对公路路基施工技术要点的探讨.docx

对公路路基施工技术要点的探讨摘 要： 近年来， 随着社会经济发展城市道路和公路不断完善， 各种等级公路的建设，在设计与施工方面也取得了很大的进步;采用先进的勘察、 测量手段为公路路基设计提供了可靠技术资料。路基是公路路面的基础，承受着沿途自身的重力和路面荷载，路基质量的好坏影响到路面使用的质量，路面损坏往往由于路基排水的不畅、路基压实强度不够等关系，而且它的修复难度大、费用高，因为路基的施工技术对公路的质量起着十分重要的作用。下面是公路工程稳定路基技术方面的体会进行总结。关键词： 路基压实, 排水,防护及路基处理一、 路基填土与压实公路路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实的程度。路基及回填土的压实，目的在于提高其强度和稳定性，降低土基的透水性和减少因冰冻而引起的不均匀变形，从而保证路面具有足够的抵抗车辆荷载作用的力学强度和稳定性，提高道路的使用年限。 从现有条件出发， 改进填土要求和压实条件是保证路基质量最有效和经济的方法。1.路基填料规范规定了对路基填料应有条件的选用。对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准，采用 CBR 值表征路基土的强度， 引入了路床的概念。 对上路床的的填料提出了限制的条件， 高速公路和一级公路路面底以下 030cm 的路床填料 CBR 值应大于 8， 下路床及其下面的填土， 也都给出相应的规定值。当路基填料达不到规定的最小强度时，应采取掺合粗粒料、 或换填、 或用石灰等稳定材料处理， 并不规定对其它等级公路铺筑高级路面时， 也要采用高速公路和一级公路的规定值。2.路基压实当前路基施工， 普遍采用了大吨位的压路机， 碾压效果有了明显的改善。 对于提高路基土的压实度起了很好的作用。 规范规定高速公路和一级公路路面底面以下 80150cm 部分的上路堤压实度， 对其它等级公路当铺筑高级路面时，其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。此外， 还增加了对路堤基底的压实度不宜小于 93%的规定。3.特殊潮湿地区路基土的压实在特殊潮湿地区， 路基上的压实是相当困难的， 规范对此作出了若干调整：一是压实度标准可根据试验资料确定或较表列数值降低23 个百分点; 二是对于天然稠度小于 1.1， 液限大于 40， 塑性指数大于 18 的粘质土， 当用于下路床及其下的路堤填料时， 可采用规定的轻型压实标准; 三是改善填料的性质， 在土中掺加生石灰， 通常可以获得预期的效果， 也可采用新型吸水材料加固。4.黄土路基填筑及压实(1)黄土路堤施工时，应做好填挖界面的结合(纵向)， 清除坡面杂草， 挖好向内倾斜的台阶。如结合面陡立， 无法挖成台阶时， 可采用土工钉加强结合。若地基土层具有强湿陷性或较高的压缩性， 且容许承载力低于路堤自重压力时， 可考虑采用重锤夯实， 石灰桩挤密加固。(2)黄土含水量过小，应均匀加水再行碾压; 如含水量过大， 可翻松晾晒至需要含水量再进行碾压， 也可掺入适量石灰处理， 降低含水量。掺灰后应将土、 灰拌匀， 其最大干密度应通过击实试验确定。(3)老黄土透水性差， 干湿难以调节， 大块土料不易粉碎， 使用前应通过试验决定措施。路床填料不得使用老黄土。新黄土为良好填料， 可用于填筑路床。 黄土路堤应分层填筑，分层压实， 大于 10cm的块料， 必须打碎， 并应在接近上的压实最佳含水量时碾压密实。(4)根据设计及时修筑外侧边缘的拦水、 截水沟构造物和急流槽， 将水引至坡脚以外， 对高度大于 20m 的路堤，应按设计预留竣工后路堤自重压密固结产生的压缩下沉量。二、 路基路面排水水是影响路基路面的强度与稳定性的主要因素之一，因此路基路面施工中必须十分重视路基路面排水工程。路基施工中，首先应校核全线路基排水系统的设计是否完备和妥善，必要时应予以补充和修改，应重视排水工程的质量和使用效果。常用的路基地面排水设备，包括：边沟、排水沟、截水沟、跌水及急流槽等，必要时还有渡槽、倒虹吸和积水池等。1、 边沟(1)边沟设置边沟用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。挖方地段应设置边沟， 以保证路面不会积水， 填土高度比较小的地方， 根据当地降水情况酌情设置边沟， 以利于将雨水及路面水排出路基以外。路堤较低的坡脚处应设置边沟。边沟必须分段设置出水口，出水口要保证将水引出路基以外， 根据当地气象水文情况，出水口设置必须保证水能及时排出路基以外。对于路线经过村庄或集镇时，一般必须要在公路两侧设置边沟， 根据现场实际情况还要设计边沟盖板。(2) 施工要点边沟沟底纵坡要以不积水为原则，纵坡大于 4%土质边沟地段应该在沟底采取措施进行加固; 采用于浆砌片石对边沟进行铺砌， 片石应符合规范要求， 砌缝砂浆应饱满， 沟身不漏水; 若沟底采用抹面时， 抹面应平整压光。