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★桥梁施工总流程图1桥梁测量2桥梁基础施工3桥梁墩台施工4桥梁上部构造施工5桥面铺装6桥面附属设施7验收本数据库按照桥梁的施工顺序建立树状图,具体内容请见各章节。1
基础是桥梁下部结构的重要组成部分,由于在地面以下或在水中,涉及水和岩土地质等问题,从而增加了其复杂程度,不同的工程无法采用统一的基础施工模式。大致可归纳为:①明挖扩大基础②桩和管柱基础③沉井基础④地下连续墙基础⑤组合基础2
一、钻孔灌注桩施工工艺流程平整场地筑岛或打板桩船只、拼装、锚定桩位放样设立工作台、导向架制作护筒下沉、埋设护筒必要时设立分水尖制作钻头钻机就位设立钻架和其他设备制作钻架向钻孔注清水或泥浆供水测量钻孔深度、钻进斜度、直径泥浆沉淀池泥浆池掏渣卸土焊钻头设立泥浆泵泥浆备料必要时社钻孔完成后必要运输吊装设立钢筋骨架吊装骨架时移走钻架钢筋骨架和导管的设备制作钢筋骨架请孔设立清孔设备测量淤泥厚度设立必要的模板制作模板设置隔水试拼装检验导管制作导管栓猫头鹰设立导管设立溜槽储料斗混凝土检验测量混凝土面高度输送混凝土制备混凝土灌注水下混凝土需要拔除护筒,保护层设立拌和站混凝土备料厚度导向钢混凝土养生管时拔除之拆除模板拔除护筒3
二、施工工艺(一)埋设护筒:1、护筒形式:包括木制、钢制、钢筋混凝土三种,最常用的是钢护筒,因其重复利用率高;2、护筒规格要求:坚固耐用,不漏水,内径比钻孔直径大,(旋转钻约大20cm,冲击或冲抓约大40cm),每节长度约为2-3m;3、护筒埋设要求:护筒入土较深时,应以压重、锤击或辅以筒内除土等方法沉入;护筒周围一定范围内应夯填粘土;4、深水护筒的埋设:先打入导向架,再用锤击或振动加压沉入护筒;5、护筒精度要求:平面位置偏差≤5cm,倾斜度≤1%;(二)泥浆制备:8、钻孔泥浆的组成:由水、粘土(膨润土)和添加剂组成;9、泥浆性能指标:钻孔法地质泥浆性能指标备注情况相对密度粘度静切力含砂率胶体率失水率酸碱度正循环粘性土1.05~1.2516~221.0~2.5<8~4>90~95<258~10回转、冲砂土1.2~1.4519~283~5<8~4>90~95<158~10击法碎石土卵石漂石推钻、冲粘性土1.10~1.2018~241~2.5<4>95<308~12抓砂土1.2~1.422~303~5<4>95<208~12碎石土反循环粘性土1.02~1.0616~201~2.5<4>95<208~10回转沙土1.00~1.1019~281~2.5<4>95<208~10碎石土1.10~1.1520~351~2.5<4>95<208~10注:1、地下水位高或流速较大时,指标取高限,反之取低限;2、地质较好孔径或孔深较小的,指标取低限;10、孔壁泥皮厚除正循环旋转冲击的砂土等应不大于2mm外,其余均应不大于3mm;11、用推钻、冲抓、冲击方法钻进时,可用粘土碎块投入孔内;12、若当地缺乏优质粘土,不能调出合格泥浆时,可掺用添加剂,添加剂的参量请见《公路桥涵施工规范》附录5-113、在不宜坍塌的粘土层中,采用推钻、冲抓、反循环回转方法钻进时,可用清水提高水头维护孔壁;14、对与水膨胀或容易坍塌的地层,其失水率应小于3~5ml/30min;4
(三)钻孔方法钻孔的方法分人工成孔、机械成孔,其中我们所接触的工程中,机械成孔包括了三种类型:冲击法、冲抓法与旋转法。正循环转法和反循环转法、潜水电钻法都属于旋转法。1、机械成孔①冲击法:②冲抓法:③旋转法:钻进方法及其适用范围方法螺旋钻进施工回转钻进施工冲击钻进施工项目正循环回转钻机反循环回转钻机全护筒回转钻进施工成孔设备螺旋钻正循环回转钻机反循环回转钻机冲抓斗冲击实心锥(方法)钻头冲击管锥地基条件适用钻进岩块、卵石、粘性土,砂土,砾粘性土,砂土,卵石粒径适于钻进岩块、卵石、漂石、适于钻进岩块、卵石、漂石、软岩到硬岩,卵石粒径小于2cm、小于钻杆内径2/3,含量软岩、硬岩。到硬岩时需辅软岩、硬岩到硬岩时需辅以冲击含量少于20%的碎少于20%的碎石土,软岩以冲击石土,软岩通过强力回转可钻进各种特点钻进不需泥浆适于水上施工适于水上施工硬岩钻渣处理效率好减摩阻力性好施工简单不需要长护筒不需要长护筒可钻进深井可防止泥浆漏失井壁坍塌少垂直精度高噪声低,振动小噪声低,振动小结构简单,故障少噪声低,振动小可自动运转钻进直径φ0.65米~φ1.5米φ0.8米-φ2.0米φ0.8米-φ3.0米φ10米-φ20米φ0.65米-φ1.2米钻进深度50米30米-100米泵吸<40米;气举100米50米40米施工条件斜桩最大施工角度????斜桩的施工角度可在水上施工。。陆地15,海上20陆地12度2、人工挖孔:①成孔方法:系用人工和适当的小型爆破,配合简单机具挖掘成孔,灌注混凝土(或钢回混凝土)成桩;②适用范围:适用于无地下水或少量地下水的土层和岩层。③施工技术标准和要求:用人力挖的方桩边长或圆桩孔径不宜小于1.4m,孔深一般不宜超过20m;但近几年,随着加固技术的创新,在采用了相当安全的保护措施的前提条件下,也有超过20米成功的例子,我局施工的柳州谭中高架桥,人工成孔达到45米。④挖孔注意事项:挖孔时必须采取孔壁支撑,支撑型式视土质、渗水情况、工期与队地条件而定,一般可用就地灌筑混凝土或用便于拆装的钢、木支撑。支5
护应高出地面,支护应经过验算。挖孔过程中,必须有可靠的安全措施,并应经常检查孔洞内的二氧化碳含量,二化碳浓度如超过3%,应增设通风设施,以保人身安全;⑤挖孔标准:挖孔达到设计深度后,应进行孔底处理,孔底不应有松渣、淤泥、沉淀等扰动过的软层。⑥人工挖孔的特点:需要机具设备少,成孔后可直观检查孔内土质状况,基桩质量有可靠保证。对于挖掘过深(超过15~20m)、或渗水量稍大等情况,应慎重地选择施工工艺,增加防范措施和通风,加强施工监测,以确保施工质量和人身安全。三、孔径检查与清孔:1、检查方法:钻孔的直径、深度和孔形直接关系到成桩质量,是钻孔桩成败的关键。为此,除了钻孔过程中严谨操作、密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应采用适当器具对孔深、孔径、孔形等认真检查,符合设计要求后,填写“终孔检查证”。2、清孔方法:清孔应紧接在终孔检查后进行,避免隔时过长引起泥浆沉淀过厚,导致孔壁坍塌。清孔的方法有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等,其中抽浆法清孔较为彻底,适用于各种钻孔方法的灌注桩。对孔壁易坍塌的钻孔,清孔时操作要细心,防止坍孔。换浆法适用于正、反循环旋转钻机,优点是不易坍孔,不需增加机具,只需将钻机稍提离孔底0.1~0.2m空转,把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出即可.3、清孔的目的:清孔是清除钻渣和沉淀层,尽量减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留过厚沉淀土层而降低桩的承载能力;其次,清孔还为灌注水下混凝土创造良好条件,使测深正确,灌注顺利。4、清孔的质量要求:对摩擦桩,孔底沉淀土的厚度,中、小桥不得大于(0.4~0.6)d(d为桩的直径),大桥按设计文件规定。清孔后的泥浆性能指标,含砂率为4%~8%,相对密度为1.10~1.25,粘度为18~20s。对支承桩(柱桩、嵌岩桩),宜用抽浆法清孔,并直清理至吸泥管出清水为止。灌注混凝土前,孔底沉淀土厚度不得大于50mm。若孔壁易坍塌,必须在泥浆中灌注混凝土时,建议采用砂浆置换钻渣清孔法,清孔后的泥浆含砂率不大于4%。其他泥浆性能指标同摩擦桩要求。对于沉淀上厚度的测量,用冲击、冲抓锤时,沉淀土厚度从锥头或抓锥底部所到达的孔底平面算起。沉淀土厚度测量方法可在清孔后用取样盒(开口铁盒)吊到孔底,待到灌注混展土前取出,直接量测沉淀在盒内的沉渣厚度。四、钻孔事故处理1、常见的钻孔事故有:坍孔、钻孔偏斜、扩孔与缩孔、钻孔漏浆、掉钻落物、糊钻以及形成梅花孔、卡钻、钻杆折断等等。其处理方法如下:6
①坍孔:遇有坍孔,应认真分析原因和查明位置,然后进行处理。坍孔不严重时,可回填至坍孔位置以上,并采取改善泥浆性能,加高水头、埋深护筒等措施,继续钻讲_均孔严重时.时方刚粽孔全部用砂或小砾石夹粘土回填,暂停一段时间后,查明坍孔原因,采取相应措施重钻。坍孔同位不深时,可采取深埋护筒法,将护筒周围土夯填实,重新钻孔。②钻孔偏斜:遇有孔身偏斜、弯曲时,一般可在偏斜处吊住钻锥反复扫孔,使钻孔正直。偏斜严重时,田回填粘性土到偏斜处,待沉积密实后重新钻进。③扩孔与缩孔:遇有扩孔、缩孔时,应采取防止坍孔和钻锥摆动过大的措施。缩孔是钻锥磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。对前者应及时补焊钻锥,对后者用失水率小的优质泥浆护壁。对已发生的缩孔,应在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径④钻孔漏浆:钻孔漏浆时,如护筒内水头不能保持,宜采取护筒周围回填土筑实、增加护筒埋制深度、适当减小水头高度或加稠泥浆、倒入粘土慢速转动等措施;用冲击法钻孔时,还可填入片石、碎卵石土,反复冲击以增强护壁。⑤掉钻落物:由于钻锥的转向装置失灵、泥浆太稠、钻锥旋转阻力过大或冲程太小,钻锥来不及旋转,易发生梅花孔(或十字槽孔,多见于冲击钻孔),可采用片石或卵石与粘土的混合物回填钻孔,重新冲击钻进。⑥糊钻、埋钻:遇此应对泥浆稠度、钻渣进出口、钻杆内径大小、排渣设备进行检查计算,并控制适当的进尺。若已严重糊钻,应停钻,提出钻锥,清除钻渣。冲击钻锥糊钻时,应减小冲程、降低泥浆稠度,并在粘土层上回填部分砂、砾石。遇到坍方或其他原因造成埋钻时,应使用空气吸泥机吸出埋钻的泥砂,提出钻锥。⑦卡钻:卡钻常发生在冲击钻孔,卡钻后不宜强提,只宜轻提,轻提不动时,可用小冲击钻锥冲击或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。⑧掉钻落物时,宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞;若落物已被泥砂埋住,应按前述各条,先清除泥砂,使打捞工具接触落体后再行打捞。五、质量检验与质量标准挖孔桩可采用直观检验丈量法。每根灌注桩应留取混凝土抗压强度试件不少于2组。同时应以钻取芯样法或超声波法、机械阻抗法、水电效应法等无破损检测法对桩的匀质性进行检测。检测应符合下列规定:其一、宜对各墩台有代表性的桩用无破损法进行检测,重要工程或重要部位的桩宜逐根检测;无条件用无破损法检测时,以及钻孔桩为柱桩时,应采用钻取芯样法对至少3%~5%根(同时不少于2根)极进行检测;对柱桩并应钻到桩底0.5m以下;其二,对质量有怀疑的桩及因灌注故障处理过的桩,均应进行检测。7
1、垂直度的控制:①经常检查钻盘的水平度,用已经核准的水平尺检查;②用吊锤检查钻杆的垂直度;③经常提起及放下钻头,若钻头提起及放下活动自如,这说明钻孔基本垂直。2、钻孔桩水下混凝土的质量应符合:①强度应不低于设计强度。除检查灌注过程中预留试块的抗压强度外,还应凿平桩头,凿取桩头混凝上试块做抗压强度试验,一般可按基桩总数的5%~10%抽查;大桥的钻孔桩,应以地质钻机钻取桩身混凝土芯样做抗压试验,同时检查桩尖沉淀土实际厚度和桩底土层情况,钻取的芯样直径应不小于70mm。②桩身混凝土无断层或夹层,钻孔桩桩底不高于设计标高,桩底沉淀厚度不大于设计规定。应仔细检查分析所有各桩径的混凝土灌注记录,并用无破损方法检验桩身,认为其中某些桩的质量可疑测应以地质钻机钻通全桩取芯样,检查该桩有无夹泥、断桩、混凝土质量松软,并做芯样的抗压强度试验。③桩头凿除预留部分无残余松散层和薄弱混凝土层;需嵌入承台内的桩头及锚固钢筋长度符合规范要求。六、钻孔灌注桩施工实例从柳州谭中高架桥和巩义伊洛河大桥的施工中总结了特殊桩基成孔施工工艺,现简要介绍如下:(一)缺陷桩处理钻孔桩经检测发现存在的常见缺陷有夹泥、软弱夹层、蜂窝、缩径等,也有的缺陷是由于钻头卡在孔底无法取出,被迫灌注混凝土而留下待以后处理的。1、旋喷压浆法旋喷压浆是目前处理缺陷桩常见缺陷有夹泥、软弱夹层、蜂窝、缩径等,也有的缺陷情况采取相应的措施。(1)旋喷压浆的一般工序①根据检测出的缺陷位置钻孔抽芯,一直到达缺陷位置为止。成孔后在孔口安装套管及阀门。如果缺陷范围较大,应至少钻3个孔以便进行循环排渣。对于桩底有钻头的情况,一般会沿钢筋笼布置一定数量的预留管。但由于桩底情况复杂,在处理时仍要在桩中心区域钻3个孔,以保证能乇底清渣。②高压喷射切割,气举循环清渣。以泵压30MPa左右的高压清水射流孔对缺陷段自下而上进行喷射切割,使缺陷段内的软弱部分被切割破坏呈泥浆状。喷射器提升速度不大于15cm,必要时再重复切割。如缺陷范围大,各管相互连通,则在喷射的同时,选择另一孔以0.5~0.6Mpa的风压进行气举清洗,其他孔出渣。如果各孔之间没有连通,则在同一孔内先后进行切割和气举清渣。当切割、清渣到一定程度,出渣孔喷出的水由浊变清时,再换其他孔轮流处理。对于没有软弱夹层的缺陷(如蜂窝),可不进行切割处理。8
③喷浆与压浆用水灰比为1:1、并掺有缓凝剂的水泥浆从注浆孔进行自下而上的喷射。喷射流泵压为20~30MPa,喷射器上提速度不大于15cm/min,旋转速度不大于18r/min,喷射长度与高压切割段一致。当出浆口流出的浆与注入的浆相对密度基本相同时,证明孔内清水已被置换成水泥浆,即可完成这一步操作。然后逐孔向孔内压浓水泥浆,水灰比为0.5:1。当出浆口的浆液相对密度上升到与注浆一致时,关闭出浆口。挤浆泵压达到2MPa时,即可终止压浆作业。④检测。经过上述处理后,水泥与石的固结体28d强度应达到要求。填充体的强度与完整性通过抽芯法及超声波法进行检测。(二)特殊情况处理1、在处理钻头埋在孔底的桩时,有一些情况需要注意,如牙轮钻往往有一块厚钢板,钻压浆孔时必须钻穿钢板才能处理到钻头下方的空间;冲击锤锤体厚实,预留抽芯管时,要探准锤瓣间的空档位置;有时为了避开巨大的钻头下方的空间;冲击锤锤体厚实,预留抽芯管时,要探准锤瓣间的空档位置;有时为了避开巨大的钻头,或者在某种特殊情况下桩顶不便于摆放在抽芯钻机,可从桩外钻斜孔,进入被埋钻头下方进行处理。巩义伊洛河大桥的0#桩经压浆处理后仍有局部缺陷,由于时间紧,必须开始施工承台与墩身,然后在墩身旁钻斜孔进入桩底,再次进行压浆处理。最后抽芯检查证明处理成功。2、当钻头不是卡在孔底或者卡在孔底尚未达到设计标高时,抽芯孔应钻穿钻头直到桩底持力层,判别地质情况和孔底空间大小后,再确定处理方案。如果钻头与孔底之间距离的几米高,或孔底经高压切割清洗后留下较大空间,则可考虑在设置好压浆管后向这个空间投入小碎石,再喷射压浆,这样有利于形成充实的有较高强度的桩底。(三)人工凿孔处理缺陷如果缺陷范围大,而且发生在护筒内或者录桩径大于2m时,可以考虑人工凿孔处理。护筒内的缺陷可以通过完全凿除缺陷部位以上的桩身混凝土来解决。大直径桩的缺陷在护筒以下时,可在桩中心用风镐凿孔直达缺陷部位,孔的直径应在1m以上,以保证人员正常操作,然后人工清除软弱部分,再喷水清洗孔壁,抽干水并清除杂物后用串筒浇筑混凝土。人工凿孔处理可以较为彻底地清除缺陷处的软弱部分,而且是干浇混凝土,质量比较有保障,成本也不高,适合于处理位置较集中的缺陷。如果在凿孔过程中发现严重漏水,可在桩外旋喷水泥围幕,形成强度后再继续施工。由于要堵水,旋喷孔的间距应适当加密。9
一、承台施工工艺流程水位以上桩基承台基础直接开挖定位复核排水凿桩头支撑围护施工桩基承台开挖承台底检验与处理钢筋绑扎模板安装砼浇捣养护拆模回土拆除围护注:虚线框表示水位以下桩基承台施工挖土前按施工图纸放好中心桩及基础的纵横轴线控制桩,按要求引测好水准点。挖土常采用反铲液压挖土机,施工范围内的土方可以留场堆放,堆土离基坑边2m以上,并以不影响以后施工为原则。根据现场的土质条件和施工条件,采用合适的基坑排水方法。挖土深度由专职人员控制,挖土时基底留20cm由人工仟土,整平至设计标高,挖土过程严禁超挖。挖土后进行承台平面位置、尺寸、底标高的自检,对桩位、标高、桩的外观质量进行检验,经监理验收合格后进行下一道工序施工。二、承台施工工艺(一)定位、放样、复核首先放样,先放承台顶部四角的边桩,为了便于支撑、立模等,底部的尺寸较设计尺寸每边各增加0.5~1.0m的富余量(若是垂直无水的承台基底,可不必加宽,直接利用坑壁做基础模板就可以);然后定位,承台较浅时,可使用挂线板或拉线挂垂球,承台较深时,用设置定位桩形成定位线进行定位;最后各定位点的标高检查,用水准测量进行。(二)承台挖土施工1、陆上桩基承台开挖(1)施工过程中应注意的几个问题:①在基坑顶缘四周适当的距离处设置截水沟,并防止水沟渗水,以避免地表水冲刷坑壁;②坑壁缘边应留有护道,静荷载距坑边缘不小于0.5m,动荷载距坑边缘不小10
于1.0m,直坑壁边缘的护道还应适当增宽,水文地质条件欠佳时应有加固措施;③应经常注意观察坑边缘顶面土有无裂缝,坑壁有无松散塌落现象发生,以确保安全施工;④应抓紧时间连续施工;⑤如用机械开挖,挖至坑底时,应保留不小于30cm厚度的底层,在浇筑前用人工挖至基底标高;⑥应尽量在少雨季节施工;⑦宜用原土及时回填,对桥台及有河床铺砌的桥墩基坑应分层夯实。2、水中桩基承台的施工最常用的方法是围堰法。围堰施工应满足以下几个条件:(1)围堰顶高宜高出施工期间最高水位70cm,最低不应小于50cm,用于防御地下水的围堰宜高出水位或地面20~40cm。(2)围堰外形应适应水流排泄,大小不应压缩流水断面过多,以免壅水过高危害围堰安全,以及影响通航、导流等。围堰内形应适应基础施工的要求,并留有适当的工作面积。堰身断面尺寸应保证有足够的强度和稳定性,使基坑开挖后,围堰不致发生破裂、滑动或倾覆。(3)围堰要求防水严密,应尽量采取措施防止或减少渗漏,以减轻排水工作。对围堰外围边坡的冲刷和筑围堰后引起河床的冲刷均应有防护措施。(4)围堰施工一般应安排在枯水期进行。下面只简要的介绍几种我们在施工过程中采取的围堰的施工方法,其具体的施工方法,请参见《公路桥梁施工规范》及《桥梁施工组织管理(上)》。①钢板桩围堰钢板桩具有强度大、防水性能好、穿透能力强、可重复利用等优点,因此,钢板桩在基础施工和桩基承台施工中常用到。钢板桩围堰施工时应注意以下几点:a钢板桩堆存、搬运、起吊时,应防止由于自重而引起的变形和损坏;b插打钢板桩时必须备有可靠的导向设备,以保证钢板桩的垂直沉入。一般先将全部钢板桩逐根或逐组插打到稳定深度,然后依次打入至设计深度。插打的顺序按施工组织设计进行,一般自上游分两头插向下游合拢。插打前在锁口内涂以黄油、锯末等混合物,组拼时,用油灰和棉花捻缝,以防漏水;c钢板桩顶达到设计标高时的平面位置偏差,在水上打桩时不得大于20cm,在陆地打桩时不得大于10cm。在插打过程中,应随时检查其平面位置是否正确,11
桩身是否垂直,发现倾斜应立即纠正或拔起重插;d当水深较大时,常用围囹(以钢或钢木构成的框架)作为钢板桩的定位和支撑,即先在岸上或驳船上拼装围囹,运至承台位置定位后,在围囹内插打定位桩,把围囹固定在定位桩上,然后在围囹四周的导框内插打钢板桩。在深水处,为了保证围堰不渗水或尽可能少渗,可采用双层钢板桩围堰,或采用钢管式的钢板桩围堰;e钢板桩可用锤击、振动或辅以射水等方法下沉,但在粘土地基中不宜使用射水。锤击时宜使用桩帽,以分布冲击力和保护桩头。在插打钢板桩时,如起重设备高度不够,允许改变吊点位置,但吊点位置不得低于桩顶以下1/3桩的长度。围堰将合拢时,宜经常观测四周的冲淤状况,必要时应采取措施,预防上游冲空、涌水或下游淤积,影响施工进程;f桥梁墩台施工完毕后,可用千斤顶、浮式起重机、振动法及双动汽锤倒打等方法,将钢板桩拔出。拔除前应向围堰内灌水,使堰内水位高于堰外水位1.0~1.5m。拔桩时从下游附近易于拔除的一根或一组钢板桩开始,并先锤击几次或射水稍子松动后再上拔。g基础挖土后尽快进行垫层浇捣,以防基底暴露时间过长。必须将砼振捣密实、平整,垫层养护24小时后进行截桩。垫层施工时,在桩身四周采取隔离措施,确保桩身检测时的正确性。②土石围堰土石围堰施工注意事项:a适用范围:最好是用在水浅、流速不大、河床上层为不透水的情况下;b材料:土围堰可用任意土料筑成,但以粘土或砂类粘土较好;c断面形式:一般为梯形;d当水流速大于0.7m/s时,可用草(麻)袋围堰。草(麻)袋内装填松散粘性土,一般装至袋容量的60%为宜,袋口用麻线或细铁线缝合;e堆码在水中的土袋,可用带钩的杆子钩送就位,上下层和内外层应相互错缝,尽量堆码密实整齐,必要时由潜水工配合堆码,整理坡脚;f填筑时,均应自上游开始,至下游合拢。(三)承台基坑排水这里将我们在施工过程中用到的排水方法进行简要的介绍。1、集水坑排水法:除严重流沙外,一般情况下均可适用。排水沟底宽不小于0m、纵坡为1‰~5‰,如排水时间较长或土质较差时,沟壁可用木板或荆笆支撑防护。集水坑一般设在下游位置,坑深应大于进水笼头高度,并用荆笆、竹蔑、12
编筐或木笼围护,以防止泥沙阻塞吸水笼头。2、井点排水法:当土质较差有严重流沙现象,地下水位较高,挖基较深,坑壁不易稳定,普通排水方法难以解决时,可采用井点排水法。井点排水适用于渗透系数为0.5~150m/d的土壤中,尤其在2~50m/d的土壤中效果最好。降水深度一般可达4~6m,二级井点可达6~9m,超过9m应选用喷射井点或深井点法。用井点法降低土层中地下水位时,应尽可能将滤水管埋设在透水性较好的土层中。要做好沉降观测,必要时应采取防护措施。这种方法排水费用较高,应用不是很广泛。(四)承台底检验1、承台底检验在浇筑前应按规定进行检验。《公路桥涵施工技术规范JTJ041-89》规定:“基坑开挖并处理完毕,应首先由施工人员自检并报请检验,确认合格后填写地基检验表。经检验签证的地基检验表由施工单位保存作为竣工交验资料;未经签证,不得砌筑基础”。2、检验的主要内容:(1)检查平面位置、尺寸大小、标高;(2)检查基底土质均匀性,地基稳定性及承载力等;(3)检查基底处理和排水情况;(4)检查施工日志及有关试验资料等等。其偏差请按《桥涵施工技术规范》的要求。基底平面周线位置允许偏差不得大于20cm,基底标高不得超过±5cm(土质)。(五)承台钢筋进场钢筋除检查外观质量外,还须按规定进行分批验收,并取样送试,检验合格后方可用于工程中。钢筋保持表面洁净,如有油污锈蚀等应清除。截凿桩完成,桩主筋纠正到位后,将垫层清扫干净,弹出控制线。按施工图要求将钢筋排列标记做好,以保证成型钢筋绑扎规则。钢筋绑扎后对规格、数量、排距、尺寸、标高、绑扎方式、保护层厚度进行检查,确保符合规范要求。为防止人员踩压,或浇筑压力使钢筋骨架变形,可以增加架立钢筋或型钢支架。立柱主筋采用点焊在承台钢筋上的方法固定。立柱中避雷筋应按规范与桩主筋连接好,并涂以黄漆做好标记。钢筋绑扎完毕,由有关人员组织隐蔽工程验收,并做好验收记录,交监理复查,由监理在隐蔽工程验收单上签字后方可进行下道工序施工。(六)承台模板就地浇筑的混凝土承台施工有两个最主要工序,一是制作与安装承台模板;13
二是混凝土浇筑。1、模板的设计与施工应符合如下要求:(根据《公路桥涵施工技术规范JTJ041—89》)(1)具有必须的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受施工过程中可能产生的各项荷载,保证结构物各部形状、尺寸准确;(2)尽可能采用组合钢模板或大模板,以节约木材、提高模板的适应性和周转率;(3)模板板面平整,接缝严密不漏浆;(4)拆装容易,施工时操作方便,保证安全。模板多采用钢模,其造价较高,但可重复使用,且拼装拆卸方便。2、模板施工注意事项:(1)模板安装前应对模板尺寸进行检查;安装时要坚实牢固,以免振捣混凝土时引起跑模漏浆;安装位置要符合结构设计要求。(2)承台立模按垫层上控制线。为防止模板接缝漏浆,采用胶带纸对模板接缝进行封堵。(3)为增加承台模板的稳定性,承台模板可采用钢管做竖横楞,下设对拉螺丝,上口以钢管固定位置。外侧用抛撑固定。(4)模板安装好后,组织人员对模板的稳定性、支撑、螺杆间距、模板的几何尺寸、拼缝、连接牢固程度等进行自检,并做好复核的书面记录。(七)承台砼浇筑1、承台混凝土浇筑注意事项:(1)承台砼可采用搅拌车运料,塔式起重机、履带吊、汽车吊等负责垂直运输。(2)砼浇捣前做好各项准备工作,对钢筋、模板等隐蔽工程及技术复核工作均完成,模板内杂质、污物清扫干净。将基础顶面冲洗干净,凿除表面浮浆,整修连接钢筋。灌筑混凝土情,应经常检查模板、钢筋及预埋件的位置和保护层的尺寸,确保位置正确,不发生变形。(3)单只承台砼需要连续浇捣,一次成型,不设施工缝。砼浇捣间隙不得超过一小时。承台砼浇捣如果分层进行时,为防止墩台基础第一层混凝土中的水分被基底吸收或基底水分渗入砼,对墩台基底处理除应符合天然地基的有关规定外,尚应符合以下规定:①基底为非粘性土或干土时,应将其润湿;②如为过湿土时,应在基底设计标高下夯填一层10~15cm厚片石或碎(卵)石层;③基底面为岩石时,应加以润湿,铺一层厚2~3cm水泥砂浆,然后于水泥砂浆凝结前浇筑第一层混凝土。14
(4)浇捣时每个承台配3只以上插入式振动机,振捣操作“快插慢拔”,每一个振动点振捣时间20-30秒,时间不宜过长,以防造成离析现象。分层浇捣时严格控制振动棒插入深度,上层振捣插入下层5-10cm,以利上下层砼连成一个整体。振捣过程中,避免振动器碰击模板及钢筋,对每一部位振捣到位,使砼振捣密实,其标准是砼停止下沉,不冒气泡,表面平坦。(5)承台砼浇捣完毕,表面用长尺刮平,铁板抹平。(6)承台砼终凝后,面层覆盖草包,由专人进行浇水养护,保持混凝土表面湿润,养护期七天以上,养护期间严禁堆载重物。(八)基坑回填1、基坑回填应满足的条件:(1)承台砼强度达到设计强度。(2)承台结构通过隐蔽验收。(3)立柱施工完成。(4)清除淤泥、杂物,坑内积水抽干。2、基坑填筑方法:基坑回填土分层进行,每层30-40cm,回填土须分层夯实。基坑回填土应作密实度试验,密实度外观要求填土经夯实后不得有翻浆、弹簧土现象;填土中不得含有淤泥、腐殖土及有机物质;填土含水量不得超标。(1)浇筑基础时,应做好与台身、墩身的接缝联结,一般要求:①混凝土基础与混凝土墩台身的接缝,周边应预埋直径不小于16mm的钢筋或其他铁件,埋入与露出的长度不应小于钢筋直径的30倍,间距不大于钢筋直径的20倍。混凝土或浆砌片石基础与浆砌片石墩台身的接缝,应预埋片石作样,片石厚度不应小于15cm,片石的强度要求不低于基础或墩台身混凝土或砌体的强度。施工后的基础平面尺寸,其前后、左右边缘与设计尺寸的容许误差不大于土50mm。15
一、立柱施工工艺流程立柱弹线测量复核钢筋焊接试件制作钢筋绑扎、吊装模板吊装模板定位复核混凝土浇筑混凝土试件制作模板拆除混凝土养护成品验收二、清水混凝土立柱施工工艺1、前期准备工作:在桩基浇注完混凝土7天后,用风镐机将桩头混凝土凿除。凿除部分的标高以“设计桩顶标高”和“良好混凝土面标高”二者的较小值为准。对承台与立柱的交接面,做好施工缝的处理,凿毛后用水冲洗并清除积水。待基桩超声波检测合格,并经认可,签认中间交工证书后,割掉声测管。再将桩头凿毛,清洗干净。通过测量放样定出桩的中心位置,打上铁钉,并测出其标高。2、钢筋的制作:钢筋绑扎前必须把立柱与承台接触面浮浆和松动石子凿除,露出砼中粗骨料,用水冲洗干净,同时把承台面柱预留筋刷干净;部分立柱较高,所以需竖向连接的主筋,除按规范要求错开接头外,为保证竖向主筋顺直;为了保证钢筋连接的质量,建议采用直螺纹连接;为保证钢筋骨架的刚度,可每隔2m设一道加劲筋;为防止钢筋变形,箍筋除按图纸绑扎外,可以在间隔1.5m左右点焊搭接主筋3、钢筋骨架的运输、吊装:钢筋骨架短距离运输可用装载机两点式吊运,远距离用汽车吊配合汽车移运。运输过程中,应防止骨架与其他物体碰撞。在陆地上施工时,也可就近制作,直接用吊车起吊安装;骨架安装时,依据在桩顶放出的中心桩进行对中,并按此桩的高程进行墩柱顶标高的控制。找到钢筋笼的中心16
线以后,用铅垂线对钢筋笼进行对中就位,并将其固定。然后将钢筋笼与基桩预留钢筋按要求焊接。焊接好后,再次检测钢筋骨架中轴线的对中效果,调整其倾斜度在规范规定范围内。钢筋保护层采用短钢筋或用水泥砂浆垫块支撑,支撑或垫块厚度比保护层厚度小5mm。4、模板施工:为了保证墩柱的色泽一致,在无特殊情况下均采用同墩的墩柱同时施工的办法。常用的模板类型有:拼装式、整体吊装式、组合型钢模、滑动钢模等。为保证立柱施工的外观质量,我们总结出几条有关模板施工的经验:(1)尽量使用大模板;(2)在保证模板刚度的前提下,立柱的构件内尽量没有对拉螺栓;(3)保证模板的的加工精度;(4)为防止漏浆,模板接口处最佳处理效果是,选用一种5mm厚、软硬适中的海绵状橡胶垫;(5)我们曾经尝试采用普通的组合钢模板拼制,内衬PVC板,所完成的立柱光洁度好;若这种方法用在箱梁的底模上,可达到镜子的效果;5、混凝土浇筑:首先切实保证混凝土的配合比、水灰比、坍落度等技术指标达到规范的要求,其次根据现场的情况,确定好混凝土的搅拌、运输、浇筑工具。然后是浇筑方案确定,混凝土施工应尽量使同墩台的立柱同时进行,从而使一根墩柱在振捣时另一根可以同时浇注混凝土。在浇注混凝土前于模板内侧定出混凝土的顶面标高,桩头清洗完后洒一层水泥净浆,然后立即进行混凝土的浇注。混凝土浇注时串筒底面标高离混凝土面高度约1.5m左右,分层进行,每层层厚40cm。振捣设备采用插入式振捣器,振捣要求混凝土面不再下沉,不冒气泡,表面平整、泛浆,但也得控制其振捣时间不能太长,以免离析。混凝土振捣工作由经验丰富的技术工人操作,确保内实外光。浇至柱顶标高后人工将其抹平,混凝土强度达到设计要求时将其凿毛。6、混凝土养生:大多工程采用塑料薄膜包裹浇水法。?7、模板拆除:立柱模拆除,拆模前要求砼强度达到设计要求,(以试块报告为准)一般在浇注完混凝土??天后即可脱模。脱模时先将联接螺栓卸除,吊车用钢丝绳将模扳钩住,人工撬动模板使其脱离混凝土,然后将其吊走,施工中应注意安全。为保证清水砼质量,拆模时要求不得强行拉撬模,以不损伤清水砼表面光洁为前提。拆下的模板由专业人员保养,清除表面砼斑,用砂皮修整模平面,并整修几何尺寸,确保模板正常周转使用。暂时不用的模板应堆放整齐,并按要求支点位置搁置楞木,避免模板翘曲。在脱模后观察其外表,发现不光处,及时进行处理,然后将其包裹,浇水养生,直到七日后拆除。8、施工实例:这里以两半圆形定型组合式钢模板的立柱施工为例,模板在安装前,先将模板按需要的高度逐节在地面平躺着拼装好,模板缝根据其大小分别用橡胶条或泥子进行堵塞。完好后再用除绣剂和钢丝刷将板面磨光、擦亮,然后再17
涂抹一层除锈剂,用布擦拭干净,再涂抹一层脱模剂后进行安装。安装时将已经组装好的筒式模板从钢筋笼外套住钢筋笼并支立在桩头上。根据桩顶测量成果在钢筋笼下缘东西南北四点用短钢筋在法线方向上牢固地焊于骨架主筋上,由此定出模板的位置,并据此将模板的下缘固定于正确位置。然后调整模板的竖直度和上口位置至正确位置。用风缆于四个方向埋地锚将模板固定,风缆中间接一倒链以随时调整模板的竖直度。一个墩的上游柱的模扳安装好后,再安装其下游柱的模扳。浇筑砼前重新检验、调整模扳的位置和垂直度,在浇筑过程中随时观察模板的竖直度。模扳与桩头接逢处用水泥砂浆或小石子混凝土封堵严密。18
支座安装我们施工过的桥梁大多属于中小桥梁,支座多为板式橡胶支座和聚四氟乙烯板式橡胶支座。下面着重就这两种支座安设的施工经验和施工技术进行简要的探讨。1、支座安设前的准备工作:全面检查支座的力学性能,包括支座的长、宽、厚、硬度、容许荷载、外观、容许的最大温差等,各有关参考数值请见《公路桥涵施工技术规范》。2、支座安装:支座中心应尽尽可能对准粱的计算支点,必须使整个橡胶支座的承压面上受力均匀。3、支座安装应注意的问题:(1)安装前应将墩、台支座支垫处和粱的底面清洗干净,去除油垢,用水灰比不大于0.5的1:3水泥砂浆认真的抹平,使其顶面标高复合设计要求;(2)支座安装尽可能在接近年平均气温的季节里进行,这样可以减少由于温差引起的剪切变形;(3)粱就位要密贴支座,就位不准,要重新吊装安放,不得用撬杠移动粱;(4)如果在支座处有顺桥向或横桥向的坡度时,支座安装必须确立好标高,严格按照设计的要求处理;(5)支座周围应设排水坡,防止积水,并注意及时清除支座附近的尘土等。19
一、盖粱施工工艺流程普通钢筋安装支架搭设安装底模安装侧模安装端模预应力筋铺设混凝土浇筑拆模养生预应力筋张拉压浆、封锚注:虚线框表示含预应力的盖粱施工工艺二、盖梁施工工艺巩义黄河公路大桥和胶东潴河大桥的盖粱都是现浇式,下面将我们施工过程中总结的施工经验进行简要的介绍。1、盖粱支架的搭设:地基等条件较好,墩不属于高墩的情况下,可搭设落地支架(费用比较高)。经过我们的施工实践认为使用无支架承重平台施工,比较经济可靠。针对不同的情况,无支架承重平台施工方法也不同。(1)搭设方法之一:对于圆形的立柱,用两根大直径的圆钢交叉挂在立柱顶上作吊篮,用工字钢或槽钢作承重梁,用方木摆在型钢上,间距为不大于50cm,并由此方木搭设脚手架。根据图纸要求制作底模铺在方木上并固定,模板高程通过卸载木进行调整,经放样后弹上墨线。圆钢的直径、方木的间距、方木的规格、承重粱型钢的规格要经过计算,满足承重平台的强度和刚度要求;(2)方法二:圆柱形墩柱还可以特制一套钢箍,用螺栓将其紧箍在墩柱上,以获得的摩擦力作为承重,再以钢箍作为支点设置施工支架。(3)方法三:对于有墩帽的立柱,一墩帽的外缘为支点架设型钢或贝雷架;(4)方法四:如果释方形墩,在墩柱上预留销孔,墩柱完成后插入钢销,以此为支点架设钢梁;20
2、盖梁钢筋安装:根据设计图,钢筋加工成型,然后运到现场,在底模上槽钢撑杆钢箍盖粱施工支架绑扎,要求与墩柱预埋钢筋连接牢固。当盖梁钢筋和预留钢筋及预应力筋相冲突时,则首先要保证预应力筋的准确,其他钢筋可进行相应调整,要求其尽量符合规范要求,一定要保证保护层厚度。钢筋骨架成型后安装端模,锚垫板事先在端模上安装好,然后穿波纹管和钢绞线。为保证预应力筋的位置准确,每隔0.5m设一定位网,定位网位置以及定位网方格间距要准确,焊接要牢固。3、盖梁侧模安装:当钢筋骨架制作好后,即可安装侧模。采用定型钢模板,侧模与底模和端模用螺丝连接,其接缝要填密实。侧模上下两排对拉螺杆双帽拉紧。要求支撑牢固,接缝严密,不漏浆,不变形,保护层厚度适当。4、盖梁混凝土浇注:采用吊车起吊吊斗浇注混凝土,使用插入式振捣器及附着式振动器振实。要求砂、石料干净,级配良好。适量掺入高效早强减水剂,以改善新拌混凝土的和易性及其各项性能,达到密实、早期强度高等目的。混凝土由拌和楼集中拌和,搅拌车运输。浇筑混凝土时,应特别注意混凝土支座垫块处的高程,并将其表面修理光滑、平整。盖梁混凝土浇筑采用一端推进法。待混凝土终凝后,即用空压机对每个预应力孔道进行吹通,并活动预应力钢束,以免万一漏浆堵死。5、拆模、养生:当混凝土强度达到要求后即可拆除侧模,用薄膜覆盖浇水养护,当最低气温低于0°C时,则用暖棚法进行养护,保持其气温在20°C左右,以加快施工进度。6、盖梁预应力筋张拉:拆模后即可利用底模承重钢梁拼装张拉工作平台,要求张拉工作平台便于操作且安全可靠。当盖梁拆模养生达到设计强度的80%后即可进行张拉。7、压浆、封锚:张拉完毕后即可进行压浆,压浆前先压清水,以检查有无#穿孔现象。水泥浆使用不低于425,水泥中掺入一定量的铝粉作膨胀剂,加入一定量的减水剂(要求对钢材无腐蚀性),控制水泥浆的泌水率最大不超过4%。压浆前用干水泥浆将锚头堵住,只留压浆孔。每孔压通流出浓浆后即用木塞堵住出浆孔。然后继续施压,当压力达到0.7Mpa后持荷稳压10s,使孔内充分泌水,水21
泥浆饱满。孔内水泥浆达到一定强度后,即可割去钢绞线头,焊接封锚钢筋,立模封锚。立模时应严格控制盖梁的长度。桥梁上部结构施工桥梁上部结构又可分成现浇和预制,我们在施工过程中常遇到的现浇梁为现浇箱粱,预制粱为预制T型粱和预制空心板粱,现将这三种粱的施工工艺进行简要的分析一、现浇梁式桥上部构造施工(一)工艺流程钢筋骨架施工支架施工侧模、边模施工混凝土第一阶段浇筑底模施工下层预应力筋铺设测量放线上层预应力筋铺设混凝土第二阶段浇筑预应力筋张拉、灌浆、封端灌浆试块制作注:虚线表示含预应力的现浇梁桥施工工艺22
1、非预应力现浇箱梁施工工艺流程图测量放线钢支撑下部基础处理搭设钢支撑拼装底模及侧模等载预压测量复核、调整高度钢筋加工绑扎底板及腹板钢筋安装内箱模加工场制备绑扎顶板下层钢筋绑扎顶板上层钢筋浇筑混凝土制作试件养护内箱模拆除上部预留孔砼浇注制作试件支撑拆除成品验收23
2、预应力现浇梁式桥施工工艺流程图支梁底模绑扎梁钢筋骨架预应力筋制作埋管制孔、穿筋浇筑混凝土制混凝土试块养护、拆模清理孔道张拉机具标定张拉预应力筋压混凝土试块灌浆机具准备孔道灌浆制作水泥浆试块张拉端封堵压水泥浆试块(二)施工工艺1、施工前的准备工作桥梁上部构造施工包括三大部分,即支架和模板、混凝土、钢筋,要在浇筑混凝土之前应对支架和模板进行全面、严格的检查,核对设计图纸要求的尺寸、位置,检查支架的接头位置是否准确、可靠,卸落设备是否符合要求;检查模板的尺寸,制作是否密贴,螺栓、拉杆、撑木是否牢固,是否涂抹模板油及其他脱模剂等进行详细的检查。检查钢筋是否正确地按设计图纸规定的位置布置,钢筋骨架绑扎是否牢固,预应力的粱式桥要检查套管端部、连接部分与锚具处应特别注意防止漏浆,检查锚具位置、压浆管和排气孔是否可靠。在浇筑混凝土前,应会同监理部门对支架、模板、钢筋、预留管道和预埋件进行检查,合格后方可进行浇筑混凝土工作。应检查混凝土供料、拌制、运输系统是否符合规定要求,在24
正式浇筑前对灌注的各种机具设备进行试运转,以防在使用中发生故障。要依照浇筑顺序布置好振捣设备,检查螺帽紧固的可靠程度。对大型就地浇筑施工结构,必须准备备用的机械、动力。2、支架与模板施工针对我们施工过程中常用到的支架系统,我们总结了一套支架体系简便设计方法,请见附件材料??,有关模板施工请见附件材料??3、混凝土施工无论对任何一种型式的梁式桥,在考虑主梁混凝土浇筑顺序时,不应使模板和支架产生有害的下沉。为了对浇筑的混凝土进行振捣,浇筑混凝土应采用相应的分层厚度;当在斜面或曲面上浇筑混凝土时,一般从低处开始。(1)混凝土的浇筑速度为了保证浇筑混凝土的整体性,防止在浇筑上层混凝土时破坏下层,要求浇筑下层混凝土时须有一定的速度,使上层浇筑的混凝土能在先浇混凝土初凝之前完成,其最小增长速度可由下式计算。Sh≥t式中:h——浇筑时混凝土面上升速度的最小允许值(m/s);S——浇筑混凝土的扰动深度,在无具体规定值时,可取S=0.25~0.5m;t——混凝土实际初凝时间(S)。(2)混凝土的冬季施工根据国家标准,北方地区自室外平均气温连续五天低于5℃时起,至次年最后一阶段室外平均气温连续五天低于5℃的期间内,作为冬季施工的时间。冬季施工期间,在混凝土硬化过程和抗压强度未达到设计标号的40%~50%时不得受冻,需要采取保温措施。对于寒冷地区宜选用早期强度较高的水泥,使其能较早达到耐冻的强度;使用矿渣水泥时,因其后期强度不降低,宜优先考虑采用蒸汽养护。使用其他品种水泥时,为节约水泥并增强混凝土的和易性,可掺入适量的塑化剂用以提高混凝土的抗冻性。冬期施工混凝土的骨料和水可采用加热拌制,所规定的加热温度与使用的水泥种类有关,可按施工规定处理。寒冷季节,混凝土一般养护方法有蓄热法、暖棚养护和蒸汽养护。蒸汽养生通常从混凝土浇筑完成后约2h开始加温,升温速度不得超过15℃/h,养护的时间约8~12h,最高温度以不超过65℃为宜。保温养护终止后拆除模板时,必须使混凝土温度逐步降低。如混凝土表面温度急骤下降,则由于混凝土内外温差影响,将在混凝土表面产生拉应力,并可能出现收缩裂缝。(3)简支梁混凝土的浇筑方法如下:①水平分层浇筑:对于跨径不大的简支梁桥,可在一跨全长内分层浇筑,在25
跨中合拢。分层的厚度视振捣器的能力而定,一般选用15~30cm;当采用人工捣实时,可选取15~20cm。为避免支架不均匀沉陷的影响,浇筑速度应尽量快,以便在混凝土失去塑性之前完成。②斜层浇筑:简支梁桥的混凝土浇筑应从主梁的两端用斜层法向跨中浇筑,在跨中合拢;T梁和箱梁采用斜层浇筑的顺序见图6-11a)所示。当采用梁式支架,支点不设在跨中时,则应在支架下沉量大的位置先浇混凝土,使应该发生的支架变形及早完成,其浇筑顺序见图6-11b)所示。采用斜层浇筑时,混凝土的00倾斜角与混凝土的稠度有关,一般可用20~25。当桥梁跨径较大时,可先浇筑纵横梁,待纵横梁完成浇筑后,再沿桥的全宽浇筑桥面混凝土,在桥面与纵横梁间应按设置工作缝处理。对于中大跨径预应力混凝土简支箱梁,可分两次浇筑,第一次浇至腹板顶部,第二次浇顶板及翼缘板,这样施工便于布索及绑扎钢筋。③单元浇筑:当桥面较宽且混凝土数量较大时,可分成若干纵向单元分别浇筑。每个单元可沿其长度分层浇筑,在纵梁间的横梁上设置连接缝,并在纵横梁浇筑完成后填缝连接。之后桥面板可沿桥全宽一次浇筑完成。桥面与纵横梁间设置水平工作缝。(4)连续梁混凝土的浇筑连续梁桥的上部结构在支架上浇筑时,由于桥墩为刚性支点,桥跨下的支架为弹性支撑,在浇筑时支架会产生不均匀沉降,因此在浇筑混凝土时应从跨中向两端墩台进行。同时,其邻跨也从跨中或悬臂端向墩、台进行,在桥墩处设置接缝,待支架沉降稳定后,再浇筑墩顶处梁的接缝混凝土。大跨径梁桥,除在桥墩处设置接缝外,还可在支架的硬支点附近设置接缝。梁段间的接缝一般宽0.8~1.0m,两端用模板间隔,并留出分布加强钢筋通过的孔洞。浇筑时先将两端面浮浆除掉、凿毛,用清水冲洗后,绑扎接缝分布钢筋,浇筑接缝混凝土。当悬臂梁设有挂梁时,须待悬臂梁混凝土强度达到70%以上时方可进行挂梁施工。在条件许可时,也可将三跨及三跨以下连续梁桥按横向分两次浇筑;第一次浇筑底板及腹板,第二次浇筑顶板和翼缘板,两次施工接触面应按设置工作缝处理。每一次浇筑仍应按上述原则,分段或连续浇筑施工。必须注意的是,每一段连续施工混凝土浇筑时间要严格控制在初凝时间内。4、混凝土养护、预应力筋张拉及模板拆除(1)混凝土养护混凝土浇筑完成后进行养生,能促使混凝土硬化,并在获得规定强度的同时,防止混凝土干缩引起的裂缝,防止混凝土受雨淋、日晒、受冻及受荷载的振动、冲击。由于混凝土在硬化过程中发热,在夏季和干燥的气候下应进行湿润养生,而冬季则主要保护其不受冻,采用加温的养生。(2)预应力筋张拉后张法预应力混凝土梁,须待混凝土强度达到设计要求后才能进行张拉,一26
般要在混凝土强度达到设计标号的70%以上才能进行。(3)模板折除及卸架当混凝土达到设计标号25%以后,可拆除侧模;当混凝土强度不小于设计标号的70%以后,方可拆除各种梁的模板。对于预应力梁,应在预应力筋张拉完毕或张拉到一定数量后再拆除模板,以免梁体混凝土受拉。梁的落架程序应从梁挠度最大处的支架节点开始,逐步卸落相邻两侧的节点,并要求对称、均匀、有顺序地进行;同时要求各节点应分多次进行卸落,以使梁的沉落曲线逐步加大。通常简支梁和连续梁可以跨中向两端进行;悬臂梁则应先卸落挂梁及悬臂部分,然后卸落主跨部分。5、预应力构件的制造工艺(1)先张法预制工艺先张法生产可采用台座法或流水机组法。采用台座法时,构件施工的各道工序全部在固定台座上进行。①墩式台座墩式台座是靠自重和土压力来平衡张拉力所产生的倾履力矩,并靠土壤的反力和摩擦力抵抗水平位移。在地质条件良好、台座张拉线较长的情况下,采用墩式台座可节约大量混凝土。②槽式台座当现场地质条件较差、台座又不很长时,可采用槽式台座。槽式台座与墩式台座不同之处在于预应力筋张拉力是由承力框架承受而得到平衡。③预应力筋的张拉和方法先张法梁的预应力筋,是在底模整理好后在台座上进行张拉的。对于长线台座,预应力筋需要先用连接器串联后才能张拉。先张法梁通常采用一端张拉,另一端在张拉前要设置好固定装置或安放好预应力筋的放松装置。但也有采用两端张拉的方法。先张法张拉钢筋,可以单根分别张拉或多根整批张拉。单根张拉设备比较简单,吨位要求小,但张拉速度慢。张拉的顺序应不致使台座承受过大的偏心力。多根同时张拉一般需有两个大吨位拉伸机,张拉速度快。数根钢筋同时张拉时,必须使它们的初始长度一致,以便使每根钢筋张拉后的应力均匀。预应力筋张拉的程序依预应力筋的类型而异。采用粗钢筋时的张拉程序为:0初应力(取张拉力的10%)(105%)σk(90%)σkσk(锚固)。采用高强度钢丝时需要预拉,以减少预应力损失,张拉程序为:σk为张拉时的控制应力值,包括预应力损失值;初应力应采用同一数值,施工时采用油压表应力值与预应力束(筋)的延伸量量测,进行双控。交通部新规范中要求钢绞线也需张拉至105%后回零再张拉至锚固,目前广泛采用于钢绞线的OVM锚具,一旦张拉至105%后回油就自行锚固,所以施工中一般采用张拉至103%锚固。27
钢筋在超张拉时,其张拉值不得大于钢筋的屈服强度,或钢丝、钢绞线抗拉强度的75%。为施工安全,应在超张拉后放松至90%的控制应力,进行安装预埋件、模板和钢筋等工作。当混凝土强度达到设计要求后,可在台座上放松受拉预应力筋(称为“放张”),对预制梁施加预应力。当设计无规定时,一般应在混凝土强度大于设计标号的70%时进行。放松之后,切割梁外钢筋,即可移位准备再生产。放松预应力钢筋的办法有:用千顶先拉后松、砂箱放松、滑楔放松和螺杆放松等方法。(2)后张法预制工艺后张法工序先张法复杂,需要预留孔道、穿筋、灌浆等工序,以及耗用大量的锚具和埋设件等,增加了用钢量和投资面本。但后张法不需要强大的张拉台座,便于在现场施工,而且又适宜于配置曲线形预应力束(筋)的大型和重型构成件制作,因此目前在铁路、公路桥梁上得到广泛的应用。①下料②编束为了防止钢丝扭结,必须进行编束。每隔1~1.5m先用18~20号铅丝将钢丝编成帘子状,然后每隔1.5m设置一个螺旋衬圈并将编好的帘子绕衬圈成圆束。③孔道形成④张拉工艺张拉前需做好千斤顶和压力表的校验,与张拉吨位相应的油压表读数和钢丝伸长量的计算、张拉顺序的确定和清孔、穿束等工作。应对千斤顶和油泵进行仔细检查,以保证各部分不漏油并能正常工作。应画出油压表读数和实际拉力的标定曲线,确定预应力筋(束)中应力值和油压表读数间的直接关系。后张式构件,长度等于或大于25m时及曲线预应力束宜用两端同时张拉的工艺。只有短的构件可用单端张拉,非张拉端用死锚头。张拉程序随预应各国筋(束)种类和锚具型式不同而不同。张拉高强钢筋和钢绞线时一般采用:0初应力(画记号)(105%)бk持续5minбk(量伸长、施锚)张拉钢丝束(用弗氏锚)时:0初应力(画记号)(105%)бk持续5minбk顶塞(施锚)大小油缸回零(量伸长和回缩量)给油退楔采用镦头锚时:0初应力(画记号)(105%)бk0бk(量伸长、施锚)采用自锚式OVM锚具、YM锚具时:0初应力(画记号)бk(量伸长)103%бk(施锚)各钢丝束的张拉顺序,应对称于构件截面的竖直轴线,同时考虑不使构件的上下缘混凝土应力超过容许值。28
二、预制梁桥施工(一)后张法二次张拉预制T型梁施工工艺流程施工准备主梁钢筋下料、绑扎(二)有粘结后张预应力T型梁施工流程孔道管、预埋件安装模板支立振捣器安装混凝土搅拌制作混凝土浇筑试件制作拔管混凝土养生模板拆除钢束制作清孔、穿束锚具检测第一次预应力张拉压试块大粱吊离台座粱场自然养生锚具制作第二次预应力张拉压试块制浆孔道灌浆试件制作封端养生成品粱验收压试件成品粱29
施工准备底模放样制作底模制作侧模钢筋进场模板制作检查钢筋下料绑扎焊接钢筋骨架绑扎、安装主梁钢筋及骨架穿波纹管、钢绞线检验钢筋骨架不合格调整试配砼封模选定配比材料进场搭建拌和站绑扎T梁翼板钢筋及骨架搅拌站准备检验钢筋、模板调整材料检验合格拌制砼浇筑砼设计龙门吊、架桥机选型砼达到拆模强度拆模龙门吊架桥机机道运梁平车安装砼达到张拉强度压浆割钢绞线、封锚龙门吊架桥机机道运梁平车调式移梁就位安装T梁支撑或横向连接30
(三)先张法预应力板梁施工工艺流程预应力钢筋制作修整台座的底板张拉预应力钢筋普通钢筋加工安装侧模、端模模板制作绑扎底板钢筋浇筑底板混凝土安置芯模绑扎其他部位钢筋张拉预应力钢筋至设计值制作混凝土试件继续浇筑混凝土测定混凝土试块强度混凝土养护拆除芯模放松切断预应力钢筋拆除侧、端模起吊、移梁、存放封头31
(四)预弯梁施工工艺流程加工、检测卸载运输移位、堆放安装荷载台绑扎腹板钢筋裸钢梁就位吊装就位安装防侧倾支架焊横隔板钢筋安装反力架和千斤顶支二期砼模板施加预弯力绑扎桥面板钢筋锚固浇筑二期砼绑扎一期砼钢筋二期砼养生、拆模支一期砼模板安装地袱、浇筑防撞栏板浇筑一期砼浇筑桥面铺装砼一期砼的拆模、养生收尾32
一、伸缩缝流程用砂袋填充预留槽桥面整体铺装切缝槽内、梁端缝隙间杂物清理、整理预埋筋伸缩缝型钢吊放入槽准确定位型钢面标高及纵横向平整度焊接伸缩缝型钢两侧环形筋与相应预埋筋拆除型钢限位板布设槽仙钢筋网安装梁端缝隙端模板浇注40号钢纤维混凝土养生安装橡胶条完工。二、施工工艺(1)(2)施工控制为确保伸缩缝的安装施工质量,主要从以下十个方面对伸缩缝的安装施工进行控制把关:①首先处理好因梁板预制、吊装引起的梁板端长度参差不齐的现象,使之满足图纸设计缝宽的要求。②伸缩缝放置之前,应采用风枪或水枪认真清理,凿除槽内混凝土浮浆、碎渣、沥青污染物、梁板缝间杂物,特别是槽内两切缝面上的石粉浆必须彻底清除干净。③伸缩缝型钢放置安装时,严格控制其顶面与槽内两侧桥面混凝土或沥青表面在纵横方向的平整度,要求型钢面要与桥面齐平,或低于缝两侧的桥面不超过2mm。④安装时伸缩缝的中心线应力求与盖梁或支座的中心线重合,最大偏差不能超过10mm。⑤确保伸缩缝型钢上的环形筋与梁板端预埋的锚固钢筋按规范要求焊接为一体。对伸缩缝的分段型钢接头,采用1cm厚钢板在内外槽口进行焊接。对漏埋锚固钢筋的地方应将梁板端钢筋凿露出来,再用合适的钢筋进行焊接,并保证焊接长度。对钢筋布设应严格按照伸缩缝图纸施工。⑥安装时,应根据当时天气温度对伸缩缝的缝隙宽度进行调节,或按照厂家提供的安装温度范围和之相对应的缝隙宽度进行控制安装。⑦应尽力在较短的时间内将预埋锚固钢筋与伸缩缝型钢上的环形筋焊接完毕,之后应迅速解除型钢上的限位板,使伸缩缝处于自由伸缩状态。⑧浇注混凝土时一定要加强振捣控制,确保混凝土饱满密实,避免出现空洞现象。⑨加强后期混凝土面的收浆工作,收浆时用3m尺严格检查槽内混凝土面与其两侧桥面的平整度,确保达到规范要求。⑩加强混凝土的养生工作,养生期控制在7~14d,此外,在伸缩缝的施工和养生期间应在施工区段两端设置警示和保护设施,杜绝车辆通行。3、经验与体会伸缩缝在施工过程中,容易遇到的问题是梁板在预制或现浇时对伸缩缝部分33
预埋锚固钢筋的间距或标高控制不准,致使伸缩缝型钢上的环形筋与梁板预埋筋难以较顺利地进行焊接。防止此种情况发生的措施就是,前期梁板伸缩缝预埋筋的间距或标高一定要从严控制。从施工安装便利的角度考虑,如预埋锚固钢筋在设计时改为预埋锚固钢板,将会大大方便伸缩缝及其预埋件的施工。34
附录参考有关文献1、《公路路基设计规范》2、《公路工程水泥混凝土试验规程》3、《公路养护质量检查评定标准》4、《公路桥涵设计手册》墩台与基础5、《公路桥涵设计手册——涵洞》6、《公路设计手册》路基7、《路基路面检测技术》8、《公路斜拉桥设计规范》9、《公路土工试验规程》10、《公路软土地基础堤设计与施工技术规范》11、《公路排水设计规范》12、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》13、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》14、《公路桥涵地基与基础设计规范》15、《公路桥涵设计通用规范》16、《公路全球定位系统(GPS)测量规范》17、《公路工程质量检验评定标准》(新版)18、《公路工程地质勘察规范》19、《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》20、《公路路基路面现场测试规程》21、《公路桥位勘测设计规范》22、《公路改性沥青路面施工技术规范》23、《桥梁工程》(上)24、《桥梁工程》(下)25、《桥梁施工及组织管理》(上)26、《桥梁施工及组织管理》(下)27、《公路路基路面施工监理指南》28、《公路项目施工管理》29、《复合式路面设计原理与施工技术》30、《路基路面工程试验》31、《公路设计手册路基》32、《公路桥涵设计手册》拱桥(上下册)33、《公路工程施工监理》34、《全站仪与高等级公路测量》35
35、《高等级公路路基路面施工技术》36、《公路土工合成材料试验规程》37、《公路加筋土工程施工技术规范》38、《公路桥梁施工与养护》39、《公路沥青路面施工技术规范》40、《公路工程施工安全技术规范》41、《公路桥涵设计手册(桥位设计)》42、《桥涵工程试验检测技术》43、《公路水泥混凝土路面设计规范》44、《路基工程》45、《路面工程》46、《公路挡土墙设计》47、《水泥混凝土路面施工及新技术》48、《公路工程八大通病分析与防治》49、《路基路面试验检测技术》50、《桥涵工程度验检测技术》51、《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》52、《公路桥涵设计手册一梁桥(上、下册)》53、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》54、《水泥混凝土路面施工与施工机械》55、《公路路面基层施工技术规范》56、《公路桥涵施工技术规范》57、《公路施工及验收规范汇编》36
★道路工程施工工艺流程路基土石方工程施工路基排水预防护工程施工路面(垫层)底基层施工路面施工公路附属设施施工验收
一、公路施工特点公路施工不同于一般工业生产和其它土建工程施工(如房屋建筑)。(1)公路工程是线形建筑物,施工面狭长,流动性大,临时工程多,施工易受到其它工程和外界的干扰,施工管理工作量大。(2)由于公路施工系野外作业,受水文、气候、地质等自然条件的影响很大。特别是雨季和冬季,使一些地区的施工增加了许多困难,施工作业受到极大限制,甚至无法进行。(3)公路经过的地形地貌差别很大,致使工程数量很不均匀,给各施工项目之间的协调工作带来困难。(4)由于公路是永久性建筑,占用土地较多,一般不可能拆除重建,再加上公路暴露于外界,长年经汽车荷载的碾压,因此对工程的质量要求尤为重要。二、高等级公路施工特点高等级公路由于几何线形标准及工程的内在质量要求都较高,使得高等级公路工程的施工也不同于一般公路。与一般公路工程的施工相比,高等级公路施工具有如下特点:(1)填土高度增加。为了减少横向交通干扰,必须在高等级公路上设置供横穿公路的行人和车辆行走的设施。对于山岭重丘区,可利用地形布置天桥式横穿道,对于平原区,则只能以提高路基填土高度来满足设置下穿式通道的要求,其填土高度一般都在4m-5m以上。由于填土高度增加,路基体发生过大的和不均匀沉降变形的可能性增大,因此对填料的性质、含水量、压实度等指标的要求也相应提高。(2)取土、弃土的矛盾较突出。当路线通过山区和丘陵区时,由于线形标准的提高,设计时很难考虑好土方的填挖平衡,有可能增大借土或弃土的数量,以及带来公路用地范围的扩大,给工程施工造成困难。(3)深挖或高填地段多。由于高等级公路线形要求纵坡平缓,弯道半径大,当路线通过山区或丘陵区时,会出现较多的深挖或高填方问题。对深挖路堑,有可能因地质、土质和水文地质情况的变化,使路堑的路基体出现软弱土层或受地下水的浸蚀,而使得路基体强度降低;对于高填方路堤,有时填土可能达到10m以上,对填筑质量要求严格,同时,无论深挖路堑还是高填路堤,均有边坡的稳定性问题,对施工工艺的稳定性、合理性要求较高。(4)工程地质情况复杂;特殊地质条件的路基较多。由于高等级公路线形的重要性,路线通过不良地质地段的机会较多,尤其在丘陵区,往往由于深挖和高填,使路基座落在软土层上的机会增多;在山区,通常会遇到大的滑坡体、泥石流、水库等情况;在冲积平原和三角洲地区修建高等级公路,还会遇到大面积的和深度的软土地基等情况,在工程施工中就要求采取特殊的施工工艺。2
(5)路线中的桥涵和通道等特殊工程多。高等级公路一般采取全封闭或半封闭的方式,以保证车辆的快速通行和安全行驶。由于公路要通过广大农村及城镇、工矿区,为解决高等级公路与地方交通的关系,以及广大农村生活、耕作、灌溉等问题,就需要增设较多的桥涵及通道等特殊构造物,这就给施工增加了困难,如施工中需要修筑更多的施工便道;对桥涵和通道台背填土的压实度要求也较严格。(6)路基边坡的技术要求高。在高等级公路上,为了行车的舒适和安全,对路基边坡的稳定性和线形的美化程度均有较高的要求。路基边坡的防护和加固工程较多,其施工的技术要求和美学要求也较高。(7)高等级公路建设项目繁多,工程投资巨大,工程任务艰巨,工期要求紧,质量要求高,这就使施工的组织与管理更加严格。(8)施工机械化程度高,各种新工艺、新材料、新技术得到广泛应用。(9)征地、拆迁工作量大,占用耕地多,涉及面广,施工干扰多,施工中的横、纵向协调工作量大,而且困难。(10)配套设施多。施工技术的要求全面。如;护栏、停车场、休息区、服务区、收费站及环保设施等。1路基土石方工程施工一、路基施工的基本程序根据多年来的施工经验,我们将高等级公路路基填筑工艺程序分为三大阶段、四大区域、九大流程。三大阶段:准备阶段→施工阶段→交验阶段;四大区域:填筑区→平整区→碾压区→检验区;九大流程:施工准备→基底处理→分层填筑→摊铺整平→机械碾压→检验与报验→路床整修→竣工验收二、路基的类型由于地形的变化和路基填挖高度的不同,路基类型也各不相同。根据路基设计标高和原地面的关系,可分为路堤、路堑、半挖半填和不挖不填等四种类型。路堤高于地面,由填方构成,典型横断面如下图所示。路堑低于地面,由挖方构成,典型横断面如图a所示。半挖半填式路基由一部分挖方和一部分填方构成,典型横断面如图b所示。不挖不填式路基的典型横断面如下b图所示。3
