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路基施工技术指南-施工员质量员通用与基础知识

时间:2023-09-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:③取土坑与路基之间的距离应满足路基边坡稳定的要求。取土坑与路基坡脚之间的护坡道应平整密实,表面应设1%~2%向外倾斜的横坡。图4-6竖向填筑示意图图4-7混合填筑示意图2.填石路堤施工填料要求。填石路堤的填筑施工方式有倾填(含抛填)和分层填筑、分层压实两种。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不宜采用倾填式施工,而应采用分层填筑、分层压实的方法。

路基施工技术指南-施工员质量员通用与基础知识

1.填土路堤施工

1)施工取土。

(1)路基填方取土时,应根据设计要求,结合路基排水、当地土地规划环境保护要求进行,不得任意挖取。

(2)施工取土应不占或少占良田,尽量利用荒坡、荒地,取土深度应结合地下水等因素考虑,利于复耕。原地面耕植土应先集中存放,以再利用。

(3)自行选定取土方案时,应符合下列技术要求。

①地面横向坡度陡于1∶10时,取土坑应设在路堤上侧。

②桥头两侧不宜设置取土坑。

③取土坑与路基之间的距离应满足路基边坡稳定的要求。取土坑与路基坡脚之间的护坡道应平整密实,表面应设1%~2%向外倾斜的横坡。

④取土坑兼作排水沟时,其底面宜高出附近水域的常水位,或与永久排水系统及桥涵出水口的标高相适应,纵坡不宜小于0.2%,平坦地段不宜小于0.1%。

⑤线外取土坑等与排水沟、鱼塘、水库等蓄水(排洪)设施连接时,应采取防冲刷、防污染的措施。

(4)对取土造成的裸露面,应采取整治或防护措施。

2)施工方法。

路堤填筑是把填料用一定方式运送上堤进行铺平、碾压密实的过程。路堤填筑分为分层填筑法、竖向填筑法和混合填筑法三种方法。

(1)分层填筑法。路堤填筑根据不同的土质,从原地面逐层填起并分层压实,每层填土的厚度可按压实机具的有效压实深度和压实度确定。分层填筑法又可分为水平分层填筑和纵向分层填筑两种。

水平分层填筑。填筑时按照横断面全宽分成水平层次,逐层向上填筑,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,依此循环进行,直至达到设计高程。水平分层填筑示意图如图4-4所示。

纵向分层填筑。此方法适用于用推土机从路堑取土填筑距离较短的路堤,依纵坡方向分层,逐层向上填筑,纵向分层填筑示意图如图4-5所示。原地面纵坡坡度大于12%的地段常采用此法。

图4-4 水平分层填筑示意图

图4-5 纵向分层填筑示意图

(2)竖向填筑法。竖向填筑法是指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,竖向填筑示意图如图4-6所示。此方法适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。

竖向填筑因填土过厚不易压实,施工时要选用沉陷量较小、透水性较好及颗粒粒径均匀的砂石材料或附近开挖路堑的废石方,并一次填足路堤全宽度;应选用振动式或夯击式压实机械;暂时不修建较高级的路面,容许短期内自然沉落。

(3)混合填筑法。混合填筑法即在路堤下层竖向填筑,上层水平分层填筑,使上部填土经分层压实后获得需要的压实度,混合填筑示意图如图4-7所示。此方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或竖向填筑法自始至终进行填筑的情况。在深谷陡坡地段填筑路堤,尽量采用混合填筑法。施工时可以单机作业,也可多机作业,一般沿线路分段进行,每段距离以20~40 m为宜。混合填筑法多在地势平坦,或两侧有可利用的山地土场的场合采用。

图4-6 竖向填筑示意图

图4-7 混合填筑示意图

2.填石路堤施工

(1)填料要求。

路堤填料粒径应不大于500 mm,并不宜超过层厚的2/3,不均匀系数宜为15~20。路床底面以下400 mm范围内,填料粒径应小于150 mm。路床填料粒径应小于100 mm。

膨胀岩石、易溶性岩石不宜直接用于路堤填筑,强风化石料、崩解性岩石和盐化岩石不得直接用于路堤填筑。

(2)填筑方法。

填石路堤的填筑施工方式有倾填(含抛填)和分层填筑、分层压实两种。倾填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,和用推土机将爆破后堆置在半路堑上的石块或自卸汽车从远处运来的爆破石块推入路堤两种情况。

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量爆破以挖作填时,可采用倾填方式将石料填筑于路堤下部,但倾填路堤在路床底面以下不小于1.0 m范围内,仍应分层填筑压实。