曲线外侧边沟应适当加深， 其增加值等于超高值。平曲线处边沟施工时，沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接，不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生。2、 排水沟(1)排水沟设置排水沟的主要用途在于引水，将路范围内的各种水源的水流(如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水)，引至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟的线形要求平顺，尽可能采用直线形，转弯处宜做成弧线， 其半径不宜小于 10m， 排水沟长度根据实际需要而定，一般不超过500m。在排水沟设置中要保证将水排出路基安全。 排水沟沿路线布设时，应离路基尽可能远一些， 距路基坡脚不宜小于 34m。当水流的流速大于容许冲刷流速时， 沟底、 沟壁，应采取表面加固措施。(2)施工要点排水沟施工过程中要严格按照规范要求进行， 沟底平顺， 不能积水。 排水沟出口接河道或弃土坑， 保证从路面排除的水不再威胁路基的安全。3、截水沟：(1)截水沟设置截水沟又称天沟，一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用于拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。路基上方有弃土堆时，截水沟应离开弃土堆脚 26m， 弃土堆坡脚离开路基挖方坡顶不应小于 5m，弃土堆顶部应设 1.5%-2%倾向截水沟的横坡。 山坡上路堤的截水沟离开路堤坡脚至少 2.0-5.0m， 并将挖出的截水沟的土填在路堤与截水沟之间，修筑向沟倾斜坡度为1.5%-2%的护坡道， 使路堤内侧地面水流人截水沟排出。在无弃土堆的情况下，截水沟的边缘离开挖方路基坡顶的距离根据土质情况而定，原则以不影响边坡稳定。对于一般土质应距路基坡顶不小于5m， 对于湿陷性黄土地区不应小于 10m， 同时应进行加固， 以防治渗漏。 截水沟中挖出的土，应该堆在路堑与截水沟之间， 并整修成 T 形，并进行夯实， 顶面应做成 1.5%-2%倾向截水沟的横坡。(2)施工要点截水沟长度超过一定的距离时应选择适当的地点设出水口， 将水引至自然沟中或桥涵进水口， 截水沟必须有固定的出水口， 必要时须设置排水沟、 跌水或急流槽。 截水沟的出水口必须与其他排水设施平顺衔接。为防止水流下渗和冲刷，截水沟应进行严密的防渗和加固， 地质不良地段和土质松软、 透水性较大或裂隙较多的岩石路段，对沟底纵坡较大的土质截水沟及截水沟的出水口，均应采用加固措施防止渗漏和冲刷及沟壁。4、跌水与急流槽跌水与急流槽是路基地面排水沟渠的特殊形式，用于陡坡地段，沟底纵坡可达45度(1) 跌水与急流槽必须采用用浆砌结构或混凝土结构， 跌水的台阶高度可根据地形、地质等条件决定，多级台阶的各级高度可以不同， 其高度与长度应之比与原地面坡度相适应。(2)急流槽的纵坡不宜超过 l:1.5，同时应与天然地面坡度相配合。当急流槽较长时， 槽底可用几个纵坡，一般是上段较陡，向下逐渐放缓。(3) 当急流槽很长时，就分段砌筑，每段不宜超过 10m， 接头用防水材料填塞， 密实无空隙。(4) 急流槽的砌筑应使自然水流与涵洞进、 出口之间形成一个过渡段，基础应嵌入地面以下，基底要求砌筑光滑平台并设置端护墙。路堤边坡急流槽的修筑，应能为水流入排水沟提供一个顺畅通道，路缘石开口及流水进入路堤边坡急流槽的过渡段应连接圆顺。三、路基地下排水设施及施工要点1、 地下排水工程类型对路基有危害的的地下水，应根据地下水类型，含水层埋藏深度， 底层的渗透系数等条件，选用明沟， 排水槽，渗水暗沟，渗水隧道，渗井，渗管等。2、 各种类型地下排水设施的施工1) 一般当地下水埋藏浅或无固定含水层时，可采用明沟、排水槽、渗水暗沟等，地下水埋藏较深或为固定含水层时，可采用渗水隧道，渗井，渗管等。2)渗水暗沟的纵坡一般不宜大于 0.5%,宜不宜小于 0.2%,而且有防淤措施。渗水暗沟,渗水隧道的断面尺寸,应根据埋藏深度,施和维修条件确定。一般宽度不宜小于 1.2m,渗水暗沟的排水孔应在冻线一下 0.5m,截水的渗水暗沟的基底应埋入隔水层不少于0.5m坡渗沟,支撑渗沟的基底应设置在含水层一下坚实的土层上。3)路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等，其特点是以渗透力式排水， 当水流量较大，多采用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物，几年研制的带有钢圈、 滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径 830cm， 很适用于地下排水。