路基工程课件

城市道路工程模块三路基工程子模块一基本知识：一、路基的作用及对路基的基本要求1、作用1）是路面的基础，支撑路面2）与线形、路面管同构成道路的使用品质3）决定路面使用期限及厚薄4）工程量及造价占相当比重2、基本要求：1）足够的强度和刚度2）足够的稳定性水温性温度稳定性3）足够的整体稳定性二．路基的断面形式(a)矮路堤(b)一般路堤(c)沿河路堤(d)护脚路堤(e)挖渠路堤(a)全挖路基断面(b)台口式路基(c)办山洞式路基2、挖方路基（路堑）(a)一般填挖结合路基(b)矮挡墙路基(c)护肩路基(d)砌石路基3、填挖结合路基三．路基受力与工作区深度为z时，荷载应力仅为自重应力的1/5—1/10则深度z称路基工作区：一般z=0.90～2.40mz与荷载大小路面刚度有关pσ1σ2σ1+σ2Z四．路基强度Ctgs颗粒越粗，粘合力越小，内麽阻角越大S颗粒越细，粘合力越大，内麽阻角越小s1、抗剪强度：2、回弹横量：路槽底面土基回弹横量Eo20Mpa，特殊情况≮15Mpa五．土基的干湿类型1、类型：干燥，中湿，潮湿，过湿2、判定方法：1）平均稠度；BM=2）临界高度；H1H2H3pLmL干中潮过1.00.750.5H1H2H3六．公路自然区划7个一级区分33个二级区分19个一级区分Ⅰ、北部多年冻土区Ⅱ、东部湿润季冻区Ⅲ、黄土高原干湿过度区（山西太原）Ⅳ、东南湿热区Ⅴ、西南潮暖区Ⅵ、西北干旱区Ⅶ、青藏高寒区七．路基最小填土高度砂（0.3-0.5m以1.0-2.0m为宜）沿河路高出设计水位0.5m以上。八．路基变形，破坏及其原因：路基沉陷边坡溜方、滑坡、风蚀、崩塌、碎落路堤沿地基滑动破坏路基整个沉陷或一部分不稳定路基以下的地基土体不稳定重点带载作用（重载）填筑方法不正确，压实不足土因季节性交替变化发生含水量变化，使土体膨胀，收缩，冻涨，春融原因路堤坍散破坏九．提高（保证）路基稳定性的措施1、正确设计路基横断面（型式，边坡度）2、保证路基有足够的高度，以免受地下水或地表积水的侵蚀3、正确选择适当而良好的土填筑（必要时换填土）4、充分压实，达到规定的压实度，提高土基强度和水稳定性5、保证排水（地下水、地面水）6、设置隔离层：隔温层：砂垫层：7、采取边坡加固与防护措施十．城市道路路基工程特点1、土石方量少2、取土、弃土较困难4、施工中与相关公用设施相配合3、测设工作较复杂，隐蔽工程问题多十一、路基施工程序及内容1、施工前的准备工作主要是组织准备、物质准备和技术准备三方面。2、修建小型人工构筑物主要是小桥涵、档土墙。要求其先完工。3、路基土石方工程包括开挖路堑，填路基，压实、整平，建排水沟渠及加固工程。4、路基工程的检查与验收。1、分类1）公路用土按粒径分类：巨粒土粗粒土细粒土特殊土有机质土粉质土粘质土盐渍土红粘土膨胀土黄土1、分类1）公路用土按粒径分类：巨粒土粗粒土细粒土特殊土有机质土粉质土粘质土盐渍土红粘土膨胀土黄土卯石土漂石土十二路基用土及其分类砂类土砾类土2、土的工程性质宜选用级配良好的粗粒土作为填料砂质土最好，粘质土次之，粉质土最差2）土的工程分级：6级土：Ⅰ-松土Ⅱ-普通土Ⅲ-硕土石：Ⅳ-软石Ⅴ-次坚石Ⅵ-坚石子模块二路基施工一、施工前准备工作1、准备工作内容：组织准备、物质准备、技术准备二、施工测量1、中线的恢复和标定恢复路线中线，要按测设后设计出的路线平面图、直线、曲线及转点一览表，护桩记录等来进行较核。2、水准点的复查与加设3、横断面的检查与补测4、预留桥涵位置5、施工中的测量主要是检查挖、填情况，是否符合设计要求。三、路基放样1、内容：（1）在路中线各中桩处标定填挖高度；（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）边坡防样，按设计的路基边坡率，把边坡的位置标出来；（5）移桩移点。2、路基边坡放样方法：图解法直接按横断面图，在地面上量出路肩、坡脚、排水沟等对中线的距离，定出边线桩。计算法如没有横断面图，只有填挖数字，可以在地面上用计算法放样路基边坡。