路基施工技术探讨

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  【摘 要】路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物,路基是用土或石料等修筑而成的线形结构物。它承受着本身的岩土自重和路面重力,以及由路面传递而来的行车荷载。是整个公路构造的重要组成部分。本文就路基的施工技术进行了探讨,希望能与同行共同交流。
  【关键词】路基;施工技术;施工工艺;试验检测;测量放样;监理工程师;软土路基;路基填筑;压实度;质量控制
  一、路基施工工艺和总体要求
  (一)路基施工工艺
  路基的总体施工工艺可大致概括为“三个施工阶段”、“四个作业区段”和“八道工艺流程”。
  三个施工阶段是:准备阶段、施工阶段、整修验收阶段。
  四个作业区段是:填筑区段、平整区段、碾压区段、检验区段。施工中需逐层进行流水作业。
  八道工艺流程是:施工准备、基底处理、分层填筑、摊铺平整、洒水晾晒、碾压夯实、检验签证、路基整修。
  路基填筑应严格按照施工工艺进行施工,各区段和流程内只允许进行该段流程的作业,不许几种作业交叉施工。
  (二)路基总体要求
  路基施工要做到内实外洁、轮廓分明、路肩棱角平直整齐、路拱面平整、曲线地段圆顺、坡面平顺整洁、有良好的整体外观。
  填土路基压实后应达到“四无”标准,即路基表面无虚土、无弹簧、无轮迹、无开裂。填石路基压实后应达到压实层顶面稳定、无下沉、石块紧密、表面平整。
  二、路基施工准备阶段
  (一)试验准备
  用作路基填方的材料,应按招标文件及监理工程师的要求进行各项试验检测,先测出其填料的最大干容重、最佳含水量、液限、塑限、塑性指数及CBR值等,试验方法按《公路土工试验规程》进行,并作有机质含量试验及易溶盐含量试验,经监理工程师认可,方可作为路基填筑材料。
  (二)测量放样
  根据设计院所给定的导线点、水准点,项目经理部应安排测量工程师复测加密,经监理工程师确认无误后,利用其进行路线中桩、边桩的测量放样。路基直线段每20m一点,曲线段每10m一点。路基清表前必须首先检测原地面标高,测绘路基横断面,报送监理工程师审核批复。
  三、路基施工阶段
  (一)清理与掘除
  1、场地清理
  通过现场测量放线,路基范围以内的有机物残渣及地面表层的草皮、农作物的根系和地表腐殖土采用推土机或装载机等清除,集中堆放在业主指定的区域范围内,待以后业主统一调配使用,清除深度一般为10-30cm。拆迁残留物砖石与其他砌体结构采用推土机配合人工进行拆除,运往指定区域堆放。
  2、拆除与挖掘
  路基工程开工后,路基用地范围以内原有结构物的地下部分、所有的树墩、树根和其他有机物都必须彻底掘除,运至指定地点处理。
  3、原地面坑(洞)穴处理
  若原地面存在坑(洞)穴时,采用监理工程师批准的碎石回填,压实经监理工程师检测合格后方可进行下道工序。
  (二)路基开挖
  1、挖土方
  (1)、施工程序
  路基土方开挖前,应按照设计图纸的要求及有关规定进行施工放线、测量放样,准确无误后,报监理工程师审查同意后作为路基施工质量控制的依据。然后进行场地清理和清表工作,开挖深度较浅时可以一次开挖成型,开挖深度较深时应分层开挖并做好边坡的修理和防护。
  (2)主要施工方法
  路基土方开挖,须按设计采取自上而下的方法开挖施工,对于高边坡开挖施工,应按图纸设置开挖平台和放坡,每个台阶从上向下同时做好防护工作。
  表层腐质土用推土机清除,然后用自卸汽车运到指定地点,以备复耕或绿化使用;深层土用挖掘机配合推土机开挖,用自卸汽车运输,利用土运到指定填土段,弃土运至指定地点,按一定高度、坡度堆放。开挖施工中遇有不同的土层时,按土层分层进行开挖。边沟开挖根据路段具体情况用挖掘机配合人工开挖。
  路堑开挖前应先施工截水沟,做好堑顶截排水。路堑的开挖方法根据路堑的深度、纵向长短及现场施工条件,有横向挖掘法、纵向挖掘法和混合式挖掘法等几种基本方法。
  横向挖掘法适用于挖掘浅且短的路堑的单层横向全宽挖掘法和挖掘深且短的路堑的多层横向全宽挖掘法;纵向挖掘法又可以具体分为分层纵挖法、通道纵挖法和分段纵挖法;混合式挖掘法是多层横向全宽挖掘法和通道纵挖法的综合使用。
  2、挖石方
