[8] 土质路基施工

'第八章土质路基施工第一节概述第二节施工要点第三节路基压实1 一、路基施工的重要性1.人工施工2.简易机械化施工3.水力机械化施工4.机械化施工5.爆破施工第一节概述合理的设计需要通过施工得以实现。路基施工质量是路基强度和稳定性的保证，不少公路路基路面病害的重要原因就是路基施工质量不良，并因此引至大量的养护和维修费用。二、路基施工的基本方法2 三、施工前的准备工作包含全面熟悉设计文件和设计交底、施工现场的勘查、提出修改意见并报请变更设计、编制施工组织计划（选择施工方案、确定施工方法、布置施工现场、编制施工进度计划、拟订关键工程的技术措施等）、恢复路线，施工放样（导线、中线、水准点复测，横断面检查与补测，增设水准点等）与清除施工场地，临时工程施工（施工现场的供电、给水，修建便道、便桥，架设临时通讯设施，设置施工用房等）、施工前的复查和试验等各项前期工作。建立和健全施工队伍和管理机构，明确施工任务，制定必要的规章制度，确立施工所应达到的目标等。组织准备亦是做好一切准备工作的前提。1.组织准备工作2.技术准备工作3 包括各种材料与机具设备的购置、采集、加工、调运与储存，以及生活后勤供应等。3.物质准备工作4 一、基本要求（3）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。第二节施工要点（1）清表应按设计要求进行，应将路基填土范围内原地面表层的种植土、草皮等予以清除，有树根时应全部挖除并将坑穴填平夯实。（2）路堤基底清理后预压前，应再测高程报验认可，然后预压到要求的密实度（二级以上公路要求压实度不小于90%，三、四级公路不小于85％），必要时应先将土翻松打碎，再整平、压实。5 清表土体严禁作为路基填料6 （4）地面横坡度陡于1:2.5时，应作特殊处理，防止路堤沿基底滑动。常用的处理措施为:先清除基底表面的薄层松散土，再挖1～3m台阶，但坡脚附近的台阶宜宽一些，通常为2～3m。7 二级以上公路在路基填筑前均需进行试验，试验路段的设置原则上一般不小于100m，选择在具有代表性的路段进行。(6)试验路段试验路段目的：通过路基试验段施工，确定路堤填料的松铺厚度、碾压机械、碾压工艺参数、最优含水率、工序时间等，以满足工程质量要求，用以指导施工路段相同填料路基施工。松铺厚度thicknessofuncompactedlayer用各种不同方法摊铺任何一种混合料时，其密实度经常显著小于碾压后达到的规定密实度。这种未经压实的材料层厚度称为松铺厚度。8 松铺系数coefficientofloosepavingmaterial材料的松铺厚度与达到规定压实度的压实厚度之比值称为松铺系数，常精确到小数点后两位。实际施工中采用方格网法对松铺厚度进行均匀控制。即把填筑面用方格划分为一定单位面积的地块。在相同面积的地块上摊铺相同体积的填料。方格网的大小一般根据运输车辆的车厢实际装运体积计算，以车为单位，每个方格内铺上一车填料。再根据松铺厚度反算方格网的大小。9 路基分层填筑定点网格填筑10 摊铺整平11 路基洒水12 碾压施工13 现场检测14 路基填筑试验路段工艺流程图15 二、填挖方案1.分层填筑法水平分层填筑（一）路堤填筑16 1.不同性质的填料要分别分层填筑，不得混填；2.路堤上部受车辆荷载的作用影响较大，一般将水稳定性好的土填在路堤的上部；3.透水性大的土填在透水性小的土之下时，如果两者粒径相差悬殊，应在层间加铺过渡层；如果相反时，其顶面应作成4%的双向向外横坡，以免积水；4.沿纵向同层次要改变填料这种类时，应作成斜面衔接，且将透水性好的填料放在斜面的上方为宜。正确方案错误方案弱透水性土透水性土不同土质路堤接头透水性土弱透水性土17 路堤填土每侧应宽于填层设计宽度50cm，以保证修整路基边坡后的路基边缘有足够的压实度。