(图a)4
(图b)1.1填方路基施工1.1.1基底处理与填料的选择(一)路堤基底的处理为使路堤填料与原地面结合紧密,避免路堤沿基底发生滑动、防止因草皮、树根腐烂而引起路堤沉陷,这需视基底的土质、水文、坡度和植被情况及填筑高度采取相应的处理措施。1、伐树、除根及表土处理:路堤填筑时如果不清除结合面上的草木残株等有害于路堤稳定的杂物,路堤成形后一旦杂物腐烂变质,地基将发生松软和不均匀沉陷等现象,为了预防这种情况必须在填土之前做好伐树、除根和表层土壤处理工作。特别当路基填筑高度小于1.0m时,应注意将路基范围内的树根、草丛全部挖除。伐树、除根和清除草丛作业可采用人工方法或机械方法。应注意的是对草丛等不能用火烧的办法,因为火烧法,火势不易控制,稍有不慎,即会造成烧山毁林等严重后果。如基底的表层土系腐植土,则须用挖掘机或人工将其收回,表层土清除换填厚度视具体情况而定,一般以不小于30cm为宜。并予以分层压实,压实度应符合规范要求。发现草碳层、鼠洞裂缝、溶洞等,都必须注意处理好,以防造成日后塌陷。有些清除物(如腐殖土),路堤修筑后,可取回填土回填作为护坡保护层使用,也可作为中央分隔带及绿化带的回填土,这时应注意堆弃位置要便于取回。路堤通过耕地时,筑填施工之前,必须预先填平压实,如其中有机质含量和其它杂质较多时,碾压时因弹性过大,不易压实,应换填干土。2、坡面基底的处理:填方路堤,如基底为坡面时,在荷载作用下,粒料极易失稳而滑坡面产生位移.因此在施工前必须注意对基底坡面处理后方能填筑。经验表明,当坡度较小,在1:10~1:5之间时,只需清除坡面上的树、草杂物后,将翻松的表层压实后即可保证坡面的稳定、但当坡度较大,在1:5~1:2.5之间时,应采取将坡面做成台阶形的方法,一般宽度不宜小2m,高度最小为1.0m,而且台阶顶面应做成向堤内倾斜4%~6%的坡度。如果基底坡面超过1:2.5时,则应采用修护墙、护脚等措施对外坡脚进行特殊处理。3、基底处理注意事项:(1)做好原地面临时排水工作。临时排水设施排出的雨水不得流入农田、耕地,也不得引起水沟淤塞和冲刷路基;原地面易积水的洞穴、坑槽等应用土填平并按规定压实。(2)当路堤基底的原状土强度不符合要求时,应进行换填处理,挖深不小于30cm,并分层找平压实。5
(3)对于山坡路堤,当地面横坡不陡于1:5,而基底土质密实稳定时,可将路堤直接修在天然地面上;当地面横坡陡于1:5时,应将原地面挖成台阶并夯实,台阶宽度不小于1m,对于原地面横坡较陡的高速公路和一级公路半填半挖咱基,必须在山坡上从填方坡脚向上挖成向内倾斜的台阶,台阶宽度不小于1m。(4)矮路堤基底处理。矮路堤填筑高度小于1.0m~1.5m,接近或等于路基工作区。为提高路基的强度和稳定性,应对矮路堤进行认真的处理。处理的措施有挖除种植土、换土、挖松压密、加铺砂砾石垫层等。填方路段应将路基范围内的树根全部挖除并将坑穴填写平夯实。填土范围内原地面表层的种植土、划皮等应予清除,清除深度一般不小于15cm。清除出来的含有许多植物根系的表土可以铺在路堤边坡上,以利植物生长,起到边坡防护作用。路堤基底清理后应予以压实。在深耕(>30cm)地段,必要时先将土翻松、打碎,再整平、压实。经过水田、池塘、洼地时,应根据具体情况采用排水疏干、换填水稳性好的土抛石挤淤等处理措施,确保路堤的基底具有足够的稳定性。地面横坡为1:5~1:2.5时,原地面应挖成台阶,台阶宽度不小于1m;地面横坡陡于1:2.5时,应作特殊处理,防止路堤沿基底滑动,常用的处理措施有:(1)经检算下滑力不大时,先清除基底表面的薄层松散土,再挖宽1~2m台阶,但坡脚附近的台阶宜宽一些,通常为2~3m。(2)经检算下滑力较大或边坡下部填筑土层太薄时,先将基底分段挖成不陡于1:2.5的缓坡,再在缓坡上挖宽1~2m的台阶,最下一级台阶亦宜宽一些。(3)或坡脚附近地面横坡比较平缓时,可在坡脚处作土质护堤或干砌片石垛护堤。护堤最好用渗水性土填筑,但用与路堤相同的土填筑亦可。片石垛最好用大块的片石分层干砌,里外咬合紧社会性,不得只砌表面而内部任意抛填。片石垛的断面尺寸应通过稳定性检算确定。(二)路堤填料的选择为保证路堤的强度和稳定性,需尽可能选择当地稳定性良好并具有一定强度的土石作填料,如碎石、砾石、卵石、粗砂等透水性好的材料。一般情况下,路堤填料符合下表的要求时,方可使用。1、选用稳定的填料:①用透水性不良或不透水的土如粘土作路堤填料时,必须在最佳含水量下分层填筑并充分压实;②粉质土的水稳定性和冰冻稳定性均较差,不宜作路堤填料,在季节性冰冻地区更应慎用;③粘质土和高液限粘土可用业填筑高度小于5m的路堤,但应水平分层填筑并6
压实到规定的密实度;④一般的土和石都可以用作路堤的填料;⑤用卵石、碎石、砾石、粗砂等透水性良好的填料,应在接近最佳含水量情况下分层填筑与压实;⑥工业废碴是较好的填料。高炉矿碴或钢碴至少应放置一年以上,必要时应予破碎;⑦粉煤灰属于轻质筑路材料,当路堤修筑在软弱地基或滑坡体上时,采用轻质填料有利于路提的稳定;⑧有些矿碴使用前应检验有害物质含量,以免污染环境。应当指出,有多种料源可供选择时,应优先选用那些挖取方便、压实容易、强度高、水稳性好的土料。路堤受水浸淹部分,应尽量选用水稳性好的填料。最稳定的填料主要有石质土和工业矿渣两大类。前者常用的有漂石土、卵石土、砾石土、中砂和粗砂等。后者常用的有钢渣、建筑废料等。这两类材料摩擦系数大,不易压缩,透水性好,其强度受水的影响很小,是填筑路堤的最佳材料。2、密实后可以稳定的填料注;①表列强度按《公路土工试验》对试样浸水96h的GBR试验方法测定。②黄士、出胀土及盐油土的填料强度,按第六章的有关要求办理.这类材料亦分为一般填土和工业废料两类。前者通常是指粉土质砂、以及砂和粘土所组成的混合土。后者主要有粉煤灰、电石灰等。这些材料经压实后能获得足够的强度和稳定性,是较好的、常用的填筑材料。但在使用时应注意:①土中的有机质不可超过5%;②土中易溶盐含量不应超出规定的数量;③填土施工要在最佳含水量状态下进行;④必须按一定厚度铺设,分层压实;⑤砂的粘性小,易松散,有条件的应适当掺杂一些粘性大的土,或将路堤表面予以加固,以提高路基的稳定性;⑥用粉煤灰填筑路堤应符合有关规定要求,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。3、稳定性差的填料7
稳定性差的填料主要有高液限粘土、粉质土等。①含砂高浓限粘土、高液限粘土。它的粘性高,塑性指数大,透水性极差,干燥时很坚硬,但侵湿后强度急剧下降,不易干燥;干湿循环的胀缩所引起的体积变化很大;过于时成块状,不易打碎和压实,过湿时又易压成弹簧土,属不理想的填料。②粉质土。它含有较多的粉土粒,虽有一定的粘性和塑性,但不易稳定,水浸后易成流体状态(泥浆),干旱时则尘土飞扬。毛细水上升高度很大(可达0.8~1.5m),在季节性冰冻地带会造成很大水分累积,导致严重的冻胀和翻浆,属最差的路堤填土,黄土类、黑土(肥粘土)多属于这类土。上述稳定性较差的土一般属液限大于50,塑性指数大于26的土,不宜作为公路路基填土。在特殊情况下,受工程作业现场条件限制,必须使用时,通常应作如下处理后,方能使用。①含水量的调节。进行含水量控制的目的,是保证土料在最佳含水量下达到最好的压实宽度。如果土料含水量过高,应予以翻晒,最好利用松土机或圆盘耙耧翻,增大暴露面,加速蒸发,另外也可在取土场工作面下面挖沟,使地下水位降低,改变土料含水量,这也是一种有效方法。如含水量过低时,常在材料上人工洒水,(最好在料场进行,以利控制洒水均匀),洒水量可由自然含水量和最佳含水量之差简单地求出。也可采用洒水车直接在堤上喷洒,但应配用圆盘耙等机具对土料进行翻拌,使其润湿均匀。同时还须注意预计润湿时间,绝不可洒水后立即碾压.②掺外加剂改良。即利用石灰、水泥、工业废料或其它材料作稳定剂(或凝固剂)对土的性质进行改良,达到填土要求。这种方法对含水量大、塑性高的土或强度不足的其它材料(如含有大量细粒砂的砂质土)都有较好的效果。采用外加剂改良土的施工方法,是将土和外加材料按一定比例混合、拌匀后铺平压实,一般采用路拌式稳定土拌和机(灰土拌和机)和平地机等进行作业,也可由设于专门场地的厂拌设备制备。8
1.1.2填土路基施工作业(一)施工工艺流程测量放线→场地清理→边沟开挖(排水清淤、表上清理)→填前碾压→土方挖运→摊铺(凉晒)→平整→含水量检验→路基整平→机械碾压→交工验收。(二)路堤填筑施工方法1、路堤填筑方法路堤填筑分为水平分层填筑法、纵坡分层填筑法、横向填筑法和混合填筑法。(1)水平分层填筑法。填筑时按照横断面全党分成水平层次,逐层向上填筑,如原地面不平,应从最低处分层填起,每填一层经过压实符合规定要求后,水平分层填筑纵向分层填筑再填上一层。当用不同土质填筑路堤时,应符合下列填筑工艺要求:①路堤下层用透水性较小的土填筑时,表面应做成4%的双向横坡,以保证来自上面透水性填土层的水及时排除。②路堤上层用透水性较差的土填筑时,不应覆盖封闭其下层透水性较大的填料,以保证路堤内的水分蒸发。③不得将透水性不同的土混杂填筑,以免形成水囊或滑动面。④根据强度和稳定性,合理安排不同土质的层位,不因潮湿及冻融而改变其体积的优良土质应填筑在路堤上层,强度较低的土填在下层。⑤沿公路纵向用不同的土质填筑路堤时,为防止在相接处发生不均匀变形,应在交接处做成斜面,并将透水性差的土安排在斜面下方。水平分层填筑是填筑路基的基本方法,它最能保证填土质量,一般均应采用。在同一路段上要用到不同性质填料时,应注意:9
①不同性质的填料要分别分层填筑,不得混填,以免内部形成水囊或薄弱面,影响路堤稳定。②路堤上部受车辆荷载的作用影响较大,故一般谊将水稳性冻稳性较好的土填在路堤的上部;但路堤的下部可能受水浸淹时,也宜用水稳性好的土填筑。③透水性较大的土填在透水性较小的土之下时,如果两者粒径相差悬殊,应在层间加铺过渡垫层,以免上层的细颗粒散落到下层内;如果透水性较小的土填在透水性较大的土之下时,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种类时,应作成斜面衔接,且将透水性好的填料置于斜面的上面为宜。⑤填方机邻作业段交接处若非同时填筑,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,搭头长度不得少于2m。(2)纵向分层填筑法。宜于用推土机从路堑取料填筑距离较短的路堤,依纵坡方向分层逐层向上填筑碾压密实,地面纵坡大于12%地段常采用此法。(3)横向填筑法。从路基一端、或两端同时按横断面的全部高度,逐步推进填筑,仅用于无法自下而上填筑的深谷、陡坡、断岩、泥沼等运土和机械无法进场的路堤。横向填筑因填土过厚,不易压实时施工需采取下列措施:①选用高效能压实机械;②采用沉陷量较小的砂性土或附近开挖路堑的废石方,并一次填足路堤全宽度。③在底部进行拔土夯实。④联合填筑法。即路堤下层用横向填筑而上层用水平分层填筑。使上部填料经分层压实获得需要的压实度。混合填筑法适应于因地形限制或填筑堤身较高,不宜采用水平分层法和横向填筑法在路堤单侧取土时,每段推土机按法进行作业时,推土机铲满土料,送至坡脚,采用槽式作业法送2~3刀就可挖到0.7-0.8m深,然后作斜线倒退,向一侧移位,同样方法可推送相邻土料,整个区段完成后,可以沿作业时相反方向,可推净遗留土埂,整平取土坑。当推土机由路堤两地取土场取土时,作业方法与上述方法相同,所不同的是路堤用土由两侧运来,分别推至路基中心线即可,作业10
时,为使中心线两侧运土能充分压实,两侧运来土料均应超过中线。采用这种作业方法的。每个做业区段最好由两侧相同台数的推土机面对面地同步进行,可使路堤均衡对称的形成。用推土机作两侧取土填筑路堤,适用于取土距离较短、路堤较低的场合。一般在1m以下,作业时要分层有序的进行,每层厚度视土质特性而定,一般为20~30cm,并需随时分层压实。2、填筑施工工艺(1)土质路堤填筑填方路段应将路基范围内的树根全部挖除并将坑穴填写平夯实。填土范围内原地面表层的种植土、划皮等应予清除,清除深度一般不小于15cm。清除出来的含有许多植物根系的表土可以铺在路堤边坡上,以利植物生长,起到边坡防护作用。路堤基底清理后应予以压实。在深耕(>30cm)地段,必要时先将土翻松、打碎,再整平、压实。经过水田、池塘、洼地时,应根据具体情况采用排水疏干、换填水稳性好的土抛石挤淤等处理措施,确保路堤的基底具有足够的稳定性。地面横坡为1:5~1:2.5时,原地面应挖成台阶,台阶宽度不小于1m;地面横坡陡于1:2.5时,应作特殊处理,防止路堤沿基底滑动,常用的处理措施有:经检算下滑力不大时,先清除基底表面的薄层松散土,再挖宽1~2m台阶,但坡脚附近的台阶宜宽一些,通常为2~3m;经检算下滑力较大或边坡下部填筑土层太薄时,先将基底分段挖成不陡于1:2.5的缓坡,再在缓坡上挖宽1~2m的台阶,最下一级台阶亦宜宽一些;或坡脚附近地面横坡比较平缓时,可在坡脚处作土质护堤或干砌片石垛护堤。护堤最好用渗水性土填筑,但用与路堤相同的土填筑亦可。片石垛最好用大块的片石分层干砌,里外咬合紧,不得只砌表面而内部任意抛填。片石垛的断面尺寸应通过稳定性检算确定。3、施工注意事项采用不同土质填筑路堤,在高等级公路施工中是十分常见的,若将不同性质的土混合填筑,会造成路基病害,因此必须注意以下几点:不同土质应分层填筑,层次应尽量减少,每层总厚度最好不小于0.5m。不得混杂乱填,一面形成水囊或滑动面。透水性差的土填筑在下层时,其表面横坡(一般为双向4%横坡)以保证来自上层透水性填土的水分及时排出。为保证水分蒸发和排除,路堤不宜被透水性差的土层封闭,也不应覆盖在透水性较大的土填筑的下层边坡上。根据强度与稳定性要求,合理的安排不同土质的层位。一般的:凡不因潮湿及冻融而变更其体积的优良土壤应填在上层,强度(形变横量)较少的土应填在下层。为防止相邻的两段用不同土质填筑的路堤在交接处发生不均匀变11
形,交接处应做成斜面,并将透水性差的土填在斜面的下部。(三)路堤填筑机械作业路堤的填筑施工根据不同的施工条件,采用不同的施工机械作业,具体方法如下。1、推土机作业(1)推土机横向推填。这是一种水平分层填筑方法,推土机在路堤一侧或两侧取土场取土。(2)推土机纵向推填路堤。用推土机进行移挖填土施工,多采用这种方法(多用在丘陵、山地的半填半挖路基)。其特点是可进行纵坡分层压实。但在作业时应注意;①挖方土壤应符合填土要求。②开挖部分坡度以不大于1:5为限。③开挖中一方面应注意随时复核路基标高和宽度,避免越挖和欠挖;另一方面应注意选用多台井列推土和利用前次推土的槽推土等方法,以提高推土效率,缩短推土时间和减少土的失散。纵向推填路堤作业方法。(3)综合作业法。这是上述两种方法的综合,即在纵横方向联合作业。宜分段进行,每段50~80m。每段中部设有横向送土道,用横向作业方式将两侧土送上路堤,再由另外的推土机纵向推送铺平压实。2、铲运机作业利用铲运机填筑路堤,其基本方法与推土机大致相同,仅作业现场条件不同有所区别,最大特点是曲线作业散落料少,故有灵活的作业路线,并适宜于较远距离取土,一般为100m以远,且填筑高度为2m以上为宜。其作业的运行路线,可根据地形条件,考虑施工效率,有以下几种方法,可在实际工作中灵活应用。(1)椭圆形运行路线。此方法适用于填土高度在1.0~2.0m以内,且工作长度在150m以下的情况,主要缺点是重载土坡转向角大,转弯半径小,每一循环,。铲运机需要转两次180大弯。(2)“8”字形运行路线。此方法实际上是上述椭圆形路线的组合,每一个作业循环,在同样两次180度大转弯的情况下,可完成两次铲装、运送、卸土的过程,而且可以容纳多机作业,工效比单椭圆形作业比的有一定程度的提高,多用于工作段较长(一般300—50Om)的填筑作业,要求取土场在路堤两侧。作业区段较长时,可以多个“8”字工作首尾相连,在整个区段内连续作业,适宜于群体作业,各机间隔适当,可使其互相不干扰,并且把各次填挖段与上次的错开,作业均衡,但一次循环的时间较长。(3)全堤宽循环作业路线。上述两种方法均在路堤单侧取土(指一个循环内),对于两侧取土场同时取土作业时,可采取全堤宽循环作业方法,即铲运机连续相12
间地在路堤两侧取土场取土,而在路堤全宽上均匀铺散,其运行路线有三种,即穿梭式、螺旋式、环回式。这种作业方法适宜于作业区段较长,且宽度较大的路堤填筑。铲运机每次循环中,多次装卸土壤,运行路线可均匀错开,因此碾压质量较好。用铲运机填筑路堤。无论采取何种运行路线,在路堤整个宽度上,应注意必须从路基边缘向中线进行填筑,并始终保持两恻高于中间,可防止铲运机向外翻车,当两侧填至标高时,再填平中间并按要求修整成一定的拱形。在路堑或取土坑中铲土时,应在该段全长全宽上分层铲土,每层铲土须向内部让出0.2~0.3m,由于铲土所形成的台阶还须辅以人工整平,为了提高铲运机的效率,在必要情况下应配备一台推土机为铲运机开道,翻松硬土、平整取土地段。清除障碍(如树根和大石块等)和助推等。为便于铲运机在填方段上、下行驶。当路堤高度在1m以上时,应每隔50-60m设进口通道;当高度在2m以上时,其间距可为100-120m通道或道口最小宽度为4m,使铲运机转弯半径不小于6m。上坡通道坡度一般不应大于15%,下坡极限坡度为50%。运行便道应经常用人工或平地机、推上机整平,保持其状况良好。铲运机应避免在新填土上转急弯。整个填筑作业完成后,所有进出口通道应予以封填。3、.挖掘机(或装载机)与运输车辆配合作业用正铲、反铲和抓斗挖掘机或装载机与运输车配合进行路堤填筑施工,适用于取土场较远或特殊地形施工条件下作业。工作过程比较简单,挖掘机或装载机按其基本作业方法进行挖掘装载,由运输车辆将工料送上路堤,然后由推土机或铲运机按规定厚度铺平并压实机械压实。采用这种作业方法,影响工效的主要因素是与一定装载能力的挖掘装载机械相配合运土的车辆数及运行路线有关。正铲挖掘机与自卸汽车配合作业的运行路线图,即挖掘机在取土场设有四个掘进道,而汽车运行路线视土质优劣,分两段运行,填土运上路堤按路堤放样边桩分层有序卸填,弃土直接运往弃土地点。其它挖掘机和装载机作业时,方法与此相同,仅在于各种挖掘装载机械施工条件不同,如拉铲装车较为困难,要求司机操作技术熟练,由于抓斗对土壤适应性差,一般不作直接挖土工作,这些类型的工作装置进行这种作业时,效率不及正铲。与挖掘装载机械配合作业的车辆数,除与挖掘机、汽车性能有关外.同时还与运输距离、道路条件、驾驶员技术素质等因素有关,也还受到平整和压实机械生产能力的影响,因此,应尽可能使各种设备做到相互平衡、协调,才能使总的工效最佳。一般所需的车辆数,可通过估算初步确定,然后在实际运行中,进一步调整,逐步趋于合理、总的原则是使挖掘、装载、运输、铺平、压实的各机械均处于持续均衡的工作状态,不致出现停工待料、供料待工的情况。估算时,运输车辆数13
大致可用下式确定:N=t1/t2式中:N——所需汽车数。辆;t1——汽车一个循环所用时间,min;t2——装车时间min。为了使配合趋于经济合理,车箱容量应是装载斗容的倍数,一般为1:3~1:4。1.1.3路基边坡的机械化施工作业路基边坡施工是路基施工作业中的重要环节,如果注意不够,不但延误工期、降低工程质量,造成经济损失,而且还可能给运营安全带来很大威胁,因此在施工中务必充分重视。(一)路基边坡施工的基本要求路基边坡应符合公路工程技术标准中的规定外,在施工中还应注意1、放样。根据线路中桩的设计图表,通过放样,定出边坡的位置和坡度,路基轮廓,要求放样准确可靠.2、做好坡度式样。按照规定,首先在适当的位置做出边坡的样式,作为全面施工的参照。3、随时测量。对高路堤或深路堑,要做一段距离就要抄平方线一次,发现问题,及时纠正,变坡点处,更要注意测量检查。4、留有余量。路基修筑(包括路堑、路堤)时,边坡部位要留有一定的余量,以方便进一步修正后,达到设计要求的标准,岩石边坡要尽量一次完成。此外,边坡附近,如遇打眼放炮时,要严格控制炮眼方向及装药量,防止将边坡震松破坏。填土边坡面除了截面符合施工图纸形状,并注意上述各点,施工中最重要的一点是边坡的压实。如果边坡面层和路堤主体相比不够密实,在遇降雨天气时,很可能在雨水的冲刷下发生滑坡等破坏,为了防止发生这种情况,要对路堤边坡,尽可能的采用机械压实方法,达到压密实度要求。施工时,采取必要措施预防因遭雨水洗刷和水渗透而发生边坡滑移。由于填土坡度面的施工程序和压实方法不当,引起路堤崩溃和路侧下沉的情形是经常发生的,路基边坡施工应选定尽量简单,又能有效保证路堤边坡安全的方法。路基边坡坡度在1:8左右时,坡面要拉线先放粗坡,用3t以上的振动压路机(拖式)从填土坡脚开始往上卷振压实,如下图所示,注意必须是从下往上时振压,放下过程中不能振动,否则,斜坡上的材料要被振松而滚滑下去。土质良好坡度不大,也可用推土机在斜坡上往返行驶压实,这也是压实边坡的行之有效的方法。对含水量较高的粘性土,须选用湿地推土机进行压实。另一种方法是填土时适当14
加大宽度和高度,分层填土、压实,多余部分利用平地机或其它方法铲除修整即可、这种方法,作业面增大,需要有一定的施工回旋余地,但在没有条件进行坡面压实的情况下,往往可以取得满意的结果。(二)路基边坡整形路基经过填土、压实后,要进行整形作业,除路基顶面以外,施工作业较复杂的是边坡面的整形,可用平地机或推土机进行。1、平地机坡面整形作业由于平地机的性能和刮刀长度限制,当坡面坡度为1:1.5~1:5,高1.8m时,可以用一台平地机在一个平面上行驶作业,如果坡面高为4m或坡度较缓时,一台平地机在一个平面上无法完成全坡面整形,可采用两台平地机在上下两个平面上同时进行作业,或一台平地机分两次在上下两个平面内分别作业。对于平地趴在上下两平面上仍不能完成整形作业的大坡面,则必须在分层围填筑过程中,在适当时候就进行修整。无论采取何种方式进行坡面整形,施工作业前,都必须在作业段两端作好标准坡面,以便,在刮削时有所参照,或者随时用线绳连接两端标准坡面同一位点,指导、检查平地机作业情况,防止越刮及欠刮。对于有找平装置的平地机,也可以用拉线的方式,设置基准进行作业。当坡面一旦出现超刮,要用人工分层夯实的方法,超高回填后,再作刮削,使之与原坡面构成一体,对于要求较高的过水坡面,上述回填应采取齿阶接合。这个工作一般较为困难,而且不易保证工程质量。故要尽量避免发生超刮现象。2、.推土机坡面整形作业推土机边坡坡面整形,只适应于坡度较小(小于1:2.5)的坡面。一般先用人工做出标准坡面,然后推土机紧靠标准坡面,自下而上或自上而下进行刮削,为了保证推土机不致于远离标准而造成超刮现象,作业段内应有一定数量的标准坡面对推土机的作业加以控制标准坡面布设间隔一般为铲刀宽4~6倍为宜,即10~15m。由于推土机进行整形作业时,作业是机车在坡面上行驶的同时进行的15
(而平地机是在平面上行驶),因此,推土机作业过程中,虽然可以多布设一些标准被面,以便对照,但仍然比较难于掌握,所以,对操作人员的技术水平要求较高,可根据推土机行驶的坡度与铲刀切削坡度一致的程度,采用简易的环形测坡仪,进行监测,以便控制。一般而言,推土机进行坡面整形作业的质量远不如平地机容易控制。1.1.4桥、涵台背填土施工(一)导致跳车主要原因(1)路基本身的压缩沉降,一般情况下,构造物往往先行施工,待一般路的路基成型后,在台背出留下一缺口,当对此缺口填筑施工时,由于压实机械的作业面狭小而使压实不到位,特别是台、墙后侧及翼墙内侧达到规定的要求更有一定的难度,导致该处路基压实质量下降,通车后,引起该处的压缩沉降。(2)地基沉降。一般情况下,台背后的地物地貌与其它路段不同,地形起伏不大,地质条件不一。同时由于桥涵处路基填筑高度较大,产生的基底应力也相对较大,因此,在台后填筑地段,产生的地基沉降也较其他路段大。(3)路基与台背接头处,常产生细小缩裂缝雨水渗入后,使路基产生病害,导致该处路基发生沉降。分析上述原因,无一不与填筑施工有密切关系,要解决桥、涵处填料的下沉问题,就必须采取正确的施工措施和适宜的施工方法。(二)台背填土的施工与控制1、填料在下列范围内一般应选用渗水性土填筑:台背顺路线方向,上部距翼墙尾端不少于台高加2m,下部距基础内缘不少于2m;拱桥台背不少于台高的3~4倍;涵洞两侧不少于孔径的2倍;挡土墙墙背回填部分。如果台背采用渗水土有困难时,在冰冻地区自路堤顶面起2.5m以下,非冰冻地区高水位以下,可用与路堤相同的填料填筑。特别要注意,不要将构造物基础挖出来的劣质土混入填料中。2、设置横向泄水管或盲沟桥涵等结构物处填土,在施工中要竭力防止雨水流入;对已有积水应挖沟或用水泵将其排除。对于地下渗水,可设盲沟引出。当不得不用非渗水土填筑时,应在其上设置横向盲沟或用粘土等不透水材料封顶。挡土墙墙背应作好反滤层,使水能顺利地从汇水孔流出去。台背路基填筑前,在原地基土拱上设置泄水管或盲沟,在基底上,先对基底作必要的处理,然后填筑横坡为3%~4%的夯实粘土土拱,再在上拱上挖一条成双向坡的地沟(地沟尺寸一般宽:40~60cm;深:30~50cm)。然后在台背后全定宽范围内满铺一层隔水材料(可用油毡或下垫尼龙薄膜上盖油毡)。在地沟内四周铺设有小孔的硬塑料泄水管(管径一般不小于10cm,其上小孔孔径为16
5mm,布成绢花形,间距控制在10cm以内)。塑料泄水管的出口应伸出路基外,然后在硬塑料管四周填筑造水性好、粒径较大的砂石材料,再分层填筑台后透水性材料,直到路基顶面。横向盲沟的设置与上相同,取消泄水管,以渗透系数较大的透水性材料填筑地沟(如大粒径碎石)。用土工布包裹盲沟出口处,并对其做必要的处理。缩沉降和地基沉降引起的。台背处填筑内摩擦角较小的材料(如土方),加之压实质量影响,路基的压缩沉降量一般较大。为保证台背处路堤的稳定,其填土除设计文件另有规定外,一般应选用内摩檫角较大的透水性材料,如岩渣、碎石、就能较好的减少路基的压缩沉降;另一方面,也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利的排出路堤外。台背后填筑透水性材料,应满足一定的长度、宽度和高度要求,在通常情况下,自背填料顺路线方向民度顶部为距翼墙尾端不小于台高小于台高的3~4倍涵洞填土长度每侧不应小于2倍孔径长度、透水性材料的填筑高度,从路堤顶面起向下计算。在冰冻地区一般不小于2.5m,无冰冻地区旗至高水位处。台背与路基接壤处,为保证连接质量,一微路基留一段斜坡,斜坡坡度不大于1。(也可用台阶形式连接)。3、填筑桥台背后填土应与锥坡填土同时进行,涵洞、管道缺口填土,应在两侧对称均匀回填;涵顶填土的松铺厚度小于50~100cm时,不得通过重型车辆或施工机械;靠近构造物100cm范围内不得有大型机械行驶或作业。4、排水桥涵等结构物处填土,在施工中要竭力防止雨水流入;对已有积水应挖沟或用水泵将其排除。对于地下渗水,可设盲沟引出。当不得不用非渗水土填筑时,应在其上设置横向盲沟或用粘土等不透水材料封顶。挡土墙墙背应作好反滤层,使水能顺利地从汇水孔流出去。5、压实应在接近最佳含量状态下分层填筑,分层压实。每层松铺厚度不宜超过17
20cm。密实度应达以设计要求。如设计无专门规定,则按路基压实度标准执行。用非渗水土填筑时,必须加强压实措施,或对填土性能进行改善处理(如掺生石灰),以提高强度和减少雨水的渗入。为了保证填土压实质量,在比较宽阔部位应该尽量使用大型压实机械,只是在临近构造物边缘及涵顶50cm内,才采用小型夯压机械,分薄层认真夯压密实。夯压遍数应通过试验确定,以达到压实度要求为准。适用于构造物处填土压实的小型机械,有蛙式打夯机,内燃打夯机、手扶式振动压路机、振动平板夯等。6、压实度标准(重型击实试验)对于路堤,路槽底面以下0~80cm应不小于95%cm应不小于93%,150cm以下应不小于90%;对于零填及路堑,路槽底面以下0~30cm应不小于95%。在平均年降雨量少于150mm且地下水位低的特殊干旱地区(相当于潮湿系数≤0.25地区)的压实度标准可降低2~3%。因为这些地区雨量衡少,地下水位低,天然土的含水量水量大大低于最佳含水量,要加水到最佳含水量下进行压实对施工确有很大困难,而压实度标准稍予降低也不致影响路基的强度和稳定性。在平均年降雨汩超过2000mm,潮湿系数>2的过湿地区和不能晾晒的多雨地区,天然土的含水量超过最佳含水量5%时,要达到上述的要求极为困难,应进行稳定处理后再压实。在确定压实标准时,最大干容重要用室内标准击实试验来求得。7、压实方法碾压时,横向接头的轮迹应有一部分重叠,对振动压路机一般重叠40~50cm,对三轮压路机一般重叠1/2后轮宽;前后相邻两区段变宜纵向重叠1~1.5m。应做到无漏压、无死角和确保碾压均匀。一般光轮静碾压路机的最佳速度为2~5km/h,振动压路机为3~6km/h。所以各种压路机械的最大速度不宜超过4km/h。压实时的单位压力不应超过土的强度极限,否则土体将会遭到破坏。开始时土体较疏松,强度低,故宜先轻压,随着土体密度的增加,再逐步提高压强。碾压时,在直线路段和大半径曲线路段,应先压边缘,后压中间;小半径曲线地段因有较大的超高,碾压顺序宜先低(内侧)后高(外侧)。路堤边缘往往压实不到,仍处于松散状态,雨后容易滑坍,故两侧可采取多填宽度40~50cm,压实工作完成后再按设计宽度和坡度予以刷齐整平。8、台背的填筑施工应注意以下几点:(1)控制填料的质量,填料得细料含量不宜过大;(2)填筑前,应在土拱上设置泄水管或盲沟;(3)台背填筑透水性材料前。桥、涵的台前防护工程及桥梁上部结构均应完成;(4)填筑时,对涵洞缺口填土,应在两侧对称均匀分层回填压实。如使用机械回填到涵洞台胸腔部分及检查井周围应先用小型压实机械压实填好后,方可用机18
械进行大面积回填,逐项填土压实厚度必须大于50cm时才可通过重型机械和汽车。对桥梁构造物,亦应做到两端对称施工,桥台背后填土与锥坡镇上同时施工;(5)应严格按施工规范施工,控制每层填筑厚度(一般不超过20CM,当采用小型夯具时,一级以上的公路松铺厚度不超过15cm。碾压遍数(一般不少于10遍),并对每层填筑质量实施检测,透水性材料以干容重或空隙率控制施工质量。如果台背要填筑非透水性土时,对土质不好、含水量高的填料要进行处理,必要时可以换土或掺小剂量石灰或水泥等。同时,尽可能做到桥、涵施工与路基开挖的结合,做到桥、涵台砌多高,填土填多高,分层压实,填至路基处理高度时按路基处理标准进行施工,尽量减少桥、涵完成后再开挖的局面,以保证填土的密实程度。1.1.5填石、土石及高填方路堤的施工作业(一)填石路堤填石路堤的施工,除应考虑石料性质、石块大小、填筑高度和边坡等因素外,还应注意选择正确的填筑方法。1、填料要求填石路堤的石料来源主要是路堑和隧道爆破后的石料,施工时要注意其强度和风化程度是否符合要求。石料强度是饱水试件的极限抗压强度,填石路堤要求其强度值不小于15MPA(用于护坡的不应低于20MPA)2、填筑方法填石路堤的填筑施工方式有倾填(含抛填)和逐层填筑、分层压实两种。倾又可分为石块从岩面爆破后直接散落在准备填筑的路堤内,利用推土机将爆破后堆置在半路堑上的石块以及用自卸汽车从远处运来的爆破石块推入路堤两种情况。无论是哪~种倾填情况,由于石料是从高处自然落下,石料间难免犬牙交错,空隙较大,故填路堤的压实、稳定等问题较多。因此高速公路、一级公路和铺设高级路面的其它等级公路的填石路堤不宜采用倾填式施工,而应采用分层填筑、分层压实的方法。二级及二级以下且铺设低级路面的公路在陡峻山坡段施工特别困难或大法爆破以挖作填时,可采用倾填方式将石料填筑于路堤下部,但倾坡路堤在路床底面下不小于10cm范围内仍应分层填筑压实。采用分层填筑方式施工,又可分为机械作业和人工作业两种方法,机械施工分层填筑时高速公路及一级公路分层松铺厚度一般为加50Cm;其他公路为100CM。施工中应安排好石料运行路线,专人指挥,按水平分层,先低后高、先两侧后中央卸料。由于每层填筑厚度较大,故摊铺平整工作必须采用大型推土机进19
行.个别不平整处应配合人工用细石块、石屑石渣中级配较差、粒径较大、填层较厚,石块间的空降较大的,可于每层表面的空隙里扫入石渣、石清.中砂、租砂,再以压力水将砂冲入下部,反复数次,使空隙填满。当铺填粒径25cm以上石料时,应先铺镇大块石料,大面向下。小面向上,摆平放稳,再用小石块找平,石屑塞填,最后压实;铺填粒径25Cm以下石料时,可直接分层摊铺,分层碾压。3、注意事项:(1)填石路堤的填料如其那诩岩性相差较大,特别是岩石强度相差较大时,则应将不同岩性的填料彩色就叫&例如易用化软岩不得用于路堤上部,亦不得用于路堤浸水部分。又如有些挖方路段是爆破石而有的是天然漂石土、块石上等,这些填料不得混填在一起,应分层或分段填筑。如果路堑或隧道基岩虽为不同的岩种,但其石料强度均符合要求(大于15MPA)则允许使用挖出的混合料填筑路堤。(2)用强化石料或软质岩石填筑路堤时,用重型压路机或夯锤压时,可能会被碾压或夯压成碎屑、碎粒,这类石料能否用于填筑路堤应按有关规定检验其CBR值,符合要求(根据公路等级和田填筑部位对CBR值有所不同)时才允许使用,否这不得使用,这可以保证路堤填筑压实后的浸水整体强度和稳定性。该类填料与土质路堤填料类似,故能使用时,应按土质路堤技术要求施工。(3)填土路堤路床顶部至路床底部30-50CM(高速公路及一级公路为50CM,其他公路为30CM)范围内应用符合要求的填筑,并分层压实,这可提高路床面的平整度,使其均匀并有利于与路面底层连接。受力并有利于路面基底的连接(二)土石路基1、填料要求一般情况下,石块强度大于20MPa时,就不易被压路机压碎,所以,当土石混合料中石料强度大于20MPa时,其粒径不得超过压实层厚度的2/3,超过的应予清除,这有利于压实均匀,并在填筑时,不致使上下层石块重叠,避免碾压时不稳定。当土石混合料中所含石块为软质岩或极软岩(强度小于15MPa)时,易为压路机压碎,不存在强度较大石块产生的问题,故其粒径可与压实层厚度相同,但不宜超过层厚,超过的应打碎。2、填筑方法土石路堤不得采用倾填方法,只能采用分层填筑,分层夯压当土石混合料中石料含量超过70%时,宜采用人工铺填,即先铺填大块混合石料中石料含量小于70%,可用推土机将土石料铺填,每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定,不宜超过40cm。用机械铺填时应注意避兔硬质石块,特别是20
集中在一起的尺寸大的硬质石块。3、注意事项(l)若将压实后渗水性差的细粒土填在路堤两侧,则雨后填筑于路堤中部渗水性好的土吸收的水分无法排除而降低路堤承载力,甚至路堤中部形成水囊,使路面严重破坏。所以,压实后渗水性差异较大的土石混合填料应分层或分段填筑,不宜纵向分幅填筑。如确需纵向分幅填筑,应将压实后渗水性良好的土石混合料填筑于路堤两侧。(2)土石混合填料一般来自不同的路段。如果均为硬质石料,则不论石料类别如何,可混在一起填筑,如果均为软质石料且压实后的渗水性基本相同,也可混在一起填筑。但如果来自不同路段的土石混合料的岩性或土石混合比相差较大,则应分层或分段填筑。如分层或分段填筑有困难,则应将硬质石块的混合料铺于填筑层的下面,且石块不得过分集中或重叠,上面再铺软石质料混合料,然后整平碾压。(3)由于填石路堤孔隙大,在行车作用之下易产生推移,所以,为使路面稳定,并保持较好的平整度,以利舒适行车。在土石路堤的路床顶面以下30-50cm(高速公路为50cm,其他公路为30cm),范围内应填筑符合路床要求船上共九层压实,可位在路床高程范围之内强度均匀一致。并有利于加强路面结构与土石路堤之间的结合。(三)高填方路堤水稻田或常年积水地带,用细粒土填筑路堤高度在6米以上,其他地带填土或填石路堤高度在20m以上时称为高填方路堤称为高填方路堤。高填方路堤在施工前,应对原地面进行清理,如地基土的强度不符合设计要求,则应进行处理或加固。若基底为斜坡时,应按规定挖好横向台阶。高填方路堤应采用分层填筑、分层夯压的方法施工。在填筑时一定要按路堤高度和边坡度将该层的路堤宽度(包括加宽量)填足,不得缺填,如填到上面才发现路堤填的宽度不够时,边坡补填,则松土不宜与原边坡土结合紧密,而且不好压实。填筑高填方路堤时,每层填筑厚度,应根据所采用的填料确定。如填料来源不同,其性质差异较大时,应分层填筑,不应分段或纵向分幅填筑。处于水淹路段的高填方路堤,除承受一般外力和自重力外,其淹没部分还承受浮力及渗透力作用。21
1.2挖方路基施工1.2.1土方路堑的开挖(一)路堑开挖方法路堑开挖施工,除需要考虑当地地形条件、采用的机具等因素外,还需考虑土层的分布及利用。在路堑开挖前,应做好现场筏树除根的工作。如果移挖作填时,还应将表层土单独掘弃。或按不同的土层分层挖掘,以满足路堤填筑的要求。路堑的开挖方法根据路堑深度、纵向长短及现场施工条件,可用以下几种方法:1、横向挖掘法主要适用于短而浅的路堑。用人工按多层横挖法开挖路堑时?所开设的施工阶高度应符合安全施工的要求,一般为1.5m~2.0m。若采用机械开究路堑,每层台阶高度可为3m~4m。当运距较近时用推土机进行开挖;运距较远时宜用挖掘机配合自卸气进行开挖,或用推土机推土堆积,再用装载机配合自卸汽车运土,开挖时应配备平地机或人工分层修刮、整平边坡。(1)单层横向全宽挖掘法。从开挖路堑的一端按断面全宽一次性挖到设计标高,逐渐向纵深挖掘,挖出的土方一般都是向两侧运送,这种方法适用于挖掘深度小、且较短的路堑。(2)多层横向全宽挖掘法。从开挖的一端或两端按横断面分层。多层横向全宽挖掘法,主要适用于开挖深而短的路堑土质路堑的开挖可采用人工作业,也可选用机械作业。①用人工按横挖法挖路堑时,可在不同高度分几个台阶开挖,其深度一般宜为1.5~2.0m无法自两端一次横挖到路基标高或分台阶横挖,均应设单独的运土通道及临时排水沟,以免相互干扰,影响工效,造成事故。②用机械按横挖法挖路堑且弃土(或移挖作填)运距较远时,宜用挖掘机配合自卸车进行。每层台阶高度可增加到3~4m。其余要求与人力开挖路堑相同。③路堑横挖法也可用推土机进行,若弃土或移挖作填运距超过推土机的经济运距时,可用推土机推土堆积,再用装载机配合自卸车运土。用机械开挖路堑应注意的是,边坡应配合平地机或人工分层修刮平整,以保证边坡的平整与稳定。2、纵向挖掘法这种方法适用于路堑纵向长度和浓度都很大的地段,路堑开挖应自上而下进行,不得超挖滥挖。在不影响边坡稳定的条件下可采用小型爆破以提高开挖空心思效率。在开挖过程中土质发生变化时,应及时修改施工方案和边坡坡度。对于已开挖的适宜种植草皮和有他用途的土,应储备利用。(l)分层纵挖法。分层纵挖法适宜于路堑宽度和深度均不大的情况,当开挖地面横坡陡、开挖长度较短(不超过去时100m)且开挖深度不大于3m时,宜采用推22
土机作业。当挖掘的路堑长度较长(超过1000m)时,宜采铲运机或铲运机加推土机助铲作业。沿路堑全宽,以深度不大的纵向分层进行挖掘。适用于较长的路堑开挖。(2)通道纵挖法。先沿路堑纵向挖掘一通道,然后将通道向两侧拓宽以扩大工作面,并利用该通道作为运土路线及场内排水的出路。该层通道拓宽至路堑边坡后,再开挖下层通道,如此向纵深开挖至路基标高,该法适用于路堑较长、较深、两端地面纵坡较小之路堑开挖。(3)分段纵挖法。沿路堑纵向选择一个或几个适宜处,将较薄一侧堑壁横向挖穿,使路堑分成两段或数段,各段再纵向开挖,该法适用于路堑过长,弃土运距过远的傍山路堑,其一恻堑壁不厚的路堑开挖。土质路堑纵向挖掘,多采用机械化施工。①当采用分层纵挖法挖掘的路堑长度较短(不超过100rn)、地面坡度较陡时,宜采用推土机作业。推土机作业时,每一铲挖地段的长度应能满足一次铲切达到满载的要求,一般为5~10m,铲挖宜在下坡时进行;对普通土宜为10%~18%,不得大于30%;对于松土不宜小于10%,不得大于15%;傍山卸土的运行道路应设有向内稍低的横坡,但应同时留有向外排水的通道。②当采用分层纵挖法挖掘的路堑长度较长(超过100m)时,宜采用铲运机作业,有条件时最好配备一台推土机配合铲运机(或使用铲运推土机)作业。对3于拖式铲运和铲运推土机,其铲斗容积为4~8m的适宜运距为100~400m,容3积为9~12m的适用运距为100~700m。自行式铲运机运距可增加一倍。铲运机的运土道,单道宽度不应小于4m,双道宽度不应小于8m;其纵坡,重载上坡不宜大于8%,空驶上坡不得大于50%;弯道应尽可能平缓,避免急弯;路基表层应在回驶时刮平,重载弯道处路基应保持平整。铲运机作业面的长度和宽度应能使铲量易于达到满载。在起伏地形的工地,应充分利用下坡铲装;取土应沿其工作面有计划地均匀进行,不得局部过度取土而造成坑洼积水。铲运机卸土场的大小应满足分层铺卸的需要,并留有回转余地。填方卸土应边走边卸,防止成堆,行走路线外侧边缘的距离不宜小于20cm。23
纵向挖掘法3、混合式挖掘法当路线纵向长度和挖深都很大时,为扩大工作面,可将多层横挖法和通道纵挖法混合使用。先沿路堑纵向挖通道,然后沿横向坡面挖掘,以增加开挖坡面,如下图所示。每一坡面的大小,应能容纳一个施工小组或一台机械作业。(二)路堑开挖机械化施工挖方路基的施工根据不同的施工条件,应采用不同的施工机械作业。1、施工机械选择24
常用土方机械适用范围适用的作业项目机械名称施工准备工作基本作业施工铺助作业1、修筑临时道路;1、高度3m以内的路堤和路堑;1、路基缺口填方回填;2、推倒树木、拔除树根;2、运距100m内的挖填及压实;2、路基粗平,取弃方、整平;推土机3、铲草皮,除积雪及建筑碎屑;3、傍山坡挖填结合路基。3、填土压实,斜坡挖台阶;4、推缓陡坡地形,整平场地。4、配合挖掘机与铲运机松土。1、铲除草;运距60m~70m内的挖土、铺平与压1、路基粗平;铲运机2、移运孤石。实(高度不限)2、借土坑与弃土堆整平。修筑高0.75m以内路堤及深0.6m开挖排水沟,平整路基,整修自动平地机除雪、扫雪、松土以内路堑,挖填结合路基的挖、运边坡松土器(推土1、破碎0.5m深以内的冻土层;翻松硬土机牵引)2、Ⅲ~Ⅳ类土的翻松挖掘机1、半径7m以内挖、卸土;1、挖坑槽2、装土供汽车远运2、水下捞土土方施工机械的选用条件路基形式及填挖高度土方移运水平机械施工最小工作段主要施工机械名称辅助机械施工方法(m)直距(m)运距(m)长度(m)一、路堤路侧取土<0.75<15自动平地机300~500路侧取土<3.00<4058.9kW推土机10~40—路侧取土<3.00<6073.6kW~103kW推土机10~60—3路侧取土>6.0020~1006m拖式铲运机80~25050~803路侧取土>6.0050~2006m拖式铲运机250~50080~10058.9kW3远运取土不限<5006m拖式铲运机<700>50~80推土机33远运取土不限500~7009m~12m拖式铲运机<1000>50~803远运取土不限>5009m自动铲运机>500>50~803远运取土不限>500自卸汽车>500(5000m)二、路堑路侧弃土<0.60<15自动平地机300~500路侧弃土<3.00<4058.9kW推土机10~40—路侧下坡弃土<4.00<7073.6kW~103kW推土机10~7058.9kW—3路侧弃土<6.0030~1006m拖式铲运机推土机100~30050~8025
3路侧弃土<15.050~2006m拖式铲运机300~600>10033路侧弃土<15.0>1009m~12m拖式铲运机<1000>200纵向利用不限20~7058.9kW推土机推土机20~70—纵向利用不限<10073.6kW~103kW推土机<100—3纵向利用不限40~6006m拖式铲运机80~700>10058.9kW33纵向利用不限<809m~12m拖式铲运机<1000>100推土机3纵向利用不限>5009m自动铲运机>500>1003纵向利用不限>500自动卸汽车>500(5000m)(三)半挖半填路基横向利用不限<6073.6kW~103kW斜角推土机10~60—注:本表适用于Ⅰ、Ⅱ类土,如土质坚硬应先用推土机翻松。2、机械施工作业(l)推土机作业a横向开挖路堑图A用推土机横向开挖路堑,其深度在3m以内为宜,开始时,推土机以路堑中线为界,向两侧用横向“穿梭”推土作业法进行,将路堑中挖出的士送至两侧弃土堆,最后再做专门的清理和平整,当开挖深会超过3m时,则需与其它机械配合作业。26
在上述施工作业中,推土机也可采用环形作业法,推土时,推土机可按椭圆形或螺旋路线运行,这种运行路线可利用推土机本身对弃土堆进行分层压实和平整。不论采用何种作业路线进行路堑开挖,都要注意不允许路堑的中部下凹,以免积水,在整个开挖段上,应做出排水方向的坡度以利降雨积水排除。在接近挖至规定断面设计线时,应随时复核路基的标高和宽度,避免出现超挖或欠挖,通常在挖出路堑的粗略外形后,多采用平地机整修边坡和边沟。b纵向开挖山坡路堑①开挖傍山半路堑开挖傍山半路堑,一般多用斜铲推土机进行,开挖时首先由路堑边坡的上部开始,沿线路行驶,渐次由上而下,分段、分层将土推进至坡下填筑路堤处。推土机的水平回转角根据土壤的性质来调整,在一、二级轻质土壤上作业时,可调至60度,在Ill级土壤作业时可调至45度。由于推土机沿山施工,要特别注意安全,推土机始终应行驶在坚实稳定的土壤上,填土部位保持道路外侧高于内侧,行驶的纵坡角不宜超过推土机最大爬坡角.采用上述方法时,铲刀的平面角使上料沿刀身向填口部送出,当使用直铲推土机完成这种半路堑作业时,土料只能由推土机曲线行驶方可卸土于填土部,这时最好铲土数次,将各次铲起的土积至一处堆起,然后将土一起推运到边坡前沿卸土,这样不但可提高推土机的生产效率,而且比较安全。直铲推土机进行开挖半路堑作业,只适用于坡度不大于25度的场合。②开挖深路堑开挖深路堑运土作填土路堤作业时应首先做好准备工作,要在开挖路堑的原地面线顶端各点和填挖之间零点处,设置标记,同时挖平小丘,使推土机能顺利进人作业现场。如果推土机能沿斜坡驶至最高点时,则可从由路量的所在坡面上顶点处开始,逐层开挖至路堤处,开挖时可用1~2台推上机沿路中线的平行线向前纵向推填,如下图B所示.27
图B当路堑挖到设计深度的一半位置时,用另外1~2台推土机,横向分层推削路堑斜坡,如图所示。由斜坡上推削下来的土壤,仍由下面图C的推土机送至填土区段,直至路堑路堤全部完成为止。深路堑的开挖顺序如上图c所示。要求每层均按沟槽运土法开挖,并尽量利用地形做到下坡推土。(2)铲运机作业铲运机开挖路堑也有两种作业方法,一是横向弃土开挖;二是纵向移挖作填。路堑应分层开挖,并从两侧开始,每层厚15~20cm,路堑在以下情形下,宜采用横向开挖:①堑顶地面有显著横坡,如上游一侧须设置弃土堆,阻挡地面水流入路堑;②路堑纵向运土距离太长,超过铲运机的经济运距,严重影响工效;③不需要利用土方或利用有剩余时;④长路堑由于施工条件的限制,机械只承担其中一段,两段又无法纵向送土时。横向开挖路堑的施工运行线路与路堤横向取土填筑类似。铲运机纵向移挖作填,当路堑须向堑口外相接的路堤处运土填筑时,铲运机应当利用纵坡自路堑端部开始下坡铲土,并逐渐向堑内逐段延伸挖土长度,而填筑路堤也应做相应的延伸。28
一般地铲运机可在路堑内做180度转向,从路堑两端分别开挖,当延伸到路堑中部时,长度在30m以内时,可改用直线迂回运行圈的方法,作纵向贯通运行,往返交替向两端挖运,如果地面纵坡过陡,铲运机不能运行时,应先用推土机在路堑的端部推出15度左右的缓坡。此外,在挖土区段内每隔20~30m宽度为铲运机开通一条回驶上坡道,并延伸至填土区段内,这样铲运机可用较大功率下坡铲土,在填土区段上回驶坡道卸土填方,并逐步扩大通道宽度,直到工作面的全宽普遍具备正常运行条件。铲运机纵向运土时,也可根据工地情况采取下图示的几种不同的行走路线。当然,一次循环可以做两次甚至更多次取土、卸土、视作业面纵向长度而定,这样可获得更好的经济性。铲运机开挖路堑作业,应先从两侧开始,避免造成超挖欠挖,否则将大大增加边坡修整的工作量,特别是边坡大于1:3,而不能用机械修整时尤其应当注意。另外采取先挖两侧的顺序,亦利于雨后排水。(3)挖掘机作业用挖掘机开挖路堑,一般是与运输车辆配合作业的。适宜于I~Ill类土的开挖。①正铲挖掘机开挖路堑正铲挖掘机进行路堑开挖作业,可采用全断面开挖和分层开挖两种方法。如路堑深度在5m以下时,可采用全断面开挖法。挖掘机一次向前开挖路堑全宽至29
设计标高,运输车辆停在与挖掘机同一平面,且并列布置,或停在挖掘机后侧,如右图所示。这种方法施工简单,但挖掘机须横向移位,才能挖到设计标高。当路堑深度为5m以上时,宜采用分层开挖,即挖掘机在纵向行程中,先把路堑开通一部分,运输车辆在挖掘机一侧布置,并与开挖路线平行,如此往返几行程,直至将路堑全部开通,如右图所示。第一开挖道高度,应以停放在路堑边缘的车辆能够装料为准,其余各次开挖道都可以按要求位于同一水平之上,这样可以利用前次挖好的开挖道作为运输车辆的行驶路线。各次的开挖道在全作业段完成后,可退返或调头作反向开挖,视现场具体情况而定。但务必注意每次开挖道的排水问题。②反铲挖掘机开挖路堑由于反铲挖掘机只能挖掘停机面以下的土壤,因此做开挖路堑作业时,应停在路堑顶部两侧进行,一般只适用于挖掘深度在挖掘范围内的路堑。可视现场情况采用为端、沟侧的作业方法。如下图所示。③拉铲挖掘机开挖路量用拉铲挖掘机开挖断互作业时,如卸料30
半径能及至两侧弃土堆位置.则相切机可停在路堑中心线上,采取沟的挖掘方法进行.如图(a)所示;(a)(b)否则,必须采用如图(b)所示的双开挖道作业,当弃土堆位于路堑一侧时,挖掘机沿路堑边缘移动,为了保证安全,挖掘机内侧履带应与路堑边沿保持1.0~1.5m的距离。(4)推土机和铲运机联合作业在组织大型土方机械开挖路堑作业时,往往投入作业的机型很多,各自又有不同的适用范围和作业效果,为多机联合作业提供了可能性,其中,不同功率的推土机和不同斗容量的铲运机联合作业最为常见。经比较和经验可知,推土机操作灵活,可正驶推运、倒驶空返,当推运翻松土时效率较高。其中大型推土机载运量较大、爬坡性能好;而中型推土机进退速度较快,当推土机增设侧挡板后推运翻松土,可增加经济运距和载土量。而铲运机能下坡铲土入斗,上坡可以斜驶,使土料损失最小,具有较好的整形性能,在干燥地段进行深挖高填的大运距作业,其工效与推土机相当,工程成本可降低,因此,在组织推土机与铲运机联合开挖作业时,应根据这些特点将它们安排在最能发挥各自优势的部位作业。在多机联合作业时,机械的布局,可将中型推土机安排在开挖段的上层,大型推土机放在中层,铲运机在底层,为了便于排除降雨积水,开挖工作自下而上进行,为了提高推土机作业效率,在较硬土质地段,最好配备翻松机械或机具协同作业。采用多机联合作业时,还应注意以下几点:①在多种机械联合作业中,各种机型数量配备要保证前机的作业量能满足后机作业量的要求,最好同一机型的数量不少于两台。②推土机推运松土时,采取纵向作业法效率较高,且故障少,也有利于边坡的控制及分层铲土。31
③无论推土机还是铲运机,都应尽量坚持分段、分层铲土、运土,随时保持弃土堆的平整密实,为了均衡各机的作业量,在作业中可随时调整分段长度。④要坚持由低地段向高地段开挖,各机流水作业,以挖成一段成型一段为原则,不宜打乱长堑、顺沟、纵向犁翻的有利条件,以利排除积水和便于继续作业。实践证明,联合作业具有工程质量好、工效高,受降雨影响小,现场管理方便等优点,有条件的情况下,是值得推广的一种较好的作业方式。(三)土方开挖施工应注意的问题1、土方开挖要求土方开挖施工中应注意下列各点:①路基开挖前应对沿线上质进行检测试验。适用于种植草皮和其它用途的表土应储存于指定地点;对开挖出的适用材料,应用于路基填筑,可减少挖方弃土和弃土堆面积,亦可减少填方借土和取土坑的面积。但各类材料不应混杂,混杂材料均匀性差,难于保证路基的压实质量、对不适用的材料可作外弃处理。②土质路堑地段的边坡稳定极为重要。开挖时,不论开挖工程量和开挖深度大小,均应自上而下进行,不得乱挖超挖。一方面,要注意施工方法,如采用不加控制的爆破法施工,易造成路堑边坡失稳,易于坍方;掏洞取土易造成土坍塌伤人,因而严禁掏洞取土。在不影响边坡稳定的情况下采用爆破施工时,也应经过设计审批。另一方面,要注意施工顺序。防止因开挖顺序不当而引起边坡失稳崩塌,如下图所示。应按原有自然坡面自上百下挖至坡脚,不可逆顺序施工,否则,极易引起滑坡体滑坍。③施工中,如遇土质变化需修改施工方案时,应及时报批;如因冬季或雨季影响,使挖出的土方不能及时用于填筑路堤时,应按路基季节性施工的有关方法进行处理;如路堑路年的表层下为有机土、难以晾于压实的土、CBR值小于规定要求的土或不宜作路床的土,均应清除换填,必要时还应设置渗沟,以保证满足路基深度的需要。如遇到特殊土质(盐渍土、黄土、膨胀上等)以及易于坍滑的土时,应按特殊上的有关要求施工。32
④挖方路基施工标高,应考虑压实的下沉值。绝不能将路基的施工标高与路基的设计标高(路线纵断面图上设计标高)混同,造成超挖或少挖,产生浪费或返工。2、排水设施的开挖水是造成路堑各种病害的主要原因,所以在路堑开挖前应作好截水沟,并根据土质情况做好防渗工作。施工期间应修建临时排水设施。临时排水设施应与永久性排水设施相结合,水流不得排入农田、耕地、污染自然水源,也不得引起淤积或冲刷。对排水沟渠开挖的具体要求如下:①排水沟渠的位置、断面尺寸应符合设计图纸的规定。截水沟不应在地面坑洼处通过,必须通过时,应按路堤填筑要求将洼处填平压实,然后开挖,井防止不均匀沉陷和变形。②平曲线外边沟沟底纵坡,应与曲线前后的沟底相衔接。曲线内侧不得有积水或外溢现象发生。③路堑和路堤交接处的边沟应缓缓引向路堤两侧的天然沟或排水沟,不得冲刷路堤,路基坡脚附近不得积水。排水沟渠应从下游出口向上游开挖。同时,应保证排水设施沟基稳固,严禁将排水沟挖筑在未加处理的弃土上;沟形整齐,沟坡、沟底平顺,沟内无浮士杂物;沟水排泄不得对路基产生危害;截水沟的弃土应用于路堑与截水沟间筑土台,并分层压(夯)实,台顶设2%倾向截水沟的横坡,土台边缘坡脚距路堑顶的距离不应小于设计规定。3、边坡开挖路堑挖土边坡施工的基本要求,基本上与填土边坡类似,除了边坡坡度符合设计规范外,也应做好放样、布设标准边坡等工作,但是,与填方边坡相比又有自己的一些特点。①对于砂类土边坡,施工时,挖出的斜坡应留有足够的余量,然后打桩、定线,进行坡面整修。具体做法是:先用机械开挖,留有20~30cm的余量,以后可人工修整或用平地机修整,也可用小型反铲挖掘机作业。如果采用挖掘机修整边坡,对操作人员要求应有较高的技术水平,否则,很容易造成超挖或欠挖。②对于砾类土边坡,一般湿度大,边坡高时,宜采用较缓坡度;对密实度差的土体,应避免深挖;同时,要注意到边坡不宜过缓,并根据具体情况采取边坡防护和加固措施,切实做好排水工作,以免影响边坡稳定。③对于地质不良拟设挡墙等防护设施的路堑边坡,应采用分段挖掘,分段修筑防护设施的方法,以保证安全和边坡的稳定。4、弃土处理33
要求在开挖路堑弃土地段前,提出弃土的施工方案报有关单位批准后实施方案改变时,应报批准单位复查。弃土堆的边坡不应陡于1:1.5,顶面向外应设不小于2%的横坡,其高度不宜大于3m。路堑旁的弃土堆,其内侧坡脚与路堑顶之间的距离,对于干燥硬土不应小于3m;对于软湿土,不应小于路堑深度加5m,在山坡上们的弃土堆应连续而不中断,并在弃土堆前设截水沟;山坡下倒的弃土堆应每隔50~100m设不小于1m的缺口排水,弃土堆坡脚应进行防护加固。此外,岩溶地区的漏斗处多已成为地面水排泄通道,暗河口则成为地下水的出口通道,如将弃土堆弃在这些地方,会造成地面水和地下水无法排走,形成水灾,影响路基安全。若在贴近桥墩、台处弃土,将会造成桥墩、台承受偏压,桥墩、台的安全会受到影响。所以,应严禁在岩溶漏斗处、暗河口处、贴近桥墩、台处弃土。1.2.2岩石路堑破碎开挖岩土的破碎开挖,主要采用两种方法:一是松土机械作业法;二是爆破作业法。爆破作业法其特点是施工进度快,并可减轻繁重的体力劳动,提高劳动生产率。但这种方法,毕竟是一种带有危险性的作业,需要有充分的爆破知识和必要的安全措施;松土机械作业过程比较简单,具有较高的作业效率。对岩土的开挖如果能用松土器破碎,建议使用该种方法。(一)松土机械施工作业松土机可采取如下几种方法。1、交叉松士即以选定的间隔在互相垂直的方向上进行作业,在岩石破碎成沟状,而其余部分未被破碎时,采用这种方法较为有效。缺点是松土后的地面很粗糙而不规则,因而降低了机械的工作效率。2、串联松土即用另外一台推上机助推的方法,用于较硬岩石的破碎,且成本有所增加,但行之有效,如果工效能提高3~4倍时,施工的成本反而会降低。3、预裂爆破后松土对特别坚硬的岩石,进行预裂爆破(如松动爆破、静态爆破)后,再用松土器作业,比单纯爆破工效高,施工成本也低。无论在哪种情况下,松土时机械行驶的方向,应与岩纹垂直,破碎效果较好。否则,顺着岩纹作业,可能出现松土器经过的地方劈成沟状.而其余部分仍没有松开或松开很少。另外,应尽可能利用下坡进行松土作业,可提高松土效果。(二)爆破施工作业现只简单的介绍几种爆破施工方法,如下:34
1、炮孔爆破法1)炮孔爆破法分类及其施工方法根据炮孔的深浅不同,炮孔爆破法又分浅孔爆破法和深孔爆破法。①浅孔爆破法。是在被爆破的岩石钻凿直径为25~75mm、深度为1~5m的炮孔进行装药暴破。适用于工程量不大的路堑开挖、采石的再爆破。爆破的技术参数及药量的计算方法如下:最小抵抗线;根据岩石的硬度和爆破层厚度而定,可按下式计算:W=kd式中。W——由炮孔底至临空面的最小距离,m;d——钻孔最大直径,cm;k——系数,一般取15~30,坚石用小值,次坚石用大值。抱孔深度:根据岩石的坚硬程度而确定,可按下式计算。L=K2H式中:L——炮孔深度,m;H——爆破岩石厚度,台阶高度,m;K2——系数,坚石为1.0~1.15;次坚石为0.85~0.95;软石为0.7~0.9。抱孔间距;用排炮爆破时,同排炮眼的间距,视岩石的类别、节理发育程度,由下式计算:a=K3W式中:a——炮孔间距,m;W——最小抵抗线,m;K3——系数,采用火雷管起爆为1.2~2.0,采用电雷管起爆为0.8~2.3。炮孔排距:当使用多排爆破时如下图如炮孔按方格形布置,则b=a,如炮孔按三角形布置,则b=0.85a。用药量:浅孔炮用药量可按松动药包量的公式计算:3Q=0.33KW(5-5)式中:Q——炸药且,kg,35
