土質(zhì)路基施工的知識

1、第七章 土質(zhì)路基施工7.1 路基填料壓實特性7.2 常用路基施工機械7.3 路基施工要點第一節(jié) 路基壓實 一、路基壓實的意義與機理 路基施工破壞土體的天然狀態(tài)，致使結構松散，顆粒重新組合。為使路基具有足夠的強度與穩(wěn)定性，必須予以壓實，以提高其密實程度。所以路基的壓實工作，是路基施工過程中一個重要工序，亦是提高路基強度與穩(wěn)定性的根本技術措施之一。 土是三相體，土粒為骨架，顆粒之間的孔隙為水分和氣體所占據(jù)。壓實的目的在于使土粒重新組合，彼此擠緊，孔隙縮小，土的單位重量提高，形成密實整體，最終導致強度增加，穩(wěn)定性提高。這一點已為無數(shù)試驗與實踐反復證明。 大量試驗和工程實踐還證明：土基壓實后，路基的塑

2、性變形、滲透系數(shù)、毛細水作用及隔溫性能等，均有明顯改善。 w0二、影響壓實效果的主要因素 對于細粒土的路基，影響壓實效果的因素有內(nèi)因和外因兩方面。內(nèi)因指土質(zhì)和濕度，外因指壓實功能（如機械性能、壓實時間與速度、土層厚度）及壓實時的外界自然和人為的其他因素等。飽水前飽水前飽水后飽水后 現(xiàn)行路面設計方法是以回彈模量為土基的強度指標，為什么不直接用模量來控制土基壓實程度，而用干容重表示壓實程度，這一點可通過下圖所示的試驗來分析說明。 壓實厚度對壓實效果具有明顯影響。相同壓實條件下（土質(zhì)、濕度與功能不變），實測土層不同深度的密實度（或壓實度）得知，密實度隨深度遞減，表層5cm最高。不同壓實工具的有效壓實

3、深度有所差異，根據(jù)壓實工具類型、土質(zhì)及土基壓實的基本要求，路基分層壓實的厚度，有具體規(guī)定數(shù)值。一般情況下，夯實不宜超過20cm，1215t光面壓路機，不宜超過25cm，振動壓路機或夯擊機，宜以50cm為限。實際施工時的壓實厚度應通過現(xiàn)場試驗確定合適的攤鋪厚度。 壓實功能（指壓實工具的重量、碾壓次數(shù)或錘落高度、作用時間等）對壓實效果的影響，是除含水量而外的另一重要因素。 600 KNm1150 KNm2300 KNm3400 KNm 據(jù)此規(guī)律，工程實踐中可以增加壓實功能（選用重碾，增加次數(shù)或延長時間等），以提高路基強度或降低最佳含水量。 但必須指出 ，用增加壓實功能的辦法，賴以提高土基強度的效果

4、，有一定限度，功能增加到一定限度以上，效果提高愈為緩慢，在經(jīng)濟效益和施工組織上，不盡合理，甚至功能過大，破壞土基結構，效果適得其反。相比之下，嚴格控制最佳含水量，要比增加壓實功能收效大得多。當含水量不足，灑水有困難時，適當增大壓實功能，可以收效，如果土的含水量過大，此時如果增大壓實功能，必將出現(xiàn)“彈簧現(xiàn)象”，壓實效果很差，造成返工浪費。所以，土基壓實施工中，控制最佳含水量，是首要關鍵，在此前提下采取分層填土，控制有效土層厚度，必要時適當增大壓實功能，乃土基壓實工作的基本要領。 第二節(jié) 路基施工的主要機械一、 挖運主要機械 1.推土機（1）分類 按行走裝置分為履帶式、輪胎式；按推土板安裝方式分為

5、固定式、回轉式；按推土板操縱方式分為機械式、液壓式；按發(fā)動機功率大小分為小型（37kw以下）、中型（37250kw）、重型（大于250kw）（2）適用范圍適用于50100m短距離土或軟石的挖運作業(yè)2.鏟運機（1）分類 按行走方式分為自行式、拖式；按卸土方法分為強制式、自由卸土式；按卸土方向上又有前卸式、后卸式；按鏟斗容量分為小容量（15m3）。（2）適用范圍適用于中短距離的土體挖運，不適用于潮濕的粘性土或陡坡路段3.平地機（1）分類 按行走機構分為拖式、自行式；按刮刀和行走裝置的操縱分為機械式、液壓式；按車輪驅(qū)動分為全輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動；按車輪轉向情況分為全輪轉向、前輪轉向； 按鏟刀長度和發(fā)動機

