土质路基施工

第八章土质路基施工一、路基施工的重要性1、路基土石方工程量大，分布不均匀不仅与路基工程、相关设施有关，路基排水防护、加固与其他工程相互交错：桥涵、隧道、沙石、附属设施。2、公路施工是野外作业，条件差，运输不便利。3、城市道路施工拆迁多、地下管线多、用土处置难、土基压实难二、路基施工的基本方法人工简易机械化：劳动强度大，功效低，进度慢，质量难以保证。综合机械化：挖掘机开挖路堑，汽车配合运土方。水力机械化：水泵、水枪等水力机械，喷射强力水流，挖掘比较松散的土质及地下钻孔。爆破方法：岩石路基施工三、施工前的准备工作第一节概述路基施工准备施工前的准备工作一、准备工作内容（一）组织准备（二）物质准备（三）技术准备建立和健全施工队伍和管理机构，明确施工任务，制定必要的规章制度，确立施工所应达到的目标等。组织准备亦是做好一切准备工作的前提包括各种材料与机具设备的购置、采集、加工、调运与储存，以及生活后勤供应等。包含全面熟悉设计文件和设计交底、施工现场的勘查、提出修改意见并报请变更设计、编制施工组织计划（选择施工方案、确定施工方法、布置施工现场、编制施工进度计划、拟订关键工程的技术措施等）、恢复路线，施工放样（导线、中线、水准点复测，横断面检查与补测，增设水准点等）与清除施工场地，临时工程施工（施工现场的供电、给水，修建便道、便桥，架设临时通讯设施，设置施工用房等）、施工前的复查和试验等各项前期工作施工测量路基放样（一）中线的恢复和标定（二）水准点的复查与加设（三）横断面的检查与补测（四）预留桥涵位置1.在路中线各中点处标定填挖高度；2.确定横断面的方向；3.按设计图纸在地面上定出横断面上各点的位置，如路基中心点、边缘点、路堤坡脚及路堑坡顶；4.边坡放样，按设计的路基边坡率，把边坡的位置标出来；5.移桩移点。（二）路基边桩放样方法（一）内容在地面上将每一个横断面的路基边坡线与地面的交点，用木桩标定出来对没有断面图的横断面，只有填挖数字，若地面坡度较缓，便于丈量距离可以假定地面坡度一致，用几何计算的方法放出路基边桩。1.图解法直接按横断面图，在地面上量出路肩、坡脚、排水沟等距离中线的距离，定出边线桩。2.计算法ABL1L2L2L1h2h1Hb/2路堤坡脚至中桩距离1()()22bbslmHhmHsm1上侧坡脚：2()()22bbslmHhmHsm2下侧坡脚：3.渐进法对于陡直的边坡，距离丈量较为困难，已知H、s、m，由上述公式可求得h，由此只用水准仪渐进放出边桩。（三）路基边坡放样方法1.挂线法2.样板法边坡尺/样板边坡尺/样板场地清理（一）工程用地划界（二）地物拆迁与处理（三）植被与表土清理（四）施工场地临时排水临时工程建设临时场地、施工便道、临时电力与通讯、临时生活给排水施工复查和试验（一）施工地点工程地质复查（二）路基材料性能试验（三）试验路段修筑安全保障工作按照《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）执行一、基本要求1、首先搞好施工排水包括开挖地面临时排水沟槽及设法降低地下水位，始终保持施工现场干燥。2、路基挖填范围内的地表障碍物。事先应予以拆除。原有房屋的拆迁，树木、丛林茎根的清除等。3、路堑开挖：应在全横断面进行，自上而下一次成型。注意：按设计要求准确放样，不断检查校正，边坡表面削齐拍平。4、一般情况下，路堤填土应在全宽范围内，分层填平，充分压实。每日施工结束时，表层填挖压实完毕，防止间隔中雨淋或爆晒。第二节施工要点5.填料的选择1）应尽量选择当地透水性好、摩阻系数大、强度高、水稳性好的碎石土、卵石土、砾石土、中砂、粗砂等填筑材料。2）亚砂土、亚粘土及轻亚粘土等，压实后具有足够的强度，可用来填筑路堤，但需要注意土中的有机质和易融盐不应超出规定指标。3）路堤填料不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土。采用盐渍土、黄土、膨胀土填筑路堤时，应针对地质和水文环境，经试验后选用。