3K——单位岩石的硝氨炸药消耗量,kg/m;N石为0.26~0.28次坚石为0.28~0.34,坚石为0.34~0.35。W——最小抵抗钱.②深孔爆破法。深孔爆破就是孔径一般为75~120mm、深度为l~5m。炮孔需用大型的潜孔凿岩机、穿孔机或空压机打孔,如用挖运机械清方,可以实现石方3施工全面机械化,是大量石方(10000m以上)快速施工的重要方法,其优点是劳动生产率高,一次爆落的方量多,施工进度快,爆破时对路基边坡的影响比大爆小,若配合预裂或光面爆破,则边坡平整稳定,爆破效果更易控制,爆破时比较安全。但由于需要用大型机械,故转移工地、开辟场地、修筑便道等准备工作较复杂,且爆破后仍有10%~25%的大石块需第二次爆破。进行深孔爆破,要求先将地面修成台阶,称为梯段。梯段的倾角最好为60度~75度,高度应在5~15m之间,炮孔分垂直孔和斜孔两种。炮孔直径d以采用100~150mm为宜。超钻长度h大致是梯段直高的10%~15%(岩石坚硬者取大值)。其它有关用量按如下公式计算:垂直孔的深度:L1=H+h斜孔的深度:L2=H+h孔间距:a=K3W深孔爆破除需正确选用设计参数和布孔外,对装药、堵塞等操作技术要求也比较严格。随着石方施工机械化程度地提高,特别是在山区高等级公路路基施工中,深孔爆破在石方集中、地形较缓的垭口及深路堑上使用,获得了很好的效果,在有条件时应尽可能采用这种爆破方法。2)炮孔爆破法施工作业过程①炮孔位置的选择。炮孔的位置、方向和深度都会直接影响爆破的效率,合理地选择炮孔位置十分重要,在布置炮孔位置时,要尽量利用临空面较多的地形,或者有计划地改造地形,使前一次爆破为后一次爆破创造更多的临空面,这样可以提高爆破效果。此外,应防止炮孔的方向与临空面正交,否则,会使抱孔轴线与最小阻力线的方向一致,易于在爆破时首先将堵塞炮孔的封口崩落,而降低效果或失效。②凿岩钻孔。钻孔是爆破工程中所占时间比例较大的作业,因此,提高钻孔工作效率.对工程进度的影响相当重要。凿岩钻孔有人工钻和机械钻孔两种。人工钻孔(打眼)效率低下,仅用于较小规模的少量浅孔爆破。在高等级公路中,多采用机械钻机。采用机械钻孔时,要根据选定时,要根据选定的爆破方法选用不同的机械设备,对于浅孔,大多采用风钻,向下钻孔时,使用自身质量为20~30kg的轻型手动钻,倾斜方向钻孔;采用支架式重型风钻,风钻不仅能减轻劳动强度和提高工效,而且用以保证质量。36
风钻是以压缩空气为动力,适用于任何硬度岩石的钻孔。轻型风钻钻孔直径为38~45mm,钻孔深度为2~8mm,重型风钻钻孔直径为38~70mm,钻孔深度在4~30m以上。③装药及堵塞。炮孔法的药包量可按松动药包量的公式计算。但在实际工作中,因为炮孔多,往往根据炮孔深度和岩石情况来确定药包量、由于炮孔必须堵塞三分之一的深度,否则容易出现冲天炮,所以装药量大致为炮孔深度的1/3~l/2,特殊情况下不得超过2/3,最少不能少于炮孔深度的1/4。装药前应把炮孔内的石粉、泥浆除净,并将炮孔口周围打扫干净。为了防止炸药受潮,可以在炮孔底部放一些油纸。若炸药为药粉,装药时应用勺子或漏斗分几次装人,每装一次,用木棍或竹棍轻轻压控。若炸药为药卷时,装药时可用用炮棍将药卷一个个地送入炮孔,并需轻轻地压紧,起爆药卷在炮内的位且要适中。起用药卷装人炮孔时,要特别小心,不可撞击或挤压,以防触及雷管而发生爆炸。装药后,可用份粘土2份粗砂、含水适当的松散土料进行堵塞;若为水平炮孔或斜炮孔,则用2份粘土、1份粗砂、做成比炮孔小5~8mm、长100~150mm的圆柱形炮泥进行堵塞。堵塞时,对于紧靠起爆药卷的堵塞料不要用压,以免震动雷管引起爆炸,以后装入的堵塞料则要轻轻捣实。在捣实中注意不要破坏导火索或雷管脚线。近年来,我们在施工过程中尝试利用水封爆破。水封爆破系采用一定规格的塑料袋装满水以代替土料地而过塞地孔,进行爆破。它有以下优点:由于水是不可压缩的,因而炸药在爆炸时能更有效地利用其能且来提高爆破效果;炸药爆炸的间产生高温、高压,把水变成雾或蒸气迅速扩散,吸附粉尘然后降落。炮烟中的有毒气体能部分地溶于水雾中,一氧化碳也有所下降,从而减少了有害气体的含量。④起爆和清方。爆破后,应按爆破次数,分次对破碎的岩石进行清理。选择清方机械时,既要考虑施工场地,又要考虑机械功能,以提高工作效率,加快工程进度。3)爆破安全措施及瞎炮处理爆破施工是一种危险作业,要求杜绝各种事故的发生,做到安全生产。对于爆破作业的每一道工序,都必须认真执行各有关爆破安全规程,有组织、有计划、有步骤地进行施工。(1)爆破施工的安全措施①装药必须用木棒把炸药轻轻压人抱孔,严禁冲捣和使用金属棒;堵塞地泥时,切不可击动雷管;②炮孔深度超过4m时,须用两个雷管起爆;如深度超过10m时,则不得用火花起爆;37
③在电闪雷鸣时,禁止装药、安装电雷管和连接电线等操作,应迅速将雷管的脚线和电线的主线两端连成短路。此时,所有工作人员应立即离开装药地点,隐蔽于安全区;④放炮前必须划出警戒范围,立好标志,并有专人警戒。裸露药包、深孔的安全距离不小于400m;浅孔、药壶爆破法不小于200m。(2)瞎炮的处理措施①应由原装炮人员当班处理,如不可能时,原装炮人员在现场将装炮的详细情况交待给处理人员;②如果炮孔外的电线、导火索或导爆索经检查完好,可以重新起爆;③可用木制或竹制工具将堵塞物轻轻掏出,另装入雷管或起爆药卷重新起爆。绝对禁止拉动导火索或雷管脚线,以及掏动炸药内的雷管;④如系硝按炸药,可在清除部分堵塞物后,向炮孔内浇水,使炸药溶解,或用压力水冲洗重新装药爆炸;⑤距炮眼近旁40cm以上(深孔时不少于2m)处打一平行于原炮孔的炮孔,装药爆破。但如果不知道原炮孔的位置,或附近可能有其它瞎炮时,此法不得采用。2、大爆破施工大爆破施工,是采用导洞和药室装药,用于药量在1000kg以上的爆破。大爆破的威力大、效率高,可以缩短工期、节约劳力,但使用不当则可能破坏山体平衡,造成路基后遗病害,因此,公路石方开挖一般不宜采用大爆破施工。只有当路线穿过孤独山庄,开挖后边坡不高于6m,且根据岩石产状和风化程度,确认开挖后,边坡稳定,方可考虑大爆破方案。必须采用大爆破方案时,则应进行详细的现场调查和技术经济论并作好技术设计,报主管部门审批后方可实施。大爆破施工程序为:大爆破技术设计→施工前的准备→竖井、导洞和药室开挖→爆破前的准备→爆破→瞎地处理和爆破效果测定。(1)施工前的准备根据批准的设计方案进行现场核对,编制导洞、药室施工组织设计,施工进场道路。导洞、药室的实地放样。根据施工组织设计,组织人力、机械和材料。在导洞药室施工前,应先修好进场道路。(2)竖井、导洞和药室开挖①当遇松软岩石或岩石十分破碎时,平洞和深度大于3.0m的竖井应设临时支撑,在回填堵塞时,这些临时支撑材料可由里至外或由下至上逐步拆除回收;②药室应按设计断面开挖,药室做成近似立方体,室底标高与设计标高之差不应大于10cm,导洞与药室用横洞连接,横洞与导洞垂直,药室中心理导洞中心不宜小于2.5m;38
③导洞分竖井和平洞两种,竖井深度不宜大于16m,如超过16m或有地下水时,最好用平洞,平洞长度以30m左右为宜,竖井或平洞的选用,应考虑施工进度和爆破效果。平洞采用梯形断面,断面尺寸为1.8m×(0.8+1.2)m,断面最小尺寸不应小于1.4m×0.8m。竖井断面尺寸与竖井深度有关,当深度H>15m时,断面最小尺寸不应小于1.4mX1.2m。土质竖井可采用直径不小于1.0m的圆形断面或边长不小于1.0m的长方形断面。当坚井开挖深度大于6.0m时,应采取通风措施;④导洞和药室开挖,可用风钻,炮眼深度不应大于工作面最小边长的0.6~0.8倍,如岩石节理发育,导洞和药宝应考虑临时支撑。(3)爆破前的准备①导洞和药室验收。检查导洞、药室的几何尺寸应符合设计要求;清除危石和残存石渣,引流裂隙水,清除未炸雷管及瞎炮。②装药:装药时间应尽可能短,避免炸药受潮。装药自下而上,自里向外逐层码砌平稳、密实。起爆体应平衡安放在设计位置。药包要坚固牢靠,下部药包要能承受上部药包压力,装药不得在雨雪、大风、雷电、浓雾天气及黑夜进行;起爆体装入药室后,应拆除洞内及洞口一切电源线,改用绝缘电筒或其它安全照明设施。③导洞和竖井堵塞。堵塞前应对装药质量进行检查,并用木槽、竹筒或其他材料保护电煤缆线。在药室外侧砌一道石墙,然后填土捣实,石墙外2~3m一段,或洞身至药室拐弯一段,应用粘土填塞夯实,其余部分可用土石分层填塞紧密。堵塞长度按照设计要求,洞口部分除设计另有规定外,应再砌一道石墙,并用粘土封紧。竖井和平洞的堵塞料可就地取材,分层回填至原地面,平洞堵塞长度应不小于最小抵抗线。堵塞过程中,对电爆线路应注意保护,并派专人经常检查、维护,不得损坏。④起爆线路的敷设。敷设线路前,非接线人员和设备应撤离至安全地点,并在爆破影响区外设警戒,禁止人畜进人影响区,截断场内一切设备的电脉然后从药室开始,逐渐向主线和电源方向连接,禁止先接电源和供电设备,并禁止在雷雨天和黑夜进行。接线前,应仔细检查每一个导洞的线路电阻,如发现误差超过10%或不能通电,应直明原因排除故障,对可疑线路和起爆体应更换。为了安全起爆,可设置必要的复线作起爆线路。接线时所有接头要求清洁、接触良好,井用绝缘胶布包好扎牢,以保证电阻稳定,电流正常。(4)爆破施爆前,应规定醒目清晰的爆破信号,并发布通告,及时疏散危险区内的人员、牲畜、设备及车辆等,对不能撤离的建筑物应采取保护、加固措施。并在39
危险区周围设警戒。起爆前15min,由总指挥发布起爆准备命令,爆破站做最后一次验收检查和安全检查。如无新情况发生,在接到指挥长起爆命令后立即合问施爆。起爆后应迅速拉闸断电。起爆后15min,由指定爆破作业人员进人爆破区内进行安全检查,确认无拒爆现象和其他问题后,方能解除警戒。(5)瞎地处理和爆破效果出定爆破后如有瞎炮,应由原施工人员找出线头接上电源重新起爆,或者沿导洞小心掏取堵塞物,取出起爆炸,用水灌浸药室使炸药失效,然后清除。爆破后应及时清理危石和堑内土石方,同定爆破效果。大爆破技术设计及施工实例可参见《公路施工手册一路基》,这里不再赘述。3、爆破施工中应注意的问题开挖石方应根据岩石的类别、风化程度和节理发育程度等确定开挖方式,对于软石和强风化岩石,能用机械直接开挖的均应采用机械开挖,也可人工开挖。凡不能使用机械或人工直接开挖的石方,才采用爆破法开挖。用爆破法开挖时,应注意如下问题:(l)爆破区管线调查石方需用爆破法开挖的地段,如空中有缆线,应查明其平面位置和高度;还应调查地下有无管线,如果有管线,应查明其平面位置和埋设深度;同时应调查开挖边界线外的建筑物结构类型、完好程度、距开挖界距离,然后制定爆破方案。任何爆破方案的制定,必须确保空中缆线、地下管线和施工区边界处建筑物的安全。爆破方案确定后,要进行炮位、炮孔深度和用药量设计,其设计图纸资料应报送有关部门审批。(2)爆破方法的选择爆破施工对边坡的稳定性影响很大,为保证边坡的稳定,一般不宜选用大爆破,而选用中、小爆破。①当石方风化较严重、节理发育或岩层产状对边坡稳定不利时,宜用小型排他微差爆破,小型排他药定距设计边坡线的水平距离不应小于炮孔间距的1/2。②当岩层走向与路线走向基本一致,倾角大于15度,且倾向公路,或者开挖边界线外有建筑物,施爆可能对建筑物地基造成影响时,应在开挖层边界,沿设计坡面打预裂孔,孔深同炮孔深度,孔内不装炸药和其它爆破材料,孔的距离不宜大于炮孔纵向间距的1/2。③开挖层靠边坡的两列炮孔,特别是靠顶层边坡的一列炮孔,宜采用减弱松动爆破。④开挖边坡外有必须保证安全的重要建筑物,即使采用减弱松动爆破仍无法保证建筑物安全时,可采用人工开凿或静态爆破。(3)爆破开挖程序40
石方爆破开挖必须严格按如下程序进行。施爆区管线调查→炮位设计与设计审批→配备专业施爆人员→用机械或人工清除施爆区覆盖层和强风化岩石→钻孔→爆破器材检查与试验→炮孔(或坑道、药室)检查与废渣清除→装药井安装引爆器材→布置安全岗和施爆区安全人员→炮孔堵塞→撤离施侯区和飞石、强地震波影响区内的人、畜→起爆→清除瞎炮→解除警戒→测定爆破效果(包括飞石、地震波对施爆区内外构造物造成的损伤及造成的损失)。(4)施爆及排水进行爆破作业时必须由经过专业培训并取得爆破证书的专业人员施民要注意开挖区的施工排水,在纵向和横向形成坡面开挖面,其坡度应满足排水要求,以确保爆破出的石料不受积水浸泡。(5)边坡清刷①石质挖方边坡应顺直、圆滑、大面平整、边坡上不得有松石、危石。突出于设计边坡线的石块,其突出尺寸不应大于20cm,超爆凹进部分尺寸也不应大于20cm。对于软质岩石,突出及四进尺寸均不应大于10cm,否则应进行清理。②挖方边坡应从开挖面往下分级清刷边坡,下挖2~3m时,应对新开挖边坡刷坡,对于软质岩石边坡可用人工或机械清刷,对于坚石和次坚石,可使用炮眼法、裸露药包法爆破清刷边坡,同时清除危石、松石。清刷后的石质路堑边坡不应陡于设计规定。③石质路堑边坡如因过量超挖而影响上部边坡岩体稳定时,应用浆砌片石补砌起挖的坑槽。如石质路堑边坡系易风化岩石,还应砌筑碎落台。(6)路床整修①石质路望路床底高应符合设计要求,开挖后的路床基岩标高与设计标高之差应符合规范要求。如过高,应凿平;过低,应用开挖的石屑或灰土碎石填平并碾压密实。②石质路堑路床顶面宣使用密集小型排炮施工,炮眼底标高宜低于设计标高10~15cm,装药时宜在孔底留5~10cm空眼,装药量按松动爆破计算。③石质路床超挖大于10cm的坑洼有裂隙水时,应采用沙沟连通,渗沟宽不宜小于10cm,沙沟底略低于坑洼底,坡度不宜小于0.6%,使可能的裂隙水或地表渗水由浅坑洼接人深坑洼,并与边为连接。如沙沟底低于边沟底则应在路房下设纵向沙沟,沟底应低于深坑洼底至少10cm,宽不宜小于60cm;纵向渗为由填方路段引出。渗沟应填碎石,并与路床同时碾压到规定的要求。3、土石方非电导爆管微差爆破施工41
1.2.3深挖路堑的施工路堑边坡高度等于或大于20m时称为深挖路堑。(一)施工前的准备深挖路堑因为它的边坡较高,易于坍塌,且工程数量大,常是影响全线按期完工的重点工程。在施工前准备工作的一个重要任务,就是要详细复查设计文件所确定的深挖路堑地段的工程地质资料及路堑边坡,并收集了解土石界限、工程等级、岩层风化厚度及破碎程度等岩层工程特征。若路堑为砂类土时,应了解其颗粒级配、密实程度和稳定角;路堑为细粒土时,应了解含水量和物理力学性质,以及不良地质情况,地下水及其存在形式等。要根据详细了解的工程地质情况、工程量的大小和工期编制施工组织设计,确定配备机械设备类型和劳动力,这对保证工程质量和按期完成是非常重要的。施工前准备工作的另一重要任务是对工程地质进行补探工作。过去有些深挖路堑常缺乏工程地质资料或者仅有地表面1~2m的探坑的地质资料,有些资料只根据天然露头确定工程难易等级,这对保证深挖路堑边坡稳定的论证是不够的。更不能以此编制施工组织设计和指导施工。因此,在施工前,必须进行工程地质补探工作(高速、一级公路补做工程地质勘探时应以钻探为主),解决原设计文件中工程地质资料缺乏或严重不足的问题。补做工程地质勘探井格算后,若高路堑边坡难以稳定将造成长期后患,则应按补助的地质资料进行方案的选择。并报请审批后实施。(二)土质高路堑1、边坡深挖路堑边坡是否能够稳定,因素很多。最主要的是边坡坡度大小,若坡度小,边坡平缓,则易于稳定,反之,则不稳定。同时亦与气候有关,因此要求边坡应严格按照设计坡度施工。但遇到土质情况与设计资料不符,特别是土质较设计松散时,应向有关方面提出修改设计的意见,批准后实施,以保证路堑边坡的稳定。实践表明,路堑边坡按一定高度设平台与从上至下一面坡相比,虽然设平台的综合坡度与一面坡的坡度相同,但前者边坡较稳定些。此外,分层设有平台还可起到碎落合作用。因此,在施工高路亟边坡时,应每隔6~10m高度设置平台,平台宽度人工施工不应小于2m;机械施工不应小于3m.平台表面横向坡度应向内倾斜。坡度约为05%~l%;纵向坡度应与路线平行。平台上的排水设施应与排水系统连通。42
施工过程中如修建平台后的边坡如果仍然不能稳定,应根据其不稳定因素,如设计边坡过松.大雨过后含水量增加.土的内摩擦角降低.边坡中地下水的影响等,采用修建石砌护坡、边坡上至草皮或修建防墙的方法,如边坡上有地下水渗出时,还应根据地下水渗出的位置、流量,修建排水设施将其排走.2.路堑开挖土质单边坡和双边坡深挖路堑的施工方法与一般高度的平边坡路堑的施工方法基本相同,只不过需多分几层施工。单边坡路堑可采用多层横向全宽挖掘,双边坡则通常采用分层纵挖法和通道纵挖法,若路堑纵向长度较大、一侧边坡的土壁厚度和高度不大时,可采用分段纵挖法。施工机械可采用推土机或铲运机。当弃土运距较远超过铲运机的经济运距时,可采用挖掘机配合自卸汽车作业或采用推土机、装载机配合自卸汽车作业。土质深挖路堑施工中应注意的是,不能采用不加控制的爆破法施工和掏洞取土法施工。不加控制的爆破法施工会造成路堑边坡失稳,易于坍方,掏洞取土易造成土坍塌伤人。特别应注意在靠边坡3m以内禁止采用爆破法,即使是土质紧密,为加快施工进度在距边坡3m以外准备采用爆破法施工时,也应进行缤密设计,以免炸药量过多,爆破时将边坡上的土炸松,使边坡不能稳定,造成后患。过去在这方面的教训是不少的,所以应引起重视。(三)石质高路堑石质高路堑宜采用中小爆破法施工,只有当路线穿过独山丘,开挖后边坡不高于6m,且根据岩石产状和风化程度,确认开挖后边坡稳定,才可考虑大烬四方案。单边坡石质深路堑已有一面临空,为了使爆破后的石块较小,便于推土机价方,绝对不能采用松动爆破、减弱松动爆破或药空爆破。前两种烬破方法虽然能节约炸药,但思度后石块太大。有些大石块还要重新钻眼爆破将石块炸小(二次爆破),或需用人工以间根将大石块慢慢否走,无法使用机械施工,施工进度太慢。药室爆破虽然爆破方量较大,但可能将边坡炸松,而且构建药室的都是人工操作,花费时间多。正确的做法是采用深粒饱问、分层、多排、多药量、用地、光面、微差爆破方法。其原则是打炮眼尽量使用机械,爆破后使石块小一些,便于机械清除。若最后一排他眼靠近边坡时,应采用光面爆破设计施工。双边坡石质深挖路堑的施工较单边坡的困难一些。首先需用纵向撞见法在打断面中部每层开辟一条较宽的纵向通道,以便爆破后的石料运走,同时成为两侧未炸石方的临空面,然后横断面两侧按单边坡石质路堑的施工方法作业。43
1.3特殊地区的路基施工1.3.1软土、沼泽地区的地基施工(一)软土、沼泽地区路基的基本要求1.路基的稳定性在天然的软土、沼泽地基上,采用快速施工方法修筑路堤所能填筑的最大高度,称为极限高度(或临界高度)。当路堤高超过此极限高度时,对路堤或地基必须采取加固处理措施,才能保证畅远的安全填筑和正常使用。否则,就可能使填土的部分发生崩塌,坡脚外侧地基隆起等,造成工程的大范回返工,如果被明附近有房屋、水管或其它工程设施,也将受到严重的威协、破坏,甚至造成人身伤亡事故.极限高度的大小.取决于地基的特性(软土的性质和成层情况,硬壳的厚度和性质)及填料的性质等。通常为3~5m左右。也可按稳定性分析的结果及工地填筑试验确定。均质薄层软土地基的路堤极限高度:Hc=NsCk/ρ式中:Hc----极限高度,m3Ck——软土的快剪出聚力,t/m;3p——-填土的密度,t/mNS——稳定因数,与边坡角β和深度因数nd(nd=H+d/H,其中H为填土高度,d为软土厚度)有关。均质厚层软土地基的路堤极限高度:Hc=5.52Ck/ρ式中符号意义同前。非均质软土地基的极田高度的计算比较复杂,需要用回孤法计算确定。在施工条件允许时,也可根据工地筑堤试验确定。软土及沼泽地基是否稳定,通常采用固结有效应力法进行验算。2、路基的沉降软土地基路堤,即使满足稳定性要求,不发生沿用,但施工过程中以至填筑完成后,由于软土的压缩性大,软土地基在路堤自重作用下也会产生沉降,这种沉降将在相当长的时间内持续发展,大大超过一般路堤的沉降量,严重时,不44
仅增加填土工程量,而且在靠近填土部位的挡土墙、边沟等排水设施也会受到沉降或水平移动的影响。即使完成铺装路面后,还可能继续产生沉降,对路面的纵、横断面造成影响,难于保证其平整性,引起路面结构的破坏。为了了解路堤的沉降情况、杨略估算因基底沉降而增加的填方数量,还须计算路堤的沉降。路基总沉降量在路堤重力作用下,当填土荷载未超过地基极限荷载,即坡脚外未发生隆起现象时,软土地基的总沉降量S可按分层总和法计算:λ−λoi1iS=ms∑hi1+λ0i式中。hi——各分层的厚度,cm;e0i——各分层承受附加荷载前的初始孔降比;ms——经验沉降系数;eii——各分层承受附加荷载后的孔隙比。各分层承受荷载前、后的孔隙比,由该土层的试验压缩曲线查得。承受附加荷载前的孔隙比相当于该分层在平均自重应力下的孔隙比,承受附近荷载(路堤重)后的孔隙比由该分层平均自重应力和附加应力沿深度分布曲线确定。施工结束时沉降量考虑到地基的固结过程,施工结束时路堤的沉降量St(cm)应为:St=UtS式中:Ut——施工结束时地基的平均固结度;S——最终稳定的沉降量,cm。路堤在施工期间因基底沉降而增加的土石方量:根据现场观测,地基表面沉降曲线的形状,可近似地按抛物线考虑。因此,路堤在施工期间因基底沉降而增加的填土数量oV:△V=2/3StB式中:B——路堤底部的宽度;St——路堤在施工结束时的沉降量。(二)软土沼泽地区路基施工软土、沼泽地区路基施工,着重应解决可能出现的路基盆形沉降、失稳和路、桥沉降差等问题。因此,在施工前应做好施工设计,修筑地基处理试验路段,并报送有关部门批准后才能开工。1、原地面处理软土、沼泽地基应根据软土、淤泥的物理力学性质、埋层深度、路堤高度、材料场地条件、公路等级等因素分别采取换置土抛石积压、超在预压、反压护道渗水及灰土垫层、土工织物、塑料排水板、碎石桩、轻质路堤、深层加固等措施。45
各项措施配合使用,效果更好。(1)路堤填筑前,应排除地表水,保持基底干燥,淹水部位填土应由路中心向两侧填筑,高出水面后,按要求分层填筑并压实。(2)软土、沼泽地区下层路堤,应采用渗水材料填筑。填筑路堤用土宜设置集中取土场,必须在两侧取土时,填高2m以内的路堤,取土坑内缘距坡脚距离不得小于20m;填高以上的路堤,取土坑内缘距坡脚距离宜大于40m。(3)在路、侨衔接部位,路基与锥坡填土应同步填筑。碾压不易到位的边角处,宜用小型夯实机械按要求夯压密实。填料宜采用渗水性土,分层碾压厚度控制在15cm左右。(4)软基填筑路堤,分层及接茬宜做成错台形状,台宽不宜少于2m。2、注意事项(1)软土地段路基应提前安排施工。路堤完工后应留有沉降期,如设计未规定,则应不少于6个月,沉降期内不应在路堤上进行任何后续工程。(2)修筑路面结构之前,路基沉降应基本趋于稳定,地基固结度应达到设计规定值(3)软土段填筑路堤要做好必要的沉降和稳定监测,井严格控制施工填料和加载速度。监测沉降板应安装在路中线上,纵向间距宜为200m,对于桥头引道路堤,应安装在路中线和两侧路肩边缘线上,第一块沉降板设在距桥台背10m处,其余宜每50m间隔设置。路堤填筑过程中,填一层应进行一次监测,水平位移量每昼夜不宜超过0.5cm,沉降量不大于15cm,超过时即应暂停填筑。待沉降及位移量少于规定的值后再继续施工。(4)各种软基处理方法的运用范围、施工规定及各种处治方祛的质量检验方法与要求应符合《公路软土地基路堤设计与施工技术规范)(JTJ017)的要求。(三)软土、沼泽地基的加固处理方法当路堤经稳定性验算或沉降计算不能满足设计要求时,必须对软土、沼泽地基进行加固。加固的方法很多,现就公路中常用的几种方法予以介绍。1、表层处理法1)表层排水法46
这种方法是在路基填筑前,在地面开挖水沟,以排除地表水,同时降低地基表层的含水量,确保施工机械的作业条件,为了使开挖水沟在施工中发挥盲沟作用,常用透水性良好的砂砾回填。水沟布设应全面考虑地形与土质情况.使排水畅通。水沟断面尺寸一般可取宽0.5M;深0.5-1.0m。路堤填筑前,宜用砂砾回填成盲沟,若埋设孔管,必须用良好的过滤材料保护。2)砂垫层法这种方法是在软土地基顶面铺设厚度为0.6~1.0m的砂垫层(具体厚度视路堤高度、软土层厚度及压缩性而定,太厚施工困难,太薄效果差)作为软土层固结所需要的上部排水层,以加速沉降的发展,缩短固结过程的方法。砂垫层可作为路堤内的地下排水层,以降低堤内水位,改善施工时重型机械的作业条件。它具有施工简单,不需要特殊机具设备等特点。主要适用于以下增况:①路堤高度小于2倍极限高度;②软土表面无透水性低的硬壳;③软土层不很厚、或具有双面排水条件的情况;④当地有砂,且运距不太远,施工期限不甚紧迫的工程。采用砂垫层时,砂宜采用中砂及科砂,要求级配良好,颗粒的不均匀系数不大于5,且含量不宜超过3%~5%。砂垫层一般用自卸汽车及推土机配合摊铺,摊铺应均匀,注意不要有很大的集中载荷作用。当路堤为份土类土,透水性不好时,路堤坡脚附近砂垫层被路堤覆盖,可能会阻碍侧向排水,必须注意做好砂垫层端部的处理。在路堤的填筑过程中,填筑的速度应合理安排,使加载的速率与地基承载力增加的速率相适应,以保证地基在路堤填筑过程中不发生破坏。通常可利用埋设在路堤中线的地面沉降板以及布置在路堤坡脚的位移边极进行施工观测,随时掌握地基在路堤填筑过程中的变形情况和发展趋势,借以判断地基是否稳定,控制填土的速度。砂垫层具体施工作业方法参见本节中排水固结法的有关内容。3)稳固剂表层处置法这种方法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤离子稳固剂等稳定材料,掺入土中,47
改善地基的压缩性和强度特性,保证机械作业条件,提高路堤填土的稳定性.软土地基表层处治法。其施工工艺与稳定土类路面基层的施工工艺基本相同。采用平地机路拌法施工时,施工前需将软土排水晾干,以防止机械陷入土中。工地存放的水泥、石灰不可太多,以够一天使用为宜,最多不宜超过三天使用量,应做好防水、防潮措施。软土地基表层处理厚度应根据软土的物理力学性质而定,一般为30~60Cm。过薄效果差,过厚不经济。压实与养生是表层处置的两个重要的环节。用水泥、熟石灰或离子稳固剂稳定处治土应在最后一次拌和后立即压实;生石灰稳定土,必须在拌和时初碾压,生石灰消解结束后再次碾压。压实后若能获得足够的强度,可不必进行专门养生,但由于土质与施工条件不同,处治土强度增长不均衡,则应做好一周时间的养生。2、换土法这种方法是指将路基范围内的软土排除,用稳定性好的土、石进行回填。换土法按排淤方式可分为开挖换填法、抛石挤淤法和爆破排淤法三种。(1)开挖换填即在一定范围内,把影响法基稳定性的软土用人工或机械挖除,用无侵蚀作用的低压缩散体材料换置,分层夯实。按软土层的分布形态与开挖部位,有全面开挖换坡和局部开挖换填两种。开挖换填的深度一般在2M以内。开挖的边坡应根据深度与土的抗剪强度确定,一般为1:1左右。开挖时若用水泵排水,边坡容易被破坏,从而增加挖方量,因此如果有不需要压实的良好换填材料(如手摆大块碎石料),以不排水为宜。为防止边坡塌落,应随时开挖随时填料。开挖换填所用所用填料一般有灰土、砂卵石、碎石及工业废渣等。①换填灰土一般用于不渗水路基,土料就地取用粘性土打碎过筛,其粒径不大于15mm,石灰用块灰,在用前1~2d浇水粉化,其粒径不大于5mm;灰、土体积配合比为2:8或3:7,拌和时根据气候和土的湿度适量浇水,拌好的灰土应颜色均匀一致,含水且以用手紧握灰土成团,两手指轻捏即碎为宜。铺设前,应将基底碾压数遍,铺土应分段分层进行并夯实,每层铺土厚度.可根据不同夯实方法确定(一48
般地,压路机松铺厚度为20~30cm,蛙式打夯机松铺厚度为20~25cm)。夯实(碾压)遍数根据设计要求确定,一骰不少于4遍,铺上的灰土当日即应压实,换填完毕,不能暴露过久,应连续进行路堤的填筑施工。换填灰土的质量检查。用环刀法取样,测定于密度,对于轻亚粘土最小于33自重为1.55~1.6g/cm,亚粘土为1.5~1.55g/cm,粘土为1.45~1.50g/3cm。②换填砂、卵石换填材料宜用级配良好,质地坚硬的中砂、粗砂和卵石、碎石,不含草根杂物,含泥量不超过3%,石子植径最大不宜超过5cm。人工级风的砂石,应将砂石拌和均匀后铺压实,换填砂。换填砂砾石质量检查。可在砂砾层中设置纯砂检查点,在同一施工条件下.按坏刀取样法,测定干容重,以不小于试验所确定的该砂料在中密状态时的干容重数值为合格,或贯入人法测定,也可用灌砂法测定。③换填碎石、工业废渣换填碎石或工业废渣(通常用矿渣)是目前应用较多的一种地基加固方法。实践证明,碎石和矿渣有足够强度,形变模量大,稳定性好,地基固结快,沉降能较快达到要求,一般回成碎石、矿渣粒径为5~60mm,级配较好,含泥量不大于5%。其质量检查参照换填砂、如卵石的检查方法。(2)抛石挤淤即在路基底部抛投一定数量的片石,将淤泥挤出基地范围,以提高地基的强度。这种方法施工简单、迅速、方便。主要适用于常年积水的洼地,排水困难,泥炭呈流动状态,厚度较薄,表层无硬壳,片石能沉达底部的泥沼或厚度为3—4m的软土。抛投的片石大小,随泥炭或淤泥的稠度而定,对于容易流动的泥炭或淤泥,片石可稍小些,但一般不宜小于30CM.抛投的顺序,应先从路堤中部开始.中部向前突进后再渐次向两例扩展.以使淤泥向两旁挤出.当以上或泥用旧而有较大的横坡时,抛石应从高的一侧向低的一侧扩展,并在低的一侧多抛填一些一些.片石抛出水面后,宜用重型压路机振动碾压密实,然后在其土铺设反滤层.再行填土.需指出的是.抛石挤淤时,由于沉际不一致,从而在路堤下面残留部分软49
土,完工后会发生不利的不均匀沉降,应引起重视。(3)爆破排淤这种方法是将炸药放在软土或泥沼中爆炸,利用爆炸时的张力作用,把淤泥或泥炭扬弃,然后回填以强度较高的渗水性土。其特点是换填深度大、工效较高,软土、泥沼均可采用。但爆破坏周围环境影响很大,一般只限于爆破对周围构造物或设施没有不良影响地区,巨淤泥或泥炭层较厚、稠度大、路堤较高和施工期紧迫时使用。爆破排淤法可根据爆破与填土的相对关系分为两种。一是先在原地面上填筑低于极限高度的路堤,再在基底下爆破。这种作业方法适用于稠度较大的软土或泥沼,先填的路堤随爆随沉,避免了回淤。但先填后爆要严格控制炸药,既要炸开淤泥或泥炭,又不致扬弃已填路堤,要做到这一点是较困难的;另一种是先爆后填,适用于稠度较小、回淤较慢的软土。采用这种作业方法时,应事先准备好充足的回填材料,爆破后立即回填,做到随爆随填,填满再爆,爆后即填,以免回淤,造成浪费。3、反压护道和侧面约束法①反压护道这种方法是在路堤两侧填筑一定宽度的护道,使路堤下的淤泥或泥炭向两侧隆起的趋势得到平衡,以提高路堤在施工中的滑动破坏安全系攸,达到路堤稳定的目的。反压护道法加固路基的特点是不需要特殊的机具设备和材料,施工简易,但占地较多、用土量较大,后期沉降大,养护工作量大。一般适用于非耕作区、取土方便的地区和路堤高度不大于(l.667~2)倍极限高度路段的软土处理,对泥沼不宜采用。反压护道在设计施工中应注意以下几点。a反压护道一般采用单级形式,因为多级式护道的稳定力矩增加值较小,作用不大。b反压护道高度,一般为路堤高度的1/2~l/3。为保证护道本身稳定,其高度不得超过天然地基所容许的极限高度。50
c反压护道宽度,一般用圆弧稳定分析法通过稳定性验算确定。实验中,软土或泥沼地基的强度指标采用快剪法测定,也可用无例限抗压强度之半或用十字板现场剪力试验所测得的强度。d反压护逍在施工时,先填包括反压护道在内的砂垫层l及路堤I,最后填筑主路堤Ill。同时在填筑中应避免过高堆填,而应分层铺筑,充分压实。并应有一定的坡度,以利于排水;两则反压护道应与主路堤同时填筑,特别是反压护道的填筑强度不得低于路堤。②侧面约束这种方法是在路堤两侧坡角附近打人钢筋混凝土桩(也有采用木桩的)或者设置片石齿墙等可限制基地软土的挤动,从而保持基底的稳定。地基在施行侧向约束后,路堤的填筑速度可不加控制,较反压护道节省土方,少占耕地,但需费水泥等材料成本较高。此法适用于软土层较薄、底部有坚硬土层和施工期紧迫情况,下卧层面具横向坡度时尤其适用。3、排水固结法排水固用法是在天活软土地基表层设置砂垫层等水平向排水体,在地基中设置砂井等竖向排本体.然后加载预压,使土体的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。排水团结法具有节省土方、少占农田、经济有效等特点,可用于加固软弱地基,包括天然沉积层和人工冲坝的上层,如沼泽土、淤泥及淤泥质土、冲积土等。特别适用于路堤高度大于极限高度或农田地区和填料来源困难的情况。在天然土层的水平排水性能较垂直向为好,或软土中存在有连续两砂层时,采用此法更为合适。1)水平向排水垫层施工排水垫层的作用是使预压过程中,从土体进人垫层的渗透水迅速地排出,使土层的固结能正常进行。排水垫层的质量将直接关系到加固效果和预压时间的长短。51
(1)排水垫层材料的选择-3排水垫层材料,一般采用透水性好的材料,其渗透系数一般不低于10cm/s,同时能起到一定的反滤作用,避免土颗粒渗人垫层的孔隙中阻塞排水通道,减弱垫层的渗透性。为了保证垫层本身的渗透性,一般以采用级配良好的中粗砂为好,并且要求含泥量不超过3%,无杂物和有机质混人。粉细砂一般不宜采用。若理想的砂料来源困难时,可因地制宜选用符合要求的其它材料,也可采用连通的砂沟来代替整片砂垫层。(2)排水垫层的厚度排水垫层的厚度首先要满足上土层的渗透水能及时地排出去,另一方面能起到持力层的作用。根据需要和工程实践,一般有以下三种形式:①满足设计要求的排水垫层,其厚度一般为30~50CM。②由于施工机械需要及水下施工特殊条件,需铺设超厚砂垫层,其厚度根据承载力计算或有关规定确定。③砂垫层和其他粒料持力层混合结构。至于采用那一种垫层,要根据被加固地基表层土的性质及砂井施工机械的性能具体确定。当表层有一定厚度的硬壳层,能承受施工机械的重力时,可按标准排水砂垫层的要求铺设。对于新冲填不久的或无硬壳层的软粘土地基,应采用厚垫层或混合料排水垫层。(3)排水垫层施工方法排水垫层目前有下列几种施工方法:①当地基表层具有一定厚度的硬壳层,其承载力较好,能行驶一般运输机械时,一般采用机械分堆摊铺法,即先堆成若于砂堆,然后用机械或人工摊平。②当硬壳层承勤力不足时,一般采用顺序推进摊铺法。③当软土地基表面很软,如新的沉积或新冲填不久的超软地基,首先要改善地基表面的持力条件,使其能供施工人员和轻型机械行走。工程上常用如下措施:地基表面铺荆笆,搭接长20cm。当采用两层荆笆时,应将搭结处错开,错开距离以搭缝之间间距的一半为宜。以上为目前超软地基上施工常用的方法,可单独使用,也可混合使用,还可根据当地材料的来源,选择具有一定抗拉强度,断面小的材料,但应注意两点,52
一是饱和后的材料要有足够的抗拉强度;二是当被加固地基处的边坡位置或将来有水平力作用时,要注意由于材料腐烂而形成软弱夹层,给加固后地基的稳定性带来潜在的影响。超软地基表面尽管采取了加强措施,但持力条件仍然很差,一般轻型机械上不去,在这种情况下,通常采用人工或轻便的机械顺序推进铺设,常用的方法有四种:一是用人力推车运砂铺设,二是用轻型小翻斗车铺垫;三是用轻型皮带输送机推进回填;四是用小型水利泵输砂铺垫。该法系水力冲填,点层铺设质量好,但要求有充足的水源。沙料需二次搬运。无论采用何种施工方法,在排水垫层施工中却应避免对软土表层的过大扰动,以免造成沙和淤泥混合。2)水冲成孔法。该法是通过专用喷头,在水压力作用下冲孔,成孔后经清孔,再向孔内港砂成形。水冲成孔法设备比较简单,对土的扰动较小,但需大量水及要有方便的排水条件。施工步骤如下。①将套管安置在砂井位置上;②将射水管放进套管内射水,套管慢慢下沉,如果遇到较坚实土层,可用锤轻轻敲击顶部,使套管下沉;③套管达到要求深度后,上下移动射水管,使套管中的土充分流出(清孔);灌砂,拨起套管。3)爆破法。对于I0m以内的浅砂井,用螺纹钻钻孔,在钻孔内放置条形药包,爆炸扩孔,孔内灌砂。施工步骤如下:①用螺纹钻钻垂直孔,孔深比砂井深度大0.5m,以便放置药包;用管子钳卡住铁管,用人力将药包压入孔内,压入深度比砂井深度大0.2~0.3m;以防孔底回淤;②将传爆线一端连在雷管和导火索上,点爆;③爆成井孔后即灌水,使孔壁不坍塌,经检查后,沙、水交替灌入,灌满为止。4、袋装砂井①袋子材料选择。53
根据排水要求,袋装砂并的编织袋应具有良好的透水性,袋内砂不易漏失,袋子材料应有足够的抗拉强度,使能承受袋内砂自重及弯曲所产生的拉力,要有一定的抗老化性能和耐环境水腐蚀的性能,同时又要便于加工制作、价格低家、目前常用的袋子材料是聚丙烯编织布。②袋装砂井施工。由于袋装砂井断面小、质量轻,设备简单,施工简便,造价比一般砂井低廉,且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。所以在公路工程中应用较为广泛。袋装砂井一般采用导管式的振动打设机械施工。其施工步骤为:①将内径约12cm的套管打入土中预定深度;②将预先准备好的比砂并长2m左右的聚丙烯编织袋底部装人大约~满锹重的砂,并将底子扎紧,然后放人孔内;③格收的上端固定在装砂漏斗上,从漏斗口将千砂边振动边流人砂袋,装实装满为止;④慢慢拔出套管。袋装砂井施工中应注意:①定位要准确,砂井垂直度要好;②砂料含泥量要小于3%,因为直径小,长细比大的砂井,井阻效率较为显著;③袋中砂宜用风干砂,不宜用潮湿砂,以免袋内砂干燥后,体积减小;④造成袋装破并缩短与排水垫层不搭接等质量事故;⑤聚丙烯编织袋,在施工时应避免太阳光长时间直接照射;⑥砂袋入口处的导管口应装设渡轮,避免砂袋被挂破漏砂;⑦施工中要经常检查桩尖与导管口的密封情况,避免导管内进泥过多,影响加固深度;⑧确定袋装砂井的长度时,应考虑袋内砂体积减小,袋装砂井在孔内的弯曲、超伸以及伸入水平排水垫层内的长度等因素,避免砂井全部伸入孔内。造成与砂垫层不连接。5、塑料板排水法54
塑料排水板是一种较理想的竖向排水体,目前在国内得到广泛应用。(1)塑料板排水施工塑料板排水法施工,通常用专用插板机作业,插板机可分为套管式和无套管式两类。由于无套管插板机是用钻杆直接将塑料板压人上中,塑料板容易损伤或随钻杆拨起,所以,宜选用套管式插板机、套管式插板机施工步骤如下:①卷筒通过井架上方的滑轮;插人套管内;②将塑料排水板由排水板被套管的输送滚轴夹住,一起压人上中;③达到预定深度后,输送滚轴反转松开排水板,上拔套管,塑料排水板便被留在土中;④在地面以下20cm左右将排水板切断。(2)塑料板在施工过程中应注意下列各点:①塑料板滤水膜在插人过程中避免损坏,防止淤泥进人仅芯堵塞输水孔;②影响塑料板的排水效果;③上拔套管要避免将塑料板带出;④严格控制间距和深度;⑤塑料板带上2m应补插;⑥塑料板需接长时,应采用滤水膜内平搭接的连接方法,搭接长度应在20cm以上。6、冲击法冲击法施工步骤为:套管就位→提起芯管,灌砂→锤击下沉至设计深度→提起芯管,灌砂→锤击套管和芯管→将砂挤出套管→提起套管和芯管→灌砂→锤击芯管,使砂密实。7、振动法砂桩也可用振动法施工。其施工步骤为;将装有垂直振动器的套管就位→振动下沉→将砂灌人套管中→边振动边使套管上下运动→套管逐步上提→最后形成密实的砂桩。用生石灰碎块置于桩孔中形成柱体,称为生石灰桩、生石灰桩的主要作用是挤密,而生石灰的吸水、膨胀、发热及离子交换作用,使桩体硬化,改善地基土的性质,此外还可减小因周围土的蠕变所引起的侧向位移、生石灰桩孔径多用20~30cm,桩长多在10m以内、生石灰桩可以掺入一定数量的粉煤灰或砂,有时还掺人少量石膏,以利触发反应,提高强度。55
8、化学加固法化学加固法施工工艺主要有高压喷浆法和深层搅拌法两种。(1)高压注浆技术注浆是一项用于加固软弱地基,减小沉降,提高其承载力;填充混凝土板底脱空;防止边坡滑塌;防止路基滑坡;加固台背回填,防止桥头跳车;纠正结构物基础偏斜;填充天然地基穴洞以及混凝土砌体缝隙的技术措施。注浆效果应用无损减检验法对注浆面积和有效深度进行测定。必要时进行沉降观测和对复合地基承载力的检测。注浆技术是将有一定稠度的浆液,通过机械成孔注入天然地基中的底盘加固措施。①压力注浆材料选择注浆材料通常分为粒状浆材和化学浆材两大类。下伏软弱地基注浆处理一般宜采用粒状浆材,不宜采用化学浆材。a水泥浆水泥浆是以水泥为主加水配制成的浆液,根据工程需要加入一定的附加剂(速凝剂、早强剂、悬溶剂等)改变浆液性能。b水泥粉煤灰浆水泥粉煤灰浆主要材料由水泥、粉煤灰组成。c材料配比依据软土地基注浆工程实践和已有的研究资料,建议采用水灰比0.8:1~1:1配合比浆液,对于水泥粉煤灰浆也采用0.8:1~1.1:1配合比,粉煤灰的含量可占20%~30%。注浆施工过程中,宜先注入少量稀浆(水灰比4:1~1:1之间),后注入稠浆(水灰比0.8:1~1:1)。当地下砂砾层孔隙较大,水灰比可提高到5:1~1:1之间。②压力注浆施工工艺56
a注浆施工工艺流程图选择注浆设直接打入法成孔水封孔主料制浆注浆添加边缘帷幕注充填固结注不合格检查合格封孔清洗管路,移至下一注浆孔b注浆孔成孔注浆花管直径宜采用Ø37mm~42mm,长度在1.5~2m左右;花管前端呈尖锥状,用冲击锤直接将花管打入受注层位。依据上述原则,选择适当的钻具及花管。c制浆根据材料试验确定配方选择浆材,制浆时注意以下几点:按程序加料,准确计量,掌握浆液性能,用多少浆制多少浆。浆液应进行充分搅拌,并坚持注浆前不断的搅拌,防止再次沉淀,影响浆液57
质量。d注浆注浆是通过注浆设备、输浆管路,将浆液注入到目的层中。用于公路下伏③软弱土层处理工程中的方法a自下而上式孔口封闭注浆法:这种工序一次成孔,孔口用三角楔止浆塞封口,分段自下而上注浆,注浆段高度在1.5~2.0m之间。该方法对于粘性土层较多或地层下部具有少量中粗粒砂土层的软弱土层较为适用。b自上而下式孔口封闭注浆法:这种方法一次只钻成一段注浆孔,孔口用三角楔止浆塞封口,分段自上而下注浆,注浆段在1.5~2.0m之间。该方法对于地层中上部中粗粒砂土层较多的软弱土层较为适用。在开始注浆前,应进行现场注浆试验,确定单孔注浆量,然后按照采用的注浆工艺施工。在注浆顺序上,按序次施工,先施工边缘帷幕孔,再施工加固孔,并宜采用工序施工,即先注第Ⅰ序次孔,再注第Ⅱ序次,其次注第Ⅲ序次孔。当注浆量达到设计要求时可终止注浆。边缘帷幕孔孔距应为一般注浆孔孔距的1/2,以确保注浆工程的质量。在边缘帷幕孔施工后,应根据治理段水文地质情况,来决定是否施工排水孔。在地下水位较高地区,应在治理范围内用钻机钻成1~3个排水孔,排水孔孔径可在150~103mm之间,其目的是将边缘帷幕孔所围范围内的地下水随注浆施工排出,以便能更有效地保证注浆质量。当排水孔周围注浆孔施工时,排水孔内见到注浆浆液时,可浆该排水孔用注浆浆液灌实,并封孔。在注浆过程中,当地面隆起或地面有跑浆现象时,应停止注浆,分析其原因,对下一个注浆段宜减量注浆,并检查封孔装置,注浆设备等,如仍然有地面隆起或地面跑浆应结束该孔注浆施工。④压力注浆效果及质量评价a注浆效果评价压力注浆工程属地下隐蔽工程,注浆施工应严格按照要求进行,以保证注浆工程的质量。高速公路软弱地基压力注浆要求达到的处理效果是:治理后路基承载力应大于200kpa,工后最大沉降应小于30cm。注浆工程质量检查方法采用了开挖、钻探、载荷试验、沉降观测等综合方法。一方面检查注浆工程本身的施58
工质量,另一方面就该施工工程所达到的效果作出综合评价。2、深层搅拌法深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应,使软土凝结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。其加固深度通常大于5m,最大加固深度可达60m。深层搅拌法施工质量是实现加固设计安全经济的保障,一个合理的加固设计,如果没有施工质量的保证,就可能造成加固工程的失效、目前对深层搅拌法加固质量的检验尚缺少简便可靠的方法,因此严格按照深层搅拌法施工工艺操作尤其重要。(1)定位、起重机(或用塔架)悬吊深层搅拌机到达指定桩位,对中、当地面起伏不平时应使起吊设备保持水平。(2)预搅下沉。待深层搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电机放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉井预搅。要求软土应完全预搅切碎,以利于同水泥浆均匀搅拌。(3)制备水泥浆。待深层搅拌机预地下沉到一定深度时,即开始按设汁确定的配合比搅拌水泥浆.待压浆前将水泥浆倒人集料斗中水泥浆不离析。(4)提升喷浆搅拌、深层搅拌机下沉到达设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压人地基中,并国边喷浆、边旋转砌浆管道不能发生堵塞同时严格按设计确定的提升速度提升深层搅拌机,其误差不得大于士10cm/min。(5)重复上下搅拌、深层搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时,染料斗中的水泥浆正好排空。为使软土和水泥浆搅拌均匀.可再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。(6)清洗、向集料斗中注人适量清水,开启灰浆泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,直至基本干净,并将出附在搅拌头的软土清洗干净。(7)移位。重复上述l~6步.进行下一根桩的施工。深层搅拌法施工工艺9、动力固结法动力固结法,亦称强夯法,它是以8~12t(甚至达200t)的重锤,8~20m(最高达40m)落距,对土基进行强力夯击,利用冲击波和动应力,达到士基加固的目的。具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点。经强夯处理的地基,其承载力可提高2-5倍,压缩性降低2-10倍,适用于杂填土、沙类土、粘制土59
泥炭和沼泽等。(1)平整场地、预先估计强夯后可能产生的平均地面变形,并以此确定地面高程,然后用推土机平整。(2)铺垫层。遇地表层为细粒土,目地下水位高的情况有时需在表面铺0.5~2.0m左右厚的砂、砂砾或碎石、其目的是在地表形成硬层,既可支承起重设备确保机械通行施工、又可加大地下水和表面的距离,防止夯击效率降低。(3)夯点放线定位、宜用石灰或打小桩的方法进行,其偏差不得大于工程强夯区夯击点布置图。(4)强夯施工。当第一遍夯完后,用新土或坑壁的土将夯坑填平,再进行下一遍夯击,直到将计划的夯击遍数(一般为2~3遍,每遍间隔时间(l~6周)夯完为止、最后一遍为满夯(也称“搭夯),其落距约为3~5m。(5)现场记录。强夯施工时应对每一夯实点的夯击能量、夯击次数和每次夯沉量等做好详细的现场记录。(6)安全措施。为了防止飞石伤人,现场工作人员应过安全帽另外在夯击时所有人员应迟到安全线以外。1.3.2其它特殊地区的路基施工(一)水稻田地区1、填方路段施工1)水稻田排水疏干施工前应沿公路用地两侧筑埂,在埂内挖纵、横排水沟。沟底应保持不小于0.5%的坡度接通出水口。沟深应保证能及时排地面水以疏干表土,一般为0.5~1.0m。2)原地面处理地表水疏干后,地基土含水量接近最佳含水量时,应清除表层不良土层,经碾压后在上面填筑路堤。当地面不能疏干,含水量过大无法压实时,应挖去湿土,换填好土或沙砾,然后压实。也可以在湿土中掺石灰或粉煤灰以吸收多余水分以便碾压密实。原地面为淤泥时,对二级以下公路可抛填沙砾碎石、片石等压、挤淤泥,经碾压稳定后再填路堤。对高速公路、一级公路,则应采用碎石桩、土工织物、塑料排水板、轻质路堤、深层加固等软土地基处理措施进行处理。3)路堤填筑路堤填筑施工方法与一般路基填筑基本相同。但应注意的是,为防止由于地下水毛细管作用侵入填土而恶化填土性质,宜在原地表土和填土之间加一层砂垫层,以利于排水。如果填土基底有泉眼,宜应敷设暗排水设施,或者用耐水性强60
的道渣或碎石填实到原水位的高度以上,以便填土能有效排水,防止水侵入路堤。(1)含水量过大的潮湿土深度在2m以内时,可挖去湿土,换填适用的干土或挖方石渣、天然科砾等,并分层压实达到标准。(2)挖去淤泥后将上层湿土翻松、耙碎掺5%~10%的生石灰粉压实,其层厚以能达到规定压实度为准,使之成为稳定土加固层。(3)当有非风化大块石可利用时,在挖去软湿土后铺筑厚50cm左右石块层,嵌填石渣后,用重型压路机碾压成形,再于其上填筑路堤。二级以下公路可采用抛填片石挤淤,整理碾压成形后填筑路堤。(4)当软湿土深度大于2m时,应按软土地基加固处理方法(参见本节第三部分)处理。雨潮湿地区在经过基底处理以后,其路堤的填筑施工方法与一般路基相同、但如果利用潮湿土作填料时,则应按下列压实标准和方法进行:(1)天然稠度小于1.1、液限大于40、塑性指数大于18的粘质土,用作高速公路、一级公路和二级公路上路床的填料时,应采用各种措施达到重型路基土压实标准中规定的压实度、上述立用于下路床及上、下路堤的填料时,当进行处治或采用重型压实标准确有困难时可采用轻型压实标准。(2)碾压潮湿土填筑的路堤适宜的压路机型式、规格;填层的适宜厚度所需碾压遍数和压实度,应通过试验确定。(3)碾压完成后的路段若不立即铺筑路面,且不需维持通车时.应在路床顶面铺盖一层碾压紧密的防水粘土层或沥青封闭层。(4)填料的天然稠度为0.9—1.0时,宜将土摊开翻拌,凉晒,当含水量接近最佳含水量时即可碾压密实注:回填压实宽以交通部颁布《公路上工试验规程飓型畜已试验法为准.》)(5)填料的天然稠度为0.5~0.9时,宜在土中掺人生石灰等外掺剂拌和均匀后,分层填筑压实。潮湿粘性土经添加外掺剂处理后,其压实度应符合重型压实标准。(6)路堤填筑每层表面宜做成2%~4%的横坡以利排水。当天的填土,必须当日完成压实。4、边坡防护及加固多雨潮湿地区土的含水量大,地下水位高容易影响路基稳定。填方边坡宜用浆砌护坡防护、二级以下公路也宜采取相应的防护措施。路堤坡脚护坡道外,应设置加大断面的石砌边沟,以降低地下水位。(二)黄土地区路基施工黄土是一种特殊的粘性土,主要分布在昆仑山、秦岭、山东半岛以北的干旱61
和半干旱地区。其中以黄土高原的黄土沉积最为典型、黄土高原主要是指甘肃乌鞘岭以东太行山以西、长城以南,秦岭以北的黄河中游地区。这个地区的黄土主要是风成黄土、东北、华北及西北内陆盆地等地区,则以坡积、冲积、洪积及混合成因的黄土(也叫黄土类土)为主。黄土浸水后在外荷载或自重的作用下发生的下沉现象,称为湿陷。湿陷性黄上又可分为自重湿陷与非自重湿陷两类、自重湿陷是指土层浸水后仅仅由于土的自重发生的湿陷非自重湿陷是指土层浸水后,由于土自重及附加压力的共同作用而发生的湿陷。有关湿陷性黄土的处理方法请见重夯压实湿陷性黄土施工技术。1、路堤填筑黄土地区的路堤填筑与一般地区路堤基本相同、但由于黄土地区的地形及黄土的特殊工程性质,跨越黄土冲沟的方法,除高填土外,还有土桥及填式路堤等特殊路堤。l)土桥的填筑土桥是黄土地区跨越冲村的一种特殊高填土路堤。按上桥所在位置可分为观上桥、跨越冲沟土桥和半上桥三种(表5-9),其中土桥和半土桥是公路中最常见的形式。土桥在设计、施工中,应注意下列技术问题。(1)位置的选择要合理土桥位置的选择应综合考虑地形、地质及水文地质等情况,在有滑坡陷穴、流泥等不良地质现象地段,一般不宜设置土桥。(2)基底处理要符合要求土桥基底的情况,对土桥的稳定性极为重要。若基底为非湿陷性黄土,目无地下水活动时,可按一般粘性土地基进行基底处理,同时做好两侧的施工排水、防水措施、若地基为湿陷性黄土,应采取拦截、排除地表水的措施,防止地表水下渗,减少地基土层湿陷性下沉。其地下排水构造物与地面排水沟渠必须采取防渗措施。若地基土层具有强湿陷性或较高的压缩性,且容许承载力低于路堤自重压力时,应考虑地基在路堤自重和活载作用下所产生的压缩下沉。除采取防止地表水下渗的措施外,可考虑采用重锤夯实、石灰桩挤密加固、换填土等措施。此外,还应做好填格界面的结合(纵向),清除坡面杂草,挖好向内倾斜的台阶如结合面陡立,无法相成台阶时应采用土工钉加强结合。土工钉一般可用φ18的钢筋长80cm,打进老土面40cm,间距1.0~1.5m,一般每两层填土高度楔进一排。(3)填料的选择应符合要求筑桥用土应不含砂、石、树根、草根等杂质,其天然自水量以接近最佳含水量62
为宜,各地自然条件不同,所选用的土质亦有所不同.但一般要求粘粒与砂粒的含量应有一定的限度。粘粒含量多,可以提高土体的粘聚力,增强土桥的稳定性.但粘粒含量过大,则会产生较大的收缩与膨胀,对土桥的稳定性是不利的。新、老黄士均可用来修筑土桥但以选用新黄土为宜黄土中的粘粒含量一般不应超过25%砂粒含量不超过20%,塑性指数应在10~14这间。应特别注意,不得用黄土填筑混水路堤。不得用老黄土作路床填料。(4)边坡形式及坡度选择要合理①边坡的形式选择。②边坡的坡度设置土桥的高度、低土桥边坡可陡些,高土桥边坡应缓些,一般为上陡下缓。土桥的土质。用老黄土填筑的土桥边坡可陡些,一般为l:0.2~l:0.75;用新黄土填筑的土桥边坡应缓些,一般为1:0.5~1:1.0;塬上的土桥边坡可陡于梁、峁区的土桥边坡。黄土路堤边坡。施工中应整平拍实.防止雨水下渗。边坡上的坑洼处,应用当地黄土回填夯实。当边坡缓于1:1.5时,坡面上宜铺设人工防护层防止雨水冲刷。(5)排水要求排水对土桥的稳定性是极为重要的。土桥排水一般应采取分散水流的原则,引水远离土桥,并结合当地的地形、土质等设置综合排水设施,一般常用的排水设施有载水沟、排水沟、引水沟、阻水堤、涝地、水害多,可根据具体情况选用。应特别注意路面水的排放。一方面要保证路表水不渗入桥体,另一方面要防止路表水冲刷土桥边坡。为此,土桥要及时铺装桥面。铺筑桥面时,要注意保证路拱横坡应满足要求,且沿横向在路基全党内予以满铺,沿纵向亦应延伸至土桥两端以外各10~15m。在路基的边缘宜设置护墙、拦水埂或加固的边池,将水引至路堑边沟,再排出路基范围以外。筑墙后的路肩宽度,应保证符合规范规定的路肩最小宽度,否则应加宽路基。当路堤较长时(大于200m),也可选择适当位置,在路堤边坡上设置急流槽。将水引至坡脚以外不影响路基稳定处排除。(6)压实要求土桥的压实是土桥填筑中一项关键性工作。其压实要求与一般粘土相同,需分层填筑、分层压实,并保证其压实标准、压实黄土的最佳含水量,一般应根据试验确定.根据施工经验,老黄士的含水量在15%~20%,新黄土的合水量在10%一15%时,最适于压实。如含水量过小时,应采取适当加水,或改进压实工具和操作方法等措施,以保证劳境质量、如食水量过大,可翻松晾晒至需要含63
水量再进行碾压,也可接人适量石灰,降低含水量应将土、灰拌合,其最大干密度应通过压实试验确定。(7)泄水构造要求在跨过有水流的冲沟时。上桥底部必须设置泄水构造物。泄水构造物可根据跨越处的地形。地质、水文、冲沟发育及建筑材料等情况、通过经济、技术比较确定。常用的泄水构造物主要是砖、石拱涵。施工时,可在土桥底部预先修好砖、石拱涵,然后再填筑土桥;亦可先修土桥,再在底部开挖衬砌,修建砖、石拱涵。由于在土桥筑成后开挖的土洞具有土拱的作用,故可避免由于高填土而需加大拱圈厚度或引起拱圈开裂的现象。泄水构造物沟底应进行铺砌,以免沟底被水流拉深、沟底的铺砌长度应在进出口3~5m外,涵洞上下游均应修筑相应的导治构造物。(8)机械化施工土桥施工,过去主要是靠人工操作、这种方法虽能保证质量.但工效较低、工期较长、劳动强度大,也远不能适应高等级公路施工要求.采用筑路机械进行机械化、半机械化施工,能减轻劳动强度,是加速土桥施工、进一步提高质量的途径。2)坝式路堤坝式路堤是黄土地区跨越冲沟的又一种特殊路堤,可以修建在冲沟的任何部位。它可以和水利工程(水坝)相配合,也可单独建筑,可以是蓄水的,也可以不蓄水。坝后允许淤积,淤积可以提高土坝的稳定性、当需要设置涵洞时,一般应设在土坝两头的挖方范围内,并应注意涵洞进出口的防护与加固。坝式路堤一般采用碾压法施工在有水的条件下,亦可采用水力冲填和水中倒土法施工。新、老黄土均可用作填筑坝体的材料,但其粘土含量不宜大于28%,压实度应不小于压实标准的规定值.3路基排水及陷穴处理1)路基排放黄土地区路基排水是保证路基稳定的一项重耍1作。由于黄土地区水土流失及黄土的渗透、湿陷等特性,使得黄士地区的路基排水与一般地区有所不同、应特别注意防冲、防渗以及水土保持问题。2)一般路段排水路基排水沟渠(包括边掏、截水村、排水沟)要注意防渗、防冲、一般地,当沟渠纵坡达到或超过下表所列数值时即需采取加固及防止渗漏等措施。64
边沟需加固的纵坡度土类新黄土老黄土红色黄土纵坡度(%)≥3≥4≥6①边沟长度≥200m时,需进行铺砌加固;②边为过长时.应考虑减少纵坡的容许值或作好出水口设计,将水引离路基;③边沟纵坡过于平缓.将会引起边沟淤塞,一般不小于0.5%受限制时不小于0.3%;④道路等级低时,表列数值可以适当调整。黄土地区公路边沟,以采用浆砌片石加固和砖砌加固效果较好(砖砌加固受冻融后易遭破坏),也有采用跌水消力池式加固的。截水沟应设在离堑顶边缘以外不少于10m的地方,断面不宜过大,沟底纵坡宜在0.5%~2.0%之间。在填挖交界处引出边沟水时,应注意出水口的加固。(2)特殊路段的排水在垭口。腰砚、深路堑、高路堤、滑坡、陷穴等地段,应注意结合水土保持进行综合治理。如用挖鱼鳞坑、水平沟、种草、植树等方法对坡面径流进行调治与防护;在冲沟头植树,防止冲沟溯源侵蚀,危害路基;布设在沟谷的路线,在沟谷中筑坝淤池,并保护路基坡脚不受水的冲刷破坏;还可做护坡埂、涝地、水窖等。这些措施在公路上都已收到良好的效果。2)陷穴处理黄土经水的冲蚀与溶蚀形成的暗沟、暗洞、暗穴等统称陷穴、在地形起伏多变、地表径流贸易汇积的地方,在土质松散、垂直节理较多的新黄土中,最容易形成陷穴、黄土陷穴一般可分为漏斗状、竖井状、串珠状陷穴及陪穴等四类。陷穴对路基的危害甚大,一般均须进行处理。对陷穴的处理首先要查清陷穴水的供给来源、水量、发展方向及其对路基可能造成的危害等,视具体情况进行处理、一般方法有回填夯实、灌砂灌浆、洞们和竖并等。(1)灌砂法本法适用于小而直的陷穴,以于砂港实整个洞穴。(2)灌浆法本法适用于洞身不大,但洞壁起伏曲折较大,并离路基中线较远的小陷穴,以水、粘土、砂拌匀后使用,需重复多次灌注,有时为了封闭水道,也可灌水泥砂浆。(3)开挖回填夯实65
