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摘要:近几年来,公路施工建设者通过对公路路基的探索和研究,研制出了一大批用于路基工程的新材料,使高等级公路的建设在设计与施工方面取得了很大的进步,为这些新技术服务的各类专业化施工公司运用而生,为路基工程专项施工奠定了基础。
关键词:公路路基挖方施工
1 路基挖方施工前准备工作
施工恢复定线测量及施工放样是施工准备阶段的主要技术工作,承包人应根据监理工程师批准的定线数据进行施工放线。按规范中规定,路基施工前,应根据设计图、施工工艺和有关规定恢复的路线中线桩、钉出路基用地界桩、路堑坡顶、边沟、取土坑、护坡道、弃土堆等的具体位置桩。道路中线桩直线部分每20 m 一个,每100 m 设一个永久性固定桩,曲线的起点、终点、圆缓点、缓圆点都应设置固定桩。在中线桩施测后,进行横断面测量,然后根据路基横断面图及实测标高进行边桩放线。在挖方断面的坡顶点位置上,钉挖断面的边桩,一般在距边桩一定距离的外方,设栓( 护) 桩,以备边桩丢失后及时恢复。
1. 1 施工前的复查和试验
路基施工前,施工人员应对路基工程范围的地质水文情况进行详细调查,通过取样试验确定其性质和范围,并了解附近既有建筑物、对特殊土的处理方法。对有岩石的地段要掌握岩层风化、龟裂程度,岩层的层理、节理、片理状态,对于易崩塌地带的断层和地质变化区段的情况尤应给予特别的重视。
土工试验取样一般按设计文件提供的资料每一种土类取样不少于三组; 也有按桩号取样进行土工常规或试验的。
1. 2 开挖前路堑的排水设施
由于水是造成路堑各种病害的主要原因,所以不论采取何种开挖方法,均应保证开挖过程中及竣工后的有效排水。
( 1) 在路堑开挖前做好截水沟,分层开挖时应修建临时排水沟。( 2) 临时排水设施与永久性排水设施相结合,流水不得排于农田、耕地,污染自然水源,也不得引起淤积和冲刷。( 3) 路堑施工时应注意经常维修排水沟道,保证流水畅通。渗水性土质或急流冲刷地段的排水沟应予以加固,防渗防冲。水文地质不良地段必须搞好堑顶排水。( 4) 引走一切可能影响边坡稳定的地面水和地下水,在路堑的线路方向上保持一定的纵向坡度( 单向或双向) 以利排水。
2 路基挖方施工特点
( 1) 路基挖方又称为路堑,是路基工程施工中的一个重点。尤其在山岭重丘地区修建高等级公路,挖方路基常常是控制工程进度的关键。公路建成通车后,挖方段又是养路部门养护的重点。由于挖方路堑是由天然地层构成的,天然地层在生成和演变的长期过程中,一般具有复杂的地质结构。处于地壳表层的挖方路堑边坡施工中受到自然和人为因素包括水文、水文地质、地面水、气候、地貌、设计与施工方案等的影响,比路堤边坡更容易发生变形破坏。
( 2) 路基出现的病害大多发生在路堑挖方地段上,诸如滑坡、崩坍、落石、路基翻浆等。路基大断面的开挖施工,破坏了原有的山体平衡,以及地下、地表水体的平衡,如果施工方案选择不合理,边坡太陡,弃方堆弃太近,草坡栽种、护面铺砌及挡土墙施工不及时,排水不良等都会引起路堑边坡失稳、滑坡,严重时甚至影响整个工程进度,这是挖方路基施工中经常出现的问题。施工人员应从设计审查、施工方案选择、现场地质水文调查多方面把关,切实搞好挖方路基施工。
3 填土路基施工
① 基底处理
路基填筑前,先清理原地表的树根、草皮等杂物,并将坑穴、水池等先行回填压实。在构造物施工前对路基填土高度大于5m的路段原地面可采用YCT-20型冲击式压路机冲击碾压3遍。如原地面土质较松软,含水量大不易压实时,考虑晾晒或掺石灰处理。基底需处理的路段按设计执行,在开工后尽快处理结束,为下一步工序创造条件。
②填筑
土石方运输用自卸汽车;推土机粗平,平地机精平;重型振动压路机压实。对地下水位较高、地表土含水量较大的软弱路段进行压实时按照先轻后重的原则,且不宜使用振动压路机压实。
⑶ 施工控制与质量检验
每填一层土都要按要求进行检测并签认。路基压实采用重型击实标准。路基填方施工拟采用挖掘机取土,自卸车运输、推土机分层平行摊铺、平地机精平,振动压路机分层压实的方法进行。在填筑之前,先按规范对路堤填料的各项技术指标进行试验,确定合格的路堤填料并进行试验路施工后,经监理工程师批准,方进行大面积填筑施工。
路基土方的碾压应在最佳含水量的±2%内进行,压实标准为: 填方路基路床顶面以下深度0~80cm压实度≥96%,80cm以下压实度≥94%;挖方路段路槽底面以下0~30cm压实度≥96%,不满足要求的应换填。
