路基施工岗前培训材料 65页

沙湾公路改扩建项目路基施工技术培训二〇一八年三月二十五日n目录第一章路基概述第二章施工准备第三章路基排水第四章一般路基施工第五章路基压实第六章特殊路基施工第七章软土地区路基施工沉降观测n一、路基1、定义路基是在天然地表面按照道路的设计线型（位置）和设计横断面（几何尺寸）的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。是公路的承重主体。路基承受行车荷载作用，主要是在应力作用区，其深度一般在路基顶面以下0.8m范围以内。此部分路基可视为路面结构的路床，又分为上路床（0~0.3m）和下路床(0.3~0.8m)。坚固的路基，不仅是路面强度与稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有利条件。故有强基薄面，“基础不牢，地动山摇”的说法。n先看一些让人沉重的图片nn2、路基的类型与构造由于填挖情况的不同，路基可分为路堤、路堑和填挖结三种类型路堤——按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.0~1.5m者，属于矮路堤；填土高度大于18m（土质）或20m（石质）的路堤属于高路堤；填土高度在1.5~18m范围内的路堤为一般路堤。n浸水路堤挖沟填筑路堤n路堑——路堑几种常见的横断面形式有全挖路基、台口式路基及半山洞路基。半填半挖路基——位于山坡上的路基，通常取路中心的高程接近原地面高程，以便减少土石方数量，保持土石方数量平衡，形成半填半挖路基。n全路堑、半路堑和半山洞三种。n二、施工准备（一）一般规定1、路基开工前，进行现场调查和核对2、在详尽的现场调查后，编制实施性施工组织设计，并按管理规定报批。3、路基开工前必须建立健全质量、环保、安全管理体系和质量检测体系，并对各类施工人员进行岗位培训和技术、安全交底。4、临时工程，应满足正常施工需求，应保证路基施工影响范围内原有道路、结构物及农田水利等设施的使用功能。n（二）测量路基开工前应做好施工测量工作，其内容包括：1、控制测量2、导线复测3、水准点复测与加密4、中线放样5、路基放样nn（三）试验路基施工前，应按照有关规定和要求，建立试验室。按规范要求做各项试验n（四）场地清理（清表）公路用地范围内原有构造物，应根据设计要求应对路幅范围内、取土坑的原地面表层腐殖土、表土、草皮等进行清理，填地段还应按设计要求整平压实。n（五）试验路段路基施工前，应从实际出发，按照施工组织设计的目标部署施工。对城市干道先做试验路段，特别在采用新材料、新工艺、新设备、新技术的情况下，尤其注意，以确保工程施工质量。n三、路基排水根据资料可看出，在影响路基强度、造成路面破坏的诸多因素中，无不与路基地下水和地面水的存在有关，因此路基施工中必须十分重视路基排水。施工前，宜先完成临时排水设施。施工期间，应经常维护临时排水设施，保证水流畅通。nn（一）一般规定施工前，应校核全线排水设计是否完善、合理，必要时应提出补充和修改意见，使全线的沟渠、管道、桥涵组合成完整的排水系统。临时排水设施应尽量与永久排水设施相结合，排水方案应因地制宜、经济实用。路堤施工中，各施工作业层面应设2%～4%的排水横坡，层面上不得有积水，并采取措施防止水流冲刷边坡。n（二）地表排水（三）地下排水1、边沟1、暗沟（管）2、截水沟2、渗沟3、排水沟3、渗井4、急流槽4、隔离工程土工合成材料5、无消力池的跌水5、仰斜式排水孔6、蒸发池7、油水分离池n四、一般路基施工（一）路基基底处理清除路基范围内的树根、种植土、草皮，清除深度不小于15cm，清理后应予以压实。经过水田、池塘、洼地时，应根据具体情况采用排水疏干、换填水稳性好的土、抛石挤淤等处理措施，确保路堤的基地具有足够的稳定性。地面横坡为1:5~1:2.5时，原地面应挖成台阶，台阶宽度不小于1m；地面横坡陡于1:2.5时，应做特殊处理，防止路堤沿基底滑动。n（二）路基填料应符合下列规定含草皮、生活垃圾、树根、腐殖质的土严禁作为填料。泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土，不得直接用于填筑路基；液限大于50%、塑性指数大于26、含水量不适宜直接压实的细粒土，不得直接作为路堤填料；粉质土不宜直接填筑于路床，不得直接填筑于冰冻地区的路床及浸水部分的路堤。填料强度和粒径，应符合表4.1.2的规定。n填料应用部位（路面底标高以下深度m）填料最小强度（CBR）（%）填料最大粒径（mm）高速公路一级公路二级公路三、四级公路路堤上路床（0～0.30）865100下路床（0～0.80）543100上路堤（0.80～1.50）433150下路堤（＞1.50）322150零填及挖方路基（0～0.30）865100（0～0.80）543100注：①表列强度按《公路土工试验规程》（JTJ051）规定的浸水96h的CBR试验方法测定。②三、四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时，应采用二级公路的规定。③表中上、下路堤填料最大粒径150mm的规定不适用于填石路堤和土石路堤。