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1、7-1 概述,一、路基施工的重要性 路基施工是实现理想设计方案的重要过程，路基施工是检验设计合理性的手段。 精心设计、精心施工是一个完整的过程。 施工时应实现的基本要求： 1. 路基的位置、标高、断面尺寸、材料规格及压实或砌筑等质量应符合设计文件和有关的施工技术规范的规定，以保证路基良好的使用性能。,2.使用劳力、机具与材料，做到“人尽其才，物尽其用”，以提高劳动生产率，降低建筑成本和确保工程质量 3.路基施工的各项工作要紧密配合，路基工程同其它工程也要相互协调，并服从整个道路施工组织与计划的统一安排，以便按时或提前完成施工任务。 4.路基施工必须贯彻安全生产的方针，制定安全技术措施，严格执行
2、安全操作规程，做好事故的预防工作，确保施工安全。 总之，为实现优质、经济、 2.根据条件，选择适用的施工方法，合理的调配和快速、安全的要求，必须重视施工技术与组织管理。,二、路基施工的基本方法,人工施工 使用手工工具，效率底，劳动强度大，占用大量的劳动力，进度慢，质量难于保证，适用于缺乏筑路机械的工地和工程量小而分散的零星工点以及辅助性工作。 简易机械化施工 使用简易机械设备(提高工效、减轻劳动强度)，适用于缺乏筑路机械的工地和工程量小而分散的零星工点以及辅助性工作。 机械施工 使用机械设备，可以极大提高劳动生产率，加快施工进度，确保工程质量。是保证施工质量和施工进度的重要条件。,综合机械化施
3、工 为充分发挥机械(主要机械)的工作效率，根据工程性质和施工条件等因素，选配若干种机械，共同协调地完成施工任务。是路基施工现代化的重要途径。 水力施工 运用水泵、水枪等水力机械，喷射强力水流，把土冲散并流到指定地点沉积。适用于挖掘比较松散的土层和填筑路堤、砂砾填筑路堤或基坑回填的密实作用(水夯法)、或者进行软土地基加固的钻孔等工作。条件是需要有充足水源和动力。 爆破施工 依靠炸药的爆破力量来破碎和抛掷岩石等。用途是开挖岩石、松动冻土(或硬土)、排除淤泥、挖除树根、开采石料等。 上述各种施工方法经常需要协同使用。根据工程性质、施工期限、现有条件等因素选择施工方法。,三、施工前的准备工作,施工前准
4、备工作： 组织准备、技术准备、物质准备工作。 施工组织计划: 包括选择施工方案、确定施工方法、 布置施工现场、编制施工进度计划、 拟定关键工程的技术措施等。 施工测量： 1.恢复路线；2.划定路界； 3.路基放样；4.清理场地； 5.临时工程。,第二节 填方路堤施工 一、一般规定 为了保证路堤的强度和稳定性，在填筑路堤时，要处理好基底，保证必须的压实度及正确选择填筑方案。一般必须注意以下问题o 1路堤基底的处理 路堤基底指路堤填料(土石)与原地面的接触部分。为使两者结合紧密避免路堤沿基底滑动，需视基底土质、水文、坡度和植被情况及填土高度采取相应的处理措施o (1)对于密实稳定的土质基底，当地面
5、横坡缓于1：10时，经碾压符合要求后，可直接在地面上修筑路堤(但在不填不挖或路堤高度小于1m的地段，应清除草皮等杂物)。在稳定的斜坡上，横坡为1：10-1：5时，需铲除地面草皮、杂物，除去积水和淤泥后再填筑；,当地面横坡为1：5-l：25时，在清除草皮杂物后，还应将坡面挖成宽度不小于20m，高度不小于0203m的台阶，台阶顶面做成内倾2-4的斜坡；当地面横坡陡于1：25时，必须检算路堤整体沿基底及基底下软弱层滑动稳定性，否则应采取改善基底条件或设置支挡结构物等防滑措施. (2)对于覆盖层不厚的倾斜岩石基底，当地面横坡为1：5-1：25时，需挖除覆盖层，并将基岩挖成台阶，当横坡陡于1：25时，应
