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摘 要:由于山区地形地貌多变,沿线填挖变化频繁,路基施工呈现高陡坡路堤多、半填半挖路基多和坡地薄层软土处理多的特点,给施工质量控制带来技术难点。文章结合实际对山区公路的质量控制作了简要分析。
关键词: 施工技术;控制措施;
1 路基施工工艺流程
1. 1 施工准备阶段
在全面熟悉设计图纸和设计交底的基础上,进行现场核对和施工调查,核实工程数量,编制土石方调配方案和实施性施工组织设计。 施工测量及放样,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、导线点等。 放出路基边缘,坡角、边沟、路堑坡顶、取土坑、弃土场等位置。 施工放样所用仪器须经标定,满足精度等级要求。 由于山区草木植被较多,所以应先将路基范围内树根全部挖除,并将坑穴填平夯实。 填土范围内原地面草皮全部清除,清除深度要达到要求。 清除的草皮可以进行废物利用,做路基边坡防护之用。 当路基经过的软弱层厚度较大时,应按软基进行处理,采用砂井、土工织物铺垫、旋喷桩等,以降低工程造价和保证路基稳定性。
在路基施工准备阶段应做好施工便道的修建,保证施工机械的顺利进场和桥涵等构造物施工的材料进场。
路基施工前,应对路基基底土及对来源不同性质不同的路基填筑材料进行相关试验,必要时应进行环境影响评价。
随着质量标准的提高和规范化的施工要求,二级( 含二级) 以上路基施工应做试验路段,长度不小于100 m。
2 路基填方施工
路基填筑一般采用路基全断面水平分层填筑,逐层向上填筑至设计标高。 原地面纵坡较大的路段,在路基地表横坡较大路段填筑时,应沿横向分层做好台阶,台阶宽度不小于1 m。 对纵坡大于12%的路段,采用纵向通道式开挖,沿纵坡方向分层填筑,填至路基上部时,再采用水平分层填筑。 不同性质的路基填料应采用分层填筑,不得混填,以免内部形成夹水层或薄弱面,进而影响路基稳定。 在填方路段的施工中要严格控制土的最佳含水量,保证路基的强度。 为取得最好的压实效果,在接近最佳含水量时进行碾压( 在最佳含水量时碾压成型的路基的水稳性也最好) ,待路基填土完成后,再予以刷坡整平,进行人工夯实,后用振动压路机振压,以能取得较好的压实效果。
1. 3 路基挖方施工
在路堑施工过程中,应依据不同的地质情况对边坡进行适当调整。 调整时坡度通过圆弧法或直线法进行验算确定。 路堑较深处,在地层分界处设置平台。 对开挖深度小,且较短的路堑段采用横挖法一次全断面开挖至设计路基顶标高。 当运距不超过100 m 时,可采用推土机作业。 对开挖深度大路堑段较长路基挖方段,易采用纵向分层开挖的方法,每层先开挖一条通道,保证施工机械和运输车辆的通行。然后将通道向两侧拓宽开挖至路基全宽,再挖下层通道。 每挖2~ 3 m 应对边坡进行修整。 路堑开挖时应对施工机械进行合理配置,采用有越野性能的运输车辆、机械性能好的挖掘机、带松土器的大型推土机配合施工,以取得较高的施工效率。 对挖掘机无法开挖的土层,采用浅孔爆破法或深孔松动爆破法进行开挖。 用手提式凿岩机打孔,但不宜采用大爆破,以免影响路基稳定。 在路基开挖前需做好截水沟和修临时排水沟,临时排水设备应与永久性排水设备相结合。
1. 4 路基半挖半填施工
