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公路工程路基施工技术

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发表于 2017-6-8 20:55:51 | 显示全部楼层 |阅读模式

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一、一般路基干湿类型

  路基的干湿类型表示路基在最不利季节的干湿状态,分为干燥、中湿、潮湿和过湿四类。原有公路路基的干湿类型,可以根据路基的分界相对含水量或分界稠度划分;新建公路路基的干湿类型可以用路基临界高度来判别。

  二、特殊路基类型

  特殊路基主要有软土地区路基、滑坡地段路基、岩坍与岩堆地段路基、泥石流地区路基、岩溶地区路基、多年冻土地区路基、黄土地区路基、膨胀土地区路基、盐渍土地区路基、沙漠地区路基、雪害地段路基、涎流冰地段路基等。

  (1)软土地区路基:以饱水的软弱黏性土沉积为主的地区称为软土地区。软土包括饱水的软弱黏性土和淤泥。在软土地基上修建公路时,容易产生路堤失稳或沉降过大等问题。我国沿海、沿湖、沿河地带都有广泛的软土分布。

  (2)滑坡地段路基:滑坡是指在一定的地形地质条件下,由于各种自然的和人为的因素影响,山坡的不稳定土(岩)体在重力作用下,沿着一定的软弱面(带)作整体的、缓慢的、间歇性的滑动变形现象。滑坡有时也具有急剧下滑现象。

  (3)膨胀土地区路基:膨胀土系指土中含有较多的黏粒及其他亲水性较强的蒙脱石或伊利石等黏土矿物成分,且有遇水膨胀,失水收缩的特点,是一种特殊膨胀结构的黏质土。多分布于全国各地二级及二级以上的阶地与山前丘陵地区。

原地基处理要求

  一、原地基处理原则

  (1)原地基处理应按照设计要求精心施工,在确保工程质量的原则下,因地制宜,合理利用当地材料和工业废料。

  (2)原地基处理除执行施工技术规范的规定外,还应符合国家及部颁有关标准、规范规定,遵守国家有关法规。

  (3)原地基处理应节约用地,保护耕地和农田水利设施,保护生态环境。

  二、 原地基处理要求

  (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,砍伐的树木应移置于路基用地之外,进行妥善处理。

  (2)路堤修筑范围内,原地面的坑、洞、墓穴等,应用原地土或砂性土回填,并按规定进行压实。

  (3)原地基为耕地或松土时,应先清除有机土、种植土、草皮等,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)基底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)基底应在填筑前进行压实。高速公路、一级公路、二级公路路堤基底的压实度应符合原设计要求,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)当路堤基底横坡陡于1:5时,基底坡面应挖成台阶,台阶宽度不小于lm,并予以夯实。

路基填料的选择

  用于公路路基的填料要求挖取方便,压实容易,强度高,水稳定性好。其中强度要求是按CBR值确定,应通过取土试验确定填料最小强度和最大粒径。

  一、土石材料

  巨粒土,级配良好的砾石混合料是较好的路基填料。

  石质土,如碎(砾)石土,砂土质碎(砾)石及碎(砾)石砂(粉粒或黏粒土),粗粒土中的粗、细砂质粉土,细粒土中的轻、重粉质黏土都具有较高的强度和足够的水稳定性,属于较好的路基填料。

  砂土可用作路基填料,但由于没有塑性,受水流冲刷和风蚀时易损坏,在使用时可掺入黏性大的土;轻、重黏土不是理想的路基填料,规范规定液限大于50、塑性指数大于26的土,以及含水量超过规定的土,不得直接作为路堤填料,需要应用时,必须采取满足设计要求的技术措施(例如含水量过大时加以晾晒),经检查合格后方可使用;粉性土必须掺入较好的土体后才能用作路基填料,且在高等级公路中,只能用于路堤下层(距路槽底0.8m以下)。

  黄土、盐渍土、膨胀土等特殊土体不得以必须用作路基填料时,应严格按其特殊的施工要求进行施工。淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草物皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽质的土不得用作路基填料。

