2014年一建公路工程教材講解1B411015填方路基施工

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　　1B411015填方路基施工

　　一、路基填料的選擇

　　(一)路基填料的一般要求

　　用于公路路基的填料要求挖取方便，壓實(shí)容易，強(qiáng)度高，水穩(wěn)定性好。其中強(qiáng)度要求是按CBR值確定，應(yīng)通過取土試驗(yàn)確定填料最小強(qiáng)度和最大粒徑。最小強(qiáng)度和最大粒徑的要求見表1B4110150

　　路基填方材料最小強(qiáng)度和最大粒徑表 表1B411015

　　(二)路基填料的工程性質(zhì)

　　1.石質(zhì)土由粒徑大于2mm的碎(礫)石，其含量由25%～50%及大于50%兩部分組成。如碎(礫)石土，空隙度大，透水性強(qiáng)，壓縮性低，內(nèi)摩擦角大，強(qiáng)度高，屬于較好的路基填料。

　　2.砂土沒有塑性，但透水性好，毛細(xì)水上升高度很小，具有較大的摩擦系數(shù)。砂土路基強(qiáng)度高，水穩(wěn)定性好。但砂土粘性小，易于松散，受水流沖刷和風(fēng)蝕易損壞，在使用時(shí)可摻人粘性大的土改善質(zhì)量。

　　3.砂性土是良好的路基填料，既有足夠的內(nèi)摩擦力，又有一定的粘聚力。一般遇水干得快、不膨脹，易被壓實(shí)，易構(gòu)成平整堅(jiān)實(shí)的表面。

　　4.粉質(zhì)土不宜直接填筑于路床，必須摻人較好的土體后才能用作路基填料，且在高等級(jí)公路中，只能用于路堤下層(距路槽底0.8m以下)。

　　5.輕、重粘土不是理想的路基填料，規(guī)范規(guī)定：液限大于50%、塑性指數(shù)大于26、含水量不適宜直接壓實(shí)的細(xì)粒土，不得直接作為路基填料，需要使用時(shí)，必須采取技術(shù)措施進(jìn)行處理，經(jīng)檢查滿足設(shè)計(jì)要求后方可使用。

　　6.黃土、鹽漬土、膨脹土等特殊土體不得已必須用作路基填料時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按其特殊的施工要求進(jìn)行施工。泥炭、淤泥、凍土、有機(jī)質(zhì)土、強(qiáng)膨脹土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐殖物質(zhì)的土不得用作路基填料。

　　7.滿足要求(最小強(qiáng)度CBR、最大粒徑、有害物質(zhì)含量等)或經(jīng)過處理之后滿足要求的煤渣、高爐礦渣、鋼渣、電石渣等工業(yè)廢渣可以用作路基填料，但在使用過程中應(yīng)注意避免造成環(huán)境污染。

　　二、路堤施工技術(shù)

　　(一)土質(zhì)路堤施工技術(shù)

　　2.土質(zhì)路堤的填筑技術(shù)

　　(1)填筑方法

　　土質(zhì)路堤填筑常用推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、平地機(jī)、壓路機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)等機(jī)械按以下幾種方式作業(yè)：

　　?水平分層填筑：填筑時(shí)按照橫斷面全寬分成水平層次，逐層向上填筑，是路基填筑的常用方式。

　　?縱向分層填筑：依路線縱坡方向分層，逐層向上填筑。常用于地面縱坡大于12%、

　　用推土機(jī)從路塹取料、填筑距離較短的路堤。缺點(diǎn)是不易碾壓密實(shí)。

　　?橫向填筑：從路基一端或兩端按橫斷面全高逐步推進(jìn)填筑。由于填土過厚，不易壓實(shí)，僅用于無法自下而上填筑的深谷、陡坡、斷巖、泥沼等機(jī)械無法進(jìn)場(chǎng)的路堤。

　　?聯(lián)合填筑：路堤下層用橫向填筑而上層用水平分層填筑。適用于因地形限制或填筑堤身較高，不宜采用水平分層填筑或橫向填筑法進(jìn)行填筑的情況。單機(jī)或多機(jī)作業(yè)均可，一般沿線路分段進(jìn)行，每段距離以20～40m為宜，多在地勢(shì)平坦，或兩側(cè)有可利用的山地土場(chǎng)的場(chǎng)合采用。

