《般路基施工》PPT课件 59页

第一篇路基施工技术第二章一般路基施工n第二章一般路基施工为了保证路基具有足够的刚度和强度、足够的稳定性，在路基填筑的过程中应选用符合各项要求的填料，并进行充分的压实，以满足压实度的要求。n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。第一节土方路基施工n第一节土方路基施工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。n第一节土方路基施工二、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选择一种或几种进行施工。n第一节土方路基施工三、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；n第一节土方路基施工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。n第一节土方路基施工四、填料的选择路基填方材料，应有一定的强度。经野外取土试验，符合表1-2-1的规定时才能使用。为保证路堤的强度和稳定性，应选择强度高、稳定性好、易于开挖的土石作为填料。如碎石、砾石、卵石、粗砂等透水性好的材料。n第一节土方路基施工五、填筑方案填挖方案—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，局部路堤采用的方案。n第一节土方路基施工1）水平分层填筑法水平分层填筑纵坡分层填筑n第一节土方路基施工分层平铺，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。n正确方案错误方案弱透水性土透水性土不同土质路堤接头透水性土弱透水性土n第一节土方路基施工该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。n第一节土方路基施工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。n第一节土方路基施工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：清基底表层松土，再挖1—2米台阶，坡脚附近宜宽一些。n第一节土方路基施工六、土质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。a）单层；b）双层1－横剖面；2－纵剖面；3－平面n第一节土方路基施工横向通道掘进，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。n第一节土方路基施工n七、填土压实与检查1.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。2.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等。第一节土方路基施工n1）土的含水量第一节土方路基施工土中含水率较少时，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。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。n第一节土方路基施工2）土的性质(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ω0值较高，γdmax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。n第一节土方路基施工3）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。(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。600KN·m1150KN·m2300KN·m3400KN·mn第一节土方路基施工4）压实土层的厚度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，12—15t光面压路机，不宜超过25cm，振动压路机或夯击机，宜以50cm为限。n第一节土方路基施工5）碾压工具和方法(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。n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、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。第一节土方路基施工n3.土质路基压实标准第一节土方路基施工1）压实度γs——工地实测干重度，γ0——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密度表示。填挖类型路面底面计起压实度（%）≥深度范围（cm）高速、一级公路三、四级公路路堤上路床0～309694下路床30～809694上路堤80～1509493下路堤>1509390零填及路堑路床0～30－9430～8096－n不同层位的压实度要求：一般：上层：荷载、温度、湿度——K高些下层：自重应力大，地下水，毛细水影响大——K高些中部：各因素影响不严重——K适当低些气候因素：季节性冰冻区——K高些重冰冻区K﹥轻冰冻区干旱区K﹤潮湿区等级高等级公路：K高些低等级公路：K低些第一节土方路基施工2）压实标准n（1）表中压实度是以交通部颁发的《公路土工试验规程》重型击实试验法为准；（2）三、四级公路铺筑高级路面时，压实度采用二级路标准；（3）路堤采用特殊填料或处于特殊气候地区时，压实度标准可根据试验的论证在保证路基强度要求的前提下适当降低。室外土质路基的压实度可以采用灌砂法、环刀法、蜡封法、灌水法和核子密度湿度仪等方法测定。第一节土方路基施工填挖类型路面底面计起压实度（%）≥深度范围（cm）高速、一级公路三、四级公路路堤上路床0～3094下路床30～809694上路堤80～1509493下路堤>1509390零填及路堑路床0～30－9430～809696－n1.