浅谈公路路基施工

浅谈公路路基施工摘要:路基是构成公路的一个重要组成部分,是公路的主体结构和路面的基础，路基的施工技术和质量控制的好坏,直接影响公路的使用寿命。没有稳定的路基,就没有稳固的路面。本文主要从实际出发，结合索约公路路基施工经验，对路基施工工序、路基施工技术以及质量控制和现场设备配置情况进行分析和总结，以供同行参考。关键词：路基、施工工序、施工技术、质量控制前言路基是构成公路的一个重要组成部分,是公路的主体结构和路面的基础,它贯穿公路修筑全过程,并与桥梁、涵洞、隧道等结构物相连,共同承受行车荷载作用。路基的施工技术和质量控制的好坏,直接影响公路的使用寿命。没有稳定的路基,就没有稳固的路面。另外由于各地自然环境和地质构造不同，路基施工受地域影响较大，所以前期施工组织设计应该充分研究当地地理特点，有针对性的进行施工。例如安哥拉索约公路位于中非西部，受到大西洋气候影响，季节呈现明显的旱季和雨季，且沿线土质多为砂性土。这种地理特点就必须考虑如下三个问题：（1）旱季路基补水，防沙化防裂（2）雨季路基排水，边坡支护（3）砂性土承载力分析或换填土料的取土场位置选择路基施工应以招标技术规范为依据，并结合现场实际情况，优化施工工序，着重解决实际问题。本文仅以索约公路路基施工经验为基础，并将施工工序、施工技术、现场问题加以阐述和分析，以供同行参考。1.路基施工1.1.施工前准备工作1.1.1测量工作测量是工程的眼睛，施工前应先进行测量工作。对以完成的导线、中线、水准点复测,根据现场实际情况增设必要的导线点、水准点。测量成果经监理工程师核准后,再按图纸放出路基中线、坡脚、边沟、路堑坡顶、取土坑、弃土场等位置。1.1.2路基清表路基清表前，首先要考虑施工便道的修建。施工便道的位置选择应满足两个条件：(1)便于排水，行车安全（2）离路基有一定距离，不影响正常施工。施工便道打通之后,用挖掘机、推土机、平地机、对路基填筑范围原地面上的树木、植物等进行清理,表土清除深度15cm～30cm。若清表杂物较少，则堆弃于施工便道与路基坡脚线之间；若清表杂物较多，则用自卸车运至附近弃土场。在经过水田池塘、洼地时,根据具体情况采用排水疏干、换填、抛石挤淤等处理措施,确保路堤的基底具有足够的稳定性。清表结束后,用平地机进行整平,用压路机对清表后的原地面进行碾压,压实度符合设计及规范的要求,清表质量、压实度、清表后高程及工程数量报监理工程师检验批准。1.1.3试验段施工试验段施工是为主体施工做准备，目的是确定施工参数:不同填料适宜的松铺厚度、最佳含水率，最优碾压遍数、最佳的施工组织等。试验段的位置应选在地质条件、断面形式有代表性的地段,并考虑现场施工条件，且试验段长度不宜小于50米。例如：索约公路的试验段选择在K36～K37之间，考虑因素有三点：（1）试验段离主营地近，机械便于调运（2）该种土质均匀，含水率较为合适（3）该种土质分布范围较广，有代表性。以下为试验段得出的施工参数，仅供参考：设计压实度(%)施工含水率范围值(%)机械铺土厚度(cm)碾压遍数21t振动压路机使用技术参数958.2-10.23021t振动压路机静压2遍后，再振动碾压6遍振动频率33Hz行进速度1.5-2.0km/h1.2.路基施工工序根据路基试验段成果，拟定如下施工流程：施工放样→基础处理→土料运输→土料摊铺→土料碾压→取样检测→整修成型。其中基础处理包括清表、填前碾压以及对特殊路基的处理，摊铺包括推土机推平，平地机整平。如果土的含水率较低，还要用洒水车补充水分。1.3.土方路基填筑1.3.1路基填筑一般方法土方路基的填筑应采用分层平行摊铺。每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定,不宜超过30cm。每层填料铺设的宽度,应超出每层路堤设计宽度,以保证修整路基刷坡以后的路堤边缘有足够的压实度。填筑时,应均匀地把材料摊铺在路堤的整个宽度,用平地机整平,并做出横坡。