本法适用于各种形状的洞穴。根据各种洞穴情况进行开挖,清除软土后,重新回填,填料一般用就地黄土分层夯实。为提高回填质量和工地也可采用片(块)石及毛石混凝土等、对地下水形成的陷穴,还应做反滤层,面层用粘土夯实。当雨季有水流人陷穴时,应先进行排水,然后再填实陷穴、近年来已有用强夯法破坏陷穴,加固地基的施工方法,效果良好。(4)导洞和竖井本法适用于较大和较深的洞穴。由洞内向外逐步回填夯实,在回填前,应将洞穴内虚土和杂物彻底清除干净。当接近地面0.5m时,应用粘土或土加10%砂子回填夯实。对深、大的陷穴,也可钻孔,用水冲法将砂、砾石灌进洞内如果洞内有水,灌注困难,可用压力灌注细石混凝土。对于大型陷穴,当灌填有困难时,可用洞壁衬砌加固。(5)钢筋混凝土梁板跨越对小直径的危害较小的深埋陷穴,当土层稳定性较好时,可以不处理穴体,只在陷穴顶上部用梁板跨越、对地表水形成的陷穴采取截流、堵漏措施后,也可采用梁板跨越处理、染极跨越处理应保证支承点的稳定性。以上各种措施,也可综合采用。为防止陷穴再生,应将处理好的陷穴附近的地面水引流路基以外,并严防地面水流人处理好的陷穴。同时为防止产生新的黄土陷穴,应切实加强地面排水措施,做好地表水的截流;防沙和堵漏工作,杜绝地表水渗入土层。防止形成地表积水及水流集中产生冲刷。黄土陷穴的处理范围,应视具体情况而定,一般在路基填方或挖方边坡外上侧50m,下侧10~20m、若陷穴倾向路基,虽在50m以外,仍应作适当处理,对串珠状陷穴应彻底进行处理。但应注意的是,在陷穴发育的路基及其附近,不得人工改变地下水位,否则应采用预防塌陷的措施。重夯压实湿陷性黄土地基施工技术66
(三)膨胀土地区地基施工1、膨胀土路基施工1)路堤填筑铺筑试验路段。膨胀土地区路堤施工前,应按规定做试验路段为路堤的正式施工提供数据资料和经验。原地面处理,膨胀土地区修建公路,特别是修建高速等级公路时,在路堤填筑前,必须对原地面进行处理,并应满足如下要求:①填高不足1m的路堤,必须挖去地表30~60cm的膨胀士,换填非膨土,按规定压实。②地表为潮湿土时,必须挖去湿软土层,换填碎、砾石土、砂砾或挖方坚硬岩石碎渣,或将土翻开接石灰处理。(3)填筑材料及作业要求。强膨胀土稳定性差,不应作为路堤填料中等膨胀土宜经过加工、改良处理后作为填料弱膨胀土可根据当地气候、水文情况及道路等级加以应用。对于直接使用中、弱膨胀土填筑路堤时,应及时对边坡及顶部进行防护。①高速、一级二级公路采用中等膨胀土作路床填料时,应掺灰(一般为石灰)改性处理,改性处理后要求胀缩总率接近于零。②限于条件,高速一级公路用中等膨胀土填筑路堤时,路堤填成后,应立即作浆砌护坡封闭边坡、当填至陪床底面时,应停止填筑,改用符合强度要求的非膨胀土或改性处理的膨胀土填至路床顶面设计标高并严格压实。如当年不能铺筑路面,则应加做封层,封层的填筑厚度不宜小于30cm,并设不小于2%的横坡。③使用膨胀上作用料时为增加其稳定性,可采用石灰处治,石灰剂量可通过试验确定,要求掺灰处理后的膨胀土,其胀缩总率接近年为佳。④公路可用接近最佳含水量的膨胀土填筑路堤,但两边边坡部分要用非膨胀土作为封层。路堤顶面也要用非膨胀土形成包心填方。2)路堑开挖(1)施工前的准备、路堑施工前,先开挖截水沟并铺设浆砌亏工,其出口应延伸至桥涵进出口。(2)开挖作业及要求、膨胀土地区路堑开挖应按下列要求办理挖方边坡不要一次挖到设计线,沿边坡预审厚度30~50cm一层,待路堑地完67
时.再削去边坡预留部分,并立即以浆砌护坡封闭。如路基与路面不连续施工时,二级及以下公路的挖方地段挖到距路床顶面以上30cm时,应停止向下开挖,并挖好临时排水沟,持做路面时,再挖至路床顶面以下30cm并用非膨胀土回填,并按要求压实,如路基与路面连续施工时,对高速、一级公路应一次性超挖路床30~50cm,并立即用粒料或非膨胀土分层回填或用改性土回填,按规定压实。3)路基碾压(1)先要根据膨胀土自由膨胀率的大小,选用工作质量适宜的碾压机具、一般地,自由膨胀率越大的土应采用的压实机具越重。(2)由于膨胀土遇水易膨胀,因此压实时,应在最佳合水量时进行。(3)压实土层不宜过厚,一般不得大于30cm。(4)土块应击碎至5cm粒径以下,使土块中水分易于蒸发,减少土块本身的膨胀率,有利于提高压实效率。(5)路堤与路堑分界处,即填挖交界处,两者土内的含水量不一定相同,原有的密实程度也不相同,压实时应使其压实得均匀、紧密,避免发生不均匀沉陷、因此,填挖交界处2m范围内的挖方地基表面的土应挖成台阶,翻松,并检查其含水量是否与填土含水量相近,同时采用适宜的压实机具,将其压实到规定的压实度。(6)因膨胀土路基压实后的紧密程度比一般土填筑的路段更重要,因此,2压实度的检验频率应增加一倍,为每2000m检查16点。4)施工注意事项(1)膨胀土地区的路基施工,应避开雨季作业,加强现场排水.保证地基和已填筑的路基不被水浸泡。(2)膨胀土地区路基施工.开挖后各道工序要紧密衔接,连续施工,分段完成,特别是高速、一级公路更应如此,路基填筑后不应间隔太久或越冬后做路面.路堤、路堑边坡按设计修整后,应立即浆砌护墙、护坡,防止雨水直接侵蚀.膨胀土地区路床上的强度及压实标准应符合有关规定。68
(四)盐渍土地区路基施工盐渍土地区路基与一般地区路基在设计、施工中有很大差别。1、盐渍土的分类按盐渍土的形成条件分类盐土、碱土、胶碱土(龟裂粘土)2、盐渍土的基本工程性质与各类盐田土路基的主要病害见下表盐渍土工程性质与路基主要病害盐渍工程性质路基主要病害现象土密度液限与塑限强度与水稳性盐胀与膨胀泥泞翻浆与冻胀盐胀引起盐融引起种类在潮湿的状况的病害的病害盐类晶体液、塑限随含盐下,强度随含盐填充在土量的增加而减量的增加而降盐分结晶时容易嫩加重翻浆与无受冻时,易氯的孔隙少低可在较少的体积不变化,引起冻胀溶解,含盐中,能使最佳含水量亦含水量时,达到不产生盐胀泥泞量多时,可酸土的密度随含盐量的增液性和塑性状作用产生潮湿、盐增加,但加而降低故可态,石化作用相坍塌等病这种增加在较低含水量同时,比非盐渍害渍不是稳定的情况下,有效土能更快和更土的,土湿的进行土的压大的伤失其稳化后,盐实。定性类被溶干燥状态时,有解,土的粘固性,盐渍土密度降的强度高于非低,当含盐渍土盐量超过5%-8%时密度下降显著。硫密度随含随含盐量的增潮湿状况①体积随温容易能加重翻浆和最严重,在无酸盐量的增加而增大。下,强度随含盐度显著变化,引起冻胀路面底层盐加而降量的增加而降盐胀作用严泥泞附近有过渍低,当含低重,造成土体量硫酸盐土盐量接近干燥时盐表层结构时,会造成于2%时,分对土的粘固破坏和疏松路面鼓包、密度显著作用很小②盐胀作用破裂下降。所涉及的深盐分体积度随温度的变化,能使不同而有所路基表层差异,可达疏松,边坡1-2m成蜂窝状69
边坡及路肩疏松盐土粉末容易被风吹蚀碳密度随含随含盐量的增①潮湿情况下,受水后,膨胀塑性透水性差,翻无无酸盐量的增加而增大薄膜水和钠离作用最严重,和粘降与冻胀现象盐加而降子所引起的交能增加粘性附性较轻渍低,当其换作用最厉害,土的塑性和很土含盐量超强度下降显著粘附性,渗透大,过5%时,②在干燥的状系数变小与水路基密度态下时,粘固性后泥显著降大泞不低。堪3、盐渍路基施工1)施工季节的选择及施工程序的安排(1)施工季节的选择。在盐渍土地区筑路,应尽可能地考虑当地盐和土的水盐状态特点,力求在上的合水量接近于最佳合水量的时期不发生冻结,也不在积水季节进行施工,根据这一原则一般认为当地下水位高,对粘性土的盐土地区,以夏季施工为宜;对砂性土的盐土地区,以春季和夏初施工为宜强盐渍土地区,应在表层含盐量降低的春季施工为宜对于不冻结的土,可以考虑冬季施工。(2)路基施工程序的安排。盐渍土路基要分段一次做完。自基底清除盐土开始,要连续施工,一次做到路堤的设计标高,不可间断在设置隔离层的地段,至少也要一次做到隔离层的顶部,以避免路基的再盐渍化和形成新的盐壳。2)基底处理由于一般盐渍土地区土的含盐量往往表层最大,故当路堤底部表层盐渍土含有过量盐分(食盐且大于8%)、或表土松软有盐壳时,应在填筑前,将路堤基底与取土坑范围内的表层过盐渍土铲除,铲除深度应根据土的试验资料决定,一般为0.1~0.3m。如路堤高度小于1.0m时,除将基底食盐量较重的表士挖除外,应换填渗水性土,其厚度对高速公路、一级公路不应小于1.0m,其它公路不应小于0.8m。从含水量及地下水位方面看,当含水量超过液限的土层在1.0m以内时,必须全部换填渗水性土如食水量界于波限和塑限之间时,铺0.1~03m的渗水性土后,再填粘性土;如含水量在塑限以下时,可直接填筑粘性土。当清除软弱土体达到地下水位以下时,则应铺填渗水性土,并应高出地下水位0.3m以上,再填70
粘性土。基底的换填作业还有一定的要求。清(铲)除表层后地表应做成由路基中心向两侧约2%的横坡,整平压实,沿横坡均匀铺平,以利排水;铲除的表层过盐渍土应堆置在较远处,最好地置在低处,铲除后应回填。3)盐渍地区路堤填筑施工(1)盐渍土的含盐程度在容许范围时可用作路堤填料,但施工时必须注意含盐量的均匀性。对填料的含盐量及其均匀性应加强施工控制检测,路床以下每331000m填料、路床部分每500m填料至少应测试一组,每组取3个土样,取土不足上列数量时,亦应作一组试件在施工时,如将上下两层盐上打碎拌和而含盐量不超过规定时,则表土不必铲除废弃。(2)在闭塞的积水洼地或常年潮湿的盐渍土地段填筑路堤时,应外运渗水土填筑.并考虑路堤沉陷问题。(3)内陆盆地干旱地区,如当地无其它适宜的填料需用易溶盐含量特大的土、含盐砂砾、盐岩等作填料时,应根据当地气候、水文地质情况,通地试验决定。(4)用石膏土作用料时,石膏含量一般不予限制,但应严格控制填筑密实度.路堤基底如为松散的膏土时,应先于夯实。4)路基压实及含水量控制(1)为了防止盐分的转移和保证路基的稳定,盐渍土路基的压实应尽可能的提高一些。要求达到重型压实标准。(2)路基应分层压实,每层填土厚度,对粘性土不得大于20cm;对砂性土不得大于30cm。(3)碾压时应严格控制含水量,不应大于最佳含水量1个百分点、在干旱缺水地区,对路基因土可采用加大压实功能的办法进行压实,并应设法(如运远)洒水,使路基表层20cm厚的土层在碾压时为最佳含水量,至少应达到最佳含水量的60%~70%以上。(4)当填土含水量过大时,施工中除按设计挖好该地区排水沟外,可在取土坑附近挖临时排水沟,以截断地表水和降低地下水位、此外也可延长施工段落,在取土坑内分层挖土,分段用土暴晒,分段夯压。5)路基排水盐渍土地区路基排水是一项关键性的工作、如排水不畅,势必会因积水使土质发生不利的变化,造成路基病害。因此,在施工中应及时合理地布置好地表排水系统,防止路基及其附近积水.71
当路基一侧或两侧有取土坑时,可利用取土坑进行横向与纵向排水。取土坑的坑底罔最高地下水位不应小于0.15~0.20m。底部应向路堤外有2%~3%的排水横坡和不小于0.2%的纵坡。在排水困难地段或取土坑有被水淹没可能时,应在路基一侧或两侧取土坑外设置高0.4-0.5m,顶宽1M的纵向护堤。当路基两侧无取土坑时,应设置纵向排水沟并根据当地的地形、地势设置必要的横向排水沟,两排水沟的间距不宜大于300~500m,长度不超过2km.当地下水位高时,除挡导表面水外,应加深两侧边村或排水沟,以降低路基下的地下水位。盐渍土地区的地下排水管与地面排水沟渠必须采取防渗措施、盐士地区一般不宜设置盲沟、群村排除地下水,因为盐分的沉淀易使盲沟失效。阻地面排水系统不宜与地下排水系统合并设置,以免造成地下水位的升高,影响路基稳定。6)路基毛细水隔断层的设置路基修筑在强盐渍化细颗粒粘土(粘性土、粉性土)地区,路基边缘至地下水位高度又不可能达到设计规定,而采用提高路堤或降低地下水位的措施又不经济或不可能时,可在路基边缘以下04~06m处(或路基底部)的整个路基宽度上设置毛细隔断层。隔断层的材料可以用卵石、碎石或其它粒径约5~50mm的砂砾,厚度采用015~03m并在上、下面各铺设一层5~10cm厚粗砂或石屑作为反滤层,以防止隔断层失效、隔断层也可用沥青、石灰或石灰沥青等不透水材料修筑,但成本较高,施工不太方便,故在目前较少采用。7)路基高度路基边缘高出地下水位的最小高度.在干旱与半干旱地区,盐渍土路基高出地下水位根据有关地区的经验,碱士地段路基填土高度可比非盐渍土地留适当降低在过干地区浓度地和的地下盐水地段,路基填土高度可比低矿化或淡水的地下水情况适当降低。8)路基边坡与路肩的处理边坡及路肩加固。对于强盐渍土,无论其路基结构如何,边坡及路肩都必须进行加固。为保证路基有效宽度,当路基容易遭受雨水冲刷、淋刷和松胀时,对强盐渍士及过盐渍土的路基宽度,应较标准路基宽度增加0.5~1.0m。对硫酸盐渍土路基的边坡,根据需要与可能,宜采用卵石砾石、粘土或盐壳平铺在路堤边坡上,用以防止边坡疏松、风蚀等破坏。对长期浸水地段,还需在高水位以上0.5护坡道,并予以防护。在过盐渍土地区,对路肩的加固,可用粗粒浸水材料掺在当地土内封闭路肩表层,也可用沥青材料封闭路肩或用15cm厚的盐壳加固。9)盐湖路基施工中应注意事项:由于盐湖中地下水一般为饱和卤水,对岩盐不再发生溶解作用,加之盐湖表72
面多具有坚硬的盐益,因此,在干涸的盐湖表面可以直接修筑公路。岩盐也可用着路基填料、在盐湖上修筑路基应注意以下几点:(1)盐湖周边有潜水易于发生变化和受地面水补给的过盐渍土地段,应按过盐渍土地区的筑路方法进行。(2)对不再发展的溶洞、溶塘,如为外露者,可用岩盐或卵石、砂砾材料填补夯实,如系暗洞,洞顶距盐盖地表厚度达0.3~0.5m以上,且范围不大时,铺道等低级路可不进行处理,在上面直接行车。若厚度小于0.3m或高等级公路则需将洞挖开,进行填补。若溶洞、溶沟、溶塘尚在发展,范围又较大,则应考虑绕避或采用其它措施,当用砂石材料填筑时,还应设量反渗层。(3)填料如为岩盐,应将岩盐打碎成大小不同的碎块,分层填筑,并洒卤水压实到规定密实度。(4)常用路基横断面图式有两种。当有地下卤水时,建议用设有取土坑及护坡道的路基横断面。(五)崩塌岩堆地段路基施工1、崩塌的成因及防治措施(l)崩塌的形成条件及其影响因素①地形。险峻陡峭的山坡(坡度大于45。)是产生崩塌的基本条件。②岩性。节理发达的块状或层状岩石,如石灰炭、花岗岩、砂岩、页岩等均可形成崩塌。厚层硬岩覆盖在软弱岩层之上的陡壁最易发生崩塌。③构造、当各种构造面,如岩层层面、断层面、带动面、节理面等,或较弱夹层倾向临空面且倾角较陡时,往往会构成崩塌的依附面。④气候.温差大、降水多、风大、风多、冻融作用及干湿变化强烈。⑤渗水。在暴雨或久雨之后如沿裂隙渗入岩层.降低了岩石裂隙间的粘聚力和摩擦力,增加了岩体的质量.就更加促进崩塌的产生。⑥冲刷。水流冲刷坡脚,削弱了坡体支撑能力.使山坡上部失去稳定。⑦地震。地震会使土石松动,引起大规模的崩塌。⑧人为因素。如在山坡上部增加荷载,切割山坡下部,大爆破的震动等。2、崩塌的防治措施①高等级公路由于线形要求高,遇到中型崩塌而无法避绕时,可采用明洞(路暂通过),棚桐(半路堑通过)或悬臂式棚洞(半填半挖团基通过)等遮挡建筑物。②在小型朗场或落石地段,应尽量采用全部清除的办法。如基岩破坏严重,崩塌、落石频繁,则宜采用落石子合、落石槽、拦石堤、拦石墙等拦截构造物。73
③路基上方的危岩及危石应尽量清除,以防后患、也可根据地形和岩层尼巴,采取嵌外补、支顶的方法予以加固。④由于存在有软弱结构面而易引起崩塌的高边坡,可根据情况采用支挡回或支护墙等措施,以支撑边坡,并防止软弱结构面的张开和扩大。⑤由软硬岩互层所组成的高边坡路段,对坡面上容易风化的软弱岩层,可用沥青、砂浆或浆砌片石护面,对高边坡上的岩层裂缝应用砂浆境实,以防止裂缝继续加深扩大。⑥在松散堆积物的山坡上开挖深路堑时,应适当放绥边坡或采用分级的边坡,以免导致崩塌。⑦对边坡坡脚因受河水冲刷而易形成崩塌者,河岸要做防护工程。⑧在可能发生崩塌的地段,必须做好地面排水。对位于公路边坡及其附近的排、灌沟渠要采取加固措施,以防止沟渠发生大量渗漏而导致崩塌。(六)滑坡地段路基施工滑坡是山区公路的主要病害之一。1、滑坡防治措施防治滑坡的工程措施,大致可分为排水、力学平衡及改善滑带土的工程性质等三类。必须针对滑坡的成因、性质及其发展变化的具体情况选择工程措施。(l)地表排水滑坡体以外的地表水,应拦截引用,滑坡体上的地表水要注意防渗,并尽快汇积引出。(2)地下排水排除滑坡地下水的工程措施,有渗沟、盲洞及平孔等、应用较多的主要是渗沟。①渗沟就结构来讲,支撑渗沟的深度一般以不超过10m为宜,宽度一般采用2~4m,视渗沟深度、抗滑需要及便于施工等因素而定。支撑过沟的基底,应埋人滑动面以下稳定地层内0.5m,并设置2%~4%的排水纵坡;当滑动面较陡时,可修筑成台阶,自阶宽度视实际需要而定,一般不小于2m,为进一步加强支撑作用,可在台阶底设置浆砌片石的石牙,形状约呈30度的直角三角形、为防止淤积,渗沟进水侧壁及顶端应设置反滤层、在寒冷地区.渗沟出口应考虑防冻措施。②边坡渗沟边坡渗沟的间距取决于地下水的分布,滚量和边坡土质等因素一般采用6~74
10m。边坡渗沟的深接应不小于2m,宽度约l.5~2.0m。基底应设置于边坡湿土层以下的稳定土层内,井铺设防渗层。为加强对边坡的支撑作用,基底可修筑成台阶状。③截水渗沟截水渗沟应修筑在滑坡可能发展的范围5M以外的稳定主体上,平面上呈环形或折线形,深度一般不小于10m,断面大小不受流量控制,主要取决于施工方便。基底应埋入最低一层含水层下的不透水层或基岩内。当基底未埋入完整基岩时应采用浆砌片石修筑沟槽。渗沟的迎水沟壁应设反滤层,背水沟壁应设隔渗层,在不致冲刷四周孔壁亏工的前提下,尽量采用较陡的流水纵坡。渗沟的排水管高度应不小于lm,以便养护人员进人检查、疏通。截水渗沟一般深而长,为便于维修与疏通孔道,在直线段每隔30~50m或修沟的转弯、变坡处应设置检查井,检查井井壁应设泄水孔,以排除附近的地下水。(3)盲洞当确知地下水的作用是滑坡用动的主要因素.而含水层又埋藏很深(或在滑动面以下),采用其它措施不经济或施工条件困难时,可考虑设置盲洞。盲洞按其作用,可分为截水、排水及疏干三种。直洞中线在平面上应尽量顺直。洞底流水坡度不宜小于0.5%,不同坡段间可用折线坡、跌水等形式连接。(4)平孔用平孔排除滑坡地下水,具有施工方便、工期较短、节省材料和劳动力的特点,是一种经济有效的措施。平孔孔径大小一般不受流量控制,主要决定于施工机具和孔壁加固材料,可由数十毫米至百毫米以上、平孔的坡度应不小于10%。如用平孔作长期排水通道,则孔里需用竹管、塑料管或镀锌钢管加固、如需排除平孔周围的地下水,则可在平孔内充砂,用风力将砂灌入孔内。平孔可单独使用,也可与砂片联合使用。用砂井聚积滑坡体内的地下水,用平孔穿连砂井把水排出。平孔的施工机具是钻机,一般立式钻机只需另作一套支撑钻架,把钢丝绳的牵引方向改为水平方向即可施工。在钻进过程中要注意校正平孔轴线上翘和向左偏的偏差。平孔易于淤塞,区无彻底的根治办法,所以在实践中受到一定的限75
制。(5)减重这种方法应和其它整治措施配合使用。减重措施,一般适用于滑动面不深、滑床上陡下缓、滑坡后壁或两侧有岩层外露或土作稳定不可能再发展的滑坡,对于推动式滑坡或错落转变变成的滑坡,效果更为显著。滑坡减重应注意以下几方面的问题:①必须弄清滑坡的成因和性质,查明滑动面的位置、形状及可能发展的范围,以决定减重范围。对于小型滑坡,可予全部清除。②滑坡减重不同于边坡刷方,减重的作用在于减轻滑体上部土体的重力,以减小滑体的下滑力。如果将滑坡减重误作边坡刷方,以致削弱了滑坡下部的支撑部分,则将进一步加剧滑坡的发展。③滑坡减重的弃土,不能堆置在滑坡的主滑地段,应尽量堆填于滑坡前缘,以便起到稳定滑坡的作用。④牵引式滑坡或滑带上具有卸载膨胀性质的滑坡,不宜采用滑坡减重的方法。⑤滑坡减至之后,应预防滑面从残存滑体的薄弱部分剪出的可能性。减重后的坡面,必须注意整平、排水及防渗。(6)支挡①抗滑土、石垛在滑坡下部填土、以增加抗滑部分的土体重力的措施之一、如在滑坡上部城重,将弃土移于下部做土垛,则可增加斜坡的稳定性。土垛一般只能作为整治滑坡的临时措施。抗滑片石垛一般用于旧体不大、自然坡度平缓、滑动面位于路基附近或坡脚下部较浅处的滑坡。主要是依靠片石垛的重力以增加抗滑力的一种简易抗滑措施。片石垛一般用片石开砌。②抗滑挡土墙在滑坡下部修建抗滑挡土墙是整治滑坡经常采用的有效措施之一。对于大型滑坡,常作为排水、减量等综合措施的一部分;对于中、小型滑坡,党与支撑修76
构联合使用。优点是山体破坏少,稳定滑坡收效快、但应用时必须弄清滑坡的性质、沿体结构、滑面层位、层数、滑体的推力及基础的地质情况。否则,易使墙体变形而失效。抗滑毯上墙一般多用重力式抗滑挡土肥它与一般挡土地的主要区别在于所承受的土压力的大小、方向、分布和作用点不同、是按滑坡推力计算确定的。抗沿挡土墙施工中应注意下列各点。a为保证施工方便及安全,应争取在旱季施工并在施工前做好排水工程。b挡土墙施工时必须分段、跳槽、支撑开挖,禁止全面挖槽每次开挖数量应根据滑坡活动情况而定,一般不宜超过全长的l/4~1/5,开挖一段,立即砌筑、回填一段避免引起滑坡局部坍塌或整体移动。c施工顺序应从滑体两边向中部进行,以防止国滑坡中部推力大而集中推坏已建成的中段挡墙。③抗滑桩抗滑桩是一种用桩的支撑作用稳定滑坡的有效抗滑措施一般适用于非塑体浅层和中厚层滑坡前缘、抗滑桩设桩位置灵活,可以分散使用,省时省料,很少破坏滑体,便于施工,易于抢成,井能立即产生抗滑作用。在国内外整治滑坡的工程中,已逐步推广使用。抗滑桩按制作材料分,有混凝土桩、钢筋混凝土桩及钢桩。钢筋混凝土桩又分为预制桩和就地灌注桩两种。按断面形式分;有圆桩、管桩、方桩及“H’形桩、接布置形式分,有密排式、间隔式、单排式及多排式、按施工方向分,有打人法、钻孔法、挖孔法等对于浅层滑坡或路基边坡滑坡,可用混凝土桩或混凝上钻孔桩,使沿体稳定:对于岩层整体性强、滑动面明确的浅层或中厚层滑坡,当修建抗泪挡土壤污工量大,或因开挖坡脚易引起滑动时,可在滑坡前缘设置混凝土或钢筋混凝土钻孔桩:对于推力较大的大型滑坡,可采用大截面的挖孔桩,采用分排间隔设桩或与轻型抗滑挡土壤结合的形式,以分散滑坡推力减小每级抗滑建筑物的污工体积。抗指桩应满足下列要求:a桩间土体在于滑力作用下不致从桩间滑走、按间隔式布置的抗滑桩,其桩距一般为桩径的2~4倍。b植后(靠山一侧)滑面以上的土体,在下滑力作用下不致产生越顶滑坡。c桩身应有足够的稳定度,在下滑力作用下不致倾覆。杭滑桩的埋置深度视77
土质情况决定,一般在土和软质岩层中,埋深为桩长的1/2~l/3;在硬质岩层中为桩长的1/4。d桩身应有足够的强度,在下滑力作用下不致被剪断或拉断。(7)灌浆锚杆我国常采用粗钢筋作为拉杆并采用不加压的灌浆工艺。设置锚杆时需注意下列三点;①锚杆的静力作用,部分取决于现存的或潜在的滑面上法向力的增长,部分取决于锚杆力系的切向分力、当边坡的倾斜角为β,锚杆的轴线与滑面法线间的夹角为α。,沿滑面的摩擦角为ψ时,岩体的安全系数可由下式计算:式中:W——岩块重力,kN;F——锚杆的总抗力,kN;K——安全系数。锚杆设置必须考虑水分渗入时对锚固作用产生的不利影响,如水对岩体的上浮力、裂隙间的静水压力、冻胀力.及由于岩体抗力松弛致抗剪强度降低等因素,故其安全系数一般应等于或大于1.5。②由于制作锚杆的钢材易于锈蚀,故应在锚杆表面涂聚乙烯,然后用水泥砂浆封固钻孔。③安设锚杆时,应避免逐个安装、因边坡即使发生微小的移动,单个锚杆亦易于折断,故必须数个锚杆同时安装,以策安全。④锚杆注浆技术对于不稳定的边坡可采用土钉墙来维护使其稳定;对于已开裂的路基边坡采用土钉空心管注浆和对破碎岩体采用钢管注浆,则可获得满意的结果。①喷锚注浆应用场合与施工用于边坡喷锚、路堤加固、预防滑坡、桥涵台背加固、挡土墙加固和隧道加固等多种土木建筑工程,尤其是在高速公路工程中获得了良好效果。a土钉墙施工78
施工时先做“墙”后打“钉”,这是因为随挖随做墙。墙的结构是:靠土体部分先挂一层薄膜(如土工织物等),再在其上喷射混凝土。墙是自上向下喷射的,即每挖深1.5m预留出排水孔位置,而后做一层喷射混凝土。墙完工后,用空心土钉钻孔,至要求深度后进行注浆处理。全部工作需要由挖土机、喷浆机、土钉钻孔机来完成。b路堤加固如果填土下的地基为岩石,则应采用空心螺纹管来加固。这时原地表横断面,即每20m一个的施工横断面图,为钻人基岩的深度提供了依据,也就是按横断面设计采用岩石用的螺纹管长度。c不良地质路段预防滑坡高速公路地处山区的膨胀岩路段,横断面为半填半挖式的路基。d桥涵台背加固干砌片石挡土墙的加固。(七)岩溶路基处理措施1、疏导对岩溶水宜以疏导为主采取因地制宜,因势利导的方法,不宜堵塞。疏导构造物一般可采用明沟、涵洞(管)及泄水洞等。2、跨越公路通过溶洞或岩溶水时,如跨越和施工条件较好,可采用跨越方法、桥跨适用于流量较大的暗河、冒水洞或涓水洞等、涵跨适用于一般岩溶泉、在跨越季节性或经常性积水而水不深的溶蚀洼地时,可采用片石造水路堤。3、加固为防止路基或挡土墙基底溶洞的坍塌及岩溶水的渗漏,经常采用的加固方法如下;(1)洞径大,洞内施工条件好时,可采用浆砌片石支墙、支柱及码砌片石垛等加固。如需保持洞内水流通畅,可在支撑工程间设置涵管排水。(2)深而小的溶洞不便用洞内加固办法时,可采用石盖板或钢筋混凝上盖板加固。(3)对洞径小、顶板薄或岩层破碎的溶洞,可采用爆破顶板用片石回填的79
办法。如溶洞较深或需保持排水者,可采用拱跨或板跨的办法。(4)山露于路基表面或构造物基底的溶洞,如需换土加固时,对较浅的可全部换观碎、片石;对较深的可采用部分换填的办法,换出厚度根据需要而定。(5)当岩溶洞内的土不会从旁的地方被挤出,且土呈可塑或半硬状态时,为提高基础承载力可用打桩加固。(6)对人工开凿的隧道,如遇可溶性岩石,岩层裂隙发育并有岩溶水渗漏情况时,应采用村砌加固,并注意岩溶水的排除。4、堵塞(1)对路堑边坡上的溶洞,如影响边坡的稳定时,洞内可用片石堵塞,洞外用于砌片石铺砌,砂浆沟缝,或浆砌片石封闭、如溶洞靠近边沟时,浅的溶洞可按上法堵塞封闭,深的溶洞填砌不易,可用钢筋混凝土板封闭,同时应防止边沟水的渗漏。(2)堵塞岩溶水要慎重、水量大而集中,或具有承压性的,如果不截断水源的补给并设法排除积水,单纯堵水,将达不到预期效果。引岩溶的利用利用某些岩溶形态修建道路建筑物时,除应考虑地形地貌的有利条件外,还应考虑;①润身的岩性、岩层构造,顶板的厚度,以及岩层的裂隙情况和完整的程度;②与之连通的支洞、暗河及落水洞的水文情况等,要防止在施工中产生坍塌事故,并防止在日后使用中产生路基病害。(八)多年冻土地区路基施工多年冻土主要分布于兴安岭和青藏高原的高寒地区,在天山、阿尔泰山及祁连山等地也有零星分布。1、在多年冻土地区筑路一般常见的路基病害有:由于开挖路基,使含有大量冰的多年冻土融解,引起路堑边坡坍塌、路基基底发生不均匀沉陷或由于水分向路基上部积聚而引起冻胀、翻浆浆等现来。路基底的冰丘、冰椎往往会使路基鼓胀,引起路基、路面的开裂与变形当冰丘、冰椎融解后,路基又发生不均匀沉陷.路基地近的冰丘、冰椎掩埋路基会造成阻车。因此,在多年冻土地区路基施工中应采取切实可行的措施,保证工程质量,避免上述病害的发生。80
2、多年冻土地区路基施工(1)资料的收集多年冻土地区有关资料的收集,是路基施工前的一项关键性工作。只有对多年冻土地区气象资料、地质资料及冻土的物理力学性质资料等,在施工中进行综合考虑,采用切实可行的技术措施,才能确保工程质量。(2)有关计算①多年冻土上限深度一般对冻土上限深度的确定可以采用实测法、统计分析法和经验公式计算法等。②保温层厚度的计算保温层厚度,可按下式计算Hd=KH。式中:Hd——保温层厚度,mK——安全系数,设计边坡保温层时,K=1.2;设计路基基底保温层时,兴安岭地区K取值14~1.5;青藏高原地区K取值1.3~1.4;采用粘性土时K取高限值;砂性上时K取低限值。H。——根据所采用的保温材料,将上限深度换算成该保温材料时的当量厚区.m。③基底沉陷量的计算在道路建筑物荷重及热力作用下,冻土地基将产生融化下沉与压密现象,其量终沉降量可按下式计算:nnns=∑∑Aoihi+a0ihiδi+∑a0iFrii==11ii=1式中:S——地基的总沉降量,cmA。i——第i层冻土的融化下沉系数,无实测资料时可参照表5-342a。i——第i层冻土的压缩系数,。Cm/10N无实测资料时可参考表hi——第I层冻土的厚度、Cmδi一第i层冻土(基础中心点处)的附加应力KPaFri一第i层冻土的自重压力图面积,kgf/CM。当融化的多年冻土层内有厚度超过1cm的冰夹层时,总沉降量按下式进行81
计算:NS"=s+∑mixiI=1式中S——总沉降量,cm;S——按式(5-21)求得的地基总沉降量cmlmi——第i层冰夹层的厚度,。mXi——第i层冰夹层厚度折减系数。3、多年冻土路堤施工(1)路堤最小填土高度①保护多年冻土上限不下降的最小高度H;Hi=Hd−H0i式中Hi——从天然地面算起的填土高度,m,若其数值小于下表所列数值时,则采用表中数值;Hd——保温厚度mH。——将上限深度换算成保温材料时的当量厚度,m。Hi取值表Hi地区路面类型白色路面黑色路面青藏高原多年冻土地区0.50.9兴安岭多年冻土地区1.01.4②防治翻浆和冻胀的最小填土高度H2可根据当地已有的公院调查资料确定。如无当地经验,兴安岭地区可参考公路自然区划Ⅱ1区的数值取其低限,青藏高原地区可选用公路自然区划Ⅱ⒉、Ⅱ⒊、Ⅵ⒈区的数值。③按保护多年冻土的原则施工路基时,路堤最小填土高度应同时满足H1与H2的要求。④当路堤高度达不到HI的要求时,冻土上限可能下降,路基基底则应进行处理。82
(A)(B)(C)(2)饱冰冻土及含土冰层地段路堤当全用粗颗粒土填筑路堤,其填土高度不能简足H1的要求时,可在路堤下都换填一层细颗粒土,细颗粒土的厚度一般不小于1.0m、以使核算的填土高度大于或等于最小填土高度H,如图(A)所示。当路提高度小于最小填土高度H时,其底的饱冰冻土或含冰层则需进行部分或全部换以。当他冰冻土层或含土冰层较厚,全部换填有困难且不经济时,则可作部分换填。换填后的路堤换算高度仍应满足HI的要求。换填材料,应选用保温、隔水性能均较好的细颗粒土,并注意做好地表排水工程。当地表潮湿时,路基顶部应用筑不少于0.5M的渗水土,以防止冻害、如在四季施工,为防止换用基底的地下冰融化积水,应在换填基底下面铺设渗水土层,厚度为0.3~0.5。,断面形式如图(B)。当饱冰冻土层或含上冰层较薄,且在路基顶面以下小于H。的深度时,则可采用全部换填土的方法。当用细颗粒土换填时,可按上述部分校用的方法进行;如用粗颗粒土作技填料时,其上部应铺设大于1.0M厚的粘性土隔水层,隔水层下铺0.Zm的反滤层,(砂或反扣草皮),如图(C)所示。设置保温护道、护坡、烟冰冻土或含土冰层地段的路堤,当靠近基底(包括供出基底)仍有地冰冻土层83
或含土冰层,且有可能融化时,司设保温护道、护脚于路堤一侧或两侧。保温护道、护脚的经验尺寸见下表,路堤高度采用护道或护脚高度(M)宽度(M)≤3护脚0.82.0>3护道1.02.0护道或护脚所用保温材料宜就地取材回用草皮时,草根应项向上一层一层叠铺;是外一层草根宜多带泥土,以便拍实形成保护层、如采用泥炭时,其表面应包0.2m厚的粘性土保护层,以防保温材料流失或被浸湿。沿线两侧20m内植被和原生地貌应严加保护。(3)冻土沼泽地段路堤不论基底地质条件如何,首先应根据水源特点及补给情况,在路堤一侧或两侧设置排水沟或挡水埝,将上游水源截断,必要时增设桥涵,排除地表积水。修建在塔头草泥沼地段的路堤,应自路堤坡脚20m以外,挖取塔头草,反铺在基底塔头草空隙间,井加以夯实,使其成为良好的基底隔温层。路堤填土后塔头草垫层受压下降,因此在反铺塔头草时,基底的中间部分可以适当加高0.2m,并且向两侧坡脚做成拱形,反铺塔头草的宽度,应伸出路堤坝脚外1~2m。当采用细颗粒土填筑路堤时,在排水困难的低洼地或沼泽地段,应采取防止路基冻股、翻浆的措施、一般可在路堤底部填筑毛细水隔断层,其厚度以在路堤沉落后尚高出地面以上0.5m为宜。为防止隔断层受污染、阻塞而失效,其上应加铺反滤层(草皮、碎石或砂)。泥炭被压缩的沉降量可按软士地基沉降计算方法进行计算、受挤压的泥炭厚度以多年冻土层上限为界。4、多年冻土路堑施工(1)饱冰冻土及含冰土层地段的路堑在饱冰冻土及合冰土层地段挖方,由于土中含冰量大,季节融化后或上限下降均会使基底处于过银软弱状态,同时出现严重沉陷。在这类地段一般多采用部分或全部换换的措施,坡面亦应采取保温及其它措施.①边坡。如用夯填泥炭、草皮或方填粘土、草皮铺砌坡面时,边坡坡度用84
1:1.5~1:2.0当用餐砌草皮叵扣搭头草铺砌坡面时,边坡坡度用1:1.0~1:1.5铺砌厚度均应满足保温层要求。②基底。全部换填时,换以厚度及结构要求与路堤基底全部换填的情况相同;部分换填时,厚度要大于或等于HI,结构要求与路堤基底部分技队的情况相同。③边沟、均应有防渗措施。④当路堑边坡上局部埋藏有饱冰冻土或含土冰层时,可以拓宽路堑,将冰层全部清除。若全部清除工程量过大不经济时,则可局部换填加固。(2)尽冰冻土地段的路堑细粒土中的路堑当地化后不致造成边坡沿用和基底松软时。可按一般路堑考虑、但由于细粒上在季节融化层中的湿度较大,为防止基底冻胀、翻浆基底应换填渗水性上换上厚度一艇不小于0.5m。5、路基的防护、排水及取土坑(1)路基的防护路基的防护、加固与一般地区大致相同,在防护与加固工程中,必须注意保温以避免多年冻土融化产生变形。(2)排水系统布置土质和含冰情况应满足下列要求:①在少冰和多冰冻土地段排水为与路堤坡脚间的距离不应小于2m。②在码头草下部为泥炭轻亚粘土等沼泽湿地地段,排水物与路堤坡脚间的距离应不小于8m。③在饱冰冻土及会上冰层地段,应避免修建排水沟和截水沟,以修建档水堆为宜、挡水地的位置距离跄堑坡顶或路堤被脚不应小于6m,如修建排水沟测与路堤坡脚间的距离应不小于10m。④排水量较大地区,在挡水墙的外侧应考虑设置截水沟,截水沟靠路线一侧的边缘距挡水墙坡角应不小于Zm、如沟底为修水土时,应以粘土做隔水层。(3)排水沟、截水沟及挡水墙的断面尺寸①少冰或冰冻土地段,截水沟、排水沟的深度不宜小于0.6。底宽以0.4~0.685
为宜,边坡一般为1:1.0~1:1.5,青藏高原少雨地区可不受此限制。厚层地下冰地段的排、截水沟不宜过深,必要时可加设挡水埝来满足排水要求、其目的是减少深挖带来厚层地下冰融化的危险。②挡土墙顶宽一般不小于0.5~1.0m,高度不小于0.6~0.8m,边坡为1:l~1:1.5。③排水沟与截水沟的边坡和沟底,必要时应予以加固防止坍塌与冲刷。(4)取土坑取土坑的位置应按加下要求设置①地表根坡陡于1:10时,取土坑只允许设置在路堤上侧山坡,取土坑与路堤坡脚间的天然坡道宽度一般不得小于10m。②地表根坡织于1:10时,原则L也同地表相坡陡于1:10时相同。只有当填料确有困难时,才可考虑在路堤下侧山坡取土,但天然护道宽度一般不得小于20m。③地表横坡不明显的平坦地段,可在路堤两侧取土。但天然护道宽度一般为10m。取土坑的最大深度不宜超过地下冰埋藏深度的80%,取土坑底宽一般不宜超过10m。取土完毕后应立即将取土时挖出的草皮回填人坑中靠路堤一侧,并做成大致完整的斜面,地表满坡大的厚层地下冰地段,为防止融化泥流漫过路堤上侧的取土坑而影响路堤稳定性时,可在取土坑与路堤之间增设挡土浇挡土地的断面为梯形,顶宽不小于1.0m,高度不小于0.8m,边坡坡度为1:1.0~1:1.5。取土坑底面应具有一定纵坡,可以起到排水作用。6、不良地质现象的处理多年冻土地区的不良地质现象较多,对路基的危害也极为严重。如冰丘、冰椎可掩盖道路,堵塞桥涵,使构造物发生严重变形;厚层地下冰发育的地区,易于开生热融滑坍,热融沉陷和热融湖现象,有使路基丧失稳定性的危险,因此必须针对不良地质现象进行可能的处理和防治。(1)冰丘的防治在设计与施工中,要详细调查层上水的情况,对规模大的冰丘群,路线宜尽可能绕避对规模小的冰丘路线宜在下方以路堤形式通过。当含水层不厚埋藏又86
浅,其下为不透水层时,则可于路堤上方设置冻结沟以截断地下水(秋季开挖。冬季封冻前完成),使冰丘远离路基以免造成危害。(2)冰椎的防治冰椎破坏力相当大,路线直尽可能绕避。如果其规模很小,也可在其下方通过,并采用防冻结构、防冰堤、聚冰坑.保温盲沟以及渗井等措施。(3)热溶湖(塘)地段路堤处理热溶湖(塘)地段路堤和采用如下措施处理。①通过热融湖(塘)的路堤,其水下部分必须以修水土填筑,渗水土的填筑标高应高出最高水位0.5m。②当基底有地冰或松软层时,路堤两侧应设护道加固。③通过热融湖(搪)的路堤,在预留沉落量时,必须结合热融湖(塘)的基底土质、地下冰情况、上限深度等因素,综合考虑基底的沉落量。④路堤两侧的水,不要排人路堤通过的热融湖(塘)中,以免增高热融湖(塘)水位,进一步加剧热融现象。⑤通过热融湖(塘)的路堤,其断面形式、施工要求等,可结合多年冻土地区的特点,参照非多年冻土地区河滩路堤的要求处理。7、热融滑坍地段路基处理当路基在滑坍体下方通过时,路堤、路堑均应在上侧山坡设置挡水格及湖水沟。并根据热融滑坍体上的泥流、水流的大小适当加大挡水墙及截水沟的断面尺寸、当路基在出现体上方通过时,在沿坍体渊源处冰层暴露的外侧,应采取确保整个滑坍体稳定的保温措施、当路基设在沿坍体上时,应注意找除基底下滑坍体的松软土层井予以换及对于路基上侧的滑均体部分,视具体情况须设置支挡构造物或坡面群温层.对于路基下侧滑坍体部分,一般可放缓边坡,如可能产生新的滑坍时,则须设置坡面保温层或支挡构造物。严禁在滑塌体上取土,取士坑应远离滑坍体。8、多年冻土地区路基施工注意事项多年冻土地区路基,根据路基热理变化现律和热流平衡的原理,即使路基施工后仍处于热学稳定状态,路基施工必须严格注意保护冻土、因此,路基应尽可87
能采用路堤形式,尤其在厚冰发育地段,应尽可能避免零填式浅挖断面,以免造成严重的热融沉陷等病害。施工方法除少冰及多冰冻土地图可按一般季节性冻土地区施工外(5~10月初),对富冰冻土、饱冰冻土、含土冰层的路段,必须严格按照保护冻士的原则施工、对路虽及部分换填的路堤,其施工期宜安排在冻结期间,如在融期施工,则应采取分段快速施工的方法,以免冻层暴露时间过久,引起破坏、即使路基由土高度不低于保护该类冻土所需的高度,路基坡脚20m以内仍严禁取土,井需设置保温护道、以减少路基的热效应,提高路基的热稳性。(3)多年冻土地区地表水无法下渗,容易形成地表潮湿和积水,不但影响路基的稳定,且关系着施工质量与工效,因此,施工前必须做好排水工作、特别对高含冰量冻土分布集中的路段,严禁坡脚滞水、路侧积水,同时施工后进行路客、护道、边沟、取土坑的平整和清理。(4)在开挖排水沟或取土坑时,必须注意防止由于冻土融化而产生的边坡坍塌及影响路基稳定的现象发生,一般不宜开挖过深,致使地下水露出,冬季形成冰椎,危害路基。如取土坑内有积水,应采取措施,使不及时排出路基外。(5)路基的防护与加固应考虑保温,对于需保护的冻土,其上均须及时设置足够厚度的保温层,以免在施工过程中引起多年冻土的融化。一般地,路基边坡、坡脚及边沟的防护可就地取材进行铺砌(采用泥炭时,表面应包厚20cm的粘土保护层),也可用草皮铺砌。草皮是良好的天然保温材料.可以大大提高路基的保温效果,减轻边坡热融陷坍等病害。用草皮时,草根应向上一层一层叠成。最外一层单根德要带泥,以便拍实、草皮铺砌应上下错缝,彼此互相嵌紧,块与块之间的缝隙用土或间草皮填塞严密(严禁用石块塞缝),使草皮连成一个整体,以利于坡面草皮成活和防止空气对流,加速保温层的稳定。(6)冻土泥沼地段的路堤应考虑预加沉落度。不论何类泥沼,为了保温,均不挖出换土、当路堤基底生长塔头草时,应利用用头草做保温层。路堤用料应选用进水性好的土。(7)填筑路堤时应选用保温隔水性能均较好的细粒士。采用粘性土或透水性不良土填筑路堤时,要控制土的湿度,碾压的含水量不能超过最佳含水量的土2%;88
不得用冻土块或草皮层及沼泽地含草根的湿土填筑路基;通过热地湖(塘)路堤,水下部分必须用渗水良好的土填筑,并应高出最高水位0.5m。压实检查应采用重型击实标准,成形后路床强度应符合设计要求,用不小于20t的压路机或等效碾压机械碾压至无轮迹和软弹现象。(8)在地下冰较发育的地段,开挖路堑时,基底应视需要部分或全部换填。应避免设置截水沟、排水沟,宜修筑挡土埝、当必须修建排水沟时,宜设在路堑边坡顶6m以外,排水沟至路堤季节性冻融地区的路基在冰冻过程中,土中的水分不断地向上移动使路基上部的水分含量大大增加.春融期间,由于土基含水量过多,强度急剧降低,再加上行车的作用,路面会发生弹簧、裂缝、鼓包、冒泥等现象,形成翻浆。主要发生在我国北方各省及南方的季节性冰凉地区。翻浆的发生,不仅会破坏路面,妨碍行车,严重的还会中断交通。因此,在翻浆地区修筑公路,对水文及水文地质不良地段,要注意详细调查沿线地面水、地下水、路基土和筑路材料的情况,以使采取相应的处理措施。9、多年冻土易产生的病害及防治措施(1)防治翻浆的工程措施①施工前应根据设计文件对图浆地段进行现场详细调查,按水文、地质情况,做好场地排水工作、施工中要切实做好排水设施,防止地面水或地下水侵人路基,使路基土体保持干燥,从而减轻冻结时水分聚流的来源,这是预防和处理地面水类和地下水类翻浆的首要措施。②提高、增大路基边缘至地下水或地面水位间的距离,使路基土层保持干燥,在冻结过程中不致因过分聚冰而失去稳定,是一种效果显著、简便易行、比较经济的常用借施,主要适用于取土方便的地段。如在路堤填土高度受限制时,可在底槽作1%~3%的坡坡,上铺15~30cm厚的砂垫层(砂的质量以不含粉砂和杂质泥土的粗砂为宜,不宜用细砂)进行处理。③此外,在填筑路基时,必须选择渗水性好的土质,采用分层铺筑、分层压实、分层检测的方法,确保路基的压实质量。④设置隔离层,隔离层设在路基中一定深度(一般设在土基80cm左右)处,其目的在于防止水分进入上部路基,从而保持上部土基干燥,防止翻浆发生、隔89
离层接使用材料可分为透水性及不透水性隔离层两类。⑤设置透水性隔离层。一般由碎石、砾石或细砂等做成,铺在聚冰层之下,其厚度为10~20cm,并在其上、下面反铺草皮,防止隔离层被淤塞.隔离层的底部应高出地表水面25cm以上,并向路基两侧做3%的横坡排水。不透水隔离层。不透水隔离层分不封闭式(仅隔断毛细水)和封闭式(隔断毛细木和横向用水)两种。⑥设路基盲沟⑦换土处理。采用稳定性,这是高等级公路中常用的处理方法。换土主要适用于因路基标高限印制,不允许超高得基,县附近有刻石材料可利用的路段及原有路基土质不良路段。换填厚度根据地区情况、强度要求及换填材料等因素确定,一般技填40—6cm。路基就可以基本稳定。⑧改善路面结构层10、季节性冻融翻浆路基施工要点(1)排水在施工前应认真了解地形及水文地质情况,凡是可能危害路基强度稳定性的地面水和地下水,均应采取有效的临时性或永久性措施,使水能迅速排出路基之外、路床面应保持良好的排水状态、从路堑到路堤必须修建过渡边沟并无阻塞现象。各层填土应有路拱,表面无积水。施工后,各式沟、管、井、涵等能形成完整有效的排水系统。(2)路堤原地面处理。水文地质不良和湿软地段,可视情况在地表铺填厚度不小于30cm的砂砾,或局部挖除换填处理。当路堤高度低于20cm时(包括挖方土质路段)应翻松30~50cm并分层整形压实,其压实度为93%~95%,高速公路、一级公路取高限其它公路取低限。填料、宜选用水稳性良好的土填筑路基、路基上部受冰冻影响部位应选用90
水稳性和冻稳性均较好的粒粒土、冻土、非渗水性过湿土、腐殖土禁止用于填筑各层路堤、压实时的含水量应控制在最佳含水量士2%范围内。取土场、宜设置集中取土场排水困难地段更直集中取土。碾压、各层表面碾压前应用平地机进行整平和修整路拱,切实控制松铺厚度以及填料的均匀性、压实后各层表面的平整度,用3m直尺丈量,其间隙高度不宜大于20mm成形后路床须面应进行弯沉检查或用不小于20t的压路机碾压检验有无软弹现象。路堤高度、应满足路基能全年处于于燥或中湿状态。修低路堤时应根据具体情况采取相应技术措施。为使路基预拱度和稳定性满足设计要求,施工中各类冻融翻浆防治方法可综合选用。(3)路堑石方段超挖回填部位应选用符合要求的石渣,压实度不得低于95%.禁止使用劣质开山料或覆盖上回填或找平。超挖部分不规则或超拒不超过8cm时,可用混凝土修补找平。经平层宜采用级配碎石或水泥稳定碎石、二灰稳定碎石类等半刚性材料。土质路或遇水崩解软化的风化泥质页岩等类路堑的路床压实度如不符合规定要求时,应翻松压实或根据土质情况.换填符合路床强度井满足压实度要求的足够厚度的好土,然后加强排水措施,如封闭路肩、浆砌边沟等。有裂隙水、层间水、潜水层、泉眼等路段,应分别采取切断,拦截、降低等措施如加深边沟,设置沙沟、渗管、渗井等。(九)河、塘、湖、海地区路基施工河流沿岸、海岸受到水浸的路基及河滩、海滩上的桥头引道都属河(海)滩路基。河(海)滩路基最容易受到水毁,而且修复也很不容易、因此,河(海顺路基的施工,必须符合设计文件及有关规范要求确保工程质量。水库(湖泊)地段路基是指沿水库(湖泊)边缘修筑的路基。91
1、水库(湖泊)地段路基容易发生以下病害:(1)水库坍岸、水库蓄水后,库岸岩层受到水浸而风化剥蚀,引起坍岸就会使坍岸附近路基的稳定性受到影响。(2)水库淤积。水库的淤积,使洪水位抬高,水库边缘的路基就可能被淹没或被冲毁。(3)路基沉陷。水库蓄水后,由于岸边土层被浸润而发生沉陷其上的路基也会跟着下沉。特别是黄土地区,这种现象更为显著。因此,在施工中应根据沿线水文情况和地质情况,选择合理的施工方案。从施工角度尽可能避免发生坍岸和形成水毁。2、沿河路基1)沿河路基的特点及填料选择(1)沿河路基的特点沿河路基与一般路基相比其特点是:①沿河路基多为路堤式,或半挖半填式,其填方边坡和坡脚长期受到水流冲刷和淘刷;②沿河路基常会遇到软弱地基,处理不当,则会造成路是沉陷③水位上涨路堤填料受水浸后强度下降水位骤降,附加的渗透动水压力降低了路堤边坡的稳定性。(2)填料的选择沿河路堤的填料,应按就地取材的原则和路堤没水的特点选择。浸水部分或受水位涨落影响的部分,宜尽可能选用渗水性较好的材料,如具有天然级配的沙砾、卵三等粗、中砂,石质坚硬不易风化的片、碎石等、这类材料,浸水后强度变化不大,当堤外水位变化时,堤身内的水可以自由渗出,不致产生渗透压力而影响边坡稳定、若就近无渗水性材料时也可用粘性土填筑,但最好用粘土。粘土的透水性小,堤外水位变化对路堤内部的影响较小。采用粘土作填料时,应严格控制填土在最佳含水量时进行压实,压实度要求达到规范要求。重粘土、浸水后92
容易崩解的岩石(如泥灰岩、泥质胶结的细砂岩等)、风化的石块、盐渍土及其它不宜填筑一般路堤的土,均不宜用作河滩路堤的填料、当必须采用时,则须采取特殊措施。2)路堤边坡防治(1)路堤边坡防护沿河路基不受水流影响的填土部分其边坡的坡度与一般路堤的边坡相同。河滩路基浸水部分的边坡除了考虑土体自重和行车荷载的作用外,还要考虑水的浮力和渗透动水压力的不利影响,一般可较普遍边坡放轻一级。沿河路堤的边坡,首先应考虑流水对边坡的破坏作用、根据流水破坏作用的性质与大小,对路堤边坡进行防护与加固.流水对边坡的作用主要有以下几方面:①冲刷作用。沿河路堤边被侵入河民会受到流水对路堤边坡的冲刷作用。河流的冲刷作用是决定边坡防护类型及基础深度的依据,正确估计冲刷情况,合理选择防护工程的类型及基础形式是保证路堤稳定的关键。②推移力作用、山区河流,河床坡度陡,洪水对路基边坡将产生很大的推移力,推移力超过防护工程的容许值可使防护工程遭受破坏。③凹岸冲刷及水位变化的影响。河流凹岸水流速度大,冲刷深,同时由于水流产生离心作用而使水位抬高,93
故位于凹岸的路基及防护工程的标高除考虑一般设计水深及冲刷深度外,尚需考虑四岸的水面超高及水流对防护构造物的冲高值,其值可按下式计算∆H=v2B/gR(a)v2sin2α∆h=(b)g1+m2式中△H——河湾水面超高,m;超高在整个河湾内为一常数,河湾起迄点以外逐渐接近原水位,呈梯形Δh——凹岸水流对防护构造物的冲高值,mV——平均流速,m/sB——水面宽度.m;R——河湾半径mα——水流与河湾切线所成的交角度;g——重力加速度,m/s2;m——河岸边坡或防护工程边坡的边坡系数。④冰压力的作用。在严寒地区冰面附近的护坡石块会由于冰块移动或冻胀而发生变形,为此.在施工及选料时应予以注意。河滩路基的边坡防护工程应根据河床特征、水流强弱、施工条件等综合考虑确定。防护的高度应为路基设计洪水位十超水高十波浪侵袭高十安全高、路堤浸水部分.必要时可在一侧或两侧设置护道,井进行冲刷防护处理。(2)管涌现象的防治沿河路堤两侧水位差过大,会使路堤土体内及基底土内产生渗透现象.当渗透水流足以使土粒移动时,就有一部分土植被水流带走这种冲移现象逐渐扩大,就产生管涌现象.管涌发展的结果将导致路堤坍塌。管涌现象与渗透水流的坡降、上的颗粒组成及其不均匀系数有关。如图5-145所示的曲线可用以判断土在某一水力坡降下是否会发生管桶从困中可以看出土的不均匀系数越大.管涌现象就愈容易发生;图中曲线的下方是不会发生管涌的安全区域.曲线上方是发生管涌的破坏区域。管涌可采取如下两方面的防治措施:94
①放缓下游一侧边坡,以延长沙水流的通路,可减小水流坡降,因而可以保持边坡土粒的稳定;或在下游边坡的水下部分设滤水趾井设反滤层,可以防止路堤中的细小颗粒波渗透水流带走如图5-146所示。②若路堤土体渗透性小,而基底土层的渗透性大,则渗透水流就会通过基底土层渗出。也可能产生管涌现象、在路堤下游坡卿以外的路基土层上,铺设滤水护层或在上游铺设粘土隔渗层及在坡脚或基底下设置隔渗墙、止水幕等,都可以延长渗透水流的通路,降低渗透水头压力。3)沿河路基施工(1)不同的土填筑河滩路堤使用不同的土填筑河滩路堤。当两部分填料的颗粒尺寸相差较大时应在其间加设反滤层,以防上部土颗粒混入下部填料中,引起路堤下沉。反滤层可采用砂及砾石、碎石、卵石等材料并按两部分填料的粒径差别情况,分别做成一层或多层,每层厚度为0.1~0.15m。沿河路基半填半挖断面,其中挖方部分的施工与一般路基施工相同;填方部分的施工与河滩路堤施工相同。(2)沿河路堤填筑作业要点①在砌筑路堤前应将基底的杂草、树根污泥挖除.使其纵坡接近于河沟的自然坡度。一般情况下,基底的清理应少挖方,当沟底纵坡较缓时,可将基底挖成台阶或折线形,若基底有局部凹陷,应先用碎石填平。堤身纵断面可根据河床自然形状设成梯形、三角形或抛物线形。②沿河路堤的浸水部分.宜选用大小一致,石质洁净坚硬的开山石块或大卵石材料石料尺寸不宜小于30Cm,以保证有足够的透水孔隙。在填筑过程中,石块应水平铺填大石块摆在下层,小的的摆在上层,并尽量将石块排成蜂窝状的孔隙、不得混杂密铺。路堤顶面与填土接触处必须用草皮、稻草等材料铺成5~10cm厚的隔离层,以避免周围填土漏入石隙阻水。在浸水路堤进出口以外,应铺石料护底,其长度,在进水口以外约为壅水高度的2倍。出水口外约为壅水高度的1.5倍。同时不得小于3m。护底顶面应与周围地面齐平。95
压力及无压力式浸水路堤边坡,填石部分为1:1,填土部分为1:1.5、填石部分坡顶应比填土边坡坡脚宽25~50cm、压力或路堤土方边坡应用石料加固,上游可采用双层铺砌,顶边较里水面高25cm,下游可采用单层铺砌,顶边应较出口水面高25~50cm。田水或浸水路堤的边坡上游为12,下游应不陡于1:3,上、下游边坡应以不少于20cm厚的单层石块铺砌加固,下游路堤边缘与边坡连接处应做成弧形,路基顶面两旁四高60cm的标志桩,以利行车安全。③取土及填土的压实。取土应严格遵守规定,任意取土则可能导致河床变迁而引起水毁。取土时应考虑河流性质,并正确选择取土地点;一般禁止在路堤两侧河床或河滩上取土,必要时可在路堤下游取土。路堤出上应严格控制其压实度使其达到设计要求。对粘性土应在最佳合水量条件夯实或碾压,对修水性土应拍实或震动压实,对边坡部分的碾压或夯实也应予以特别注意。④路堤填筑施工应在枯水期进行,防护工程亦应同时进行,最好在汛期以前完成、如果工程过大,汛期以前不能完成,则应采取临时防洪措施,以保证施工安全。2、水库地区路基1)一般要求水库按库容形态,一般可分为湖泊型水库和河谷型水库两类、前者水面比较宽阔,受风浪影响较大后者因峰峦叠障,风浪较小。跨越水库的路堤,在设计施工中应满足如下要求。(1)水库路基应具有一定的高度水库路基高度除应满足关于地下水位及地表水对路基高度的要求外,还应满足设计洪水频率水位的要求、水库路基高度一般可按下式求得H≥h1+h2+hi+0.5式中H——路基高度mh1——相应于公路设计洪水频率的水库水位,m;h2——回水高,m;96
hi——波浪袭高,m。对于一些地方性的小型水库,应考虑水库淤满后,使用单位往往采用增加坝高措施以提高库容量,或为了满足农田灌溉要求,提高水库等级,加高堤坝、故对路基高度设计应尽可能有余地.(2)防止坍岸,确保路基边坡的稳定破坏路基边坡的因素很多。但主要是在水库水位变幅带内受到风浪的侵袭、冲击和淘刷,引起路基的坍塌或崩塌。在库岸地质不良地段,为了保证路基边坡完整.对水位变幅带内的边坡必须加以防护。若库边水面有封冰情况时,防护下限必须考虑封冰时的水位及冰盖层的厚度来确定。在水库的上游地段.当边坡按水流的冲刷作用进行防护时,其防护下限要考虑基础脚下的冲刷度,当水库边岸逐渐坍塌,最后将会影响到路基的稳定时,必须预先对这部分库岸进行防护,或将路基设在坍岸范围以外的一定距离处。(3)防止路基沉落,保证路基强度应根据设计要求,严格掌握填料规格。②严格掌握填土的含水量和密实度,保证施工质量。③对湿陷性或软弱基底应尽可能在事前进行处理。④对可能发生沉降的路堤,经过分析研究,可预留适当的沉降量。引水库坍岸的成因水库坍岸是水库路堤常见的病害,其影响因素如下(l)水位变化自壁岩石受到水位变化的干湿影响,容易产生风化破碎现象,致使岩石破坏而坍落,水位涨落幅度越大,岸壁受破坏的范围也越大。(2)波浪作用这是影响坍岸的主要外因、岸壁岩石受到风浪的冲击与淘刷而坍落,坍落物堆积下来就形成浅滩。随着岩石坍落,边岸不断扩展.浅滩也逐渐增大直至波浪所具有的能量,经过浅滩的摩檫消耗殆尽,波浪再无力冲击岸壁与坍落物时坍岸作用即告终止。97
(3)地质情况边岸的地质情况对于边岸的破坏影响很大。其中,岩石成分、岩性裂隙及风化程度等都是形成坍岸的主要内因。(4)边岸的形态结构边岸高度、陡度及岸线的切割程度都能直接影响坍岸的形成及其最终宽度。库岸如为突出的岸胜,由于受到多面风浪的影响,坍岸宽度较大;老岸前水较深,而且水下岸坡较陡,浅滩不易形成时坍岸速度则较快。(5)边岸的位置边岸的部位不同,坍岸的情况也不同,一般以库首区和库腹区的坍岸较为严重。受季节性没影响较大的边岸坍塌也较严重。(6)淤积影响淤积速度快的库区,坍岸宽度一般均较小,黄土地区则更为明显。(7)时间影响蓄水初期的3~4年,坍岸速度最快.在一年中,涨水时,强风期,解冻时和开始冻结时,比较容易发生坍岸。3)水库路基的横断面形式(1)路堤横断面图在库湾的缓坡地段修筑路基,外边坡按高路堤设计施工,皇阶梯形,平台宽度不小于2m,并于水位变幅带设冲刷防护建筑.(2)当库岩风化岩层不厚时,可以设置挡土墙,其基础应埋入稳定的岩层中。98
(3)原有道路改建的路基,可参照以下几种横断面形式。图(A)①原公路路堤高度足够,但需加固边坡,对此情况可采用填石防护;并于设计低水位以下增设抛石护脚或铁丝笼护脚。填石边坡需另加边坡防护。②原土质路堤高度足够.需加固边坡,并加抛石护脚。③原填石路堤高度不够,需加高加固,此种增况可采用填石措施。④原土质路堤高度不够,需加固此种情况下,若在设计水位以下.可采用渗水性填料,4)水库岸坡的防护(1)岸坡防护高度①防护上限高度、岸坡防护上限高度的计算与路基高度的计算相同。防护下限高度.防护下限高度H2可按下式计算:H2=h。-(hd-C)式中:h。——水库最低设计水位,m;hd——设计低水位时的波浪最大冲刷高度,hd=2.5hd(其中hd为最低设计水位时的波浪高)mC——安全高度,一般取0.5m。对于淤积严重的水库,铺砌下限可采用正常高水位与设计低水位之间的平均水位。(2)防护结构类型99
①于砌片石护坡,不设反滤层。填石路堤可采用干砌片石防护边坡,不设垫层或反滤层,如图(A)和图(C)所示。②设反滤层或垫层的干砌片石护极。设置垫层或反滤层的干砌片石护坡。可设抛石护脚,如图A、图B及图C所示护脚形式。③浆砌片石护坡。浆砌片石护坡必须在路基沉实以后再行修筑。图(B)图(C)图(D)图(E)纵向每隔10m留伸缩缝一沉,用沥青麻筋填塞边坡下部每隔5m留5cm×5cm排水孔一个,使路堤内部积水能向外渗流。浆砌片石与防护林带混合式防护正常高水位约2m使适宜灌宜生长、林带宽25m,植树10排,株距2m前端留4m封顶,并于台端设0.5m×0.5m防浪潜堤.前坡及封顶均以浆砌片石砌筑,并设排水孔、伸缩缝及垫层。离平台内侧2m处用干砌片石(或浆砌片石)铺筑至路基设计洪水位以上0.5m。其上至路肩边缘部分可栽植荆条、芭茅等作植物防护。这种防护结构适用于路基离库岸有一段距100
离,但库岸坍塌有可能影响路基稳定的地段。5)水库路堤施工注意事项(1)跨越既有水库的路堤,首先应查明库堤稳定程度和是否符合路堤使用要求.经当地水利部门同意后,应尽且利用原有库堤。若原来库堤宽度不足时,应在水库外侧加宽,以筑路后不影响原有库堤使用为原则,如属新建水库,应采取路堤在水库蓄水前施工。(2)路堤基底,在施工前已有淤积,或在施工时已被库水浸泡,以及蓄本引起地下水位升高,而造成的基底松软者,填筑前应先对基底进行清淤处理、也可用抛石挤淤的方式进行填筑、若上述方法不能凑效,则应采用粉体旋喷桩等软土地基处理技术进行处理后方能回填。(3)水库路堤,由于水位及地下水位的变化,以及其它因索的影响,有可能发生崩塌、滑坡。101
