漯驻高速公路路基加宽不均匀沉降的控制方法的研究成果报告

漯驻高速公路路基加宽不均匀沉降的控制方法的研究成果报告TheresearchreportofthecontrolmethodofunevensettlementofLouZhuHighwaywideningproject葛洲坝集团电力有限责任公司二Ο一三年十二月十二日漯驻高速公路改扩建工程新建路基不均匀沉降的控制及施工过程中对原路基的影响的研究与应用的成果报告项目名称：漯驻高速公路改扩建工程新建路基不均匀沉降的控制及施工过程中对原路基的影响的研究与应用委托单位：葛洲坝集团电力有限责任公司承担单位：中国葛洲坝集团股份有限公司项目负责人：孙舒昌技术负责人：龙胜明审核：杨凯撰写人：聂正文主要参加人员：杨凯聂正文郭海洲胡静施工单位：中国葛洲坝集团股份有限公司漯驻高速改扩建工程TJ-2合同段项目经理部设计单位：河南省交通规划勘察设计院有限责任公司业主单位：京港澳高速公路漯河至驻马店改扩建工程项目部1目录1、引言....................................................................................................错误!未定义书签。12、工程概况.............................................................................................................................13、加宽路基设计.....................................................................................................................14、路基施工方案及方法.........................................................................................................34.1施工准备............................................................................................................................34.2地基处理............................................................................................................................44.3桥涵过渡段处理................................................................................................................54.4路基填筑..........................................................................................................................94.5上路堤、路床施工........................................................................................................125、质量控制..............................................................................................错误!未定义书签。6、安全措施...........................................................................................................................167、环保措施..............................................................................................错误!未定义书签。8、社会经济效益...................................................................................................................259、成果评价和建议...............................................................................................................251一、引言随着国民经济的快速发展，道路交通运量迅猛增长，既有公路、城市道路等旧路加宽加铺改造工程也随着大量的付诸实施。对旧路进行加宽加铺改造时要特别注意：新旧路基间的不均匀沉降以及新路基的塑性累积变形对原路基的影响，为此，在旧路加宽改造工程的实施之前必须进行先期的方案试验研究。通常可采用软弱地基处理、基底清淤换填、旧路路堤台阶开挖、土工合成材料加筋垫层和加筋土路堤、土工织物防渗和排水、改良土高强路堤和轻质路堤、铺设土工合成材料防裂层或增大加铺层厚度等工程技术措施。二、工程概述漯驻高速公路加宽路基标准横断面为双侧拼宽的整体式路基横断面，路基宽42米。整体式路基断面是在原有28米路基的基础上两侧各加宽7.0米后形成的，加宽后路基宽度为42.0米，其中：中央分隔带宽3米，左侧路缘带宽2×0.75米，行车道宽2×4×3.75米，硬路肩宽2×3.0米（含右侧路缘带宽2×0.5米），土路肩宽2×0.75米。