CN107761495A - 一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及道路路基的治理方法，特别涉及一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，步骤如下：在路基施工过程中，于易发生沉降变形的路段处填筑路基至一定高度；再于路基两侧砌筑挡土墙；然后在挡土墙内侧，于路基全宽度范围内铺设多层袋装生石灰；再于每袋袋装生石灰连接通至路基外侧的橡胶管；接着将橡胶管编号并标记，施工完成后封闭管口；治理路基沉降时向生石灰层中注水，注水过程中监测路表高程，调节注水速度和注水量；最后对路面沉降变形出现的裂缝进行处理。本发明的目的在于提供一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，具有在不影响交通的前提下，全天候、及时地补偿路基沉降的优点。

Description

一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法

技术领域

本发明涉及道路路基的治理方法，特别涉及一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法。

背景技术

道路通车后，由于不良地基条件、劣质路基填料、不当的施工工艺、气候和环境因素等多种原因导致的路基沉降现象非常普遍，严重影响了道路的使用性能，并威胁着交通安全。传统技术处治路基沉降的方法如开挖换填新的路基和路面材料、直接在路面上方填补路面材料等，存在以下不足：施工受气候影响大，雨天无法施工，无法及时处治路基沉降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，具有在不影响交通的前提下，全天候、及时地补偿路基沉降的优点。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，步骤如下：

S1.于易发生沉降变形的路段处填筑路基至一定高度；

S2.于路基两侧砌筑挡土墙；

S3.在挡土墙内侧，于路基全宽度范围内铺设多层袋装生石灰；

S4.于每袋袋装生石灰连接通至路基外侧的橡胶管；

S5.橡胶管编号并标记，施工完成后封闭管口；

S6.向生石灰层中注水，注水过程中监测路表高程，调节注水速度和注水量；

S7.后期路面沉降变形出现裂缝的处理。

通过采用上述技术方案，在路基施工过程中，于通车后易发生沉降变形的路段，当路基填筑到距离路基顶面一定距离时，先在路基两侧砌筑挡土墙，然后在挡土墙内侧、路基全宽度范围内分层、均匀铺筑袋装生石灰，在每个生石灰袋上预留橡胶管至路基外侧，当后期路基发生沉降时，通过预留的橡胶管向生石灰袋中注水，使生石灰吸水膨胀而顶起路面结构，达到了不损坏路面而治理沉降的目的；通过对橡胶管进行编号并标记，可准确地向沉降处下方的生石灰袋中注水；通过对路面裂缝的修补，使得路面平整，且可提高补偿后的路面使用寿命。

优选的，所述步骤S1中路基填筑到距离路基顶面30cm～200cm。

通过采用上述技术方案，预留适当深度以供铺设多层袋装生石灰。

优选的，所述步骤S2中挡土墙的底面与路基底面齐平，顶面与路基顶面齐平，挡土墙内设有通至路基外侧的PVC管通道，PVC管通道内设有PVC管，步骤S4中的橡胶管穿越PVC管。

通过采用上述技术方案，使橡胶管穿越路基时由PVC管作为保护。

优选的，所述步骤S3中袋装生石灰包括密封、可变形的橡胶袋，以及装于橡胶袋内的钙质生石灰或镁质生石灰，钙质生石灰中氧化钙含量、镁质生石灰中氧化镁的含量为80%～98%，含水量均小于1%。

