公路工程质量事故分析 教学课件 ppt 作者 颜海 第三章 路基工程

1、第三章 路基工程,学习目标 本章重点 本章难点 主要内容 本章小结 思考练习,重点掌握路基翻浆的分类及其产生的原因、路基承载力不足的原因分析和处理措施，以及路基压实度不足的原因及处理措施； 掌握路基滑坡、沉陷两大重要质量事故的原因分析及防治措施及路基与结构衔接处的跳车质量事故的成因； 了解路基翻浆的处治措施、跳车的预防及处理措施，以及路基遇地质灾害处的原因分析和处理措施; 了解路基检测的项目及内容。,学习目标,路基翻浆及承载力不足 路基压实度、滑坡及沉陷 路基与结构物衔接处工程质量事故分析,本章重点,路基与结构物衔接处工程质量事故分析,本章难点,路基工程出现的质量事故，除了由地质、土质状况不良、施工不当等原因引起的外，最重要的是路基水温状况的影响。 路基翻浆主要是水的冻融及行车的作用所致，易出现翻浆的地段一般采用换填或改变填料土的性质处理，另外就是隔水处理，如提高路基，设置隔离层和排水设施等。确保路基承载力满足要求，必须加强地基处理，提高路基土的填料强度和路基压实区的压实度。 路基土在自重应力和附加应力作用下，力的反复作用要求路床压实度较高，力的作用深度内土的压实要求必须确保。影响压实

2、度的因素很多，主要是土的含水量、填料层厚度、碾压遍数、地基强度和碾压机械类型等。路基滑坡属地质病害，主要通过避让和坡面防护为主，必要时采取支挡和加固处理。路基沉陷主要是地基处理和路基填料不当所致，必须引起高度重视。,本章小节,路基与结构物(桥台背)衔接处的路基质量通病就是出现台阶(沉降不同)跳车。处理好路基沉降和桥台沉降小(或不沉降)的问题是解决这一通病的关键。桥梁设计确定后，关键是解决台背路基填料的质量。一般采用选择轻质填料填筑，提高压实度，防止台背填料浸水软化，设置台背过渡段(临时过渡路面)桥台台背后设置路基与桥台连接搭板等方法处理来减少沉降差。确保行车在桥台同路基连接处不跳车或很少跳车。构造物部位的回填压实，必须选择合适的填料且充分压实来保证回填质量。 路基滑坡、风蚀、泥石流等地质病害也是常见的，大部分地质灾害都是水的作用所致，土的浸湿减低了粘聚力和内摩擦力。防止这类病害一方面采取边坡加固与防护措施，另一方面要保证压实度，提高土基的水稳性。 路基工程检测有着非常重要的意义，掌握路基填料含水量、压实度及几何尺寸的试验检测是十分必需的。,主 要 内 容,第一节 路基翻浆及承载力不足

3、第二节 路基压实度、滑坡及沉陷 第三节 路基与结构物衔接处工程质量事故分析 第四节 路基地质灾害事故分析 第五节 路基工程质量检测概述,一、路基翻浆 二、路基承载力不足 三、路基填料的CBR值不足,第一节 路基翻浆及承载力不足,在季节性冰冻地区，对于水温条件不利的土质路基，由于负温度的作用，产生水分聚流现象。冬季开始，土基由上向下逐渐冻结，聚冰层下部的水分，在结晶力和渗透压力差(吸引力)的综合作用下，以薄膜水和毛细作用的移动方式，不断向上积聚，聚冰层增厚和发展成多层次。春融季节气温回升，土基上层解冻，水分滞留在上部，土基过湿软化、强度降低；在行车荷载作用下，路面开裂、松散或鼓包，以致泥浆受压外冒，造成翻浆病害。直到夏季，土基全部解冻，湿度恢复正常状态，翻浆病害停止。 翻浆病害与冬季冻胀病害，往往伴随形成。 无负温度作用时，如果填土过湿，路基压实过程中，可能产生弹簧现象，这也是土质路基的隐患之一，但在成因上和处治方法上，不能与上述翻浆病害相提并论。,一、路基翻浆,（一）翻浆分类,（二）翻浆分级,根据翻浆高峰时期路面变形破坏程度，将翻浆现象分为3级，即: (1)轻型 路面龟裂、湿润，车辆行