4）液限大于50%、塑性指数大于26的土，以及含水量超过规定的土，不得直接作为路堤填料。需要应用时，必须采取满足设计要求的技术措施，经检查合格方可使用。5）钢渣、粉煤灰等材料，可用作路堤填料，其他工业废渣在使用前应进行有害物质的含量试验，避免有害物质超标，污染环境。6）捣碎后的种植土，可用于路堤边坡表层。7）浸水路堤、桥涵台背及挡土墙应选用渗水性良好的填料。8）各级公路路基填方材料最小强度和最大粒径应满足表8-1要求：项目分类填料最小强度（CBR）（%）粒料最大粒径（路面底面以下深度）高速公路及一级公路二级及二级以下公路（cm）路上路床（0～30cm）8.06.010下路床（30～80cm）5.04.010上路堤（80～150cm）4.03.015堤下路堤（150cm）3.02.015零填及路堑路床（0～30cm）8.06.010注：三、四级公路采用高级路面时，应按二级公路的规定当路基填料的CBR值达不到本表要求时，可掺入石灰或其他稳定材料处理二、填挖方案1、路堤填筑：分层平铺，竖向填筑。1）分层平铺：不同用土水平分层，保证强度均匀。常用方法：透水性差的用土（如粘性土）填于下层，表面成双向横坡。2）竖向填筑：指沿路中心线方向逐步向前深填。适用条件：路线跨越深谷或池塘时。①地面高差大，填土面积小，难以水平分层施工②陡坡地段半填半挖路基，难以分层填筑时。2.不同土质填筑路堤的规定1)不同性质的填料要分别分层填筑，不得混填；2)路堤上部受车辆荷载的作用影响较大，一般将水稳性冻稳性好的土填在路堤的上部；3)透水性大的土填在透水性小的土之下时，如果两者粒径相差悬殊，应在层间加铺过渡层；如果相反时，其顶面应作成4%的双向向外横坡，以免积水；4)沿纵向同层次要改变填料这种类时，应作成斜面衔接，且将透水性好的填料放在斜面的上方为宜。正确方案错误方案弱透水性土透水性土不同土质路堤接头透水性土弱透水性土分层填筑法水平分层填筑纵坡分层填筑2.竖向填筑法在原地面纵坡较大，运土困难的断面采用该法施工，沿纵坡分层，逐层填筑2、路堑开挖：纵向全宽掘进、横向通道掘进。1）纵向全宽掘进：在路线一端或两端，沿线成纵向向前开挖。双层时，下层上留有上层操作的出土和排水通道。从路堑的一端或两端按横断面全宽逐渐向前开挖，适宜短而深的路堑a）单层；b）双层1－横剖面；2－纵剖面；3－平面2)横向通道掘进3)纵横通道混合掘进双层横向双层混合沿路堑纵向挖掘工作通道，再逐渐向两侧横挖。本法便于安排土方运输和展开工作断面，当开挖深度较大时，可将高度分成几个层次安排多组台班在不同层次和前后错开的作业面上开挖，适用于开挖量大、较长的路堑。若开挖断面宽，开挖量大，可在开挖纵向通道的基础上再在横向开挖通道，提高工作效率。4)分段掘进若开挖长大的路堑，可以沿路堑纵向选择一个或几个适宜处，将较薄的一侧路堑横向挖穿，将路堑在纵向分成几段，安排多组开挖断面，同时掘进。（一）挖运主要机械1.推土机（1）分类按行走装置分为履带式、轮胎式；按推土板安装方式分为固定式、回转式；按推土板操纵方式分为机械式、液压式；按发动机功率大小分为小型（37kw以下）、中型（37～250kw）、重型（大于250kw）（2）适用范围适用于50～100m短距离土或软石的挖运作业三、机械施工：2.铲运机（1）分类按行走方式分为自行式、拖式、半拖式；按卸土方法分为强制式、半强制式、自由卸土式；按卸土方向上又有前卸式、后卸式；按铲斗容量分为小容量（3m3）、中等容量（4～14m3）、大容量（15m3）。（2）适用范围适用于中短距离的土体挖运，不适用于潮湿的粘性土和干燥的粉砂土或陡坡路段3.平地机（1）分类按行走机构分为拖式、自行式；按刮刀和行走装置的操纵分为机械式、液压式；按车轮驱动分为全轮驱动、后轮驱动；按车轮转向情况分为全轮转向、前轮转向；按铲刀长度和发动机功率分为轻型、中型、重型。（2）适用范围从路线两侧取土、填筑不高于1m的路堤；修整路堤横断面、旁刷边坡、开挖路槽和边沟、现场拌合、摊铺路基路面材料、清理路肩杂草、冬季清雪、砂石路面养护4.