6、功率分為輕型、中型、重型。（2）適用范圍從路線兩側取土、填筑不高于1m的路堤；修整路堤橫斷面、旁刷邊坡、開挖路槽和邊溝、現(xiàn)場拌合、攤鋪路基路面材料、清理路肩雜草、冬季清雪、砂石路面養(yǎng)護4.挖掘機（1）分類 按運行方式分為輪胎式、履帶式、步履式、軌行式；按照操縱方式分為液壓式、機械式；按挖土方式分為正鏟式、反鏟式、拉鏟式。（2）適用范圍用于各種場合挖掘各種土體和軟石拉鏟式反鏟5.裝載機（1）分類 按工作裝置不同分為單斗式、挖掘裝載式、斗輪式；按動臂形式不同分為全回轉式、半回轉式、非回轉式；按自身結構特點分剛性式、絞接式；按行走方式分輪胎式、履帶式。（2）適用范圍挖掘松土、鏟土、裝載、短距離運土5

7、.工程運輸車輛（1）分類 公路形車輛：后卸整車，后卸和底卸掛車非公路形車輛：重型工程車，重型掛車（2）適用范圍中、遠距離土方和各種設備運輸絞接自卸卡車二、 壓實主要機械 （一）分類碾壓式：光面碾（普通的兩輪和三輪壓路機）、羊足碾和氣胎碾 振動式：振動器、振動壓路機（單驅(qū)單振、雙驅(qū)雙振） 夯擊式：夯錘、夯板、風動夯、蛙式夯機 、夯擊壓路機（二）適用性A代表適用；B代表無適當機械時可用；C代表不適用 三、 石方施工主要機械 （一） 空壓機（二）鑿巖機（三）破碎機 反擊式顎式落錘式第三節(jié) 施工要點一、基本要求 土質(zhì)路基的挖填，首先必須搞好施工排水，包括開挖地面臨時排水溝槽及設法降低地下水位，以便始終

8、保持施工場地的干燥。這不僅因為土在干燥狀態(tài)下易于操作，而且控制土的濕度是確保路堤填筑質(zhì)量的關鍵。 從有效控制土的含水量需要出發(fā)，土質(zhì)路基的施工作業(yè)面不宜太大，以有利于組織快速施工，隨挖隨運，及時填筑壓實成型，減少施工過程中的日曬、雨淋，盡量保持土的天然濕度，避免過干或過濕。一般條件下土的天然含水量，接近最佳值，必要時，應考慮人工灑水或晾干措施。 雨季施工，尤應按照施工技術操作規(guī)程的有關規(guī)定，加強臨時排水，確保路基質(zhì)量。過濕填土，碾壓后形成彈簧現(xiàn)象，必須挖除重填，必要時可采取其它相應的加固措施。 路基挖填范圍內(nèi)的地表障礙物，事先應予以拆除，其中包括原有房屋的拆遷，樹木和叢林莖根的清除，以及表層種

9、植土、過濕土與設計文件或規(guī)程所規(guī)定之雜物等的清除。在此前提下，必要時按設計要求對路堤上層進行加固。 路基取土與填筑，必須有條不紊，有計劃有步驟地進行操作，這不僅是文明施工的需要，而且是選土和合理利用填土的保證。不同性質(zhì)的路基用土，除按規(guī)定予以廢棄和適當處治外，一般不允許任意混填。 路塹開挖，應在全橫斷面進行，自上而下一次成型，注意按設計要求準確放樣，不斷檢查校正，邊坡表面削齊拍平。 路塹底面，如土質(zhì)堅實，應盡量不擾動，予以整平壓實，如果土質(zhì)較差、水文條件不良，應根據(jù)路面強度設計要求，采取加深邊溝、設置地下盲溝以及挖松表層一定深度原土層，重新分層填筑與壓實或必要時予以換土和加固，以確保路塹底層土