（2）、计算法放样1）在平地上放样边桩在平地上放样边桩2）在坡地上放样边桩地面横坡较大时，计算要考虑横坡影响。在施工中先测出地面横坡，即可按公式进行计算。h1-----h2------在坡地上放样边桩(a)路堤(b)路堑3、边坡放样（1）麻绳竹竿放样（2）用坡度样板放样四、土质路基施工一、路堤施工1、施工要点填土选择基底处理填筑方法2、基底处理：1）伐树除根、表土处理；（特别当填土高度1.0m时全部清除）2）耕地、松土处理：必需预先填平压实，有机质或杂质含量多时，碾压弹性过大，不易压实，换干土。3）池塘、水田处理：排干积水，清除淤泥、腐殖土，压实后再填筑（必要时设砂垫层）。4）坡面基底处理：＜1:10清理、整平原地面1:10～1:5翻松1:5～1:2.5台阶高20-30m,宽≮1.0m.2～4%＞1:2.5增大阶坡或修筑护墙，护脚。3、填筑方法（1）分层填筑法按设计的横断面，逐层填土、摊平、压实。包括水平分层填筑法：基本方法纵向分层填筑法（2）竖向填筑法在原地面纵坡大于12%地段，运土困难的断面采用该法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。（3）混合填筑法在路堤填土较高或因地形限制时，可采用混合填筑法，下层用竖向填筑，上层用分层填筑法，使其获得要求的压实度。4、注意：1）不得杂乱填2）严格控制填土厚度，每层20～30cm4）相接，加宽时，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。搭接长度不得少于2米。好差好差4）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；5）填方相邻作业段交接处若不是同时填筑，则先填地段应按1：1坡度分层留好台阶；若同时填筑，则应分层相互交迭衔接，搭接长度不得少于2米。6）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；五．路堑施工1、要点1）边坡稳定合理的开挖方式排水堆载机械振动方式整理支护2）排水始终保证施工层面上有纵、横向排水沟3）工作面2、开挖方式：横挖法纵挖法混合开挖法：1）全断面横挖法：适用于短而浅的路堑2）分层横挖法：适用于长而深的路堑3）分段纵挖法：适用于短而浅的路堑4）分层纵挖法：适用于短而浅的路堑5）通道纵挖法：适用于短而浅的挖方段适用于深长路堑3、路堑开挖应注意的问题（1）无论采用何种方法开挖，都应当自上而下地有序开挖，严禁掏挖；（2）无论采用何种方法开挖，应保证开挖过程中及竣工后能顺利排水，所以施工时先挖截水沟；（3）废方的处理；（4）粉土路堑要换土，厚度不小于0.8—1.0米；（5）注意边坡的稳定，及时设置必要的支挡工程；六．路基压实：1、压实的目的和意义1）借外力、挤紧土粒，提高密实度2）进而提高强度和水稳定性2、影响压实的因素内因：土质、含水量外因：压实功、土层厚、碾压方式、下承层强度（1）土：一般地，非粘性土的压实效果好（最佳含水量较小、最大干密实较大，静力作用下，压缩性小，动力作用下易压实）（2）含水量：含水量与密实度的关系ωoδo含水量与强度、水稳定性的关系含水量对压实的影响（含水量与密实度的关系）土的含水量是压实工作的主要影响因素。水存在于土中有两种形式，一是包裹在土粒表面的薄膜水，另一种是存在于空隙中的自由水。薄膜水的水膜越薄，土间的粘接力越大，土的强度越高。含水量增大，水膜变厚，粘性减弱，强度随支降低而便于压实；但水过多，自由水就充满全部空隙，土为水饱和，就无法压实。含水量对压实的影响击实试验的含水量w与密实度δ的关系形成峰形曲线，如图所示。峰顶对应的干密度就是最大干密度δ0，也就是最佳密实度；峰顶对应的含水量W0，就是最佳含水量。路基强度与含水量及压实度之间的关系最大强度对应的不是最佳含水量，这是因为含水量小时，土粒引力较大，强度也较最佳含水量时高。