3.土石混填路堤施工

土石混填路堤是指石料含量占总质量的30%~70%的土石混合材料填筑而成的路堤。

(1)填料要求。

①膨胀岩石、易溶性岩石等不宜直接用于路堤填筑,崩解性岩石和盐化岩石等不得直接用于路堤填筑。

②天然土石混合填料中,中硬、硬质石料的最大粒径不得大于压实层厚的2/3;石料为强风化料或软质石料时,石料的最大粒径不得大于压实层厚。

(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、分层压实的填筑方法。

当土石混合料中石料的含量超过70%时,宜采用人工铺填,即先铺填大块石料,且大面向下,放置平衡,再铺小块石料、石渣或石屑嵌缝找平,然后碾压。当土石混合料中石料的含量小于70%时,可用推土机将土石混合料铺填,每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定,且不宜超过40 cm。用机械铺填时应注意避免硬质石块,特别是集中在一起的尺寸大的硬质石块。

4.土质路堑施工

(1)土质路堑开挖施工方法。

路堑开挖施工,除需考虑当地的地形条件、采用的机具等因素外,还需考虑土层的分布及利用情况。在路堑开挖前,应做好现场伐树除根等清理工作和排水工作。移挖作填时,还应将表层土单独摒弃,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,可采用横向挖掘法、纵向挖掘法和混合式挖掘法。

①纵向全宽掘进开挖(横挖法)。纵向全宽掘进开挖示意图如图4-8所示,这种方法是在路线一端或两端,沿路线纵向向前开挖。

图4-8 纵向全宽掘进开挖示意图

(a)单层;(b)双层

单层掘进开挖,其高度即等于路堑设计深度,掘进时逐段成型向前推进,由相反方向运土送出。单层掘进的高度受到人工操作安全及机械操作有效因素的限制,如果施工紧迫,对于较深路堑,可采用双层纵向掘进开挖,上层在前,下层随后,下层施工面上留有上层操作的出土和排水通道。双层或多层开挖,增加了施工工作面,加快了施工进度。层高应视施工方便且保证安全而定,一般为1.5~2.0 m。

②横向通道掘进开挖(纵挖法)。横向通道掘进开挖是先在路堑纵向挖出通道,然后分段同时由横向掘进,如图4-9所示为横向和混合掘进开挖示意图。此法工作面多,可人工施工和机械施工,也可分层纵向开挖,即将路堑分为宽度和深度都合适的纵向层次向前掘进开挖,可采用各式铲运机施工。在短距离及大坡度时,可用推土机施工。如果是较长较宽的路堑,可用铲运机并配以运土机具进行施工。

图4-9 横向和混合掘进开挖示意图

(a)双层横向;(b)双层混合

③混合式掘进开挖。混合式掘进开挖是横挖法和纵挖法的混合使用,即先顺路堑开挖通道,然后沿横向坡面挖掘,以增加开挖坡面。每一开挖坡面应能容纳一个施工组或一台开挖机械作业,混合挖掘法如图4-10所示。在较大的挖土地段,还可沿横向再挖沟,配以传动设备或布置运土车辆。当路线纵向长度和深度都很大时,宜采用混合式开挖法。

图4-10 混合挖掘法

(a)横剖面图和平面图;(b)平面纵横通道示意图

5.石质路堑施工

石质路堑施工采用爆破施工法,石方爆破施工流程如图4-11所示。

图4-11 石方爆破施工流程

6.软土路基施工

淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏性土统称为软土。软土路基天然含水率大于或等于35%,天然孔隙比大于或等于1.0,十字板抗剪强度小于35 kPa。

高速公路路基的软土是指标准贯击数小于4、无侧限抗压强度小于50 kPa、含水量大于50%的黏性土和标准贯击数小于10、含水量大于30%的砂性土。软土地基处理方法分类见表4-6。(www.xing528.com)

表4-6 软土地基处理方法分类

(续表)

7.膨胀土路基施工

(1)路基特性。

①膨胀土黏性含量很高,其中0.002 mm的胶体颗粒含量一般超过20%,黏粒主要由水矿物组成。土的液限ωL>40%;塑性指数Ip>17,多数在22~35之间;自由膨胀率一般超过40%。

②膨胀土有显著的吸水膨胀、失水收缩两种变形特性,一般强度较高,压缩性低,易被误认为是较好的地基土。

(2)路堤填筑技术。

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后作为填料,用于二级及二级以上公路路堤填料时,改性处理后胀缩总率应不大于0.7%;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。

高度不足1 m的路堤,应按设计要求采取换填或改性处理等措施处治。表层为过湿土,应按设计要求采取换填或进行固化处理等措施处治。当填土高度小于路面和路床的总厚度、基底为膨胀土时,宜挖除地表0.30~0.60 m的膨胀土,并将路床换填为非膨胀土或做掺灰处理。若基底为强膨胀土,挖除深度应达到大气影响深度。