4、驶时有轻微弹簧。 (2)中型 路面松散，大片裂纹，局部鼓包，车辙较浅。 (3)重型 路面严重变形，翻浆冒泥，车辙很深。,（三）原因分析,影响翻浆的主要因素有土质、气候、水分、行车与养护等。 1土质 粉性土是最容易翻浆的土，这种土毛细上升速度快且高，土中水分增多时强度降低很快，容易失去稳定。 粘性土毛细水上升虽高，但上升速度慢，因此，只有在水源供给充足并且在土基冻结速度缓慢的情况下，才能形成比较严重的翻浆。粉性土和粘性土含有大量腐植质和易溶盐时，则更易形成翻浆。 砂性土在一般情况下不会发生翻浆，这种土透水性强，毛细水上升高度小，在冻结过程中水分聚流现象极轻。同时，这种土即使含有大量水分也能保持一定的强度。,2气候 多雨的秋天、暖和的冬天、骤热的晚春、春融期降雨等都是加剧湿度积聚和翻浆现象的不利气候。 3水分 地面排水困难，路基填土高度不足，而且路基附近的地表积水及浅的地下水，能提供充足的水源，是形成翻浆的重要条件。 4行车 公路翻浆是通过行车重复荷载的作用，最后形成和暴露出来的。当其他条件相同时，在翻浆季节，交通量大，车辆愈重，则翻浆也会愈多，愈严重。 5养护 不及时排除积水，修补裂缝、

5、坑槽，会促成或加剧翻浆的出现。,（四）预防及处理措施,路基一旦发生了翻浆，可适当地选用下面的方法防治。 1挖换土壤 把翻浆路段上的土挖出来，换填4060cm厚的砂性土，压实后重铺路面，此法适用于翻浆较严重的路段。 2换铺粒料 把翻浆路段上的稀泥挖除，填以碎石、碎砖或炉渣等粒料，表面整平后直接通车，或在下面填一层水稳性较好的干土，再铺上粒料，垫平后通车。此法也适用于翻浆较严重的路段。 3挖换石灰土 在翻浆已破坏的土路上，可在该路段上撒铺适量的石灰，并用木棍或木榔头捣夯，使石灰能掺入路基土中，以形成灰土路，提高路基的水稳性；或在翻浆严重地段，待翻浆结束后可在原路面上，加铺2025cm厚的68的石灰土，再重铺路面。,4提高路基 根据实际情况加高路基，使路基上部土层远离地下水或地表积水。路基加高的数值，应根据当地冻土深度、路基土质和水文情况，以路基最小填土高度或临界高度的方法确定，以保证路基处于干燥状态。此法适用于平原区的土路和其他地区取土较易的路段。 5设置不透水隔离层 用经过沥青结合料处理的土做成厚2cm3cm的不透水隔离层，用油毛毡则为2层3层，或用不易老化的特别塑料薄膜，铺在路基全宽上

6、，做贯通式，或只做到路面边缘50cm60cm处的不贯通式。,为了不让地下水大量上升到路基上部土层，可设法降低地下水，常用以下几种方法。 (1)修建管式渗沟 在路基两旁的边沟底上，向下挖一道深沟，比现有的地下水位再深一些。在沟底安放四周带孔的瓦管(或水泥混凝土管)，管上填满碎石、碎砖或小砾石，最上层用20cm厚的粘土夯实封口，粘土与碎石等粒料之间可铺一层3cm厚的草皮，这样地下水就可经瓦管排走而降低其水位。如下图所示。,6增设排水设施,(2)修盲沟 一般在路肩上设横向盲沟，每隔5m6m设置一道，沟底宜做成4%5的纵坡。如地下水位高，可在边沟底下设置纵向盲沟，其深度应根据当地土质毛细作用高度及降低水位多少而定。盲沟应用渗水良好的碎(砾)石填充。 (3)扩大边沟 扩大边沟适用于边沟有一定的纵坡，能保证排水畅通的路段。一般边沟可加深至1 m左右，底宽0.6m左右，并用片石或混凝土预制块加固。,此法主要是提高路面的强度与刚性，扩大其承载能力。如在基层加铺2025cm厚的石灰土，二灰碎石土等。为提高路基的强度与抗冻能力，亦可在路面底层铺砂垫层。通常采用的路面结构组合有四种，如下图所示。,7加强路面

