说明
路基干湿类型在最不利季节划分为四类:干燥、中湿、潮湿和过湿。
路基干湿类型的确定:原有的根据路基土的相对含水量或分界稠度确定路基干湿类型;新路基按路基临界高度来判断。高速公路应处于干燥或中湿状态。
原地基处理要求(即砍、填、除、换、压、挖):
1.路基用地范围内的树木、灌木丛等均应在施工前砍伐或移植清理;
2.路堤修筑范围内,原地面坑、洞、墓穴用原地土或砂性土回填,压实度不小于90%;
3.原地基为耕地或松土时,清除深度应达到设计要求,一般不小于15cm,平整后按规定要求压实;
4.原地基原状土的强度不符合要求时,应进行换填,换填深度应不小于30cm并予以分层压实到规定要求;
5.路堤原地基应在填筑前进行压实。高速公路、一级公路、二级公路路堤原地基的压实度应不小于90%,三四级路不小于85%。当路堤填土高度小于路床厚度80cm时,基底的压实度不宜小于路床的压实度标准;
6.当路堤原地基纵坡大于12%或横坡陡于1:5,原地基应挖成台阶,台阶坡度向内并大于4%,宽度大于2m。
路基(堤)填料的选择:(要求挖取方便,压实容易,强度高,水稳定性好;强度按CBR值确定,取土试验确定最小强度和最大粒径)。
土方路基路堤填筑施工顺序:取土-运输-推土机初平-平地机整平-压路机碾压。
路堤填料的选择:(巨粒土、石质土效果好)
1)路堤填料,不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土。由盐渍土、黄土、膨胀土填筑路堤时,应遵照有关的规定。粉质土不宜直接使用需掺好土,高级路只能用路堤下层。
2)液限大于50%(高液限土)、塑性指数大于26的土,以及含水量超过规定的土,不得直接作为路堤填料。
3)钢渣、粉煤灰(增加包边土和边坡盲沟工序)材料,可用作路堤填料;其他工业废渣进行有害物含量试验。
4)捣碎后的种植土,可用于路堤边坡表层。
5)路基填方材料,应有一定的强度。
石质土、砂土、砂性土可直接作填料。砂土粘性小,透水性好,无塑性,毛细水上升高度小,可掺黏土改善级配组成。重黏土塑性指数较高,分两次加石灰改善(先少许拌和闷料使之“砂化”,2~3d后加剩余石灰进行拌和)。
砂性土既有足够内摩擦力,又有一定粘聚力。石质土空隙度大,透水性强,压缩性低,内摩擦角大,强度高。
土质路堤填筑方式:
水平分层填筑(全宽);纵向分层填筑(当纵坡大于12%,推土机路堑取料,距离较短,缺点不易压实);横向填筑(全高逐步推进,无法自下而上填筑的深谷,填土过厚,不易压实);联合填筑(下层横向填筑,上层水平分层)。
土质路堤压实:压路机纵向进退;全宽纵向分行,直线段(或R>200m)两边向中间,曲线段内侧向外侧;两行间接头1/4-1/3轮迹,三轮压路机后轮1/2轮迹;纵向接头处重叠1~2m;慢速效果好(2~4km/h),羊足碾(12-16)。
影响推土机作业主要因素:切土和推土(运土);单斗挖掘机最常见,正铲挖掘机最灵活(侧向和正向开挖)。
选择施工机械要考虑:土质的工程特性;机械运行情况;运距和气象条件;相关工程和设备的协调性。
土质路堤施工技术要领:
1)土质路堤,必须根据设计断面,分层填筑、分层压实;
2)路堤填土宽度每侧应宽于填层设计宽度(50cm),压实宽度不得小于设计宽度,最后削坡;
3)填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工。即按照横断面全宽分成水平层次逐层向上填筑;
4)原地面纵坡大于12%的地段,可采用纵向分层法施工,沿纵坡分层,逐层填压密实;
5)山坡路堤,地面横坡不陡于1:5且基底符合规定要求时,路堤可直接修筑在天然的土基上。地面横坡陡于1:5时,原地面应挖成台阶(台阶宽度不小于2m),并加以夯实。填筑时应由最低一层台阶填起,并分层夯实,然后逐台向上填筑,分层夯实,所有台阶填完之后,即可按一般填土进行;
6)高速公路和一级公路,横坡陡峻地段的半填半挖路基,必须在山坡上从填方坡脚向上挖成向内倾斜的台阶,台阶宽度不应小于2m;
7)不同土质混合填筑路堤时,以透水性较小的土填筑于路堤下层时,应做成4%的双向横坡;如用于填筑上层时,除干旱地区外,不应覆盖在透水性较好的土所填筑的路堤边坡上(注意是边坡);
8)不同性质的土应分别填筑,不得混填。每种填料层累计总厚不宜小于0.5m;
9)凡不因潮湿或冻融影响而变更其体积的优良土应填在上层,强度较小的土应填在下层;