松软、下流等病害、因此必须进行防护加固(在最低水位以下根据水库淤积情况及填料惰况,库岸和路堤的防护加固措施,应根据水位、波浪和流速决定,采取足以抵抗波浪冲击的防护措施、一般地,根据水库的特点,应注意下列几点:①深水浸泡或急浪冲击的高路堤宜在防护物顶面设置宽度不小于2m的护道。②路堤长期混水部分宜采用渗水性良好的土填筑,最好使用填石路堤,如有困难必须用一般粘土填筑时,边坡需进行稳定性验算、填筑高度低于20m者,一般可采用l:2~1:3的坡度。最好使用掺有水泥或土壤离子稳定剂的土料进行填筑。③土质库岸防护,应根据路线位置、库岸高、低、陡、缓及浸水深、浅,分别缓急。考虑分期处防护石料应采用强度较高、不易风化的硬质石料在冰冻地区,设计低水位以上护坡要选择抗冻性好的石料。(十)风沙地区路基施工我国西北地区,雨量稀少,疏属半干燥货干燥状态的大陆气候,致使岩石产生强烈的物理风化,各种碎屑物质又通过地表径流、冰川和风力的搬运分选,集中堆积而形成风沙加之近代人类不合理的经济活动,进一步使生态平衡失调,促成风沙的逐渐扩展。1、沙漠的分类及特征1)分类(1)从工程角度分、有严重沙害地区一般沙害地区及轻微沙害地区。(2)按形态特征分。分布在平坦开阔地带的裸露的沙地;分布于流沙前缘地带的状似新月的新月形沙匠;新月形沙丘链(横向沙垄);格状沙匠纵向新月形沙丘(纵向抄垄)复合型沙丘;金字塔沙丘。(3)按形态与风的关系分。以单向风向作用为主的横向沙丘,纵向沙丘及多风102
向作用下的沙丘。(4)按植被覆盖度分。固定按匠覆盖度在50%以上;半固定沙丘,覆盖度在15%~50%流动沙丘,覆盖度在15%以下。此外,还可根据腐殖质含量,盐渍化程度划分。2)风沙的特征(1)风沙流的运动规律①风沙流与起沙风。把沙粒开始起动的风速称为起沙风或起动临界风速。起沙风与沙粒粒径、地表性质等多种因素有关。起沙风将松散沙粒扬起,形成运动的气流,即为风沙流。②沙粒运动形式、风力的强弱、沙的粒径及质量决定于风沙流中沙粒的运动形式,有蠕移、跃移、悬移三种。跃移平均占总输沙量的78%蠕移占20%左右;悬移最少、跃移和蠕移主要是在离地面10em的高度内活动。③风沙流结构.风沙流中的沙粒在不同高度的分布情况称风沙结构。它随风速、地表性质和进人气流中的沙粒数量而异。风沙流中含沙量的垂直分布随高度的增加而迅速递减。沙粒主要集中在贴近地面的气流层内。风速超过起沙风速愈大,上层气流中的含沙且就会急剧增加。④吹蚀与堆积。风沙流的吹触或堆积与风速、沙源、障碍物、下垫面等因素有关.当风速增大或沙源减少时,风沙流下层含沙量处于不饱和状态,就易产生吹蚀或秘运。风速减弱或遇有障碍物,又会使沙粒沉落而堆积起来、如果进人气流的沙量和从气流中沉落的沙且大致相等,则出现不吹蚀也不堆积。3)沙丘的移动规律沙丘发生移动是由于沙丘沙在风力作用下产生移动的结果。(1)移动方向沙丘移动的方向与起沙风向有关,其移动的总方向与起沙风的年合成风向大体一致。我国各地沙漠的移动方向因所处理位置不同而异。除塔里木盆地伽师强孜至民丰沙吾札克一线以东的塔克拉玛干沙漠东、北及中部的沙匠是从东北103
向西南移动外其它沙漠(沙地)的沙丘都是从西北向东南移动的。(2)移动方式沙丘移动的方式主要决定于风向及其变化规律、有三种基本形式。①前进式。在单一的风向作用下沙丘的移动顺主风向作定向的前进式移动速度快。此时建筑物若在背民一侧,沙害将很快危及。②往复前进式。在两组风向相对,动力风速大小不相等的风向作用下沙丘随风向往返移动,无定向或移动很慢,建筑物宜设在迎风坡一侧。③往复式。当风力大小相等方向相反时所产生的形式。在我国这种情况较少见。(3)移动速度沙丘移动的速度与当地的风向及其变化率、风速、沙丘形态、沙丘高度、沙丘排列密度、沙粒粒径、沙粒密度、植被、水文条件以及所处地形等多种因素有关。沙丘移动的速度与风速的三次方成正比,与沙丘的高度成反比,与沙丘间距成正比。风向单一或地形平坦地区的沙丘移动较快、沙粒粒径小或含水量小和裸露的沙丘移动速度较快。在无障碍物影响的平坦地带,沙丘移动速度与输沙量、沙容量、沙丘高度有关、如下式QV=ρH式中:v——沙丘移动速度m/aQ——单位时间内通过单位宽度的沙量,t/m·a;3P——沙的密度,t/mH——沙丘的高度,m。按沙丘的平均移动速度,可将沙丘的移动情况划分为三种类型当V<5时为慢速当V为中速,当V>10时,为快速。2风沙对公路的危害104
风沙对公路的主要危害是沙埋和风蚀。1)沙埋公路沙埋产生原因主要有两种,一种是由于风沙流通过路基受阻挡时,风速减弱,导致沙粒下落堆积于公路,掩埋路基另一种是沙丘移动上路而掩埋路基。沙埋按其形状,大致分为如下三种类型:①片状沙埋。掩埋的面积较大,形成也较迅速,主要发生在风沙流活动的地区初期积沙较薄时,通过养护尚能通车、加沙源丰富,积沙日益增厚则会阻断交通。②舌状沙埋。当路线横切流动沙丘时,或在风沙流活动地区,当路基上风侧有障碍物时,均易形成舌状沙埋。这种沙害积沙较厚,而且迅速。一场大风即可使交通中断。③堆状沙埋。主要发生在流动、半流动沙丘地区,沙丘前移上路,造成大量的沙子堆积而形成。这种病害的发展需要一定的时间,能够预测和预防。但一经形成危害严重,处理困难。2)风蚀在风沙的撞击下路基上的沙粒或土颗粒被风吹走出现路基削低、掏空和坍塌等现象.引起路基宽度和高度的减小。风蚀的程度与风力、风向、路基形式、埋料组成及防护措施等有关。①路堤风蚀、主导风向与路基处于正交时,迎风侧路肩及边坡上部风蚀较严重,背风侧较轻主导风向平行于路基时,两侧路肩及边坡上部均易遭受风蚀。②路堑风蚀。路堑边坡的风蚀一般均较严重,其严重程度随路线与主导风向的交角而有所不同。当风向与路线平行时坡面风蚀成条沟状;当风向与路线正交时,迎风坡面的局部地方则易被掏空成犬牙状。3、沙漠地区路基施工1)施工前的调查及准备(1)气象资料调查105
通过对气温、降水、蒸发、湿度、风的状况(包括当地盛行风向,风速及其季节变化.起沙风的强度和频率出现季节,可用动力风向图、起沙风矢量图表示)等内容的调查,了解沙源、地貌成因、沙丘移动规律,以便针对气候条件合理组织和安排施工。应注意的是,气象台提供的风速资料一般为8~12m风标高度上测定的、而对公路防护有直接影响的是2m高度以内的起沙风、因此在应用时将气象台资料按下式进行换算。v2=0.75v8式中:v2;——2m风标高度的风速。m/s;v8—一8m以上风标高度的风速,m/s。(2)工程地质调查查明风沙地区的分布范围和风沙地貌的形成条件,以便选择适宜的防沙设施。调查沙丘移动特征,查明沙丘移动的方向、方式和速度、可采用访问当地居民、等高线重复测量法、横断面测量法、航测照片对比等方法、对收集到的风向、风速资料进行分析,绘制动力风向图及起沙风矢量图,判定沙丘移动的方向和方式、以便施工作业中采取相应的预防措施,保证施工的顺利进行。同时还应对沙的物理化学性质,植物覆盖度,当地沙生植物种类及其生态特征,下伏地层和地下水埋藏深度情况等进行调查。这对固沙造林具有特别重要的意义。(3)筑路材料调查沙漠地区公路建设需要大量的防护材料,尤其路基防护多采用当地材料以减少投资。因此要充分注意对路基防护材料的调查。通过沙漠的地貌和指示性植物可寻找砾石、卵石、碎石、粘性土等材料的产地,确定材料的贮量和运距。一般而言,粘性土多分布在河床附近及丘陵或盆地的低洼处,砾石、卵石多分布在河曲的凸岸及沙流的交会处、在生长霸王柴、珍珠草、红沙草、白刺的地方多有粘性土分布,而生长猫头刺、麻黄、梭梭的地方则多有砂、砾类材料分布、此外.还应调查麦草、稻草、芦苇、沙蒿、发应草等的来源、贮量和运输条件,以备路基防护时使用。106
(4)水源调查沙漠地区的工程用水和生活用水一般都比较缺乏,往往需要寻找地下水作为水源。寻找方法除可采用调查访问外还要注意利用地貌、第四纪地质与地植物学的方法来进行调查、一般地,在丘间低地、湿地以及古河床、于谷等处均可能有地下水;当流沙下伏地层为古河床冲积层或湖泊沉积层时则可能在较浅处出现地下水,且多为淡水、在被流沙埋设的古代耕作区,地下水位一般都比较浅。指示性植物、植物群落分布与地下水位的关系利用指示性植物;植物群落分布与地下水位的关系寻找地下水,见上表(5)调查当地的治沙经验我国沙区人民在与风沙危害的长期斗争中积累了丰富的经验,应通过调查,虚心学习借鉴当地人民的经验.并认真总结,结合公路防沙的特点加以引用。2)路堤(l)路堤沙害分析.路堤与风向正交时,随着路堤高度的增加,增速作107
用十分明显,因此,较高的路堤一般不致于遭受沙埋危害.当路堤与风向平行时,由于路堤具有一定的高区和光滑的表面,路基顶面风速控两侧沙地表回风速大,所以一般不会积沙;但须注意随着路堤高度的增大,风蚀程度也会增加。零填挖或近于零填挖的路基,不论路基与风向关系如何,均易于积沙。(2)路堤高度。路堤高度以lm左右为宜,应不低于0.3~0.5m。在沙丘起伏地区,路堤高度要求比路基两侧50m范围内沙匠的平均高度高出03~0.5m。路堤地区如有风吹雪,还应满足风吹雪对路基高度的要求。(3)路堤边坡。路堤边坡应根据填料性质、防护材料及铺砌方法而定,一般采用1:1.5~1:2.0,低于1m的路堤边坡可采用缓坡式或流线形的路基断面,路侧可不做或少做防护工程;高路堤可采用一般边坡,参见表5-49。坡面尚需设置一定的防护设施,以防风蚀。3)路堑(1)路堑沙害分析风力与积沙。当路堑与风向正交时,由于风吹到路堑时断面积加大。风速减小,风力减弱,而背风侧减弱程度则更大。堑内积沙首先从背风侧开始,呈舌状向整个路基宽度延伸、当路堑与风向平行时,一般堑内无积沙,只在进出口处形成漏斗形状的片状积沙,对路基危害不大。当路堑与风向斜交时.其沙害程度介于上述两者之间。路堑深度。较深路堑的积沙比浅路堑积沙少且延伸慢,可通过养护及时清除,以保证交通不致阻断;而浅路堑的背风侧多有舌状沙堆向整个路基宽度漫延,路堑迎风坡对风沙流的阻挡,使积沙形成甚为迅速.路堑顶宽与深度。路堑边坡趋缓,堑内积沙愈少、当路堑顶宽与深度之比界于20~30时,已具有缓坡式路堤的优点。(2)路堑断面形式根据边坡的陡缓(见表5-49),可分为一般式与敞开式两种。一般式路堑适用于深路堑,但坡顶变被点处应注意作成流线形。并考虑预留路基积沙缓冲带,以便于养护时清除积沙。108
敞开式路堑适用于淡路堑、深路堑采用敞开式断面,应作经济比较。确定边坡坡度时应验算路堑顶宽L与路堑深h的比值,使其尽可能接近20~30的范围。4)路基防护为防止沙质路基风蚀,一般用柴草、土石、沥青(柴草仅用于铺道、岔道等低等级公路)等材料进行防护,以保证路基的稳固和行车安全、详见下图所示109
5)路侧沙害防治措施路侧沙害防治措施可以归纳为固、阻、输、导等四种类型。固沙措施的作用在于稳定沙地表面,抑制流沙活动。常用的固沙措施主要是设立沙障。最根本的措施则是植物固沙。后者虽然比任何工程防护措施更为优越、有效,但受到一定的条件限制,如能提供植物生长水分.结合工程措施,是最为满意的一种措施。根据风沙活动的强度和沙丘移动特征决定公路两侧防沙林带的宽度、一般增况下,固沙林带在路基迎风一侧的宽度为200~300m,背风侧的宽度为100~1500m,在单一风作用的地区,背风侧的林带可不设,并在两侧固沙带之外划出封沙育林带。对公路防沙的林带结构布置,最好在靠近路基两侧设置紧密林带,迎风侧一般采用100m背风侧为50m,其外线则布置稀疏林带使风沙流中的沙粒较均匀地分布在整个林带内.树种选择要根据不同的立地条件来进行。一般应以当地树种为主也可引种适合当地造林的树种。选择的标准是能适应当地的自然条件、分枝多、树干大、根系发达、生长快、防风固沙作用强等;同时还要考虑繁殖容易,能够大量取得种子和林苗等因素。(1)阻沙措施阻沙措施的作用在于拦截风沙和限制积沙移动。阻沙设施一般可分为墙式、110
堤式、栅式、带式等四类。主要适用于沙源极为丰富的流沙地区。采用阻沙措施时,须布置在距离路基200m以外的上风侧、建筑物愈高、间距愈大并与主导风向正交时。阻沙效果愈大。设置阻沙设施时,应尽量选择有利地形(如沙丘脊线等)并与主导风向正交、阻沙设施的数量和布置的方法应根据设计要求确定。常采用设置一道或多道阻沙墙,减缓沙丘移动速度,当设置多道阻沙墙,如间距小于或等于25倍墙高,仍可起到限制场体附近沙丘移动的效果。当设置间距为高度的40~50倍的两道平行墙时,在阻沙设施附近可形成积沙带,在墙体间形成一个以吹蚀为主的区域,可使通过阻沙设施后风沙流的含量不至达到超荷状态而迅速沉积。通过增强风力或改变了垫面性质,使流沙直接吹过路基而不产生堆积,起这种作用的设施叫输沙设施.公路路基输沙有如下几种方法。①浅槽及风力堤输沙当路基与主导风向交角为45度~90度,且为流动沙丘地段时,可用浅槽和风力堤与路基平顺,浅槽的作用在于产生足够的气流上升力,使贴近地表层或可能沉落的沙粒,借助气流升力重新纳入运动的气流中,并随之搬运过路基、钱培一般按L/h为10~25的关系式来确定、L为浅槽的顶宽,h为浅槽的最大深度(l~2.5m左右)。风力堤的作用在于增强风力,使堤前沙丘的运动改变为风沙流运动、风力堤顶要比邻近沙丘高出0.3~0.5m风力堤的迎风坡一般以1:4为宜。浅槽和风力堤表面均应加以封闭,迎风面封闭厚度为5~10cm,背风部位为3—5cm。②浅槽输沙在平坦的流动沙地和风沙地区,可用浅槽防治风沙流对路基的危害。浅槽输沙由浅槽和路基相互平顺衔接而成,如下图,其原理是借助浅槽的气流上升力和路基表面风速的加强达到路基输沙的目的。聚风板可使下导风口的风速加快,从而将沙从路基上吹走。主要用于防止路基的局部沙害、其构造见上图所示。板面高度一般在3m左右,开口高度一般111
为1.5~2.0m。板面多用木板或玻璃钢等复合塑料板。板面需固定在木桩、钢筋混凝土桩或合金材料桩上、低等级的输道、岔道还可用柴草或枝条编织的色块作板面。聚风板一般设置在迎风侧的路肩上、且应向上迎风方向倾斜,以增强聚风效累,倾斜角以70度~80度为宜。当主风向与路线成30度~90度的交角时,设置聚风板的效果均较好。2)导沙措施导沙措施的作用是采用导流的方法借助风的动力作用,改变风沙流或沙丘运动的方向,使沙堆积在对路基无危害的地方、主要适用于主风向与路线成25度~50度斜交情况下的流沙防护。导沙设施主要有导沙墙(土墙、石墙等)和导沙板(本权、塑料板等)两种类型。宜设置在路基的上风侧,距离路基应不小于50~100m。3)施工注意事项(1)沙漠地区公路,最适宜的施工季节是夏、秋两季,要尽量避免在多风季节进行施工;(2)施工时要注意保护路侧原有植被,不得随意破坏、当必须破坏时,要及时加以防护,以免沙害蔓延;(3)施工前应准备充分的防护材料。要采用边施工、边防护,分段施工、一次做成的办法。在有风及干燥季节,对填筑路堤当日不能完工的地段,坡面及坡肩应加以覆盖;对路堑开挖,应从一开始就随挖随用平铺式栅栏或草席、芦苇等将坡肩护好,周围用小木桩固定或用大石块(混凝土预制块)压住,以免风蚀和沙埋;(4)沙漠地区路基施工,应根据设计,结合当地施工经验,做到输导、固沙、阻沙相结合,人工、机械治理与植物治理相结合临时防治与长远规划相结合;(5)沙漠地区,应尽量利用挖方弃土填筑路堤,如需挖取士坑时,取土坑应设在下一侧距路堤坡脚外至少5m;当必须两侧取土时,上风一侧的取土坑应于封闭或摊平。路堑控方地段,弃土堆应设置在下风一侧,距路堑坡顶不得小于112
10m。,并应摊平,不得随意堆放;(6)沙漠地区用细沙或粉沙填筑路堤时,仍应分层压实,最好宜适当洒水压实。压实效果以振动压路机和履带式拖拉机较好。此外,在沙漠地区筑路时,路线主要控制桩及护桩、水准基点桩、路基边桩等均应设有明显的较高的标志,并妥善保护,以防被沙掩埋。1.4路基压实路基压实的作用,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,提高内摩阻力,减少形变,为路基的正常工作提供良好的基础。1.4.1土质路基的压实土质路基的压实过程,其本质上是土体在压力作用下,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,大颗粒之间的间隙被小颗粒所填充,变成密实状态,达到新的平衡。在施工作业中,表现为土壤的体积被压缩,而达到一定程度后,这个过程不再持续。填土路基压实状况通常用压实度来表征。土的固体体积率越大,土的干密度也增大,所以,有时也用干密度来表示土的密实度。所谓标准的最大干密度,是指用标准击实试验方法,在最佳含水量条件下得到的干密度。113
(一)影响压实效果的主要因素影响路基压实效果的因素是多方面的有内因也有外因,但与施工作业有关的主要因素有以下几点。1、干土的含水量任何有粘结力的土,在不同的湿度下,用同样压实功能来挤压,将获得不同的密实度和不同的强度。在压实土的密度、形变模量与含水量的关系图中可看出,压实开始时,原状土相对湿度低,土颗粒之间的内摩阻力大,因而,外力难于克服,故压实的干密度小,表现出土的强度高,密度低,当相对湿度缓慢增加时,水分在上粒间起润滑作用,压实的结果。使被压材料(土粒)得以重新调整其排列位置,达到较紧密的程度,表现出密度增大,但与此同时,由于水的作用,内围阻力有所减小,因而强度继续下降。当含水且继续增加,超过图中曲线顶点等最优值时水的润滑作用已经足够,水分过多,使起润滑作用以外多余水分进人士粒孔隙中,反而促使上粒分离而不易得到良好压实效果,从而降低了土的干密度;又由于士粒间距增大,内摩阻力与粘结力减小,使土的强度也随之减小。在压实曲线中出现驼峰形式。这就是说,在一定功能的压实作用下,含水量的变化会导致土的干密度随之变化,在某一含水量(最佳含水量)下,干密度达到最大值(最大于密度)。备种土的最佳含水量大小不同。一般地,土在天然状态下的含水量值很接近于最佳含水量因此,在施工作业中,新卸填土应当立即推平压实。2、土的性质不同土质的压实性能差别较大,一般来说非粘性土的压实效果较好,而且最佳含水量较小、最大干密度较大,在静力作用下。压缩性较小,在动力作用下,特别是在振动作用下很容易被压实。粘质土、粉质土等分散性土的压实效果较差,主要是由于这些细分散性的土颗粒的比表面大、粘聚力大、土粒表面水膜需水量大,最佳含水量偏高,而最大干密度反而偏小。114
图(E)(F)3、压实功能压实功能是由碾压(或健击)的次数及其单位压力P(或荷重)所决定的。若在一定限度内,如图(E)增加压实功,则司降低含水量数值,提高最佳密实度的数值,如图(E)所示。土在不同压实功能作用下的压实性质,是决定压实工作量和选择机具选择施工方法的依据。事实上,对任何一种土,当密实度超过某一限值时。欲继续提高它的密实度,降低含水量值,往往需要增加很大的压实功能,甚至过分加大压实功能,不仅用实度增加幅度小,还往往因所加荷载超过土的抗力,即士受压部位承受压力超过土的极限强度,而导致土体破坏。因此,对路基以土的压实,在工艺方法上要注意不使压实功能大大,的极限强度值。115
4、压实时的温度在路基碾压过程中,温度升高可使被压士中的水粘滞度降低,从而在土粒间起润滑作用,易于压实、但气温过高时,又会由于水分蒸发太快而不利于压实.温度低于O摄氏度时,因部分水结冰,产生的阻力更大,起润滑作用的水更少,因而也得不到理想的压实效果、图(F)是含砂低浓限粘土在不同温度下的压实特性,表明温度在正常温度(20摄氏度)以上或以下时,土的含水量与可达到的密度的关系。说明同一种土出的最佳含水量随温度不同而有所变化。5、压实土层的厚度土受压时.能够以均匀变形的深度(即有效压实深度).近似地等于两倍的压模直径或两倍的压模与土接触表面的最小横向尺寸图(G)超过这个范围,土受到的压力急剧变小,并逐渐趋于零作用,可认为此时土的密实度没有变化。图(G)是钢筒式压路机碾压土时沿垂直方向的压力分布(此时轮子与土的接触面是一个宽度很小的矩形,其宽度可视为压模的最小横向尺寸),当深度大于2a(a为最小横向尺寸)时,传至的压力已很小,不起压实作用。由此可知,土所受的外力作用,随深度增加而逐渐减弱,当超过一定范围时,土的密实度将与未碾压时相同,这个有效的压实深度(产生均匀变化的深度)与土质、含水量、压实机械的构造特征等因素有关,所以正确控制碾压铺层厚度,对于提高压实机械生产率和填筑路基质量十分重要。6.地基或下承层强度在填筑路堤时,若地基没有足够的强度、路堤的第一层难以达到较高的压实度.即使采用重型压路机或增加碾压遍数,也只能是事倍功半,甚至使碾压土116
层起”弹簧”。因此,对于地基或下承层强度不足的情况,填筑路堤时通常采取以下措施处理①填筑路堤之前,应先碾压地基②若地基有软弱层,则应用砂砾(碎石)层处理地基;③路堑处路槽的碾压.先应铲除30~40cm原状土层并碾压地基后,再分层填筑压实。7、碾压机具和方法压实机具和方法对压实的影响反映在以下几个方面:(1)压实机具不同、压力传布的有效深度也不同。一般地,夯击式机具的压力传布最深,振动式次之,碾压式最浅。根据这一特性即可确定各种机具的最佳压实度。然而同一种机具的压实作用深度,在压实过程中并不是固定不变的、如钢筒式压路机,开始碾压时,因土体松软。压力传布较深,但随着碾压次数的增加,上部土层逐渐密实,土的强度相应提高,其作用深度就逐渐减小了。(2)压实机具的质量较小时,碾压遍数越多(即时间越长).土的密实度越高,但密实度的增长速度则随慢压退数的增加而减小、并且密实度的增长有一个限度,达到这个限度后,继续以原来的施压机具对土体增加压实遍数则只能引起弹性变形,而不能进一步提高密实度(从工程实践来看.一般碾压遍数在8遍以前.密实度增大明显,6~10遍增长较慢,10遍以后稍有增长;20遍后基本不增长)。压实机具较重时,土的密实度随碾压通数增加而迅速增加,但超过某一极限后,上的变形即急剧增加而达到破坏,机具过重以至超过土的强度极限时,将立即引起主体破坏。压实机具的质量、作用遍数对压实的影响,可以由图(H)得到说明、曲线PI,即前述的第一种情况,土的变形随时间延长而增加,但增加的速度则随压实遍数的增长而逐渐减少,产生这种情况的原因是土体在荷载作用下逐渐达到密实,强度即随之提高,于是变形就逐渐减小。曲线P2、P3分别是前述第二、三种情况,曲线反弯点即表明土体已开始出现破坏,亦即已达到土的强度极限。117
两曲线反弯点所对应的作用遍数不同,说明破坏时间(从荷载开始作用至开始破坏时的时间)与荷载大小直接有关,荷载越重破坏时间越短、施工中,正是按照这一特性而根据不同的土质来选择机具和确定压实遍数(即压实时间)的。(3)碾压速度越高,压实效果越差,应力作用速度越高,变形量越小土的粘性越大,影响就越显著。因此为了提高压实效果,必须正确规定碾压的行驶速度。(二)压实标准与碾压控制1、压实标准压实标准包括两个方面一是确定标准干密度的方法;二是要求的压实度。关于标准于密度的确定方法,过去沿用的“标准击实试验”是一种轻型击实方法,其试验结果与现代化施工机械能力和车辆载荷不相适应,目前推行的主要是与国外公路压实要求相同的重型击实试验法。土的最大干密度是土压实的主要指标,与路基的强度和稳定性有密切的关系,一般作为压实质量评价的依据、在路基压实施工中,由于受各种因素的影响和限制(气候、土的天然会水量等),所施工的路基实际干密度不能达到室内重型击实试验求得的最大干密度、但是为了保证压实质量的基本要求,必须规定压实后土基压实度范围。所谓压实度,即现场检查测得的土基干密度Pd与室内求得的最大干密度pd最大之比,常用K表示。k=Pd/PdmaxX100%2、路基压实工作的控制与检验(1)确定不同种类填土的最大于密度和最佳含水量公路系带状构造物,一条公路往往连绵数十公里甚至上千公里、用于填挖路基的沿线土石材料的性质往往发生较大变化、在路基填筑施工之前,必须对主要取土场(包括控方利用方)采取代表性土样,进行土工试验,用规范规定方法求得各个土场土样的最大于密度和最佳含水量,以便指导路基土的压实施工。(2)检查控制填土含水量118
由于含水量是影响路基土压实效果的主要因素,故需检测欲填入路基中的土的含水量w,当w接近最佳合水量w0时.填筑碾压的质量才有保证。当w>w。时,表明土中含水量过大,碾压时容易起“弹簧’,应将土晾干或换干一些的土。当w<w。时,说明土太干,难以达到要求的压实度,应适当洒水再碾压,其加水量按下式计算;m2m1=()ω0−ω1+ω式中m.——所需加水质量,kgm2;——需要加水的土的质量,kg;ω——填土原有的含水量,以小数计ω。——填土的最佳含水量,以小数计(3)正确选择和使用压实机械①压实机械的选择压实机械的类型和数量选择是否恰当,直接关系到压实质量和工地选择时应综合考虑以下几点。a土的性质、状态。不同的压实机械,对不同的压实机具,不同土质的压实效果不同、如对破性土,以振动式机械效果最好,夯击式次之,碾压式较差。对和性土,则以碾压式和夯击式较好,而振动式较差甚至无效。而且,压实机械的单位压力不应超过土的强度极限,否则会立即引起土基破坏。b选择机械时,还应考虑土的状态及对压实度的要求,一般地,土的含水量小、压实度要求高,应选择重型机械,反之可选轻型机械。压实工作面。当工作面较大时,可采用碾压机械,较狭窄时宜用夯实机械。c机械的技术特性与生产率、选择机械类型,确定机械数量,应考虑与其它工序的配合,使机械的生产能力互相适应。②压实机械的使用为了能以尽可能小的压实功获得良好的压实效果。在压实机械的使用上应注意两点;119
a压实机械应先轻后重,以便能适应逐渐增长的土基强度。b碾压速度宜先慢后快,以免松土被机械推走,形成不适宜的结构,影响压实质量尤其是粘性土高速碾压时.压实效果明显下降。通常压路机进行路基压实作业行驶速度在4km/h以内为宜。此外,在路基土的压实中,除了运用不同性能的各种专用压实机械外,还应特别注意尽可能利用其它土方施工机械和运输车辆进行分层压实,有计划、有组织地利用运土车辆碾压填方土料。施工中要注意采用合理的技术措施,一股应控制填上厚度不大于0.25~0.30。并用推土机或平地机细致平土,控制合适的含水量;同时,还要在机械的运行线路上使各次行程能大体均匀分布到填土土层表面,保证土层表面全部被压到。(4)分层填筑、分层碾压分层填筑、一方面要把握每层填土厚度的大小。填土层厚度过大、其深部不能获得要求的压实度;填土层厚度过小会影响工作效率和经济效益。一般认为,对于细粒土,用12~15t光轮压路机时,压实厚度不得超过25cm.用22~25t振动压路机时(包括液压振动),压实厚度不超过60cm。另一方面,每层填土应平整,且自中线向两边设置2%~4%的横向坡度,及时碾压、雨季施工时更应注意。分层碾压、碾压前应对填土层的松铺厚度、平整度和含水量进行检查符合要求后方可进行碾压、分层碾压的关键是控制碾压遍数.有条件的情况下,可通过试验性施工来确定达到设计密实度所需的碾压数,在施工中,当含水量为最佳含水量时,还可采用下列经验值。对低粘质土压实所需的碾压遍场平均为4~6遍,对粘质土压实所需的碾压遍数平均为10~12遍。压实遍数宜控制在10遍以内,否则应考虑减少填土层厚。经压实度检验合格后方可转入下道工序。不合格处应进行补压后再检验,一直达到合格为止。(5)全宽填筑、全宽碾压120
填筑路基时,应要求从基底开始在路基全宽度范围分层向上填土和碾压,压实路线,直线段宜先两侧后中间,小半径曲线团由内侧向外侧.纵向进退式进行;横向接头,对振动压路机一般重叠0.4~0.5m,对三轮压路机一般重叠轮宽的1/2,前后相邻两区段(碾压区段之前的平整,预压区段与其后的检验区段)宜纵向重叠1.0~1.5m,使路基各点都得到压实,避免士基产生不均匀沉陷。以往的施工实例表明,凡不注意全宽碾压的,当路堤填筑到一定高度时.均出现程度不同的纵向裂缝,严重的还影响到路面,使之也出现纵向裂纹。使用夯锤压实时,第一遍各夯位宜紧靠,如有间隙则不得大于15cm,第二遍夯位应压在第一遍夯压位的缝隙上,如此连续夯实.直至达到规定的压实度。(6)加强测试检查图(H)①填方地段基底。路堤填筑前应对基底进行压实、高速公路、一级公路和二级公路路堤基底的压实度不应小于85%,当路堤填土高度小于路床厚80cm时,基底的压实度不宜小于路床的压实度标准。②路堤。每一压实层均应检验压实度,合格后方可填筑其上一层。否则应查121
32明原因.采取措施进行补压。检验频率为每2000m检验8点,不足200m时,至少应检验2点,必要时可根据需要增加检验点,必须每点都符合规定值。路床顶面压实完成后,还应进行弯流值检验.检验汽车的轴载质量及弯沉允许值、检验频率为每一幅双车道每50m4点左、右两后轮隙下各1点、计算路床顶面的回弹簧沉值,可按设计提供的E。值,考虑季节影响系数之后,用下式计算回弹弯沉值,并用以检测路床顶面的实测弯沉值,检测的弯沉值应达到各点均符合要求。-0.938l。=9308E。式中:E。——土基回弹模量,MPa;L。——路床顶面设计要求的弯沉值,mm。③路堑路床。零填及路堑路床的压实,应符合其任实标准的规定。换填超过30cm时按90%的压实标准控制。④桥涵处填土。桥台背后、涵洞两侧与顶部、使坡背后的填上均应分层压22实,分层检查,检查频率每50m检睑1点,不足50m时至少检验1点,每点都应合格,每一压实层松铺厚度不宜担超20cm。高速公路和一级公路的桥自、涵身背后和涵洞顶部的填土压实度,从填士基底或涵洞顶部至路床面面均为95%,其它公路为93%,以确保不因用实度不足而产生错台,影响行车速度与安全。桥涵处出土的压实采用小型的手扶振动夯或手扶振动压路机,但涵顶填土50Cm内应采用轻型静级区路机压实,以达到规定的压实度为准。(三)现场压实度的评定正确评定施工现场路基土的压实度,必须解决现场准确测定密度和含水量的问题。然后根据检测数据利用数理统计方法作出评定。1、现场测定土的密度压实度K由标准于密度和现场压实后的于密度所决定。一般来说对某种土类的标准击实密度变化是不大的。由此可知压实度K与现场实测的密度有着密切的122
关系、根据试验资料,一般土的最大干密度介于1.7~1.9g/cm‘之间。如果以K=95%要求值考虑,则压实度差l%时,反映在于密度的绝对值只差0.017—0.0199/Cm’,因此要求准确测定土基的现场压实密度,对正确评定压实度就显得重要了。当前现场测定路基土四度的主要方法有①环刀法、它是一种破坏性的量测方法。优点是设备简单,使用方便。但此法只适宜于测定不含骨料的粘性土的密度。②灌砂法。是一种破坏性量测方法、它适宜于细粒土、中粒土的密实度测定、试验时先在拟测量的地点,以层厚为开挖深度,的一试洞、开挖时仔细将全部土料收集于一个带盖容器中.并采取密封措施使其含水量不致受损失,及时称质量和取有代表性的样品作含本量试验,然后采用灌砂法测定试洞的容积。③利用核子密度计测定这是一种非破坏测定方法。它利用放射性元素(y射线和中子射线)测量土的密度和含水量。国外使用较早,如美国生产的3411—B型、MC—3型、TR—3440型等核子密度涮定仪。国内有湖南省交通科学研究所研制的ND—B型核子土基密度计。NH—A型中于土基含水量测定仪及NDH—A型核子土基密度、含水量联合测定仪等。这些仪器能在现场快速测定土基密度、含水量、满足施工现场土基压实度快速、无破损检测的要求.同时还具有操作方便、明显直观的优点。2、压实质量的评定根据所测的压实度如何评价某一路段的压实效果,规范中提出了压实度要求值.而没有明确提出具体评价的方法。现场测量于密度和实验室条件差别较大,特别是现场土质的变化,那怕是小的变化都将导致压实度发生变化.用灌砂法测定现场密度是一个试洞一个试洞地进行,各试洞都受土质,施工均匀性影响极大、即使试洞布置很密所得干密度也不可能相同。这主要是由于各层铺筑、碾压及含水量等不均匀性。以及土质的变化引起的。现场施工质量控制中,怎样才算达到了压实标准规定的压实度要求,目前主要有如下两种方法。①合格率法。即将各测点所得的干密度与压实度规定的是低于密国进行比较,达到者即为合格,然后计算合格点数的百分比。此法的特点是通俗易懂,123
易于接受,也能大致看出施工与碾压质量水平;缺点是概念过于简单,当全部合格时.则无法比较不同施工路段的压实质量。这里还应注意的是,现场密度检验的数量,往往是数百米才检验一次,即使每次测量的结果都等于规定的压实度,也并不能肯定地说整个路段任何部位的压实度都满足了规定值要求。②数理统计法、从某一总体中取出样本进行试验,或对一总体的个别部分进行测量(如采点进行压实干密度测量),可得到测量值总共几个数值,然后通过数理统计求得几个压实度值的平均值和标准偏差(或称均方差)、平均值反应路基压实度的分布位置,而标准偏差的大小就反应几个数据的分散程度,从而可按保证率要求评价该段路基的压实质量。3、现场评定压实质量①现场压实度检验的频率最小数量,即对某一面积的路基土,至少应作多少点密度检验,才能符合数理统计出确度要求、这在部颁《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034)中有明确规定,路基压实度每20cm应检测4处(灌砂法)②由于现场压实质量存在不均匀性,即现场密度测定所求出的平均压实度小于标准值时,包含了整体中部分的不合格点在内.检验路段试验资料计算的标准偏差总小,说明该路基压实质量均匀性愈高、要求的概率愈大,允许的误差范围愈小,则需要的试验数据就愈多、因此利用平均值来评定现场压实度时,尚应考虑一个保证率系数,从而得出某一保证率条件下的变动范围。评定公式如下sK=K−τa≥K。n式中;k——检验评定段内各测点压实度的平均值;t,——t分布表中随自由度和保证率(或置信度a)而变的系数,高速、一级公路保证率为95%,其它公路保证率为90%;S——检测值的均方差;K。——压实度标准值。1.4.2填石、土石及高填方路堤的压实(一)填石路堤1、压实标准填石路堤不能用土质路基的压实度来判定路基的密实程度,其判定方法目124
前国内外尚无统一规定。国外填石路堤曾采用在振动压路机的驾驶台上装设的压实计反映的计数值来判定是否达到要求的设密程度,但无定量值的规定,且只限于没有此种装置的压路机。我国现行《公路路基施工技术规范》(JTJ033)规定的压实标准为在规定深度范围内,以12t以上振动压路机压实,当压实层顶面稳定,不再下沉(无轮迹)时,可判为密实状态。2、压实质量要求可用土的密实度来衡量压实质量。路基土应在最佳含水量下进行压实。各种土的最大干密度、最佳含水量及其他指标值的确定应在路基施工前半个月,在取土地点采取有代表性的土样进行试验,每一种土应至少取一组土样。在施工过程中苦出现土质变化,应及时取样并补做试验。实际施工过程中,压实度一般难天达到100%。对于路基上部,故压实度要求最,而路基下部由于受汽车荷载影响较小,压实度要求可适当降低。公路等级和路面等级越高,则路基压实度要求也越高。二级以上公路路堤基底压实度不小于85%。3、压实方法及检查填石路堤在压实之前,应用大型推土机摊铺平整。个别不平处应用人工配合以细石屑找平,使石块之间无明显高差台阶才便于压路机碾压或使夯锤下坠到地面时.受力基本均匀,不致使夯锤倾倒。填石路堤坝料石块本身是密实而不能压缩的,压实工作是使各石块之间松散接触状变为紧密咬合状态、由于石块粒径较大,质量较大,必须选用工作质量12T以上的重型动压路机、工作质量2.5t以上的夯锤或25t以上的轮胎压路机压(夯)实才能达到规定的紧密状态。用振动压路机或夯锤压实能在压实时产生振动力和冲击力,可使石块产生瞬时振动而向紧密咬合状态移位,静载光轮压路机则很难产生这种功效,其压实厚度可达1.0m。当缺乏上述两种压实机具,只能采用重型静载光轮压路机成轮胎压路机压实时,应减少每层填筑厚度和石料粒径。其适宜的压实厚度和拉径应通过试验确定、但不应大于50Cm.填石路堤应先任两侧后任中间,压实路线对于轮确应纵向互相平行反复碾压。压实路线对夯锤应成弧形,当在实密实程胜达到要求后再向后移动一夯锤位置。行与行之间应重叠40~50cm;前后相邻区段应重叠1.0~1.5m,其余注意事项与土质路基压实125
相同。填石路堤使用各种田实机具时的注意事项与压实填土路基相同,而填石路堤压实到所要求的紧密程度所需的碾压或夯压的遍数应经过试验确定。采用重锤夯实时,重锤下落时不下沉而发生弹跳现象时,可进行压实度检验。填石路堤顶面至路年顶面30—50cm(高速公路、一级公路为50cm,其它公路为30cm)范围内应填筑符合路年要求的土,并按要求进行压实。(二)土石路堤土石路堤的压实方法与技术要求,应根据混合料中巨粒土的含量多少确定、当混合料中巨粒土(粒径大于200mm的颗粒)含量多于70%时,其压实作业接近于填石路堤,应按填石路堤的方法和要求进行。当混合料中巨粒土的含量低于50%时,其压实作业接近于填土路堤,应按前述填土路堤的方法和要求进行。土石路堤的压实度可采用灌砂法或水袋法检测。其标准干容重应根据每一种填料的不同,含石量的最大干容在作出标准干溶重曲线,然后根据试坑挖取试样的含石量,从标准干容重曲线上查出对应的标准干溶重、当采用灌砂法或水袋法检验有困难时、可根据填石路堤的方法进行检验,即通过12t以上振动压路机压实试验,当压实层顶面稳定.不再下沉(无轮迹)时,可判定为密实状态。如几种填料混合填筑,则应从试坑挖取的试样中计算各种填料的比例,利用混合料中几种填料的标准干容重曲线查得对应的标准干容重,用加权平均的计算方法计算所挖试坑的标准干容重。土石路堤的压实度标准可采用灌沙法或水袋法检验并应符合填土路堤的压实度要求、也可按填石路堤的方法检验井应用灌砂法或水袋法判定压实度是否合格。(三)高填方路堤高填方路堤的基底承受路堤土本身的荷载很大,因此对基底应进行场地清理。并按照设计要求的基底承压强度进行压实,设计无要求时,基底的压实度不应小于90%、当地基松软仅依靠对厚土压实不能满足设计要求的承压强度时,应进行地基加固处理,以达到设计要求。当基底处于陕峻山坡上或谷底时,应作126
挖台阶处理。并严格分层填筑压实。当场地狭窄时。压实工作应采用小型的手扶式振动压路机或振动夯进行。当场地较宽广时应采用自行式12t以上的振动压路机碾压。1.5路基的季节性施工公路是修筑在地表,暴露于大气环境中的线形构筑物,施工用于露天作业,受气候条件的影响很大,季节性强一般难于实现常年连续施工作业,这在很大程度上影响了高等级公路建设投资效益的发挥、因此,根据冬、雨季施工特点,采取某些相应的施工技术措施,具有不可忽视的重要意义.1.5.1雨季施工雨季施工能否顺利进行,关键在于施工计划与措施是否符合客观要求,因此在施工前须深入现场进行实地勘察,根据工程的特征与实际情况,针对不同项目采取切实可行的措施(一)雨季施工适宜安排的项目路基施工,在雨季一般可安排如下施工项目:①路基石方的填挖;②碎砾石土、砂类土路堤的填筑和路堑开挖;③挖方高度小,运输距离较短的土质路堑开挖④各种路基排水、防护和加固工程。重粘土、膨胀土及盐池土地段不宜在雨季施工。平原地区排水困难,亦不宜安排雨季施工。(二)雨季路基施工1、施工前的准备雨季施工前应做好下列准备工作①对选择的雨季施工地段进行详细的现场调查研究,编制实施性的雨季施工组织计划;127
②修好施工便道并保证晴雨畅通;③住地、仓库、车辆机具停放场地、生产设施都应设在最高洪水位以上地点并应与泥石流沟槽冲积地保持一定的安全距离④修建临时排水设施,保证雨季作业的场地不被洪水淹没并能及时排除地面水⑤贮备足够的工程材料和生活物资。2、施工1)路堤填筑(1)场地处理。在填筑路提前,应在填方坡脚以外挖掘排水沟,保持场地不积水、如果原地而松软,还应采取换填等措施进行处理。(2)填料选择。在路堤填筑时,应选用透水性好的碎石土、卵石土、砂砾、石方碎渣和砂类土作为填料。利用挖方土作填方时应随挖随填及时压实。含水量过大无法晾干的土不得用作雨季施工填料。(3)填筑方法。路堤应分层填筑。每一层的表面,应做成2%~4%的排水横坡、当天填筑的土层应当天完成压实、防止表面积水和渗水,将路基浸软。如需借土填筑时,取土坑距离填方坡脚不宜小于3m,平原区顺路基纵向取土时,取土坑深度不宜大于lm。(4)路床排水、路堤填筑完成后,为防止路床积水,应在路肩处每隔5~10m挖一道横向排水沟,将雨水排出路床。2)路堑开挖(1)场地处理。路堑开挖前在路堑边坡坡顶Zm以外修筑截水沟,并做好防漏处理。截水沟应接通出水口。(2)土方开挖方法、雨季开挖路里宜分层开挖,每挖一层均应设置排水纵横坡.挖方边坡不宜一次挖到设计位置,应沿坡面留30cm厚。待雨季过后再整修到设计坡度、以挖作填的挖方应随挖、随运、随填。开挖路堑至路床设计标高以上30~50cm时应停止开挖,并在两侧挖排水沟。待雨季过后再挖到路床设计标128
问后压实.如果土的强度低于规定要求时,应超用挖30~50cm(高速及一级公路取大值,其它公路取小值),并用粒料分层回填,并按路床要求压实。(3)石方开挖方法。雨季开挖石方路堑,炮眼应尽量水平设置,以免炸药受潮发生瞎炮。边坡应按设计坡度自上而下层层刷坡,并应随时核对其坡度是否合乎设计要求使边坡在雨水冲刷时,能保持稳定。应尽且利用挖出的石渣。石渣必须废弃时,弃土堆应符合规定要求。(4)弃土堆、雨季施工开挖路堑的弃土要远离路堑边坡坡顶堆放,弃土堆高度一般不应大于3m。弃土堆地脚到路堑边坡顶的距离一般不应小于3m,深路堑或松软地带应保持5m以上、弃土堆应摊开整平,严禁把弃土堆放在路堑边坡顶上。3.注意事项(1)雨季期间安排计划,应根据施工现场情况,对因雨易翻浆地段优先安排施工。对地下水丰富及地形低洼处等不良地段,优先施工的同时,还应集中人力、机具,采取分段突击的方法,完成一段再开一段,切忌在全线大挖大填。(2)施工坚持“两及时’,即遇雨要及时检查,发现路基积水尽快排除;雨后及时检查,发现翻浆要彻底处理,挖出全部软泥,大片翻浆地段尽量利用推土机等机械铲除小片翻浆相距较近时,应一次挖通处理。填筑透水性好的砂石材料并压实。1.5.2冬季施工(一)冬季施工适宜安排的项目在反复冻融地区,昼夜平均气温在一3摄氏度以下,连续10d以上时,进行路基施工,称为冬季施工。路基工程冬季施工要抓住防冻这一关键。在施工部署上应尽量压缩土方工程施工;在计划安排上要集中劳力突击重点,在现场施工操作上要突出两个‘防’字.即防冻胀、防下沉。(二)冬季施工准备冬季到来之前,应根据通车要求、经济效益、气候、地质情况及物资供应、施工能力等,充分做好冬季施工准备工作、其内容如下:129
(1)拟定施工计划及各步措施包括工程数量、施工方法等;(2)完成路基及人工构造物的放样工作,并作好明显标志,妥善保护,预防被雪掩埋(3)在预定填筑路堤的斜坡上,清除草皮、挖台阶等,并加以掩盖,防止冻结;(4)做好排除地面水及降低地下水位工作;(5)清除预定开炸的石方路堑上的覆盖杂物;(6)冬季用爆破方法开挖的土方工程,当炮眼内不易进水时,应在冻结前钻好炮眼;(7)小面积的基坑土方可采用砂、干松土或草帘等保温材料覆盖。大面积土方可用豁路机先将土壤表面豁松30cm左右,以减少冻结深度;(8)修筑高路堤或泥沼地区的路堤,应预先找好取土场地,做好排水工作,并清除地表覆盖层,修好运输便道;最好采用松土或草袋覆益。(9)做好筑路机械及附用设施的防冻、防火工作;(10)做好施工人员的防冻、防火工作。(三)路堤填筑的冬季施工1、路堤基底的处理与填料的选择(1)在填筑路堤之前,应将基底范围内的积雪和冰块及其它杂物清除干净,并将冻层粑松,坑洼处应坝以与基底相同的未冻土,并进行夯(压)实。(2)冬季筑堤用土、除按一般路堤填料规定外。不得使用含有草皮的士,以及含水量过高的未冻结土或冻结土作为填料,不得将冰雪混在土石内填筑。(3)用冻土填筑路堤时冻块周围应填以来冻土,冻土块的尺寸不得大于5cm,填土后即做路面时,冻土含量应小于15%,填士沉落后再做路面时,冻土含量应小于30%。(4)距路床面层1m以内路堤、涵洞两侧及涵顶lm内、桥头锥形护坡、管沟回填等均不得填筑冻块,应用未冻结土或透水性良好的土填筑、使用粘土填筑时,130
施工前需预测土壤含水量。(5)加宽路堤两侧时,不得填筑冻块应使用修水性士填筑,施工中应不断清除边坡和台阶上的冰雪,分层填筑夯实。2、路堤的填筑与压实(1)冬季筑堤时,每天下班前应将当天的填土平整夯压完毕,如遇降雨,应及时清除干净,如中断工作时间较长时,工作面应铺以积雪。(2)填土厚度、冬季填筑路堤,要水平分层、按横断面全宽铺筑碾压,其分层厚度,应根据冻块大小、夯压机具及运土方法等决定,一般地,填土厚度应较暖季标准减薄20%一30%(压路机与动力打夯机每层松铺厚度23~24cm,人工打夯每层松铺厚度15~16cm)。还应增加重迭夯压遍数、保证压实度不低于一般路堤的标准。(3)填土高度。用非渗水性土填筑路堤时,应按冬季施工期间室外平均气温控制其填筑高度,当气温在一5℃以上时。填土高度不受限制;在一5℃以下时,应不得超过表5-62中的数值。(4)预留下沉高度、冬季用含冻土的土料填方时,其预留下沉高度应较常温填方的数值增大。预留下沉量还可以根据土的性质、冻土含量、填土高度以及施工方法而定。(5)路基土方工程的填挖分界处,填士低于lm的路堤不应在冬季填筑,应在冬季前做完,或留在天暖后用解冻土填筑夯级路基分段的连接部分应按阶梯形进行,每层阶梯宽度不得小于lm。(6)当路堤填至距路基设计标高lm时,应碾压密实后停止填筑,在上面铺一层松土保温待冬季过后整理复压,再分层用至设计标高。(7)冬季施工取土坑应远离填方坡脚,如条件限制需在路堤附近取土时,取土坑内侧到填方坡脚的距离应不小于正常施工护坡道的1.5倍。(8)冬季填筑的路堤,每侧应超填(并压实)0.5m,待冬季过后修整边坡,削去多余部分并拍打密实或加固。131
(四)路堑开挖冬季施工1、冬季路堑开挖应注意的问题冬季开用路堑,在开挖前应采用人工钢钎破碎、豁路机豁开、夯板和夯锥冲击破碎、加热融化或爆破等方法先把上面冻层去掉,冻土破碎后,一般用推土机将冻块推走,即可进行下一工序,但要注意以下几点:(1)缩短路线,不可大面积铺开,凡推出一段路床就要及时找平碾压,做到当天推土、路床当天碾压,以免再冻;(2)挖土尽量做到当日挖至规定深度,不可能时则需要采取措施,防止当夜再冻;(3)遇到冻层较厚,去掉冻层出现超挖情况时,对超挖部分应选用未冻的好土填人并及时碾压;(4)冬季开挖土质路堑,应严禁采用先掏挖底层未冻土、再崩打上层冻土的挖方方法(俗称挖”神仙土”)、留在边坡上的遮檐应随时除去。冬季开炸石方,应注意随时将放炮人员行走道路的冰雪清扫干净,以保证施工操作的安全。2.冬季路堑施工作业方法(1)开挖干路堑,若深度不超过3m时,底部可按全宽开挖,边坡按1:0.2进行施工开挖湿土路堑或深度超过3m的路堑,边坡可挖成垂直台阶、每阶高度不应超过1.5m,阶占宽大于1.0m,留下的边坡台阶待天暖时再行修挖。(2)路堑挖至跨床面以上1m时,应停止开挖并在表面覆以松土,待到正常施工时,再挖去其余部分。(3)为便于春融期排除地面水,对纵坡等于或小于0.5%的路堑.其路床应留有不少于4%的横坡,同时要求间隔6~10m要预留排水孔。(4)开挖或松碎冻土,宜采用爆破法;冻土爆破宜采用炮眼法或蛇穴法,当冻土层厚度小于2m时,炮眼深度为冻土层的0.75~0.90悟,炮眼间距约为冻土层厚的1.3倍,井应按梅花式排列;冻层厚度小于0.7m时,宜将炮眼钻到冻结层下0.15~0.20m。当采用蛇穴法时蛇穴长度为爆破层厚度的1.0~1.2倍,132
蛇穴应设在未冻结上的下层土中(5)当土方量不大,冻结不深时,可用铁镐、钢楔、撬棍、大锤、楔形锥等手工工具或其它半机械化工具松碎冻土;厚度大于0.6m的冻土,宜采用打桩机、挖掘机等机械吊起各种落锤打碎冻土,或将钢楔打入土中崩土;若选用正铲挖掘机开挖冻结厚度为0.15~0.25m的冻土时.或选用拉铲挖掘机开挖冻结厚度小于O.1m的冻土时,均不必先打破。(6)冬季施工开挖路堑的弃土要远离路堑边坡坡顶堆放,其具体要求与雨季施工相同。1.6路基整修与检查验收1.6.1路基整修路基土石方工程基本完工后,施工单位应会同监理人员,按设计文件要求检查路基中线、高程、宽度、边坡坡度和裁(排)水沟系统、并根据检查结果编制整修计划,进行路基整修。(一)路基表面整修土质路基表面的整修,可用机械配合人工切士或补土,并配合压路机械碾压,不得有松散、软弹、翻浆及表面不平整现象、石质路基表面应用石屑嵌缝紧密、平整、不得有坑檐和松石。(二)路基边坡整修整修边坡时,深路堑土质边坡整修应按设计要求坡度,自上而下进行边坡整修,不得在边坡上以上贴补、边坡需要加固地段,应预留加固位置和厚度,使完工后的坡面与设计边坡一致。当路堑边坡受雨水冲刷形成小冲沟时,应将原边坡挖成台阶,分层填补,仔细夯实。如填补的厚度很小(10~20cm),而又非边坡加固地段时,可用种草整修的方法,以种植土来填补,但应顺适、美观、牢133
靠。石质路基边坡,应做到设计要求的边坡比、坡面上的松石、危石应及时消除。填方路基边坡受雨水冲刷形成冲沟或坍塌缺口时,应自下而上,分层挖台阶加宽填补夯实,再按设计坡面削坡,弯道内侧路肩边缘,应修建路肩拦水带,在整路堤边坡表面过程中,还应将其两侧超填的宽度切除。如遇边坡缺土时,可按上述路堑边坡的处理方法填补夯实。1.6.2路基的质量验收标准(一)土方路基(1)质量要求路基必须分层填筑压实,表面平整坚实,无反弹和翻浆现象,路拱合适,排水良好,压实度和路床的整体强度符合设计要求。挖方地段遇有树根,洞穴等必须进行处理,上边坡要平整稳定、路床土质强度及压实度必须符合规定③填方地段应在填土前排除地面积水和其它杂物(草皮、淤泥、腐殖土和冰块)并平整压实。路堤边坡应修整密实、顺直、平整稳定,填料及路堤的整体强度必须符合设计要求。④取土坑、弃土地的位置适当、整齐,无水土流失和淤塞河道情况。(二)石方路基(l)质量要求①开炸石方应避免超量爆破,上边坡必须稳定;坡面的松石、危石必须清除干净。②修筑填石路堤应认真进行地表清理,逐层水平填筑石块,摆放平稳、填筑层厚度及石块尺寸应符合设计和施工规范规定,填石空隙用小石或石屑填满铺平,采用振动压路机分层碾压,填筑层须面石块应稳定、路基顶部填筑石块的最大尺寸不大于15cm。③路基表面应整修平整,边坡应顺直。(2)质量标准134
2路基排水与防护工程施工2.1路基排水2.1.1地面排水设施施工(一)边沟边沟断面一般为梯形,边沟内侧坡度按土质类型取1:1.0~1:1.5。在较浅的岩石挖方路段,可采用矩形边沟,其内侧沟壁用浆砌片石彻成直立状。矩形和梯形边沟的底宽和深度不应小于0.4m。边沟的纵坡与路线纵坡保持一致,纵坡为最小值时应缩短边沟出水口间距。一般地区边沟长度不超过500m,多雨地区不超过300m,三角形边沟不超过200m。边沟施工时,其平面位置、断面尺寸、坡度、标高及所用材料应符合设计文件和施工技术规范要求。土质边沟纵坡大于3%时应采用浆砌片石、栽砌片石、水泥混凝土预制块等进行加固。(二)截水沟当路堑边坡上侧流向路基的地表径流流量较大,或者路堤上侧倾向路基的地面坡度大于1:2时,应在路堑或路堤上方设置截水沟,截水沟长度以200m~500m135
为宜。一般采用梯形断面,沟壁坡度为1:1.0~1:1.5,断面尺寸可按设计径流量计算确定,但底宽和沟深不宜小于0.5m。截水沟的施工要求与边沟基本相同。在地质不良、土地松软、透水性较大、裂缝多及沟底纵坡较大的地段,为防止水流下渗和冲刷,应对截水沟及其出水口进行严密的防渗处理和加固。(三)排水沟由边沟出水口、路面拦水堤或开口式缘石泄水口通过路堤边坡上的急流槽排放到坡脚的水流,应汇集到路堤坡脚外1m~2m处的排水沟内,再排到桥涵或自然水道中。深挖路堑或高填路堤设边坡平台时,若坡面径流量大,可设置平台排水沟,以减小坡面冲刷。排水沟的断面形式和尺寸以及施工要求等与截水沟基本相同。2.1.2地下排水设施施工(一)明沟明沟用于拦截和引排路堑边坡或边沟外侧土体内的上层滞水或浅层地下水。明沟断面宜采用梯形,最小底宽0.5m。沟深超过1.2m时宜采用槽形明沟,最小底宽0.8m。(二)暗沟暗沟可采用矩形断面,沟宽和沟深按出水口大小确定,沟壁应采用浆砌片石或混凝土砌筑,沟顶设置盖板,盖板上的填土厚度不应小于0.5m。暗沟的纵坡不宜小于1%,出水口应防止冲刷填土边坡,引入边沟时,沟底标高应高出边沟常水位0.2m以上。(三)渗沟渗沟内部用坚硬的碎、卵石或片石等透水性材料填充。沟顶和沟底应设封闭层,用干砌片石层封闭顶部,并用砂浆勾缝;底部用浆砌片石作封闭层,出水口采用浆砌片石端墙式结构。渗沟应尽量布置成与渗流方向垂直。路基工程完工后,在路面施工前及公路工程初验后直至竣工验收终验前,路基如有损坏,施工单位应进行维修,并保证路基排水设施完好,及时清除排水设施中的淤积物、杂草等。对较长时间停工和暂时不做路面的路基,则应保持排水畅通;复工前应对路基各分项工程予以整修。路面施工前应整修路基,使表面无坑槽,保持规定的路拱。若路堤经雨水冲刷或发生沉降时,应立即修补、加固或采取其他处理措施,并查明原因,做好记录。遇路堑边坡坍方时,应及时清除。未经加固的高路堤和路堑边坡以及潮湿地区的土质路基边坡上的积雪应及时清除,以免危害路基。当路基构造物有变形136
时,就详细查明原因,及时修复,使之保持稳定。路基工程完工后,每当大雨、连日暴雨或积雪融化期间,应控制施工机械和车辆在土质路基上通行;若不能3路面底基层施工3.1半刚性路面施工(一)、厂拌法施工1、厂拌法施工工艺流程分析开始准土水泥石灰工业废渣备下承料堆有棚料料堆料堆下料斗施工放强制式拌和机或双转轴样浆叶式或跌落式拌和机推铺机或平地机碾压湿治养生2、施工方法厂拌法施工前,应先调试拌和设备。先要测定各种原材料的流量——开度曲线。然后按厂拌设备的实际生产率及各种原材料的设计重量比计算各自的要求流量,从流量——开度曲线上可查出各个闸门的刻度。按得出的刻度试拌一次,测定其级配、含水量及结合料剂量,如有误差则个别调整后再试拌。一般试拌一、二次即可达到要求。拌和生产中,含水量应略大于最佳值,使混合料运到现场摊137
铺后碾压时的含水量不小于最佳值,按照合同或规范要求,在拌和厂抽检混合料的配合比。将拌和好的混合料送到现场,如运距远,车上混合料应覆盖,以防水分损失过多。用平地机、摊铺机、摊铺臬或人工按松铺厚度摊铺均匀,如有粗细颗粒离析现象,应以机械或人工补充拌和,如果采用摊铺机施工,厂拌设备的生产率、运输车辆及摊铺机的生产率应尽可能配套,以保证施工的连续性。其他工序同路拌法。目前,我国高等级公路的半刚性基层施工多采用集中厂拌和摊铺机摊铺,修筑的基层平整度、高程、路拱、纵坡和厚度都达到了规范或合同的要求。从而避免了人工或平地机施工中配料不准、拌和不匀、反复找平、厚度难以控制等问题,不仅提高了工程质量,而且加快了工程进度。实践证明:提高高等级公路基层施工质量的根本出路在于机械化。因此,我们建议,基层施工应尽可能采用集中厂拌和摊铺机摊铺的施工方法。当条件不具备时,底基层施工方可采用路拌和人工摊铺。(1)下承层准备与施工放样半刚性基层施工前应对下承层(底基层或土基)按施工质量验收标准进行检查验收,验收合格后方可进行基层施工。下承层应平整、密实,无松散、“弹簧”等不良现象,并符合设计标高、横断面宽度等几何尺寸。注意采取措施搞好基层施工的临时排水工作。施工放样主要是恢复路中线,在直线段每隔20m、曲线段每隔10m~15m设一中桩,并在两侧路肩边缘设置指示桩,在指示桩上明显标记出基层的边缘设计标高及松铺厚度的位置,两侧路肩边缘设置指示桩,在指示桩上明显标记出基层的边缘设计标高及松铺厚度的位置。(2)备料半刚性基层的原材料应符合质量要求。(3)拌和与摊铺拌和时应按混合料配合比要求准确配料,使集料级配、结合料剂量等符合设计,并根据原材料实际含水量及时调整向拌和机内的加水量。(4)碾压碾压是使半刚性基层获得强度和稳定性的关键工序。摊铺整平的混合料应立即用12t以上的振动压路机、三轮压路机或轮胎压路机碾压。(二)、路拌法施工1、施工工艺:下承层准备施工测量备料摊铺拌和整形碾压养生。2、施工工艺要求:下承层准备、施工测量、碾压及养生的施工方法和要求与厂拌法施工相同。138
3、施工方法:(1)下承层准备与施工测量:施工前对下承层(底基层或土基)按质量验收标准进行验收,并精心加工。之后,恢复中线,直线段每20~25m设一桩,平曲线段每10~15m设一桩,并在两侧路面边缘外0.3~0.5m处设指示桩,在指示桩上用红漆标出基层(或底基层)边缘设计标高及松铺厚度的位置。(2)备料所用材料应符合质量要求,并根据各路段基层(底基层)的宽度、厚度及预定的干密度,计算各路段需要的干燥集料数量。根据混合料的配合比、材料的含水量以及所用车辆的吨位,计算各种材料每车料的堆放距离,对于水泥、石灰等结合料,常以袋(或小翻斗车)为计量单位,故应计算出每袋结合料的堆放距离。也可根据各种集料所占的比例及其松干密度,计算每种集料松铺厚度,以控制集料施工配合比,而对结合料(水泥、石灰等)仍以每袋的摊铺面积来控制剂量。路拌法施工时,备料在准备完毕的下承层上进行。首先根据铺筑层的宽度、厚度及预定达到的干密计算各施工段所需干集料的数量。其次是根据混合料的配合比、原材料含水量及运输车辆的吨位计算各种原材料每车的堆放距离;对于水泥、石灰等结合料,当以袋(或小翻斗车)为计量单位时,应计算每计量单位结合料的堆放距离。这样分层堆放的原材料经摊平、拌和后得到的混合料更容易符合规定的配合比要求。(3)摊铺与拌和用平地机、推土机或人工按试验路段所求得的松铺系数进行摊铺,摊铺力求均匀。摊铺工作就绪后,就可使用稳定土路拌机进行拌和作业。常用路拌机规格与型号参见第二章。路拌时,首先调整液压分配阀的控制手柄,使路拌机的工作装置渐渐深入混合料之中直至达到标尺要求的深度,这样拌和机就可以工作速度开始作业,工作速度以1.2~1.5km/h最为适宜。当然,不同的拌和条件,最佳拌和速度是不同的。在拌和开始阶段要反复检查拌和深度,是否留有“夹层”或切入下承层太深。拌和路线应自基层的最外沿向中心线靠拢。拌和中适时测定含水量,如含水量大于最佳时,应进行自然蒸发,使含水量达到最佳值。若含水量小于最佳值,应补充洒水进行拌和。一般在摊铺洒水时,用水量应稍大些,这样可避免二次拌和所造成的浪费。先堆放集料或土,用自动平地机等适合的机械或人工按铺筑试验路确定的松铺系数摊铺均匀,然后堆放结合料并摊平,摊铺应使混合料层厚度均匀。摊铺完毕,用稳定土拌和机、农用旋耕机或多铧犁进行拌和,拌和深度应达到稳定层底部,略扰动下承层,使基层与下承层结合良好。在拌和过程中,应设专人跟随拌和机行进,以便随时调整拌和深度并检查拌和质量。混139