(3)路基碾压施工。

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,碾压时应保持最佳含水量;压实土层的松铺厚度不得大于30 cm;土块应击碎至粒径5 cm以下。

在路堤与路堑交界地段,应采用台阶方式搭接,其长度不应小于2 m,并碾压密实。

(4)路堑开挖。

膨胀土地区的路堑,高速公路、一级公路的路床应超挖30~50 cm,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,其他各级公路可用膨胀土掺石灰处理。

(5)路基填筑。

膨胀土路基填筑的松铺厚度不得大于300 mm;土块粒径应小于37.5 mm。路基完成后,当年不能铺筑路面时,应按设计要求做封层,其厚度应不小于200 mm,横坡坡度不小于2%。

8.滑坡地段路基施工

(1)对于滑坡的处理,应分析滑坡的外表地形、滑动面和滑坡体的构造、滑动体的土质及饱水情况,以了解滑坡体的形式和形成原因,根据公路路基通过滑坡体的位置、水文、地质等条件,充分考虑使路基稳定的施工措施。

(2)当路基滑坡直接影响到公路路基稳定时,不论采用何种处理方法,都必须做好地表水及地下水的处理。

(3)对于滑坡顶面的地表水,应采取截水沟等措施处理,不让地表水流入滑动面内。必须在滑动面以外修筑1~2条环截水沟,对于滑坡体下部的地下水源应截断或排出。

(4)在滑坡体未处理之前,禁止在滑坡体上增加荷载(如停放机械、堆放材料和弃土等)。

(5)对于挖方路基上边坡发生的滑坡,应修筑一条或数条环形水沟,但最近一条必须距离滑动裂缝面至少5 m,以截断流向滑动面的水流。截水沟可采用砂浆封面浆或砌片(块)石修筑。滑坡上面出现裂缝时,须填土进行夯实,避免地表水继续渗入,或结合地形来修建树枝形及相互平行的渗水沟与支撑渗沟,将地表水及渗水迅速排走。

(6)当挖方路基上边坡发生的滑坡不大时,可采用刷方(台阶)减重、打桩或修建挡土墙的方法进行处理以达到路基边坡稳定状态。采用打桩的方法时,桩身必须深入到滑动面以下设计要求的深度;采用修建挡土墙的方法时,挡土墙基础必须置于滑动面以下的硬岩层上。同时,宜修筑排水沟、暗沟(或渗沟)用于排出地下水。滑坡较大时,可采用修建挡土墙、钢筋混凝土锚固桩或预应力锚索等方法进行处理。不论采用何种处理方法,其基础都必须置于滑动面以下的硬岩层上或达到设计要求的深度,同时宜修筑深渗沟、排水涵洞(管)或集水井。

(7)对于填方路堤发生的滑坡,可采用反压土方或修建挡土墙等处理方法。

(8)对于沿河路基发生的滑坡,可采用修建河流调治构造物(堤坝、丁坝、稳定河床等)及挡土墙等处理方法。

(9)滑坡表面的处理可采用整平夯实山坡、填筑积水坑、堵塞裂隙或山坡绿化固定表土的方法。

9.植物防护施工

进行公路边坡坡面防护时,必须考虑当地的气候特点、边坡类型和工程经济特点。

植物的选择应根据植物学特性,考虑公路结构、护管条件、环境条件等,优先选择本地区的绿化植物、乡土植物和园林植物;注重种类和生态习性的多样性;与附近的植物和风景等诸多条件相适应;兼顾近期和远期的植物规划,慢生和速生种类相结合;优先选择花、枝、叶形态美观的植物。