10)河滩路堤填土,应连同护道在内,一并分层填筑。可能受水浸淹部分(浸水路段)的填料,应选用水稳性好的土料,边坡比不宜小于1:2,避免边坡失稳。
土质路堑施工技术:
横向挖掘法(路堑短、全宽挖掘、单层(浅且短)和多层(深且短));纵向挖掘(分层(路堑长而深),通道(两端地面纵坡较小,利用通道运土和排水),分段(过长,弃土运距过远,一侧堑壁较薄的傍山路堑开挖));混合式(多层横向全宽挖掘法和通道纵挖法混合,适用路线纵向长度和深度都很大)。
石质路堑施工技术:
开挖方式:钻爆开挖(广泛采用,方法有薄层开挖、分层开挖、全断面一次开挖、特高梯段开挖);直接应用机械开挖(不适用坚硬岩石);静态破碎法(效率低、时间长、设备附近或高压线下开挖,安全可靠无公害)。
综合爆破:包括小炮(钢钎炮、深孔爆破)和洞室炮(药壶炮、猫洞炮)。1t以上为大炮,1t以下为中小炮。
钢钎炮:炮眼直径和深度小于75mm和5m(灵活、小地段,打水沟、开挖便道、基坑;人工清除功效低,辅助炮)。
深孔爆破:大于75mm和5m(延长药包方法,一次爆落多、效率高、机械化高)。
药壶炮:深2.5~3.0m(用量小、一次或多次烘堂、露天爆破、小炮中最省工;地面缓时钢纤炮切脚炸台阶)。
猫洞炮:直径0.2~0.5m,深度小于5m(洞穴成水平或略有倾斜、药壶炮不易形成时采用;集中药锯炮爆炸,用于5~7级岩石)。
常用爆破方法:光面爆破(有临空面,控制抵抗线和药量进行爆破);预裂爆破(炸条裂纹,拟爆体与山体分开,无侧向临空面和最小抵抗线情况下);微差爆破(毫秒);定向爆破(深挖高填堆积成路堤、鸡爪地区);洞室爆破。
填石路堤的施工技术:
1)填石路堤的石料强度不应小于15MPa,最大粒径不大于50cm,并不宜超过层厚的2/3。路床底面以下40cm范围内,填料粒径应小于15cm;
2)高速公路、一级公路填石路堤均应分层填筑,分层压实;
二级及二级以下公路在陡峻山坡段施工特别困难、泥沼地区、水中作业或以挖作填时,可采竖向填筑(倾填方式);
3)填石路堤的压实度检验:在规定深度范围内,以通过12t以上振动压路机进行压实试验;
4)在非岩石地基上,填筑填石路堤前,应设置过渡层;
5)填石路堤四个作业区段:填筑区段→平整区段→碾压区段→检测区段。
填石路堤填筑方法:竖向填筑(二级以下,自上向下推进);分层压实(最低处开始,逐层水平填筑);冲击压实法(冲击压实机大振幅、低频率);强力夯实法(分层填筑与强夯交叉进行,分层厚度5m左右,各层夯点错位布置)。
土石路提的施工技术:
1)土石路堤的石料强度大于20MPa时,最大粒径不超过压实层厚的2/3;强度小于15MPa时,最大粒径不得超过层厚,超过的应打碎;
2)不得采用倾填方式,只能采用分层填筑,分层压实;当石料超过70%用人工填铺,低于70%用推土机辅以人工铺填,松铺厚度40cm以内,接近路堤设计标高时采用土方填筑。
雨期施工地段选择:一般选择丘陵和山岭地区的砂类土、碎砾石和岩石地段和路堑的弃方地段;重黏土、膨胀土及盐渍土地段不宜在雨期施工,平原地区排水困难,不宜安排雨期施工。
雨期填筑路堤:
1)严格控制其他车辆在施工场地通行;
2)填筑路堤前,应在填方坡脚以外挖掘排水沟,保持场地不积水,如原地面松软,应采取换填措施;
3)选用透水性好的(碎)卵石土、砂砾、石方碎渣和砂类土作为填料。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期施工填料;
4)路堤应分层填筑。每层的表面,做成2%~4%排水横坡。当天填筑的土层当天压实;
5)雨期填筑路堤需借土时,取土坑距离填方坡脚不宜小于3m。取土坑深度一般不宜大于1m。
雨期开挖路堑:
1)在土质路堑开挖前,在路堑边坡坡顶2m以外开挖截水沟并接通出水口;
2)开挖土质路堑分层开挖,每挖一层设排水纵横坡。挖方边坡不宜一次挖到设计标高,沿坡面留30cm厚;
3)土质路堑挖至设计标高以上30~50cm时停止开挖,在两侧挖排水沟。待雨期过后再挖到路床设计标高;
4)土的强度低于规定值时应按设计要求进行处理;
5)雨期开挖岩石路堑,炮眼应尽量水平设置。边坡应按设计坡度自上而下层层刷坡,坡度应符合设计要求。
冬期施工:反复冻融地区,昼夜平均温度-3℃以下,连续10天以上;或昼夜平均温度-3℃以上,但冻土未全融。
路基施工可冬期进行的工程项目:
1)泥沼地带河湖冻结到一定深度后,换土时可趁冻结期挖去原地面软土、淤泥层换填合格的其他填料;