合料应充分拌和均匀,严禁在拌和层底留有“素土”或夹层,否则会严重影响稳定层的强度和稳定性。拌和时应适时检查混合料的含水量,若含水量不符合设计要求,应通过自然蒸发或补充洒水使之处于最佳值,并再次拌和均匀。(4)碾压混合料拌和均匀后,立即用平地机初平、整型。在直线段,平地机由两侧向路中心刮平;在曲线段,平地机由内侧向外侧刮平。初平后,用拖拉机、平地机或轮胎式压路机快速碾压1~2遍,使可能的不平整部位暴露出来,再用平地机整型,如此反复1~2遍。整形过程中要及时消除集料离析现象,特别是粗集料集中的部位。低洼处应用齿耙将距表面5cm深度范围内的混合料耙松,再用新拌和的混合料找平。初步整形后,应检查混合料铺厚度,并进行必要的补料和减料。碾压作业与厂拌法施工相同。碾压结束前,用平地机再终平一次,使基层纵向顺适,路拱、超高、高程等符合设计要求;特别要将高出部分刮除并扫出路外,以保证上层路面结构的有效厚度。拌和好的混合料以平地机整平,并刮出路拱,然后进行压实作业。无机结合料稳定类结构层应用12t的三轮压路机碾压时,每层的压实厚度不应超过20cm。对于稳定中粒土和粗粒土,采用能量大的振动压路机时,每层的压实厚度根据试验确定,压实厚度超过上述规定时,应分层铺筑,每层的最小压实厚度为10cm。压实应遵循先轻后重、先慢后快的原则。直线段,由两侧路肩向路中心碾压,即先边后中;平曲线段,由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压过程中,如有“弹簧”、松散、起皮等现象,应及时翻开重新拌和,或用其它方法处理,使其达到质量要求。在碾压结束之前,用平地机再终平一次,使其纵向顺适,路拱和超高符合设计要求。终平应仔细进行,必须将局部分刮除并扫出路外,对于局部低洼之处,不再进行找平,留待铺筑沥青层时处理。(5)养生与交通管理重视保湿养生,养生时间应不少于7d。水泥稳定类混合料碾压完成后,即刻开始养生,二灰稳定类混合料是在碾压完成后的第二或第三天开始养生。养生期结束,应立即铺筑沥青面层或做下封层。基层上未铺封层或面层时,不应开放交通。当施工中断,临时开放交通时,也应采取保护措施。二、半刚性路面施工应注意的问题1、施工季节半刚性基层宜在春末或夏季组织施工。施工期间的最低气温应5℃以上;无机结合料稳定类结构层宜在春末或夏季组织施工,施工期的最低气温应在5℃以上,并保证在冻前有一定成型期,即在第一次重冰冻(—3℃~5℃)到来之前的半个月到一个月(水泥稳定类)或一个月到一个半月(石灰、工业废渣稳定类)完成。若不能达到上述要求,则碾压成型的半刚性基层应采取覆盖措施以防冻融140
破坏;多雨地区应避免在雨季施工石灰土结构层。雨季施工水泥稳定土或石灰稳定中、粗粒土时,应特别注意气候变化,采取措施避免结合料或混合料遭雨淋;在雨季施工水泥稳定类结构层时,应特别注意气候变化,勿使水泥混合料遭雨淋,并采取措施排除表面水,勿使运到路上的集料过分潮湿。降雨时应停止施工,及时排除地表水,使运到路上的材料不过分潮湿。已经摊铺的混合料应尽快碾压密实。2、接茬及“调头”处的处理无论用厂拌法还是路拌法施工,均应尽量减少横向接缝和纵向接缝,必须设置接缝时应妥善处理。对于水泥稳定类基层,同一天施工的两个作业段衔接处应搭接拌和,即前一段拌和后留下5m~8m长的混合料不碾压,待后一段施工时,在前一段未碾压的混合料中加入水泥,并拌和均匀。每一工作日的最后一段水泥稳定类基层完工后,应将末端设置成垂直端面,以保证接缝处有良好的传荷能力。对于石灰稳定类和工业废渣稳定类基层,同一天施工的两作业段衔接处可按前述方法处理,但不再添加结合料。施工过程中出现的纵向接缝应设置成垂直接缝,接缝区的混合料应充分碾压密实。石灰、二灰稳定类基层施工中,两工作段的衔接处应搭接拌和。即前一段拌和后,留5~8m,不进行碾压。后一段施工时,将前段留下未压部分,一起再进行拌和。对于水泥稳定类基层,当天两工作段的衔接处理方法同前,但应对前一段未压部分要再加水泥,重新拌和。当天最后一段水泥稳定类基层施工完后,将已压成段末端切成垂直断面,在第二天摊铺下段时,应在前一天余留未碾段内添加部分水泥,并与下段一起拌和。拌和机及其它机械不宜在已成型的结合料稳定层上“调头”。若必须在其上“调头”时,应采取保护措施(加铺覆盖层等)。拌和机等施工机械不应在已碾压成型的稳定类基层上“掉头”、刹车或突然起动。若必须进行这些操作时,应采取有效的措施保护基层。3、水泥稳定类混合料基层施工作业段长度的确定确定水泥稳定类混合料基层的施工作业段长度应考虑水泥的终凝时间、延迟时间、工程质量要求、施工机械效率及气候条件等因素。延迟时间宜控制在3h~4h内,不得超过水泥的终凝时间。在保证混合料强度符合要求的前提下,尽可能增长施工作业段长度。为此,水泥稳定类基层应采用流水作业法组织施工,使各工序紧密衔接,尽可能缩短延迟时间以增加施工流水段长度。一般条件下,每作业段长度以200m为宜。确定水泥稳定类混合料的作业长度,应综合考虑水泥的终凝时间、延迟时间对施工质量的影响、施工机械工的效率及气候条件等因素,并尽可能减少接缝。水泥稳定类混合料从拌和到碾压之间延迟时间宜控制在3~4h。必须延长延迟时141
间时,不应超过水泥终凝时间。因此,必须采用流水作业法,各工序必须紧密衔接,尽量缩短从拌和到完成碾压之间的延迟时间,一般情况下,每一流水作业段长以200m为宜。4、路拌法施工中土与粉煤灰用量的控制在二灰稳定类基层施工中,石灰剂量可以检测,土与粉煤灰的比例只能在施工中加以控制,若控制不好,不仅影响强度,还会使压实度检测失去意义。实际上,土与粉煤灰不同于砂砾和碎石,后者在装卸或摊铺过程中体积变化不大,而土和粉煤灰经装卸、运输和摊铺等,都能使密度变化,室内测量的松干密度总是偏小。如用其松干密度计算虚铺厚度将使工地用量偏多。此外,工地的运土工具较杂,难以用堆土距离控制。因此,可用稳压厚度控制配比的方法,即固定稳压路机型及遍数,实测稳压后土及粉煤灰的干密度。反过来,通过抽检稳压厚度来控制土与粉煤灰的比例。养生期当半刚性基层分层施工时,下层碾压完后,可立即铺筑上层,不需专门的养生期,但在铺筑上层之前,应始终保持下层表面湿润。基层完工后,养生期一般不宜少于7d。养生期结束,方可铺筑沥青面层或做封层。在近年来高等级公路半刚性基层路面修筑实践中,一些施工单位在基层混合料中掺入早强剂,养生不到7d,就已做上面层,但禁止重车通行。还有一些施工单位在半刚性基层施工后2~3d内就铺筑面层,这种做法的理由是基层板体性形成前,铺筑面层并压实是对基层的进一步压实,不会引起破坏,而且因沥青面层覆盖,减少了基层水分蒸发,基层的强度形成所需的水分自身能免满足。对二灰稳定类,其层因其强度形成较慢,更适于基层与面层的连续施工。但也有人认为:沥青混合料摊铺温度较高,加速了基层表面水分蒸发,沥青面层未压实前,水分从沥青混合料孔隙中蒸发,影响基层强度的形成。关于这一问题,目前仍无定论,3路面施工3.1水泥混凝土路面施工一、施工准备(一)材料组成水泥混凝土路面的原材料包括水泥、粗集料(碎石)、细集料(砂)、水、外加剂、接缝材料及局部使用的钢筋。(二)配合比设计水泥混凝土配合比设计的过程大致为:根据以往的设计参数或设计经验,初拟设计配合比,然后进行试拌,通过试验考察混凝土拌和物的工作性。如果测得的工作性低于设计要求,可保持水灰比不变,142
增加水泥浆用量;如果测得的工作性。如果测得的工作性低于设计要求,可减少水泥浆用量,或者保持砂率不变,增加砂石用量。每次调整时只加入少量材料,重复试验(时间不超过20min),直到符合要求为止。2、进行强度和耐久性试验,并作必要的调整,得到设计配合比,在符合工作性要求的配合比基础上,适当增减水泥用量,配制三组混凝土梁式试件,测定实际密度,养护到规定龄期后测定抗折强度。当实测强度未达到设计要求时,可提高水泥标号、减小水灰比或改善集料级配。3、根据水泥混凝土拌和物的现场实际浇筑条件、集料情况(级配、含水量等)、摊铺机具和气候条件等,对配合比进行适当调整,得到施工配合比。二、轨模式摊铺机施工(一)施工准备施工前的准备工作包括材料准备及质量检验、混合料配合比检验与调整、基层的检验与整修、施工放样及机械准备等。用轨模式摊铺机施工时,主要工序是混凝土的拌和与摊铺成型。各种组成材料的计量精度应不超过下列范围;水和水泥±2%。拌和过程中加入外加剂时,外加剂应单独计量。用国产强制式搅拌机拌和坍落度1cm~5cm的混凝土拌和物,最佳拌和时间应控制为:立轴式强制拌和机为90s~180s;双卧轴强制式拌和机为60s~90s,最短拌和时间不低于低限,最长拌和时间不超过高限的3倍。(二)摊铺与振捣摊铺时将卸在基层上或摊铺箱内的混凝土拌和物按摊铺厚度均匀地充满轨模范围内。摊铺过程中应严格控制混凝土拌和物的松铺厚度,确保混凝土路面的厚度和标高符合设计要求。(三)施工注意事项拌和物的坍落度通常不大于2.5cm,骨料最大粒径控制在40mm以下。当混凝土拌和物的坍落度小于2cm时,应采用插入式振捣器对路面板的边部进行振捣,以达到应有的密实度和均匀性。振捣机械的工作行走速度一般控制在0.8m/min,但随拌和物坍落度的增减可适当变化,混凝土拌和物坍落度较小时可适当放慢速度。(四)表面整修1、表面整平2、精光及纹理制作(五)养护143
在养护初期,可用活动三角形罩棚遮盖混凝土,以减少水分蒸发,避免阳光照晒,防止风吹、雨淋等。混凝土泌水消失后,在表面均匀喷洒薄膜养护剂。2喷洒时在纵横方向各喷一次,养护剂用量应足够,一般为0.33kg/m左右。在高温、干燥、大风时,喷洒后应及时用草帘、麻袋、塑料薄膜、湿砂等遮盖混凝土表面并适时均匀洒水。养护时间由试验确定,以混凝土达到28d强度的80%以上为准。使用普通硅酸盐水泥时约为14d,使用早强水泥约为7d,使用中热硅酸盐水泥约为21d。在养护期间禁止车辆通过以保护混凝土路面。(六)接缝施工1、胀缝施工胀缝应与混凝土路面中心线垂直,缝壁垂直于板面,宽度均匀一致,缝中不得有粘浆或坚硬杂物,相邻板的胀缝应设在同一横断面上。施工过程中固定传力杆位置的支架应准确、可靠地固定在基层上,使固定后的传力杆平行于板面和路中线,误差不大于5cm。铺筑混凝土拌和物时严禁造成传力杆位移,否则,将导致混凝土路面接缝区的破坏。机械化施工混凝土路面时,胀缝可在连续铺筑混凝土拌和物的过程中完成,也可在施工终了时完成。施工时用方木、钢档板及钢钎固定胀缝板,钢钎间距1m。在摊铺机前方,先在路面胀缝的传力杆范围内铺筑混凝土拌和物,用两个插入式振捣器捣实,人工进行粗面,并通过摊铺机的振荡修平梁进行最终修平。待接缝板以上的混凝土硬化后用锯缝机按接缝板的位置和宽度锯两条缝,凿除接缝板之上的混凝土和临时插入物,然后用填缝料填满。这种施工方法可确保接缝施工质量,胀缝的外观也较好。施工终了先浇筑传力杆以下的混凝土拌和物,用插入式振捣器振捣密实,并注意校正传力杆的位置,然后再摊铺传力杆以下的混凝土拌和物,摊铺机摊铺胀缝另一侧的混凝土时,先拆除端头钢挡板及钢钎,然后按要求铺筑混凝土拌和物。填缝时必须将接缝板以上的临时插入物清除。胀缝两侧相邻板的高差应符合如下要求:高速公路和一级公路应不大于3mm,其他等级公路不大于5mm。2、横向缩缝施工经验表明,锯缝时间以施工温度与施工后时间的乘积为200~300个温度小时或混凝土抗压强度为5Mpa~10MPa较为合适。3、施工缝设置施工中断形成的横向施工缝应尽可能设置在胀缝或缩缝处,多车道路面的施工缝应避免设在同一横断面上。施工缝设在缩缝处应增设一半锚固、另一半涂144
刷沥青的传力杆,传力杆必须垂直于缝壁、平行于板面。4、接缝填封混凝土养护期满即可填封接缝,填封时接缝必须清洁、干燥。填缝料应与缝壁粘附紧密、不渗水,灌注高度一般比板面低2mm左右。当使用加热施工型填缝料时,应加热到规定的温度并搅匀,采用灌缝机或灌缝枪灌缝;气温较低时应用喷灯加热缝壁,使填缝料与缝壁结合良好。5、轨道式摊铺机铺筑水泥混凝土路面施工要点是:①严格控制基层强度、平整度和高程。②⑥轨道模板必须安装牢固,校对高程,在摊铺行驶过程中不能出现错位现象。③布料机均布后铺筑在四段内的混凝土要预留足够的虚高以保证螺旋摊④铺器对混凝土进一步整平,因此,摊铺器前用料高度以5~10cm为宜。⑤根据不同摊铺机的使用性能,进行相适应的配合比设计。三、水泥混凝土路面的滑模施工(一)机械施工1初步成型的路面板可能存在下列缺陷:①振动密实后,存有粗集料暴露在混凝土上表面。②在滑动成型中,如果侧模板和上模板(成型盘)不能很好地与混合料接触,侧模板和上模板将不能分别对路面板侧面和顶面进行滑抹,这样会导致路面板侧面和上表面粗糙不平。③在上模板和侧模板结合的上边角,振动过程中可能充填不足,滑动成型过程中如果不能挤压填充,成型后的路面板边角可能会产生缺角不齐的现象。④由于密实后的混凝土混合料在重力作用下会发生变形,当侧模板滑过后,路面侧边失去支撑,路面板两侧上边角区会发生侧下变形,导致路面板两侧边坍落,两侧上边向外膨胀,两侧的上表面低于路面高度,路面断面尺寸达不到工程设计要求。为了消除上述可能的路面成型时的缺陷,滑模摊铺机在工作装置和模板安装角度上要进行以下调整:①增设夯梁,使它以2HZ左右的频率将大的粗集料夯入路表面下,使路表面以小的粗集料、细集料和水泥浆组成的混合料进入成型盘。②侧模板在安装时调整为前喇叭口形。侧模板设置前张角δ,上模板(成型盘)设置仰角,使密实混凝土混合料以楔形进入侧模板和上模板组成的模制成型楔形空间。这样,可以使用权模板与混合料很好地接触,从而对路面板侧面和顶145
面进行良好地滑抹。由于楔入角的存在,混合料将受到挤压而产生弹塑性变形,砂浆受到挤压也将发生塑性变形和流动,填充上模板和侧模板结合处的边角,而且使混合料填满整个成型模板空间。③上模板两侧边向上翘起,使路面两侧顶面在成型时形成高于路面高度的两个超高三角区(断面形状),而侧模板在安装时设置一定的内倾角,使路面板两侧形成小于路面宽度的内收三角区,从而使两侧边角坍落得到补偿,两侧侧上边的向外膨胀受到抑制。为了确保路面板表面的平整和边角的整齐,在成型盘后面安装有可浮动的抹光盘上带有修边器,将对由侧模板和成型盘挤压力对混凝土密实度没有影响。2、滑模混凝土配合比①要求混凝土配合比设计包括两方面的内容;第一是选取料,第二是配料,对于给定的材料,在确定一种混合料时必须考虑下面五个变化因素:水灰比、水泥用量、砂率、稠度、外加剂。②计算方法确定配制强度混凝土配制强度(RWP)按下式计算:RWP=KRW式中:RWP——混凝土配制搞弯拉强度(MPa);RW——混凝土设计抗弯拉强度(MPa);k——系数,施工水平较好者k=1.10,一般k=1.15。计算水灰比(W/C)混凝土拌和的的水灰比根据已知的混凝土配制抗弯拉强度和水泥的实际抗弯拉强(Rwp),代入式得到灰水比,然后可计算水灰比。对碎石混凝土C/W=(RWP+1.0079+0.3485Rws)/1.5684对砾(卵)石混凝土C/W=(RWP+1.5492-0.4565Rws)/1.2684式中:Rwp——混凝土配制抗弯拉强度(MPa);Rws——水泥实际抗弯拉强度(MPa);C/W——灰水比。路面混凝土水灰比一般不小于0.40,不大于0.50。计算单位用水量(mwo)146
3混凝土拌和物每1m的用水量(kg),按下式确定。对于碎石混凝土mwo=104.97+3.09H+11.27C/W+0.61βs对于卵石混凝土mwo=86.89+3.70H+11.24C/W+1.00βs式中:H——混凝土拌和物坍落度(cm);βs——砂率(%)。计算单位水泥用量(mco)3混凝土拌和物每1m水泥用量(kg),按下式计算mco=mwo/(W/C)33路面混凝土单位水泥用量一般不小于300kg/m,不大于360kg/m。计算砂石材料单位用量(mso/mco)3、滑模式水泥混凝土摊铺施工应注意以下几点。①控制摊铺面板位置与高程:调整好方向传感器位置,目的是确定引向导线与路面板边距离。调整好高程传感器的位置,确定成型板尾部高度,控制摊铺厚度。因此,成型板尾部成为高程控制的平面。②注意解决适合应用滑模摊铺机施工的水泥混凝土配合比,它与人工摊铺施工的配合比不同;经验表明,与人工摊铺法相比,水灰比较小、砂率较大。应合理地应用减水剂调整施工中混合料的和易性保滑模前进后的混凝土及时成型。二、人工摊铺法人工摊铺法的施工工序大体可以分为:安装模板——装设专力杆——混凝土的拌和与运输——混凝土摊铺与振实——整修表面——接缝施工——混凝土养生与填缝。(一)安装模板在摊铺混凝土之前,应先安装两侧模板。模板采用木模或钢模,尽量采用钢模板。采用木模板时,板厚宜为5cm,高度秘混凝土板进取相同,弯道上的模板应薄些,宜采用1.5~2.0cm厚,以便弯成弧形。钢模宜选用3号钢材,一般多采用型钢(槽钢)制成,模板高度应与混凝土板厚相等。安装模板时,应该放按放线位置把模板放在基层上,其两侧用铁钎打入基层,来固定模板。铁钎间距一般为内侧1.0~1.5m,外侧0.5~1.0m,对弯道和交叉路口边缘处,铁纤应适当加密。模板底与基层间局部出现的间隙可用水泥砂浆填塞,以防漏浆。模板顶面用水准仪检查标高,不符合要求时要予以调整。施工147
时,要经常检查模板平面和高程,并严格控制。为增加模板的稳定性,一般采用钢筋或角钢制成的水平支撑和斜支撑相间的钢模边接,然后再用铁钎打入基层,将水平与斜支撑固定。立好的模板在浇筑混凝土之前,其内侧应涂刷肥皂液、废机油等防粘剂,以便拆模。(二)装设传力杆模板安装好后,在需要设传力杆的胀缝或缩缝位置安设传力杆。胀缝传力杆的安装方法是在嵌缝板上预留圆孔以便传力杆穿过,嵌缝板上设木制或铁制压缝板条,其旁再设一块胀缝模板。传力杆的位置和间距由胀缝模板挖的U型槽控制,传力杆两端固定在钢筋支架上,支架脚插入基层内。1、混凝土混合料的拌和与运输混凝土混合料应采用机械搅拌,搅拌站位置应根据施工和运输工具选定,容量由工程量大小和施工进度确定。2、摊铺与振捣混凝土板厚度不大于22cm时,可一次摊铺,大于22cm时,可分二层摊铺,下部厚度宜为总厚的3/5。虚铺高度可高出设计厚度约10%,密实成型后应与标高一致。3表面整修用滚筒滚压方法使路表面平整、提浆后,即开始进行表面整修。表面整修时,先用大抹子反复粗抹找平,再用铁抹板拖抹,小抹子精平,最后用施光带横向拖几次,个别部位再用小抹子精抹找补,使之达到平整度要求。4接缝施工①胀缝当胀缝一侧混凝土浇筑完后,取掉胀缝模板再浇筑另一侧混凝土,钢筋支架浇在混凝土内不取出。压缝板条使用前应涂废机油或润滑油,在混凝土振捣完后先抽动一下,终凝前将压缝板条取出,此时不要扰动两侧混凝土,缝隙内浇灌填缝料。②横向缩缝横向缩缝的施工多采用切缝法,当混凝土强度达到设计强度的25%~30%时,应采用切缝机进行切割。用水冷却切缝时,应防止切缝水渗人基层和土基,冷却用水的压力不应低于0.2MPa。要注意掌握锯缝时间,过早锯缝时槽口边缘易损坏;过迟因混凝土过硬,使刀片易磨损,而更重要的是易产生裂缝。用切缝机切缝的混凝土,宜采用425号以上普通水泥浇筑。碎石混凝土的最佳切割坑压强度为6.0~12.0MPa。砾石混凝土为9.0~12.0MPa。切缝时间与施工时温度有关。148
③纵缝平缝纵缝的施工是在已浇筑混凝土板的缝壁上涂刷沥青(也可再将宽同缝深的油毡纸按三毡两油厚贴在缝壁上),然后再浇筑相邻的混凝土板。企口纵缝的施工是在已浇筑混凝土板凹榫一边缝壁上涂沥青(也可再将宽同缝深的油毡纸按三毡两油厚贴在缝壁上),再浇筑凸榫一侧混凝土板。5养生与填缝①养生混凝土板做面完成后应及时养生。混凝土需湿润养生,以防止混凝土板产生收缩裂缝,保证混凝土水化过程的进行。养生在抹面2h后混凝土有相当硬度时开始。一般采用草袋、草帘、麻袋等覆盖于混凝土板表面,或覆盖2~3cm厚的砂,均匀洒水,保持湿润状态。另外也有用塑料薄膜养生的,多采用喷洒法。当混凝土表面不浮水,用手指压无痕迹时,进行喷酒。喷洒厚度以能形成薄膜为宜。2用量控制在每千克溶剂喷洒3m左右。由于日光直接照射混凝土表面,易使混凝土板上下温差大,水化作用时易产生裂缝,养护期间应保护塑料薄膜的完整。②填缝混凝土板养护期满后,缝槽应及时填缝。理想的填缝材料应是能长期保持弹性、韧性,热天不软化挤出,冷天不脆硬,与缝壁粘牢,能适应混凝土板收缩,不溶水,防止水进入缝内的耐久性材料。6冬季和夏季施工(1)冬季施工根据施工地的气温资料,当室外日平均气温连续五天低于5℃时,混凝土板应按冬季施工进行。采用高标号(425号以上)硅酸盐水泥或普通水泥,快凝水泥或掺早强剂,或增加水泥用量,水灰比不应大于0.45。混凝土混合物浇筑的温度不应低于5℃,当气温在0℃以下或混凝土浇筑温度低于5℃时,应将水加热,或将水和集料同时加热,但混合料拌和物不应超过35℃,水不应超过60℃,砂、石不应超过40℃,加热搅拌时,水泥应最后投入。混凝土面层上覆盖蓄热保温材料,必要时加盖养生暖棚。(2)夏季施工因温度过高,促使夏季施工混凝土中水分蒸发过快,再加上水泥的水化易出现干缩裂缝。因此,当室外气温在30~35℃时,混凝土板应按夏季施工进行。混凝土混合料运输时加以遮盖,尽可能缩短运输和施工时间。浇筑前对基层表面和模板进行洒水湿润,浇筑完毕后及时覆盖,加强酒水养生。149
搅拌站加设遮阴棚和挡风设施,以减少水分蒸发。气温高时尽量避开中午施工,可在夜间进行施工,防止因温度影响而引起缩裂。遇雨应停止施工,并对终凝前的混凝土面层采取防雨保护措施。四、特殊气候条件下水泥混凝土路面施工(一)高温季节施工当气温高于30℃~35℃、空气温度低于80%时,最好不进行混凝土路面的施工;若必须施工则应考虑温度和温度条件,采取有效的工艺措施,确保混凝土路面质量。高温施工时,混凝土拌和站应搭设遮阴棚,取用料堆内部温度相对较低的材料,洒水降低粗集料、模板和基层的温度,尽量用温度较低的水。拌和物温度超过35℃时应在水中加冰。为延缓初凝时间可掺加缓凝剂,尽可能在气温较低的早晨和夜间施工。(二)低温季节施工当施工现场的气温低于5℃,昼夜最低气温有可能降到—2℃,同时混凝土拌和物的摊铺温度低于10℃时,即为混凝土路面的低温季节施工。低温条件下施工混凝土路面时,必须有相应的工艺措施。当施工现场气温低于0℃或混凝土拌和物温度低于5℃时,应停止施工。采用早强型水泥,掺早强型减水剂、早强剂或引气剂等,不得使用矿渣硅酸盐水泥。施工过程中应采取措施提高混凝土的拌和温度及养护温度,保证混凝土的强度发展。混凝土拌和物温度仍达不到要求,可先将集料加热再进行拌和,最后投入水泥。加热时,水的温度应不超过60℃,集料温度应不超过40℃,最终使混凝土拌和物的温度不超过35℃。若采用525号普通硅酸盐水泥,水温应不超过80℃,集料温度应不超过60℃。应随时检测水、集料在拌和前和混凝土拌和物出盘时的温度。低温季节过后,气温上升至3℃以上方可进行混凝土路面的施工,但集料应不带有冰雪,拌和时间适当延长。下承层应不受冰冻影响,铺筑混凝土路面前,应将下承层上的冰雪清除。混凝土路面施工的各个工序必须紧密衔接,以缩短工序间隔时间。运送混凝土拌和物的车辆应有保温设施。路面混凝土养护可采用蓄热保温的方法进行。混凝土终凝后,应选用合适的保温材料覆盖路面,使用加热原材料拌和的混凝土热量和水泥的水化热蓄存起来,以减少面层热量散失,这样可使混凝土在适宜的温度条件下硬化。可用麦秸、稻草、油毡纸、锯末等材料铺成至少10cm厚的保温层。如预报次日最低气温在—2℃以下,应提高养护温度,防止混凝土冰冻。养护温度应保持在10℃以上,150
后7d养护温度庆保持在5℃以上。(三)雨季施工雨季施工混凝土路面时,雨天或遇阵雨均应停止施工。混凝土拌和物运输车辆应备有遮盖物,如遇雨应及时覆盖。雨后施工应及时排除基层表面积水。雨季集料的含水量变化大,应及时测定,以调整拌和机的加水量。尽量从料堆内部取料,严禁用含泥量大的底脚料。雨季空气温度大,水泥贮放应防止漏雨和受潮。铺筑的混凝土面板达到终凝前,如遇下雨,应及时覆盖塑料膜,且不得触及路表面,以免影响路面的外观。需要雨下操作时,现场应制备足够长度、轻便、易于移动的防雨工作棚。3.2沥青路面施工一、沥青材料(一)混合料配合比设计要铺筑高质量的沥青路面,除使用质量符合要求的沥青和矿料外,必须进行混合料配合比设计,确定沥青混合料的最佳组成。通常按实验室目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段进行。(二)实验室目标配合比设计实验室目标配合比设计阶段的任务是确定矿料的最大粒径、级配类型及最佳沥青用量。1、确定矿料最大粒径工程实践和研究表明,当结构层厚度(h)与矿料最大粒径(D)的比值h/D减小时,沥青混合料的高温稳定性提高,车辙量减少,但抗疲劳能力降低;当h/D增加时,矿料的细集料含量多,沥青用量增大,沥青混合料的抗疲劳特性提高,但抗车辙能力降低。通常取h/D≥2,此时沥青混合料的施工和易性、压实性较好,易于达到规定的密实度和平整度,从而保证沥青混合料的路用性能符合要求。2、确定矿料级配矿料配合比可采用试算法、图解法、正规方程法等方法确定。图解法是最常用的方法,而正规方程法的计算结果最准确。沥青混凝土混合料的矿料级配应尽可能采用正规方程法用计算机进行计算。3、确定最佳沥青用量沥青混合料的最佳沥青用量通过马歇尔试验确定。151
4、水稳定性和高温稳定性检验进行水稳定性检验时,先用按上述步骤确定的沥青用量OAC制作马歇尔试件,然后进行浸水马歇尔试验或真空饱水后的浸水马歇尔试验。二、施工(一)、施工准备施工前的准备工作主要包括原材料的质量检查、施工机械的选型和配套、拌和厂选址与备料、下承层准备、试验路铺筑等工作。1原材料质量检查2施工机械的选型和配套3拌和厂选址与备料4试验路铺筑热拌沥青混合料路面的试验路铺筑分试拌、试铺及总结三个部分:①通过试拌确定拌和机的上料速度、拌和数量、拌和时间及拌和温度等;验证沥青混合料目标生产配合比,提出生产用的矿料配合比及沥青用量。②通过试铺确定透层沥青的标号和用量、喷洒方式、喷洒温度,确定热拌沥青混合料的摊铺温度、摊铺速度、摊铺宽度、自动找平方式等操作工艺,确定碾压顺序、碾压温度、碾压速度及遍数等压实工艺,确定松铺系数和接缝处理方法等;建立用钻孔法及核子密度仪法测定密实度的对比关系,确定粗粒式沥表混凝土或沥青碎石路面的压实密度,为大面积路面施工提供标准方法和质量检查标准。③确定施工产量及作业段长度,制定施工进度计划,全面检查材料质量及施工质量,落实施工组织及管理体系、人员、通讯联络方式及指挥方式等。试验路铺筑结束后,施工单位应就各项试验内容提出试验总结报告,取得主管部门的批准后方可用以指导大面积沥青路面的施工。(二)拌和要求拌和时应根据生产配合比进行配料,严格控制各种材料的用量和拌和温度,确保沥青混合料的拌和质量。拌和机拌和沥青混合料应色泽均匀一致、无花白料、无结团成块或严重粗细料离析现象,不符合要求的混合料应废弃并对拌和工艺进行调整。(三)拌和质量检查沥青混合料拌和质量检查的内容包括拌和温度的测试和抽样进行马歇尔并作好检查记录。控制拌和温度是确保沥青混合料拌和质量的关键,通常在混合料装车时用有度盘和铠装枢轴的温度计或红外测温仪测试。抽取拌和的沥青混合料152
进行马歇尔试验,测试稳定度、流值、空隙率。用沥青抽堤试验确定沥青用量,并检查抽堤后矿料的级配组成,以各项测试数据作为判定拌和质量的依据。(四)沥青混合料运输热拌沥青混合料宜采用吨位较大的自卸汽车运输,汽车车厢应清扫干净并在内壁涂一薄层油水混合液。从拌和机向运料车上放料时应每放一料斗混合料挪动一下车位,以减小集料离析现象。运料车应用篷布覆盖以保温、防雨、防污染,夏季运输时间短于0.5h时可不覆盖。混合料运料车的运输能力应比拌和机拌和式摊铺机摊铺能力略有富余。(五)修筑试验段生产配合比的确定调整混合料配比时应以前次试验为基础,针对出现的问题采取相应的措施进行局部调整。下面是对试拌混合料时一般性调整的指导原则。空隙率与稳定度均较低系沥青含量过多或细料偏多或两者兼有所致。方法有多种。其中之一是在混合料中添加粗矿料以提高VMA(矿料间隙率)值。提高空隙率的另一种方法是降低沥青含量。空隙率低、隐定度满足要求空隙率低易出现泛油现象,因此,空隙率低的混合料,即便是稳定度暂时可以满足要求,也应该用上面所述的方法进行调整。空隙率满足要求、稳定度低对此,可能是因为混合料级配不佳、矿料本身强度不足、沥青与矿料粘结性差等造成,可根据具体情况进行调整。空隙率高、稳定度满足要求空隙率高常会使透水性提高。所以,既使混合料的稳定度满足要求,也要将空隙率调低些。通常采用的方法是适当增加细料。153
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治7公路质量控制与通病防治质量是工程建设的关键要确保工程质量必须对影响工程质量的各个因素从原材料施工工艺到成品都要进行控制任一环节出现疏忽包括施工时施工人员自身的疏忽大意和放松质量检查都会给工程最终质量带来严重的损害因而项目管理人员必须对整个工程实行施工全过程的质量控制71路基工程质量控制与通病防治71.1路基施工准备阶段施工测量的控制在路基施工准备阶段即承包施工单位进场至正式签发开工通知书之前施工单位应根据监理工程师书面提供的数据做好施工测量工作其内容包括导线中线水准点复测横断面检查与补测增设水准点等1施工单位必须根据设计资料认真搞好导线复测工作复测应采用红外测距仪或其它满足测量精度的仪器复测导线时必须和相邻施工段的导线闭合导线起讫点应与设计单位测定的结果比较测量精度应满足设计要求当设计未规定时应满足角度闭合差为16n是测点数坐标相对闭合差为l100002原有导线点不能满足施工要求时应进行加密保证在道路施工过程中相邻导线点间能互相通视对有碍施工的导线点施工前应加以固定固定方法可采用交点法或其它固定方法3施工单位在路基开工前应全面恢复中线并固定路线主要控制桩如交点转点圆曲线及缓和曲线的起讫点等对于高速公路一级公路应采用坐标法恢复主要控制桩恢复中线时应注意与结构物中心相邻施工段的中线闭合发现问题应及时查明原因并报现场监理工程师4检查校核纵断面高程测量要求每20m测一点且数据必须闭合记录清楚完整无涂改应整理绘制复测后的纵断面图并计算填挖高5检查校核横断面测量要求每20m测一横断面地形变化特殊地段应加测若干断面地貌特征要作好记录和说明土石方应列表计算每20m一段填挖分清要求提供横断面图土石方数量表说明书等6校接检查水准基点的测量凡原设计水准基点应按精度要求全部测量一遍若不符合精度要求应在书面报告中说明水准点必须设置在永久建筑物上且建筑物应不易损坏不下沉不受自然侵蚀与相邻施工单位水准点的衔接标高必须一致且符合精度要求即任何水准测量闭合差应达到标准精度内业整理要列出水准点复1
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治测一览表核实并标明水准点位置里程建筑物特征高程71.2表土清理与压实的控制l在路基施工范围内对树根或有树根的表层土必须挖除挖除深度由监理工程师现场确定并将挖出的不带树根的表土搬经监理工程师同意的贮料堆2对含有地表水淤泥杂草垃圾腐殖土等的地基应进行排除清理对于软土地基则要进行特殊处理3为使路基土方能均匀压实要求使用平地机或推土机将原地面推平平整度误差不超过5cm旧路基平整或新铺平地面均要求进行碾压并达到规定的压实度4原地面横坡为1512.5时原地面应挖成台阶台阶宽度不小于1m原地面横坡陡于12.5时应按特殊路基设计进行处理5零填方路段对于土质较差的路段应将地面挖除30cm厚一层换土填实并进行碾压达到95的压实度71.3挖方路基施工的质量控制71.3.l开挖方式根据路堑的不同类型应采用不同的开挖施工方式l路堑短而浅可采用全断面开挖法从两端掘进路堑较深时可采用分层台阶式开挖上层在前下层随后2)路堑较长可采用分段开挖法即两端为纵向出土路堑中部选择一个或几个适宜处将较薄一侧堑壁横向挖穿使路堑分成两段或数段各段再纵向开挖3拟设挡土墙的路堑可考虑采用纵向分段挖掘法以便同时分段修筑挡土墙4拟设防护工程的边坡当防护工程不能紧跟开挖施工时应暂时留下一定厚度的保护层待防护工程施工时再刷坡挖足71.3.2弃方处理1路基弃方包括开挖中挖出的未被利用的剩余材料清理场地的杂物和废料以及不适合作路堤填料的材料这些弃方应送到图纸所示或经监理工程师同意的地点堆放2施工单位弃土堆放时应防止对周围的灌溉渠道和天然水流造成污染和淤塞任何因弃土污染水源和淤塞尔道而引起的损失由施工单位自己负责进行补救处理71.4路堤填筑施工质量控制71.4.1压实的作用2
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治天然土体经过挖掘搬运原状结构已被破坏土团之间留下了许多孔隙在荷载作用下可出现不均匀或过大的沉陷或坍落甚至失稳滑动所以路基填土必须进行压实对于松土层构成的路堑表面为改善其工作条件也应予以压实采用机械对土施加碾压能量为的是使土颗粒重新排列彼此挤紧减小孔隙提高土体的密实度增强土颗粒间的接触面增大土体的粘聚力提高内摩阻力从而提高土体的抗剪强度减少形变实践证明经过压实的土其塑性变形渗透系数毛细水作用及隔温性能等都有明显改善因此压实是改善土体工程性质的一种经济合理措施71.4.2影响压实效果的主要因素l含水量土中含水量对压实效果的影响比较显著当含水量较小时由于粒间引力使土保持着比较疏松的状态或凝聚结构土中孔隙大都互相连通水少而气多在一定的外部压实功能作用下虽然土孔隙中气体易被排出密度可以增大但由于水膜润滑作用不明显以及外部功能也不足以克服粒间引力土粒相对移动不容易因此压实效果比较差含水量逐渐增大时水膜变厚引力缩小水膜起润滑作用外部压实功能比较容易使土粒移动压实效果渐佳土中含水量过大时孔隙中出现了自由水压实功能不可能使气体排出压实功能的一部分被自由水所抵消减小了有效压力压实效果反而降低因此只有在最佳含水量的情况下压实效果最好然而含水量较小时土粒间引力较大虽然干密度较小但其强度可能比最佳含水量时还要高可是此时因密实度较低孔隙多一经饱水其强度会急剧下降因此在最佳含水量情况下压实的土水稳性最好最佳含水量和最大干密度是两个十分重要的指标对路基设计与施工很有用处2土类在同一压实功能作用下含粗粒越多的土其最大干密度越大而最佳含水量越小施工时应根据不同土类分别确定其最大干密度和最佳含水量3压实功能同一类土其最佳含水量随压实功能的加大而减小而最大干密度则随压实功能的加大而增大当土偏干时增加压实功能对提高干密度的影响较大偏湿时则收效甚微故对偏湿的土企图用加大压实功能的办法来提高土的密安度是不经济的若土的含水量过大此时增大压实功能就会出现弹簧现象另外当压实功能加大到一定程度后对最佳含水量的减小和最大干密度的提高都不明显了这就是说单纯用3
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治增大压实功能来提高土的密实度未必合算压实功能过大还会破坏土体结构效果适得其反4压实土层厚度在相同土质和相同压实功能的条件下压实效果随压实厚度的递增而减弱试验证明表层压实效果最佳越到下面压实效果逐渐减小因此对不同压实机械和不同的土质压实时控制的层厚不同71.4.3填方铺筑压实的质量控制要控制好路基压实质量首先应充分认识影响压实的各种因素然后根据现场实际情况采取各种技术措施充分发挥现场压实机械的工作效率使所施工的路基达到压实标准的要求在施工过程中进行质量控制时重点应注意检查以下几方面1确定不同种类填土最大干密度和最佳含水量用于填筑路基的沿线土石材料其性质往往有较大的变化在路基填筑施工之前必须对主要取土场采集代表性土样进行土工试验用规定方法求得各个土场土样的最大干密度和最佳含水量以便指导路基土的压实施工2检查控制填土含水量由于含水量是影响路基土压实效果的主要因素故需检测欲填入路基中的土的含水量用透水性不良的土作填料时应控制其含水量在最佳含水量2之内3分层填筑分层碾压压实土层的密实度随深度递减表面5cm的密实度最高填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型土的种类和压实度要求有关应通过试验路段来确定一般认为对于细粒土用1225t光轮压路机时压实厚度不超过20cm用2225t振动压路机时压实厚度不超过50cm4全宽填筑全宽碾压填筑路基时应要求从基底开始在路基全宽度范围内分层向上填土和碾压尤其应注意路堤的边缘部分路堤边缘往往压实不到处于松散状态雨后容易滑坍故两侧可采取宽填4O50cm压实工作完成后再按设计宽度和坡度予以刷齐整平5加强测试检验及压实控制检查压实度一般采用灌砂法环刀法蜡封法水袋技或核子密度仪法环刀法适用于细粒土灌砂法适用于各类土采用核子仪法时应先进行标定并与灌砂法作对比试验找出相关的压实度修正系数尤其是当填土种类发生变化时必须重新标4
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治定方能保证压实度检测的准确可靠性填筑路基时应分层碾压并分层检查压实度并要求填土层压实度达到要求后方能允许填筑上一层填土只有分层控制填土的压实度才能保证全深度范围内的压实质量当工地实测的压实度小于要求的压实度时应检查填土的含水量当填土含水量w与最佳含水含量w0相差在2以内时说明压实功能不够应增加碾压遍数如果压实遍数超过10遍仍达不到压实度要求则继续增加遍数的效果很小不如减小压实层厚当ww时应将填土挖松晾干至w再重新碾压当w1509090零填及路堑路床03095932现场压实质量的评定在压实过程中施工单位的自检人员应经常检查压实度是否符合要求检测频率为每22200m检验8点不足200m时至少应检验2点必要时可增加检查点数以防止压实不足处漏检5
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治71.5道路路基工程质量通病及防治71.5.1回填压实的质量通病及防治超厚回填倾斜碾压填土不符合要求带水回填均造成回填土达不到标准要求的密实度超厚回填1现象一种是路基境方一种是沟槽回填土不按规定的虚铺厚度回填严重者用推土机一次将沟槽填平2危害不能将所铺层厚内的松土全部达到要求的密实度如是道路将造成路基和路面结构沉陷如是管道其胸腔部位便达不到要求的密实度使胸腔部位的上压力小于管顶上压力和地面荷载可能造成管体上部破裂无筋管还可能被压扁3原因分析1施工技术人员和操作工人对上述危害不了解或认识不足2技术交底不清或质量控制措施不力3施工者有意偷工不顾后果4治理方法1加强技术培训使施工技术人员和操作人员了解分层压实的意义2要向操作者作好技术交底使路基填方及沟槽回填土的虚铺厚度不超过有关规定3严格操作要求严格质量管理惩戒有意偷工者二倾斜碾压1现象在填筑段内随高就低使碾轮爬坡碾压2原因分析在填筑段内未将底层整平即进行填筑或在沟槽内填筑高度不一使碾轮在带有纵坡的状态下碾压3危害碾轮压实重力产生分力损失在纵坡上使碾轮重不能发挥最大的压实功能坡度越大损失的压实功就越大4治理方法在路基总宽度内应采用水平分层方法填筑路基地面的横坡或纵坡陡于15时应作成台阶回填沟槽分段填土时应分层倒退留出台阶台阶高等于压实厚度台阶宽不小于1m三挟带大块回填1现象在填土中带有大砖块大石块大混凝土块大硬土块2危害填土中挟带块状物妨碍土颗粒间相互济紧达不到整体密实效果另6
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治一方面块状物支垫碾轮产生叠砌现象使块状物周围留下空隙日后发生沉陷3原因分析1不了解较大块状物掺入土中对夯实的不利影响2不愿多运弃土方和杂物3或交底不明确或控制不严格4治理方法1在回填土交底中要向操作者讲明带块状物回填的危害使操作者能自觉遵守2要严格管理对填土中的大砖块大石块大混凝土块要取出对大于10cm的硬土块打碎或取出四挟带有机物或过湿土的回填1现象在填土中含有树根木块杂草或有机垃圾等杂物或过湿土2原因分析1路基填土中不能含有机物质本是最基本常识主要是施工操作者技术素质过低管理者控制不严2取土土源含水量过大或备土遇雨造成土的过湿又不加处理直接使用3危害有机物的腐烂会形成立体内的空洞超过压实最佳含水量的过湿土达不到要求的密实度都会造成路基不均匀沉陷使路面结构变形4治理方法1属于填土路基在填筑前要清除地面杂草淤泥等过湿土及含有有机质的土一律不得使用属于沟槽回填应将槽底木料草帘等杂物清除干净2过湿土要经过晾晒或掺加干石灰粉降低至接近最佳合水量时再进行摊铺压实五带水回填1现象多发生在沟槽回填土中积水不排除带泥水回填土2危害带泥水回填的土层其含水量是处于饱和状态的不可能夯实当地下水位下降饱和水下渗后将造成填土下陷危及路基的安全3原因分析由于地下水位高于槽底又无降水措施或降水措施不利或在填土前停止降水地下水积于槽内或因浅层滞水流人槽内雨水或其他客水流入槽内不经排净即行回填土4治理方法1排除积水清除淤泥疏于槽底再进行分层回填夯实2如有降水措施的沟槽应在回填夯实完毕再停止降水3如排除积水有困难也要将淤泥清除干净再分层回填砂或砂砾在最佳含水量下进行夯实7
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治六回填冻块土和在冻槽上回填1现象冬季施工回填土时回填冻土块或在已结冻的底层上回填2原因分析1技术交底不清质量管理不严冬施措施未加规定2槽底或已经夯实的下层未连续回填又不覆盖或覆盖不利草帘刮跑或过薄造成受冻3危害1因膨胀的冻块融解在填土层中形成许多空隙不能达到填土层均匀密实如回填大冻块其周围受冻块支垫也不能夯实2土体一经结冻体积膨胀化冻后会造成回填下沉4治理方法1施工管理人员应向操作工人做好技术交底同时要严格管理不得违章操作2要按规范要求道路下沟槽回填土当年修路者不得回填冻土要掏挖堆存土下层不冻土回填如堆存土全部冻结或过湿应换土回填3回填的沟槽如受冻应清除冻层后回填在暂时停顿或隔夜继续回填的底层上要覆盖保温七不按段落分层夯实l现象路基下沟槽回填土或者填筑路基段落分界不清分层不明搭茬处不留台阶碾压下段时碾轮不到位或边角部位漏夯压2原因分析1不按分段水平分层技术要求回填而是随高就低层厚不一的胡乱回填2分段回填的搭茬不是按每层倒退台阶的要求填筑和碾压3无法碾压的边角部位未用夯打3危害造成搭茬处碾压不实分层超厚处密实度不达标边角处漏夯等都会造成路基日后不均匀沉降路面变形4治理方法1要按规范要求分段水平分层回填段落的端头每层倒退台阶长度不小于1m在接填下一段时碾轮要与上一段碾压过的端头重迭2槽边弯曲不齐的应将槽边切齐使碾轮靠边碾压对于检查井周或其他构筑物附近的边角部位应用动力夯或人力夯夯实71.5.2路肩边坡的质量通病及防治一路肩边坡松软1现象路肩松软一经车轮碾压即下陷出车辙边坡呈松散状态稍触外力8
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治边坡土下溜2原因分析1填方路基碾压不到位使路肩和边坡未达到要求的密实度2填方宽度不够最后以松土贴坡松土填垫路肩又不经压实3路基填方属砂性土或松散粒料所形成的边坡稳定性差3危害1路肩松软会危及路面边缘结构的稳定性路面易造成掰边损毁2路肩松软会使走在路肩上的机动车轮下陷严重时会造成翻车3边坡松散易造成冲刷风蚀使路基变窄4路肩边坡松散高填方路段易发生滑坡4治理方法1填方路堤分层碾压两侧应分别有2030Cm的超宽最后路基修整时施以削坡不得有贴坡现象如有个别严重亏坡应将原边坡挖成台阶分层填补夯实路肩的密实度应达到轻型击实的90以上2路基填方如属砂性士或松散粒料其边坡应予护砌或栽种草皮灌木丛以保护或加大边坡坡率一般应大于l23路面完工后所填补的路肩亏土必须碾压或夯实密实度应达到轻型击实的90以上4采用石灰土或砾料石灰土稳定路肩5在路肩外侧用块石或混凝土预制块铺砌护肩带其最小宽度200mm6铺条形草皮或全铺方块草皮进行边坡植被防护前者用于一般路堤边坡后者用于坡长8m以上的高填方边坡7采用片石卵石或预制块铺砌在边坡表面用以加固边坡二边被过陡1现象主要指填土路堤边坡坡度小于设计坡率即土质边坡小于1152原因分析受拆迁占地等因素影响下层路基填筑宽度窄于路基下口设计宽度而路基顶面又要满足路基总宽度便形成了边坡小于设计坡率3危害不能保证边坡的稳定性易于滑坡4治理方法1要按照设计边坡坡率施工使用坡度尺检查控制坡度不小于设计规定如无设计规定一般不得小于11.52如受条件限制边坡小于11.5时要护砌砖石护坡边坡直立时要砌筑挡土墙三路肩积水9
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治1现象即路肩横向反坡或路肩与路面接茬处形成沟槽造成积水2原因分析1路肩碾压不实与路面接茬处的路肩经右侧车轮反复走压下沉形成沟槽2或虽经碾压但未经修整高低不平或路肩横向反坡3危害路肩下沉或反坡会造成路面边缘部位积水经洇渗浸泡路基和路面结构引发路面结构从路边开始逐步扩大沉陷和损毁范围4治理方法1重视路肩工序的质量控制按设计横坡进行碾压修整使密实度不低于轻型击实的90横坡偏差不大于12要求路肩不得有积水现象3如为防止路肩边坡冲刷也可将路肩作成反坡将雨水顺纵向汇集一处通过水簸箕排出路外71.5.3边沟排水沟质量通病及防治路基排水施工中经常因管理不善造成排水沟沟底纵坡不顺断面尺寸不准排水无出路等质量通病必须在施工中针对产生原因积极予以防治一排水边沟沟底纵坡不顺断面大小不一1现象沟底高低不平甚至反坡局部积水局部断面过小排水不畅2原因分析未按设计纵坡和断面开挖修整边询忽视对附属工序的质量检验3危害边沟积水将渗入路基降低路基土的强度和稳定性4治理方法要严格按照设计要求的开挖断面和纵断面高程开挖修整认真作好工序质量检验二路基排水无出路1现象边沟尾闾无出路边沟变成渗水沟2原因分析1工程设计单位设计调查工作不细未解决排水出路问题2施工单位学习图纸不细对设计忽略的问题未提出补充意见或是设计已有交待施工单位有所忽视3危害边沟大量积水浸入路基降低路基土的强度和稳定性减少道路的使用寿命4治理方法1施工单位要认真学习施工图加强图纸会审对排水出路不明确的要提出补充设计2除解决好路基边沟排水设施外还要解决好边沟尾闾排水沟的挑挖修整10
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治71.5.4路床的质量通病及防治不按土路床工序作业1现象1把路面结构直接铺筑在未经压实的土路床上2虽经压实但不控制或不认真控制其压实度纵横断高程平整度和碾压宽度2原因分析1施工单位技术素质低不了解不做土路床的危害2施工单位有意偷工减序只图省工省时省机械3只顾工程进度不顾工程质量3危害1不经压实的土路床等于路面结构铺筑在软地基上其软基有较大的空隙经过雨季雨水的渗透以及冬春的水分积累软土基中会充入大量水分使土基稳定性降低支承不住路面结构路面将出现早期变形破坏2不作土路床工序便不能及时发现土质不良的软弱土基或含水量过大的土层当做上面结构层时弹簧现象反射上来会造成结构层大面积返工3不控制土路床的纵横断面高程光控制其上结构层的高程将不能保证结构层的设计厚度会出现薄厚不均不能满足设计要求的薄弱部分会出现过早破坏4不控制土路床的平整度虽经碾压但凹凸部分的峰谷长度小于碾轮接触面即属于疙瘩坑表面密实度会不均匀突起部分密实度高低洼部分密实反差这种状况会反射到路面结构层上来造成路面结构层的密实度和强度也不均匀4治理方法1对技术素质偏低的施工单位或人员应进行培训施工时作好工序技术交底2要按照路床工序的要求在控制中线高程土20mm横断高程土20mm且横坡不大于土0.3平整度10mm的基础上填方路段路床向下080cm范围内,挖方路段路床向下030Cm范围内要达到重型击实标准95压实度采用轻型击实标准时要达到983路床工序中的密实度项目和路面各结构层一样是主要检查项目不作土路床工序等于密实度合格率为0按质量检验评定标准评定方法判定应属不合格工程因此必须加强土路床工序的质量控制二土路床的压实宽度不到位1现象路床的碾压宽度普遍或局部小于路面结构宽度2原因分析边线控制不准或边线桩丢失移位修整和碾压失去依据11
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治3危害土路床的碾压宽度窄于路面结构宽度路面结构的边缘座落在软基上当软基较干燥时有一定的支承力结构层能成活当软基受雨水浸透或冬春水分集聚土基失去稳定性时路边将下沉造成掰边4治理方法1不论是填土路段填筑路基时还是挖方路段开挖路槽时测量人员应将边线桩测设准确随时检查桩位是否有变动如有遗失或移位应及时补桩或纠正桩位2路床碾压边线应超出路面结构宽度包括道牙基础宽度每侧不得小于10cm三土路床的干碾压1现象在干燥季节施作土路床工序过程中水分蒸发较快在路床压实深度内的土层干燥不洒水或只表面洒水路床压实层达不到最佳密实度2原因分析1忽视土路床密实度的重要性或强调水源困难或强调洒水设备不足2有意明知或无意不理解违章操作3危害达不到要求的密实度经受不住车辆荷载的考验缩短路面结构的寿命出现早期龟裂损坏4治理方法1教育施工人员理解路床上层密实度对结构层稳定性的重要性2如果路床土层干燥应实行洒水翻拌的方法直至路床土层030cm全部达到最佳含水量时再行碾压四路床上过湿或有弹簧现象不加处理1现象路床土层含水量超过压实最佳含水量以致大部或局部发生弹软现象2原因分析1在控方路槽开挖后降雨雨水浸入路床松土层2由于地下水位过高或浅层滞水渗入路床上层3填方路基路床土层填入过湿土或受雨水浸泡4路床土层内含有粘性较大的翻浆土该种土保水性强渗透性差3危害路床土层中含水量超过压实最佳含水量部分会出现弹簧现象达不到要求密实度影响路面结构层的稳定性造成路面基层结构难于碾压密实4治理方法1雨季施工土路床要采取雨季施工措施挖方地段当日控至路槽高程应当日碾压成活同时还要挖好排水沟填方路段应随摊铺随碾压当日成活遇雨浸湿的土要经晾晒或换土2路床土层避免填筑粘性较大的土12
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治3路床土碾后如出现弹软现象要彻底挖除换填含水量合适的好土五路床土层含有有机物质1现象路床土层内含有树根杂草垃圾等有机物质未于清除2原因分析1路床土层部位正处在被伐树木或其附近枝须根未清除2路床土层部位正处在被填垫过的含有机杂物的房碴士或垃圾土3危害在路床土层中的有机物质长期处在潮湿状态下就会腐烂形成立体中的空洞失去对路面结构层的立承力使路面结构沉陷变形4治理方法不论是填方路床还是挖方路槽土层中不应含有任何有机物质如土路床处于含有机物的房碴士或垃圾土土层应换填好土如有少量树根杂草木块等有机物应清除干净72软土地基处理施工质量控制72.1软土地基的处理措施软基上路基的整体稳定性必须等于或大于容许稳定安全系数而沉降量则要求在路面设计使用年限内的工后沉降必须小于容许工后沉降否则应进行地基处理软土地基处治时应遵循以下原则投资少效益高少占农田和安全实用的技术经济政策密切结合当地工程地质条件材料供应施工力量和工期要求因地制宜达到技术上先进经济上合理软基的处理方法多种多样主要的处理方法有下述几种72.1.1砂垫层砂垫层为设置于路堤填土与软土地基之间的透水性垫层可起排水的作用从而保证了填土荷载作用下地基中孔隙水的顺利排出既加快了地基的固结还可以保护路堤免受孔隙水浸泡沫塑料砂垫层多采用中粗砂粗砂厚度一般为0.61.0m宽度两侧比路堤底宽多0.51.0m设置砂垫层要注意防止被细粒污染而造成排水孔隙堵塞在砂垫层的上下应设反滤层砂垫层适于施工期限不紧路堤高度为极限高度的二倍以内砂源丰富软土地基表面无隔水层的情况当软土层较薄或软土垫层底层又有透水层时效果更好砂垫层往往还与其它处治措施配合使用如与塑料排水板袋装砂井砂井等加固措施配合设置72.1.2浅层处治表层分布厚度小于3m的软土时可采用浅层拌和换填抛石等方法进行处治浅层拌和添料可用石灰等无机结合制换填材料宜用水稳性好的材料如砂砾片13
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治石等渗水性材料或强度较高的粘性土换土能根本改善地基不留后患效果较好适用于软土层不厚且易于排水的情况水塘河沟和古埋藏沟谷等局部分布的软土常用换土方法予以处治但因软土地区地下水位一般较高挖掘困难换土深度一般不宜超过2m抛石挤淤是强迫换土的一种形式它不必抽水挖淤施工简便抛石挤淤多采用不易风化石料片石大小随软土稠度而定对于流塑状态的淤泥片石可稍小些但一般不宜小于30cm其含量不得超过20片石抛出水面后应用较小石块填塞垫平用重型机械压实紧密其上设反滤层后再填路基土爆破挤淤也是一种浅层处治的换土方式利用炸药爆炸时的能量将软土扬弃或压缩然后填以强度较高的渗水土或一般粘性土达到换土的目的爆破挤淤法的换填深度较深工效较高适用于软土层相对较厚稠度大路堤较高施工期紧迫的情况爆破排淤可分先填后爆和先爆后填两种施工方法前者适用于稠度较大相对不稳的软土或泥沼先填的路堤随爆随沉避免回淤后者适用于稠度小回淤较慢的泥沼或软土实际施工中也可以在爆破前备好填料然后随爆随填爆破一段填筑一段72.1.3轻质路堤及加筋路堤轻质路提指用粉煤灰等轻质材料填筑路堤达到减轻路堤自重以减少路堤沉降及提高路堤稳定安全系数的目的加筋路提指用变形小老化慢的土工格栅土工织物等抗拉的柔性材料作为路堤的加筋体可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降又可以提高地基承载能力同时也不影响排水大大增强路堤的整体性和稳定性土工织物强度高的方向即其纵向应沿公路横向铺设并尽量设置在路堤底部土工织物铺设时应顺路堤坡脚回折23m为了保护土工织物上下都应铺设厚0.20.3m左右的砂垫层72.1.4反压护道反压护道是在路堤一侧或二侧填筑一定宽度和高度的护道运用力学平衡原理平衡路堤自重作用而产生的滑动力矩以提高路基的稳定性反压护道一般采用单级形式由于反压护道本身的高度不能超过极限高度所以反压护道用于路堤高度不大于极限高度5/3倍的情况单级反压护道的高度直采用路堤高度的1/31/2宽度应通过稳定性计算确定且应注意满足路堤完工后的沉降要求反压护道虽然简易但占地过多在路堤填料来源困难地段也难于应用况且反任14
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治护道只能解决软土地基上路堤的稳定问题对于沉降问题非但无益往往还加太沉降量72.1.5预压在软土地基上修筑路堤如果工期不紧可以先填一部分或全部使地基经过一段时间固结沉降然后再填足或铺筑路面拟建桥涵等构造物处先填土预压待地基强度提高到一定程度后挖去填土再建造构造物称之为预压预压分等载预压和超载预压目的在于减少工后沉降提高地基固结度预压效果与预压期及预压体高度有着重要关系预压期可根据所需要的工后沉降或地基固结度而定前者用于沉降起控制作用的路段后者用于稳定性起控制作用的路段当沉降及稳定均为控制因素则选两者中较长的预压期预压高度实际上起着对地基预加荷载的作用由于预压过程中地基必然下沉所以路堤实际填筑高度等于设计高度与预压期沉降量之和当预压期受限制时应采用超载预压的方法增大预压前沉降量但超载预压高度应在保证路堤稳定性的前提下实施预压加荷的速率应保证地基只产生沉降而不致丧失稳定路堤较高时可采取分级加荷第一级加荷应尽量大些预压期一般都要半年至一年加荷速率可用下列方法确定l地面沉降速率通过埋设沉降板每l2天观测一次要求中线表面日沉降量不大于10mm2)边桩水平位移边桩长1.01.5m打入地面lm左右要求日水平位移不超过5mm3地基孔隙水压力在地基不同深度埋设孔隙水压力计进行观测要求孔隙水压力不超过预压荷载力的506072.1.6竖向排水体1竖向排水体软土地基中设置竖向排水体可大幅度缩短排水距离再配合预压可加速地基的固结明显地提高预压效果所以当超载预压高度受到稳定性制约时多应用竖向排水体与预压相结合的处治措施常用的地下排水体有砂井袋装砂井塑料排水板等竖向排水体间距不宜过大以12m为宜可布置成正方形或等边三角形排水体深度依软土层厚度而定对较薄软土层直贯通对较厚软土层排水体深度据计算确定15
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治1砂井采用一定的施工方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼在孔眼中灌入中粗砂即形成了砂井砂井顶面应铺设沙垫层以构成完整的地基排水系统砂井适用于路堤高度大于极限高度软土层厚度大于5m的情况砂井的直径一般为2030cm砂井的间距深度根据软土地层情况允许的施工期等因素由计算确定软土地基设置砂井后改善了地基的排水条件维短了排水途径因而地基承受附加荷载后排水固结过程大大加快进而使地基强度得以快速提高砂井施工可采用空心管法射水法及爆破法1空心管法在履带起重机的吊臂上安装一个供穿心锤用的导向架以锤击钢管或用一个振动锤夹住钢管顶端施以振动力前者称为冲击式后者称为振动式钢管应比矿井长051.0m以利拔管管的底部应有木桩尖混凝土桩尖或活瓣装尖施工时装上桩尖将钢管就位钢管靠锤击或振动下沉到达设计深度后先将导管适当上拔051.0m以消除桩底真空吸力以便活瓣张开然后提起重锤和桩帽在钢管上口搁上漏斗先灌入少许水然后砂水交替灌入以46m/min的速度徐徐拔管砂水的灌入量要均匀并与拔管速度相匹配并用大锤敲击钢管加速砂粒下落2射水法射水法对软土地基扰动最少但需大量用水且要有方便的排水条件施工步骤与沉管法不同之处在于射水管在导管内的射水使得导管徐徐下沉如遇较坚实土壤可在导管顶部适当加压使导管下沉到达设计深度后上下移动射水管使导管中的土充分流出然后灌砂拔导管3爆破法对于深度为67m的浅砂井用直径76mm螺纹钻钻孔在钻孔内放置条形炸药包爆炸扩孔孔内灌砂用药量与砂井直径土质情况和埋藏深度有关只能通过试验确定煤成井孔后即灌水使孔壁不坍塌经检查后砂水交替灌入灌满为止2袋装砂井井径对固结时间的影响没有井距那样敏感从理论上讲井径只要能满足排水要求即可软粘土的渗透系数一般只有矿井渗透系数的1袋装砂井井径为710m即能满足排出孔隙水的要求袋装砂井的施工方式一般采用打入导管法即将内径约为12cm的套管打入土中预定深度后将预先准备好的长度比砂井深2m左右的用聚氯乙烯纤维织成的条形砂袋16