6、进行个别设计，作特殊处理。 (3)当基底为耕地或松土时，应先清除有机土、种植土，平整后按规定要求压实o在深耕地段，必要时应将松土翻挖，土块打碎，然后回填、整平、压实。对于水田、塘堰，需预先将基底疏干，必要时采取挤淤、换土等措施，将基底加固后再行填筑。,(4)当路基受到地下水影响时，应予以拦截或排除，引地下水至路堤基础范围之外。如处理有困难时，则应在路堤底部填以渗水性好的土或不易风化的岩块。 路堤填筑范围内，原地面的坑、洞、墓穴等，应用原地的土或砂性土回填，并按规定进行压实o (5)路堤基底的原状土的强度不符合要求时，应进行换填，其深度应不小于30cm，并予以分层压实，压实度应达到下述规定要求：
7、 高速、一级和二级公路路堤基底的压实度不小于85； 当路堤填土高度小于路床厚度(80cm)时，基底的压实度不宜小于路床的压实度标准o (6)在稻田、湖塘等地段，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、加筋、外掺无机结合料等处理措施. (7)当为软土地基时，处理措施见第四章第四节.,2填料选择 由于沿线土石的性质和状态不同，用其填筑的路基稳定性亦有很大差异。在选择填料时，一方面要考虑料源和经济性，一方面要顾及填料的性质是否合适。 为了节约投资和少占耕地良田，一般应利用附近路堑或附属工程的弃方作为填料，或者将取土坑布置在荒地、空地或劣地上。为保证路堤的强度与稳定性，路堤填筑材料(填料)应采用强度高
8、、水稳定性好、压缩变形小、便于施工压实以及运距经济的土石材料。不得采用设计或规范规定的不适用土料作为路基填料，路基填料强度(CBR)应符合公路路基设计规范(丌CD30-2004)规定。,(1)碎石土、卵石土、砾石土、中砂和粗砂等，具有透水性好、摩阻系数大、强度受水的影响小等优点，是填筑路堤的良好填料。 (2)亚砂土、亚粘土、轻粘土等，经压实后能获得足够的强度和稳定性，是比较理想的路堤填料。但需注意，土中的有机质和易溶盐含量不应超出规定的数量o (3)路堤填料不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐殖质的土。冰冻地区的路床及浸水部分的路堤不应直接用粉质土填筑。当采用盐
9、渍土、黄土、膨胀土填筑路堤时，应遵照有关规定执行o (4)液限大于50、塑性指数大于26的土，以及含水量超过规定的土，不得直接作为路堤填料。需要应用时，必须采取满足设计要求的技术处理，经检查合格后方可使用o,(5)钢渣、粉煤灰等材料，可用作路堤填料，其他工业废渣在使用前应进行有害物质的含量试验，避免有害物质超标，污染环境。 (6)捣碎后的种植土，可用于路堤边坡表层o (7)浸水路堤、桥涵台背及挡土墙墙背应选用渗水性良好的填料。 各级公路的路基填方材料的最小强度和最大粒径应符合表1-8-1的要求。 路堤填料最小强度和最大粒径表,3填土压实 填土压实是保证路堤填筑质量的关键。为此，必须控制土的含水
10、量和压实度，选择合适、压实机械与压实厚度，以及合理的施工填筑方案等。详见本章第三节路基压实o 4路基拓宽时应遵守下列要求： (1)拓宽改建路堤填料宜与旧路相同且符合要求，否则宜选用较原路堤透水性佳的填料o (2)清除地基上的杂草，并沿旧路边坡挖成向内倾斜的台阶(台阶宽度应不小于1m)，当加宽拼接宽度小于075m时，可采取超宽填筑或翻挖原有路基等措施。高速、一级公路，当路堤高度超过3m时，可在新老路基间横向铺设土工格栅，以提高路基整体稳定性。,(3)拓宽路基边坡形式及坡率按新建路基规定 (4)软土地基上的路基拓宽应符合软土地区路基规定。与桥梁、涵洞、通道等构造物相匀拓宽路段或原有路基已基本完成地
