第八章-土质路基施工.ppt

1、第八章,路基土质路基施工,第一节概述,一、路基施工的重要性路基是路面的基础，由路堑和路堤组成。路基土石方工程量大、分布不均匀，不仅与路基工程相关的设施，如路基排水、防护与加固等相互制约，而且同公路工程的其他工程项目，如桥涵、隧道、路面及附属设施相互交错。因此，路基施工，在质量标准、技术操作、施工管理等方面具有特殊性，必须予以研究和不断改进，就整个公路工程的施工而言路基施工往往是施工织织管理的关键。路基施工：以设计文件和施工技术规范为依据，以工程质量为中心，有组织，有计划的将路基设计文件转化为工程实体的建筑活动。,路基施工的主要内容：挖掘路堑或取土，沿路线纵横向运土，填筑路堤，压实土基，整平路基

2、表面及修整路基边坡，修筑路基排水及防护设施等。路基施工的重要性：1）工程质量要求标准高。耐久性，强度、稳定性.2）路基施工要处理大量技术问题。施工条件，工程数量，施工难度，隐蔽工程。3）工程质量受到多种因素的不利影响。公路沿线自然条件，气候条件，施工本身的条件。,二、施工方法路基工程施工通常主要为土石方工程。主要的施工方法有人工施工、简易机械施工、机械化施工、水力机械化施工及爆破施工等。施工时应根据具体条件进行选择一种或者几种施工。1.人工施工人工施工是传统方法,使用手工工具,劳动强度大,工效低,进度慢,工程质量难以保证,但短期内还必然存在并适用某些辅助性工作。2.简易机械化施工这是以人力为主

3、,配以机械或简易机械的一种施工方法。这种施工方法可减轻劳动强度,加快施工进度,提高劳动生产率。在我国目前条件下,小工程项目采用简易机械化施工仍不失为值得提倡的一种施工方法。3.机械化施工使用配套机械,对主机配以辅机,相互协调,共同形成主要工序的综合机械化作业。机械化施工极大地减轻了劳动强度,提高了劳动生产率,显著地加快了施工进度,提高了工程质量,降低了工程造价,保证了施工安全,是加快公路建设、实现公路施工现代化的根本途径。,4.水力机械化施工亦是机械化施工的方法之一，它是运用水泵、水枪等水力机械，喷射强力水流，冲散土层并流运至指定地点沉积，例如采集砂料或地基加固等。水利机械适用于电源和水源充足

4、，挖掘比较松散的土质及地下钻孔等。对于砂砾填筑路堤或基坑回填，还可起到密实作用(称为水夯法)。5.爆破法施工这是石质路堑开挖的基本方法。除石质路堑开挖以外,爆破法还可用于冻土、泥沼等特殊路基施工(称为爆破挤淤),以及清除路面、开石取料和石料加工等。高速公路、一级公路以及在特殊地区或采用新技术、新工艺、新材料进行路基施工时，应采用不同的施工方案做试验路段，从中选出路基施工的最佳方案指导全线施工。试验路段位置应选择在地质条件、断面形式均具有代表性的地段路段长不宜小于100m。,三、施工前的准备工作路基施工的主要内容，大致可归纳为施工前的准备工作和基本工作两大部分。土质路基的基本工作，是路堑挖掘成型

5、、土的移运、路堤填筑压实，以及与路基直接有关的各项附属工程。其工程量大、施工期长，且所需人力物力资源较大，因而必须集中精力，认真对待。施工前的准备工作，是组织施工的第一步，无准备的施工或准备不充分的施工，均会使路基施工的基本工作难以顺利进行。施工的准备工作内容较多，大致可归纳为组织准备、技术准备和物质准备三个方面。1组织准备工作主要是建立和健全施工队伍和管理机构，明确施工任务，制定必要的规章制度，确立施工所应达到的目标等。组织准备亦是做好一切准备工作的前提。,2技术准备工作路基开工前，施工单位应在全面熟悉设计文件和设刘“交底的基础上进行施工现场的勘查，核对与必要时修改设计文件，发现问题应及时根