4 路基填方
⑴ 填筑试验段
在路堤填筑前,选取各种土样,进行土工试验,取得相关参数,在现场选取200m作为试验路段,根据所选填料确定碾压机械设备组合、虚铺厚度、施工控制含水量、碾压遍数及碾压速度等一系列最佳的填筑施工工艺参数,以指导路基土的压实施工。路基填筑严格按照“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺流程组织施工。三阶段为准备阶段、施工阶段、整修验收阶段;四区段是“填料、平整、碾压、检测”區段即:填、平、压、检;八流程是:施工准备测量放线、基底处理、分层填筑、摊铺平整、碾压夯实、检验签证、路面整形、边坡整修。路堤采用推土机摊铺、平地机整平、重型振动压路机碾压密实。
⑵ 填土路基施工
① 基底处理
路基填筑前,先清理原地表的树根、草皮等杂物,并将坑穴、水池等先行回填压实。在构造物施工前对路基填土高度大于5m的路段原地面可采用YCT-20型冲击式压路机冲击碾压3遍。如原地面土质较松软,含水量大不易压实时,考虑晾晒或掺石灰处理。基底需处理的路段按设计执行,在开工后尽快处理结束,为下一步工序创造条件。
②填筑
土石方运输用自卸汽车;推土机粗平,平地机精平;重型振动压路机压实。对地下水位较高、地表土含水量较大的软弱路段进行压实时按照先轻后重的原则,且不宜使用振动压路机压实。
⑶ 施工控制与质量检验
每填一层土都要按要求进行检测并签认。路基压实采用重型击实标准。路基填方施工拟采用挖掘机取土,自卸车运输、推土机分层平行摊铺、平地机精平,振动压路机分层压实的方法进行。在填筑之前,先按规范对路堤填料的各项技术指标进行试验,确定合格的路堤填料并进行试验路施工后,经监理工程师批准,方进行大面积填筑施工。
路基土方的碾压应在最佳含水量的±2%内进行,压实标准为: 填方路基路床顶面以下深度0~80cm压实度≥96%,80cm以下压实度≥94%;挖方路段路槽底面以下0~30cm压实度≥96%,不满足要求的应换填。
5 路基防护
路基的修筑改变了地层的天然平衡状态,路基暴露在空间,不断受各种错综复杂的自然因素侵蚀,因此需要进行各种类型的防护。
( 1) 坡面防护。坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。近年来,随着对环境保护的重视,高等级公路的边坡多采用种草防护,边坡较高时,采用砌石框种草防护。
( 2) 冲刷防护。防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进,用高强土工格栅代替铁丝做石笼,用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡,能适应土体不均匀沉降。
( 3) 支挡防护。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合; 钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理,墙身圬工体积小,也已广泛应用于公路路基的防护。
6 软土地基处理
( 1) 土工合成材料加固。浅层( 一般小于3 m 厚) 的软土地基可采用先在地表铺筑土工布,再填筑路堤,土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用,从而取代常规的置换方法。
采用聚丙烯或聚乙烯土工格栅,以及网箱席垫处理软土地基,其主要作用是使地基土和填料向上和向两侧的位移受到限制,减少局部荷载。采用网箱席垫可减少总沉降量40%左右。
( 2) 轻质路堤。用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验,可使路堤自重减轻25%左右。
( 3) 灰土挤密桩。当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分; 含水率过小可预先浸湿加固范围内土层,成孔顺序应先外圈,后里圈并间隔进行; 对已成孔,应防止受水浸湿,且应当天回填夯实。
结语
路基是公路工程的重要组成部分,它具有占线长、比重大、投资多等特点。由于路基为土工构筑物,受自然和气候影响较大,因此存在影响公路运营的病害问题较多,这几乎成了公路质量的一大障碍。虽然病害的出现与这样那样的因素有关,但多数情况还是由于施工质量问题引起的。它不仅加大了公路养护维修的费用,影响汽车运营及通行能力,而且严重危及行车的安全,甚至给国家和人民生命财产造成重大的损失。