表4.1.2路基填料最小强度和最大粒径要求n（三）路堤填筑方式路堤宜采用水平分层填筑，即按照横断面全宽分成水平层次，逐层向上填筑。原地面纵坡大于12%地段，可采用纵向分层填筑法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。到上面后再水平分层填筑n同一路段上要用到不同性质填料时应注意的问题1、不同性质的填料要分别分层填筑，不得混填，以免内部形成水囊或薄弱面，影响路堤稳定。2、一般宜将水稳性冻稳性较好的土填在路堤的上部.3、透水性较大的土填在透水性较小的土之下时，如果两者粒径相差悬殊，应在层间加铺过渡层；如果透水性较小的土填在透水性较大的土之下时，其顶面应作成4%的双向向外横坡，以免积水。n（四）路堑开挖方式n五、路基压实（一）路基压实机理机理;采用机械对土施以碾压能量，使土颗粒重新排列，彼此挤紧，孔隙减小，新城新的密实体，增强粗粒土之间摩擦和咬合，增加细粒土之间的分子引力，从而提高土的强度和稳定性。nn（二）路基压实标准表4.2.2-1土质路基压实度标准填挖类型路床顶面以下深度(m）压实度(%）高速公路一级公路二级公路三、四级公路路堤上路床0～0.30≥96≥95≥94下路床0.30～0.80≥96≥95≥94上路堤0.80～1.50≥94≥94≥93下路堤＞1.50≥93≥92≥90零填及挖方路基0～0.30≥96≥95≥940.30～0.80≥96≥95—注：①表列压实度以《公路土工试验规程》(JTJ051）重型击实试验法为准。②三、四级公路铺筑水泥混凝土路面或沥青混凝土路面时，其压实度应采用二级公路的规定值。③路堤采用特殊填料或处于特殊气候地区时，压实度标准根据试验路在保证路基强度要求的前提下可适当降低。④特别干旱地区的压实度标准可降低2%～3%。n（四）路基压实标准表4.2.3-1填石路堤上、下路堤压实质量标准分区路面底面以下深度（m）硬质石料孔隙率（%）中硬石料孔隙率（%）软质石料孔隙率（%）上路堤0.8～1.50≤23≤22≤20上路堤＞l.50≤25≤24≤22n（三）压实方法压实土层的密实度随分层厚度递减，填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型、土的种类和压实度要求有关，应通过试验段来确定压实厚度光轮小于25cm，振动轮小于50cm，冲击式0.5-1.0mn（四）影响压实效果的主要因素1、最佳含水量最佳含水率时，压实效果最好，耗费的压实功能最经济。2、土质砂性土的压实效果，优于粘性土。3、压实厚度压实厚度对压实效果有明显影响。密实度随深度递减。4、压实功能相同含水量条件下，功能愈高、土基密实度愈高。（有上限）。n（五）路基检测n六、特殊路基施工特殊路基施工，应进行必要的基础试验，编制专项施工组织设计，批准后实施。采用新技术、新工艺、新设备、新材料时，必须制定相应的工艺、质量标准。n（二）特殊路基施工的分类1、湿黏土路基施工11、雪害地段路基施工2、软土地区路基施工12、滑坡地段路基施工3、红黏土地区路基施工13、崩塌与岩堆地段路基施工4、膨胀土地区路基施工14、泥石流地区路基施工5、黄土地区路基施工15、岩溶地区路基施工6、盐渍土地区路基施工16、采空区路基施工7、风积沙及沙漠地区路基施工17、沿河、沿溪地区路基施工8、季节性冻土地区路基施工18、水库地区路基施工施工9、多年冻土地区路基施工19、滨海地区路基施工10、涎流冰地段路基施工n（三）软土地基的加固措施与施工软土地基处治前，应复核处治方案的可行性，编制实施性施工组织设计。软土地基处治材料的选用及处治方案，宜应地制宜、就地取材。加固措施塑料排水板挤实砂（碎石）桩砂井生石灰桩袋装砂井预压排水砂垫层抛石挤淤土工织物铺垫爆破挤淤换填反压护道加固土桩n1、塑料排水板塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。其施工简单、快捷，在国内广泛应用，效果很好。nn2、砂井砂井是利用各种打桩机具获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。砂井顶面铺设砂垫层，以构成完整的地基排水系统。n3、袋装砂井小直径砂井无法施工，故采用网状织物袋装砂井n4、排水砂垫层排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层。其作用是在软土顶面增加一个排水面。在填土过程中，荷载逐渐增加，促使软土地基排水固结，渗出的水就可从砂垫层中排走。排水砂垫层n5、土工织物铺垫在软土地基表层铺设一层或多层土工织物，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基的承载能力，同时也不影响排水。土工织物加固软土路基n6、预压如果工期不紧，可以在原状土上加载，使土中水排出，以实现土的预先固结，减少建筑物地基后期沉降和提高地基承载力在拟建涵洞或桥台等结构物处，先填土预压，待地基强度提高到一定程度后，挖去填土，再建造构筑物。n7、挤实砂（碎石）桩以冲击或振动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中，形成直径较大的密实柱体，提高软土地基的整体抗剪强度，减少沉降。