6、据有关程序提出修改意见并报请变更设计，编制施工组织计划，恢复路线，施工放样与清除施工场地，搞好临时工程的各项工作等。施工组织计划是具有全局性的大事，其中包括选择施工方案、确定施工方法、布置施工现场(施工总平面布置)，编制施工进度计划，拟订关键工程的技术措施等。临时工程，包括施工现场的供电、给水，修建便道、便桥，架设临时通讯设施，设置施工用房(生活和生产所必需)等，这些均为展开基本工作的必备条件。,路基恢复定线、清除路基用地范围内一切障碍物等，是施工前的技术准备工作，亦是基本工作的一个组成部分，宜协调进行。路基开工前应做好施工测量工作，其内容包括导线、中线、水准点复测，横断面检查与补测，增设水准

7、点等。施工人员还应对路基工程范围内的地质、水文情况详细调查，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。3物质准备工作包括各种材料与机具设备的购置、采集、加工、调运与储存，以及生活后勤供应等。为使供应工作能适应基本工作的需要，物质准备工作必须制定具体计划，其中有的计划内容，如劳动力调配、机具配置及主要材料供应计划，必须服从于保证上述施工组织计划顺利实施，而且亦常被列为施工组织计划的一个组成部分。,土质路基施工，仅是整个道路工程中的一个工程项目，以上所述的准备工作，主要对整个工程的施工而言，对于某一单项工程，如土质路基、石质路基、路基排水或防护加固，或路基工程以外的桥

8、涵与路面等，准备工作的具体内容与要求，虽有差别，但基本项目不可缺少。,第二节施工要点,一、基本要求1.必须搞好施工排水；2.路基挖填范围内的地表障碍物，事先应予以清除；3.路基取土与填筑，必须有条不紊，有计划有步骤地进行操作；4.路堑开挖，应在全横断面进行，自上而下一次成型，注意按设计要求准确放样，不断检查校正，边坡表面削齐拍平；5.土质路堤，应视路基高度及设计要求，先着手清理或加固地基；6.土路堤分层填平压实，是确保施工质量的关键；7.路基原定设计要求及施工操作规程，是路基施工的依据及质量检验的标准，必须严格执行。,路基原定设计要求及施工操作规程，是路基施工的依据及质量检验的标准，必须严格执

9、行。遇有特殊情况，无法按原设计和规程实施，需按基建程序中规定的手续，会同有关单位协商解决。路基填方材料，应有一定的强度。经野外取土试验，符合表81的规定时才能使用，二级和二级以下的公路做高级路面时，应符合高速公路及一级公路的规定。表中所列强度按公路土工试验规程规定方法确定。,二、填挖方案填挖方案沿路基深度或宽度的施工顺序。方案的选择依据：当地自然情况、工程量大小和分布、施工机具的性能及施工要求等条件。1路堤填筑土质路堤(包括石质土)，按填土顺序可分为分层平铺和竖向填筑两种方案。分层平铺是基本的方案，如符合分层填平和压实的要求，则效果较好，且质量有保证，有条件时应尽量采用。竖向填筑是在特定条件下

10、，局部路堤采用的方案。,1）水平分层填筑法,正确方案,错误方案,弱透水性土,透水性土,分层平铺，有利于压实，可以保证强度，不同用土按规定层次填筑。正确方案要点是：不同用土水平分层，以保证强度均匀；透水性差的用土，如粘性土等，一般宜填于下层，表面成双向横坡，有利于排除积水，防止水害；同一层次有不同用土时，接搭处成斜面，以保证在该层厚度范围内强度比较均匀，防止产生明显变形。不正确的方案主要是指：未水平分层，有反坡积水，夹有冻土块和粗大石块，以及有陡坡斜面等，其主要问题办在于强度不均匀和排水不利。此外，还应注意用土不含有害杂质(草木、有机物等)及未经处治的劣土(细粉土、膨胀土、盐渍土与腐植土等)。桥

