《路基施工与安全》PPT课件.ppt

路基路面施工与安全,路基基础知识,公路的基本组成 公路对路基的基本要求 路基的分类与构造（基本要素） 公路自然区划 路基干湿类型 路基强度指标,公路的组成,路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、防护与加固工程、排水设施、山区特殊构造物等。 此外，为保证汽车行驶的安全、畅通和舒适，还需要有各种附属工程，如公路标志、路用房屋、加油站及绿化栽植等。,公路对路基的基本要求,1. 符合规范要求 2. 具有足够的整体稳定性 3. 具有足够的强度 4. 具有足够的水温稳定性,路基的分类与构造,典型的路基横断面有路堤、路堑、填挖结合及零填零挖等四种类型 路基构造（基本要素） 路基宽度 路基高度 路基边坡 附属设施：取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪、错车道及护栏等。,公路自然区划与路基干湿类型,冻土、温湿、干湿过渡、湿热、潮暖、干旱和高寒七个一级区。 分为33个二级区和19个二级副区。 三级区划是在二级区划内划分更低一级的区划或类型单元 。 路基按其干湿状态不同，分为四类：干燥、中湿、潮湿、过湿。 应用：为了保证路基路面结构的稳定性，一般要求路基处于干燥或中湿状态。过湿状态的路基必须经处理后方可铺筑路面。,路基强度指标,弹性模量（路基路面的设计参数指标） 土基反应模量K0（水泥混凝土路面设计参考指标） CBR（California Bearing Ratio）值（加州承载比）（路基填料选择的依据） 抗剪强度（分析土坡稳定以及挡土墙后土压力计算）,项目一：路基施工准备,路基施工的基本程序与内容 施工准备 修建小型构造物（与土石方同时进行，但 要求先行完工） 土石方施工 交工检查与验收,路基施工准备工作,组织准备 物质准备 技术准备 施工现场的准备 恢复中线和复查水准点，划定路界，路基放样，清理场地，修建临时设施等。,路基放样,边桩放样 图解法、计算法、渐近法 、全站仪坐标放样 边坡放样 竹竿、绳索放样；边坡样板,施工前的复查与试验,CBR试验：确定路基土的强度（可同时测膨胀量） 界限含水率：测定土液限和塑限、塑性指数标准 击实试验：确定路基土最佳含水率和最大干密度 天然含水率：确定路基土的原始含水率 颗粒分析：确定土的名称和分类 比重试验：计算孔隙比和评价土类 土的密度试验：测定原状土的密度 有机质含量：测定土中有机质含量 易溶盐含量：测定土中易溶盐的总量 冻胀试验：测定土在冻结过程中的冻胀率,试验路段,需做试验路段的情况（5种） （1）二级及二级以上公路路堤； （2）填石路堤、土石路堤； （3）特殊地段路堤； （4）特殊填料路堤； （5）拟采用新技术、新工艺、新材料的路基。,试验路段,试验路段报告的内容（7项） （1）填料试验、检测报告等； （2）压实工艺主要参数：机械组合；压实机械规格、松铺厚度、碾压遍数、碾压速度、最佳含水量及碾压时含水量允许偏差等； （3）过程质量控制方法、指标； （4）质量评价指标、标准； （5）优化后的施工组织方案及工艺； （6）原始记录、过程记录； （7）对施工设计图的修改建议等。,项目二：一般土石方路基施工,路基施工要求 1保证足够的整体稳定性。 2强度符合设计要求。 3保持足够的水温稳定性。 4须精心施工，确保工程质量。 5推行机械化施工。 6合理用地，保护生态环境。 7严格执行路基施工技术规范。,路基施工方法,1人工和半机械化施工 2水力机械施工 3爆破施工 4机械化施工 根据工程性质条件、施工期限、现有施工条件等因素而定，同时要结合考虑因地制宜和综合配套使用各种方法。,土质路堤填筑,路基土的分类 巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土 注意与巨粒组、粗粒组、细粒组的区别 工程应用：砂性土最优，粘性土次之，粉性土属不良材料，容易引起路基病害，膨胀性重粘土，特别是蒙脱土更是不良的路基土。 