  (1)基本要求
  石方开挖应根据岩石条件、开挖尺寸、工程量和施工技术要求,通过方案比较拟定合理的开挖方式。其基本要求是:保证开挖质量和施工安全;符合施工工期和开挖强度的要求;有利于岩体完整和边坡稳定;可以充分发挥施工机械的生产能力;辅助工程量少。
  (2)开挖方式
  石方开挖根据岩石类别、风化程度和节理发育程度等确定开挖方式。主要开挖方式有:机械开挖、钻爆开挖和静态破碎法开挖等。机械开挖不需要水、电等辅助设施,简化了场地布置,加快了施工进度,但这种方法不适于破碎坚硬的岩石。钻爆开挖是目前应用较为广泛的开挖施工方法,常用的爆破方法有光面爆破、预裂爆破、微差爆破、定向爆破、硐室爆破等。静态破碎法是将膨胀剂放入炮孔内,利用产生的膨胀力,缓慢的作用于孔壁,经过4-24小时后达到300-500MPa的压力,从而将岩石破碎。对于软石和强风化岩石,采用推土机、挖掘机配合人工直接开挖;次坚石等采用小型松动爆破开挖;坚石等则采用光面爆破、预裂爆破开挖;对于附近存在建筑物或结构物的岩石应采用静态破碎法开挖。
  (三)特殊路基处理
  特殊路基常见的有软土路基、湿黏土路基、膨胀土路基、湿陷性黄土路基、盐泽土地区路基和滑坡地段路基等。在公路路基施工中遇到最多的是软土路基。软土路基的处理方法很多,有开挖换填法、抛石挤淤法、爆破排淤法、砂垫层、反压护道、土工聚合物处治、堆载预压法、沙井或袋装沙井、塑料排水板、粒料桩、石灰桩、旋喷桩等。这里主要介绍一下土工聚合物处治软土路基的施工方法。   土工聚合物处治软土路基的施工原理是:用土工布铺设于路堤底部,在路基自重作用下受拉产生抗滑力矩,提高路基稳定性。土工格栅加固路基的机理在于格栅与土的相互作用。其主要包括格栅表面与土的摩擦作用、格栅孔眼对土的锁定作用和格栅肋的被动抗阻作用。
  施工时把土工格栅放在平整的下承层上按设计要求的宽度铺设,土工格栅的上下面填料要剔除尖石、树根等可能刺破土工格栅的杂物。
  土工格栅横向铺设,铺设时绷紧、拉挺,避免褶皱和扭曲。土工格栅沿纵向采用搭接法,搭接宽度不小于20cm,横向两端的锚固长度不小于1.5m。
  铺好土工格栅后,及时摊铺上层填料,及时完成碾压,避免长期暴晒。第一层填料采用无棱角的细料填筑,填筑时从两边向中间摊铺,碾压时自中间向两边碾压在距土工格栅材料层8cm以内的路基填料,最大粒径不大于6cm。
  禁止一切施工车辆和施工机械行驶或停放在已铺好的土工格栅上。施工中随时检查土工格栅的质量,发现有折损、刺破、撕裂等损坏时,视程度修补或更换。双层土工格栅接缝应交替错开,错开长度不小于0.5m。
  (四)路基填筑
  1.填土路基填筑
  (1)正式施工前,在监理工程师批准的料场取料,并确定填土的最大干容重、液限、塑性指数、最佳含水量、自然密实度及CBR值。按照规范要求进行填前碾压,压实度不低于90%。填筑前做一段试验段,试验段长度应根据实际情况确定,但长度不应小于100米,以确定路基填筑的松铺系数、压实遍数、松铺厚度及压实设备的类型和数量,并确定合理的机械配置,做好试验段的总结,并将试验段的总结报监理工程师批准,以指导以后的大面积施工。
  (2)根据试验段获得的并经监理工程师批准的施工数据及方法,采用水平分层的方法填筑路堤,根据压实设备和技术规范确定压实厚度,一般控制每层松铺厚度30cm左右,为确保路基边部的压实度,填筑时每层路基每侧加宽50cm,作为路基填筑宽度。
  (3)高填方路堤先进行挡土墙施工。如有排水需求,先施工涵洞。路堤基底地面纵坡陡于1:5时,原地面挖成宽度不小于1米的台阶,填筑由最低一层台阶填起,并分层夯实,然后逐台向上填筑。横坡陡峻的半填半挖路基,填方一侧将原坡面由坡脚向上挖成内倾4%,宽度不小于1米的台阶,然后逐层填筑。
  (4)路基填土的挖、装、运均采用机械化施工,一般用挖装机械设备挖土、装土,自卸汽车运土,根据每车土方数量,计算出面积,用白灰洒出网格控制卸土,推土机摊土,平地机整平。当路堤宽度、厚度和填土含水量等符合要求后,用压路机从路边向路中,从低侧向高侧顺序碾压。压实遵照先轻后重的原则,直到达到设计的压实度为止。
  (5)根据路堤的填筑高度,严格按规范要求检查压实度,每层填土的检验资料都必须齐全,并经监理工程师签认。
