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路堤填筑、路堑开挖、路基排水、软土地基施工,超全整合!
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  • 发表日期:2020-03-12 08:27:56

公路工程中,路基施工作为非常重要的一个环节,虽然结构形式比较简单,但是施工量大,施工范围广,比较容易受各种地形,地质等条件的影响,而且投资大,施工工期长,所以为了更为的夯实路基方面的常识,这里整合了路堤填筑施工,路堑开挖施工,路基排水以及软土地基施工这四大板块来和大家一起学习。

路堤填筑施工

一、路堤填筑的施工环节:



二、基底处理:

在路堤填筑前进行基底处理,能使路堤填土与原地表密切结合,增加承载能力,避免路堤沿基底发生滑动,防止因草皮、树根腐烂引起的路堤沉陷,保证路堤填筑的质量,保证路堤具有足够的强度和稳定性。

(1)密实稳定的土质基底地面横坡不陡于1:10时,直接在地面上修筑路堤

(2)当地面横坡,i>1:5,较陡时,除草皮,杂物后,挖台阶,台阶宽度不小于2m,高度不小于1m,若i>1:2.5,外坡角特殊处理(护脚)

(3)基底土为腐殖土时,必须人工或者机械将其表层土清除换填,一般换填厚度不小于30cm为宜。


(4)路堤修筑范围内,原地面的坑、洞、基穴等,应当回填压实。

(5)路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时,应采取拦截、引排等措施,或在路堤底部填筑不易风化的片石、块石或砂、砾等透水性材料。路线经过水田、池塘或洼地时,应根据积水和淤泥层等具体情况,采取排水疏干、清淤换填(二级以下公路可抛填砂砾或石块等压、挤淤见下图)、晾晒或掺灰等处理措施;当基底土质湿软而深厚时应按软土地基处理

水田或池塘地段基底处理方案 



三、填筑材料的选择

《公路路基施工技术规范》规定

(1)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。

(2)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。

(3)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。

(4)捣碎后的种植土,可用于路堤边坡表层。

路基填料中最稳定的填料主要有石质土、砂性土和钢渣等,这几类材料摩擦系数大,不宜压缩,透水性好,其强度受水的影响很小,是填筑路堤的最佳材料。在路基填料中稳定性差的填料主要有高液限黏土、粉质土等,不宜作为公路路基用土。

高速公路和一级公路路堤填料应到实地采取土样并进行土工试验,有关指标应符合下表要求。

二级和二级以下公路路堤填料也按下表规定选用。 

四、路基填筑方式


(1)水平分层填筑:按照路堤设计横断面,自下而上逐层填筑。依据填料的性质(透水性),从原地面逐层向上堆填并分层压实。


(2)纵向分层填筑法:纵向分层填筑适用于推土机或者铲运机从路堑取土填筑距离较短的路堤,依纵坡方向分层、逐层推土填筑并碾压密实。



(3)横向填筑法:从路堤的纵向或横向,按照全部高度逐步推进填筑。常用于路线跨越深谷或通过陡坡地段及泥沼地区,但不易压实,沉降不均匀。


五、路基压实施工

路基压实的作用是提高填料的密实度,减小孔隙率;增强填料颗粒之间的接触面,增大凝聚力或嵌挤力,提高内部摩擦阻力,减少形变,为路基的正常使用提供良好的基础。

(1)土质路基压实

1、压实原理—土体在压力作用下,克服土颗粒间的内聚力和摩擦力,使原有结构受到破坏,固体颗粒重新排列

3、压实机械作业方式

 1)慢速碾压,压实速度2~4km/h为宜

 2)避免掉头碾压,采用纵向进退的方式

 3)碾压应纵向分行进行

 4)纵向分行压好后,进行第二段碾压,纵向接头处,重叠1~2m碾压。

压实机械碾压路线


压实机具的选择与操作

压实机具的选择以及合理的操作,则是影响土基压实效果的另一综合因素。土基压实机具的类型较多,大致分为碾压式、夯实式和振动式三大类型。碾压式(又称静碾压式),包括光面碾(普通的两轮和三轮压路机)、羊足碾和气胎碾等几种。夯击式中除人使用的石夯、大夯外,机动设备中有夯锤、夯板、风动夯及蛙式夯机等。振动式中有振动器、振动压路机等。不同压实机具,适用于不同土质及不同土层厚度等条件,这些都是压实机具的主要依据,正常条件下,对于砂性土的压实效果,振动式较好, 夯击式次之,碾压式较差。对于粘性土,则宜选用碾压式或夯击式,振动式较差甚至无效。不同压实机具,在最佳含水量条件下,适应于一定的最佳压实厚度以及通常的压实遍数