11、基沉降路段，路基拓宽范围的软土地基处理宜采用复合切基，不宜采用排水固结法处理。,二、填筑方案与施工方法 路堤基本填筑方案有分层填筑法、竖向填筑法和混合填筑法三种o (一)分层填筑法 路堤填筑必须考虑不同的土质，从原地面逐层填起，并分层压实，每层厚度随压实方法币定。分层填筑方法又可分为水平分层填筑和纵坡分层填筑两种o 1，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，应由最低处分层孽起，每填一层，经压实合格后再填上一层，依此循环进行直至达到设计标高。此法施工操作方便、安全、压实质量容易保证，见图1-8-l。,2纵坡分层填筑 适用于推土机或铲运机从路堑取土填筑运距较短
12、的路堤。依纵坡方向分层、逐层推土填筑。原地面纵坡小于20的地段可用此法施工，见图1-8-20,(二)竖向填筑(横向填筑)法 从路基一端按各横断面的全部高度，逐步推进填筑，适用于无法自上而下分层填土的陡坡、断岩或泥沼地区，见图l-83。此法因填土过厚不易压实，且还有沉陷不均匀缺点o 为此，应采用必要的技术措施，如选用高效能的压实机械(振动或夯击式压路机)砺压；采用沉陷量较小的砂性土或废石方作填料；暂不修建较高级路面，容许短期自然沉降。（三）当高等级公路路线穿过深谷陡坡，且要求上部的压实度标准较高时，路堤下层采用竖向填筑，上层采用水平分层填筑，此种方法称为混合填筑法,三不同土质填筑路堤的规定 在施
13、工中，沿线的土质经常发生变化，为避免将不同性质的土任意混填，以致造成路基病害，必须在施工前进行现场调查，做出正确的规划，拟定合理的调配方案。 1不同土质混合填筑须遵守的规定 (1)不同性质的土填筑路堤时，应分层填筑，层数应尽量减少，每层总厚度最好不小于05m。不得混杂乱填，以免形成水囊或滑动面。 (2)透水性较小的土填筑路堤下层时，其顶面应做成4的双向横坡，以保证来自上层透水性填土的水分及时排出o (3)透水性较小的土填筑上层时，不应覆盖在透水性较大的土所填筑的下层边坡上，以保证水分的蒸发和排除o (4)凡不因潮湿及冻融而变更其体积的优良土应填在上层，弱透水性土 透水性土强度较小的土应填在下层
14、。 (5)为防止相邻两段用不同土质填筑的路堤在交接处发生不均匀变形，交接处应做成斜面，并将透水性差的土填在斜面下部，如图l85。 用不同土质填筑路堤的正确与错误方案如图186所示o,2填石路堤的填筑方法 填石路堤指用粒径大于40mm、含量超过70的石料填筑路堤。 (1)填石路堤应采用大功率推土机和重型压实机械施工。填石路堤在施工前，应通过铺筑试验路段确定合适的填筑层厚、压实工艺以及质量控制指标。 (2)填石路堤可采用与土质路堤相同的断面形式。填方边坡较高时，可在边坡中部设宽度为1-3m的边坡平台。采用中硬、硬质石料填筑的路堤应进行边坡码砌，码砌石料强度应大于30MPa，最小尺寸不应小于300m
15、m，石料应规则。码砌的厚度：填高小于5m时，应不小于lm；填高5-12m时，应不小于15m；填高大于12m时，应不小于2mo 倾填只能在路基下部进行，而在路床底面下不小于1Om的范围内仍应分层填筑压实。 (3)高等级公路填石路堤路床顶面以下50cm范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实，填料最大粒径不得大于10cm。其他公路填石路堤路床顶面以下30cm范围内填筑应符合路床要求的土并压实，填料最大粒径不应大于15cm。,(4)在填石路堤表面填筑土、粉煤灰等其他材料时，填石料顶面应无明显孔隙、空洞。在其他填料填筑前，填石路堤最后一层的铺筑厚度不应大于40cm，过渡层碎石粒径应小于15cm，其中小于