　　(2)機(jī)械填筑路堤作業(yè)方式

　　?推土機(jī)填筑路堤作業(yè)方式

　　推土機(jī)作業(yè)方式通常是由切土、推土、堆卸、空返等四個(gè)環(huán)節(jié)組成。而影響作業(yè)效率的主要是切土和推土兩個(gè)環(huán)節(jié)。推土機(jī)作業(yè)效率取決于切滿土的速度、距離，以及推土過程中切滿刀片中的土散失量和推運(yùn)速度。其作業(yè)方式一般有坑槽推土、波浪式推土、并列推土、下坡推土和接力推土。

　　?挖掘機(jī)填筑路堤作業(yè)方式

　　利用挖掘機(jī)填筑路堤施工，一般有兩種方式：一種為從路基一側(cè)挖土，直接卸向另一側(cè)填筑路堤。這種方式，用反鏟挖掘機(jī)施工比較方便。另一種方式則配合運(yùn)土車輛，挖掘機(jī)挖土裝車后，運(yùn)至路堤施工現(xiàn)場(chǎng)卸土填筑，這是挖土機(jī)填筑路堤施工的主要方式，正、反鏟挖掘機(jī)都能適用，而且一般在取土場(chǎng)比較集中且運(yùn)距較長(zhǎng)的情況下，最宜采用。兩種方式都宜與推土機(jī)配合施工。

　　3.土質(zhì)路堤壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)

　　(1)壓實(shí)機(jī)械對(duì)土進(jìn)行碾壓時(shí)，一般以慢速效果最好，除羊足碾或凸塊式碾外，壓實(shí)速度以2～4km/h最為適宜。羊足碾的速度可以快些，在碾壓粘土?xí)r最高可達(dá)12～16km/h，還不至影響碾壓質(zhì)量。各種壓實(shí)機(jī)械的作業(yè)速度，應(yīng)在填方前作試驗(yàn)段碾壓，找出最佳效果的碾壓速度，正式施工時(shí)參照?qǐng)?zhí)行。

　　(2)碾壓一段終了時(shí)，宜采取縱向退行方式繼續(xù)第二遍碾壓，不宜采用掉頭方式，以免因機(jī)械調(diào)頭時(shí)搓擠土，使壓實(shí)的土被翻松。故壓路機(jī)始終要以縱向進(jìn)退方式進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)。

　　(3)在整個(gè)全寬的填土上壓實(shí)，宜縱向分行進(jìn)行，直線段由兩邊向中間，曲線段宜由曲線的內(nèi)側(cè)向外側(cè)(當(dāng)曲線半徑超過200m時(shí)，可以按直線段方式進(jìn)行)。兩行之間的接頭一般應(yīng)重疊1/4～1/3輪跡;對(duì)于三輪壓路機(jī)則應(yīng)重疊后輪的1/2。

　　(4)縱向分段壓好以后，進(jìn)行第二段壓實(shí)時(shí)，其在縱向接頭處的碾壓范圍，宜重疊1～2m，以確保接頭處平順過渡。

　　4.土質(zhì)路堤施工技術(shù)要領(lǐng)

　　(1)必須根據(jù)設(shè)計(jì)斷面，分層填筑、分層壓實(shí)。

　　(2)路堤填土寬度每側(cè)應(yīng)寬于填層設(shè)計(jì)寬度，壓實(shí)寬度不得小于設(shè)計(jì)寬度，最后削坡。

　　(3)填筑路堤宜采用水平分層填筑施工。如原地面不平，應(yīng)由最低處分層填起，每填一層，經(jīng)過壓實(shí)符合規(guī)定要求之后，再填上一層。