2)含水量高的流动土质、流沙地段的路堑可利用冻结期开挖;
3)河滩地段可利用冬期水位低,开挖基坑修建防护工程,但应采取加温保温措施,注意养护;
4)岩石地段路堑或半填半挖地段,可进行开挖作业。
路基工程不宜冬期施工的项目:
1)高速或一级土质路堤工程和地质不良的二级路堤;2)铲除原地面草皮、换掘填方地段台阶;3)整修路基边坡;4)河滩低洼将被水淹的填土路堤。
冬期填筑路堤:
1)按横断面全宽平填,每层松厚按正常施工减少20%~30%,最大松铺厚度不得超过30cm。压实度不得低于正常施工时的要求。当天填的土必须当天完成碾压;
2)当路堤高于路床(路面结构层以下80cm)底面lm时,应碾压密实后停止填筑;
3)挖填方交界处,填土低于lm的路堤都不应在冬期填筑;
4)取土坑应远离填方坡脚。需在路堤附近取土时,取土坑内侧到填方坡脚的距离不得小于正常的1.5倍;
5)每层每侧边坡按设计和技术规范规定超填并压实。待冬期后修整边坡削去多余部分并拍打密实或加固。
冬期开挖路堑:(爆破冻土法、机械破冻法、人工破冻法(火烧法、蒸汽解冻、电热、热水开洞)开挖表层冻土)
1)开挖到未冻土层后连续施工,分层开挖;2)边坡不应一次挖到设计线,预留30cm台阶停止;3)挖至路床面以上1m,挖好排水沟停止;4)禁止从下向上掏挖(神仙土);5)先挖阳处再挖背阴;6)弃土远离路堑边坡坡顶,高度不大于3m,弃土堆坡脚到路堑边坡顶距离不小于3m,深路堑或松软地带保持5m以上。
路基加宽技术:
新老路堤交界坡面挖出清理的法向厚度不小于0.3m;老路路堤高小于2m时,坡面处理后可直接填筑新路堤。
加宽部分路堤采用非透水性填料时,地基表面铺设垫层,一般为砂砾或碎石,含泥量不大于5%。
采用粉煤灰加宽路基,压实前铺筑厚度不能超过20~25cm;如采用振动压实机械,厚度可达35~40cm。
低路堤处治:尽量利用原状土,不扰动下卧层,可铺设土工布或土工格栅加强路基整体强度及板体作用,防止路基不均匀沉降而产生反射裂缝。
新旧路基衔接处理:1、清除旧路肩边坡上草皮、树根及腐殖土等杂物;2、将旧土路肩翻晒或掺灰重新碾压,以达到质量要求;3、修建试验路,由从土路肩开始改为从硬路肩开始下挖台阶,消除旧路基边坡压实度不足。
路基加高技术:当路基加高数值略大于路面设计厚度时,将旧路面挖去用旧石料加固,如路基内0.5m以下高塑性石灰石(土)颗粒超过20%~30%,最好掺20%~25%砂;旧路基上分层填筑每层厚度比规范小10%~30%。
软土地基处理方法:(天然强度低、压缩性高、透水性小、流变性强,存在失稳和沉降问题)。
表层处理法:砂垫层(路堤高度小于2倍极限高度、浅层水平排水作用,使软土在路堤自重作用下加速沉降发展,缩短固结时间;对基底应力分布和沉降量无显著影响);反压护道(不大于1.5~2倍极限高度、增加抗滑力,与路堤同时填筑或在路堤临界高度前填好);土工聚合物处治(路堤底部铺土工布[作用为排水、隔离、应力分散、加筋补强]和土工格栅[格栅表面与土的摩擦作用、格栅孔眼对土的锁定作用、格栅肋被动抗阻作用];路堤底部、提高路基稳定性,在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,两层以上中间夹10~20cm砂或砂砾垫层)。
换填法(地表下0.5~3m之间):开挖换填法(1~2m);抛石挤淤法;爆破排淤法(层厚、稠度大、呈流动状态)。
换填:采用人工或机械挖除公路路堤下软土,换填强度较高黏性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料(碎石土及粉煤灰等工业废渣常做换填材料);挖深超2m时,由端部向中央分层挖除,常用振动或重型静力压路机。
抛石挤淤:常年积水不易抽干,软土厚度薄,采用抛填片石,能沉达3~4m。抛填时,自中线向两侧展开;较大横坡时,自高向低展开抛填,低处多抛些。以重型压路机辗压,上铺反滤层,再填土。
重压法:堆载预压法;真空预压法;堆载预压加真空预压法(预压时间缩短一半)。
垂直排水固接法:砂井;袋装砂井;塑料排水板(用插板机或与袋装砂井打设机[圆形套管换成矩形]共用)。
砂井:砂的要求含泥量不大于3%;也可使用砂和角砾混合料,含泥量不大于5%。(套管法[分振动和静压沉管];水冲成孔法;螺旋钻成孔法)。整平→机具定位→桩管沉入→加料压实→拔出套管。
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