关键词:公路路基挖方施工
1 路基挖方施工前准备工作
施工恢复定线测量及施工放样是施工准备阶段的主要技术工作,承包人应根据监理工程师批准的定线数据进行施工放线。按规范中规定,路基施工前,应根据设计图、施工工艺和有关规定恢复的路线中线桩、钉出路基用地界桩、路堑坡顶、边沟、取土坑、护坡道、弃土堆等的具体位置桩。道路中线桩直线部分每20 m 一个,每100 m 设一个永久性固定桩,曲线的起点、终点、圆缓点、缓圆点都应设置固定桩。在中线桩施测后,进行横断面测量,然后根据路基横断面图及实测标高进行边桩放线。在挖方断面的坡顶点位置上,钉挖断面的边桩,一般在距边桩一定距离的外方,设栓( 护) 桩,以备边桩丢失后及时恢复。
1. 1 施工前的复查和试验
路基施工前,施工人员应对路基工程范围的地质水文情况进行详细调查,通过取样试验确定其性质和范围,并了解附近既有建筑物、对特殊土的处理方法。对有岩石的地段要掌握岩层风化、龟裂程度,岩层的层理、节理、片理状态,对于易崩塌地带的断层和地质变化区段的情况尤应给予特别的重视。
土工试验取样一般按设计文件提供的资料每一种土类取样不少于三组; 也有按桩号取样进行土工常规或试验的。
1. 2 开挖前路堑的排水设施
由于水是造成路堑各种病害的主要原因,所以不论采取何种开挖方法,均应保证开挖过程中及竣工后的有效排水。
( 1) 在路堑开挖前做好截水沟,分层开挖时应修建临时排水沟。( 2) 临时排水设施与永久性排水设施相结合,流水不得排于农田、耕地,污染自然水源,也不得引起淤积和冲刷。( 3) 路堑施工时应注意经常维修排水沟道,保证流水畅通。渗水性土质或急流冲刷地段的排水沟应予以加固,防渗防冲。水文地质不良地段必须搞好堑顶排水。( 4) 引走一切可能影响边坡稳定的地面水和地下水,在路堑的线路方向上保持一定的纵向坡度( 单向或双向) 以利排水。
2 路基挖方施工特点
( 1) 路基挖方又称为路堑,是路基工程施工中的一个重点。尤其在山岭重丘地区修建高等级公路,挖方路基常常是控制工程进度的关键。公路建成通车后,挖方段又是养路部门养护的重点。由于挖方路堑是由天然地层构成的,天然地层在生成和演变的长期过程中,一般具有复杂的地质结构。处于地壳表层的挖方路堑边坡施工中受到自然和人为因素包括水文、水文地质、地面水、气候、地貌、设计与施工方案等的影响,比路堤边坡更容易发生变形破坏。
( 2) 路基出现的病害大多发生在路堑挖方地段上,诸如滑坡、崩坍、落石、路基翻浆等。路基大断面的开挖施工,破坏了原有的山体平衡,以及地下、地表水体的平衡,如果施工方案选择不合理,边坡太陡,弃方堆弃太近,草坡栽种、护面铺砌及挡土墙施工不及时,排水不良等都会引起路堑边坡失稳、滑坡,严重时甚至影响整个工程进度,这是挖方路基施工中经常出现的问题。施工人员应从设计审查、施工方案选择、现场地质水文调查多方面把关,切实搞好挖方路基施工。
3 填土路基施工
① 基底处理
路基填筑前,先清理原地表的树根、草皮等杂物,并将坑穴、水池等先行回填压实。在构造物施工前对路基填土高度大于5m的路段原地面可采用YCT-20型冲击式压路机冲击碾压3遍。如原地面土质较松软,含水量大不易压实时,考虑晾晒或掺石灰处理。基底需处理的路段按设计执行,在开工后尽快处理结束,为下一步工序创造条件。
②填筑
土石方运输用自卸汽车;推土机粗平,平地机精平;重型振动压路机压实。对地下水位较高、地表土含水量较大的软弱路段进行压实时按照先轻后重的原则,且不宜使用振动压路机压实。
⑶ 施工控制与质量检验
每填一层土都要按要求进行检测并签认。路基压实采用重型击实标准。路基填方施工拟采用挖掘机取土,自卸车运输、推土机分层平行摊铺、平地机精平,振动压路机分层压实的方法进行。在填筑之前,先按规范对路堤填料的各项技术指标进行试验,确定合格的路堤填料并进行试验路施工后,经监理工程师批准,方进行大面积填筑施工。
路基土方的碾压应在最佳含水量的±2%内进行,压实标准为: 填方路基路床顶面以下深度0~80cm压实度≥96%,80cm以下压实度≥94%;挖方路段路槽底面以下0~30cm压实度≥96%,不满足要求的应换填。
4 路基填方
⑴ 填筑试验段