  二、工业废渣

  满足要求(最小强度CBR、最大粒径、有害物质含量等)或经过处理之后满足要求的煤渣、高炉矿渣、钢渣、电石渣等工业废渣可以用作路基填料,但在使用过程中应注意避免造成环境污染。

填方路基施工技术

  一、土方路堤施工技术

  1.土方路堤填筑施工工艺流程。

  2.土方路堤操作程序:取土一运输一推土机初平-平地机整平一压路机碾压。

  3.土方路堤填筑作业常用推土机、铲运机、平地机、挖掘机、装载机等机械按以下几种方法作业。

  (1)水平分层填筑法:填筑时按照横断面全宽分成水平层次,逐层向上填筑。是路基填筑的常用方法。

  (2)纵向分层填筑法:依路线纵坡方向分层,逐层向上填筑。常用于地面纵坡大于12%,用推土机从路堑取料填筑,且距离较短的路堤。缺点是不易碾压密实。

  (3)横向填筑法:从路基一端或两端按横断面全高逐步推进填筑。填土过厚,不易压实。仅用于无法自下而上填筑的深谷、陡坡、断岩、泥沼等机械无法进场的路堤。

  (4)联合填筑法:路堤下层用横向填筑而上层用水平分层填筑。适用于因地形限制或填筑堤身较高,不宜采用水平分层法或横向填筑法自始至终进行填筑的情况。单机或多机作业均可,一般沿线路分段进行,每段距离以20~40m为宜,多在地势平坦,或两侧有可利用的山地土场的场合采用。

  4.施工一般技术要领:

  (1)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,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。如原地面不平,应由最低处分层填起,每填一层,经过压实符合规定要求之后,再填上一层。

  (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l:5时,原地面应挖成台阶(台阶宽度不小于lm),并用小型夯实机加以夯实。填筑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lm.

  (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,不应覆盖在由透水性较好的土所填筑的路堤边坡上。

  (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度不宜小于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。可能受水浸淹部分的填料,应选用水稳性好的土料。

      二、填石路基施工技术

  1.填料要求:石料强度(饱水试件极限抗压强度)要求不小于15MPa,风化程度应符合规定,最大粒径不易大于层厚的2/3.在高速公路及一级公路填石路堤路床顶面以下50cm范围内,填料粒径不得大于10cm,其他等级公路填石路堤路床顶面以下30cm范围内,填料粒径不得大于15cm。

  2.填筑方法:竖向填筑法、分层压实法、冲击压实法和强力夯实法。

  (1)竖向填筑法(倾填法)主要用于二级及二级以下且铺设低级路面的公路在陡峻山坡施工特别困难或大量爆破以挖作填路段,以及无法自下而上分层填筑的陡坡、断岩、泥沼地区和水中作业的填石路堤。该方法施工路基压实、稳定问题较多。

  (2)分层压实法(碾压法)是普遍采用并能保证填石路堤质量的方法。该方法自下而上水平分层,逐层填筑,逐层压实。高速公路、一级公路和铺设高级路面的其他等级公路的填石路堤采用此方法。填石路堤将填方路段划分为四级施工台阶、四个作业区段、八道工艺流程进行分层施工。四级施工台阶是:在路基面以下0.5m为第1级台阶,0.5~1.5m为第2级台阶,0.5~3.0m为第3级台阶,3.0m以下为第4级台阶。四个作业区段是:填石区段、平整区段、碾压区段、检验区段。施工中填方和挖方作业面形成台阶状,台阶间距视具体情况和适应机械化作业而定,一般长为100m左右。填石作业自最低处开始,逐层水平填筑,每一分层先是机械摊铺主骨料,平整作业铺撒嵌缝料,将填石空隙以小石或石屑填满铺平,采用重型振动压路机碾压,压至填筑层顶面石块稳定。