当含水量大于W0时，强度只随压实系数增长到一定程度，超过某一压实系数时，强度反而下降。这时土已接近两相土，所以继续压实土基，强度仍在增长；当含水量大于Wo时，土空隙中的水分在荷载作用下产生的动力和静水压力大大降低了土的强度，因而，压实度增大反而会降低了强度。压实度与水稳性也有关系，不同湿度的土样，含水达到饱和，只有在最佳含水量时压实的那种土，仍然保持最大的密实度。这些就说明，只有在最佳含水量时压实到最大密实度的土基，在遇水饱和后，密实度和强度下降最小，因此水稳性最好。3、压实标准：锤底直径落高内径高体积锤击次数次数轻型：5cm30cm10cm12.7m997cm3325（25N）重型:5cm45cm10cm12.7m997cm3527（45N）压实度:%10001K（压路机行进速度在4km/h以内为宜）4、压实原则：①②5、压实机具及其选择：碾压式：25cm羊足碾30cm粘土光面碾≯25cm轮胎碾50cm（30～35cm）非塑性土*一般地，有效压实深度大约等于压模直径（或压模与土接触面）的最小横向尺寸的2倍。5、压实机具及其选择：碾压式：25cm羊足碾30cm粘土光面碾≯25cm轮胎碾50cm（30～35cm）非塑性土夯击式：狭小地点0.6～1.5m粘性小的土振动式：砂性土*一般地，有效压实深度大约等于压模直径（或压模与土接触面）的最小横向尺寸的2倍。（土承受的压力超过土的极限强度将导致土体破坏）6、压实工作的控制与检查1）确定要求的干密度：判断最佳含水量的直观方法手捏成团但不沾手落地开花2）合理组织压实3）测δ’1δ’1＞δ1压实过度δ’1=δ1δ’1＜δ1W=W0压实不足，适当增加压实次数W＞W0翻松晾干W＜W0洒水补充，补水量；w=(w0－w)wQ12）合理组织压实3）测δ’1δ’1＞δ1压实过度δ’1=δ1δ’1＜δ1W=W0压实不足，适当增加压实次数W＞W0翻松晾干W＜W0洒水补充，补水量；w=(w0－w)wQ1七．路基的冬雨期施工1、冬期施工：连续10天以上昼夜平均温度低于-3oC,即为冬期（1）冬期路堤填筑：①应选用未冻结（砂类土，碎（卵）石土，等透水性好的土，禁用含水量过大的粘土）。②填土前先清除地表积雪、冰块、根据设计要求决定是否刨出冻层。③填筑高度：用砂、砂砾，石块填筑时，高度不受气温限制填土高度：平均气温高于-5oC时，不受限制平均气温低于-5oC时，不得超过规定-5oC～-10oC4.5m-11oC～-15oC3.5m-16oC～-20oC2.5m④应按横断面全宽平填，每层松厚应按正常施工减少20%～30%，且最大松厚为≯30m。⑤当天填，当天碾压完成。⑥路床顶以下1m范围内，不得用冻土填筑。（冻土含量≯30%，冻土块粒径为≯5m）（2）开挖冻土①采用人工或机械除表面冻层，应尽量做到当日挖到规定深度，及时整理碾压成活。②如需继续挖掘，应采取防冻措施（翻松或覆盖）3、雨季施工（1）组织快速施工，本着完成一段再开一段的原则，当日进度完成，“随挖，随填，随压”（2）填方应选择透水性良好的填土（3）路堑开挖应分层开挖，每一挖层均应设排水纵横坡及排水沟（4）注意周围水的排除（取土坑）五．软土路基的加固软土特性：天然含水量高，空隙比大，透水性差，压缩性大，强度低，具有触变形和蠕变形（1）表层排水法沟深0.5m～1.0m，宽0.5m，路堤填筑前用砂砾回填成盲沟（2）砂垫层法软土层上铺0.5～1.2m的砂垫层，宽出路堤底宽0.5m～1.0m，作为软土层固结的上部排水层和路堤内的地下排水层（3）稳定剂处置法：掺石灰、（生、熟）水泥等，改善土的压缩性和强度（掺生石灰，拌和初压消除后再次碾压）（4）换填法：换填砂、砂砾，其他粗粒料，适用于泥沼及软土厚2m时。（5）强制换填法：A、路堤荷载强制换填：依靠路堤荷载将部分软土层挤出量换，应从中线向两侧填筑，易出现不均匀沉降。B、爆破排除淤换填：对周围影响很大，软土厚，工期紧时。（6）反压护道法：护道高：约为路堤高度的一半（0.3～0.5