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治在底部装入大满锹重的砂并将底口扎紧然后放入孔内再将袋的上端固定在装砂漏斗上从漏斗口将干砂边振动边灌入砂袋装实装满为止最后将导管徐徐拔出3塑料排水板塑料排水板是带有孔道的板状物体插入土中形成竖向排水通道塑料排水板施工简便快捷效果亦佳在高等级公路建设中被广泛采用塑料排水板的结构形式可分为多孔单一结构型和复合型两大类多孔单一结构由两块聚氯乙烯树脂板组成两板之间仅有若干个点以突缘相接触板间留有许多孔隙故透水性好复合结构型塑法排水柜内为聚氯乙烯或聚丙烯作成的芯板外面套以用涤纶类或丙烯类合成纤维制成的滤膜板宽一般为100mm厚34mm塑料排水板要用插板机插入土中插板机的种类很多从机型上讲有轨道式轮胎式链条式步履式等从插设方法讲一类是套管式插板机另一类是无套管式插板机套管式插板机操作时系将塑料排水板置于套管中随套管压入土中达到设计深度后拔出套管在地面以上20cm左右切断排水板无套管式插板机是用钻杆直接将塑料排水板插入土中机型轻便操作简单速度快但塑料排水板容易被损伤或随钻杆提升而带出地基强度较大时不宜使用72.1.7粒料桩采用砂砂砾碎石废渣等散粒材料以专用震动沉管机械或水震冲器来成桩使粒料桩与周围的地基形成复合地基粒料桩对地基有置换挤密和竖向排水作用粒料桩的深度直径间距应经稳定及沉降计算来确定桩长桩径除受地质条件制约外还受机械设备能力的制约当地质条件对施工方法的适应性不清楚时应通过试桩加以核查粒料桩直径约为0.60.8m以冲击或振动方法强力将粒料挤入软土地基其施工步骤为冲击式将套管就位提起芯管灌粒料锤击下沉沉到设计深度提起芯管灌粒料锤击套管和芯管将粒料如砂挤出套管提起套管和芯管灌粒料锤击芯管使粒料密实直至形成桩体振动式将带有垂直振动器的套管就位振动下沉将粒料灌入套管中边振动边使套管上下运动套管逐步上提最后形成密实的桩体72.1.8加固土桩用某种深层拌和的专用机械将软土地基的局部范围用固化材料加以改善加固17
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治形成加固土桩使加固土桩与桩间土形成复合地基设计加固土往只考虑其置换与应力集中效应不考虑其固给排水与挤密作用加固土桩的深度直径间距应经稳定性验算并应满足工后沉降的要求桩的直径与深度除受地质条件的制约还受机械设备能力的限制加固土桩的固化材料一般为水泥或NCS固化剂等水泥宜用膨胀水泥硅酸盐水泥宜掺合石膏粉粉煤灰当土的渗透性较大或地下水流速过大时为了防止水泥浆流失可掺入适量三乙醇铵和氯化钙等速凝剂旅喷桩施工施工时工程钻机将旋喷浆管置入预定的地基加固深度通过钻杆旋转徐徐上升将预先配制好的加固浆液以一定的压力从喷嘴喷出冲击土体使土和浆液搅拌成混合体形成具有一定强度的人工复合地基72.1.9强夯法所谓强夯法就是将几十吨的重锤从几十米的高处自由落下对湿软地基进行强力夯实以提高其强度它是在重锤夯击法的基础上发展起来又与之截然不同的一种新技术用强夯法加固的土基承载力会明显提高沉降量也会降低这种方法如采用大的单击夯击能量可使地基的加固深度达1020m甚至更深关于强夯法的原理简单的说就是在强夯过程中土体中的微小气泡的体积被压缩土的孔隙减小土体局部液化土体的结构破坏并且强度下降到最低值随之在夯击点周围出现径向裂隙形成树技状的排水网络使土体渗透性大大增加孔隙水得以顺利溢出加速了土体的固结继而因粘性土的触变性使土基的强度得到恢复和增强采用强夯法施工时首先应通过试夯取得必要的施工参数据此布置夯击点一般按方形布点并拟定夯打遍数和每遍夯打次数以及前后两遍夯打的间隔时间强夯法的施工机具很简单可用50100t的吊机或三角架锤重一般为1020t2底面积36m自由落高1020m加固深度可达1020m在两遍夯打之间应注意间隔的时间以及夯击坑的回填工作夯打完成后应整平地基用较小的能量对整个场地进行一夯搭一夯的夯打目的是夯实表面震松层及夯坑内的松散回填土73路基排水工程支挡与防护结构物质量控制73.1路基排水工程由于各种地面水与地下水对路基的强度和稳定性影响极大必须修建路基排水设18
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治施保证将危害路基的地面水和地下水排出路基范围之外在施工中应不断完善排水系统使全线沟渠管道桥涵组成完整的排水系统路基排水工程主要分为地面排水设施和地下排水设施地面排水设施包括边沟截水沟排水沟跌水急流槽拦水缘石与蒸发地等地下排水设施包括渗沟渗并隔离层等渗沟也可分为填石渗沟管式渗沟和洞式渗为三种形式三种渗沟均应设置排水层或管洞反滤层和封闭层路基排水工程施工质量控制的工作要点如下1根据路基施工的现场情况核对路基排水设计如设计与现场情况相符时应检查各类排水设施的位置断面尺寸坡度标高如果需要变更施工监理应根据实际需要确定2各类排水设施要求纵坡顺适沟底平整排水畅通无冲刷和无阻水现象3检查沟槽护砌片石的强度严禁采用风化岩石检查确定护面彻体所用砂浆和混凝土的配合比抽样检查其强度4检查沟槽护面砌体的质量包括砂浆饱满程度和密实程度要求砌体咬扣紧密勾缝平顺无脱落缝宽大体一致5检查渗沟渗井及隔离层的底面标高及尺寸确保地下排水设施的理设深度符合设计要求6检查渗沟渗井的回填渗透材料的规格尺寸7严格检查地下排水设施的施工程序上一道工序的质量未经施工监理检查认可不得进行下一道工序的施工73.2涵洞及通道涵洞按照形式可分为管式涵盖板涵拱涵与箱涵等每座涵洞由涵身与进出洞口组成洞口的建筑形式有八字翼墙式直墙式端墙式必要时尚须铺砌进洞口处的路堤以防水流的冲刷涵洞的施工一般可分为基础开挖涵身砌筑与进出洞口砌筑几道工序与涵洞构造形式相同但不是过水而属于过人或过人力车马车和拖拉机的低等级立交构造物为通道73.2.1挖基1基础开挖应符合图纸要求开挖基坑时应核对地质情况检查基底土质的均匀性地基稳定性及承载力小桥和涵洞的地基检验一般采用直观或触探方式必19
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治要时可进行土壤分析试验和试压试验2检查基底表面位置尺寸大小基底标高并检查施工原始记录3基坑开挖后应紧接着进行垫层铺设并紧接着进行下一工序的施工施工单位应采取措施保护基坑的暴露面不致破坏4砂砾垫层应为压实的连续材料层应分层摊铺压实不得有离析现象其压实度应在90%以上混凝土基座浇筑时应防止混凝土中的水分被基底吸收或积水渗入混凝土中而降低混凝土的强度基座的尺寸应符合图纸要求并按图纸要求设置沉降缝73.2.2涵管敷设与涵身砌筑1涵管敷设l管节安装从下游开始使接头面向上游每节涵管应紧贴于垫层或基座上使涵管受力均匀所有管节应按正确的轴线和坡度敷设如管壁厚度不同应使内壁齐平2涵管接缝宽度不应大于10mm并应用沥青麻絮或其它具有弹性的不透水材料填塞接缝的内外侧以形成一柔性密封层不得有裂缝空鼓漏水等现象3如果图纸有规定在管节接缝填塞好后应在其外部设置20号混凝土箍圈箍圈环绕接缝浇筑好后应给予充分养生使其达到规定的强度且不产生裂缝脱落等现象4当管节采用承插式接缝时在承口端应先座以干硬性水泥砂浆在管节套接以后再在承口端的环形孔隙内塞以砂浆使接头紧密并将内壁表面抹平2盖板涵施工l混凝土的涵台及基础分别浇筑时基础项面与涵台相接部分应拉毛涵台或盖板可按图纸设置的沉降缝处分段修筑2当设计有支撑粱时应在安装或浇筑盖板之前完成图纸有要求将钢筋混凝土盖板用锚栓与涵台锚固在一起时应按图纸规定或监理工程师批准的其它方法固定错栓3盖板安装前应检查成品及边墙尺寸并检查涵台强度是否达到设计强度的70以上盖板安装时必须坐浆稳固4盖板安装后盖板上的吊装装置应用砂浆填满相邻板块之间采用12水泥砂浆填塞密实3箱涵现场浇筑20
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治l在浇筑底板以前应清除基座上的杂物然后按图纸立模板绑扎钢筋浇筑混凝土2底板达到设计强度后方可在底板上绑扎钢筋立模浇筑侧板及顶板3为保证搭板与箱体的连接在浇筑侧板上的牛腿时应按图纸预埋锚固筋4严格按图纸所示的标高纵坡和预拱度设置垫层基座以及立模和浇筑混凝土4石拱涵施工1拱架支架模板等由施工单位负责设计经监理工程师批准后进行施工2拱圈污工砌筑应由两端的拱脚向中间同时的对称进行砌筑时供圈或支架不得有变形3拱圈砂浆强度达到设计强度70时方可拆除拱架拱顶填土必须达到设计强度后方可进行4沉降缝防水层应按设计规定施工5涵身直顺涵底铺砌密实平整拱圈圆滑73.2.3进出水口1进出水口应采用混凝土或圬工修筑所用原材料及砂浆应符合设计要求2帽石及一字墙应表面平整轮廓清晰线条平直3进出水口与上下游沟槽连接顺适流水畅通3.2.4回填1回填所用材料应采用透水性土严禁使用含有淤泥杂草腐植物含冻土块的土2回填材料的压实应在接近最佳含水量时分层填筑和夯实3对圆管涵在检验管节安装及接缝符合要求后在管节两侧分层回填至与涵管中心齐平夯实作业方式应不使涵管和接缝部位引起任何损坏或扰动4盖板涵及箱涵台背填土必须在支撑梁或涵底铺砌及盖板安装且砂浆强度达到70以后方可进行填土时应在两个台背同时对称填筑盖板上面填土时第一层上的摊铺及碾压厚度分别不得少于30cm和20cm并防止剧烈的冲击5拱涵拱顶填土必须在拱圈砂浆达到设计强度后方可进行73.3支档及石砌防护构造物支档构造物可利用墙身自重支撑墙背土压力以防止路基变形或支档路基本身保21
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治证路基稳定性常用的支挡构造物有各种挡土墙护肩砌石石垛等砌石石垛多用干砌护肩挡墙则多为浆砌石砌防护构造物主要起隔离作用以防止冲刷和风化常用的石砌防护构造物有护坡和护面墙支挡及石砌防护构造物施工一般分为挖基构造物砌筑和回填等工序挖基与回填的质量控制与涵洞的相同构造物施工时应注意l沿构造物长度方向地面有纵坡时应沿纵向挖成台阶2用来修筑构造物的片石砂浆混凝土等材料应满足规范要求3砌筑基础的第一层时如基底为基岩或混凝土基础应先将其表面加以清洗湿润坐浆砌筑4砌体应分层砌筑砌筑上层时不应振动下层5砌石分层错缝砌筑时坐浆挤紧嵌填饱满密实无空洞6沉降缝伸缩缝防水层泄水孔的位置和数量应符合图纸规定7墙背填料应符合设计要求用作挡土墙泄水孔进口处的反滤层和墙背渗水层其材料为砾石砂石砂或其组合其级配应符合设计要求74路面基层底基层施工质量控制路面基层是在路基垫层表面上用单一材料或混合料按照一定的技术措施分层铺筑而成的层状结构可分为上基层底基层具有较高强度刚度和稳定性的基层才能保证面层结构的良好使用品质基层结构强度要求在行车荷载作用下不会产生残余变形更不允许产生剪切破坏和弯拉破坏因此评定基层结构时既要考虑单一材料自身的强度如骨料压碎值磨耗值又要考虑混合料的强度抗压抗折和抗剪切强度特别是重交通道路的柔性路面整体结构的承载能力主要靠基层来承担要求必须具有较高的强度和刚度基层结构的稳定性包括水稳定性和温度稳定性水稳定性主要指地表水渗透地下水影响造成含水量增加时基层强度的变化幅度受影响最小对整体性基层采用6天湿养1天泡水的抗压强度值控制温度稳定性是为适应寒冷地区的温度变化要求具有一定的抗冻性和低温抗裂性抗冻性通常采用冻融循环试验若干次后测定材料的抗压强度损失体积和质量变化等指标评定低温抗裂性则采用收缩系数和劈裂强度等试验测定值作出评定22
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治此外对重交通道路基层结构还应具有良好的耐久性74.1基层底基层的主要类型基层底基层可分为粒料类和无机结合料稳定类74.1.1粒料类基层底基层粒料类常分为嵌锁型和级配型目前常用的有填隙碎石嵌锁型级配碎砾石天然砂砾级配型几种粒料类基层底基层的主要特点是透水性大施工方便我国大都将此类结构作为高等级公路动底基层或垫层有些国家用级配碎砾石修筑基层或底基层还用作沥青面展与半刚性基层间的联结层嵌锁型粒料基层的整体强度主要依靠碎石颗粒之间的嵌锁和摩阻作用颗粒间的粘结力很小即这种结构层的抗剪强度主要取决于剪切面上的法向应力和材料的内摩阻角内摩阻角由三项因素构成粒料表面的相互滑动摩擦剪切时体积膨胀而需克服的阻力粒料重新排列而受到的阻力因此嵌锁型结构强度主要取决于石料的强度形状尺寸均匀性表面粗糙度以及施工时的压实程度当石料强度高形状接近立方体有棱角尺寸均匀表面粗糙压实度高时结构层的强度就高级配型粒粒基层的强度和稳定性取决于内摩阻力和粘结力的大小即其强度与稳定性在很大程度上取决于集料的类型碎石砾石或碎砾石集料的最大粒径和级配以及混合料中0.5mm以下细料的含量及塑性指数同时还与其密实程度有关系因此对级配型粒料主要控制最大粒径细料含量及其塑性指数和现场压实度74.1.2无机结合料稳定类基层底基层无机结合料稳定类基层又称半刚性基层常用的半刚性基层的类型有l水泥稳定类主要有水泥稳定土水泥稳定碎石或砂砾及水泥稳定未筛分碎石或石屑石渣等2石灰稳定类主要有石灰土石灰碎石土石灰砾石土以及石灰土稳定级配碎石和级配砂砾等3综合稳定类主要有水泥石灰综合稳定土水泥石及稳定碎石或砾石水泥石灰稳定煤渣等4石灰工业废渣类主要有石灰粉煤灰简称二灰土二灰砂砾二灰碎石等石灰煤渣石灰煤渣土石灰煤渣碎石或砂砾石灰煤渣矿渣等半刚性基层底基层具有良好的力学性能强度高水稳定性好板体性好其强度不仅与使用材料本身性质有关更主要的是混合料加水拌和碾压后发生的一系列物23
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治理一化学作用强度随时间增长而逐渐提高但这类基层的最大缺点是干缩或低温收缩时易产生裂缝为减少开裂可在混合料中掺入6080的粒料无机结合料稳定粒料基层中水泥稳定碎石或石屑的强度较高适宜于大交通重轴载道路的基层而无机结合料稳定土如水泥土石灰土二长上等仅适宜于作高级路面的底基层由此可见无机结合科稳定类基层的力学特性不仅与各组成材料本身的性质有关而且与混合料的配合比有关74.2混合料配台比合理选择混合料配合比是高等级公路质量控制中非常重要的环节主要有原材料及混合料的试验以及配合比设计两方面74.2.1对原材料的一般要求1土质对土的一般要求是易于粉碎满足一定级配便于碾压成型l液限与塑性指数对水泥稳定类土的液限不宜超过25塑性指数不宜超过6用水泥稳定粒径较均匀的砂时难于碾压可在砂中掺入少量塑性指数小于12的粘性土亚粘土对二灰稳定类土的塑性指数为1220对石灰稳定类土的塑性指数为15202颗粒组成用作基层时集料最大粒径不应超过30mm方孔筛下同用作底基层时集料最大粒径不应超过40mm最大粒径太大拌和摊铺压实均有困难表面平整度也难达到要求最大粒径太小则动稳性不足且投资增加水泥稳定类材料用作底基层时土的均匀系数应大于5实际中宜选用均匀系数大于10均匀系数指通过量为60%的筛孔与通过量为10的筛孔尺寸的比值水泥稳定类集料的颗粒组成应满足下表要求24
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治水泥稳定类集料的颗粒组成范围筛孔尺寸40302010520.50.075mm通过110090755030151007百分1009070553520率2100906030151007%10080503020表中1号级配可用于底基层2号级配可用于基层二灰稳定类集料适宜的级配组成见下表二灰稳定类集料颗粒组成范围编号通过下列筛孔mm的重量百分比%403020105210.50.075110090605040272010015100857060474030210090554028201001010080655040203压碎值半刚性基层材料所用的碎砾石应具有一定的抗压碎能力二级和二级以下公路的集料压碎值不大于35底基层可放宽至40一级高速公路的集料压碎值不大于34硫酸盐与腐殖质水泥稳定时土的腐殖质含量不应大于2硫酸盐含量不应大于0.25腐殖质含量超过2以及塑性指数偏高的土不应单用水泥稳定若需采用这种土必须先用石灰进行处理之后方可用水泥稳定石灰及二灰稳定类所用土的有机质含量不应超过10硫酸盐含量不应超过0.82)无机结合料无机结合料目前最常用的是水泥石灰和粉煤灰(1)水泥普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥矿渣水泥或火山灰水泥都可用于稳定土但应选用终凝时间较长宜在6小时以上的水泥快凝水泥早强水泥以及受潮变质的水泥不25
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治应使用宜采用标号低的水泥如3252石灰石灰质量应符合Ill级以上的生石灰或消石灰的技术指标实际使用时要尽量缩短石灰的存放时间如需存放较长时间应采取覆盖封存措施妥善保管3粉煤灰粉煤灰的主要成份是SiO2Al2O3Fe2O3CaO前两种成分的总含量应大于70根据CaO含量的大小粉煤灰可分为硅铝粉煤灰CaO含量一般在26和高钙粉煤灰CaO含量为1040我国的粉煤灰含CaOMgO量较少约35因此不具备自行结硬的特性粉煤灰的烧失量一般小于10有的在20以上烧矢量过大将明显降低混合料的强度有的甚至难于成型粉煤灰的粒径变化范围为20.0010.3mm但大部分在0.010.1mm之间其比表面积一般在20003500cmg之间干粉煤灰和湿粉煤灰都可以应用干粉煤灰如堆在空地上要加水防止飞扬造成污染湿粉煤灰的含水量不宜超过35使用时应将凝固的粉煤灰块打碎或过筛同时清除有害杂质3水一般人畜饮用的水源均可使用74.2.2混合料的试验项目1重型击卖试验确定最佳含水量和最大干密度以规定工地碾压时的合适含水量和应达到的最大干密度确定制备强度试验和耐久性试验的试件所应该用的含水量和干密度确定制备承载比试件的材料含水量2承载比求工地预期干密度下的承载比确定材料是否适宜做基层或底基层3抗压强度进行材料组成设计选定最适宜于用水泥或石灰稳定的材料包括土规定施工中所用的结合料剂量为工地提供质量评定标准4耐久性用干湿循环或冻融循环试验确定适宜于用石灰或水泥稳定的材料探索石灰水泥稳定材料在潮湿冰冻条件下的使用性能74.2.3混合料配合比设计的一般原则与方法1一般原则混合料配合比设计要达到的目标是所设计的混合料组成在强度上满足设计要求抗裂性达到最优且便于施工而配合比设计的基本原则是结合制剂量合理尽可能采用综合稳定及集料应有一定的级配26
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治混合料组成中结合料剂量太低则不能成为半刚性材料剂量太高则刚度太大容易脆裂实际上限制低剂量是为了保证整体性材料具有基本的抗拉强度以满足荷载作用的强度要求限制高剂量可使模量不致过大避免结构产生太大的拉应力同时降低收缩系数使结构层不会因温度变化而引起拉伸破坏采用水泥石灰综合稳定时混合料中有一定水泥可提高早期强度有一定石灰可使刚度不会太大掺入一定数量的粉煤灰可以降低收缩系数必要时可根据材料性质和施工季节加入早强剂或其它外接剂集料应有一定的级配集料数量以达到靠拢而不紧密为原则其空隙让无机结合料填充形成各自发挥优势的稳定结构因此较为理想的基层材料应是石灰粉煤灰水泥综合稳定植料类半刚性材料半刚性基层材料中结合料和集料的种类繁多应以就地取材为前提并根据以上原则通过试验求得合理组成以充分发挥其优势2配合比设计方法混合料配合比设计的主要内容是根据无机结合料稳定类材料强度标准值通过试验选取适宜于稳定的材料确定材料的配比及最大干密度和最佳含水量具体设计步骤如下l制备同一种土样不同结合料剂量的混合料水泥和石灰的剂量可参考下表所列数值水泥剂量参考值土类层位水泥剂量%中粒土和基层33567粗粒土底基层33567塑性指数基层578911小于12的底基层45679土其它细粒基层810121416土底基层689101227
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治石灰剂量参考值土类层位石灰剂量%砂砾土和碎石基层34567土塑性指数小于基层101213141612的粘性土底基层810111214塑性指数大于基层579111312的粘性土底基层578911二灰稳定类混合料试件的制备可根据不同情况进行对硅铝粉煤灰采用石灰粉煤灰做基层或底基层时石灰与粉煤灰之比可以是1219采用石灰粉煤灰土做基层或底基层时石灰与粉煤灰之比常用1214对干粉土以12为宜石灰粉煤灰与细粒士的比例可以是307090100采用石灰粉煤灰粒料做基层或底基层时石灰与粉煤灰的配比常用1214石灰粉煤灰与级配粒料中粒土和粗粒土的配比可以是1614石灰粉煤灰与粒料的配比也可以用1l左右但后者可能强度较低裂缝较多2采用重型击实试验确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度至少做三个不同水泥或石灰剂量混合料的击实试验即最小剂量中间剂量和最大剂量其它剂量混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定3按工地预定达到的压实度分别计算不同结合料剂量时试件应有的干密度4按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件进行强度试验作为平行试验的试件数量应符合下表中的规定如试验结果的偏差系数大于表中规定的值则应重做试验并找出原因加以解决如不能降低偏差系数则应增加试验数量最少的试验数量下列偏差系数时的试验数量稳定土类型小于10%10%15%小于20%细粒土6中粒土69粗粒土9135试件在规定温度下保温养生6天浸水1天进行无侧限抗压强度试验试验温度为冰冻地区202非冰冻地区252计算试验结果的平均值和偏差系数28
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治6根据表无机结合料稳定材料的强度标准选定合适的结合料剂量此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度R应满足式下式的要求RRdlZаC式中Rd设计抗压强度C试验结果的偏差系数以小数计Zа标准正态分布表中随保证率或置信度a而变的系数高等级公路上应取保证率95此时Zа=1645工地实际采用的石灰或水泥剂量应较室内试验确定的剂量多0.51.0石灰土稳定碎石和石灰土稳定砂砾仅对其中的石灰土进行组成设计对碎石和砂砾只要求它具有较好的级配石灰土与碎石砂砾的质量比直为14o二灰稳定粒料的组成设计则应包括全部混合料或25mm以下的粒料条件不具备时可仅对二灰进行组成设计确定二灰的配合比后在二灰中掺入一定比例的粒料74.3基层底基层施工质量控制要点74.3.1基层底基层施工前l施工机械设备主要指摊铺设备压实机械及其它机械设备的数量型号生产能力等2混合料拌和场的位置拌和设备以及运输车辆能否满足质量要求及连续施工的要求3路用原材料检查土粗细集料结合料等各种原材料要求满足公路路面基层施工技术规范JTJ034-93的要求4混合料配合比设计试验报告检查原材料的试验结果及混合料的击实试验承载比抗压强度的试验结果5试验路段施工与总结报告在正式开工前至少一个月施工单位应在监理工程师批准的地点自费铺筑一段面积为2以400800m的基层底基层试验路段如经验收合格可作为主体工程的一部分施工单位应提供用于试验路段的原材料混合料组成设计以及备料拌和摊铺碾压养生设备一览表和施工程序施工工艺及操作计划等详细书面说明并报监理工程师审核批准铺筑试验路段的目的是检验施工单位提出的施工方案和施工方法的适用性检验拌和摊铺与压实机械所具有的实际效果检验和确认基层底基层施工中各道工序的质量控制指标并提出保证质量的有效措施及质量检验的试验入法最终获得大面29
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治积基层底基层施工时的各项技术参数通过试验路段的修筑需提交正式施工的技术参数有l用于正式施工的基层底基层材料的配合比2材料的松铺系数3水泥稳定类材料施工的允许延迟时间4标准的施工方法混和料的数量控制方法混和料摊铺方法和适用的机具拌和机械是否适用正确的拌和方法拌和深度及拌和遍数混合料最佳含水量的控制方法压实机械的选择和组合压实的顺序速度和遍数现场密实度的检查方法初定每一作业段的最小检查数量整平和整型的合适机具和方法5确定每一作业段的合适长度6确定一次铺筑的合适厚度74.3.2基层底基层施工过程中质量控制l水泥稳定砂砾碎石石灰粉煤灰稳定砂砾碎石施工1拌和与运输水泥稳定混合料或二灰稳定混合料的拌和应采用厂拌法厂拌的设备及布置位置应在拌和以前提交监理工程师并取得批准水泥石灰粉煤灰与集料应准确过秤按质量比例掺配并以质量比加水拌和时加水时间及加水量应有记录以提交监理工程师检验当进行拌和操作时稳定料加入方式应能保证自始至终均匀分布于被稳定材料中应在通向称量漏斗或拌和机的供应线上为抽取试样提供安全方便的设备拌和机内的死角中得不到充分搅动的材料应及时排除运输混合料的运输设备应分散设备的压力均匀地在已完成的铺筑层整个表面上通过速度宜缓以减少不均匀碾压或车撤当拌和厂离摊铺现场距离较远混合料在运输中应加覆盖以防水分蒸发并保证装载高度均匀以防离析应控制好卸料速度数量与摊铺厚度及宽度拌和好的混合料要尽快摊铺30
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治2摊铺和整型摊铺必须采用监理工程师批准的机械进行使混合料按要求的松铺厚度均匀地摊铺在要求的宽度上摊铺时混合料的含水量直高于最佳含水量051.0以补偿摊铺及碾压过程中的水分损失当压实层厚度超过20cm时应分层摊铺最小压实厚度为10cm先摊铺的一层应经过整型和压实经监理工程师批准后将先摊铺的一层表面翻松后再继续摊铺上层并按规定的路拱进行整型3碾压混合料经摊铺和整型后应立即在全党范围内进行碾压直线段由两侧向中心碾压超高段由内侧向外侧碾压每道碾压应与上道碾压相重叠使每层整个厚度和宽度完全均匀地压实到规定的密实度为止压实后表面应平整无轮迹或隆起且断面正确路拱符合要求碾压过程中混合料的表面应始终保持潮湿如表面水蒸失得快应及时补洒少量的水严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车以保证结构层表面不受破坏施工中从加水拌和到碾压终了的延迟时间不应超过规定4接缝和调头的处理施工接缝和压路机调头应按公路路面基层施工技术规范JTJ034-99的规定处理5养生碾压完成后应立即进行养生养生时间不应少于7天养生方法可视具体情况采用洒水或采用沥青乳液等养生期间应封闭交通不能封闭时应将车速限制在3km/h以下且应禁止重型车辆通行6气候条件工地气温低于5时不应进行施工雨季施工应特别注意天气变化勿使水泥和混合科受雨淋降雨时应停止施工但已摊铺的混合料应尽快碾压密实7取样和试验混合料应在施工现场每天或每拌和250t混合料取样一次并按公路工程无机结合料31
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治稳定材料试验规程JTJ057-94标准方法进行含水量稳定剂用量和无侧限抗压强2度试验在已完成的基层上每l000m随机取样一次按JTJ051-93或公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTJ05794规定进行压实度试验并检查其它项目所有试验结果均报监理工程师审批所发生的一切费用由施工单位自负2石灰土稳定砂砾基层水泥石灰稳定土基层施工1一般要求石灰土稳定砂砾水泥石灰稳定土基层应在热季到来之前和热季组织施工施工期最低气温应在5C以上多雨地区应避免在雨季进行施工石灰土稳定砂砾水泥石灰稳定上宜用中心站集中拌和的办法施工也可用路拌法施工当基层压实采用1215t三轮压路机碾压时每层的压实厚度不应超过15cm用1820t三轮压路机碾压时每层的压实厚度不应超过2Ocm压实厚度超过上述规定时应分层铺筑分层最小压实厚度为10cm当铺筑层不只一层时先铺筑的一层将表面轻轻地耙松并在铺筑下一层之前洒水湿润使后铺的一层相互结合良好2准备工作在新完成并经验收的下承层上测量恢复中线直线段每2025m设一排桩平曲线每1015m设一排桩并进行水平测量以确定基层的铺装厚度根据监理工程师批准的配合比在料场用强制式拌和机或双转轴浆叶式拌和机生产集料拌和时应做到a土块要粉碎b配料要准确C含水量要略大于最佳含水量d拌和要均匀3摊铺混合料堆置时间不应过长尤其雨季施工一定要做到当天堆置当天摊铺整型碾压用平地机或摊铺机按摊铺厚度将混合料摊铺均匀如发现有粗细颗粒离析现象应用机械或人工补充拌匀4碾压32
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治整型后应在混合料处于最佳含水量1时进行碾压如表面水分不足应适当洒水用12t以上三轮压路机重型轮胎压路机或振动压路机在路基全宽内进行碾压直线段由两侧路肩向路中心碾压平曲线段由内侧路肩向外侧路肩进行碾压碾压时后轮应重叠l2的轮宽并必须超过两段的接缝处后轮压实路面全宽时即为一遍进行碾压直到要求的密实度为止一般需碾压68遍压路机的碾压速度头两遍以采用1档151.7kmh为宜以后用2档2.02.5kmh在路面的两侧应多压23遍严禁压路机在作业段上掉头和急刹车在碾压结束前用平地机终平一次使其纵向顺适路拱及超高均符合设计要求终平应仔细进行5养生每一段碾压完成并经压实度检查合格后即开始进行养生应用湿砂进行养生用砂覆盖时砂层应厚71cm砂铺均匀后立即洒水在整个养生期间都应使砂保持潮湿状态也可以用潮湿的帆布粗麻布草帘或其他合适的材料覆盖但不得用温粘性土覆盖养生结束后必须将覆盖物清除干净也可用洒水车经常洒水每天洒水次数应视气候而定要求在整个养生期间始终保持表面潮湿不应时干时湿养生不宜少于7天除洒水车外应封闭交通养生期满后进行工程质量检收立即喷洒透层沥青并在57天内铺筑沥青面层74.4道路基层质量通病及防治74.4.1级配砂砾层质量通病及防治级配砂砾层施工中存在砂砾级配差砂砾含泥量大摊铺违背技术规程造成级配不均匀压不成板状以及含水量掌握不好机械功能不足造成的质量通病一砂砾层级配质量差1现象砾石颗粒过多过大即含有直径大于10cm的超大巨粒卵石或砂粒过多2原因分析因为不是人工掺拌的级配而是天然级配料源质量差3危害级配就意味着大小颗粒相匹配小一级的颗粒填充大一级颗粒的空隙使颗粒间嵌挤紧密空隙率小密度高稳定性好如果过大或过小的颗粒过多空隙率将增大嵌挤力小稳定性差密度低33
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治4治理方法应以人工级配砂砾代替天然级配砂砾做结构层二砂砾层含泥量大1现象在洒水后碾压过程中表面泛泥并有严重裂纹出现2原因分析在天然级配砂砾里含泥小于0.074mm的颗粒量大于砂小于5mm颗粒重的103危害含泥量大即小于0.074mm的颗粒过多它起了分隔粗集料的作用集料间嵌挤能力降低强度差同时含泥量大液限及塑性指数增大即遇水变软水稳定性差强度低4治理方法采用人工级配把小于O.074mm的主颗粒筛去或经试验含泥量大于砂重10的级配砂砾不准使用三砂砾层碾压不足1现象1砂砾层表面严重轮迹起皮压不成板状2砂砾层表面松散有规律裂纹3砂砾层表面无异常经试验不够密度2原因分析l砂砾摊铺虚厚超过规定厚度2碾压砂砾层的机械碾压功能过小3砂砾层的碾压遍数不够3危害砂砾层不能形成具有一定强度的密实的板状结构这样的结构层分散荷载的能力差4治理方法1按规定压实厚度1020Cm摊铺压实超过规定厚时分两层摊铺碾压2将碾压功能小的机械换为符合碾压厚度的机械或改用振动碾3对碾压不够的砂砾层增加碾压遍数追加碾压密度四砂砾层级配不均匀1现象粗砾石细砂料集中摊铺后造成梅花砾石集中砂窝砂粒集中现象2原因分析由于卸车和机械摊铺使粗细料离析3危害粗细料离析的级配砂砾梅花部分空隙率大不密实嵌挤力小砂窝部分松散不稳定路面铺筑在这样的底层上易造成变形损坏4治理方法在摊铺过程中应将粗细料掺拌均匀无粗细分离现象在碾压过程34
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治中如发现有梅花砂窝切不可用砂对梅花或砾石对砂窝覆盖应将梅花砂窝分别挖出掺入砂或砾石翻拌达到级配均匀致密74.4.2碎石基层的质量通病及防治碎石材质不合格1现象1材质软强度低2粒径偏小块体无棱角酵3偏平细长颗粒多4材料不洁净有风化颗粒含土和其他杂质2原因分析1料源选择不当材料未经强度试验和外观检验即进场使用2材料倒运次数过多或存放时被车辆走轧棱角被碰撞掉3材料存放污染又不过筛3危害材质软易轧碎材质规格不合格或含有杂物形不成嵌挤密实的基层碾压面层时易搓动裂纹达不到要求的密实度4治理方法注意把住进料质量关材料应该选择质地坚韧耐磨的轧碎花岗石或石灰石材料要有合格证明或经试验合格后方能使用碎石形状应是多棱角块体清洁无土不含石粉及风化杂质并符合如下技术要求及规格1抗压强度大于80MPa2软弱颗粒含量小于53含泥量小于24扁平细长12颗粒含量小于205规格应为37cm二干碾压1现象碾压时不洒水或洒水量小于碾压2原因分析不懂操作或违犯操作规程图省工省事不顾质量3危害碎石在干燥状态下碾压在未达到规定碾压遍数时石料已有碾碎则不敢多压在轮迹明显嵌挤不紧密状态下完成工序达不到要求的密实度4治理方法要按操作规程要求的规定碾压1石料摊铺平整后先进行稳压即用68t或810t两轮压路机由路边22向路中稳压两遍后要洒水22.5kg/m以后随压随打水花用水量约1kg/m保持石料湿润减小摩阻力35
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治2碾压成活阶段用1215t三轮压路机在碾压至设计密度的全过程中均需2随压随打水花总用水量1214kg/m3撒布嵌缝料前也要洒水嵌缝料在碾压23遍即要洒水一次每次不大2于1kg/m4碎石基层成活后仍需在湿润状态下养生三嵌缝工序质量差1现象1嵌缝料规格偏小2撒布过多或过少或撤布不均不加扫馒局部有浮料局部又无料2原因分析1进料不把关规格不对2撤料工序违犯操作规程粗制滥造3危害1嵌缝料规格小于37cm碎石的缝隙再加上扫墁不匀局部无料又局部壅堆不易将碎石空隙嵌紧这样将降低碎石的稳定性2未填满碎石空隙浪费沥青混合料3浮料拥堆使面层沥青混合料与碎石基层粘结不紧易搓动揭皮4治理方法1严把进料关其嵌缝料规格应为1.52.5cm小碎石应清洁无土无石粉无杂物322按0.5m/100m撒布不能省略扫墁工序一定切实扫墁均匀嵌缝严密嵌缝料不得浮于表面或聚集形成一层74.4.3石灰土基层垫层的质量通病及防治石灰土强度的形成原理是在粉碎的土料中掺入适量的具有一定细度的石灰在最佳含水量下压实后既发生了一系列物理力学和物理化学作用形成石灰土的强度灰和土发生系列相互作用形成板体提高了强度和稳定性但是由于违反施工操作规程出现了下述诸多通病一搅拌不均匀1现象石灰和土掺和后搅拌遍数不够色泽呈花白现象有的局部无灰有的局部石灰成团更有甚者不加搅拌一层灰一层土成夹陷蒸饼2原因分析l搅拌遍数不够2无强制搅拌设备靠人工费时费力加上管理不严便不顾质量粗制滥造搅拌费力不愿多拌3危害石灰土的结硬原理是通过石灰的活性石灰中含有的CaO和MgO36
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治与土料中的离子进行交换改变了士的性质分散性湿坍性粘附性膨胀性使土的结合水膜减薄提高了土的水稳定性石灰CaOH2吸收空气中的碳酸气223形成碳酸钙石灰中的胶体逐渐结晶石灰与土中活性的氧化硅SiO和氧化铝AlO的化学反应生成硅酸钙和铝酸钙使石灰和土的混合体逐渐结硬等物理化学作用均需要石灰颗粒与土颗粒均匀掺和在一起才能完成如果掺和不均灰是灰土是土土与灰之间的相互作用将不完全石灰土的强度将达不到设计强度4治理方法按施工技术规程的规定人工搅拌1将备好的土与石灰按计算好的比例分层交叠堆在拌和场地上2对锹翻拌三遍要求拌和均匀色泽一致无花白现象土干时随拌随打水花加水多少以最佳含水量控制机械搅拌方法很多有用平地机搅拌专用灰土拌和机搅拌农用犁耙搅拌不管用什么方法就地搅拌都应严格按规程操作保证均匀度结构厚度最佳含水量最好的办法是实行工厂化强制搅拌二石灰土厚度不够1现象石灰土达不到设计厚度特别是人行道石灰土基层表现尤为突出造成小方砖步道下沉变形2原因分析1省略了路床工序对土路床的密实度纵横断高程平整度宽度指标未予控制2不做土路床就地翻拌遇土软时翻拌深度就深灰土层厚遇土硬时翻拌深度就浅灰土层就薄3危害石灰土基层的厚度不均匀承载能力大小不同薄弱部位极易损坏4治理方法要按质量检验评定标准所规定的土路床工序控制土路床的纵横断高程平整度宽度密实度在这个基础上再按一搅拌不均通病的治理方法搅拌摊铺石灰土灰土层厚就能保证均匀三掺灰不计量或计量不准1现象在石灰土掺拌过程中加灰随意性较强不认真对土灰的松干容重进行试验计算或虽有计量只是粗略体积比2原因分析1管理人员和操作人员不了解剂量是直接影响着灰土强度的重要因素2管理人员未经试验计算或虽经试验计算但对操作者交底不清3危害在生产实践中石灰剂量应不低于6%不高于18%如果计量不准会使灰37
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治土强度降低4治理方法石灰土的石灰剂量是按熟石灰占灰土的总干重的百分率计算经济实用的剂量是10%14%如果无试验资料12石灰土压实厚度15cm以人工上土为例土松铺2224cm石灰松铺6cm压实厚度20cm土松铺3032cm石灰松铺8cm按上述土灰厚度比例关系大致是4l如果是石灰处理土基15cm实厚加灰6那么石灰松铺厚度便是3cm如果9松铺厚度便是4.5cm四石灰活性氧化物含量低1现象石灰经试验氧化钙和氧化镁活性氧化物含量低于60的级灰标准特别是当前市政工程上大量使用的袋装生石灰粉发现不少低于级灰标准灰中含有大量非活性的生石灰面粉2原因分析1购进的是劣质石灰或劣质生石灰粉2石灰存放时间过长失效3危害劣质灰往往细度偏小弱化了石灰与土粒所发生的一系列作用使石灰土的强度增长缓慢因此如果石灰的活性氧化物含量低用其所拌制的石灰土就达不到规定配比要求的强度4治理方法1要采用不低于级灰标准的石灰2对新购进的或存放过久的石灰要进行活性氧化物含量试验3如经试验低于级灰标准可根据活性氧化物含量提高石灰剂量4要尽量缩短石灰的存放时间一般生产后的石灰不迟于3个月内投入使用五消解石灰不过筛1现象将含有尚未消解彻底的石灰块和慢化石灰块直接掺入主料不过筛2原因分析图省工违反操作规程3危害不过筛的消解消解石灰掺入土中压实后其中存在的未消解生灰块和慢化石灰块遇水分后经一定时间便消解体积膨胀将路面拱起使结构遭到破坏4治理方法1生石灰块应在用灰前一周至少23d进行粉灰以使灰充分消解2消解的方法要按规程规定的在有自来水或压力水头的地方尽量采用射水花管使水均匀喷火灰堆内部每处约停放23min再换位置插入直至插遍整个灰堆要使用足够的水量使灰充分消解3对少量未消解部分和慢化生石灰块要过1cm筛孔的筛子38
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治六土料不过筛l现象主料内含有大土块大砖块大石块或其他杂物2原因分析1土料粘性较大结团未打碎2对土料内含有的建筑渣土未过筛3危害素土类的强度和水稳定性大大低于石灰土如果灰土中含有大土块就等于在坚固的板体内含有软弱部分灰土内的大砖块大石块等不能跟石灰土凝结成整体有损板体的整体性都是造成板体损坏的薄弱环节4治理方法所有的土均应事先将土块打碎人工拌和时须要通过2cm筛孔的筛子机械拌和时可不过筛但必须将大砖块大石块等清除2cm以上土块含量不得大于3七灰土过干或过湿碾压1现象掺拌摊铺的灰土过干或过湿都偏离最佳含水量较大往往是过干时在进行碾压后再在表面进行洒水这样只湿润表层不能使水分渗透到整个灰土层过湿时碾压出现颤动扒缝现象2原因分析1土料在开挖运输或就地过筛翻拌过程中主料中原有水分大量蒸发翻拌过程中又未重新加水2所取土料过湿或遇雨或灰土掺拌后未碾压遇雨没有进行晾晒在大大超过最佳合水量的状态下碾压3危害灰土在过干或过湿状态下碾压均不能达到最佳密实度过湿的主料或过湿的石灰均不能搅拌均匀过干的灰土层只在表面洒水只能使表层达到较高密实度整个灰土层不会达到一致的最佳密实度这样将导致灰土层承载能力的降低危及整个结构的寿命4治理方法1石灰土搅拌必须具备洒水设备如果在取土运输翻拌过程中失水就应在翻拌过程中随搅拌随打水花直至达到最佳含水量同时在碾压成活后如不摊铺上层结构应不断洒水养生保持经常湿润因为灰土初期经常保持一定湿度能加速结硬过程的形成灰土强度形成过程中一系列相互作用都离不开水2取来的土料过湿或遇雨后过湿都应进行晾晒使其达到或接近最佳含水量时再行加灰掺拌如拌和后的灰土遇雨也应晾晒达到最佳含水量时进行碾压如灰土搁置时间过长还要经过试验如果石灰失效还应再加灰掺拌后碾压39
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治74.4.4石灰粉煤灰砂砾基层的质量通病及防治石灰粉煤灰砂砾是在具有一定级配的破碎砂砾中按一定比例掺入少量石灰和粉煤灰加入适当水量拌合均匀的混合料以下简称混合料混合料的结硬原理是靠石灰的活性去激发粉煤灰中不活泼化学成分的活性在适当水分下起化学反应生成具有一定水硬性的化合物使石灰粉煤灰逐渐凝固将砂砾固结成整体材料但由于混合料的生产工艺不当和使用方法不当在应用中产生诸多通病含灰量少或石灰活性氧化物含量不达标1现象主要表现在混合料不固结无侧限抗压强度不达标2原因分析1生产厂家追求利润不顾质量使用级以下劣质石灰或有意少加灰使混合料中活性氧化物含量极低2生产工艺粗放人工加灰量不均匀甚至少加灰3混合料在生产厂存放时间过长或到工地堆放时间超过限期活性氧化物失效3危害如无石灰或石灰含量低或石灰中活性氧化物含量低将不能或不完全起化学反应均达不到将砂砾固结成整体的作用永远呈松散或半松散状态混合料将结不成坚固的板体4治理方法1主管混合料生产质量的部门要加强对生产厂拌合质量的管理2要求厂家逐步改造粗放的生产工艺为强制搅拌工艺并提高厂家自我控制能力3要逐步实行优质优价政策以激发厂家进行工艺改造4混合料在拌合厂的堆放时间不应超过4d运至工地的堆放时间最多不超过3d最好是随拌合随运往工地随摊铺碾压5要求工地加作含灰量和活性氧化物含量的跟踪试验如发现含灰量不够或活性氧化物含量不达标要另加石灰掺拌至达标为止二摊铺时粗细科分离1现象摊铺时粗细料离析也像级配砂砾出现梅花租料集中砂窝细料集中现象一样2原因分析在装卸运输过程中造成离析或用机械摊铺时使粗细料集中未施行重新搅拌措施3危害石灰粉煤灰和砂粒集中的部分粗骨料少强度低粗骨料集中部分石灰和粉煤灰结合料少呈松散状态形不成整体强度这样的基层是强度不均匀的40
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治基层易从薄弱环节过早破坏4治理方法l如果在装卸运输过程中出现离析现象应在摊铺前进行重新搅拌使粗细料混合均匀后摊铺2如果在碾压过程中看出有粗细料集中现象也要将其挖出分别掺入粗细料搅拌均匀再摊铺碾压三干碾压或过湿碾压1现象混合料失水过多已经干燥不经补水即行碾压或洒水过多碾压时出现弹软现象2原因分析1混合料在装卸运输摊铺过程中水分蒸发碾压时未洒水或洒水不足或洒水过量2在搅拌场拌合时加水过少或过多3危害含水量对混合料压实后的强度影响较大试验证明当含水量处于最佳含水量+1.5和-1时强度下降15处于-1.5时强度下降304治理方法1混合料出场时的含水量应控制在最佳含水量-l和+1.5之间2碾压前需检验混合料的含水量在整个压实期间含水量必须保持在接近最佳状态即在-1和+1.5之间如含水量低需要补洒水含水量过高需在路槽内晾晒待接近最佳含水量状态时再行碾压四碾压成型后不养护一1现象混合料压实成型后任其在阳光下曝晒和风干不保持在潮湿状态下养生2原因分析1施工人员不了解粉煤灰在加入石灰后必须要在适当水分下才能激发其活性生成具有一定水硬性化合物将砂砾料团结成板体2水源较困难未采取积极措施予以保证3忽视工程质量图省工省事违反技术规程3危害混合料强度的增长是在适当水分适当温度下随时间增长而增长都是因为粉煤炭中的主要成分二氧化硅SiO2和三氧化铝Al2O3必须在适当水分下受石灰中活性氧化物的激发才能发生火山灰作用生成含水硅酸钙和含水铝酸钙具有一定水硬性的化合物如果混合料压实后的初期处于干燥状态在石灰活性有效期内未能硬化混合料将不能达到预期的板体强度4治理方法1加强技术教育提高管理人员和操作人员对混合料养生重要性41
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治的认识2严肃技术纪律严格管理必须执行混合料压实成型后在潮湿状态下养生的规定3养生时间一般不少于7d直至铺筑上层面层时为止有条件的也可洒布沥青乳液覆盖养生五超厚碾压1现象不按要求的压实厚度碾压规程规定每层最大压实厚度为20cm而有的压实厚度2535cm也一次摊铺碾压2原因分析交底不清或管理不严或图省工省碾或无端抢工有意违反操作规程3危害规定的最大压实厚度为20cm是1215t压路机的压实功能能达到的全部层厚要求密实度如果超过这个限厚的混合料则全层厚达不到要求的密实度4治理方法交底清楚严格控制凡结构总厚度超过一次碾压限厚的都要分层摊铺碾压如结构总厚度为30cm可分成两层每层15cm其虚铺厚度为19.5cm5沥青面层施工质量控制沥青路面是以沥青为结合料将矿质材料粘结成为整体的路面沥青路面具有行车舒适噪音低施工期短养护维修简便等优点因此得到了广泛应用沥青路面按照材料组成及施工工艺可分为沥青表面处治沥青贯入式热拌沥青混合料及乳化沥青碎石混合料路面等通常把未经摊铺碾压的沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料统称为沥青混合料沥青混合料按其强度构成的不同可分为嵌挤型和级配型两大类嵌挤型沥青混合料的强度是以矿料之间的胶挤力和内障阻力为主沥青的粘结作用为辅而构成按密实级配原则构成的沥青混合料的结构强度是以沥青与矿料之间的粘结力为主矿料的嵌挤力和内摩阻力为辅而构成的按级配原则构成的沥青混合料其结构通常可按下列三种方式组成悬浮密实结构由连续组配矿料组成的密安混合料即矿料从大到小连续变化并且各有一定数量这种结构通常按最佳级配原理进行设计密实度与强度较高但受沥青的性质影响较大故稳定性较差骨架空隙结构粗粒料彼此紧密相接细粒粒的数量较少不足以充分填充空隙在这种结构中粗粒料之间的内摩阻力起着重要的作用其结构强度受沥青的性质影响较小因而稳定性较好42
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治骨架密实结构是综合以上两种方式组成的结构混合料中既有一定数量的粗位料形成骨架又根据粗粒料空隙的多少加入细料形成较高的密实度间断级配即是按此原理构成根据矿料最大粒料的不同沥青混凝土混合料分为粗粒式中粒式细粒式和砂粒式按标准压实后剩余空隙率还可将其分为型剩余空隙率为36城市道路为26和型剩余空隙率为610沥青碎石混合料分为粗粒式中粗式和细粒式75.1沥青混合料组成设计混合料组成设计的主要任务是选择合格的材料确定各种粒径矿料和沥青的配比1矿料配合比设计1确定级配曲线根据理论曲线和实际使用情况的调查资料确定既能保证具有一定密实度又能保证稳定性的矿料级配范围各种沥青混合料级配范围可查表级配曲线可采用表中所列级配的中值2计算各种矿料的配比选择符合质量要求的各种矿料分别进行筛析试验并测定各种矿料的相对密实度根据各种矿料的颗粒组成确定达到级配曲线要求时的各种矿料的配比矿料配比确定方法有试算法正规方程法图解法其中图解法最为常用图解法是根据平衡面积法确定出矿料组成的方法如果矿料种类较多计算也较麻烦且精度低图解法的具体做法如下绘制标准级配和各组成矿料的级配曲线在普通的方格纸上画成矩形图纵轴表示矿料通过百分率横轴表示筛孔直径连接对角线即表示为标准级配曲线根据选定的标准级配各筛通过百分率一般可取级配范围的中值在纵轴上取坐标引水平线与对角钱相交从交点引垂线与横轴相交的坐标即表示相应各个筛孔的孔径按上述方法所得的各筛孔径和各筛孔通过百分率的坐标位置绘制各组成矿料的级配曲线43
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治确定各种矿料的配合比根据各种矿料的相邻级配曲线之间的关系按不同情况确定其配合比a相邻两条级配曲线重叠即图中矿料A的下部和矿料B的上部搭接找出级配曲线A与B分别和下上横轴距离相等a=a`的位置从这位置画垂线与矩形对角线标准级配曲线交于一点b相邻两条级配曲线的前一条曲线的下点与后一条曲线的上点正好在同一个垂直线上即图中矿料B的下点和矿料C的上点把两级配曲线上下端连接起来与矩形对角钱交于一点c.相邻两条级配曲线彼此离开一段距离即图中矿料C和矿料D的情况则分别从两级配曲线的上端下端向矩形中央作垂线再作两条垂线间距的平分线b=b`并与对角钱交于一点用以上方法所得对角线的交点分别作水平线就可求得各组成矿料的配合比2确定沥青最佳用量沥青混合料的沥青用量一般均需通过试验确定我国现行施工规范规定沥青混合料的沥青最佳用量采用马歇尔试验法确定75.2热拌沥青混合料面层质量控制75.2.1试验路段1在铺筑试验路段之前28天施工单位应安装好与本项工程有关的全部试验仪器和设备包括沥青石料混合料等项室内外试验的配套仪器设备及取芯机等配备足够数量的熟练试验技术人员报请监理工程师审查批准2在工程开工前14天施工单位应在监理工程师批准的现场并在监理工程师的监督下用备齐并投入该项工程的全部机械设备及每种沥青混合料各铺筑一段长约100200m单幅的试验路段3试验路的目的是为了证实混合料的稳定性以及拌和摊铺和压实设备的效率和施工方法施工组织的适应性4沥青混合料摊铺压实12h以后应对其厚度密实度沥青含量及矿料级配及其他项目进行抽样试验抽样试验的频度应满足规范要求5试验路完成后施工单位应写出书面报告报请监理工程师审查批准44
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治6经监理工程师批准的试验路应成为比较的标准正式工程应按批准的同一方法和同一标准施工7批准的试验路应同完成后的工程一起支付如未能取得监理工程师的批准施工单位应破碎清除该试验路重新铺筑试验路并承担其费用75.2.2施工设备1拌和及运料设备l拌和厂应在其设计协调配合和操作方面都能使生产的混合料符合工地配合比设计要求拌和厂必须配备有足够试验设备的实验室并能及时提供使监理工程师满意的试验资料2拌和机应能按用量以质量计分批配料并有装有温度计及示温的成品贮料仓和二次除尘设置拌和设备的产量应和生产进度相匹配在安装完成后应按批准的配合比进行试拌调试直到符合要求3拌和场地布置应远离居民区其距离不少于1km4运料设备应采用干净有金属底板的自卸槽斗车辆运送混合科车槽内不得沾有有机物质为了防止尘埃污染和热量过分损失运输车辆应备有覆盖设备车槽四角应密封坚固2摊铺及压实设备1沥青混合料摊铺机应是自动式摊铺设备安装有可调的活动熨平板或整平组件整平板在需要时可以加热能按照规定的典型横断面和图纸所示的厚度在车道宽度内摊铺并备有修边的套筒摊铺机应有一套夯板和可调整振幅的震动整平板的组合装置夯板与震动整平板的频率应能随意变量并能各自单独的调整2摊铺混合料时摊铺机应能按照与摊铺混合料相协调的前进速度运行3摊铺机应配备整平板自控装置其一侧或双侧装有传感器可通过外面的参考线探出纵坡和整平板的横坡并能自动发生信号来操纵整平板使摊铺机能铺筑出理想的纵横坡度4压实设备应配有钢轮式轮胎式及振动压路机能按合理的压实工艺进行组合压实还应备有监理工程师认可的小型振动压夯实机具以用于压路机不便压实的地方45
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治75.2.3混合料的拌和1粗细集料应分类堆放和供料取自不同料源的集料应分开堆放每个料源的材料应进行抽样试验并经监理工程师批准2拌和前应将集料包括矿粉充分地烘干每种规格的集料矿粉和沥青都必须分别按要求的配合比进行配料3沥青的加热温度石料加热温度混合料的出厂温度运到施工现场的温度均应满足规范要求4所有过度加热的混合料或已经炭化起泡和含水的混合料都应废弃拌和后的混合料必须均匀一致无花白无粗细粒离析和结块现象否则不得用于工程项目5材料的规格或配合比发生改变时都应根据室内试验资料进行试拌试拌时必须抽样检查混合科的沥青含量级配组成和有关力学性能并报请监理工程师批准5.2.4混合科的运送1已经离析或结成不能压碎的硬壳团块或在运料车辆卸料时留于车上的混合料以及低于规定铺筑温度或被雨水淋湿的混合料都应废弃不得用于工程项目2运至铺筑现场的混合科应在当天或当班完成压实5.2.5混合料的摊铺1摊铺混合料之前必须对下层进行检查并取得监理工程师的批准同时必须按规定铺洒沥青透层粘层或下封层2在开始摊铺混合料时应考虑在路面边线设置路缘石拦水带的具体位置埋设深度将预制的路线石块按图纸要求进行设置基础及后背填料必须夯实做到缝宽均匀线条顺直顶面平整砌筑牢固3为消除纵向接缝应采用全路幅摊铺当采用两台摊铺机组成梯队联合摊铺的方式时两台摊铺机前后的距离以前面摊铺的混合料尚未冷却为度一般为1030m4沥青混合料的摊铺温度应随沥青的标号气温的不同通过试验确定进行调节正常施工摊铺温度不低于110130但不得超过1655摊铺机应以均匀的速度行驶它的输出量和沥青混合料的运送量应相匹配以保证混合料均匀不间断地摊铺摊铺过程中不得随意变换速度更要避免中途停顿以免影响施工质量6对外形不规则路面厚度不同空间受到限制以及人工构造物接头等摊销机无法工作的地方经监理工程师批准可以采用人工铺筑混合料46
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治75.2.6混合料的压实1混合料完成摊铺和刮平后应立即进行宽度厚度平整度路拱及温度检查对不合格之处应及时进行调整随后按试验路确定的压实设备的组合及程序进行充分地均匀地压实2压实分初压复压和终压压路机碾压的适应速度如表压路机碾压速度碾压阶段初压km/h复压km/h终压km/h钢轮压路机1.5-22.5-3.52.5-3.5压路机类型轮胎压路机……3.5-4.54-6振动压路机静压1.5-2振动4-6静压2-33初压应采用钢轮压路机或振动压路机静压初压后应检查平整度和路拱必要时应予以修整复压应采用串联式双轮振动压路机或轮胎压路机终压应采用光面钢轮压路机或振动压路机静压4碾压作业时混合料的温度初压温度不应低于110碾压终了温度钢轮压路机不得低于70轮胎压路机不得低于80振动压路机不得低于655碾压应纵向并由低边向着高边慢速均匀地进行相邻碾压至少重叠宽度为双轮30cm三轮为后轮宽度的二分之一6碾压时压路机不得中途停留转向或制动当压路机来回交替碾压时前后两次停留地点应相距10m以上并应驶出压实起始线3m以外7压路机不得停留在温度高于7的已经压过的混合料上同时应采取有效措施防止油料润滑脂汽油或其它杂质在压路机操作或停放期间落在路面上8压实时如接缝处的混合科温度已不能满足压实温度要求应采用加热器提高混合料的温度达到要求的压实温虔再压实到无缝迹为止否则必须垂直切割混合料并重新铺筑立即共同碾压到无缝迹为止9在压路机压不到的其他地方应采用振动夯板热的手夯或机夯把混合料充分压实已经完成碾压的路面不得修补表皮10当层厚等于或大于40mm时监理工程师可使用核子密度仪进行现场密实度检验以代替试验室试样测定但每读10个核子密度仪读数必须钻取一个试样送交试验室进行密度试验以检验核子密度议的准确性47
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治75.2.7接缝的处理1铺筑工作的安排应使纵横向两种接缝都保持在最小数量接缝的方法及设备应取得监理工程师批准在接缝处的密度和表面修补应与其它部分相同2纵向接缝应该采用一种自动控制接缝机装置以控制相邻行程间的标高并做到相邻行程间可靠的结合纵向接缝应是热接缝并应连续和平行缝边垂直并形成直线3纵缝上的混合料应在摊铺机的后面立即用一台静力钢轮压路机以静力进行碾压4纵向接缝与横坡变坡线的重合应在15cm以内与下层接缝应错开15cm以上5当由于工作中断摊铺混合料的末端已经冷却或者在第二天恢复工作时就应做成一道与铺筑方向大致成直角的横向接缝横向接缝在相连的层次和相邻的行程间均应至少错开1m75.2.8气候条件1沥青混合料的摊铺应避免在雨季进行当路面滞水时应暂停施工02施工气温低于10C时应停止摊铺或摊铺时采取措施并经监理工程师同意方可继续摊铺否则在气温还没有上升到IO以上之前不得开始摊铺当气温下降到15以下时应控制混合料的最大运距保证碾压温度在规定的范围以内3未经压实即遭雨淋的沥青混合料应全部清除更换新料所发生的一切费用由施工单位负担75.2.9取样和试验1沥青混合料应按统计法取样以测定集料级配沥青含量压实度等集料取样地点应在沥青掺入前的热拌设备旁沥青含量试验应在摊铺机后面及压路机前面从已摊铺的混合料中取样压实度试验应从压好的路面上钻取试样2混合料的取样应在施工现场每天进行一次或每拌500t混合科取一次并按规范进行检验3所有的试验结果均应报监理工程师审批所发生的一切费用由施工单位自理75.3沥青表面处治施工质量控制75.3.1一般规定1沥青表面处治宜选择在干燥和较热的季节施工并在雨季前及日最高气温低于15到来之前半个月结束2沥青表面处治宜采用层铺法施工厚度不宜大于3cm可采用沥青洒布机及集料撒辅机联合作业48