在路堤填筑前,选取各种土样,进行土工试验,取得相关参数,在现场选取200m作为试验路段,根据所选填料确定碾压机械设备组合、虚铺厚度、施工控制含水量、碾压遍数及碾压速度等一系列最佳的填筑施工工艺参数,以指导路基土的压实施工。路基填筑严格按照“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺流程组织施工。三阶段为准备阶段、施工阶段、整修验收阶段;四区段是“填料、平整、碾压、检测”區段即:填、平、压、检;八流程是:施工准备测量放线、基底处理、分层填筑、摊铺平整、碾压夯实、检验签证、路面整形、边坡整修。路堤采用推土机摊铺、平地机整平、重型振动压路机碾压密实。
⑵ 填土路基施工
① 基底处理
路基填筑前,先清理原地表的树根、草皮等杂物,并将坑穴、水池等先行回填压实。在构造物施工前对路基填土高度大于5m的路段原地面可采用YCT-20型冲击式压路机冲击碾压3遍。如原地面土质较松软,含水量大不易压实时,考虑晾晒或掺石灰处理。基底需处理的路段按设计执行,在开工后尽快处理结束,为下一步工序创造条件。
②填筑
土石方运输用自卸汽车;推土机粗平,平地机精平;重型振动压路机压实。对地下水位较高、地表土含水量较大的软弱路段进行压实时按照先轻后重的原则,且不宜使用振动压路机压实。
⑶ 施工控制与质量检验
每填一层土都要按要求进行检测并签认。路基压实采用重型击实标准。路基填方施工拟采用挖掘机取土,自卸车运输、推土机分层平行摊铺、平地机精平,振动压路机分层压实的方法进行。在填筑之前,先按规范对路堤填料的各项技术指标进行试验,确定合格的路堤填料并进行试验路施工后,经监理工程师批准,方进行大面积填筑施工。
路基土方的碾压应在最佳含水量的±2%内进行,压实标准为: 填方路基路床顶面以下深度0~80cm压实度≥96%,80cm以下压实度≥94%;挖方路段路槽底面以下0~30cm压实度≥96%,不满足要求的应换填。
5 路基防护
路基的修筑改变了地层的天然平衡状态,路基暴露在空间,不断受各种错综复杂的自然因素侵蚀,因此需要进行各种类型的防护。
( 1) 坡面防护。坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。近年来,随着对环境保护的重视,高等级公路的边坡多采用种草防护,边坡较高时,采用砌石框种草防护。
( 2) 冲刷防护。防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进,用高强土工格栅代替铁丝做石笼,用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡,能适应土体不均匀沉降。
( 3) 支挡防护。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合; 钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理,墙身圬工体积小,也已广泛应用于公路路基的防护。
6 软土地基处理
( 1) 土工合成材料加固。浅层( 一般小于3 m 厚) 的软土地基可采用先在地表铺筑土工布,再填筑路堤,土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用,从而取代常规的置换方法。
采用聚丙烯或聚乙烯土工格栅,以及网箱席垫处理软土地基,其主要作用是使地基土和填料向上和向两侧的位移受到限制,减少局部荷载。采用网箱席垫可减少总沉降量40%左右。
( 2) 轻质路堤。用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验,可使路堤自重减轻25%左右。
( 3) 灰土挤密桩。当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分; 含水率过小可预先浸湿加固范围内土层,成孔顺序应先外圈,后里圈并间隔进行; 对已成孔,应防止受水浸湿,且应当天回填夯实。
结语
路基是公路工程的重要组成部分,它具有占线长、比重大、投资多等特点。由于路基为土工构筑物,受自然和气候影响较大,因此存在影响公路运营的病害问题较多,这几乎成了公路质量的一大障碍。虽然病害的出现与这样那样的因素有关,但多数情况还是由于施工质量问题引起的。它不仅加大了公路养护维修的费用,影响汽车运营及通行能力,而且严重危及行车的安全,甚至给国家和人民生命财产造成重大的损失。