n8、抛石挤淤抛石挤淤是强迫换土的一种形式，不必抽水挖淤，施工简便。n9、爆破排淤利用炸药爆炸时的张力作用，使软土扬弃或压缩，然后填以强度较高的渗水土或一般粘性土，达到换填的目的。n10、反压护道反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。优缺点反压护道简单易行占地多，在填料来源困难的地方难于应用只能解决软土地基路堤的稳定问题，对沉降并无补益，往往还会加大沉降量n11、换填采用人工或机械挖除路堤下全部软土，换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料优点换土从根本上改善了地基，不留后患，效果好。适用条件软土层较薄且易于排水施工的情况。如水塘、河沟等地方。软土地区地下水位较高，开挖困难，换土深度一般不宜超过2m。nn13、加固土桩加固土桩主要是以水泥、石灰等材料作固化剂，利用深层搅拌机械与原位软土进行强制搅拌，经过物理——化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特性和水稳性的混合柱状体。加固土桩对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量有明显效果。按固化剂形态可分为浆液固化剂和粉状固化剂。根据施工工艺不同加固土桩可通过以下方法实现：粉体喷射法、水泥搅拌法、高压喷射注浆法及灌浆法。n1）粉喷桩机械：喷粉搅拌钻机工作过程：喷粉搅拌钻机进行土体切割搅拌压缩空气把粉状或粒状的加固材料，通过钻头上的喷嘴向四周土体旋转喷射钻头叶片将固化剂和土进行混合特点：桩与桩间土形成复合地基nn（1）与其它软基方法对比分析减少地基内的沉降量：与排水固结法相比总沉降量减少25%～49%侧向位移减少，加快填筑速度：与排水固结法相比侧向位移减少60%～70%提高地基承载力，加快填筑速度对地基的扰动小施工作业安全、机械设备简便，成本低n（2）水泥粉喷桩适用范围适用于淤泥、饱和粘土、亚粘土等地基加固。当地下水有侵蚀作用或加固的地基为泥碳土时,应通过试验确定其适应性。加固深度不超过20m,加固土强度标准值取90d龄期的无侧限抗压强度,一般可达到0.8～2.0MPa。n（3）影响粉喷桩处理效果的因素影响因素Front粉体固化剂搅拌桩土置换率软土的性状持力层n2）水泥搅拌桩水泥搅拌法是一种经常用的地基加固方法。是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。nn（1）应用支护结构重力式支护结构；止水帷幕；SMW工法地基加固提高地基强度；控制沉降；防止液化n（2）适用范围适用：淤泥、淤泥质土、含水量较高且地基承载力不大于120kPa的粘性土和粉土。含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好。不适用：而对含有伊利石、氯化物和水铝石英等矿物的粘性土以及有机物含量高、酸碱度（pH值）较低的粘性土加固效果较差。n（3）施工机理1、水泥的水解和水化反应2、离子交换和团粒化作用3、硬凝反应4、碳酸化作用n（4）施工工艺n（5）具体施工步骤1.定位。起重机或塔架悬吊搅拌机到指定桩位对中。2.预搅下沉。下沉速度由电流监测表控制，使工作电流不大于70A。3.制备水泥浆。4.提升喷浆搅拌。搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷浆、边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机。n5.重复上下搅拌。深层搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时。为了使软土和水泥浆搅拌均匀，可以再次将搅拌机旋转沉入土中。6.清洗。向集料斗中注入适量清水，启动灰浆泵，清洗集料斗、全部管路及搅拌头。7.移位。重复上述1～6步骤，再进行下一根桩的施工。由于搅拌桩顶部与上部结构的基础或承台接触部分受力较大，因此还可以对桩顶1．0m～1.5m范围内再增加一次输浆，以提高其强度。n七、软土地区路基施工沉降观测二级及二级以上公路路堤施工中，必须进行沉降和稳定的动态观测，测仪表应在软土地基处理之后埋设，并在观测到稳定的初始值后，方可进行路堤填筑。工期间，应按设计要求进行沉降和稳定的跟踪观测，观测频率应与沉降、稳定的变形速率相适应，每填筑一层应观测一次；如果两次填筑间隔时间较长，每3天至少观测一次。路堤填筑完成后，堆载预压期间观测应视地基稳定情况而定，半月或每月观测一次，直至预压期结束。如地基稳定出现异常，应立即停止加载并采取措施处理，待路堤恢复稳定后，方可继续填筑。n观测项目常用仪具名称观测内容及目的地表沉降量地表型沉降计（沉降板）根据测定数据调整填土速率；预测沉降趋势，确定预压卸载时间和结构物及路面施工时间；提供施工期间沉降土方量的计算依据。地表水平位移量及隆起量地表水平位移桩（边桩）监测地表水平位移及隆起情况，以确保路堤施工的安全和稳定。地下土体分层水平位移量地下水平位移计（测斜管）用作掌握分层位移量，推定土体剪切破坏的位置。必要时采用。表6.3.19沉降和稳定动态观测n谢谢大家！