规范对路基土的规定（最小强度CBR、最大粒径）,路堤填筑施工,划分作业段，采取“四区段、八流程”施工法，拉开工序，流水作业，加快进度，确保工程质量。 四区段：填土区段、平整区段、碾压区段、 检测区段； 八流程：施工准备测量放样、基底处理、分层填筑、摊铺平整、 碾压夯实、检验签证、路面整形、边坡整修。,土质路基填筑,主要机械设备：包括推土机、挖掘机、装载机、平地机、压路机、洒水车、自卸汽车、蛙式夯、气夯等。 施工的工艺流程图（见讲义） 主要工序：施工放线、料场选择、基底处理、分层填筑和分层碾压。,土质路基填筑,一般填筑方法： 水平分层填筑、纵坡分层填筑、竖向填筑、混合填筑； 沿横断面一侧填筑的方法（旧路加宽） 不同土质混填（处理好排水、保证路基稳定） 桥涵及其它构造物处的填筑（防止“跳车”）,台背回填压实,路基压实,路基压实的意义与机理 影响压实效果的因素 内因：土质和含水量（率） 外因：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 压实机械选型：静压机械为常用 砂土振压效率高 羊足碾压粘土好,路基压实,结论：控制0，利用试验段确定的碾压工艺压实 (包括分层厚度、碾压机具组合、碾压速度、碾压遍数等) 松铺系数：材料的松铺厚度与达到规定压实度的压实厚度之比值称为 ，常精确到小数点后两位。,路基压实,压实原则：“先 后 ” （3个） 压实机具先轻后重 碾压速度先慢后快 压实机具合理的工作路线先低后高 直线段及不设超高的弯道段：先两侧后中间（形成路拱） 弯道设超高：由内向外（形成单向超高横坡）,路基压实,行车道碾压方法： （1）由试验段确定：松铺厚度、压实机具组合情况、碾压速度、遍数 （2）行进路线：纵向进退式 （3）横向、纵向接头重叠碾压的规定（不漏压） 横向：振动压路机（0.40.5m）;三轮压路机（后轮的1/2）纵向：重叠1.01.5m 边缘碾压方法：多填30-50cm，压实后刷坡 小型振动压路机、履带式推土机，坡脚 坡顶,某公路土方填筑试验路确定的压实工艺,每侧超宽5Ocm； 松铺厚度30cm控制； 用推土机（T-180型）推平； 最佳含水率下（由试验人员抽检），用YZ18型振动压路机静压一遍后用平地机（PY180型）整平； 用压路机 （YZ18）振动碾压四遍后，试验人员开始用灌砂法跟踪检测压实度，直到达到标准； 用压路机（YZ18型）静压一遍，消除轮迹。,路基压实质量控制,1. 概念： K d / dmax 100% 工地实测干密度d的值，应该符合下列要求： d=K0dmax,路基压实标准,路基压实质量控制,确定要求的工地干密度d=K0dmax 确定的允许范围【1，2】 的控制：天然土 0 ，及时碾压 过大：翻晒随时检测，合适时碾压 手提烘箱法、酒精燃烧法 掺灰用装载机或挖掘机边集土料边掺白灰； 掺量视湿度大小而定，闷料一昼夜即可使用。 2.过小：洒水 V=(0 )Q/(1+),路基压实质量控制,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。 根据路堤的填筑高度，严格按规范要求检查压实度，每层填土都要资料齐全，并经监理工程师签认或旁站。,灌砂法检测压实度,灌砂法检测压实度,路基土现场含水量的检测,核子密度仪检测压实度,路基碾压中的弹簧现象,路堑土方开挖,开挖方式：全断面横挖法、纵挖法及混合式开挖法三种。 土方开挖主要机械设备：推土机、挖掘机、装载机、平地机、压路机、洒水车、自卸汽车等。 施工工艺流程图（见讲义） 主要工序：路基放样、地表处理、土方挖运、边坡修整、路槽平整、压实检测。,路堑土方开挖,注意事项 路堑排水；废方处理 及时设置必要的支挡工程，（边坡稳定） 禁止超挖。 