(1)播种植物防护。

播种植物防护的施工流程为:坡面整理→种子的处理和配比→点播→喷播(树苗长到2~3 cm后)→无纺布的覆盖→养护管理。

(2)直播播种防护。

公路边坡直播播种防护的施工流程为:公路坡面整理→种子准备→播种→养护管理。

(3)三维植被网垫植草。

三维植被网垫植草法,此种植方法播种均匀且用量节省,降雨或浇水时不易被冲刷、流失,防止水土流失的效果明显。

三维植被网垫植草的施工流程为:清理边坡→整平坡面→润湿坡面→铺网垫→用竹(木)钉固定网垫→撒细土→播种→撒土覆盖→浇水养护→后期管理。

(4)草皮铺种。

草皮铺种的施工流程为:备料→整平坡面→自下而上铺草皮→竹(木)小桩钉固定草皮→养护管理。

(5)种树植物防护。

种树植物防护的施工流程为:坡面整理→定点放线→挖坑、换土→起苗→苗木运输→栽前剪裁→散苗和假植→种植。

10.圬工防护施工

(1)喷浆、喷射混凝土防护。

喷浆、喷射混凝土防护适用于易风化和坡面不平的岩石挖方边坡。喷浆、喷射混凝土的水泥用量较大,可用于重点工程或重点防护地段。

根据实践经验,较为经济的砂浆是由水泥、石灰、河砂及水这四种原材料组成,厚度一般为1~3 cm(喷浆)或7~15 cm(喷混凝土)。对于较陡或易风化的坡面,可以在喷射防护之前先铺设加筋材料,加筋材料可以使用铁丝网或土工格栅。喷浆、喷射混凝土坡面应设置泄水孔,一般按2~3 m间距和排距设置。

喷浆、喷射混凝土防护的施工流程为:施工前准备→测量放样→清理坡面→准备水泥浆或喷射混凝土→预留泄水孔→打锚孔→清孔→插锚杆→压力灌浆→检查锚杆抗拔力→挂网→预留伸缩缝→喷浆或喷射混凝土→切缝机切缝→封缝。

(2)勾缝与灌浆防护。

勾缝防护适用于比较坚硬、裂缝多而细的岩石边坡,防止水分浸入岩层内造成病害。灌浆防护适用于坚硬、但裂缝较宽和较深的岩石边坡,借助砂浆的胶结力,使坡面表层成为一个整体的防水层

勾缝与灌浆防护的施工流程为:清理坡面→拌制砂浆或混凝土→冲洗裂缝→勾缝或灌浆→打磨、抹平→养护。

(3)护面墙。

为使各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡免受大气和降雨因素影响而修建的护墙,称为护面墙。其施工方法有干砌和浆砌两种,多用于易风化的片岩、绿泥片岩、泥质页岩、千枚岩及其他风化严重的软岩挖方边坡防护。

护面墙除自重外,还能承担部分墙后土体的压力,一般要求挖方边坡能保持自身稳定。护面墙每隔10 m长设置一道伸缩缝(或沉降缝),缝宽2 cm,嵌以沥青麻絮(如果不是浸水护面墙,可不进行封缝处理),并每隔2~3 m设置5 cm×5 cm或10 cm×10 cm又或5 cm×10 cm的泄水孔。

护面墙基础应置于稳定的地基上,埋深应根据地质条件确定,在冰冻地区应埋置在冰冻线以下不小于0.25 m处。护面墙的前趾低于边沟底面,墙背顶应用浆砌石或砂浆或黏土填埋密实,以防止雨水渗入墙后引起墙体破坏。

护面墙多采用浆砌片石结构,在缺乏石料的地区,也可采用现浇混凝土或预制混凝土块砌筑。混凝土强度不应低于C15;砌筑砂浆强度不应低于M5,在寒冷地区不应低于M7.5。

在石质较好的路段,护面墙的墙身中间可以不铺砌,留出拱形、圆形、方格形等空隙,以节省浆砌圬工,并可以作排水、绿化等用途。

护面墙的施工流程为:施工前准备→刷坡→测量放样→基坑开挖→基坑检查→基础砌筑→基础检查→墙身砌筑(预留泄水孔)→墙顶抹面→墙身勾缝→墙背回填(泄水孔处设置反滤层)→交工验收。

(4)干砌片石护坡。

干砌片石护坡适用于土质边坡、软岩边坡,及易风化、破坏较严重的填、挖方路基边坡,以防止其受到雨水和雪水的冲刷。在砌面防护中,宜首选干砌片石结构,这不仅是为了节省投资,而且可以适应有较大变形的边坡。在冻胀严重的路段,干砌片石就显得特别优越,其对土质填方路段也能适应路基边坡的沉落变形。但干砌片石护坡受水流冲击时,细小土颗粒易被流水冲刷带走,从而引起较大的沉陷。

干砌片石护坡的施工流程为:施工前准备→刷坡→测量放样→基坑开挖→基坑验收→基础砌筑→基础检查→墙身砌筑→墙顶封面→交工验收。

(5)浆砌片石护坡。

浆砌片石护坡是公路建设,特别是高速公路建设中常用的工程防护方法。浆砌片石护坡是用水泥砂浆将片石空隙填满,使砌石成为一个整体,以保护坡面不受外界因素(水、大气等)的侵蚀,所以与干砌片石相比有更高的强度和稳定性。

浆砌片石护坡的施工流程为:施工前准备→刷坡→测量放样→基坑开挖→基坑验收→基础砌筑→基础检查→护坡铺砌→护坡勾缝→墙顶封面→交工验收。

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