由于半填半挖路基施工的填方一侧路基容易侧向滑动,当填方一侧边坡不大、验算下滑力不大时,可先清除基底表面的薄层松散土,然后分层挖宽台阶,且适当加宽靠近坡脚处的台阶。 如果下滑力较大,先将边坡挖成不陡于1∶2. 5 的缓坡,在缓坡上分层挖台阶进行施工。 当边坡较陡坡脚延伸较远时,可采用浆砌片石矮挡墙护脚。 为保证路基边坡稳定性,对边坡很陡、下滑力很大的路段,可在坡脚设置重力式挡土墙,挡土墙内侧路基施工按台背回填要求进行,同时,为防堵塞泄水孔,在泄水孔周围设置反滤层。为防止填挖方结合部出现裂缝,需在填挖方结合部50 m 范围内铺设土工格栅。铺设土工格栅时,应拉直平顺、紧贴下承层,保证重叠、缝合、锚固部位要符合技术要求。 土工格栅强度最大方向垂直于线路方向,搭接长度为横向不小于50 mm,纵向不小于100 mm,搭接处用细铁丝绑扎牢固。 借重力或插钉使筋材固定于地面,不得因填土而移动。
1. 5 路基排水施工
路基排水设施的作用是将可能停滞在路基范围内的水迅速排除,并防止下渗; 把影响路基稳定的地下水引导到路基范围以外的适当地点。对挖方路段和填土高度小于边沟高度的填方路段需设置边沟,边沟一般采用浆砌片石砌筑成梯形边沟。 如山区纵坡较陡,为防止冲蚀破坏路基,在边沟或排水沟的出水口用急流槽连接,急流槽采用浆砌片石砌筑,每隔2~5 m 设置一个防滑平台。截水沟设在路堑上方,用以拦截路堑上方汇流的地面水,截水沟采用浆砌片石梯形断面,沟底采用适当的防渗措施,以免影响边坡稳定。 为了降低路基范围内的地下水位和隔断流向路基的地下水,在路基边沟下或边沟旁设置引水渗沟,引水渗沟顺着边沟方向布置,出水口部分要偏离路基。
1. 6 路基边坡防护施工
在边坡坡度不陡于1∶ 1时,可采用植物防护,可起到美化路容、协调环境、调节边坡土的湿润以及固结稳定边坡土的作用,一般在坡高不大,边坡比较平缓的土质坡面( 特别是填挖接壤地带) 采用此种方法。 在河与路的相交处采用植树防护,达到降低流速、促使泥砂淤积、防上游水直接冲刷路堤的作用。在沿河路段,可以采用植物防护,石砌防护或抛石与石笼防护,也可采用间接措施,设置导流结构物,在消除和缓解水流对堤岸直接破坏的同时,可减轻堤岸近旁淤积,徹底解除水流对局部堤岸的损害作用,起安全保护作用。
2相关控制措施
山区公路路基工程因受地形、地质和气候的影响,会出现高填方、陡坡路堤、填挖交错等多种路基形式的组合,施工中应采取措施做到路基稳定,均匀沉降,通车之后的行车舒适及安全。
2. 1 基底与边界处理
填筑路堤时应首先进行原地面处理。 当路堤填筑高度不小于1 m 时,应注意将路基范围内的树根,草丛全部挖除。 若基底的表层土系腐殖土,则须用挖掘机或人工将基表层土清除换填,厚度视具体情况而定,一般以不小于30 cm 为宜,并予以分层压实。 对填方体而言,边界处理分为填前地基处理、填方过程中的周边处理和填前排水处理。 填前地基处理首先是对地基进行简易的挖探,如果地表下面土质良好,状况稳定,则清除地表植被、树根、垃圾和不良土质后即可进行填前压实,无法进行填前压实,则须进行专门处理。 填方过程中的周边也应按要求处理,保证填筑施工有良好的工作面。 填前排水处理可采取纵向渗沟、横向盲沟或铺挚反滤层( 片石、碎石、砂等) 排水等措施,关键是要保证这些排水隐蔽工程的施工质量,确保其在道路使用年限内起到排水通道的作用。
2. 2 三背回填
公路桥梁、涵洞( 通道) 和挡土墙这三类构筑物背后的回填称之为三背回填。 结构物和路基交界处由于一是刚性构造和柔性填土衔接,二者强度,稳定性方面差异较大,二是台后地基强度与桥台地基强度不同、台后填料自然固结压缩; 三是填土压实不够,易产生不均匀沉降,造成路面起伏、开裂和跳车现象。
1) 严格控制填料。 选用内摩擦角较大的透水性材料,最好是岩渣、碎石、砂砾石或片石,细料含量不宜过大,如果是砂性土,含砂量应达到60% 以上,同时保证路基填方压实的均匀性。
2) 保证小型压实机具到位。 在施工时尽可能使用大型压实机械,在边角部位与小型振动压路机配套使用,给以充分压实。 施工中应根据结构物施工数量规定小型压实设备数量,并做到强制到位和强制使用。