挖掘机（1）分类按运行方式分为轮胎式、履带式、步履式、轨行式；按照操纵方式分为液压式、机械式；按挖土方式分为正铲式、反铲式、拉铲式。（2）适用范围用于各种场合挖掘各种土体和软石拉铲式反铲5.装载机（1）分类按工作装置不同分为单斗式、挖掘装载式、斗轮式；按动臂形式不同分为全回转式、半回转式、非回转式；按自身结构特点分刚性式、绞接式；按行走方式分轮胎式、履带式。（2）适用范围挖掘松土、铲土、装载、短距离运土5.工程运输车辆（1）分类公路形车辆：后卸整车，后卸和底卸挂车非公路形车辆：重型工程车，重型挂车（2）适用范围中、远距离土方和各种设备运输绞接自卸卡车（二）压实主要机械1、分类碾压式：光面碾（普通的两轮和三轮压路机）、羊足碾和气胎碾振动式：振动器、振动压路机（单驱单振、双驱双振）夯击式：夯锤、夯板、风动夯、蛙式夯机、夯击压路机2、适用性A代表适用；B代表无适当机械时可用；C代表不适用土的分类机械名称细粒土砂类土砾石土巨粒土备注6～8t两轮光轮压路机AAAA用于预压整平12～18t两轮光轮压路机AAAB最常使用25～50t轮胎压路机AAAA最常使用羊足碾AC或BCC粉粘土质砂可用振动压路机BAAA最常使用凸块式振动压路机AAAA最宜使用含水量较高的细粒土手扶式振动压路机BAAC用于狭窄地点振动平板夯BAAB或C用于狭窄地点机械质量800KN的可用于巨粒土夯锤（板）AAAB用于狭窄地点推土机，铲运机AAAA夯击影响深度最大AAAA仅用于摊平土层和预压（三）石方施工主要机械1、空压机2、凿岩机3、破碎机反击式颚式落锤式第三节路基压实施工准备填筑前基底处理基底检测填料分层填筑推土机摊平平地机整平洒水或晾晒碾压检测做好记录检查签证路基成型检查摊铺厚度检测下层填土中线和边线填料选定与检测路基分层填筑压实程序一、路基压实的意义与机理土是三相体，土粒为骨架、颗粒之间的空隙为水份和气体所占据。压实的目的在于使土粒重新组合，彼此挤密，空隙缩小，密实，最终导致强度增加，稳定性提高。大量试验和工程实践还证明：土基压实后，路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等，均有明显改善。二、影响压实效果的主要因素：最佳含水量、土质、压实厚度、压实功能。1、最佳含水量：最佳含水时，最大干容重，此时压实效果最好，耗费的压实功能最经济。2、土质：砂性土的压实效果，优于粘性土。3、压实厚度：对压实效果有明显影响。密实度随深度递减。一般情况下：夯实不超过20cm。12—15吨岩石压路机，不宜超过25cm，分层压实。4、压实功能（压实工具的重量，碾压次数、锤落高度，作用时间）相同含水量条件下，功能愈高、土基密实度愈高。（有上限）。（一）含水量对压实的影响（二）土质对压实效果的影响w0亚砂土亚粘土粘土1干重度与含水率的关系；2变形模量与含水率的关系。干重度：单位体积土的重量（四）压实功能对压实效果的影响600KN·m1150KN·m2300KN·m3400KN·m同一种土的最佳含水率随功能的增大而减小，最大干重度反之。相同含水率条件下，功能越高，土基密实度越高。因此可以通过增加压实功能提高路基强度或降低最佳含水率，但有一定限度。采用密实度做为路基压实控制指标的原理（从强度、稳定性的角度考虑）饱水前饱水前饱水后饱水后三、压实机具的选择与操作机具名称最大有效压实厚（m）碾压行程次数适宜的土类粘性土亚粘土粉砂土砂粘土人工夯实0.103～43～42～32～3粘性土与砂性土牵引式光面碾0.15——75粘性土与砂性土羊足碾（2个）0.201086—粘性土自动式光面碾5t0.1512107—粘性土与砂性土自动式光面碾10t0.251086—粘性土与砂性土气胎路碾25t0.455～64～53～42～3粘性土与砂性土气胎路碾50t0.705～64～53～42～3粘性土与砂性土夯击机0.5t0.404321砂性土夯击机1.0t0.605432砂性土夯板1.5t落高2m0.656521砂性土履带式