施工安全：挖掘机倾覆；运土中的事故；卸土专人指挥；机械定期保养与维修；自上而下开挖，禁止掏挖，并及时支护等等。 冬季、雨期施工注意事项,填石路堤施工,填石路堤：指用粒径大于40mm、含量超过70%的石料填筑的路堤。 与填土路堤不同，主要是石料粒径大，强度高，填筑和压实都有特殊要求。 主要工序：测量放样、清表碾压、码砌坡脚、填筑石料、碾压、路床填土、压实、边坡修整。,填石路堤施工,填石路堤，不用压实度来判定路基的密实程度。 填石路堤压实标准应采用孔隙率作为控制指标。 填石路堤孔隙率检测时，必须挖大坑（最大粒径的1.52倍）用水袋法进行，用于施工过程控制难度较大。 填石路堤在试验路修筑时，采用孔隙率指标进行检验，确定相应的施工工艺参数与压实沉降差作为路堤施工时的压实质量检测控制指标。,石质路堑开挖,通常采用爆破法，有条件时宜采用松土法，局部情况可采用破碎法开挖。 施工时，采用的爆破方法，要根据石方的集中程度、地质、地形条件及路基断面形状等具体条件而定。主要方法有钢纤炮、深孔爆破、葫芦炮、光面爆破与预裂爆破和抛坍爆破 。,石质路堑开挖,爆破开挖路堑主要机械设备：空压机、潜孔钻、手风钻、推土机、装载机、平地机、压路机、自卸汽车、爆破仪表和设备等。 主要工序：测量放样、爆破组织设计、施工准备（人、料、机准备及测量布孔）、钻孔、装药、填塞、起爆、处理危石、清运等。,土石方路基施工质量检测项目,压实度（土方） （石方：检查压实层厚与碾压遍数记录） 弯沉（土方） 纵断高程 中线偏位 宽度 平整度 横坡 边坡,纵向以挖作填,提高路基强度与稳定性的措施,合理的断面形式，尤其是边坡； 填料的选择（强度、稳定性好的填料）； 充分压实； 做好地面排水； 保证足够的高度（工作区内干燥）； 设隔离层、隔温层（保证路基的水温稳定性）； 做好边坡的防护与加固（及时）等等。,路基清淤,路基分层施工,人工清理不符合要求的填料,路堑开挖、边坡防护,填石路基码砌的边坡台阶,填石路基碾压,成型的路堤,边坡碾压,薄层贴补造成的起皮现象,交工检测,项目三：路基防护工程施工,坡面防护加固方法 植物防护：植被防护（种草、铺草皮、植树）、三维植被网防护、客土喷播、湿法喷播等； 工程防护：圬工防护喷护（喷浆、喷混凝土）、锚杆挂网喷护、干砌片石、浆砌片（卵）石护坡和护面墙等结构形式、封面、捶面； 骨架植物防护：浆砌片石或水泥混凝土骨架植草防护、多边形水泥混凝土空心块、锚杆混凝土框架植物防护等形式 。 往往综合应用。,边坡综合防护工程,边坡植物防护的养护,三维植被网,三维植被网以热塑料树脂为原料，采用科学配方及工艺制成。 结构分为上、下两层，下层为一个经双面拉伸的高模量基础层，强度足以防止植被网变形；上层具有一定弹性的、规则的、凹凸不平的网包组成。 由于网包的作用，能降低雨滴的冲蚀能量，并通过网包阻挡坡面雨水，同时网包能很好地固定充填物（土、营养土、草籽）不被雨水冲走，为植被生长创造良好条件。 三维网固定于坡面上，直接对坡面起固筋作用。当植物生长茂盛后，根系与三维网盘错、连接、纠缠在一起，坡面与土相接，形成一个坚固的绿色保护整体，起到复合护坡的作用。,三维植被网,湿法喷播,湿法喷播是由欧美引进的一种机械化植被建植技术。 将植物种籽、肥料、土壤稳定剂和水按一定比例混合均匀，用专门的设备（喷播机）喷射到边坡上，种子在较稳定的时间内萌芽、生长成株、覆盖坡面，达到迅速绿化，稳固边坡之目的。,客土喷播,客土喷播是以日本为典型的一种喷播建植技术。 将客土（提供植物生育的基盘材料）、纤维（基盘辅助材料）、侵蚀防止剂、缓效肥料和种子按一定比例，加入专用设备中充分混合后，用喷射机均匀喷涂到坡面上，使植物获得必要的生长基础，达到快速绿化的目的。 客土喷播技术，一般先打锚杆，挂镀锌钢筋网，然后再播客土。,工程防护：抹面,抹面防护，适于石质挖方坡面，岩石表面易风化，但比较完整，尚未剥落的新坡面。