体密实、固结，并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相（气相、液相与固相）部分，形成复合地基，达到提高抗剪强度的目的。

举例：强夯法、土桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法（振冲置换法）、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩法）、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。

6．其它加固方法。除了上述软土路基处理方法外，比较常用的还有桩基、沉井、侧向约束法、反压护道法。桩基与沉井常用于在软土地基中建设重要构筑物（桥梁、大型涵洞等）的基础中，根据软弱土层的厚度其下承层土质情况，桩基设计可分为柱桩（支撑桩）与摩擦桩两种。常用的桩基有钻孔桩、挖孔桩、管桩、木桩。 反压护道法：（针对地基沉陷）当软土和沼泽较厚，路堤高度不超过极限高度的2倍时，路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道，在护道附加荷载的作用下，保持地基的平衡，增加抗滑力矩，防止路堤的滑动破坏。施工时，护道尽量与路堤同时填筑，且压实度要达到90%以上。它的特点是施工工艺简单、费用较低，但施工用地增大。

三、施工中防止路基病害出现的控制要点

1、做好施工组织设计,合理安排施工段的先后顺序,明确构造物和路基

的衔接关系（先填后钻）,对高填方段应优先安排施工（一是因为工作量大，用时长；二是早填筑、早沉降、早稳定）。

2、清表压实：认真清除地表土不良土质,加强地基压实处理,地表植被、树根、垃圾、不良土质(盐渍土,膨胀土等)必须予以清除,同时应加大地表的压实密度,采用大吨位振动压路机处置。

3、填筑路基前,应做好的几个方面

首先,必须疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、粘土等细粒土,在干燥状态下(最佳含水量)结构比较强,有较强承载能力,一旦受水浸泡,将易形成翻浆或路基沉降,因此做好路基施工前排水畅通尤为重要,

其次,要严格选取路基填料用土。路基填料确定前,需进行土质分析、CBR值、标准击实等试验,对于种植土、腐殖土、淤泥、强膨胀土等劣质土和CBR值、最大粒径不能满足规范要求的材料,不能用于路基填筑;

再则,路基填筑前还要根据设计进行施工放样,建立半永久性的临时水准点和坐标点并做好记录。路基坡脚放样一定要准确,确保路基宽度满足设计要求,路基坡角范围内,要求清除杂草、树根、淤泥等,并进行整形碾压,压实度须达到规范要求。旧路加宽、半填半挖段做好宽度不小6m的向内倾斜的台阶。

4、路基施工必须分层填筑,分层碾压,

①严禁路改工程中滚填,一般路段压实度厚度不得大于30cm,构造物两侧(桥涵头处理)松铺厚度不得大于20cm.

②不同性质的土不能混填,同一种土填筑厚度不能小于50cm(两层)。路基填筑须全幅填筑,一次到位,严禁帮宽。

③碾压过程中,要控制好含水量,压实度达到规范要求后,方可进行后续施工,压实度检测每层2000㎡(不足2000㎡ 按2000㎡计)不少于4点。

④根据不同填土类型和压实厚度,选择好压实设备,对于砂砾土振动压路机具有滚压和振动双重作用,效果较好。

5、路堑施工要保证排水畅通,对上坡施工时,应注意确保坡体的稳定性,避免欠挖或超挖现象发生。石方爆破尽量采用中小炮,光面爆破的方法,避免大规模爆破形成松散面积过大,坡体失稳,。路床顶面如有超挖,应清除松方并采用透水性材料进行回填,并认真碾压,压实度按路床项目标准进行控制。

6、路基施工中,按照设计要求首先做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,以保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态。路基顶面做成2%~4%横坡,以便于表面水及时排出。

四、路堤填筑测量监控要点

1）路堤填筑与速率控制：地基处理完成后，应适时进行路堤填筑。

对于竖向排水体处理地基完成后，即可填筑；对于水泥搅拌桩处理的地基，应在一个月后填筑。其填筑速率要动态控制，当日变形量沉降不大于10mm/d，水平位移不大于3mm/d时，一般可以正常填筑；若日变形（沉降和位移）陡增，就必须增加测次，分析原因，并及时采取必要的措施（如停止加载或减缓填土速率或卸载等）。

2）填筑宽度，应按设计施工坡率超宽碾压要求控制。摊铺厚度，要拉线控制，并经常检查。

3）堆载预压与沉降补方：堆载预压时间越长，工后沉降就越小。因此，对有预压要求的路段，在施工中应尽可能早地安排堆载。堆载顶面要平整密实有横坡。沉降后应及时补方，一次补方厚度不应超过一层填筑的厚度，并适当压实。施工单位每月均应测定沉降量，并向监理报告一次。严禁在预压期不补填，而在预压后期，或在路面施工时一次补填的做法，以免引起过大的沉降发生。

4）位移观测：对于路堤施工的安全稳定，位移的观测比沉降观测更重要。施工时必须按规定埋设位移观测桩，并坚持正常观测记录。

四、路堤填筑测量监控要点

1）路堤填筑与速率控制：地基处理完成后，应适时进行路堤填筑。

对于竖向排水体处理地基完成后，即可填筑；对于水泥搅拌桩处理的地基，应在一个月后填筑。其填筑速率要动态控制，当日变形量沉降不大于10mm/d，水平位移不大于3mm/d时，一般可以正常填筑；若日变形（沉降和位移）陡增，就必须增加测次，分析原因，并及时采取必要的措施（如停止加载或减缓填土速率或卸载等）。

2）填筑宽度，应按设计施工坡率超宽碾压要求控制。摊铺厚度，要拉线控制，并经常检查。

3）堆载预压与沉降补方：堆载预压时间越长，工后沉降就越小。因此，对有预压要求的路段，在施工中应尽可能早地安排堆载。堆载顶面要平整密实有横坡。沉降后应及时补方，一次补方厚度不应超过一层填筑的厚度，并适当压实。施工单位每月均应测定沉降量，并向监理报告一次。严禁在预压期不补填，而在预压后期，或在路面施工时一次补填的做法，以免引起过大的沉降发生。

4）位移观测：对于路堤施工的安全稳定，位移的观测比沉降观测更重要。施工时必须按规定埋设位移观测桩，并坚持正常观测记录。

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