3) 强调规范化施工。 填方的排水措施对填方的稳定极为重要,特别是靠近构造物背后填料,在施工中及施工后易积水下陷。 因此,施工中应保证排水坡度,设置必要的地下排水设施,如: 泄水管和盲沟。 分层填筑每层厚度不得超过15 cm。
4) 填土预压。 填土预压是解决问题的较好方法,关键是预压荷载与预压时间的确定,应保证达到预期目的为准。
5) 提高质量标准。 明确并提高质量控制标准,最大限度地减少施工后路基的沉降。
2. 3 挖填质量控制
1) 路基填料的选择
选择路基填方材料应准确区分填土、土石混填和填石路基,应在施工前进行相应试验,采用符合要求的填料,做好试验段。 掌握在既有设备和施工条件下的施工规律和参数,确保不同的填料达到相应的规范标准。
2) 不同性质土层的填筑
不同性质土层应按水平分层分别填筑,以保证该层强度均匀,特别是透水与不透水土不得混杂使用,以免在填方内形成水囊。 由于在土质、土的含水量和碾压设备一定的情况下,土层越厚压实效果越差,合理确定路基填筑厚度是至关重要的。 杜绝小角度或无搭接填筑,对半填半挖地段须在山坡上按要求从填方坡脚向上挖成向内倾斜的台阶。
3) 雨季施工
雨季路基施工应选择岩石地段和路堑弃方地段。回填土应选择砂类土、碎砾石,路堑施工场地应掘排水沟,保持场地不积水。路堤施工应分层填筑,当天填筑层当天压实,且每层表面应设置2%~4%的横坡,利于排水。
4) 冬季施工
土质路堤不宜在冬期施工,冬期填筑路堤应按横断面全宽平填,每层松铺厚度取正常施工厚度的70% ~ 80%,当天填方须当天碾压完成。
5) 合理配置施工机械
根据施工环境,合理配置挖掘机、推土机、压路机、平地机、装载机、空压机、自卸汽车、洒水车等施工机械。 虽然影响压实效果的因素很多,但是主要是填料、含水量及压实方法三个方面。 其中,压实机具对压实效果的影响十分明显,在近几年工程实践中,运用振动压实、强夯、冲击压实取得了较好的压实效果。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词: 施工技术;控制措施;
1 路基施工工艺流程
1. 1 施工准备阶段
在全面熟悉设计图纸和设计交底的基础上,进行现场核对和施工调查,核实工程数量,编制土石方调配方案和实施性施工组织设计。 施工测量及放样,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、导线点等。 放出路基边缘,坡角、边沟、路堑坡顶、取土坑、弃土场等位置。 施工放样所用仪器须经标定,满足精度等级要求。 由于山区草木植被较多,所以应先将路基范围内树根全部挖除,并将坑穴填平夯实。 填土范围内原地面草皮全部清除,清除深度要达到要求。 清除的草皮可以进行废物利用,做路基边坡防护之用。 当路基经过的软弱层厚度较大时,应按软基进行处理,采用砂井、土工织物铺垫、旋喷桩等,以降低工程造价和保证路基稳定性。
在路基施工准备阶段应做好施工便道的修建,保证施工机械的顺利进场和桥涵等构造物施工的材料进场。
路基施工前,应对路基基底土及对来源不同性质不同的路基填筑材料进行相关试验,必要时应进行环境影响评价。
随着质量标准的提高和规范化的施工要求,二级( 含二级) 以上路基施工应做试验路段,长度不小于100 m。
2 路基填方施工
路基填筑一般采用路基全断面水平分层填筑,逐层向上填筑至设计标高。 原地面纵坡较大的路段,在路基地表横坡较大路段填筑时,应沿横向分层做好台阶,台阶宽度不小于1 m。 对纵坡大于12%的路段,采用纵向通道式开挖,沿纵坡方向分层填筑,填至路基上部时,再采用水平分层填筑。 不同性质的路基填料应采用分层填筑,不得混填,以免内部形成夹水层或薄弱面,进而影响路基稳定。 在填方路段的施工中要严格控制土的最佳含水量,保证路基的强度。 为取得最好的压实效果,在接近最佳含水量时进行碾压( 在最佳含水量时碾压成型的路基的水稳性也最好) ,待路基填土完成后,再予以刷坡整平,进行人工夯实,后用振动压路机振压,以能取得较好的压实效果。