对此应及时予以封面，以预防风化成害。 常用材料：石灰浆等，其中石灰为胶结料（精选） 抹面厚度视材料与坡面状况而定，一般210cm，分两次进行，底层抹全厚的2/3，面层1/3。 作业前，应先清理边坡，去掉风化层、浮土、松动石块并填坑补洞，洒水湿润 抹面后，应拍浆、抹平和养生。,喷浆、喷射混凝土及挂网锚喷,喷浆及喷射混凝土适用于易风化但尚未严重风化的岩石边坡，且破面较干燥。 机械喷护法施工，将配制好砂浆（混凝土）使用喷射机（或水泥枪）喷射于坡面上，由于喷射产生一定的压力，提高了保护层与坡面间的粘聚力及保护层的强度。,喷浆、喷射混凝土及挂网锚喷,喷锚防护,工程防护,勾缝、灌缝 勾缝适用于较硬、不易风化、节理缝多而细的岩石路堑边坡； 灌缝适用于较坚硬、裂缝较大较深的岩石路堑边坡。 灌缝可用体积比1:4或1:5的水泥砂浆。 砌石防护 砌石防护有干砌和浆砌两种,工程防护,护面墙：为覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡，以免其受自然因素影响，防止雨水渗入而修的墙。 实体护面墙、窗孔式护面墙、拱式护面墙及肋式护面墙等 紧贴边坡坡面修建，只承受自重，不承受墙背土侧压力。,工程防护,护面墙的砌筑工艺：施工放线开挖路基检平基底浆砌基础安装排水墙背铺设反滤浆砌墙身墙背回填夯实勾缝。 浆砌预制块护坡的施工工艺：施工放样开挖基槽检平基底预制块砌筑铺设草皮。,骨架植物防护,浆砌片石或水泥混凝土骨架植草防护 结构形式主要有方格型、人字型、拱型及多边形混凝土空心块等。 拱形骨架护坡的施工工艺流程：边坡整修夯实基坑开挖验槽处理基础施工浆砌片石拱施工植草浇水养护。,拱形骨架护坡施工,拱形骨架护坡施工,骨架植物防护,水泥混凝土空心块护坡 锚杆混凝土框架植物防护 （近年来） 既保留了锚杆对风化碎岩石边坡的主动加固作用，防止了岩石边坡经开挖卸荷和爆破松动而产生的局部破坏，又吸收了浆砌片石（混凝土）骨架植草防护的造型美观，便于绿化的优点。 锚杆混凝土植草防护形式有多种组合：锚杆混凝土框架+喷播植草、锚杆混凝土框架+挂三维土工网+喷播植草、锚杆混凝土+土工格室+喷播植草、锚杆混凝土框架+混凝土空心块+喷播植草等。,冲刷防护工程的施工,直接防护：直接加固岸坡的，如坡面防护、抛石防护、石笼防护、土工膜袋等； 间接防护：改变水流性质的，主要指导治结构物，如丁坝、顺坝、防洪堤、拦水坝等。,骨架植草防护,骨架植草防护,挡土墙,指承受土体侧压力的墙式构造物。 作用：用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。,挡土墙类型,按照挡土墙在路基横断面上的位置，分为路肩墙、路堤墙、路堑墙、浸水墙、山坡墙及抗滑墙等。 按照挡土墙的墙体材料，分为石砌挡土墙、砖砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。 按照挡土墙的结构型式，分为重力式挡土墙、加筋土挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、桩板式挡土墙等。,重力式挡土墙,原理：依靠墙身自重抵抗土体侧压力来维持其稳定的挡土墙。 材料：多用片（块）石砌筑，也用混凝土修建。 特点：形式简单，施工方便，可就地取材，适应性较强，应用广泛。但圬工数量较大，对地基的承载能力要求较高。 适用：一般地区、浸水地区和地震地区的路肩、路堤和路堑等支挡工程。墙高不宜超过12m，干砌挡土墙的高度不宜超过6m。高速公路、一级公路不应采用干砌挡土墙。,重力式挡土墙,组成：由墙身、基础、排水设施和沉降伸缩缝等部分组成。,施工工艺：施工放线开挖路基检平基底浆砌基础安装排水墙背铺设反滤浆砌墙身墙背回填夯实勾缝。（同护面墙）,加筋挡土墙,构成：填土、拉筋、面板三者的结合体。,原理： 起控制作用的是填土与拉筋之间的摩擦力。 