7、结构层,防治路基翻浆的各种措施,二、路基承载力不足,作用于路基的荷载，有路基的自重(即静载)和汽车的轮载(即动载或活载)。荷载引起路基相当深度内处于应力状态，路基工作区内的应力不足，必然引起路基的变形破坏。当路基工作区深度大于路基填土高度时，行车荷载不止作用于路堤，而且作用于天然地基上部土层，为此，天然地基上部土层和路堤应同时满足路基工作区的设计要求，并须充分压实。,地基处理不当，承载力不足 路基填料不符合要求 压实度不足,1、原因分析,2、预防及处理措施,1）选择强度高的路基填料 填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾(角砾)类土、砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路堤底部。用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层应采用同类填料。泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土及易溶盐超过允许值的劣质土不得直接用于填筑路基。 冰冻地区的上路床及浸水部分的路堤不应直接采用粉质土填筑。强风化岩石及浸水后容易崩解的岩石不宜作为浸水部分路堤填料。若用细粒土作为填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。路基填料最小强度应符合下表的要求。

8、,2）提高路基各压实区的压实度 填方路基应分层填筑，均匀压实。路基压实度应符合下表的规定。填方路基的压实要求，应符合公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)的规定或通过试验确定。,2）天然稠度小于1.1、液限大于40、塑性指数大于18的黏质土，用做高速公路、一级公路和二级公路上路床的填料时，应采用各种措施使其压实度达到表3-4的规定；上述土用于下路床及上、下路堤的填料时，进行处治或采用重型压实标准确有困难时，可采用轻型压实标准，其压实度不应低于表3-5的规定。,三、路基填料的CBR值不满足设计或规范要求,路基CBR值是评价路基顶面承载力指标。但施工中往往出现填筑层压实度合格，CBR值不能满足设计或“规范”要求时的现象。 1.原因分析：路基填料强度低，施工工艺、填筑方法不当。 2.预防及处理措施： 1)采用冲击压实法可成倍地提高路基的CBR值，冲击压实过程中注意随时洒水，以保证填筑层表面不产生浮土，是提高CBR值的关键。 2)按公路登记和路基填筑层位试验确定路基填料，当路基填料CBR值不能满足规范要求时(参见表3-3)，一般采用换填土法(换用砂、砂砾、碎石等CBR值较高的

9、材料)或掺加无机结合料(石灰粉、水泥等固化材料)进行加固处理，以保证填料的CBR值达到规范要求，确保路基强度。 3)因地制宜，合理确定填筑方案。,一、路基压实度不足 二、路基滑坡 三、路基沉陷,第二节 路基压实度、滑坡及沉陷,路基压实程度的标准一般是以工地实际要求达到的干密度(d) 与室内标准击实试验求得土的最大干密度(dm)之比作为指标。 从路基土的受力情况看，在路基上部080cm(即上路床030cm，下路床3080cm)深度范围内应力较大，其下应力相应较小。因此，上部要求土的压实度较高，应取较大的K值。另外由于路面等级不同，对路基土的密实度要求也不一样，高级路面要求路基受力后的变形比中、低级路面要小，故高级路面下的路基应取较大的压实度。,一、路基压实度不足,1.压实标准 压实施工应首先确定压实度。正确选定压实度，关系到土基受力状态。路基路面设计要求和施工条件必须兼顾需要与可能，讲求经济与实效。路床范围内的土层承受着强烈的行车荷载反复作用，路基下层主要承受本身重量。因此，路床范围的压实度要求高。 路堤路堑和路堤基底均应密实，土质路堤(含土石路堤)的压度应不低于表3-4及3-5所列标准。 填石路堤(包括分层填筑岩块及倾填爆破石块)的紧密程度在规定范围内，以通过12t以上振动压路机进行压实试验，当压实层顶面稳定、不再下沉(无轮迹)时，可判为密实状态。,（一）路基压实度标准及影响压实度的因素,2.影响路基压实度的因素 1）含水量的大小 路基填筑用土的含水量直接影响压实度是否能满足设计要求。含水量大，路基压不实，且会出现弹簧、轮迹较大；含水量小路基也压不实，且会出现松散、推移等病害。 2）碾压层厚度 路基压实层厚度是根据土质、碾压机械类型与功能来确定，一般压实厚度不宜超过20cm，结构物回填应在1520cm内，如果压实层厚度超厚碾压，应通过试验来确定，土质情况不同则压实土碾压前松铺厚度是不同的，应合理确定松铺厚度，选择合适的碾压机械进行碾压。 3）碾压遍数 不同的压实机械具有不同的压实功能，不同的土质应选择适宜的碾压机械，压实吨位越大、功能越大，反之则相反。 4）灰剂量与干密度的关系 石灰土相比同土质的素土而言其干密度要小，一定的灰剂量的石灰土在最佳含水量状态下对应一定的干密度，灰剂量减小则干密度增大。 5）

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