16、005mm的细粒含量不应小于30o必要时，宜设置土工布作为隔离层。 (5)当石块级配较差，粒径较大、填层较厚、石块间的空隙较大时，可于每层表面的空隙里填人石渣、石屑、中、粗砂，在以压力水将砂冲人下部，反复数次，使空隙填满；人工铺填25cm以下石料时，可直接分层摊铺，层碾压。 (6)填石路堤的填料如其岩性相差较大，则应将不同岩性的填料分层或分段填筑。如路堑或隧道基岩为不同岩种互层，允许使用挖出的混合石料填筑路堤，但石料强度不应小于15MPa，最大粒径不宜超过层厚23。 (7)用强风化石料或软质岩石填筑路堤时，应按土质路堤施工规定先检验其CBR值，如CBR值不符合要求则不能使用，符合要求时，则按土
17、质路堤的技术要求施工o,3土石路堤的混填方法 (1)土石路堤的填筑，其基底处理同填土路堤。土石混合料中石料强度大于20MPa时，石块最大尺寸不得超过压实层厚的23，否则应予剔除。当石料强度小于15MPa时，石块最大尺寸不得超过压实层厚，超过的应打碎。 (2)土石路堤必须分层填筑，分层压实。每层铺填厚度应按机械类型和规格确定，松铺厚度宜在30-40cm或经试验确定。 (3)混合料中石料的含量多少将影响压实效果。因此，当石料含量大于70时，应先铺大块石料，且大面向下放平稳，然后铺小块石料、石屑等嵌缝找平，再碾压密实。当石料含量小于70时，土石可混合铺填，但应消除硬质石块集中的现象。,(4)土石混合
18、料填筑高等级公路时，其路床顶面以下30-50cm范围内仍应填筑符合路床要求的土并分层压实，填料最大粒径不大于lOcm。其他公路在路床顶面以下填筑30cm的砂类土，最大粒径不大于15cm。 (5)压实后渗水性差异较大的土石混合料应分层分段填筑，不宜纵向分幅填筑。如确需纵向分幅填筑，应将压实后渗水性好的土石混合料填筑于路堤两侧。 (6)当土石混合料来自不同路段，其岩性或土石混合比相差较大时，应分层分段填筑，如不能分层分段填筑，应将含硬质石块的混合料铺于填筑层的下面，且石块不得过分集中或重叠，上面再铺含软质石料混合料，然后整平碾压。,第二节 挖方路基施工,一、土方路堑开挖：1.开挖方式：土方路堑开挖
19、前，应作好现场伐树除根等清理工作，如果移挖作填时，还需将表层土壤单独掘弃。路堑的开挖根据路堑深度和纵向长度及现场的施工条件，可分为全断面横挖法、纵挖法、混合式开挖法三种。,(1)全断面横挖法：是对路堑整个横断面的宽度和深度从一端或两端逐渐向前开挖的方式称为全断面横挖法。全断面横挖法可分为一层横向全宽挖掘法和多层横向全宽挖掘法两种方式。一层横向全宽挖掘法适用于开挖深度小且较短的路堑。多层横向全宽挖掘法适用于开挖深而短的路路堑,3)纵挖法：是沿道路的纵向进行挖掘。纵挖法分层纵挖法，通道纵挖法及分段纵挖法三种方式。分层纵挖法：沿路堑全宽以深度不大的纵向分层挖掘前进的作业方式称为分层纵挖法。分层纵挖法
20、适用于较长的路堑开挖。当路堑长度不超过100m,开挖深度不大于3m,地面较陡时,宜采用推土机作业,当地面横坡较缓时,表面宜横向铲土,下层的土宜纵向推运;当路堑横向宽度较大时,宜采用两台或多台推土机横向联合作业；当路堑前傍陡峻山坡时,宜采用斜铲推土。,通道纵挖法：沿路堑纵向挖掘一通道,然后将通道向两侧拓宽。上层通道拓宽至路堑边坡后,再开挖下层通道。直至开挖到挖方路基顶面标高,称为通道纵挖法。通道可作为机械通行、运输土方车辆的道路,分段纵挖法：沿路堑纵向选择一个或几个适宜处,将较薄一侧路表横向挖穿,将路堑在纵方向上按桩号分成两段或数段,各段再纵向开挖成为分段纵挖法。分段纵挖法适用于路路堑过长,弃土