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治3施工工序紧密衔接沥青洒布长度与石料撒铺相配合避免浇油后等待较长时间才撤铺石料75.3.2施工设备1沥青表面处治应采用沥青洒布机喷洒沥青洒布机应能稳定在控制的速度和确定的用油量并能在整个洒布宽度内均匀洒布沥青2应采用一台自行式的集料撒布机配有可靠的控制系统能把所需的集料均匀撒铺到沥青材料的整个宽度上3沥青表面处治宜采用轮胎式光面钢筒压路机压路机的吨位应能使集料嵌挤密实又不致使石料有较多的压碎为度通常采用68t及1012t压路机进行碾压乳化沥青表面处治宜采用较轻的压路机进行碾压75.3.3表面准备1沥青表面处治层的表面应平整清洁无松散并应符合图纸所示或监理工程师确定的典型断面2当监理工程师有指示时应视需要用机动路帚或电鼓风机并辅以人工扫净表面清除有害物质75.3.4沥青洒布1沥青材料的加热温度应满足规范要求2沥青应采用压力喷洒机均匀地洒布洒油量温度条件及处治面积均应在洒布前获得认可在洒布沥青之前集料和集料撒布设备均应运抵施工现场处治区附近的结构物和树木的表面应加以保护以免溅上沥青受到污染3沥青洒布机应在喷咀打开的同时按适当的洒布速度向前行驶除监理工程师同意采用其它材料或方法外应在每次喷洒开始一端和结束的末端后面足够距离的表面上铺上施工用纸以使喷咀洒出来的沥青在开始和结束时都落在纸上并保证喷阻在喷洒的整个长度内喷洒正常4在喷洒交接处洒布沥青时应精心控制不超过批准的洒油量应把过量的沥青材料从洒布表面刮掉漏洒或少洒的地区应补洒均匀75.3.5集料撤铺1符合指定级配的集料应率先清除或减少集料上的浮土以提高和改进粘着质量2在沥青洒布后3min内应按确定的用量撤铺集科撤辅期间如集料多少不匀应用补撤集料的方法校正直至达到均匀的表面结构撒布机械无法靠近的地方须用49
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治人工撒铺3在半宽施工情况下应留下一条15cm宽的接头地带暂不撒布集料以使沥青材料略微重叠75.3.6碾压1碾压应在沥青和集料撒铺后立即进行并在当日完成2撒铺一段集料后即用68t轮胎或双轮压路机碾压每层集料应按集料撒铺的全宽初压一遍并应按需要进行补充碾压以使盖面集料适当就位碾压时每次轮迹重叠约30cm从路边逐渐移向路中心然后再从另一边开始移向路中心以此作为一遍一般全宽的碾压不少于34遍以不大于km/h的速度进行静压75.3.7养护1集料表面应用扫帚轻轻扫过或用其他方法养护4天或按指示的天数养护2表面养护应包括把盖面料撒布到整个沥青表面上以吸收游离的沥青材料或覆盖集料不足之处3养护不应使已嵌锁的集料移动位置4应采用旋转路帚把多余的材料从整个处治表面上清扫出去面层清扫应在监理工程师指定的时间进行75.3.8多层表面处治1多层表面处治是在由准备好的基层上连续洒布的沥青材料和微铺的盖面集料构成材料应反复摊铺直至达到所需的层数2多层表面处治的沥青洒布集料撤铺等的施工方法和要求与第一层相同但第二层第三层的碾压可采用810t压路机75.4沥青贯入式路面施工质量控制沥青贯入式路面根据沥青贯入深度的不同可分深贯式及浅贯式深贯入式厚68cm浅贯入式厚45cm75.4.1施工准备下承层沥青贯入式路面施工前基层必须清扫干净贯人式使用乳化沥青时必须洒透层或粘层沥青75.4.2撒料撒主层集料时应注意撤铺均匀避免颗粒大小不均并不断检查松铺厚度和校验路拱撒布集料后严禁车辆通行50
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治75.4.3碾压主层集料撒布后先用68t压路机以2kmh的初碾速度碾压34遍使集科基本稳定无显著推移为止然后再用1012t压路机以34km的速度进行碾压直到主层集料嵌挤稳定无显著轮迹为止碾压遍数一般为24遍视集料硬度而定75.4.4浇洒第一层沥青主层集料碾压完毕后应立即烧洒第一层沥青当采用乳化沥青贯入时为防止乳液下漏过多可在主层集料碾压稳定后先撤布一部分上一层嵌缝料再烧洒主层沥青75.4.5撒布第一层嵌缝料主层沥青浇洒后应立即均匀撒布第一层嵌缝料当使用乳化沥青时嵌缝料的撒布必须在乳液破乳前完成75.4.6再碾压嵌缝料扫匀后立即用812t钢筒式压路机碾压46遍直至稳定为止碾压时随压随扫使嵌缝料均匀嵌入75.4.7浇洒第二三层沥青嵌料碾压浇洒第二层沥青撒布第二层嵌缝料碾压浇洒第三层沥青撒布封层料最后碾压宜采用68t压路机碾压24遍75.4.8交通控制及初期养护碾压完后进入养护阶段并禁止车辆通行75.5沥青混凝土路面的质量通病及防治路面平整度差1现象沥青混合料人工摊铺楼平碾压后表面尚较平整当开放交通后路面出现波浪或出现碟子坑疙瘩坑2原因分析l底层平整度差因为各类沥青混合料都有一定的压实系数摊铺后表面楼平了由于底层高低不平而虚铺厚度有薄有厚碾压后薄处沉降少则较高厚处沉降多则较低表面平整度则差2摊销方法不当在等厚的虚铺层中由于摊铺时用铁锹高抛或运输卸料时的冲击力将沥青混合料砸实或人车在虚铺混合料上乱踩乱轧而后又搂平致使虚实不一致虚处则较低实处则较高平整度差3料底清除不净沥青混合料直接倾卸在底层上粘结在底层上的料底清除不净或把当天的剩料胡乱摊在底层上充当一部分摊铺料但它已经压实冷凝大51
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治大缩小了压实系数当新料补充楼平压实后形成局部高突疙疙瘩瘩不平整上述分析主要是针对人工摊铺而产生的不平整通病的原因使用机械摊铺就是使用电脑控制的自动调平摊铺机同样要是底层平整度不平虽然有摊铺机本身的震捣功能其虚铺厚度是一致的当时碾压完也是乎整的但是经车载辗压后底层的坑洼不平便反射到路表面上来同样路面是不平整的再者摊铺机摊铺面层其每幅两侧高程基准线控制不准或摊销机本身的毛病或操作手控制不利熨平板出现忽高忽低也是造成路面波浪或高低不平的原因3危害1路面平整度是道路工程的主要使用功能如果道路不平坦会降低行车速度增加行车颠簸加大冲击力损坏车辆机件降低舒适性减少安全性降低经济效益和社会效益2路面愈不平坦车辆冲击力愈大对道路的损毁愈严重会大大降低道路工程建设的投资效益4治理方法1首先要解决底层平整度问题这里所指的底层是泛指如果沥青混合料面层分三层铺那么表面层的底层是中面层黑色碎石或粗级配沥青混凝土中面层的底层是底面层沥青碎石底面层的底层是道路基层基层的底层是道路路基土路床每一层的平整度都对上一层平整度至关重要所以要按照质量检验评定标准中对路面各层要求严格控制认真检验特别是在保证各层密实度和纵横断高程的基础上把平整度提高标准进行控制最后才能保证表面层平整度的高质量在技术操作上按照高程控制的要求加细找补和修整在机具设备上积极创造条件使用平地机修整路床和基层的平整度2面层的摊铺应使用摊铺机并放准每幅两侧高程基准线操作手控制好熨平板的预留高的稳定性小面积或无条件使用摊铺机时要严格按照操作规程规定的方法摊铺即采用扣锹法不准扬锹要锻锹重叠扣锹时要求用锹头略向后刮一下以使厚度均匀一致使用手推车和装载机运料时应用热锹将料底砸实部分翻松后摊平以求各处虚实一致楼平工序不能踩踏未经压实的虚铺层要倒退楼平一次成活如再发现有不平处可备专用长把刮板找补楼平3沥青混合料应卸在铁板上不能直接倾卸在铺筑底层上如果要卸在底层上则必须设法清除干净剩余冷料不能直接铺筑在底层上充当一部分层厚应加热另作它用五点五线法检查控制高程和平整度做法52
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治五点即在每一个横断面上均匀分成五个点按一个固定高程拉一条线再按上述计算的数据检查在横断面上的横断高程五线即在相邻两个横断面之间按五个相对应的点分别纵向拉五条线再按上面计算的数据检查纵向高程这样通过五点五线检查的成果来全面修整路床或基层的高程和平整度二路拱不正路面出现波浪形1现象路拱不饱满局部高点偏离中心线或在路面纵向出现波浪特别是靠近立道牙的偏沟部位出现路边波浪较多使立道牙外露不一致2原因分析主要是路面各结构层的纵横断高程控制不力或在两相邻控制点距离偏大在两点之间的高程出现较大偏差形成控制点处高于或低于两控制点之间的路面高程3危害1影响外现质量路容不整2路面波浪造成行车颠簸降低车速和乘车舒适感路边波浪造成积水4治理方法1路床和路面基层都应用五点五线法检查控制纵横断面高程2要控制好沥青混合料面层各层的虚铺厚度人工摊铺要采用放平砖的方法3特别应该加细控制两雨水口之间的路边高程切勿低于下游雨水口附近高程三路面非沉陷型早期裂缝1现象1路面碾压过程中出现的横向微裂纹往往是某区域的多道平行微裂纹裂纹长度较短2采用半刚性基层材料做基层的沥青路面通车后半年以上时间出现的近似等间距的横向反射裂缝3路面在纵横向接茬处产生不规则纵横裂缝或冬季发生的冻胀纵横裂缝4路面出现的凸起开花和不规则短裂缝2原因分析1碾压当中出现短小微小裂缝的原因是l由于碾压前沥青混合料摊铺时间过长其表面变冷形成僵皮其内部较热可塑性好形成压路机串皮碾压或过早使用重碾均会造成沥青混合料在压路机碾轮前出现波浪或由于底层与面层粘结不好如下层表面脏污或没有喷洒沥青结合料或过碾产生推移横裂纹2压路机加速或减速太猛尤其是转向时过猛产生路面横纹53
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治3沥青混合料过细其结合料太少即油石比过低上碾过早沥青混合科温度过度沥青混合料中集料级配太差石料偏少由于刮风下雨或喷水防粘时碾轮喷水过量等造成沥青混合料温度过低产生的横向微裂纹4整平找补料层过薄或在坡道上摊铺沥青混合料过厚或对薄沥青混合料层过量辗压等产生的横向微裂纹2在路面上出现半刚性基层开裂反射的或自身产生的较规律的横向裂缝共产生的原因是1石灰土水泥土或其他无机结合料的基层垫层由于碾压后未能潮湿养生造成较大的干缩反射上来的横裂2寒冷地区沥青面层或半刚性基层低温收缩造成变形受阻产生的横向开裂3由于道路发生冻胀产生的路面拱起开裂4由于沥青原材料低温延性差或沥青混合料粘结力低造成路面早期开裂5由于石灰土石灰粉煤灰砂砾中有未消解灰块当压实后消解膨胀造成其上沥青路面膨胀开裂开花6当沥青混合料分幅碾压或纵向接茬时由于接茬处理不符操作规程要求而造成接茬开裂3危害1雨雪水会沿道路裂缝渗入路面基层和土基降低路基路面的稳定性和强度造成局部变形逐渐扩展为网状开裂2碾压中产生的微裂纹及反射裂缝虽初期不影响行车但在水分侵蚀及阳光照射下成为促使面层沥青混凝土疲劳开裂的催化剂会大大缩短沥青路面寿命4预防措施二l在沥青混合料摊铺碾压中做好以下工作防止产生横向裂纹1严把沥青混合料进场摊铺的质量关凡发现沥青混合料级配不佳集料过细油百比过低炒制过火油大时必须退货并通知生产厂家严重时可向监理或监督报告2严格控制摊铺和上碾终碾的沥青混合料温度施工组织必须紧密大风和降雨时停止摊铺和碾压3严格按碾压操作规程作业平地碾压时要使压路机驱动轮总接近摊铺机上坡碾压压路机驱动轮在后面使前轮对沥青混合料预压下坡碾压时驱动轮应在后面用来抵消压路机自重产生的向下冲力碾压前应用轻碾预压压路机起动换向都要平稳停驶转移换向时关掉振动档压路机停车转向尽量在压好的54
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治平缓的路段上4双层式沥青混合料面层的上下两层铺筑直在当天内完成如间隔时间较长下层受到污染铺筑上层前应对下层进行清扫并应浇洒适量粘层沥青5沥青混合料的松铺系数宜通过试铺碾压确定应掌握好沥青混合料摊铺厚度使其等于沥青混合料层设计厚度乘以松铺系数6宜采用全路宽多机全幅摊铺以减少纵向分幅接茬2按GB50092一96沥青路面施工及验收规范做好纵横向接缝纵缝要尽量采取直茬热接的方法摊铺段不宜太长一般在60100m之间于当日衔接当第一幅摊铺完后立即倒至第二幅摊铺第一幅与第二幅搭接2.55cm然后再推回碾压不是当日衔接的纵横缝上冷接茬要创直茬涂刷粘层边油后再摊铺横向冷接茬可用热沥青混合科预热即将热沥青混合料敷于冷茬上厚1015cm宽1520cm持冷茬混合科融化后510min再清除敷料进行搂平碾压或用喷灯烘烤冷茬后立即用热沥青混合科接茬压实3在设计和施工中采用下列措施防止石灰土等半刚性基层的收缩裂缝1控制基层施工中压实时的含水量采用0.9最佳含水量的含水量监控时可降低其干缩系数2设计中在半刚性基层上加层厚10cm的沥青碎石或厂拌碎石联结层可降低裂缝向沥青混合料面层的反射程度3在半刚性基层材料层中掺入3050的24cm粒径的碎石可减少收缩裂缝并提高碾压中抗拥谁的能力4对半刚性基层碾压后潮湿养护随气候湿度不同至少514d为宜4控制沥青混合料所用沥青的延度或进行低温冷脆改性拌制沥青混合料时防止加热过度避免沥青混合料烧焦5治理方法1对于碾压中出现的横向微裂纹可在终碾前用轮胎碾进行复压往往可予以消除2对由于半刚性基层开裂反射卜来的裂缝缝宽在6mrn以内的可用热沥青灌缝缝宽大于6mm的将裂缝内杂质处理干净后用沥青砂或细粒式沥青混凝土进行填充搞实并用烙铁封口撒砂扫匀3对无变形不严重裂缝可在路面干燥条件下按2条方法处理对发裂轻微龟裂可采用刷油法处治或进行小面积的喷油封面防止渗水使裂缝扩大55
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治四路面沉陷性疲劳性裂缝1现象1路面产生非接茬部位不规则纵向裂缝有时伴有路面沉陷变形2在雨水支管部位出现不规则顺管走向的裂缝在检查井周围出现不规则裂缝3成片状的网状裂缝裂块面积直径大于30cm和龟背状的裂缝裂块面积直径小于30cm2原因分析1出现不规则的纵向裂缝和成片的网状裂缝多属于路基或基层结构强度不足或因路基局部下沉路面掰裂2雨水支管多数处于路面底基层或基层中支管肥槽回填由于不易夯实造成局部路面强度削弱面发生沉陷和开裂是路面最早出现的裂缝之一3龟背状裂缝多属于路面基层结构强度不足立承不住繁重的交通荷载或沥青面层老化而形成在车行道中长条状网裂网眼宽20cm左右长5060cm的网裂多数属于路面结构在重复行车荷载作用下发生疲劳破裂的裂缝4路面结构层中有软夹层如石料质软含泥量大尽管其他结构层强度足够仍会发生沉陷网裂和龟裂5碾压中由于沥青混合料表面过凉里面过热当摊铺层较厚时用重型压路机碾压会引起路面表层切断在第一遍碾压中出现贯穿的纵向裂纹3危害1外界水会沿路面裂缝渗入路面基层甚至渗入上基造成其承载能力下降使路面过早损坏2裂缝部分特别是裂缝密集的龟裂部分受水浸入和车辆反复荷载的冲击更会加速路面出现坑槽车辙等严重损坏4防治措施1对雨水支管肥槽采用水泥稳定砂砾或低标号混凝土处理防止路面下沉开裂2提高路面基层材料的均匀性和强度如北京地区使用的石灰粉煤炭砂砾即要保证其级配的均匀性和设计强度无侧限抗压强度R707MPa及所需的石灰含量和石灰活性氧化物含量避免强度裂缝减少温度裂缝3治理好路基的质量通病防止路基下沉所造成的裂缝4要注意对沥青混合料外现质量的检查矿料拌合粗细要均匀一致粗骨料的表面应被沥青和细矿料均匀涂复不应有花白料或油少干枯现象5检查井周围在路面底层铺筑后再将检查并升至路面高所留下的肥槽用低标号混凝土补强处理56
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治6对于出现的网裂龟裂等采用下述方法处理1由于土基基层破坏所引起的裂缝分析原因后先消除土基或基层的不足之处然后再修复面层2龟裂采用挖补方法连同基层一同处治3轻微龟裂可采用刷油法处理或进行小面层喷油封面防止渗水扩大裂缝五路面边部压实不足1现象路面边缘部位局部未碾压密实表层呈松散状态或睁着眼一经车辆辗压有掉渣现象2原因分析1在路面边缘部位基层碾压不到位碾压面层时基层跟着下沉面层得不到基层足够的反作用力面层便压不实2安栽道牙的废槽末夯实同样产生上述情况3未控制基层边线平整度在边缘出现疙瘩坑或碟子坑坑洼部分压不实呈睁眼现象或出现局部长度上低洼碾轮压不着出现松散掉渣4逢有障碍物碾子靠不了边也未用小型务实工具如墩锤洛铁震动夯夯实3危害烂边掉渣属面层结构性损坏是外观质量上的重要缺陷经不住水浸冻融风蚀车轮创压易出坑槽严重时还会波及基层的损坏4防治措施1碾压基层时要标出准确的路边边线一般应超宽碾压每测不小于15cm碾压密度不能低于路中部位的密实度2安栽道牙的废槽要加用小型夯具做特别夯实3边缘特别是路边缘以内50cm范围内的底层平整度不能低于路中间部位的平整度4对边角及有障碍物碾子压不到的部位要使用热墩锤热格铁或平板震动夯夯实六路面松散掉渣l现象路面成活后局部或大部表层未能碾压密实呈睁眼或松散状态开放交通后有掉渣现象严重时出现坑洞2原因分析1常温季节由于沥青混合料在运输途中时间过长未加保温或到工地后堆放时间过长北方冬季施工未坚持三快快卸快铺快己或运输保温不好油温低于摊铺和碾压温度或找补过晚找补的沥青混合料粘结不牢57
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治2沥青混合料炒制过火烧焦沥青结合料失去粘结力3沥青混合料的集料潮湿或含混量大使矿料与沥青粘结不牢或冒雨摊铺沥青粘结力下降造成松散4沥青混合料油石比偏低细料少人工摊铺按平时粗料集中表面不均匀呈睁眼状或跟碾刷油滴洒路面破坏沥青粘聚矿料作用而掉渣脱落5低温季节施工路面成型较慢或成型不好在行车作用下嵌缝料脱落轻则掉渣重则松散脱落3危害油温低于碾压温度和混合料炒制过火都不能达到要求的密实度经车辆反复碾压路面逐渐松散脱落出坑严重时会完全失去道路的使用功能平整度即使局部掉渣也会造成局部返工的后果4防治措施要掌握和控制好三个阶段的温度并应有测温记录2沥青混合料是热操作材料应做到特别是冬季尤应做到快卸快铺快o碾压的三快方法当测定地表温度低于5C肘停止摊铺3要注意对来料进行检查如发现有加温过度材料则不应该摊铺4因气温低施工的沥青混合料面层有松散但不扩大的情况时可在气温上升后将松散脱落部分重新摊铺压实如细矿料有散失则应采用喷油封面处治气温较低季节需治理时可用乳化沥青封面5松散程度较重主集料或面层的下层仍属于稳定时可采用封面法将松散部分封住6对小面积掉渣麻面可局部薄喷一层沥青撒料压实大面积掉渣麻面路段2可在气温升至10C以上时清扫干净做局部喷油封面沥青0.81.0kg/m后23撒布35mm或58mm石屑或粗砂每1000m用料58m并扫匀压实七路面啃边1现象多数发生在安砌平道牙的路边缘车轮经常靠边的路段在平道牙以里30cm以内路面纵向掰裂下沉2原因分析1路基或路面基层碾压不到位路面铺筑在未经压实的底层上一经车轮碾压便发生局部下沉掰裂2路肩部分未经压实一经车轮碾压路肩下陷引起路牙外倾路边掰裂58
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治3路边积水下渗使土基和基层降低稳定性造成路边下沉掰裂4安砌道牙的内外废槽未夯实经车轮辗压路边下陷或道牙问外倾倒引起路边掰裂3危害路边掰裂后雪雨水会大量浸入加剧对基层结构和土基的侵袭在车轮的不断冲击下将会造成下沉坑洞会向路幅内逐步深入蚕食扩大路面的破坏面积4预防措施1对填土路基包括路面基层以外的路肩应做到分层超宽碾压最后削坡以保证包括路肩在内的全幅路达到要求密实度2路面完工后要修整压实土路肩路肩横坡不小于2利于排水如果采用路肩纵向排水通过水簸箕排问路外的路肩纵坡要顺畅不能积水3安砌道牙的内外废槽要用小型务具作充分夯实5治理方法1挖出破损边缘切成纵横向正规的断面并适当挖深采取局部加厚边部面层的办法修复2改善路肩使路肩平整坚实与路面边缘衔接平顺并保持路肩应有的横坡度以利排水3用砂石料加固路肩或在路面边缘加设较重型路级石使其表面与面层齐平防止啃边八路面接连不平松散路面有轮迹1现象1使用摊铺机摊铺或人工摊铺两幅之间纵向接茬不平出现高差或在接连处出现松散掉渣现象2两次摊铺的横向接茬不平有跳车3油路面与立道牙接茬或与其他构筑物接茬部位留有轮迹2原因分析1纵向接茬不平一是由于两幅虚铺厚度不一致造成高差二是两幅之间皆属每幅边缘油层较虚经碾压后不实出现松散出沟现象2不论是热接或冷接的横向接茬也是由于虚铺厚度的偏差和碾轮在铺筑端头的推挤作用都很难接平3油路面与立道牙或与其他构筑物接茬部位碾轮未贴边碾压又未用墩锤烙铁夯实亏油部分又未及时找补造成边缘部位坑洼不干松散掉渣或留下轮迹3危害1纵向接茬不平松散不实经车轮冲击雨雪侵蚀易出坑损坏2横向接茬不平有跳车冲击路面易损坏59
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治3边缘部位不实雨雪水易渗入经浸泡和冬春冻融路边会加大加深损坏面雨雪水渗入基层和路基会降低其强度和稳定性4防治措施1纵横向接茬均需力求使两次摊铺虚实厚度一致如在碾压一遍发现不平或有涨油或亏油现象应即刻用人工来补充或修整冷接茬仍需刨立老刷边油使用热烙铁将接茬熨烫平整后再压实2对道牙根部和构筑物接茬碾轮压不到的部位要有专人进行找平用热墩锤和热烙铁务始密实并同时消除轮迹九路面泛油光面1现象路面的沥青上泛至表面形成局部油层或由于行车作用矿料磨光路面形成摩阻值小的光面2原因分析1层铺法施工沥青用量过大或矿料不足或矿料过细不耐磨耗2层铺法在低温季节施工路面未成型嵌缝料散失面层沥青量相对变大3采用下封层时沥青用量过大4拌和法表面处治的油石比过大或沥青稠度过低3危害泛油及光面均恶化路面的摩阻降低抗滑能力易引发交通事故4防治措施1用适当粒径的矿料进行罩面提高路面粗糙度2根据泛油程度不同在高温季节撒铺不同规格和数量的矿料撒料时应掌握先粗后细少撒勤撒的原则然后用重碾强行将矿料压入光面十检查井与路面衔接不顺1现象路面上的各类检查井较路面高突或低洼或井周路面下沉碎裂2原因分析1检查井周围土基回填不实路面基层密实度不够造成井周下沉2升降检查井时检查井圈未与路面高度和路面纵横坡吻合3检查井圈缺乏足够的水泥砂浆和水泥混凝土固结牢固经车辆创压后活动致使井周路面结构碎裂3危害1检查井与路面衔接不平顺造成跳车降低车速同时加大对井周路面的冲击致使井周路面过早破坏出坑2检查井高突和低洼形成路面上的障碍行车中常出现躲闪检查井易引发交通事故60
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治4治理方法1检查井周的回填土应从检查井废槽底开始用动力齐转圈分层夯实遇土质不好时井周要回填石灰土松散材料的路面基层凡不易夯打密实部分可填筑低标号混凝土2为了使井周路面基层松散材料能够压实和保证检查井与路面衔接平顺可在路床顶面或在石灰土基层顶面将检查井用钢板盖死将井位用拴点法拴牢将路面中面层以下结构同其他部位一起摊铺碾压成活后再将检查井挖出升至表面层高程废槽填筑低标号混凝土然后一并铺筑表面层这样可免于后补井圈3不论是新铺路面还是旧路加铺面层在升降检查井时检查井圈的升降高度要用小线仔细校核使井圈与路面高度和纵横坡完全吻合十一雨水口较路面高突或过低1现象1雨水口建在路面纵横坡的高点2雨水口口圈安砌高于周围路面或低于路面过多3雨水口本身高程适宜但附近路面未接顺多数表现雨水口上游路面高突2原因分析1设计失误施工单位未提出变更或因纵坡有变更雨水口位置未随之变更把雨水口砌在高点2雨水口安砌四圈未认真按雨水口所在的位置控制高程或雨水口高程准确而路边高程失控造成雨水口与路面间相互不协调的高差3雨水口周围路面未按标准图要求的做法按顺3危害l雨水口本身高突或雨水口上游路面高突都起不到应有的排水作用造成路边积水侵蚀路面结构积水下渗侵袭基层和土基2雨水口过低形成行车走路跳坑不利安全且常经车载冲击易损坏4防治措施1施工者必须注意到雨水口的位置不能设在路面的高点应随着路面坡度的变更而变到最低点2雨水口口圈的安放都应以该雨水口所处位置的高程做依据同时雨水口上下游路面高程也应同步控制不应有任何随意性3雨水口周围路面应按标准图和质量标准的要求高于雨水口顶面12cm2cm较为合适雨水口上下游接顺长度不小于1m侧面不小于50cm十二雨水口井周及雨水口支管槽线下沉1现象1在不设路边平石缘石的路面上当碾压路边时雨水口上下游61
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治废槽处下沉出现两个深浅不等的洼坑2经雨季雨水口侧边废槽下沉3雨水口支管槽线上面的路面下沉2原因分析1为了方便路面基层碾压雨水口大多在路面基层成活后才挖槽砌筑因怕雨水口圈压坏雨水口上面避免上碾故雨水口废槽压不着基层松散材料又不好夯实当碾压面层时会发生雨水口废槽处上下游下沉2即使雨水口废糟已夯实但在碾压面层时碾轮自雨水口上滚下时是由刚性进入柔性有个冲击力也易砸坑3雨水口侧边废槽一般比较窄不好下夯又未采取特殊夯实措施4因雨水口深度受限支管埋深较浅为便于碾压常在基层成活后再挖槽安支管回填上未认真夯实基层松散材料用小型夯具又难以夯实3危害1雨水口井周下沉造成井周积水影响进水效果积水下渗侵袭路面结构和土基降低路面强度2支管槽线下沉造成跳车加剧槽线附近路面的损毁3外观质量受到严重影响4治理方法1雨水口废槽宽度一般较窄应每砌高30cm即将井墙外废槽用小型夯具分薄层夯实如路面基层底子松散材料可在松散材料中掺拌少量水泥后予以夯实或用低标号混凝土填实2也可在未安砌口圈前将雨水口盖上木板用碾子压实废槽回填的松散材料如松散材料超厚下层仍须用小型夯具夯实否则不易压实也会挤坏井墙3雨水口支管槽线回填应分层细夯如胸腔和下层夯实有困难可用低标号混凝土填筑表层松散材料仍须用压路机压实4如果碾压面层材料时雨水口上下游有少量下沉应注意用沥青混合料进行找补与夯实S十三路面与平石路缘线石衔接不顺1现象路缘石的偏沟处设平石缘石或设路缘石的路面路面与平石或平路缘线石之间出现相对高差严重者达23cm2原因分析1忽视对沥青混合料路面底层边缘部位高程和平整度的严格控制高低不平预留沥青混合料的厚度薄厚不一致当按一致高度摊铺经压实后必然出现有的比平石高有的比平石低62
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治2平石高程失控铺筑沥青混合料面层时不能依据平石高程找平出现路面与平石的错台3摊铺机所定层厚失控发生忽薄忽厚的现象4摊铺机过后对于平石与路面之间的小偏差未采取人工整平找补措施3危害1油路面低于平石会造成路边积水而且碾压时碾轮易将平石边咬坏2平石高程失控易形成波浪造成平石上积水3影响路面横断面高程的合格率和外现质量4预防措施1各层结构在路边的高程也应视同中线高程一样严格控制2平石安砌高程在严格控制的基础上对路面底层的高程和平整度偏差应在铺油前予以找补压实使平石下预留路面厚度趋于一致3边缘部位摊铺高的基准线应以平石面作依据如发现有偏离平石面的现象应及时纠正4对油路面与平石间小的偏差和毛茬应有专人进行仔细修整把毛病消灭在终碾前十四路面壅包搓板1现象沥青混合料面层发生拥动有的形成壅包其高度小则23cm大则10cm左右有的形成波浪波峰波谷较长有的形成搓板峰谷长度较短2原因分析1沥青混合料本身含油量过大或因运油路程过远油分沉淀致使局部油量过大或在底层上洒布的粘层油量过大当气温升高时粘层油泛至沥青混合料中来上述种种都是使沥青混合料中存有较多自由沥青成为混合料中的润滑剂便拥推成油包波浪2面层和基层局部结合不好在气温较高时经行车作用产生顺行车方向或向弯道外侧推挤造成壅包3表面处治用层铺法施工洒油不匀沥青用量过大或拌和法施工时摊铺时细料集中局部油量偏大当路拱大或平整度差时炎热季节沥青混料会向低处积累形成空包4处理泛油不当养护矿料过细撒布不均形成定包5沥青混合料级配欠合理细料多嵌挤能力低高温稳定性差或施工时摊铺不平压路机未按操作规程碾压或基层不平有波浪铺筑面层不等厚等均形成63
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治搓板6土基不平整或粉砂石灰土基层表面状况不良如偏干起皮在铺筑路面通车后均引起波浪或搓板7基层水稳性不好压实不足强度不均匀使路面发生变形产生波浪搓板3危害l破坏了路面的平整度降低了路面行车的舒适性安全性损伤车辆机件2由于不平坦性增加了车载的冲击力更会加剧路面的破坏4治理方法1沥青混合料进场要作外观检查如有含油量过大的现象则不应摊铺对油分沉淀部分要清除22对在旧路面上加铺沥青石屑粘层油应控制在0.5kgm左右厚层沥青混2合料也不应该超过1kgm如属碎石灌入应按规范规定的碎石不同厚度控制用油量3沥青洒布车停车时和其他原因所形成的油堆油垅应清除4沥青混合料应使用软化点不低于45的石油沥青5对于路面壅包采用如下处治方法1属基层原因引起的较严重的空包用挖补法先处理基层然后再做面层2由面层原因引起的较严重壅包在气温较高时可用加热罩器烘烤发软后铲除而后找补平顺夯实后用烙铁烙平3轻微的壅包已趋稳定可在高温时直接铲平6对路面波浪搓板的处理方法为1如基层强度不足或稳定性差应挖除面层作补强后再补面层2如面层和基层中间有夹层应揭去面层清除不稳定夹层再将面层料掺加适当材料炒拌后重铺面层3小面积的面层搓板波浪可在波谷内填补沥青混合科找平处治起伏较大者铲除波峰部分进行重铺7在停车站红绿灯后小半径弯道等停车启动行车变速的路段上要选用热稳定性好的沥青混合料如底面层选用中断级配空隙大颗粒间嵌锁能力强的沥青碎石厂拌大料中面层选用粗集料的粗级配中粒式表面层选用连续级配石屑用量多的沥青石屑64
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治76水泥混凝土面层施工质量控制水泥混凝土路面是指水泥混凝土板作面层的路面由面层基层垫层路基路肩和排水设施等组成水泥混凝土面层直接承受行车荷载的作用和环境的影响应具有较高的抗弯拉强度耐久性耐磨性和抗滑性按组成材料和施工方法的不同水泥混凝土面展可分为下述6种类型无筋混凝土碾压混凝土钢筋混凝土连续配筋混凝土预应力混凝土钢钎维混凝土76.1摊铺机施工高等级公路水泥混凝土路面的摊铺必须采用机械摊铺所采用的摊铺机械性能必须达到监理工程师的要求基层强度不符合要求者不得进行路面摊铺76.1.1试验路段1在水泥混凝土路面摊铺开工之前施工单位应在严密的组织下按照批准的施工方2案在监理工程师选定的现场上铺筑面积不小于400m的试验路段施工单位提供并使用要在正常生产工作中采用的全部设备2铺筑试验路段的目的是证明在正常生产的情况下使工程质量能达到要求施工单位应提供并使用要在正常生产工作中采用的全部设备3施工单位应根据试验路段结果提出对机械设备或操作进行合理的改进4竣工的试验路段如经监理工程师认可验收可作为竣工项目支付如不予验收则应由施工单位把所有不合格的路段清除出去重做试验费用由施工单位负担76.1.2模板的设置1模板应由监理工程师批准的钢模或其他材料制成尚应符合路面平纵横设计的要求并配有合适的装置便于装拆并保证模板连接牢固可靠支立稳固使在浇注混凝土时能经受捣实和饰面设备的冲击和振动而不位移2用于施工缝的模板应根据传力杆或拉杆的设计位置放样钻孔模板接头处应有牢固拼接装配装置拼装简单拆卸方便模板的高度应与混凝土路面厚度相同偏差2mm3立模前应对基层进行检查各项质量要求和允许偏差应符合现行施工技术规范的规定立模的平面位置与高程应符合设计要求4模板的接头和模板与基层接触处均不得漏浆并按图纸的坡度和位置要求进行安设任何时候其偏离正确标高的垂直偏差不得超过3mm其沉陷量在9m长度上不超65
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治过3mm5模板应彻底清扫干净并在每次浇注混凝土之前应对与混凝土接触的模板表面涂以隔离剂6.1.3钢筋的设置1横向缩缝及胀缝设置传力杆时应与中线及路面表面平行其偏差不应大于5mm传力杆应采用监理工程师认可的支承装置在铺筑路面之前装设好2传力杆长度的一半再加上5cm应涂上两层沥青乳液或一层沥青胀缝处的传力杆尚应在涂沥青的一端加一个预制的盖套内留36mm的空隙填以纱头或泡沫塑料3拉杆不应露头拉杆端应切正横断面积上不应变形装设拉杆时不应使其穿过已摊铺好的混凝土顶面拉杆应在混凝土摊铺之前就装设好或者用一台拉杆震动器把它装人接缝边缘内或者用混凝土摊铺机上的拉杆自动穿杆器来装设在已凝固的混凝土内安装拉杆对应用经监理工程师认可的拉杆穿插装置来进行4工程中所用的全部钢筋的设置及绑扎都应先经监理工程师同意后才能浇筑混凝土施工单位至少应在12小时以前把浇筑混凝土的意图通知监理工程师以使他有足够的时间检查钢筋和采取纠正措施5钢筋不应沾土污垢油脂油漆毛刺以及松散的或厚的铁锈以免损坏钢筋与混凝土这间的粘结76.1.4混凝土拌和物的搅拌和运输混凝土的搅拌和运钻应符合GCJ97-87的要求76.1.5混凝土拌和物的摊铺1施工单位应提供摊铺和终修混凝土板而推荐的设备和方法以及摊铺宽度接缝布置和预计的进度等全部详情和细节报工程师审批2当蔽阴处的气温低于5或高于35时或者正在下雨或估计4小时内有雨时不得铺筑混凝土工程中铺筑的混凝土的温度不应低于5或高于353施工单位应提供测定保养气温混凝土温度相对湿度及风速的设备并应按2照监理工程师的指示测定和记录这些数据当蒸发率超过0.75kg/m/h施工单位应采取使监理工程师满意的防止水份损失的预防措施如果监理工程师认为这些预防措施不能令人满意时可下令停止施工4监理工程师应检查和批准所有的模板基层准备情况接缝和养生材料的供应情况备用震捣器的贮备情况以及施工单位的全面准备情况以保证工程的正常进66
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治行5混凝土应采用摊铺机械铺筑手工摊铺只应局限于小范围或不能用机械摊铺的区域手工摊铺应在施工前由施工单位报经监理工程师审批6摊铺机应是经批准的自行式机械铺摊时应以缓慢的速度均匀地进行以保证摊铺机的连续操作摊铺机还应有以下特点l有带传感装置的自动控制系统以便把线形和高程控制到规定的标准2有能均匀摊铺混合料及调节混合料流向的振捣器能捣实混凝土整个深度3有单独的发动机作动力的插入式振捣器能捣实混凝土整个深度4有可调整的挤压整平板和整形板并在所有表面上做出要求的修饰5具有适应混凝土板不同宽度或组合宽度与板厚的摊铺能力其组合板宽应符合图纸或监理工程师的要求7摊铺机应具有摊铺捣实整形和修饰的功能使后来只需要最少的手工修饰并能铺筑成符合规范要求的表面修饰和密实而均质的混凝土8摊铺机汽车以及养生切缝和做纹理的设备行走路线的承力面应由施工单位进行准备及保养以便能适应操作9混凝土拌和物摊铺工作一旦开始不得中断摊铺机应不致因缺乏混凝土而停工如停工时间延续超过3Omin则应设置经批准的横向施工缝距胀缝缩缝或薄弱面3m之内不得出现横向施工缝如果不能充分供应混凝土则在至少做成3m长的板的工作中断之时应把最后一条缝后面的多余混凝土按指示清除掉10混凝土均匀浇注在模板内不应有离析现象靠边角应先用插入式振捣器顺序捣实再用平板震捣器纵横交错全面震捣然后用震动梁震捣平行移动往返拖震23遍使表面泛浆赶出水泡76.1.6终饰1混凝土震动梁震动整平后应保持路拱的准确并检查平整度由施工单位用长度不小于3m的直尺检查新铺混凝土表面每次用直尺进行检查时都应与前一次检查带至少重叠1/2的直尺长度2表面修饰前应做好清边整缝清除粘浆修补掉边缺角表面修整时严禁在混凝土面板上洒水撒水泥3表面整修宜分二次进行先找平抹面等混凝土表面无泌水时再做第二次抹平板面应平整密实67
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治4整修作业应在混凝土保持塑性和具有和易性的时候进行以确保从路表面上清除水份和浮浆新铺混凝土表面平整度检查出来的高处应用手镘法清除高出的混凝土低洼处不得填以表面的浮浆必须用新制混凝土填补与修整5板面抹平后在混凝土仍具有塑性时应采用拉槽器滚动压纹器或其他合适的工具在混凝土表面沿横方向制作纹理但不得扰动混凝土表面纹理应符合图纸规定拉槽时一般槽口宽度为45mm相深为23mm76.1.7工程防护1施工单位应提交往下雨干扰工程时拟采用的防护方法及设备的详细建议防护设备应停放在工地以便随时可以投入使用2应采取预防措施保证路面铺筑完的头96h期间混凝土的温度不降到5以下当主导温度偏低或当有寒冷气候预报以及新铺混凝土的温度有降到规定极限以下的危险时施工单位应停止摊铺混凝土拌和物作业如果施工单位采取了预防措施可保证混凝土拌和物的温度能在上述时间内维持在5时施工可继续进行否则拒绝验收76.1.8接缝1施工单位应在开始铺筑路面混凝土之前2O天提交一份整个工程范围的平面图示出建议在混凝土路面内设置的全部接缝的部位和布置细节路面板锚头桥头搭板及末端板亦均应在平面图中示出2横向施工缝l横向施工缝的位置宜设在胀缩缝处设在缩缝处或非胀缩缝处时横向施工缝采用平缝加传力杆并应垂直于中线和按图纸所示尺寸及其它要求施工传力杆采用光面钢筋其长度的一半以上应涂以沥青设在胀缝处时横向施工缝应按胀缝的要求施工传力杆最外边距接缝或自由边的距离不应小于15cm2横向施工缝只应在摊铺作业中断时间超过30min时才设置3横向施工缝若与横向缩缝胀缝分开设置时其距离不得小于2m必要时为了保证获得最小间距监理工程师可授权改变横向缩缝的间距4横的施工缝应在做纹理之前修整出光顺平齐的表面3横向缩缝1横向缩缝应横过路面全宽设置缩缝一般采用假缝形式缝应做成一条直线不得有任何中断图纸规定缩缝处设传力杆时其要求与施工键的传力杆相同68
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治2除监理工程师另有指示外横向缩缝假缝应采用锯缝并按图纸规定的尺寸锯成施工单位应负责修建除规定位置外不得出现任何横向裂缝的路面在规定部位之外出现裂缝的混凝土路面应拒绝验收3锯缝垂直或水平的边缘剥落不应超过5mm边缘剥落长度在任何一米长的锯缝内不得超过300mm4施工单位应采用能适合锯混凝土硬度的锯刀设备和控制方法并应由有经验的操作人员来施工以确保锯口平直和把边缘剥落控制在规定范围以内工地上应储备充足的备用锯缝机和锯刀以供损坏时更换5当混凝土硬化到足以承受锯缝设备时即可开始锯缝作业据缝作业完成后应立即把所有锯屑和杂物彻底清除干净6混凝土板养生完毕后用空气压缩机很好地清扫接缝的沟槽内任何杂物待混凝土充分干燥后用符合图纸规定的填料予以填料4横向胀缝1横向胀缝应按图纸所示或监理工程师指示在桥头搭板端部路面板的锚头处沿行车道与交叉道之间以及其他规定处设置胀缝应采用滑动传力杆即在传力杆涂沥青的一端加一盖套内留30mm的空隙镇以纱头或泡沫塑料盖套一端宜在相邻板中交错布置2横向胀缝应连续贯通路面全宽并应垂直干道路中心线以及按图纸所示尺寸设置横向胀缝与其它横缝的距离不得小于2m必要时为保证获得最小净距监理工程师可授权改变横向缩缝的间距3接缝用的接缝板和填缝料应符合图纸规定4在设置接缝材料时胀键要彻底扫净缝的侧面均应用接缝材料制造厂家推荐的结合料抹涂填缝料的顶部抵于路面表面不得少于5mm也不得多于7mm5纵向缩缝l纵向缩缝应平行于中线或按图纸所示或监理工程师指示的位置设置拉杆应采用螺纹钢筋2除监理工程师另有指示外纵向缩缝采用假缝用锯缝机按图纸规定的尺寸锯成3所有纵向缩缝的缝线与平面图所示位置之间的偏差在任何一点上都不得超过10mm69
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治6纵向施工缝纵向施工缝一般采用平缝并应在板厚中央设置拉杆拉杆的设置与纵向缩缝拉杆设置相同接缝应符合本规范或图纸规定的填缝料予以填封76.1.9混凝土板养护及模板的拆除混凝土板表面修整完毕后应及时采用湿治养护和塑料薄膜养护1421天模板的拆除应符合GBJ9787的规定76.1.10开放交通混凝土板达到设计强度时监理工程师可允许开放交通当遇特殊情况需要提前开放交通时则应根据公路工程水泥混凝土试验规程JTJ05394的试验方法测定混凝土试块应达到设计强度80以上其车辆荷载不得大于设计荷载在开放交通之前路面应清扫干净所有接缝均应封闭好76.1.11取样和试验31施工过程中每拌和200300m混凝土应进行抽样检验抽样数量三组每组三件其中一组为28天的抗压强度试验一组为7天的抗压强度试验一组为28天抗弯拉强度试验试验按公路工程水泥混凝土试验现程JTJ053-94规定方法进行如果试件的试验结果表明28天混凝土强度达不到规定强度时监理工程师可允许施工单位提交从工程中控取的试件进行试验此外监理工程师可选择任何时间从工程中提取样芯使和按要求制备的试样所取得的测试强区结果进行校验核对2摊铺好的混凝土面板厚度应在统计基础上取样并进行量测以确定面板厚度是否符合设计要求3所有试验结果均应报监理工程师审批所发生的一切费用由施工单位自理76.1.12混凝土面板的拆除及更换1凡不符合规定要求时任何混凝土面板均应按监理工程师的指示予以拆除及更换拆除及更换所发生的一切费用均由施工单位负担2拆除的混凝土板应打碎后再拆除拆除时不能损坏邻近的混凝土板和基层3更换的新板及接缝均应符合新建的规定76.1.13冬季施工和夏季施工在冬季或夏季施工时应按GBJ97-87的要求进行施工76.2人工小型机械化施工76.2.1模板安装的检查70
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治1钢模板的高度应与混凝土板厚度一致2木模板应选用质地坚实变形小无腐朽扭曲裂纹的木料3模板高度的允许误差为2mm企口舌部或凹槽的长度允许误差钢模板为lmm木模板为2mm4立模的平面位置与高程应符合设计要求并应支立准确稳固接头紧密平顺不得有离缝前后错茬和高低不平等现象5混凝土拌和物摊铺前应对模板的间隔高度润滑支撑稳定情况和基层的平整润湿情况以及钢筋的位置和传力杆装置等进行全面检查76.2.2混凝土拌和物的搅拌和运输1混凝土拌和物应采用机械搅拌施工其搅拌站直根据施工顺序和运输工具设置搅拌机的容量应根据工程量大小和施工进度配置施工工地宜有备用的搅拌机和发电机组2搅拌机每批的拌和物数量应按混凝土施工配合比和搅拌机容量确定并应符合下列规定l进入拌和机的砂石料必须准确过秤磅秤使用前应检查校正2散装水泥必须过秤袋装水泥当以袋计量时应抽查其质量是否准确3严格控制加水量每班开工前实测砂石料的含水量根据天气变化由工地试验确定施工配合比3搅拌第一批混凝土拌和物应先用适量的混凝土拌和物或砂浆搅拌拌后排弃然后再按规定的配合比进行搅拌4混凝土拌和物每批的搅拌时间应根据搅拌机的性能和拌和物的和易性确定5混凝土拌和物的运输宜采用自卸机动车运输当运距较远时宜采用搅拌运输车运输混凝土拌和物自搅拌机出料后运至铺筑地点进行摊铺振捣做面直至浇筑完毕的允许最长时间由试验室根据水泥初凝时间及施工气温确定6装运混凝土拌和物不得漏浆并应防止离析夏季和冬季施工必需时应有遮盖或保温措施出料及铺筑时的卸料高度不应超过1.5m当有明显离析时应在铺筑时重新拌匀76.2.3混凝土浇筑施工的质量控制l对厚度不大于22cm的混凝土板在边角处先用插入式振捣器顺序振捣再用功率不小于2.2kw平板振捣器纵横交错全面振捣纵横振捣时应重叠1020cm然71
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治后用振动梁振捣拖平有钢筋的部位振捣时应防止钢筋变位2振捣器在每一位置振捣的持续时间应以拌和物停止下沉不再冒气泡为准且当水灰比小于0.45时不宜少于30s用插入式振捣器时不宜少于20s3当采用插入式振搞器与平板振捣器配合使用时应先用插入式振捣器振捣后用平板式振捣器振捣分二次摊铺的振捣上层混凝土拌和物时插入式振捣器应插入下层混凝土拌和物5cm上层混凝土拌和物的振捣必须在下层混凝土拌和物初凝以前完成插入式振捣器的移动间距不宜大于其作用半径的0.5倍并应避免碰撞模板和钢筋4振捣时应铺以人工找平并应随时检查模板如有下沉变形或松动应及时纠正5干硬性混凝土搅拌时可先增大水灰比浇筑后采用真空吸水工艺再将水灰比降低以提高混凝土在未凝结硬化前的表层结合强度6混凝土拌和物整平时填补板面应先选用碎砾石较细的混凝土拌和物严禁用纯水泥砂浆填补找平经用振动梁整平后可再用铁滚筒进一步整平设有路拱时应使用路拱成形板整平整平时必须保持模板顶面整洁接缝处板面平整7混凝土板做面应符合下列规定l做面前应做好清边整缝清除粘浆修补掉边缺角做面时严禁在面板混凝土上洒水撒水泥粉2做面又分二次进行先找平抹平待混凝土表面无泌水时再作第二次抹平混凝土板面应平整密实3抹平后沿横坡方向拉毛或采用机具压槽公路和城市道路厂矿道路的拉毛和压槽深度为2cm76.2.4水泥混凝土路面接缝施工人工及小型机械化施工水泥混凝土路面接缝时其要求与摊铺机施工水泥混凝土路面接缝相同76.2.5混凝土板养护及模板的拆除混凝土板表面修整完毕后应及时采用湿治养护和塑料薄膜养护1421天模板的拆除应符合GBJ97-87的规定76.3水泥混凝土路面的质量通病及防治水泥混凝土路面由于施工方面的种种原因造成路面工程的质量通病如路面72
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治胀缝处破损拱胀错台混凝土板块裂缝路面纵横缝不直顺路面相邻两板间高度差过大路面板面起砂脱皮露骨路面平整度差和板面出现死坑等种种质量病害影响着投资效益的发挥一胀缝处破损拱胀错台填缝料失落1现象混凝土路面当运行一段时间后胀缝两侧的板面即出现裂缝破损出坑严重时出现相邻两板错台或拱起胀缝中填料被挤出面被行车带走2原因分析1胀缝板歪斜与上部填缝料不在一个垂直面内通车后即产生裂缝引起破坏2缝板长度不够使相邻两板混凝土联结或胀缝填料脱落缝内落入坚硬杂物热胀时混凝土板上部产生集中压应力当超过混凝土的抗强度时极即发生挤碎3胀缝间距较长由于年复一年的热胀冷缩使伸缩缝内掉入砂石等物导致伸缩缝宽度逐年加大热胀时混凝土板产生的压应力大于基层与混凝土板间的摩擦力但未超过混凝土的抗压强度时以致将出现相邻两板拱起4胀缝下部接缝板与上部缝隙未对齐或胀缝不垂直则缝旁两板在伸胀挤压过程中会上下错动形成错台由于水的渗入使板的基层软化或传力杆放置不合理降低传力效果或交通量基层承载力在横向各幅分布不均形成各幅运营中沉陷量不一致或路基填方土质不均地下水位高碾压不密实冬季产生不均匀冻胀上述四种情况均会产生错台现象5由于板的胀缝填缝料材质不良或填灌工艺不当在板的胀缩和车辆行驶振动作用下被挤出被带走而脱落散失3危害1水混混凝土路面损坏所造成的坑洞错台是很难修补的以前只能用沥青混凝土修补接顺不仅破坏了路容同时刚柔结合也很易使路面损坏近年来虽有用速凝水泥混凝土修补方法但费工费时效率低造价高一旦修补不及时很难保证路面经常平坦如果发生拱胀严重时还会酿成车毁人亡惨剧2水泥混凝土路面伸缩缝做不好养护不好是造成早期破坏的祸根会大大降低路面的使用年限造成严重的经济损失4治理方法1胀缝板要放正应在两条胀缝间作一个浇筑段将胀缝缝板外加模板以控制缝板的正确位置缝板的长度要贯通全缝长严格控制使胀缝中的混凝土不能连接认真细致做好胀缝的清缝和灌缝操作l清缝作业要点73
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治a对缝内遗留的石子灰浆尘土锯木等杂物应仔细剔除刷洗干净胀缝要求全部贯通看得见下部缝板混凝土板的侧面不得有连浆现象b.将缝修成等宽等深直顺贯通的状况C用空压机的高压气流吹净胀缝并晾干2灌缝作业要点a缝口上的板面刷正发木浆12作防粘缝底及缝壁内涂一层冷底子抽沥青一6与汽油掺合比例46或55b.将长嘴漏斗插入缝内灌入混合料边灌或塞边插杆捣实可分成两次灌灌满后铲平c.冷缩后用加热的缝溜子烫熨光平并撒少量滑石粉2填缝料要选择耐热耐寒性能好粘结力好不易脱落的材料目前采用的有沥青橡胶填料和聚氯乙烯胶泥3伸缩缝填料不是填一次就一劳永逸的而是要作定期养护一般是在冬季伸缩缝间距最大时将失效的填料和缝中的杂物剔除重新填入新料保持伸缩缝经常有效4要求土基和基层的强度要均匀当冰冻深度较大时要设置足够厚度的隔温垫层如石灰稳定炉渣矿渣层等当对现有路基加宽时应使新旧路基结合良好压实度符合有关标准要求基层和垫层的压实工作必须在冻结前达到要求密实度和强度5胀缝设传力杆的传力杆必须平行于板面和中心线传力杆要采取模板打眼或用固定支架的方法予以固定如在浇筑混凝土过程中被撞碰移位要注意随时调正如果加活动端套管的要保证伸缩有效6接缝产生挤碎面积不大只有13cm的啃边时可清除接缝中杂物用沥青砂或密级配沥青混凝土补平夯实当挤碎较严重时可用切割机械将挤碎部分开出正规和直壁的槽形然后清洗槽内杂物并晾干用沥青砂或密级配沥青混凝土夯实补平7当接缝部分或裂缝部分产生轻微错台时板间差3cm以内扫净路面用沥青砂或密级配沥青混凝土进行顺接如错台较严重板间差大于3Cm且相邻两板一平顺一挠起要用切割机将挠起部分割去重新浇注混凝土路面8当胀缝相邻两块板拱起损坏时拆除破坏的混凝土板块重新修建水泥混凝74
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治土路面重新施工时应去掉面层与基层之间的石粉和砂加大面层与基层间的摩擦力为尽快开放交通浇注混凝土时掺早强剂切割成lm以下0.5m以上的正方形二混凝土板块裂缝1现象板块裂缝主要有以下几种现象1发状裂纹只是浅表层细小裂纹2局部性裂缝如板块不规则断裂和角隅处折裂3全面性贯穿裂缝如工作缝即两次浇筑的混凝土接缝处断裂或板块横向裂缝2原因分析1浅表层发状裂纹主要是养生不够表层风干收缩所致2角隅处的裂缝是由于角隅处于基层接触面积较小单位面积所承受的压力大基层相对沉降就大造成板下脱空失去支承角隅处便易断裂角隅处震捣不实也是一个原因3板块横向裂缝可能有两种情况一种是切缝时间过迟造成了收缩裂缝一种是开放交通后路面基层有下沉造成板块折裂包括纵向和不规则裂缝4土基强度不够或不均匀或春秋两季施工的混凝土路面白天与晚上的温差大因温差影响产生较大的翘曲应力而产生板体开裂5由于施工操工失误或原材料问题产生的裂缝1小窑水泥的使用由于其技术指标不稳定而造成的开裂2板块混凝土振捣如在某个断面振捣过多造成该断面混凝土产生分层离析致使下沉骨料集中浆体含量少收缩值小上层浆体中骨科少收缩值大该断面很容易出现裂缝3施工中两车料相接处振捣时没有特别注意使振捣不密实蜂窝较多形成一个强度薄弱的横断面4真空吸水的搭接处处理不合理造成混凝土板含水量分布不均匀中部已达到塑性强度边部仍呈弹软状态这样搭接处也容易出现裂缝5因施工时不中断交通半幅路施工混凝土在塑性强度时浇注由于旁边重型车辆行驶产生的振动造成板体有可能出现裂缝3危害1浅表层发裂纹影响表层的耐久性和抗磨性也影响外现质量2混凝土板的裂缝和断裂都破坏了板块的整体性如属于断裂一则雨水易浸软路基二则板块变小加大单位面积对路基层的压力基层易不均匀变形板块75
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治便会变得高低不平3板块裂缝易掉进杂物当混凝土热涨时易挤碎裂缝两侧的混凝土加速板面的不平整4预防措施1混凝土板成活后按规范规定时间终凝及时覆盖养生养生期间必须经常保持湿润绝不能暴晒和风干养生时间一般不应少于14天2混凝土的工作缝不应赶在板块中间应赶在胀缝处3切缝时间当混凝土达到设计强度2530时一般不超过24h可以切缝从观感看以切缝锯片两侧边不出现超过5mm毛茬为宜4水泥混凝土路面对路基各种沉降是敏感的即使很小的变形也会使板块断裂因此对路基和基层的密实度稳定性均匀性应更严格要求5角隅处要注意对混凝土的震捣必要时可加设钢筋软路基地段可作加固设计做成钢筋混凝土路面板6控制拌制混凝土所用原材料特别是水泥的技术指标要符合相应标准要求7混凝土振捣时注意那些易产生不密实的部位的振搞防止发生过振产生的混凝土分层8注意处理好真空吸水搭接处半幅路施工浇注中防止混凝土振动开裂等特殊问题5治理方法对于混凝土板出现的裂缝应随时根据开裂程度用以下各种方法进行修补防止水分侵蚀路面基层2裂缝度=裂缝纵向长度的总和cm/调度路段面积m1当裂缝度不大于每平方米20cm没有路面其他变形现象时可清凿出施工面后用环氧砂浆修补22裂缝度20cmm裂缝较宽时超过0.5cm以上将裂缝边缘凿成一个凹面清洗干净用稀沥青在缝边涂刷一遍再用沥青砂或细粒式沥青混凝土填满夯实表面用烙铁烙平23裂缝度30cmm时应与路面强度一并考核作全面翻修或局部翻修后再做全面罩面处理4对路面板块横向开裂采用局部翻修用切缝机将需局部翻修的板面切成方块然后用风动凿岩机将混凝土凿碎清除破碎的混凝土形成深约1015cm的方形槽修补时先在清洗干净的槽面上涂刷一层76
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治由早强界面处理剂配制的增强浆使用时注意旧的混凝土基面一定要清洗干净将ZV型界面剂和快硬硫铝酸盐水泥按11的重量比拌成界面增强浆用油刷将增强浆涂刷在旧基面上马上浇筑特快混凝土将混凝土振捣密实表面抹平后四小时就可以通车使用此时混凝土抗压强度已大于20MPa新旧混凝土间的粘结强度大于1MPa0特快硬混凝土适用的温度范围从535C三纵横缝不顺直1现象表现在板块与板块之间纵横向分缝不直顺曲弯程度严重者超标20m小线量10mm达几倍2原因分析纵缝1主要是模板固定不牢固混凝土浇筑过程中跑模2模板直顺度控制不严3成活过程中没有用L形抹子压边修饰砂浆毛刺互相搭接影响直顺度横缝1胀缝主要是分缝板移动倾斜歪倒造成不直顺2缩缝主要是切缝操作不细要求不严造成曲弯3危害1主要是影响外观质量和量测质量2伸缝缝板的倾倒还会造成接缝处板头破损出坑4预防措施纵缝1模板的刚度要符合要求板块与板块之间要联接紧密整体性好不变位模板固定在基层上要牢固要具有抵抗混凝土侧压力和施工干扰的足够强度2应严格控制模板的直顺度应用经纬仪控制安装同时在浇筑过程中还要随时用经纬仪检查如有变位要及时调正3在成活过程中对板缝边缘要用L形抹子抹直压实横缝1要保证胀缝缝板的正确位置必须采取胀缝外加模板以固定胀缝板不致移动2砂轮机切缝要事先在路面上打好直线沿直线仔细操作严防歪斜四相邻板间高差过大1现象在纵横直缝两侧的混凝土板面有明显高差错台有的达12cm77
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治2原因分析1主要是对模板高程控制不严在摊铺震捣过程中模板浮起或下降或者混凝土板面高程未用模板顶高控制都可能是造成混凝土板顶高偏离的原因2在已完成的仓间浇筑时不照顾相邻已完成板面的高度造成与相邻板的高差3由于相邻两板下的基础一侧不实通车后造成一侧沉降3危害相邻板高差影响量测质量外观质量从使用功能上看路面不平造成跳车从对影响结构质量来看对相对低的一侧板体加大了冲击力会使低一侧的板更低严重时会造成过早破坏4预防措施1按规范要求要用模板顶高程控制路面板高程2在摊铺震捣过程中要随时检查模板高程的变化如有变化应及时调整3在摊铺震捣成活全过程中应时刻注意与相邻已完板面高度相匹配4对土基基层的密实度强度与柔性路面一样也应严格要求对薄弱土基同样应作认真处理五板面起砂脱皮露骨或有孔洞1现象混凝土硬化后板面表层粗麻砂粒裸露或出现水泥浆皮脱落或经车辆走轧细料脱落骨料外露2原因分析1混凝土板养护洒水时间过早或在浇筑中或刚刚成活后遇雨还未终凝的表层受过量水分的浸泡水泥浆被稀释不能硬化变成松散状态水泥浆失效析出砂粒开放交通后表层易磨耗便露出骨料2混凝土的水灰比过大板面出现严重泌水现象成活过早或撤干灰面也是使表层剥落的一个原因3冬季用盐水除雪也易使板面剥落4振捣后混凝土板厚度不够拌砂浆找平或用推济法找平从而形成一层砂浆层造成路表面水灰比不均匀出现网状裂缝在车轮反复作用下甚至出现脱皮露骨麻面等现象5混凝土板因施工质量差或混凝土材料中夹有木屑纸泥块和树叶等杂物或春季施工骨料或水中有冰块造成混凝土板面有孔洞3危害降低混凝土板的抗磨性能失去保护层随着时间的延长可能出现深度的破损出坑造成路面的严重不平坦降低路面的使用寿命4治理方法1要严格控制混凝土的水灰比和加水量水灰比不能大于0.578
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治2养护开始洒水时间要视气温情况气温较低时不能过早洒水必须当混凝土终凝后再开始覆盖洒水养护3雨季施工应有防雨措施如运混凝土车应加防雨罩铺筑过程中遇雨应及时架好防雨罩棚4防止混凝土浇筑时混入木屑碎纸和冰块砂石材料要检测泥块含量并加以去除泥块的处理混凝土应振捣密实5对于孔洞局部脱落产生的露骨麻面轻微者可用稀水泥浆进行封层处理如特别严重时可先把混凝土路面凿去23cm厚一层孔洞处凿成形状规矩的直壁坑糟应注意防止产生新的裂缝然后吹扫干净涂刷一层沥青用沥青砂或细粒式沥青混凝土填补夯平六板面平整度差1现象1在单位板块范围内有鼓包缓坑浅搓板状波浪2在混凝土板面上留下了脚印草袋印等影响平整度和外观质量的问题2原因分析1没有使用行夯和滚杠刮压平整或虽使用但震捣工艺粗糙局部未震实找平后产生不均匀沉降或虽震实但找平工作不细2找平时低洼处填补砂浆过厚硬化收缩大较骨料多的部位为低或因混凝土离析成活硬化后骨料多和骨料少的部位产生了不均匀收缩3混凝土板在刚刚成活后尚未达到终凝即直接覆盖草帘草袋或上脚踩踏或在养护初期放置重物在混凝土板面上压出印痕3危害鼓包缓坑搓板波浪印痕等不仅影响平整度质量和外观质量而且平整度偏差大易形成路面积水加上车载颠簸冲击路面极易损坏路面不平影响车速和舒适性降低投资效益4治理方法1混凝土在运输摊铺过程中要防止离析对离析的混凝土要重新搅拌均匀2摊铺后应用插入式震揭器沿边角按顺序先行震捣再用平板震捣器全面纵横震捣每次重迭1020cm然后用行夯和滚杠震捣整平板面对低洼处要填补带细骨料的混凝土严禁用纯砂浆填补3当混凝土板成活后未结硬前暂不能急于覆盖应在板面成活2h时后混凝土终凝后当用手指轻压不现痕迹时方可覆盖并洒水养生4在强度达到40一般sd以后方可上脚踩踏放置轻物必须达到设计79
路桥成套施工技术数据库公路工程质量控制与通病防治强度时方可开放交通七混凝土板面出现死坑1现象混凝土板经开放交通后其表面出现由于泥块煤块砖块等软颗粒形成的死坑2原因分析未把住材料质量关主要是骨料中不洁净含杂质多又未采取措施予以清除3危害1造成路面坑洞影响平整度和外观质量2如果表面出现杂质说明混凝土内面也存在软弱杂质相当于混凝土内有空洞极影响混凝土的整体强度4治理方法要严把材料质量关除对骨料做级配筛分和含泥量试验外还要特别注意对外观质量的检查如含杂质过多则严禁使用少量杂质也应清除80'