10、基的強度與穩(wěn)定性，達到規(guī)定標準，這對于修筑瀝青類路面尤為重要。 土質(zhì)路堤，應視路基高度及設計要求，先著手清理或加固地基。潮濕地基盡量疏干預壓，如果地下水位較高，因工期緊或其它原因無法疏干，第一層填土適當加厚或填以砂性土后再予以壓實。一般情況下，路堤填土應在全寬范圍內(nèi)，分層填平，充分壓實，每日施工結束時，表層填土應壓實完畢，防止間隔期中雨淋或曝曬。分層厚度視壓實工具而定，一般壓實厚度為2025cm左右。路堤加寬或新舊土層搭接處，原土層挖成臺階，逐層填新土，不允許將薄層新填土層貼在原路基的表面。 路基原定設計要求及施工操作規(guī)程，是路基施工的依據(jù)及質(zhì)量檢驗的標準，必須嚴格執(zhí)行。遇有特殊情況，無法按原

11、設計和規(guī)程實施，需按基建程序中規(guī)定的手續(xù)，會同有關單位協(xié)商解決。路基填方材料，應有一定的強度。經(jīng)野外取土試驗，符合表81 的規(guī)定時才能使用，二級和二級以下的公路做高級路面時，應符合高速公路及一級公路的規(guī)定。表中所列強度按公路土工試驗規(guī)程規(guī)定方法確定。 表72路基填方材料最小強度和最大粒徑表項目分類填料最小強度（CBR）（%）粒料最大粒徑（路面底面以下深度）高速公路及一級公路二級及二級以下公路（cm）路 上路床（030cm）8.06.010 下路床（3080cm）課本錯誤5.04.010 上路堤（80150cm）4.03.015堤下路堤（150cm）3.02.015零填及路塹路床（030cm）8

12、.06.010二、填挖方案 1路堤填筑 土質(zhì)路堤（包括石質(zhì)土），按填土順序可分為分層平鋪和豎向填筑兩種方案。分層平鋪是基本的方案如符合分層填平和壓實的要求，則效果較好，且質(zhì)量有保證，有條件時應盡量采用。豎向填筑是在特定條件下，局部路堤采用的方案。水平分層填筑豎向填筑不同土質(zhì)路堤接頭 透水性土弱透水性土正確方案錯誤方案弱透水性土透水性土分層平鋪，有利于壓實，可以保證強度不同用土按規(guī)定層次填筑。圖714所示，為不同用土的組合方案。 豎向填筑,指沿路中心線方向逐步向前深填，如圖82所示。路線跨越深谷或池塘時，地面高差大，填土面積小，難以水平分層卸土，以及陡坡地段上半挖半填路基，局部路段橫坡較陡或難以

13、分層填筑等，可采用豎向填筑方案。豎向填筑的質(zhì)量在于密實程度，為此宜采用必要的技術措施。如選用振動式或錘式夯擊機，選用沉陷量較小及粒徑較均勻的砂石填料；路堤全寬一次成型；暫不修建較高級的路面，容許短期內(nèi)自然沉落。此外，盡量采用混合填筑方案，即下層豎向填筑，上層水平分層，必要時可考慮參照地基加固的注入、擴孔或強夯等措施，以保證填土具有足夠的密實度。 混合填筑法豎向填筑法2路塹開挖 土質(zhì)路塹開挖，根據(jù)挖方數(shù)量大小及施工方法的不同，按掘進方向可分為縱向全寬掘進和橫向通道掘進兩種，同時又可在高度上分單層或雙層和縱橫掘進混合等（以上掘進方向，依路線縱橫方向命名）?？v向全寬掘進是在路線一端或兩端，沿路線縱向

14、向前開挖，如圖83所示。單層掘進的高度，即等于路塹設計深度。掘進時逐段成型向前推進，運土由相反方向送出。單層縱向掘進的高度，受到人工操作安全及機械操作有效因素的限制，如果施工緊迫，對于較深路塹，可采用雙層掘進法，上層在前，下層隨后，下層施工面上留有上層操作的出土和排水通道。 橫向通道掘進，是先在路塹縱向挖出通道，然后分段同時向橫向掘進，如圖84所示。此法為擴大施工面，加速施工進度，在開挖長而深的路塹時用。施工時可以分層和分段,層高和段長視施工方法而定。該法工作面多，但運土通道有限制，施工的干擾性增大，必須周密安排，以防在混亂中出現(xiàn)質(zhì)量或安全事故。個別情況下，為了擴大施工面，加快施工進度，對土路