通过采用上述技术方案，可提高生石灰的产气量、产气效率，以及橡胶袋的膨胀效果。

优选的，所述步骤S3中袋装生石灰中每袋生石灰的质量为20kg～500kg，每袋生石灰的注水量占每袋生石灰质量的5 %～30%。

通过采用上述技术方案，控制生石灰的注水量以及生石灰的质量，保证橡胶袋适当膨胀，避免个别橡胶袋过于膨胀或涨破。

优选的，所述步骤S3中袋装生石灰在挡土墙内侧、路基全宽度范围内，分层、均匀铺筑，袋装生石灰之间的缝隙通过水泥砂浆填筑。

通过采用上述技术方案，多层袋装生石灰均匀铺筑，并用水泥砂浆填筑缝隙，可提高多层袋装生石灰堆叠的稳定性。

优选的，每层所述袋装生石灰上均铺设有一层素混凝土垫层。

通过采用上述技术方案，利用素混凝土层找平，进一步提高多层袋装生石灰堆叠的稳定性。

优选的，所述步骤S7中裂缝宽度为3mm～5mm时，通过乳化沥青灌缝撒料法封堵。

通过采用上述技术方案，较小裂缝用此方法修补，修补迅速且效果好。

优选的，所述步骤S7中裂缝宽度为5mm～25mm时，通过砂料式或细粒式热拌沥青混合料填充捣实。

通过采用上述技术方案，长度适中的裂缝用此方法修补，提高了修补后路面的使用寿命。

优选的，所述步骤S7中裂缝宽度大于25mm时，通过水泥砂浆注浆处理，注浆后切割并刨除裂缝及注浆位置两侧的沥青层，接着在干燥路面喷洒粘层乳化沥青，然后在切割面上抹粘层乳化沥青。

通过采用上述技术方案，较长裂缝用此方法修补，修补处与原路面衔接良好，可快速恢复路面的使用功能，并提高路面使用寿命和承重能力。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1. 本工法中通过在路基填筑一定高度内放置生石灰袋层，当沉降发生时可通过对生石灰袋内注水膨胀补偿沉降，施工操作简单，施工工期短；

2. 本工法中路基沉降补偿施工方法，施工过程可控，通过监测路表高程，调节注水速度和注水量，从而控制路面顶起速度和顶起量；

3. 本工法中的生石灰袋安装有对应编号的注水管，当沉降发生时可根据沉降位置选择对应编号的注水管进行精确补偿；

4. 本工法中采用袋装生石灰替代直铺的生石灰层，保护土壤免受破坏；

5. 本工法提出的超前预埋生石灰袋控制路基沉降变形的补偿方法，具有施工速度快、不需中断交通、发现沉降随时处理等特点，施工过程通过监测路表高程，调节注水速度和注水量，便可控制路面顶起速度和顶起量，避免了传统方法的开挖换填施工，大量节省了路基和路面材料，符合国家所倡导的节能环保的要求；

6. 本工法通过一种提前预防路基沉降的措施，在路基施工到一定位置时，预先铺筑袋装生石灰，在后期路面沉降变形时，通过注水使生石灰吸水膨胀而顶起路面结构，能够精确及时地补偿路基沉降，而且施工中不需要封闭交通，不受气候环境影响，施工工艺简单，具有广泛的应用价值，综合节省施工成本16%左右，具有较高的经济效益；

7. 本工法通过一种提前预防路基沉降的措施，在路基施工到一定位置时，预先铺筑袋装生石灰，在后期路面沉降变形时，通过注水使生石灰吸水膨胀而顶起路面结构，能够精确及时地补偿路基沉降，而且施工中不需要封闭交通，不受气候环境影响，施工工艺简单，具有广泛的应用价值，综合节省施工成本16%左右，具有较高的经济效益。

附图说明

图1为超前预埋膨胀袋补偿路基沉降施工示意图；

图2为超前预埋膨胀袋补偿路基沉降施工操作流程图。

附图标记：1、路基结构层；2、挡土墙；3、袋装生石灰；4、PVC管；5、橡胶管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例

本工法适用于易发生沉降变形的道路路基施工。

一、施工准备

1.根据《地质勘查报告》详细了解场地地层分布，踏勘施工现场、熟悉工程地质勘察资料及周边的地下管沟、邻近的建筑物；

2.做好现场围挡及施工场内道路两侧的排水沟设置，使场内不积水，保证施工机械道路的畅通。施工污水须经沉淀池处理后，才可排入下水道。施工前根据需要安装好水电、监控设施以及临时生活设施，施工区和生活区分开设置。

3. 对设计资料和招标文件的内容进行全面的现场核对和施工调查，特别是土石方数量，交通、植被、建筑和设施拆迁、地质测量等与路基施工有关的资料。

4. 对路堤填料进行复查和取样试验，测定其最大干密度、最佳含水量、液限、塑性指数或颗粒分析、填料强度等，试验按《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）处理。

二、测量放样

按测量规程和设计图纸要求进行现场放样。根据地形标定出路堤边缘，零填线、坡脚线、边沟线轮廓，其桩距平坦地段为100m，陡坡地段为50m，地形突变单独设桩；并在施工中每填筑一层，按设计及规范要求测量放样一次，恢复路堤中线和边线，以控制填土边缘和边坡尺寸符合要求，测量放样所用的木桩应带有明显标志。

