四川交通职业技术学院 《路基病害整治》 第八章 纵向不均匀沉降病害与防治 图8-21 钻孔桩、旋喷桩+搭板 图8-22 树根桩托换+搭板
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(3)劈裂(压密)注浆+搭板
劈裂和压密注浆均属于压力注浆，其中压密注浆主要利用的是其形成浆泡对土体的压密和抬升功能；劈裂不但有压密功能还可以通过掺入不同化学物质来改善土体的物理、化学性官旨，如图8-23和图8-24所示。
图8-23 压密桩复合地基+搭板 图8-24 劈裂注浆+搭板
五、排水措施的改进技术
在桥涵与路堤的联结部位，由于存在缝隙，雨水会沿缝隙渗入，从而对路面结构层和土基产生冲刷和侵蚀，增加路面各结构层和路基土的含水量，降低路面强度和路基整体稳定性。随着路基和各结构层的破坏，在外部车辆荷载冲击作用下，必然造成桥头路堤沉陷，产生跳车现象。因此，路桥过渡段应该设置完善的排水系统，尽可能减少不均匀沉降。
台背排水措施以往通常的做法是在台后填筑之前，在处治后的地基上设置泄水管或盲沟，如图8-32所示。在横坡为3％～4％均匀夯实的黏土土拱上挖一条双向排水的地沟，尺寸一般为宽40～60cm，深30～50cm，然后在台背后全宽范围内铺一层油毡或尼龙薄膜下垫层、上盖油毡的隔水材料。在地沟内铺设直径为10cm硬塑料泄水管，管壁上开有小孔，孔径5mm，小孔间距控制在10cm以内并布置成梅花形，且其出口应伸出路基或桥头锥坡外。在硬塑料管四周再填筑粒径较大的透水性好的材料，由台背分层填筑至路基顶面。横向盲沟的设置与泄水管相同，应采用合适的材料(如大粒径碎石)填筑地沟。用土工布包裹盲沟出水口处，并对其作必要的处理。
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图8-25 台后排水措施
分析如图8-25所示的排水措施，首先要求台背采用透水性填料，这在缺石地区难以实现，且相应的成本也较高；其次，即使台背采用透水性填料，渗入路堤内的水会造成填料中细料土的流失，从而在荷载和自重作用下导致沉降；最后，渗入路基内的水难以保证全部汇集于泄水管或盲沟内，可能会有部分水沿着水平方向浸湿正常路堤的填料，从而影响两种不同填料界面附近的正常路堤的强度和稳定性，同样在车辆荷载和自重作用下导致该部位的路基沉降。鉴于此，对台后排水措施加以改进，如图8-26所示。
由图8-26可见，改进后的排水措施从路基顶部向下依次设置透水层、隔离层和黏土层。黏土层和隔离层起隔水作用，防止渗入路面内的水进一步下渗到路基内，从而影响路基的强度和稳定性。隔离层可以用油毡或其他防水材料直接铺筑在黏土层上，然后在隔离层上铺设2-5cm中砂，以免透水层材料直接与隔离层材料挤压而损伤隔离层材料。铺设隔离层之前，最好在台背处涂设一层沥青，防止水沿台背渗入下部。最后在隔离层上铺设透水层，透水层可采用级配碎石填筑，厚度宜取20cm左右。盲沟可以采用大粒径碎石，除了与透水层接触的进水口处设置土工织物反滤层之外，盲沟周围均采用双层隔水层，一则隔离水渗入正常路堤，另则防止水继续下渗。此外，为了排水流畅，各结构层层底宜有3％左右的纵坡，这样就克服了传统台后排水措施的缺点，且台背填料不一定采用透水性材料(如粉煤灰轻质填料)，可经济有效地解决过渡段排水问题，从而起到减少不均匀沉降的目的。
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图8-26 台后排水措施的改进
第三节 纵向填挖交界处不均匀沉降的防治措施
纵向填挖交界处不均匀沉降防治问题是存在于当前公路路基建设过程中比较常见的问题之一。该问题直接关系到公路的质量，因而，解决好纵向填挖交界处不均匀沉降问题具有重大的意义。
一、纵向填挖交界处存在的质量问题
在新建的公路上，经常发现填方地段与挖方地段发生错台，致使整个路段产生不均匀沉降，路面也随之发生破坏。由于填挖结合部位是填挖方的过渡段，其特点是填方的高度和挖方的深度都较小，作为行车荷载直接作用区域，随着时间的推移，由于填、挖方的沉降值不同，使路基出现纵向不均匀沉降。