超宽填筑50cm整修坡面需将超宽路基采用机械粗刷，人工刷坡到位。18 路基临时排水沟随着填方增加，在路基顶设置截水埂，每间隔50m开口设置临时排水沟，临时排水沟采用机砖进行砌筑，以免冲刷边坡。施工建设期间永久性排水应与临时排水相结合，防止雨水冲刷;如路堑边沟每隔50m预留排水孔道19 2.竖向填筑法3.混合填筑法在原地面纵坡较大，运土困难的断面采用该法施工，沿纵坡分层，逐层填筑20 （二）路堑开挖1.纵向全宽掘进a）单层；b）双层1－横剖面；2－纵剖面；3－平面从路堑的一端或两端按横断面全宽逐渐向前开挖，适宜短而深的路堑21 2.横向通道掘进3.纵横通道混合掘进双层横向双层混合沿路堑纵向挖掘工作通道再逐渐向两侧横挖。本法便于安排土方运输和展开工作断面，当开挖深度较大时，可将高度分成几个层次安排多组台班在不同层次和前后错开的作业面上开挖，适用于开挖量大、较长的路堑。若开挖断面宽，开挖量大，可在开挖纵向通道的基础上再在横向开挖通道，提高工作效率。22 第三节路基施工的主要机械一、挖运主要机械1.推土机适用于50～100m短距离土或软石的挖运作业23 2.铲运机适用于中短距离的土体挖运，不适用于潮湿的粘性土和干燥的粉砂土或陡坡路段。24 3.平地机刮刀装在机械前后轮轴之间，能升降、倾斜、回转和外伸。动作灵活准确，操纵方便，平整场地有较高的精度，适用于构筑路基和路面、修筑边坡、开挖边沟，也可搅拌路面混合料、扫除积雪、推送散粒物料以及进行土路和碎石路的养护工作。25 4.挖掘机用于各种场合挖掘各种土体和软石拉铲式反铲26 5.装载机挖掘松土、铲土、装载、短距离运土27 5.工程运输车辆中、远距离土方和各种设备运输绞接自卸卡车28 二、压实主要机械1.分类碾压式：光面碾（普通的两轮和三轮压路机）、羊足碾和气胎碾振动式：振动压路机（单驱单振、双驱双振）夯击(冲击)式：夯锤、夯板、风动夯、蛙式夯机、夯击压路机2.适用性对于石质路基，应选用重型振动压路机进行振动压实，以提高压实效果；对于土质路基，各类压路机均有较好的适应性。对于粘性土，宜选用碾压式或夯击式。29 30 振动压路机能适应各种工况的压实，特别是对砂质土壤压实效果最好。大型振动压路机对深层的压实效果是其他机型无可比拟的。小型振动压路机和夯实机械适用于小规模工程和狭窄场合的压实，对构筑物的回填土压实效果也比较好。对于重大工程的施工，正确地拟定压实工艺和配备适宜的压路机，往往是保证压实质量与节省开支的关键。例如压实基础层时，采用静碾压路机预压，采用振动压路机压实，采用轮胎压路机封顶，可以获得满意的压实质量，并且能适当减少设备投资费用。31 3.碾压注意要点无论选用何种压路机碾压路基，一般都是采用在整个路基宽度上按规定的碾压道顺序进行碾压的方式，从路基边缘逐渐向中间重叠碾压，其碾压道应相互重叠20~30cm。压路机选型后，确定适宜的压实厚度，还要测定土壤的含水量。含水量应控制在最佳含水量的±2%范围之内。在施工现场，有时也可凭经验判断含水量，这就是“手握成团、没有水痕；离地1m、落地散开”的最佳含水量近似经验判断法。32 4.路基的压实步骤路基碾压前应确定和调整好作业参数，并按初压、复压和终压三个步骤进行。1)初压对铺筑层最初的1-2遍的碾压作业称为初压。初压的目的是为了在铺筑的表层形成较稳定、较平整的承载层，以利复压时承受较大的压实作用力。33 路基初压一般可采用重型履带式拖拉机和羊足（凸块）碾进行碾压，也可选用中型压路机进行静力压实，其碾压速度应不超过1.5~2km/h。初压后，应用平地机对铺筑层进行整平。2)复压复压是在初压的基础上连续进行的压实作业。复压通常碾压5-8遍，其目的是使铺筑层达到规定的压实度。复压是主要的压实阶段，在复压作业中，应尽可能发挥压路机的最大压实功能，以使被压层迅速达到规定的压实度。