11、涵、挡土墙等结构物的回镇土，以砂性土为宜，防止不均匀沉降，并按有关操作规程回填和夯实。,改种填筑方式形成的填土过厚不易压实，须采取一些措施：采用沉降量小的砂石或开挖路堑的废石方，路堤全宽应一次填筑并选用高效能压路机压实。,2）竖向填筑法,在原地面纵坡较大，大于12，运土困难的断面采用该法施工，沿纵坡分层，逐层填筑。,3）混合填筑法,混合填筑是在路堤下部采用竖向填筑而上部采用水平分层填筑，这样可以使上部填土获得足够的密实度。一般在不易压实的地段采用。,4）沿横断面一侧填筑的方法：加宽旧路堤时：（1）与旧路堤相同或相近的土；或透水性较佳的土（2）除草，挖台阶（3）分层夯实半填半挖陡坡路基：清基底表

12、层松土，再挖12米台阶，坡脚附近宜宽一些,2.路堑开挖土质路堑开挖，根据挖方数量大小及施工方法的不同，按掘进方向可分为纵向全宽掘进和横向通道掘进两种，同时又可在高度上分单层或双层和纵横掘进混合等(以上掘进方向，依路线纵横方向命名)。纵向全宽掘进是在路线一端或两端，沿路线纵向向前开挖，如下图所示。单层掘进的高度，即等于路堑设计深度。掘进时逐段成型向前推进，运土由相反方向送出。对于较深路堑，可采用双层掘进法，上层在前，下层随后，下层施工面上留有上层操作的出土和排水通道。,横向通道掘进，是先在路堑纵向挖出通道，然后分段同时向横向掘进。适应条件：在开挖长而深的路堑时用。分层施工：沿纵向分层每层先掘出一

13、条通道开挖通道两侧。分段施工：路堑较长时，可在一侧适当位置，将路堑横向挖穿路堑分为n段各段再采用纵向开挖方式作业。可增加施工作业面，降低干扰，增大出料口，增大功效。优点：扩大施工面，加速进度。缺点：工作面多、运土通道有限制，施工的干扰性增大，必须周密安排。,双层式纵横通道的混合掘进方案，同时沿纵横的正反方向，多施工面同时掘进。混合掘进方案的干扰性更大，一般仅限于人工施工，对于深路堑，如果挖方工程数量大及工期受到限制时可考虑采用。,三、机械化施工1、土方施工机械及其作业方式常用土方施工机械有推土机、铲运机、挖土机、平地机及各种压实机械，它们有的可单独作业，有的则需要与其他机械配合作业。,（一）挖

14、运主要机械,1.推土机（1）分类,按行走装置分为履带式、轮胎式；按推土板安装方式分为固定式、回转式；按推土板操纵方式分为机械式、液压式；按发动机功率大小分为小型（37kw以下）、中型（37250kw）、重型（大于250kw）,（2）适用范围,适用于50100m短距离土或软石的挖运作业,：,2.铲运机（1）分类,按行走方式分为自行式、拖式、半拖式；按卸土方法分为强制式、半强制式、自由卸土式；按卸土方向上又有前卸式、后卸式；按铲斗容量分为小容量（15m3）。,（2）适用范围,适用于中短距离的土体挖运，不适用于潮湿的粘性土和干燥的粉砂土或陡坡路段,3.平地机（1）分类,按行走机构分为拖式、自行式；按

15、刮刀和行走装置的操纵分为机械式、液压式；按车轮驱动分为全轮驱动、后轮驱动；按车轮转向情况分为全轮转向、前轮转向；按铲刀长度和发动机功率分为轻型、中型、重型。,（2）适用范围,从路线两侧取土、填筑不高于1m的路堤；修整路堤横断面、旁刷边坡、开挖路槽和边沟、现场拌合、摊铺路基路面材料、清理路肩杂草、冬季清雪、砂石路面养护,4.挖掘机（1）分类,按运行方式分为轮胎式、履带式、步履式、轨行式；按照操纵方式分为液压式、机械式；按挖土方式分为正铲式、反铲式、拉铲式。,（2）适用范围,用于各种场合挖掘各种土体和软石,拉铲式,反铲,5.装载机（1）分类,按工作装置不同分为单斗式、挖掘装载式、斗轮式；按动臂形式