二、纵向填挖交界处不均匀沉降原因分析
(1)在山区公路施工中，路基填方与挖方结合处的填方一般处于一个“倒三角”的地形。在这种地形填方时，机械难以在底部展开工作，一般倾填至机械能及的位置后才进行碾压。倾填的部分由于大石料集中、填料的空隙率大，极不稳定。尤其是基底未经处理，地基的承载能力不均匀也导致了变形过大；而挖方地段基础处于天然密实状态，即使有沉降也是均匀的。
(2)高填方地段的工后沉降量大于挖方地段。
(3)填方时，填挖衔接处没有按要求采取挖台阶处理或者处理的宽度及高度不满足要求。
三、纵向填挖交界处不均匀沉降预防措施
(1)填方前应对基底进行处理，清除淤泥、腐殖土、杂草树根。
(2)做好临时排水设施。当坡面或坡脚处裂隙水比较丰富或有地下泉水时，应在沿坡脚位置
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每间隔2-3个填层高度设置一个盲沟，将丰富的裂隙水或泉水导流至填方区以外排水沟内。此外，路堤在填筑过程中要按设计纵横坡保持路拱，以便雨季排水畅通。另外，对于半填半挖、填挖交界处施工，最好不要用推土机直接进行填土作业，这样容易形成推堆区，且满足不了压实要求。
(3)高填方路基前边坡应用较大石块，码砌高度不小于2m，厚度不小于1m；控制倾填料颗粒径，避免大石料过于集中；采用大吨位机械振动压实，避免出现过大的工后沉降。
(4)填方前，对于填挖交界处或自然横坡陡于1：5时，应将原地面挖台阶，宽度不小于2m，其顶做成2％～4％的内倾斜坡，压实度不得小于85％，挖好横向联结台阶，分层压实，如图8-27所示。
图8-27 线路纵向填挖交界路面过渡示意图
(5)做好挖方段地表及地下排水工作，避免水对新填路基的危害。
(6)在进行填方区压实度检测时，应将纵向填挖交界处作为重点检测对象，若压实度不合格，要根据不合格原因坚决进行返工或补压。
(7)为了解决在公路建设中经常遇到的填挖交界路基非均匀沉降对路面结构的破坏，近年在高速公路建设中人们开始重视填挖交界路基非均匀沉降问题，并采取相应的处治措施。工程实践已证明，应用土工合成材料处治路基非均匀沉降，不失为一种有效的工程技术措施。
为保证纵向填挖交界处路基的稳定性，减少不均匀沉降，对部分填挖交界路基进行土工格网加固处理。山体自然坡度比不小于1：2，且填高大于4m时，在路基顶部至0.4H(H为填土高度)高度处，每间隔100cm高度铺设一层土工格网。纵向填挖交界处土工格网沿横向铺设，当土工格网铺设长度超出路基边坡的范围时，则铺至离坡面30cm处即可。
四、纵向填挖交界处不均匀沉降处理措施
如果纵向填挖交界处的沉降已经发生，我们必须采取一定的措施进行处理，以便使损失降到最低。目前，我们所采取的措施大致如下：
(1)分析产生的原因，观察沉降发展的情况，设计处理措施方案。
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(2)错台差异不大的地方，对开裂的路面使用沥青砂或者水泥浆进行灌缝处理，避免路面水浸入而影响路面基层强度或路基的整体强度。
(3)如果沉降已经稳定，视差异高度加铺一层路面结构或重新填筑。
第四节 纵向填挖交界处不均匀沉降的防治措施
一、石中高速公路北段预防桥头跳车的方法
1．减少土基压缩系数，提高路基承载力
施工前注重改善台背填料质量，加强填料的压实，选择透水性较好的天然级配砂砾作为台背填料，在施工过程中，严格要求台后填土密实度保证在95％以上，内摩擦角不小于35o，台背填土与锥坡填土同时进行，在最佳含水量的情况下分层填筑，分层压实，分层松铺厚度宜小于20cｍ，边角处理应用小型夯具夯实(快速冲击夯)，其松铺厚度不得大于15ｃm；加强桥头路堤的填前碾压，减少因地基不实引起的沉降；盖板涵的台背回填必须待盖板、支撑梁安装完成后才能两侧同时对称填筑，板梁桥的台背回填必须待板粱安装完成后，才能两端同时对称填筑；取了以上措施从而把桥台处路基的自身压缩量控制到最小。
２．采用合理的结构性引道板设计