在施工前，按设计要求的断面尺寸及确定的排水沟位置，开挖出排水沟，以保证施工场地不受积水、冲刷破坏，避免造成环境的污染和破坏。

填方路段应将路堤范围内的圬工、树根全部挖除，并将坑穴处理密实。填筑范围内原地面表面上的种植土、草皮及其它有机物应予清除，清除深度为≤50cm，特殊路段应根据现场情况另行处理。路堤基底清理后应予以压实。

三、路基施工

在路基施工期间，始终保持场地处于良好的排水状态，修建一些临时排水设施，以防工程或附近农田受冲刷、淤积。临时排水设施与永久性排水设施相结合，流水不排入农田、耕地、污染自然水源，不淤积和冲刷。

挖方区的土方部分直接采用挖掘机配合自卸汽车开挖、运输，部分采用推土机推松、堆集并采用装载机配合自卸汽车运输。施工时应注意对挖方边坡不能一次挖到边坡设计线，沿边坡预留30～50cm厚一层，直接用人工配合挖掘机削去边坡预留的部分。

在路基填方前28d，依据技术标准，压实机械性能、填料类别，分别选择长度大于100m的路段，在新填路基全宽范围内做试验段，确定填层厚度、压实系数、碾压机具及工序，据此指导施工，并将结果提交给监理工程师批准后，作为控制施工的依据。

填方路基施工时，准确测量放线后，确定场地。对路基占地范围内有10～30cm之表层草皮、表土等应全部清除干净。对地表种植土、草皮，先用推土机沿中线逐渐清除，对树洞、土坑、沟渠等低洼处，按规范用合格土夯填与自然地面平齐。路基填筑之前，原地面要进行压实处理，压实后达到90%即可。若土质过干，要适当洒水稍晒后再压，若含水量过大，要翻松晾晒适当时，待含水量适宜时再碾压达标。

四、路基压实或处理

为保证压实质量，施工时应通过试验，研究压实机具、最大压实层厚、压实遍数等相互关系和施工工艺，根据现场试验结果，指导填石路堤的压实工序，提出控制压实质量的参数如压实后的干密度、孔隙率、竖向变形量等。

路基碾压前应对填筑层的分层厚度和平整程度进行检查，确认符合要求后进行碾压。为保证填料压实的均匀性和密实度，每层填料先用推土机摊平，低速行驶压4~5遍，使表面平实，再用平地机进行整平，再用压路机碾压，一般情况下碾压4~6遍。碾压顺序及方法为直线段先两侧后中央，先慢后快，由弱至强，纵向进退式进行，压实时随时进行整平工作，同时调整水分，碾压过程中严格控制行驶速度，压路机行驶速度不大于4Km/h。填方接近设计标高时，加强测量控制，如发现高低不平，及时用平地机人工配合找平，然后再压实，直至达到设计所要求的断面质量。

五、砌筑挡土墙

当路基填筑到距离路基顶面30cm～200cm高度时，对通车后易发生沉降变形的路段，在路基两侧砌筑挡土墙，挡土墙的底面与路基底面持平，顶面与路基顶面平齐，并且按照设计要求在一定位置预留有PVC管通道，供橡胶管穿过至路基外侧。

六、铺筑袋装生石灰

袋装生石灰为钙质生石灰或镁质生石灰，钙质生石灰中氧化钙含量、镁质生石灰中氧化镁的含量为80%～98%，含水量均小于1%，钙质生石灰或镁质生石灰在加工厂采用密封、可变形的橡胶袋包装，每袋生石灰的质量为20kg～500kg，后期每袋生石灰的注水量控制在每袋生石灰质量的5 %～30%。

对通车后易发生沉降变形的路段，当路基填筑到距离路基顶面30cm～200cm高度时，在挡土墙内侧，路基全宽度范围内，分层、均匀铺筑袋装生石灰，在每个生石灰袋上预留橡胶管至路基外侧，作为后期注水通道，袋装生石灰可以分一层或多层铺筑，多层铺筑时，在已铺筑好的袋装生石灰上设置一层素混凝土垫层，进行找平，并且袋装生石灰之间缝隙要用水泥砂浆填筑密实。在道路使用过程中，当路基发生沉降时，通过预留的橡胶管向生石灰袋中注水，生石灰吸水膨胀而顶起路面结构，迅速、及时地补偿路基沉降。