为便于与老路面相衔接，加宽部分的路面横坡为2.0％，硬路肩横坡为2.0％,土路肩横坡为4.0％。2三、加宽路基设计（一）设计概况为确保漯河至驻马店高速公路改扩建路基施工质量，根据项目区域地形、地质条件，采取因地制宜、就地取材的原则，选择适当的路基断面形式，以保证路基具有足够的强度、稳定性和耐久性。重视地表填前处理、新老路衔接，减小差异沉降，新老路基差异沉降按5cm控制，采用成熟的新技术、新结构、新材料和新工艺，在保证路基安全、耐久的前提下、降低工程造价。鉴于原公路经过近十年的运营，路基的密实度较高，稳定性较好，为减少新旧路基间的不均匀沉降，提高新加宽路基基底有足够的强度，首先对原地表30cm厚进行清表换填，然后对边坡30cm厚种植土予以清除，边坡清除后按照1:1.5的坡率进行挖台阶施工。台阶高度为1m，台阶宽度为1.5m左右，设内倾4%斜坡。对加宽部分路基填前压实后的地表采用三边形25kj冲击碾进行冲击压实。清表及碾压厚度按30cm控制，基底压实度（重型）不小于90%。当填土高度小于路面厚度+上路堤厚度（80cm）时，基底压实度不小于94%，挖方路段上路堤底面压实度不小于94%，挖方路段上路堤底面压实度不小于94%，否则进行超挖，分层回填、分层压实处理。新旧路基衔接开挖台阶，素土填筑时，新旧路基连接处采用掺灰处理，加宽部分路基基底及上路堤底铺设一层土工格室。滞洪区内高填方路段设置沉降观测板（K15+215.45盆尧分离式立交桥小里程）。3（二）新老路基结合部位不均匀沉降原因在新老路基结合部，路基和路面结构层厚度、强度不一，一侧为新建路基，一侧为原有老路基，质量和地基沉降存在差异，为道路开裂留下隐患；新老路基结合部位沉降量不一，必然会产生一定的沉降差异，特别是新填路基沉降量较大，而老路基已完成大部分的工后沉降，这样不可避免地在新老路基结合部产生一个沉降差值突变点，成为道路产生裂缝的主要原因;新老路基结合部位工艺较复杂，施工难度较大，往往在此易产生人为的质量问题，如密实度达不到设计标准等，也是产生裂缝的原因之一。（三）新老路基结合部处理的主要内容针对道路拓宽在施工和技术上的关键性问题，必须保证对新填土的压实质量；必须保证新填土与压实老路基土之间紧密结合。这两个问题解决好，就可以保证新老路基结合部的不均匀沉降。四、路基施工方案及方法（一）施工准备1、在开工之前对设计院所交导线点进行复测，恢复线路中桩，绘制横断面图。对路基边缘、坡脚、边沟、借土场、弃土场等的具体位置，标明其轮廓，报监理工程师审批。路线的中心位置、高程、横断面、边坡度、平曲线超高均必须符合设计图纸的要求及监理工程师的指示。2、清理与掘除路基施工范围内原有的房屋、道路、沟渠、通讯、电力设施、上下水道、坟墓及其它建筑物应妥善拆迁、清除或改造。对公路用地范围内的4植物、垃圾、有机杂质须进行清理、掘除、移运和处理，并挖除树根，同时对原老路排水沟的浆砌片石进行拆除。3、临时工程根据施工总体布置图中便道规划位置、结构形式修建施工便道；做好临时排水系统，保证将地表积水及施工时路基范围内的水通过该排水系统引入附近河渠或低洼处。4、土工试验根据选定的取土场，对不同填料分别取样进行土工试验，包括颗粒分析、含水量、密实度、液塑限、有机质含量、承载比（CBR）和重型击实等试验，对路基原地表土也按要求取样进行土工试验，合格后报监理工程师审批，经审批后使用。（二）地基处理1、碎石垫层法（碎石垫层+土工格室）（1）地基处理材料要求采用碎石垫层法处理的地基有两段，结构层为土工格室+40cm厚碎石垫层。采用加强型双向钢塑土工格室。（2）铺设土工格室按设计要求将土工格室伸入原路基范围的土挖除，将整个铺设范围整平，碾压至规定的压实度。按设计图纸要求测量定出土工格室的边桩。铺设土工格室时应拉直平顺,紧贴下承层,不得出现扭曲、褶皱、重叠,其强度最大方向应与线路方向垂直,并注意做好搭接,搭接宽度不小于20cm，搭接处应尽量避开锚固反弯端。土工格室采用U型圆钢固定。每次铺设不宜过长，应及时覆盖，以免长时间暴露或暴晒使其性能老化。5（3）施工质量的控制a当土工格室摊铺在碎石层上时，应先在碎石层上撒铺2cm厚的粗砂，以免土工格室直接与碎石接触而被破坏。b运料车应避免在已摊铺并张紧定位好的土工格室上直接碾压，以免对土工格室产生推移或破坏，从而影响施工质量。铺设土工格室的关键是保证连续性，避免产生扭曲、褶皱、重叠，要特别注意避免过量拉伸，以防止超过其抗拉强度和变形极限而发生破坏和撕裂。c每层填土厚度不大于30cm，压实度≥93％。（4）碎石垫层施工在土工格室施工完毕并经检验合格后，应立即施工碎石垫层。在每隔20m定出碎石垫层填筑的边桩。分两层摊铺碎石，每层压实厚度20cm。采用自卸车沿土工格室边缘倾卸填料，不允许直接卸在土工格室上面，卸料时应均匀、缓慢倾卸，堆料高度不得超过1m，以防填料集中受力。卸料后应及时摊铺，摊铺时沿路基宽度平行向前摊铺，第一层填料采用轻型推土机或前置式装载机，个别摊不到的边角采用人工配合平整，边卸料边摊铺。摊铺时应注意卸料、摊铺方向与土工格室铺设方向一致，否则摊铺碎石时势必将土工格室翻起。压实采用轻型压实机具压实。摊铺及压实时，一切车辆、施工机械只允许沿路堤的轴线方向行驶，不得在其上转弯。（三）桥涵过渡段处理本项目滞洪区内桥涵台后采用CFG桩进行基底处理。滞洪区外采用桥梁采用碎石桩处理，跨径大于等于2m涵洞采用CFG桩处理，跨径小于2m6采用碎石垫层处理。桥梁处理长度为台后20米范围内路基，涵洞、通道处理长度为台后15米范围内路基，桩点采用正三角形布置，桩间距1.5米。1、碎石桩（碎石桩+碎石垫层+土工格室）采用碎石桩法处理的桩径为0.5m，桩长为5～11m，桩间距1.5m，平面上呈正三角形布置。碎石垫层厚0.3m。（1）施工前做成桩试验a试验前选用级配良好的碎石，确定碎石的密度，通过试验核实已灌注碎石的实际用量和控制套管及灌注碎石