　　(4)原地面縱坡大于12%的地段，可采用縱向分層法施工，沿縱坡分層，逐層填壓

　　密實(shí)。

　　(5)山坡路堤，地面橫坡不陡于1：5且基底符合規(guī)定要求時(shí)，路堤可直接修筑在天然的土基上。地面橫坡陡于1：5時(shí)，原地面應(yīng)挖成臺(tái)階(臺(tái)階寬度不小于2m)，并用小型夯實(shí)機(jī)加以夯實(shí)。填筑應(yīng)由最低一層臺(tái)階填起，并分層夯實(shí)，然后逐臺(tái)向上填筑，分層夯實(shí)，所有臺(tái)階填完之后，即可按一般填土進(jìn)行。

　　(6)高速公路和一級(jí)公路，橫坡陡峻地段的半填半挖路基，必須在山坡上從填方坡腳向上挖成向內(nèi)傾斜的臺(tái)階，臺(tái)階寬度不應(yīng)小于2m。

　　(7)不同土質(zhì)混合填筑路堤，以透水性較小的土填筑于路堤下層時(shí)，應(yīng)做成4%的雙向橫坡;如用于填筑上層時(shí)，除干旱地區(qū)外，不應(yīng)覆蓋在由透水性較好的土所填筑的路堤邊坡上。

　　(8)不同性質(zhì)的土應(yīng)分層填筑，不得混填。每種填料層累計(jì)總厚不宜小于0.5t。

　　(9)凡不易受潮濕或凍融影響而改變其體積的優(yōu)良土應(yīng)填在上層，強(qiáng)度較小的土應(yīng)填在下層。

　　(10)河灘路堤填土，應(yīng)連同護(hù)道在內(nèi)，一并分層填筑?？赡苁芩筒糠值奶盍?，應(yīng)選用水穩(wěn)性好的土料。

　　(二)填石路堤施工技術(shù)

　　1.填料要求

　　山區(qū)填石路堤最為常見，石料來源主要是路塹和隧道爆破后的石料，其強(qiáng)度(飽水試件極限抗壓強(qiáng)度)要求和風(fēng)化程度應(yīng)符合規(guī)定，最大粒徑應(yīng)不大于500mm，并不宜大于層厚的2/3。路床底面以下400mm范圍內(nèi)，填料粒徑應(yīng)小于150mm。

　　2.填石路堤施工工藝流程(如圖IIMII015-2所示)

　　3.填筑方法

　　(1)豎向填筑法(傾填法)：以路基一端按橫斷面的部分或全部高度自上往下傾卸石料，逐步推進(jìn)填筑。主要用于二級(jí)及二級(jí)以下，且鋪設(shè)低級(jí)路面的公路，也可用在陡峻山坡施工特別困難或大量以爆破方式挖開填筑的路段;以及無法自下而上分層填筑的陡坡、斷巖、泥沼地區(qū)和水中作業(yè)的填石路堤。該方法施工路基壓實(shí)、穩(wěn)定問題較多。

　　(2)分層壓實(shí)法(碾壓法)：自下而上水平分層，逐層填筑，逐層壓實(shí)，是普遍采用

　　并能保證填石路堤質(zhì)量的方法。高速公路、一級(jí)公路和鋪設(shè)高級(jí)路面的其他等級(jí)公路的填

　　石路堤采用此方法。

　　填石路堤將填方路段劃分為四級(jí)施工臺(tái)階、四個(gè)作業(yè)區(qū)段，按施工工藝流程進(jìn)行分層施工。四級(jí)施工臺(tái)階是：在路基面以下0.5m為第一級(jí)臺(tái)階，0.5～I(xiàn).5m為第二級(jí)臺(tái)階，1.5～3. Om為第三級(jí)臺(tái)階，3.Om以下為第四級(jí)臺(tái)階。四個(gè)作業(yè)區(qū)段如圖1B411015―2所示。

　　施工中填方和挖方作業(yè)面形成臺(tái)階狀，臺(tái)階間距視具體情況和適應(yīng)機(jī)械化作業(yè)而定，一般長(zhǎng)為lOOm左右。填石作業(yè)自最低處開始，逐層水平填筑，每一分層先是機(jī)械攤鋪主骨料，平整作業(yè)鋪撒嵌縫料，將填石空隙以小石或石屑填滿鋪平，采用重型振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，壓至填筑層頂面石塊穩(wěn)定。