增加压路机的配重或调节轮胎式压路机的气压，调节振动压路机的振频和振幅；都可充分发挥压路机的压实功能，提高压实效果。34 复压作业的碾压速度应逐渐增大，在确保压实质量的前提下，最大限度地提高作业效率。复压时，应随时测定压实度，做到既符合规定的压实标准，又不过度碾压。3)终压在竣工前对铺筑层进行的最后1~2遍碾压作业称为终压。分层修筑路基时，只在最后一层实施终压作业。终压的目的是为了使压实层表面达到平整的要求，因而适宜采用中型静压或振动式压路机，以静力碾压方式进行碾压，碾压速度可适当高于复压速度。35 如果采用振动压路机或羊足（凸块）碾磙压路机进行分层压实时，由于表层存在松散现象，因此可将各分层表层l0cm左右厚度作为下一铺筑层范围进行压实，这样就可使相邻铺层结合更为紧密。5.路基压实应遵循的原则路基压实应遵循“先轻后重、先慢后快、先两边后中间”的碾压原则。36 1)先轻后重即初压轻，复压重；先静力碾压，后振动碾压。这也是路基分层压实压路机选型的原则。37 2)先慢后快是指压路机的碾压速度随着碾压遍数增加应逐渐加快，也即初压时要以较低的速度进行碾压，这样可以延长碾压力作用时间，增加影响深度，加快土体变形，避免产生碾压轮拥土现象，防止压路机陷车等异常情况发生。随着碾压遍数增加，铺筑层的密实度也迅速地增加，加快碾压速度则有利于提高铺筑层表层的平整度和提高压路机的作业效率。38 3)先两边后中间“先两边后中间”的碾压顺序，是压路机在压实作业过程中应始终坚持的一条规则。也就是说，作业时压路机必须先从路基的一侧（距路基边缘30~50cm处），沿路基延伸方向，逐渐向路基中心线处进行碾压，在越过路基中心线30~50cm后，再从路基的另一侧边缘开始向路基中心线处碾压。39 三、石方施工主要机械1.凿岩机2.破碎机反击式颚式落锤式40 一、路基压实的意义与机理第四节路基压实路基压实的重要性：提高路基的强度和稳定性，提高路基承载能力，提高道路整体承载能力，减少病害，延长道路使用寿命。土是三相体，在压实机具的短时间载或振动荷载作用下，土体颗粒安生重新排列组合，单位体积内固体颗粒增加，孔隙率减小，土的单位重量提高，形成密实整体，最终导致强度增加，稳定性提高。41 二、影响压实效果的主要因素1.含水量最佳最水量：与最大干密度所对应的含水量某一种土的γmax和w0不是固定不变的，随压实功能而改变。最佳含水量w0由室内击实试验确定，绘制w~γ关系如图。w～ץ关系图W0Wץ42 在同等条件下，一定含水量之前，γ随ω增加而提高，主要原因在于水起润滑作用，土颗粒间阻力减小，施加外力后，孔隙减小，土粒易于被压实，γ得以提高。γ值至最大后，ω在继续增大，土粒孔隙被水分占据，而水一般不被外力所压缩，因而ω增大，γ随之降低。43 2.土质不同土的击实曲线如右图。由右图可一以看出，土质不同，γmax与w0也不同。对于砂土砾没有最佳含水量的意义，对于细粒土，比表面积大，w0较高。44 3.压实功同一种土质，压实功增加，w0↓，γ提高。增加压实功达到提高压实的效果，有一定的限度，过分增大压实功，一方面不经济，另一方面会破坏土的结构。WץWkW0Ek不同压实功的压实曲线对照图45 4.压实厚度相同压实条件下（土质、湿度与功能不变），实测土层不同深度的密实度得知，密实度随深度递减，表层5cm最高。5.小结土基压实施工中，控制最佳含水率，是首要关键；在此前提下采取分层填土，控制有效土层厚度；必要时适当增大压实功能，乃土基压实工作的基本要领。46 四、土基压实标准压实度：工地实测干容重γ与室内标准击实试验所得的最大干重度γ0的比值称为压实度K，已知γ0的值，规定压实度K，则工地实测干容重γ的值，应该符合下列要求：γ＝K×γ0压实度K就是现行规范规定的路基压实标准47'