七、预埋橡胶管

铺筑袋装生石灰时，在每个生石灰袋上预留橡胶管至路基外侧，作为后期注水通道，每个橡胶管穿越路基时有PVC管作为保护，并且按照设计要求，每个橡胶管端头位置都设有编号和标记，以备后期注水控制路基沉降补偿，在接近挡土墙内侧位置，统一把橡胶管穿越预留的PVC管通道内。

在后期道路使用过程中，发现路面沉降变形时，通过预留的橡胶管，向生石灰袋中注水，生石灰吸水膨胀，顶起路面结构，从而补偿对应位置的路基下沉量，恢复路表至设计高程。注水过程中，监测路表高程，调节注水速度和注水量，以控制路面顶起速度和顶起量。

当后期路面沉降变形有裂缝出现时，如宽度在3mm以上，可将缝隙刷扫干净，并用压缩空气吹净尘土后采用乳化沥青灌缝撒料法封堵；如缝宽在5mm以上，可将缝口杂物清除，或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净，采用砂料式或细粒式热拌沥青混合料填充捣实；细小的裂缝，则要用盘式铣刀进行扩宽，再做处理，进而防止雨水进入从而导致裂缝进一步扩大；当缝宽大于25mm，裂缝边缘有严重碎裂，并有较多支缝，裂缝两侧有较大错台时，则采用水泥砂浆进行灌缝处理，注浆施工完成后，采用切割机将裂缝及注浆位置两侧的沥青层切割，然后采用人工将该位置处沥青刨除并清理干净，待表面干燥后，重新喷洒粘层乳化沥青，在切割面上人工抹上粘层乳化沥青，以保证新铺沥青的良好衔接。

八、道路面层施工

路基施工完成后，及时进行道路面层施工。

九、工艺原理

本工法是在路基施工过程中，对通车后易发生沉降变形的路段，当路基1填筑到距离路基1顶面一定高度时，先在路基1两侧砌筑挡土墙2，然后在挡土墙2内侧，路基1全宽度范围内分层、均匀铺筑袋装生石灰3，在每个生石灰袋上预留橡胶管5至路基1外侧，作为后期注水通道；挡土墙2的底面与路基1底面持平，顶面与路基顶面平齐，并且预留有PVC管4通道，供橡胶管5穿过至路基外侧，橡胶管5端头预先编号，做好标记；袋装生石灰3可以分一层或多层铺筑，每个橡胶管5穿越路基时有PVC管4作为保护；当后期路基1发生沉降时，可根据沉降位置找到对应区域补偿袋的水管编号，通过预留的橡胶管5向对应生石灰袋中注水，生石灰吸水膨胀而顶起路面结构，精确、及时地补偿了路基沉降。上述具体结构示意如图1所示。

十、工艺流程

施工操作流程如图2所示。

十一、材料及设备

主要材料名称如表1所示

序号	材料	牌号/规格	单位	备注
					1	混凝土	\	m3	砌筑挡土墙
2	钢筋	\	t	砌筑挡土墙
					3	PVC管	\	m	预埋
4	橡胶管	\	m	后期注水
					5	水泥砂浆	\	m3	填缝
6	袋装生石灰	\	袋	路基沉降补偿
					7	橡胶袋	\	个	预装生石灰

主要施工机械设备配置如表2所示

序号	设备名称	型号	单位	数量
					1	挖掘机	PC200	台	\
2	推土机	T140	台	\
					3	振动压路机		台	\
4	光轮压路机		台	\
					5	自卸车		辆	\
6	夯实机		台	\
					7	全站仪		台	\
8	水准仪		台	\
					9	平地机		台	\

十二、质量保证措施

（1）路床允许偏差控制如表3所示

项次	检查项目	允许偏差
			1	路床纵断高程（20m内）	-20mm，+10mm
2	路床中线偏位（100m内）	≤30mm
			3	路床平整度（20m内）	≤15mm
4	路床宽度（40m内）	不小于设计值+B
			5	路床横坡（20m内）	±0.3%且不反坡
6	边坡（20m内）	不陡于设计值