　　(3)沖擊壓實(shí)法：利用沖擊壓實(shí)機(jī)的沖擊碾周期性、大振幅、低頻率地對(duì)路基填料進(jìn)行沖擊，壓密填方。它具有分層法連續(xù)性的優(yōu)點(diǎn)，又具有強(qiáng)力夯實(shí)法壓實(shí)厚度深的優(yōu)點(diǎn)。

　　缺點(diǎn)是在周圍有建筑物時(shí)，使用受到限制。

　　(4)強(qiáng)力夯實(shí)法：用起重機(jī)吊起夯錘從高處自由落下，利用強(qiáng)大的動(dòng)力沖擊，迫使巖土顆粒位移，提高填筑層的密實(shí)度和地基強(qiáng)度。該方法機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單，擊實(shí)效果顯著，施工中不需鋪撒細(xì)粒料，施工速度快，有效解決了大塊石填筑地基厚層施工的夯實(shí)難題。對(duì)強(qiáng)夯施工后的表層松動(dòng)層，采用振動(dòng)碾壓法進(jìn)行壓實(shí)。

　　填石路堤強(qiáng)力夯實(shí)法施工要點(diǎn)：

　　?強(qiáng)力夯實(shí)法簡(jiǎn)要施工程序

　　填石分層強(qiáng)夯施工，要求分層填筑與強(qiáng)夯交叉進(jìn)行，各分層厚度的松鋪系數(shù)，第一層可取1.2，以后各層根據(jù)第一層的實(shí)際情況調(diào)整。每一分層連續(xù)擠密式夯擊，夯后形成夯坑，夯坑以同類型石質(zhì)填料填補(bǔ)。由于分層厚度4～5m，填筑作業(yè)以堆填法施工，裝運(yùn)須大型裝載機(jī)和自卸汽車配合作業(yè)，鋪筑須大型履帶式推土機(jī)攤鋪和平整，夯坑回填也須推土機(jī)完成，每層主夯和面層的主夯與滿夯由起重機(jī)和夯錘實(shí)施，路基面須振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行最后的壓實(shí)平整作業(yè)。

　　強(qiáng)夯法與碾壓法相比，只是夯實(shí)與壓實(shí)的工藝不同，而填料粒徑控制、鋪填厚度控制都要進(jìn)行，強(qiáng)夯法控制夯擊擊數(shù)，碾壓法控制壓實(shí)遍數(shù)，機(jī)械裝運(yùn)攤鋪平整作業(yè)完全一樣，強(qiáng)夯法須進(jìn)行夯坑回填。

　　?一層厚度

　　施工分層線采取與設(shè)計(jì)路面平行，以保證路堤、路床和路面底層壓實(shí)的均勻牲。強(qiáng)夯

　　壓實(shí)要求分層進(jìn)行。分層厚度5. Om左右，高度20m以內(nèi)的填石路堤分四層進(jìn)行，其底層稍厚，但不超過5.5m，面層稍薄，一般為4.Om。層厚控制：由于分層層面與路面縱坡平行，按中樁樁號(hào)計(jì)算列出各分層在路堤相應(yīng)位置的控制性層面標(biāo)高，作為分層填筑之依據(jù)。

　　?各層夯點(diǎn)間距布置

　　各層夯點(diǎn)采用錯(cuò)位布置，即上層夯點(diǎn)位于下層四夯點(diǎn)間，以獲得良好的擊實(shí)效果?？v向上第一層和第三層在道路中線上布置夯點(diǎn)，并向兩側(cè)展布;第二層和第四層在距中心線兩側(cè)2.25m處布置夯點(diǎn)，夯點(diǎn)間距4.5m×4.5m。

　　?強(qiáng)夯石質(zhì)填料的粒徑控制一般為40咖以內(nèi)，最大粒徑不超過60cm;施工過程若發(fā)現(xiàn)夯錘歪斜，應(yīng)及時(shí)將坑底整平再夯;在有結(jié)構(gòu)物如涵洞、擋墻等附近作業(yè)時(shí)，涵背、墻背6m范圍填石以碾壓法施工，強(qiáng)夯施工一定要遠(yuǎn)離涵墻、擋土墻外6m作業(yè)，以保證結(jié)構(gòu)物安全;測(cè)量?jī)x器架設(shè)在距離夯點(diǎn)30m遠(yuǎn)處;夯機(jī)操作室前應(yīng)安裝牢固的安全防護(hù)網(wǎng)，注意檢查滑鉤、鋼絲繩等;夯錘下落時(shí)，機(jī)下施工人員應(yīng)距夯點(diǎn)30m外或站在夯機(jī)后方。