桥头引道板往往要铺在路堤端部的接头枕块之上，以跨越在其底部可能逐渐形成的空穴，并在路堤上发挥一个牢固基石的作用，汽车从路面飞驰上桥，是柔性路面到刚性路面的变化，为减缓刚柔过渡产生的冲击引起的桥头路基非弹性变形导致的跳车，石中高速公路北段在桥头搭扳的设计上，采用纵坡为路面纵坡ｉ％+4％的桥头搭板，并在下面做40ｃm厚的水泥稳定砂砾，进行“刚柔过渡’减缓行车引起的路基非弹性变形，这种方法简单、经济而且实用。
3．积极应用新工艺、新设备、新材料、新技术 (1)采用增大台背机械施工作业面的工艺
由于台背回填的工作量小、操作空间小而往往被忽视，台背回填尽管大型机械作业效率低，但必须坚持用大型压路机。在通常情况下台背回填宽度，顺路线方向底部距基础内缘长度为2m，顶部为距翼墙尾端Ｈ+2m(Ｈ是桥台背墙的高度)，为了保证大型机械的运转和台背回填的压实效果，在施工过程中改变了常规做法，采用底宽长度为15m，顶宽长度为Ｈ+15m(Ｈ是桥台竹墙的高度)，井在桥台背墙或明显地方标明高度逐层填筑、逐足碾压检测。
(2)采用新型伸缩缝
在伸缩缝的选择上采用公开招标，选用有实力的正规厂家，桥梁结构为13m以上的空心板梁桥，产品选用交通部公路规划设计院最新设计的FM-80型伸缩缝，连续箱梁桥选用我国首次自行研制并通过交通部鉴定的组合式大位移量桥梁伸缩装置J-75D240型。
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(3)采用英国聚丙烯网状纤维(Fibermesh)加入伸缩缝混凝土
聚内烯网状纤维(Fibermesh)是一种高科技产品，是专为混凝土而设计的，它是一束交织成纤维状的网线。当纤维网以每立方米0．9公斤的份量拌入后，成束的网线随着搅拌，受到砂、水泥、骨材的冲击就会张开，成为无数(710万根／m3)的单独纤维，以三维方式均匀分布在混凝土内。西安公路交通大学公路工程检测中心对聚丙烯网状纤维(Fibermesh)增强混凝土(FRC)路用性能试验报告表明，这种方法提向了混凝土的强度、抗渗性、耐磨性能以及在重交通和在作用下的寿命，选择在伸缩缝混凝土中加入聚丙烯网状纤维(Fibermesh)在减轻和避免桥头跳车”方面将起到积极的作用和收到良好的效果。
(4)采用顶加工后沉降量的技术
为了完全消除或避免伸缩缝引起的桥头跳车，在施工前先铺筑路面，然后碾压密实，再将安排伸缩缝处的路面整齐切除，最后平整地将伸缩缝安装牢固。在安装过程中注意要把伸缩缝两侧沥青混凝土面层的工后沉降量预加进去，大胆采用伸缩缝低于路面3-4mm(规范中要求2mm)．经过反复试验，这个值在按高速公路设计时速行驶时，无跳车感觉，行车舒适，并且工后沉降结束后，可以达到规范要求值。这种做法，在施工中如严格控制，会收到良好的效果。
二、S203线商山二级公路改造桥头填筑及伸缩缝施工措施
2000年度，S203线商山二级公路改造桥梁施工过程中．对南秦大桥(8x16.85m)． 银龙沟大桥(1x45m)，长沟中桥(4x16m)桥头填筑及伸缩缝施工采取如下措施．目前已正式运营7年多，检测桥头平整度最大4rmn,锚固混凝土与缝体异型钢接合紧密牢固，混凝土无破损，桥头无跳车现象，通行顾畅、舒适。
１．桥台基坑挖方边坡与桥台身之间填方，由于场地窄小，压(夯)实机具不便工作，我们因地制宜，采用手摆片石分层灌以低标号砂浆，填至原地表，平整后，采用振动压路机先静压两遍，后振动碾压，纵向与横向碾压相结合，尽可能使台背边角压实均匀，对于压路机确实压不到的地方分层夯填，严格控制压实度。从地表到路面顶各层压实度一律要求不低93％(二级公路)。
２．桥台背填料一律要求采用透水性良好的天然砂砾，大颗粒之间形成骨架嵌挤，小颗粒填充空隙，并在路床下1.5m范围内填料中掺人2％-3％的水泥以改善其稳定性。
3．为减少路面积水和大气降水的下渗，侵蚀台背路基，引起路基沉降，在略高于高水位的平面铺一层向路基方向设有斜坡的夯实粘土层，作为不进水层，并在其上铺一层碎石，将积水引向设于台后横穿路堤的盲沟内引出路基。
4．在路堤和桥台连接段上，设置钢筋混凝土搭板，使柔性结构路段产生的沉降通过搭板过