注：表中B为施工时必要的附加宽度

（2）路基施工质量控制

1.路基开挖中如发现土质有变化时，应修改施工方案及挖方边坡，下一步开挖需得到监理工程师批准。

2.在施工中每层填土进行压实度试验，为了控制压实质量，配合监理工程师随时任意取样进行检验，压实度要符合招标文件中技术规范的要求。

3.开挖中应避免超挖，及时测量放线，控制路堤中心线和高程，确保开挖路堤宽度、坡度和标高符合设计图纸要求。

4.路基填筑时应保证材料的完整性，接缝处应重叠一定宽度，前后相邻施工段重搭长度不得小于2m。

5.路基压实完成后由测量员检测纵横断面高程、成型后的宽度，保证成型后毛渣纵横断面高程、宽度、平整密实无轮迹，路拱合适排水良好。

（3）铺筑袋装生石灰质量控制

1.袋装生石灰采用在工厂预先装好，装袋过程中需要控制好氧化钙含量或氧化镁的含量为80%～98%，含水量小于1%，每袋生石灰的质量为20kg～500kg，避免生石灰质量不符合设计要求。

2.钙质生石灰或镁质生石灰应在加工厂采用密封、可变形的橡胶袋包装，并应保证后期注水橡胶袋不会被膨胀破裂。

3.袋装生石灰在路基设计高度处沿全宽度范围内，分层、均匀铺筑，在每个生石灰袋上预留橡胶管至路基外侧，橡胶管外部有PVC管保护，并且袋装生石灰之间的缝隙要用水泥砂浆填筑密实。

4.每层袋装生石灰铺筑完成后，其上部要铺设一层素混凝土垫层作为找平层。

（4）预埋橡胶管质量控制

1.每个橡胶管端头位置需要编号和做好标记，并且施工完成后封闭管口，以备后期注水控制路基沉降补偿。

2.在接近挡土墙内侧位置，统一把橡胶管穿越到挡土墙预留的PVC管通道内，注意弯管处采用措施保证橡胶管通水顺畅。

3.在道路使用过程中，发现路面沉降变形时，通过预留的橡胶管，向生石灰袋中注水，注水过程中，监测路表高程，调节注水速度和注水量，以控制路面顶起速度和顶起量。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，其特征在于，步骤如下：

S1.路基施工过程中，于易发生沉降变形的路段处填筑路基；

S2.于路基两侧砌筑挡土墙；

S3.在挡土墙内侧，于路基全宽度范围内铺设多层袋装生石灰；

S4.于每袋袋装生石灰上连接通至路基外侧的橡胶管；

S5.橡胶管编号并标记，施工完成后封闭管口；

S6.向生石灰层中注水，注水过程中监测路表高程，调节注水速度和注水量；

S7.后期路面沉降变形出现裂缝的处理。

2.根据权利要求1所述的一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，其特征在于：所述步骤S1中路基填筑到距离路基顶面30cm～200cm。

3.根据权利要求1所述的一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，其特征在于：所述步骤S2中挡土墙的底面与路基底面齐平，顶面与路基顶面齐平，挡土墙内设有通至路基外侧的PVC管通道，PVC管通道内设有PVC管，步骤S4中的橡胶管穿越PVC管。

4.根据权利要求1所述的一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，其特征在于：所述步骤S3中袋装生石灰包括密封、可变形的橡胶袋，以及装于橡胶袋内的钙质生石灰或镁质生石灰，钙质生石灰中氧化钙含量、镁质生石灰中氧化镁的含量为80%～98%，含水量均小于1%。

5.根据权利要求1所述的一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，其特征在于：所述步骤S3中袋装生石灰中每袋生石灰的质量为20kg～500kg，每袋生石灰的注水量占每袋生石灰质量的5 %～30%。

6.根据权利要求1所述的一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，其特征在于：所述步骤S3中袋装生石灰在挡土墙内侧、路基全宽度范围内分层、均匀铺筑，袋装生石灰之间的缝隙通过水泥砂浆填筑。

7.根据权利要求6所述的一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，其特征在于：每层所述袋装生石灰上均铺设有一层素混凝土垫层。

8.根据权利要求1所述的一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，其特征在于：所述步骤S7中裂缝宽度为3mm～5mm时，通过乳化沥青灌缝撒料法封堵。

9.根据权利要求1所述的一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，其特征在于：所述步骤S7中裂缝宽度为5mm～25mm时，通过砂料式或细粒式热拌沥青混合料填充捣实。

10.根据权利要求1所述的一种预埋膨胀袋补偿路基沉降施工方法，其特征在于：所述步骤S7中裂缝宽度大于25mm时，通过水泥砂浆注浆处理，注浆后切割并刨除裂缝及注浆位置两侧的沥青层，接着在干燥路面喷洒粘层乳化沥青，然后在切割面上抹粘层乳化沥青。