16、不同分为全回转式、半回转式、非回转式；按自身结构特点分刚性式、绞接式；按行走方式分轮胎式、履带式。,（2）适用范围,挖掘松土、铲土、装载、短距离运土,5.工程运输车辆（1）分类,公路形车辆：后卸整车，后卸和底卸挂车非公路形车辆：重型工程车，重型挂车,（2）适用范围,中、远距离土方和各种设备运输,绞接自卸卡车,压实机具,静力碾压式：（光面碾，羊足碾，气胎碾）粘性土夯击式：粘性土振动式：砂性土,羊足碾,轮胎碾,光面碾,2、机械的选择可用于路基施工的机械种类、规格很多，应选用先进可靠能保证施工质量和安全的机械设备,从整个施工组织管理以及指挥调度方面而言，组织机械化施工，应注意以下几点：1建立健全施工

17、管理体制与相应组织机构。2对每项路基工程，应有严密的施工组织计划，并合理选择施工方案。3在机具设备有限制的条件下，要善于抓重点，兼顾一般。4加强技术培训、提高劳动生产率、节省能源、减少开支等指标具体化、制度化。,第三节路基压实,一、路基压实的意义与机理路基压实工作是施工过程中一个重要工序,也是提高强度与稳定性的有效的经济的根本技术措施。目的：通过对路基进行认真的压实使土基获得一定的密实度，以提高其强度与稳定。二、影响压实效果的主要因素对于细粒土的路基，影响压实效果的因素有内因和外因两方面。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)及压实时的外界自然和人为的其他因素

18、等。,1、土的含水量,这是因为土中含水率较少时，土间的阻力较大，欲使土粒继续位移，需要更大的外力，当湿度过大或者过小时，相应的形变模量都会减小。,为什么不直接用模量来控制土基压实程度，而用干容重表示压实程度?控制最佳含水率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Es却大大降低，水稳定性极差。,结论：1)含水量是影响压实效果的决定性因素；2)在最佳含水量时，即土处于硬塑状态时，最容易获得最佳的压实效果；3)压实到最大密实度的土体水稳定性最好。2.土质对压实的影响(1)土质不同，最大干容重和最佳含水量不同。(2)分散性(液性、粘性)较高的土，其0值较高，dma

19、x值较低。注意砂土的最佳含水量无意义(3)砂性土的压实效果优于粘性土。,3.压实厚度对压实效果的影响。压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下(土质、湿度与功能不变)，实测土层不同深度的密实度(或压实度)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，有具体规定数值。一般情况下，夯实不宜超过20cm，1215t光面压路机，不宜超过25cm，振动压路机或夯击机，宜以50cm为限。,4.压实功能压实功能(指压实工具的重量、碾压次数或锤落高度、作用时间等)对压实效果的影响，是除含水率外的另一重要因素。(

20、1)同一种土的最佳含水量随压实功能的增大而减小，最大干容重则随着压实功能的增大而增大。(2)在相同条件下，功能越高，土基的密实度越高。(3)压实功能增加到一定限度以上，效果提高愈缓慢。,压实工具和方法对压实的影响：(1)压实工具不同，压力传布的有效深度不同；(2)在压实过程中，压实机具的作用深度是变化的；(3)荷载作用时间对压实的影响；(4)碾压速度越高，压实效果越差。,三、机具选择与操作压实机具的选择以及合理的操作，亦是影响土基压实效果的另一些综合因素。土基压实机具的类型较多，大致分为碾压式、夯击式和振动式三大类型。碾压式：光面碾(两轮和三轮压路机)、羊足碾和气胎碾等。夯击式：人工夯、夯锤、

21、夯板、风动夯及蛙式夯机等。振动式：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。对于砂性土：振动式较好、夯击式次之、碾压式较差。对于粘性土：碾压式或夯击式较好，振动式较差甚至无效。压实方法：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，则宜先低后高)。压实时，相邻两次的轮迹应重叠轮宽的三分之一，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具夯实。压实全程，经常检查含水率与密实度，以达到符合规定压实度的要求。,2、压实质量要求,（一）土质路基,1.压实度,s工地实测干重度，0实验室的最大干重度工程中用土的密实度来衡量压实质量。密实度指单位体积内土的固体颗粒排列的紧密程度通常用干