21、运距过远的傍山路堑,或一侧的整壁不厚的路表开挖,同时还应满足其中间段有弃土场、土方调配计划有多余的挖方废弃的条件。,2.机械化施工：挖方路基的施工根据不同的施工条件，应采用不同的施工机械作业。,动画：挖掘机开挖路堑,动画：推土机、装载机联合作业,(4)混合式开挖法：将横挖法与通道纵挖法混合使用称为混合式开挖法。适用于路堑纵向长度和挖深都很大时,先将路堑纵向挖通后,然后沿横向坡面挖掘,以增加开挖坡面。每个坡面应设一个机械班组作业。,第五节 路基压实路基压实是保证路基质量的重要环节。路基压实的作用，是提高填料的密实度，减小孔隙率；增强填料颗粒之间的接触面，增大凝聚力或嵌挤力，提高内摩阻力，减少形变
22、，为路基的工作提供良好的基础。有效地压实路基填筑土,才能保证路基工程的施工质量。,(1)路基压实的意义：土是三相体,土粒为骨架,颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。压实的目的在于使土粒重新组合,彼此挤紧,孔隙缩小,土的单位质量提高,形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。通过大量的试验和工程实践已证明:土基压实后,路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等,均有明显改善。,(2)影响压实效果的主要因素：影响路基压实效果的因素是多方面的，有内困和外因两方面。内因指土质和湿度,外因指压实功能(如机械性能、压实时间与速度、土层厚度)及压实时外界自然和人为的其他因素等。,土基的E、与关系示意图
23、,(3)含水量对压实的影响：含水量与密实度(以干容重度量)的关系：以同一种土在同一贯入击实标准下,得上图中曲线1的驼峰曲线,表明干容重随含水量而变的规律性。在同等条件下,一定含水量之前,随增加而提高,主要原因在于水起润滑作用,土粒间阻力减小,施加外力后,孔隙减小,土粒易于被挤紧,得以提高。值至最大值后,再继续增大,土粒孔隙被水分占据,而水一般不为外力所压缩,水分互挤转移,因而增大,随之降低。通常在一定压实条件下干容重的最大值,称为最大干容重(驼峰曲线的最高点),相应的含水量称为最佳含水量0。由此可见,压实时,若能控制土的最佳含水量0则压实效果为最高,耗费的压实功能为最经济。,含水量与土的水稳定
24、性的关系：如果以形变模量Ey代替,它与亦具有类似的驼峰型曲线关系,而且最高点的EK及其相应的K值,与0及0均有区别。曲线2表明,土体含水量未达到最佳值0之前，强度已达最高值EK,这是因为土中含水量较少时,土粒间的阻力较大,欲使土粒继续压缩位移,需要更大的外力,所以表现为EK最高。而土中含水量在K值前后的减少或增加,相应的Ey随之有所降低。且降低速率较快，稳定性相对较差。换言之,控制最佳含水量0。压实的土基,其强度和稳定性最好。如果以K为准,尽管相应的EK最高,但饱水后的Ey却大大降低,表明水稳性极差。从这里也可看出选用0及相应的0作为控制土基压实指标的机理所在。,(4)土质对压实效果的影响：土
25、质对压实效果的影响很大，一般规律是不同的土质,有着不同的最佳含水量的及最大干容重0。,几种土质的压实曲线对照图,(5)压实厚度对压实效果的影响：相同压实条件下(土质、含水量与压实功能不变)实测土层不同深度的密实度(或压实度)可得知,密实度随深度递减,表层5cm最高。不同压实工具的有效压实深度有所差异,根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求,路基分层压实的厚度有具体的规定数值。一般情下,夯实不宜超过20cm,1215t光面压路机,不宜超过25cm,振动压路机或穷击机,宜以50为限。实际施工时的压实厚度应通过现场试验确定合适的摊铺厚度。,图是钢筒式压路机碾压土时沿垂直方向的压力分布，当深度大于