1. 3 路基挖方施工
在路堑施工过程中,应依据不同的地质情况对边坡进行适当调整。 调整时坡度通过圆弧法或直线法进行验算确定。 路堑较深处,在地层分界处设置平台。 对开挖深度小,且较短的路堑段采用横挖法一次全断面开挖至设计路基顶标高。 当运距不超过100 m 时,可采用推土机作业。 对开挖深度大路堑段较长路基挖方段,易采用纵向分层开挖的方法,每层先开挖一条通道,保证施工机械和运输车辆的通行。然后将通道向两侧拓宽开挖至路基全宽,再挖下层通道。 每挖2~ 3 m 应对边坡进行修整。 路堑开挖时应对施工机械进行合理配置,采用有越野性能的运输车辆、机械性能好的挖掘机、带松土器的大型推土机配合施工,以取得较高的施工效率。 对挖掘机无法开挖的土层,采用浅孔爆破法或深孔松动爆破法进行开挖。 用手提式凿岩机打孔,但不宜采用大爆破,以免影响路基稳定。 在路基开挖前需做好截水沟和修临时排水沟,临时排水设备应与永久性排水设备相结合。
1. 4 路基半挖半填施工
由于半填半挖路基施工的填方一侧路基容易侧向滑动,当填方一侧边坡不大、验算下滑力不大时,可先清除基底表面的薄层松散土,然后分层挖宽台阶,且适当加宽靠近坡脚处的台阶。 如果下滑力较大,先将边坡挖成不陡于1∶2. 5 的缓坡,在缓坡上分层挖台阶进行施工。 当边坡较陡坡脚延伸较远时,可采用浆砌片石矮挡墙护脚。 为保证路基边坡稳定性,对边坡很陡、下滑力很大的路段,可在坡脚设置重力式挡土墙,挡土墙内侧路基施工按台背回填要求进行,同时,为防堵塞泄水孔,在泄水孔周围设置反滤层。为防止填挖方结合部出现裂缝,需在填挖方结合部50 m 范围内铺设土工格栅。铺设土工格栅时,应拉直平顺、紧贴下承层,保证重叠、缝合、锚固部位要符合技术要求。 土工格栅强度最大方向垂直于线路方向,搭接长度为横向不小于50 mm,纵向不小于100 mm,搭接处用细铁丝绑扎牢固。 借重力或插钉使筋材固定于地面,不得因填土而移动。
1. 5 路基排水施工
路基排水设施的作用是将可能停滞在路基范围内的水迅速排除,并防止下渗; 把影响路基稳定的地下水引导到路基范围以外的适当地点。对挖方路段和填土高度小于边沟高度的填方路段需设置边沟,边沟一般采用浆砌片石砌筑成梯形边沟。 如山区纵坡较陡,为防止冲蚀破坏路基,在边沟或排水沟的出水口用急流槽连接,急流槽采用浆砌片石砌筑,每隔2~5 m 设置一个防滑平台。截水沟设在路堑上方,用以拦截路堑上方汇流的地面水,截水沟采用浆砌片石梯形断面,沟底采用适当的防渗措施,以免影响边坡稳定。 为了降低路基范围内的地下水位和隔断流向路基的地下水,在路基边沟下或边沟旁设置引水渗沟,引水渗沟顺着边沟方向布置,出水口部分要偏离路基。
1. 6 路基边坡防护施工
在边坡坡度不陡于1∶ 1时,可采用植物防护,可起到美化路容、协调环境、调节边坡土的湿润以及固结稳定边坡土的作用,一般在坡高不大,边坡比较平缓的土质坡面( 特别是填挖接壤地带) 采用此种方法。 在河与路的相交处采用植树防护,达到降低流速、促使泥砂淤积、防上游水直接冲刷路堤的作用。在沿河路段,可以采用植物防护,石砌防护或抛石与石笼防护,也可采用间接措施,设置导流结构物,在消除和缓解水流对堤岸直接破坏的同时,可减轻堤岸近旁淤积,徹底解除水流对局部堤岸的损害作用,起安全保护作用。
2相关控制措施
山区公路路基工程因受地形、地质和气候的影响,会出现高填方、陡坡路堤、填挖交错等多种路基形式的组合,施工中应采取措施做到路基稳定,均匀沉降,通车之后的行车舒适及安全。