施工准备测量放线基础处理基础验收土料摊铺及碾压三检验收监理验收进入下一工序至设计高程整修成型验收土样试验试验报告送监理批准土料开采土料运输处理不合格合格1.3.2路基填筑中注意事项不同性质的填料应按水平分层分别填筑,不可混合到同一填筑层上,以保证该层强度均匀,特别是透水的与不透水的土,不得混杂使用,以免在填方内形成水囊,影响路堤的稳定。填筑中若不慎混入黏性翻浆土，应该及时清除，并填入稳定土料，如合格砂砾石或级配优良土质。填方相似作业段交接处若非同时填筑,则填筑地段应按坡度分层留好台阶;若同时填筑,则应分层相互交迭衔接。1.4.土方路堑开挖1.4.1路堑开挖一般方法路堑的开挖方式根据实际情况而定。一般可以分为横挖法和纵挖法。横挖法适用于较短的路堑，其形式为从路堑的一端或者两端按断面全宽逐渐向前开挖。纵挖法则适用于较长的路堑，其形式为沿路堑的宽度将高度分成不大的层次依次开挖。1.4.2路堑开挖中注意事项路堑施工是按设计要求进行挖掘，并将挖掘出来的土方运到路堤地段作填料，或者运往弃土场。它不象路堤填筑那样有填料的选择和分层碾压等问题。但由于路堑是由天然地层构成，地质条件较为复杂，其边坡开挖较易受到破坏。若排水不良，支护工程未及时做好，都会引起边坡失稳，发生塌陷。另外挖方路堑基底有渗水等病害时,必须根据实际情况采用有效措施进行处理,如进行换填、开挖排水沟、加深边沟深度等。土方、石方强风化地段,必须超挖,然后进行回填,压实度不小于设计值。2.施工机械设备配置2.1．主要机械设备生产率的计算（1）本项目部有DYNAPAC15TCA402D压路机，21TCA610压路机两种。以15T压路机为例，按照一个工作面的碾压次数计算生产率，计算如下：Qy=ntVLLhkcbB)()­(3600+=79.28m3/h＝1260m3/d（每天工作时间按16h计算）式中Qy——振动碾生产率，m3/h；b——碾压带宽度，此处取2.1m；c——碾压搭接宽度，m（根据试验，此处取0.2m）；h——施工升层压实厚度，此处取0.3m；L——碾压区段长度，此处取100m；V——振动碾碾压时行走速率，此处取1.8km/h＝0.5m/s；t——振动碾转弯、调头或换档时间，此处取20s；n——碾压遍数，此处取静2动8＝10；kB——时间利用系数，一般kB＝0.8～0.9，此处取0.85。或Pd＝n1×8(B－b)ν×hKb＝738.72m3/台班＝1477.44m3/d（每天工作时间按16h即2个台班计算）式中Pd——振动碾生产率，m3/台班；B——碾压带宽度，此处取2.1m；b——碾压搭接宽度，m（根据试验，此处取0.2m）；ν——振动碾碾压时行走速率，此处取1.8km/h；h——施工升层压实厚度，此处取0.3m；n——碾压遍数，此处取静2动8＝10；Kb——时间利用系数，一般Kb＝0.85～0.95，此处取0.9。根据上述计算综合考虑，一台15T振动压路机的生产率约为1300m3/d（理论）。通过参数推算，一台21T振动压路机的生产率约为1800m3/d（理论）。（2）开挖土料时采用的是1.5方神钢挖掘机，其生产效率为：Pn=60qnK=60×1.5×3×0.63≈170（m3/h）Pn——生产率（m3/h）q——铲斗容量1.5m3n——每分钟挖土次数（次/min）n=60÷20=3（次/min）Tp——挖掘机每次作业循环延续时间约20（s）K——系数，一般为0.6~0.67。（3）推土机、平地机配置需根据实际情况。根据现场施工经验，一台推土机可以满足10台自卸车（1.5—2km运距）施工，平地机则工作效率更高，故推土机和平地机一般情况下不会制约施工进度，可以根据拉运车辆和压路机、挖掘机的数量来确定。2.2.机械设备配置以用一台一台350神钢挖掘机为例，计算其他机械设备的配置情况。考虑到设备实际操作及生产能力，考虑到设备实际操作及生产能力，一台350神钢挖掘机生产效率为170m3/h，每天挖装及运输土料的时间为10h，其工作能力接为1700m3/d（压实方），折算成自然方约为2040m3/d。