静力碾压式:(光面碾,羊足碾,气胎碾)粘性土 

夯击式:粘性土

振动式:砂性土

实践经验证明:土基压实时、在机具类型,土层厚度及行程遍数已经选定的条件下,压实操作时宜先轻后重、先慢后快,先边缘后中间(超高路段等需要时,则从内侧至外侧宜先低后高。压实时,相邻两次的轮迹应重迭轮宽的1/3,保持压实均匀,不漏压,对于压不到的边角,应辅以人力或小型机具穷实。压实全过程中,经常检查含水量和密实度,以达到符合规定压实度的要求。

土基压实标

土基野外施工,受种种条件限制,不能达到室内标准击实试验所得的最大干容重γ0应予以适当降低。令工地实测干容重为γ,它与室内标准击实试验得到的γ0值之比的相对值,称为压实度K。压实度K是现行规范规定的路基压实标准。最大干密度γ0是通过标准击实试验所确定的。 

碾压工序的控制

为了有效地压实路基填筑土,必须对碾压工序作以下的控制:路基要求的压实度根据填挖类型和公路等级及路堤填筑的高度而定。通常根据表中的规定,用标准击实试验,求出最大干密度和相应的最佳含水量,计算出施工要求的最小干密度。

各种压实机具碾压不同土类的适宜厚度和所需压实遍数与填土的实际含水量(最佳含水量±2%以内)及所要求的压实度大小有关,应根据要求的压实度,在做试验段时加以确定。高等级公路路基填土压实宜采用振动压路机或35~50t轮胎压路机进行。采用振动压路机碾压时,第一遍应静压,第二遍开始用振动压实。压实过程中严格控制填土的含水量。含水量过大时,应将土翻晒至要求的含水量再碾压;含水量过小时,需均匀晒水后再进行碾压。通常,天然土的含水量接近最佳含水量时,在填土后应随即压实。


4、影响压实效果的因素

1)土的含水量

在一定功能条件下,控制土的湿度为最佳值时,压实效果最佳、最经济;含水量是影响压实效果的决定性因素;在一定的压实功能作用下,含水量的变化会导致土的干密度随之变化,在最佳含水量的时候压实,能够得到最大干密度;


2)土质对压实的影响

土质不同,最大干容重和最佳含水量不同;砂性土的压实效果优于粘性土; 

3)压实功能

压实功能(指压实工具的重量、碾压次数或锤落高度、作用时间等)对压实效果的影响,是除含水率外的另一重要因素。在相同条件下,功能越高,土基的密实度越高。压实功能增加到一定限度以上,效果提高愈缓慢。但是过分增大压实功能,超过土体的极限强度会导致土体破坏。

4)碾压温度

温度不宜过高或过低,适当的温度可以降低土体中水粘滞度,易于压实。

 5)压实厚度对压实效果的影响。

压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下(土质、湿度与功能不变),实测土层不同深度的密实度(或压实度)得知,密实度随深度递减,表层5cm最高。不同压实工具的有效压实深度有所差异。根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求,路基分层压实的厚度,有具体规定数值。一般情况下,夯实不宜超过20 cm,12—15t光面压路机,不宜超过25cm,振动压路机或夯击机,宜以50 cm为限。

 6)地基下承层强度

地基强度不足,路堤的第一层就难以达到较高压实度,因此,填筑路堤前,首先要碾压路基,若地基有软弱层,应用沙砾处理地基。

7)碾压机具和方法

压实机具不同,压力传布的有效深度不同;夯击机具压力传布最深,振动式次之,碾压式最浅。压实机具质量较小时,荷载作用时间越长,土的密实度越高,密实度的增长随作用时间的增长而减小;压实机具较重时,土的密实度随荷载作用时间的增加而迅速增大,超过某一时间限度,土基变形增加而破坏。碾压速度越高,压实效果越差。