2. 1 基底与边界处理
填筑路堤时应首先进行原地面处理。 当路堤填筑高度不小于1 m 时,应注意将路基范围内的树根,草丛全部挖除。 若基底的表层土系腐殖土,则须用挖掘机或人工将基表层土清除换填,厚度视具体情况而定,一般以不小于30 cm 为宜,并予以分层压实。 对填方体而言,边界处理分为填前地基处理、填方过程中的周边处理和填前排水处理。 填前地基处理首先是对地基进行简易的挖探,如果地表下面土质良好,状况稳定,则清除地表植被、树根、垃圾和不良土质后即可进行填前压实,无法进行填前压实,则须进行专门处理。 填方过程中的周边也应按要求处理,保证填筑施工有良好的工作面。 填前排水处理可采取纵向渗沟、横向盲沟或铺挚反滤层( 片石、碎石、砂等) 排水等措施,关键是要保证这些排水隐蔽工程的施工质量,确保其在道路使用年限内起到排水通道的作用。
2. 2 三背回填
公路桥梁、涵洞( 通道) 和挡土墙这三类构筑物背后的回填称之为三背回填。 结构物和路基交界处由于一是刚性构造和柔性填土衔接,二者强度,稳定性方面差异较大,二是台后地基强度与桥台地基强度不同、台后填料自然固结压缩; 三是填土压实不够,易产生不均匀沉降,造成路面起伏、开裂和跳车现象。
1) 严格控制填料。 选用内摩擦角较大的透水性材料,最好是岩渣、碎石、砂砾石或片石,细料含量不宜过大,如果是砂性土,含砂量应达到60% 以上,同时保证路基填方压实的均匀性。
2) 保证小型压实机具到位。 在施工时尽可能使用大型压实机械,在边角部位与小型振动压路机配套使用,给以充分压实。 施工中应根据结构物施工数量规定小型压实设备数量,并做到强制到位和强制使用。
3) 强调规范化施工。 填方的排水措施对填方的稳定极为重要,特别是靠近构造物背后填料,在施工中及施工后易积水下陷。 因此,施工中应保证排水坡度,设置必要的地下排水设施,如: 泄水管和盲沟。 分层填筑每层厚度不得超过15 cm。
4) 填土预压。 填土预压是解决问题的较好方法,关键是预压荷载与预压时间的确定,应保证达到预期目的为准。
5) 提高质量标准。 明确并提高质量控制标准,最大限度地减少施工后路基的沉降。
2. 3 挖填质量控制
1) 路基填料的选择
选择路基填方材料应准确区分填土、土石混填和填石路基,应在施工前进行相应试验,采用符合要求的填料,做好试验段。 掌握在既有设备和施工条件下的施工规律和参数,确保不同的填料达到相应的规范标准。
2) 不同性质土层的填筑
不同性质土层应按水平分层分别填筑,以保证该层强度均匀,特别是透水与不透水土不得混杂使用,以免在填方内形成水囊。 由于在土质、土的含水量和碾压设备一定的情况下,土层越厚压实效果越差,合理确定路基填筑厚度是至关重要的。 杜绝小角度或无搭接填筑,对半填半挖地段须在山坡上按要求从填方坡脚向上挖成向内倾斜的台阶。
3) 雨季施工
雨季路基施工应选择岩石地段和路堑弃方地段。回填土应选择砂类土、碎砾石,路堑施工场地应掘排水沟,保持场地不积水。路堤施工应分层填筑,当天填筑层当天压实,且每层表面应设置2%~4%的横坡,利于排水。
4) 冬季施工
土质路堤不宜在冬期施工,冬期填筑路堤应按横断面全宽平填,每层松铺厚度取正常施工厚度的70% ~ 80%,当天填方须当天碾压完成。
5) 合理配置施工机械
根据施工环境,合理配置挖掘机、推土机、压路机、平地机、装载机、空压机、自卸汽车、洒水车等施工机械。 虽然影响压实效果的因素很多,但是主要是填料、含水量及压实方法三个方面。 其中,压实机具对压实效果的影响十分明显,在近几年工程实践中,运用振动压实、强夯、冲击压实取得了较好的压实效果。
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