其挖装及运输强度为2040÷10＝204m3/h（自然方），根据自卸车设备参数，三菱自卸车的装料体积约为10m3,则每小时需土料运输车次为204÷10＝21车次。一般情况下，土料运输距离约为1.5km（按土方填筑运距不超过3公路，取平均值计算），车辆行驶速度为30km/h，则往返一次的时间即为1.5×2÷30×60＝6min；工作面上倒车、换档、转向、装土及卸车等时间合计为10min，则每小时单车可运土料为60÷（6+10）=3.75车次。归纳总结：通过以上计算，一台350神钢挖掘机，则需配置三菱自卸汽车为21÷3.75=6辆。一台350神钢挖掘机（1.5方），一台21T振动碾，6台自卸车（运距1.5km左右），一台推土机（山推220或类似等级），一台平地机（中等型号）可以满足正常施工。3.路基施工质量控制3.1.路基填料及压实度试验就填筑路堤而言,最合适的土是砂砾土、砾土及亚砂土。这些土的内摩阻力小、黏结力小、渗水性强,其合理含水量空间较大,容易压实,又有足够的强度、稳定性,遇水不致过分软化。用这些土作填料不易引起路基沉陷。但受到地域的限制，砂砾石料场或优质取土场不容易找到。不过在施工前,均应对填筑土进行以下试验,即液塑限、塑性指数试验;颗粒大小分析试验;含水量、密度、相对密度试验;土的击实试验(以确定最大干实度和最佳含水量);土的承载强度试验(值);土的有机质含量及易溶盐含量试验等,以确定其能满足路基填筑的要求。填筑路基时,每层碾压完成后应及时对压实度、平整度、中线高程、路基宽度等指标进行质量检测,各项指标符合要求后方能允许填筑上一层填土。通常,路基现场压实度检测主要检测方法有灌砂法(最通用的)、环刀法、核子法、等检测方法。笔者在路基施工过程中用到的检测方法是核子密度仪法，选择的主要原因是方便快捷且能较好的反映真实情况。3.2.影响路基施工质量因素从实践经验和路基检测分析得出,影响路基压实度的因素有土料的性质、碾压设备和碾压方法、下承层强度、路基土含水率等。在压实过程中,必须随时控制土的含水量,当含水量过大时,应晾晒风干至最佳含水量再碾压。施工过程应连续作业,减少雨淋、暴晒,防止土壤中的含水量发生大的变化。另外,在施工中,还应重视狭窄面积和一些非凡部位(指施工段的交界处,构筑物的台背、墙背,施工机具不可达到之处等)的压实。在填筑时,应选择适宜填料,并采用小型设备进行碾压,如平板振动夯实机、手扶压路机等,将其压实厚度控制在10cm～30cm之间,压实时严格控制含水量。4.施工实例4.1．索约公路K28+320箱涵台背回填K28+320箱涵台背回填采用如下方法：沿路线方向挖成台阶状，回填层厚30cm，依次回填碾压，回填高度约为1.8m，台阶总宽度约为5m。箱涵基础开挖时堆放在两侧的土料，可以做为回填土直接利用；不足土料则需要从附近取土场拉运。每层回填前，应提前计算出所需的土料，便于控制拉运的车数和摊铺的高度。土方回填时，箱涵两侧穿插进行施工，提高施工效率。平整时，先用反铲粗平，然后用平地机刮平，每层回填土的高度不大于30cm。平整完后，按犁翻、洒水、碾压的顺序进行，使压实度不小于95%。每层回填土压实度验收合格后，铺设下一层。土基回填高度至箱涵牛腿以下10cm。碾压时，为避免对墙体造成较大侧压力或振动破坏，在靠近结构物50cm内用小型振动碾碾压，其它大面积土基使用大型振动碾碾压。顶板箱涵边墙4.0m1.5:10.9m0.9m1.35m基础开挖回填高度0.1m地面线回填后基础面K28+320箱涵台背回填简图4.2.钢筋混凝土搭板法为减少路与箱涵过渡段的刚度差,可在路桥过渡段范围内路基填土上可设置一钢筋混凝土搭板,一端支承在刚性基础箱涵台背,另一端简支于路基面垫层上,使之行刚柔缓和过渡,从而消除桥头跳车。5.结束语目前,公路路基填方工程的质量控制尚未应用什么尖端科技,其施工质量的关键在于管理,只有在施工过程中,及时地发现问题,及时地总结经验,并在整个施工过程中制定行之有效的管理措施,以确保规