四、路基防护路基的修筑改变了地层的天然平衡状态，以及路基暴露在空间，不断受各种错综复杂的自然因素侵蚀，因此需要进行各种类型的防护。1.坡面防护坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。近年来， 随着对环境保护的重视， 高等级公路的边坡， 多采用种草防护边坡较高时， 采用砌石框格(方型、菱形、拱型、M 型)种草防护。由于西部干旱缺水， 边坡种草防护类型的选择很重要，现大多采用草坪植生带，即将草籽、肥料和土均匀拌和裹于土工物内，当草籽发芽也长成草起到固土作用后，无纺布纤维自然腐烂不会污染环境，效果很好。2.冲刷防护防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进，用高强土工格栅代替铁丝做石笼，用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡，很能适应土体不均匀沉降。五、软土地基处理施工之前如果地基不够坚固，为防止施工后地基下沉拉裂造成建筑物不稳定等事故，需要对软地基进行处理，使其沉降变得足够坚固,提高软地基的固结度和稳定性至设计的要求，这个过程叫做软基处理，又叫软地基处理。 软基处理常用工法有复合地基法、排水固结法 、强夯法、无排水砂垫层真空预压、爆炸挤淤排水法。1.灰土挤密桩当软土地层含水量过大或过小时， 采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔浇灌或边成孔边下套管，或成孔后下套管;含水率过小，应预先浸湿加固范围内土层，成孔顺序应先外圈， 后里圈并间隔进行;对已成孔，应防止受水浸湿， 且应当天回填夯实; 为避免夯打造成缩颈堵寒，应打一孔， 填一孔; 当桩孔较密， 土质松软，应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底 34 锤; 根据试验测定的密实度要求， 随填随夯，严格控制下料速度和夯击次数; 回填料应拌合均匀，并控制其含水量;每个孔填料用量应与计算用量基本符合;夯锤重不宜小于100Kg;锤型以梨型或枣核型较合适。有利于夯实边缘土， 不宜采用平头夯锤， 落距一般应大于 2m; 如地下水位较高，应降低水位后再回填夯实。 已出现疏松、 断裂或夹层，应用洛阳铲全部取出来，按规定重新填夯灰上，达到设计要求。认真按操作规程施工;灰土要按配合比称量，搅拌要均匀，干湿要适度;每次下灰厚度、数量、落锤高度、夯击次数要按试验规定做到前后一致：施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。2.轻质路堤用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验，可使路堤自重减轻 25%左右。用重型击实试验法测定最大干容重为 912KN/m3。硅钻型粉煤灰粘性小， 不具塑性， 但液限在 64%左右，最佳含水量 3741%，有良好的压实性能。粉煤灰路堤边坡表层 12m 用粘质土包覆，以稳定边坡和利于长草， 路床顶面用粗粒上封闭厚 0.30.5m。3.土工合成材料加固浅层(一般小于 3m 厚)的软土地基可采用先在地表铺筑上工布，再填筑路堤， 土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用， 从而取代常规的置换方法。软土层厚度 35m， 采用土工布与砂垫层联合处治， 排水砂垫层的厚度可由 50cm 减薄至 30cm。也有在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物，利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形来保持稳定， 通过控制填土速率，配合超载予压， 使地基迅速固结。N-US(一般小于 3m 厚)的软土地基可采用先在地表铺筑上工布， 再填筑路堤，土工布起分隔、过滤、 排水和加速固结等作用，从而取代常规的置换方法。软土层厚度 35m， 采用土工布与砂垫层联合处治， 排水砂垫层的厚度可由 50cm 减薄至 30cm。也有在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物，利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形来保持稳定， 通过控制填土速率，配合超载予压， 使地基迅速固结。采用聚丙烯或聚乙烯土工格栅，以及采用网箱席垫处理软土地基， 其主要作用是使地基土和填料向上和向两侧的位移受到限制， 减少局部荷载。采用网箱席垫可减少总沉降量 40%左右。六、 黄土陷穴处理黄土陷穴是黄土地区路基施工常见的病害。 黄土陷穴处理范围，应视具体情况而定，宜在路基填方或挖方边坡外，上侧 50m，下侧1020m。 若陷穴倾向路基， 虽在 50m 以外，仍应作适当处理。 对串珠状陷穴应彻底进行处治。处理时， 采用灌砂