15、塹的開挖，還可以考慮采用雙層式縱橫通道的混合掘進方案，同時沿縱橫的正反方向，多施工面同時掘進，如圖84b）所示?；旌暇蜻M方案的干擾性更大，一般僅限于人工施工，對于深路塹，如果挖方工程數(shù)量大及工期受到限制時可考慮采用。 圖84橫向和混合掘進示意圖a）雙層橫向；b）雙層混合三、機械化施工 常用的路基土方機械，有松土機、平土機、推土機、鏟運機和挖掘機（配以汽車運土），此外還有壓實機具及水力機械等。各種土方機械可進行單機作業(yè)，例如平土機、推土機及鏟運機等；以挖掘機為代表的主機，需要配以松土、運土、平土及壓實等相應機具，相互配套，綜合完成路基施工任務。 各種土方機械，按其性能，可以完成路基土方的部分或全

16、部工作。選擇機械種類和操作方案，是組織施工的第一步，為能發(fā)揮機械的使用效率，必須根據(jù)工程性質(zhì)、施工條件、機械性能及需要與可能，擇優(yōu)選用。機械名稱適 用 的 作 業(yè) 項 目施工準備工作基本土方作業(yè)施工輔助作業(yè)推土機1修 筑 臨 時 道 路；2推倒樹木，拔除樹根；3鏟草皮，除積雪及建筑 碎屑4推緩陡坡地形，整平場地5翻挖回填井、坑、陷穴、1高度3m以內(nèi)的路堤和路塹土方；2運距100m以內(nèi)的挖、填與壓實3傍山坡挖填結合 路基土方1路基缺口土方的回填；2路基粗平，取棄土方的整平3填土壓實，斜坡上挖臺階4配合挖掘機與鏟運機松土、運土鏟運機1鏟運草皮2移運孤石1運距600700m以內(nèi)的挖土、運土、鋪平與壓

17、實（高度不限）1路基粗平2借土坑與棄土堆整平自動平地機 除草、除雪、松土 修筑高0.75m以內(nèi)路堤與深0.6m以內(nèi)路塹，以及填挖結合路基的挖、運、填土 開挖排水溝，平整路基，修整邊坡松土機 翻松舊路面、清除樹根與廢土層、翻松硬土1IIIIV類土的翻松；2破碎0.5m內(nèi)的凍土層挖掘機1半徑7m以內(nèi)的挖土與卸土；2裝土供汽車遠運1挖溝槽與基坑；2水下?lián)仆粒ǚ聪蜱P土等）三、壓實機具的選擇與操作 機具名稱最大有效壓實厚（m）碾壓行程次數(shù)適宜的土類粘性土亞粘土粉砂土砂粘土人工夯實0.1034342323粘性土與砂性土牽引式光面碾0.1575粘性土與砂性土羊足碾（2個）0.201086粘性土自動式光面碾5

18、t0.1512107粘性土與砂性土自動式光面碾10t0.251086粘性土與砂性土氣胎路碾25t0.4556453423粘性土與砂性土氣胎路碾50t0.7056453423粘性土與砂性土夯擊機0.5t0.404321砂性土夯擊機1.0t0.605432砂性土夯板1.5t落高2m0.656521砂性土履帶式0.256868粘性土與砂性土振動式0.4023砂性土（一）機具選擇（二）機具操作1.土基壓實時，在機具類型、土層厚度及行程遍數(shù)已經(jīng)選定的條件下，壓實操作時宜先輕后重、先慢后快、先邊緣后中間（超高路段等需要時，則宜先低后高），分層逐次壓實。2.壓實時，相鄰兩次的輪跡應重疊輪寬的三分之一，保持壓

19、實均勻，不漏壓，對于壓不到的邊角，應輔以人力或小型機具夯實。3.路堤邊緣兩側可采取多填3050cm，壓實完成后再刷坡整平；也可用小型振動壓路機從坡腳向上碾壓，坡度不陡于1：1.75時，可用履帶推土機從下向上壓實施工準備填筑前基底處理基底檢測填料分層填筑推土機攤平平地機整平灑水或晾曬碾壓檢測做好記錄檢查簽證路基成型檢查攤鋪厚度檢測下層填土中線和邊線填料選定與檢測路基分層填筑壓實程序四、土基壓實標準土基野外施工，受種種條件限制，不能達到室內(nèi)標準擊實試驗所得的最大干容重0，應予適當降低。令工地實測干容重為，它與0值之比的相對值，稱為壓實度，已知0值，規(guī)定壓實度，則工地實測干容重值，應符合下列要求 0 壓實度就是現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的路基壓實標準。正確選定值，關系到土路基受力狀態(tài)、路基路面設計要求、施工條件，必須兼顧需要與可能，講究實效與