  石方填筑路堤8道工艺流程是:施工准备、填料装运、分层填筑、摊铺平整、振动碾压、检测签认、路基成型、路基整修。

  (3)冲击压实法利用冲击压实机的冲击碾周期性大振幅低频率地对路基填料进行冲击,压密填方;强力夯实法用起重机吊起夯锤从高处自由落下,利用强大的动力冲击,迫使岩土颗粒位移,提高填筑层的密实度和地基强度。

  强力夯实法简要施工程序:填石分层强夯施工,要求分层填筑与强夯交叉进行,各分层厚度的松铺系数,第一层可取1.2,以后各层根据第一层的实际情况调整。每一分层连续挤密式夯击,夯后形成夯坑,夯坑以同类型石质填料填补。由于分层厚度为4-5m,填筑作业采用堆填法施工,装运用大型装载机和自卸汽车配合作业,铺筑时用大型履带式推土机摊铺和平整,夯坑回填也用推土机完成,每层主夯和面层的主夯与满夯由起重机和夯锤实施,路基面需要用振动压路机进行最后的压实平整作业。

  强夯法与碾压法相比,只是夯实与压实的工艺不同,而填料粒径控制、铺填厚度控制都要进行,强夯法控制夯击击数,碾压法控制压实遍数,机械装运摊铺平整作业完全一样,强夯法需要进行夯坑回填。

  三、土石路堤施工技术

  1.填料要求:石料强度大于20MPa时,石块的最大粒径不得超过压实层厚的2/3;当石料强度小于15MPa时,石料最大粒径不得超过压实层厚,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,分层压实。当土石混合料中石料含量超过70%时,宜采用人工铺填;当土石混合料中石料含量小于70%时,可用推土机铺填,最大层厚40cm.

  四、高填方路堤施工技术

  水田或常年积水地带,用细粒土填筑路堤高度在6m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。高填方路堤应采用分层填筑、分层压实的方法施工,每层填筑厚度根据所采用的填料决定。

  五、粉煤灰路堤施工技术

  粉煤灰路堤可用于高速公路。凡是电厂排放的硅铝型低铝粉煤灰都可作为路堤填料。由于是轻质材料,粉煤灰的使用可减轻土体结构自重,减少软土路堤沉降,提高土体抗剪强度。

  粉煤灰路堤一般由路堤主体部分、护坡和封顶层,以及隔离层、排水系统等组成,其施工步骤主要有基底处理、粉煤灰储运、摊铺、洒水、碾压、养护与封层。

  六、结构物处的回填施工技术

  (一)一般规定

  1.填土长度:一般在顶部为距翼墙尾端不小于台高加2m,底部距基础内缘不小于2m;拱桥台背不少于台高的3-4倍;涵洞两侧填土长度不少于孔径的2倍及高出涵管顶1.5m;挡土墙墙背回填部分顶部不少于墙高加2m,底部距基础内缘不小于2m。

  填土高度:从路堤顶面起向下计算,在冰冻区一般不应小于2.5m,无冰冻地区到高水位处,均应填以渗水性土,其余部分可用与路堤相同的土填筑,并在其上设横向排水盲沟或铺向外倾斜的黏土或胶泥层。

  2.桥涵等构造物处填土前,应完成台前防护工程及桥梁上部结构。

  3.结构物处的回填,一般要到基础混凝土或砌体的水泥砂浆强度达到设计强度的70%以上时才能填筑。

  4.填筑时,与路基衔接处填方区内的坡形地面做成台阶或锯齿形。

  5.桥台台背填土应与锥坡同时进行。

  (二)填料要求

  结构物处的回填材料应满足一般路堤填料的要求,优先选用挖取方便、压实容易、强度高的透水性材料,如石质土、砂土、砂性土。禁止使用捣碎后的植物土、白垩土、硅藻土、腐烂的泥炭土。黏性土不可用于高等级公路,在掺入小剂量石灰等稳定剂进行处理后可用于低等级公路结构物处的回填。




               
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