　　(三)土石路堤施工技術(shù)

　　1.填料要求

　　土石混合料中石料強(qiáng)度大于20MPa時(shí)，石塊的最大粒徑不得超過壓實(shí)層厚的2/3;當(dāng)石料強(qiáng)度小于15MPa時(shí)，石料最大粒徑不得超過壓實(shí)層厚，超過的應(yīng)打碎。

　　2.填筑方法

　　土石路堤不得采用傾填方法，只能采用分層填筑，分層壓實(shí)。當(dāng)土石混合料中石料含量超過70%時(shí)，宜采用人工鋪填，整平應(yīng)采用大型推土機(jī)輔以人工按填石路堤的方法進(jìn)行;當(dāng)土石混合料中石料含量小于70%時(shí)，可用推土機(jī)鋪填，松鋪厚度控制在40cm以內(nèi)，接近路堤設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，需改用土方填筑。

　　(四)高填方路堤施工技術(shù)

　　水田或常年積水地帶，用細(xì)粒土填筑路堤高度在6m以上，其他地帶填土或填石路堤高度在20m以上時(shí)，稱為高填方路堤。高填方路堤應(yīng)采用分層填筑、分層壓實(shí)的方法施工，每層填筑厚度根據(jù)所采用的填料決定。如果填料來源不同，性質(zhì)相差較大時(shí)，不應(yīng)分段或縱向分幅填筑。位于浸水路段的高填方路堤應(yīng)采用水穩(wěn)定性較高及滲水性好的填料，邊坡比不宜小于1：2，避免邊坡失穩(wěn)。

　　(五)粉煤灰路堤施工技術(shù)

　　粉煤灰路堤可用于高速公路。凡是電廠排放的硅鋁型低鋁粉煤灰都可作為路堤填料。由于是輕質(zhì)材料，粉煤灰的使用可減輕土體結(jié)構(gòu)自重，減少軟土路堤沉降，提高土體抗剪強(qiáng)度。粉煤灰路堤一般由路堤主體部分、護(hù)坡和封頂層以及隔離層、排水系統(tǒng)等組成，其施工步驟與土質(zhì)路堤施工方法相類似，僅增加了包邊土和設(shè)置邊坡盲溝等工序。

　　【案例1B411015】

　　1.背景

　　某高速公路M合同段(K17+300～K27+300)，主要為路基土石方工程，本地區(qū)巖層構(gòu)成為泥巖、砂巖互層，抗壓強(qiáng)度20MPa左右，地表土覆蓋層較薄。在招標(biāo)文件中，工程量清單列有挖方2400000m3(土石比例為6：4)，填方249000m3，填方路段填料由挖方路段調(diào)運(yùn)。在填筑路堤時(shí)，施工單位采用土石混合分層鋪筑，局部路段因地形復(fù)雜而采用豎向填筑法施工，并用平地機(jī)整平每一層，最大層厚40cm，填至接近路床底面標(biāo)高時(shí)，改用土方填筑。

　　2.問題

　　(1)指出填筑路堤施工方法存在的問題，并提出正確的施工方法。

　　(2)針對(duì)該路段選擇的填料，在填筑時(shí)，對(duì)石塊的最大粒徑應(yīng)有何要求?

　　3.分析與答案

　　(1)不應(yīng)采用平地機(jī)整平。因含石量為66%，整平應(yīng)采用大型推土機(jī)輔以人工進(jìn)行。不應(yīng)采用豎向填筑法。土石路堤只能采用分層填筑，分層壓實(shí)。

　　(2)土石混合料中石料強(qiáng)度大于20 MPa時(shí)，石塊的最大粒徑不得超過壓實(shí)層厚的2/3，超過的石料應(yīng)清除或打碎。