5、压实标准与碾压控制

1)压实标准


工地上压实达到的干密度γ与室内标准击实试验所得的该路基土的最大干密度γ0之比。压实质量要求由压实度控制。

2)路基压实作业的控制与检验

确定不用种类填土的最大干密度和最佳含水量;检查控制填土含水量;

 3)压实机械的选择

碾压式:光面碾(两轮和三轮压路机)、羊足碾和气胎碾等

夯击式:人工夯、夯锤、夯板、风动夯及蛙式夯机等。

振动式:振动器、振动压路机等。

不同压实机具,适用于不同土质及不同土层厚度等条件。

对于砂性土:振动式较好、夯击式次之、碾压式较差。

对于粘性土:碾压式或夯击式较好,振动式较差甚至无效。

压实方法:先轻后重、先慢后快。

分层碾压的关键是控制碾压遍数,对于低黏质土压实所需的碾压遍数平均为4—6遍,对黏质土需要10—12遍。

路堑开挖施工


路堑开挖是路基施工中工程量最大、最普遍的施工内容,需多种机械进行施工

一、路堑开挖的特点

(1)开挖前均应先开挖截水沟,设法引走一切可能影响边坡稳定的地面水和地下水。

(2)开挖时应按横断面自上而下,切不可逆转施工。

(3)在地质不良拟设挡土墙的路堑中,路堑应分段开挖。

(4)路堑弃土应按要求,整齐的堆放在路基一侧或两侧。

(5)松软土地带或其他不符合要求的土质地段,要采取各种稳定处理措施。

二、土质路堑开挖施工

路堑开挖是将路基范围内设计标高之上的天然土体挖除,并运到填方地段或其他指定地点的施工活动。


(1)横挖法

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。适用于平缓地面上短而浅的土石路堑,用挖装、车运机具施工。



(2)纵挖法

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。

(3)纵横通道混合掘进 

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

路堑开挖原则及注意事项

1.坡顶坡面检查

对危石、裂缝或其它不稳定情况必需进行妥善处理。开挖时,首先将表层腐植土推开弃至指定弃土场,然后将利用土调配至填方路堤段进行填土,若试验发现有不合格土时同样弃至弃土场。

2.开挖顺序

开挖从上而下,由中心向两边,逐层顺坡开挖,严禁掏底开挖。开挖过程中随时进行刷坡处理,使边坡一次成型。深挖路堑还修出降坡台阶。在岩层走向、倾角不利于边坡稳定及施工安全的地段,改成顺层开挖,不挖断岩层,采取措施减弱施工振动。在设有挡墙的上述地段,采取短开挖或马口开挖,并设临时支护等措施。

3.在有护坡的边坡,当防护不能紧跟开挖时,暂时留一定的保护层,待作防护层时再刷坡挖够。

应注意的问题:

1.先挖截水沟 

2.弃方不能随意丢弃

3.及时设置支挡工程

三、石质路堑开挖方法

爆破法、松土法

路基排水施工


水的作用是造成路基病害的主要因素。水的危害,例如对土体的浸泡、饱和、冲刷作用,是路基病害发生的重要原因之一。路基范围内排水处理的好坏对路基的整体稳定和防止基床病害影响甚大。

地下水进入路基土体,降低路基强度,引起翻浆、冒泥,冬天还容易引起冻胀破坏。地面水在路基边坡上流动还会对边坡冲刷,不利于路基的稳定性。

一、路基排水的目的与设置原则

(1)路基排水的目的

路基的强度和稳定性与水的关系十分密切。路基的病害有多种,形成病害的原因也很多,但水的作用是主要因素之一。路基排水的目的在于确保路基始终处于干燥、坚实和稳定状态。

路基施工中,应校核全线路基排水系统的设计是否完备和妥善,必要时应予以补充或修改,应重视排水工程的质量和使用效果。设置施工现场的临时性排水措施,保证路基工程质量,提高施工效率。

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