  (6)在雨季施工中,严禁路堤积水,填筑层表面应适当加大横坡度,以利于排水,并注意天气预报,及时碾压成型,防止填土被雨水泡软,并做好雨后的复压和复检工作。进入冬季填筑路堤时,尽量连续施工,碾压成型的路基上应有土层覆盖,以保证填土不受冻害影响。
  (7)达到设计标高时要抓紧按设计要求整理路槽,修整边坡,防护,确保路堤填筑质量和稳定性。零填挖路床顶面以下0~80cm范围内的压实度不小于96%。半填半挖路基和填挖交界处的路基,结合填挖方路基的施工图纸要求进行,填方一般从低处开始,按距路基顶面的不同高度控制压实度标准,最后一层要翻松。挖方地段,平整后和填方路段一起碾压成型路基。
  2.填石路基填筑
  (1)填石路基的基底处理及准备工作同填土路基。填石路基的石料强度不小于5MPa,最大粒径不超过分层填土厚度的2/3,分层填筑,分层压实。分层松铺厚度一般不大于50cm,具体可根据试验段确定分层松铺厚度。
  (2)填石路堤填筑时逐层填筑,安排好石料运输路线,专人指挥,按水平分层,先低后高,先两侧后中央卸料,并用大型推土机摊平,个别不平处配合人工用细石块、石屑找平。填石路堤两侧各设置50~60cm宽的包边土,其压实度和同层的压实度相同。
  (3)人工配合机械法铺填粒径25cm以上石料时,先铺填大块石料,大面向下,小面向上,摆平放稳,再用小石块找平,石屑塞缝,最后压实。人工铺填块径25cm以下石料时,可直接摊铺,分层碾压。
  (4)填石路堤的填料如其岩性相差较大,应将不同岩性的填料分层或分段填筑。严禁将软质石料与硬质石料混合使用。
  (5)压实机械宜选用自重不小于18T的振动压路机。
  (6)在填石路堤顶面与细粒土填土层之间应按设计要求设置过渡层。
  (7)、填石路基的检测方法采用沉降观测法检测。施工中,压实度由压实遍数控制,压实遍数由现场试验确定,并经工程师检验确定。
  3.土石混填
  (1)土石混合铺填时避免硬质石块集中。天然土石混合材料中所含石料强度大于5MPa,石块的最大粒径不得超过压实层厚的2/3,超过时清除;当所含的石料为软质岩时,石料最大粒径不得超过压实层厚,超过的应打碎。
  (2)压实后渗水性差异较大的土石混合填料分层或分段填筑,当土石混合填料来自不同路段,其岩性或土石混合比相差较大时,分层或分段填筑。土石路堤均应分层填筑,分层压实。每层铺填厚度根据压实机械类型和规格确定,不超过50cm。
  (3)土石路堤的路床顶面以下80cm范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实,填料粒径不大于10cm。
  (4)填料由土石混合材料变化为其它填料时,土石混合材料最后一层的压实厚度应小于300mm,该层填料最大粒径宜小于150mm,压实后,该层表面应无空洞。
  (5)中硬、硬质石料的土石路堤,应进行边坡码砌,码砌边坡的石料强度、尺寸及码砌厚度应符合设计要求。边坡码砌与路堤填筑宜同步进行。
  四、质量保证体系及保证措施
  建立、健全质量保证体系,由项目总工程师牵头与施工、测量、试验人员及工班共同组成质量控制小组,实行全过程质量控制。实行内部监理否决权,坚决实行质量“三检”制度,即自检、互检、交接检制度,严格控制填前碾压施工质量。
  雨季施工阶段还应修建临时排水设施,保证雨季作业的场地不被淹没,并能及时排除地面水。雨季期内安排施工计划,要集中人力,分段突击,完成一段再开一段,当日计划当日完成、随挖、随填、随压,切忌全线大挖大填。施工坚持“两及时”:遇雨及时检查,积水尽快排除;雨后及时检查,翻浆彻底处理。要根据气象部门预报的气象资料,合理安排,科学组织施工。
  五、结语
  在对路基进行施工的过程中,管理人员一定要提升管理意识,做好协调与统筹,对于施工中遇到问题需要及时给以妥善处理。技术人员一定要熟悉施工工艺流程,对关键环节和重要工序加强施工的过程控制,保证工程质量。
  参考文献
  [1]范志东.浅谈公路拓宽工程的路基施工技术[J].科技资讯,2005(25).
  [2]范利民,杜辉.如何提高路基质量的技术措施[J].黑龙江科技信息,2009(17).
  作者简介:郑凤明,男(1975.12.10) ,河南省柘城县,本科,研究方向:公路与桥梁 。
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