对石料的要求▲填石路堤的石料强度不小于15MPa；▲用于护坡的石料强度不小于20MPa；▲最大粒径不宜超过分层压实厚度的2/3。▲石料性质相差较大时，不同性质的石料应分层或分段填筑。第二节石质路基施工一、石质路堤的填筑n2.石质路基填筑方案填筑施工方式：倾填（抛填）和逐层填筑、分层压实两种。1）高速公路和一级公路分层松铺厚度不大于50cm；其它公路不大于30cm；2）分层填筑时，应事先安排好石料运输路线，按规定的施工方案先低后高，先两侧后中央卸料，并用大型推土机水平分层，摊铺平整，个别不平处用人工以细石块、石屑找平。第二节石质路基施工一、石质路堤的填筑n3）当填料级配较差、粒径较大、填层较厚、石块间空隙较大时，为保证填石路堤的强度和稳定性，在水源丰富的条件下可用水沉积法填筑路基－－即将石渣、石屑、中粗砂等扫入石块间空隙中，用压力水将这些细料冲入填料层下部，如此反复数次，使石料空隙填满。第二节石质路基施工n4）人工填筑粒径大于25cm的石料时，应先铺大块石料，块石大面向下，摆放平稳，再用小石块找平，石屑塞缝，最后压实。5）人工填筑粒径小于25cm的石料时，可直接分层填筑、分层压实。n根据岩石的类型、风化程度、岩层产状、岩体断裂构造、施工环境等因素确定开挖方案。爆破法施工1.炸药种类和起爆方法（1）中药包：形状接近球形或立方体，以及高度不超过直径四倍的圆柱体和最长边不超过最短边四倍的直角六面体。（2）延长药包：高度超过直径四倍的圆柱体和最长边超过最短边四倍的直角六面体。（3）分集药包：是提高炸药有效能量利用率的新型装药方式，是将一个集中药包分为两个保持一定距离集中的子药包。二、石质路堑的开挖n2）起爆材料及起爆方法（1）雷管及电力起爆方法（2）导火索及火花起爆法（3）传爆线及传爆线起爆方法（4）塑料导爆管非电起爆方法n2.综合爆破方法（1）钢钎炮（眼炮）（2）深孔爆破（3）微差爆破（4）光面爆破和预裂爆破（5）药壶炮（烘膛炮）（6）猫洞炮（蛇穴炮）（7）洞室炮：①抛掷爆破②斜坡地形路堑的抛掷③多面临空地形爆破④定向爆破⑤松动爆破n3.选用各种爆破方法的基本原则1）全面规划、重点施工；2）由路基面开挖，形成高阶梯；3）综合利用小炮群，分段分批爆破。重点注意事项：爆破安全！！！n（一）路基排水的意义路基排水的任务，就是采用拦截、汇集、排除地表水或地下水的措施，将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内，确保公路排水畅通，结构稳定，行车安全，使路基常年保持干燥状态，确保路基具有足够的强度与稳定性。第三节路基排水施工一、路基排水的意义与要求n（二）路基排水的设置原则摸清水源，全面规划，因势利导，综合治理。保护生态环境，与农田水利相配合。防重于治，防治结合。施工场地的临时性排水设施，应尽可能与永久性排水设施相结合。n(一)边沟设置位置：在路堑、零填挖路基的路肩外侧或矮路堤、陡坡路堤的坡脚外侧。设置作用：用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。设置要求：不需要进行水文和水力计算，选用标准横断面形式。二、地表排水设施施工n边沟断面形式及尺寸f)矩形d)流线形e)三角形a)梯形b)梯形c)流线形n边沟纵坡及长度边沟纵坡路基边坡的纵坡一般与路线纵坡一致。长路堑和横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3%的纵坡。平坡路段边沟宜保持不小于0.5%的纵坡。边沟长度边沟不宜过长。一般边沟单向排水长度不宜超过300~500m，并尽量使沟内水流就近排水至路旁自然水沟或低洼地带。若超过此值应设置排水沟或涵洞，将水引至路基范围之外或指定地点。n边沟出水口路堑过渡到路堤时n边沟水流流向桥涵进水口时边沟窨井涵洞n(二)截水沟设置位置：在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤坡脚上方的适当地点。设置作用：拦截并排除路基上方流向路基的地面水流，保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。断面形式：梯形n2%≥2md2%1：m路堤路堑截水沟山坡路堤截水沟截水沟截水沟土台土台n桥涵45º45º排水沟其他沟渠或河道桥涵R=10b排水沟(三)排水沟设置作用：将路基范围内的水流引至桥涵或路基范围外的河流或洼地。断面形式：梯形n(四)跌水与急流槽设置位置：陡坡地段或特殊陡坎地段跌水定义：在陡坡或深沟地段设置的沟底为阶梯形，水流呈瀑布跌落式通过的沟槽。作用：能在较短的距离内降低水流速度，减少水流能量。急流槽定义：在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡，水流不离开槽底的沟槽。作用：能连接水位差较大的水流。n跌水的构造护墙消力池消力槛护墙高上游水深消力槛高下游水深n急流槽的构造n(五)蒸发池气候干燥地区到路面坡脚的距离不宜小于5~10mn三、路基地下排水设施（一）暗沟设置作用：设在地面以下引导水流的沟渠，无渗水和汇水作用。适用范围：把路基范围内的泉水或渗沟所拦截、汇集的水流引到路基范围之外。断面形式：矩形n疏导路基泉水的暗沟构造n（二）渗沟设置作用：采用渗透方式来汇集、拦截并排出流向路基的地下水。适用范围：用于地下水量大、分布广的路段。设置位置：设在边沟、路肩、路中线以下或路基上侧山坡适当的位置。结构形式：填石渗沟管式渗沟洞式渗沟n降低地下水位的渗沟na)填石渗沟b)管式渗沟c)洞式渗沟1、夯实粘土；2、双层反铺草皮；3、粗砂；4、石屑；5、碎石；6、浆砌片石沟洞n施工注意事项：渗沟的布置应尽可能与地下水流向互相垂直；应设反滤层；与暗沟一样，宜由下游向上游施工；宜设置检查井。n（三）渗水井设置特点：竖直方向的地下排水适用范围：浅层地下水较难排除，距地面不深处有良好渗水层，且地下水流向背离路基或较深的路段。设置作用：排除地面水或降低上层的地下水位。n渗水井结构图n影响土质路基压实效果的主要因素有哪些？路基排水系统设计应遵循哪些原则？路基地面排水设施有哪些？它们各适用于哪种情况？路基地下排水设施有哪些？它们各适用于哪种情况？