面板的作用是阻挡填土坍落挤出，迫使填土与拉筋结合为整体。,锚定式挡土墙,锚杆式挡土墙：指由钢筋混凝土墙板和锚杆组成。,原理：依靠锚固在岩层内的锚杆的水平拉力来承受土体侧压力。,锚定式挡土墙,锚定板式挡土墙：钢筋混凝土墙板、拉杆、锚定板以及其间的填土共同形成的一种组合挡土结构。 原理：借助于埋在填土内的锚定板的抗拔力抵抗侧向土压力，保持墙的稳定。,薄壁式挡土墙 （1）悬臂式（2）扶壁式,原理：它利用深埋的锚固段的锚固作用和被动抗力抵抗侧向土压力，从而维护挡土墙的稳定。,组成：由钢筋混凝土锚固桩和挡土板组成。,桩板式挡土墙,加筋挡土墙的施工,加筋挡土墙的施工,工艺流程：开挖基坑重锤夯实处理基底基础施工基坑回填第一层面板安装排水主管、支管第一节安装及回填砂砾第一层填土 安装第二层面板安装透水支管及回填砂砾第二层填土循环施工至最顶层现浇找平层现浇帽石。,钢筋混凝土挡土墙施工,抗滑桩施工,抗滑桩施工,项目四：路基排水工程施工,地表排水设施：边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、蒸发池等 。 地下排水设施：暗沟、渗沟、渗井、仰斜式排水孔等。,地表排水设施,排水沟出口与涵洞连接图,地表排水设施施工,浆砌片石边沟、排水沟、截水沟施工工艺流程：施工放线人工配合反铲挖掘机开挖沟槽验槽处理铺砌砂砾石垫层浆砌沟底和沟边坡勾缝沟底抹面养护根据设计情况（有、无）安装盖板周围地面整平压实。 急流槽施工工艺流程：施工准备测量放样挖基验槽处理砌筑急流槽立模 浇筑进水口混凝土养护清理。,暗沟,当路线无法绕避泉眼 高速、一级公路中央分隔带有雨水浸入 通过雨水口将地面水引入设在地面以下引导水流的沟渠。 作用：把路基范围内的泉水或渗沟所拦截、汇集的水流，排到路基范围以外， 本身无汇水、渗水的作用。,渗沟,填石渗沟（盲沟）、管式渗沟和洞式渗沟,边沟下渗沟的排水示意图,渗井,在平坦地区，当路基附近的地面水或浅层地下水无法排除，如距离地面不深处有渗透性土层，而且地下水背离路基或较深，可设置渗井，将地面水或地下水经渗井通过不透水层中的钻孔流入下层透水层中排除。,项目五：特殊路基施工,特殊路基指区别于一般土石方路基的路基。 包括：湿粘土路基、软土地区路基、红粘土地区路基、膨胀土地区路基、黄土地区路基、盐渍土地区路基、风积沙及沙漠地区路基、季节性冻土地区路基、多年冻土地区路基、涎流冰地区路基、雪害地区路基、滑坡地段路基、崩塌与岩堆地段路基、泥石流地区路基、岩溶地区路基、采空区路基、沿河、沿溪地区路基、水库地区路基、滨海地区路基等。,特殊路基施工,湿软地基泛指天然含水量过大，孔隙率大，胀缩性高，承载能力低的土质地基，如软土泥沼、湿陷性黄土、松散杂填土、膨胀土等。 不加处理或处理不当，往往会导致路基失稳或过量沉降。,换填土层法,将影响路基范围内的湿软土层挖除，换填上强度较高，稳定性好的砂、碎（砾）石、工业废渣、灰土或素土等土类，并分层压实。 作用：主要用于路基工程中低洼区域填筑、高填方路基以及挡土墙、涵洞地基处理等。 砂垫层的厚度一般在0.6m1.0m之间。 施工工艺及质检项目见讲义。,挤密法,土基中成孔后，在孔中灌以砂、石、土、灰或石灰等材料，捣实而成直径较大的桩体，利用桩体间的横向挤压作用，使地基土粒彼此靠紧，孔隙减少，而且孔被填满和压紧，形成桩体。 孔中灌砂（碎石），形成砂（碎石）桩； 孔中填石灰而成石灰桩；生石灰的吸水、膨胀、发热及离子交换作用使桩体硬化，改善了原地基土的性质。 施工工艺及质检项目见讲义。,化学加固法（胶结法）,采用压力灌注或搅拌混合等措施，将化学溶液或胶结剂均匀注入软土层中，使土颗粒胶结起来，达到对土基加固的目的。 目前化学溶液主要有以水玻璃溶液为主的浆液，丙烯酸氨为主的浆液，水泥浆液和以纸浆溶液为主的浆液。 以水泥浆液使用较多，纸浆液有毒性，且易污染地下水。,化学加固法（