26、2A时，传至的压力已经很小，不起压实作用。由此可知，随深度增加压力逐渐减小。所以正确控制碾压厚度，对于提高压实机械生产效率和填筑路基质量十分重要。,(6)压实功能对压实的影响：压实功能(指压实工具的质量、碾压次数、或锤落高度、作用时间等)对压实效果的影晌,是除含水量之外的另一个重要因素。,压实功能对最佳含水量、密实度的影响,通过数条曲线的对比表明：同一种土的最佳含水量0随压实功能的增大而减小,最大干容重0则随压实功能的增大而提高;在相同含水量条件下,压实功能愈高,土基密实度(即)愈高。据此规律,工程实践中可以增加压实功能(选用重碾,增加次数或延长作用时间等),以提高路基强度或降低最佳含水量。但
27、必须指出,用增加压实功能的办法,赖以提高土基强度的效果,有一定限度。压实功能增到一定限度以上,效果提高愈为缓慢,在经济效益和施工组织上,不尽合理,甚至压实功能过大,一是会破坏土基结构,二是相对应含水量减少而带来的水稳定性差，其压实效果适得其反。相比之下,严格控制最佳含水量,要比增实功能收效大得多。,(7)压实机具的选择与操作：压实机具的选择以及合理的操作,则是影响土基压实效果的另一综合因素。土基压实机具的类型较多,大致分为碾压式、夯实式和振动式三大类型。碾压式(又称静碾压式),包括光面碾(普通的两轮和三轮压路机)、羊足碾和气胎碾等几种。夯击式中除人使用的石破、大夯外,机动设备中有夯锤、夯板、风
28、动夯及蛙式夯机等。振动式中有振动器、振动压路机等。不同压实机具,适用于不同土质及不同土层厚度等条件,这些都是压实机具的主要依据,正常条件下,对于砂性土的压实效果,振动式较好, 夯击式次之,碾压式较差。对于粘性土,则宜选用碾压式或夯击式,振动式较差甚至无效。不同压实机具,在最佳含水量条件下,适应于一定的最佳压实厚度以及通常的压实遍数。,实践经验证明：土基压实时、在机具类型,土层厚度及行程遍数已经选定的条件下,压实操作时宜先轻后重、先慢后快,先边缘后中间(超高路段等需要时,则从内侧至外侧宜先低后高。压实时,相邻两次的轮迹应重迭轮宽的1/3,保持压实均匀,不漏压,对于压不到的边角,应辅以人力或小型机
29、具穷实。压实全过程中,经常检查含水量和密实度,以达到符合规定压实度的要求。,(8)土基压实标准：土基野外施工,受种种条件限制,不能达到室内标准击实试验所得的最大干容重0应予以适当降低。 令工地实测干容重为,它与室内标准击实试验得到的0值之比的相对值,称为压实度K。压实度K是现行规范规定的路基压实标准。最大干密度0是通过标准击实试验所确定的。,压实过程中严格控制填土的含水量。含水量过大时,应将土翻晒至要求的含水量再碾压；含水量过小时,需均匀晒水后再进行碾压。通常,天然土的含水量接近最佳含水量时,在填土后应随即压实。,动画：路基工程施工,复习思考题 一、名词解释 1.压实度 2.最佳含水量 3.横向通道掘进 4.纵向全宽掘进 二、思考题 1.试述路基施工的重要性。 2.简述路基压实的意义、原理及压实原则。 3.路堤正确填筑应如何进行，填筑方法有哪些？各自使用条件是什么？ 4.路堑开挖有哪些方式？各自适用条件是什么？ 5.路基施工前应做好哪些准备工作？ 6.影响路基压实的因素有哪些？路基压实标准应根据哪些要求确定?,
