土質(zhì)路基施工的知識(shí)

1、第七章 土質(zhì)路基施工7.1 路基填料壓實(shí)特性7.2 常用路基施工機(jī)械7.3 路基施工要點(diǎn)第一節(jié) 路基壓實(shí) 一、路基壓實(shí)的意義與機(jī)理 路基施工破壞土體的天然狀態(tài)，致使結(jié)構(gòu)松散，顆粒重新組合。為使路基具有足夠的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，必須予以壓實(shí)，以提高其密實(shí)程度。所以路基的壓實(shí)工作，是路基施工過程中一個(gè)重要工序，亦是提高路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的根本技術(shù)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(shí)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(shí)整體，最終導(dǎo)致強(qiáng)度增加，穩(wěn)定性提高。這一點(diǎn)已為無數(shù)試驗(yàn)與實(shí)踐反復(fù)證明。 大量試驗(yàn)和工程實(shí)踐還證明：土基壓實(shí)后，路基的塑

2、性變形、滲透系數(shù)、毛細(xì)水作用及隔溫性能等，均有明顯改善。 w0二、影響壓實(shí)效果的主要因素 對(duì)于細(xì)粒土的路基，影響壓實(shí)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(shí)功能（如機(jī)械性能、壓實(shí)時(shí)間與速度、土層厚度）及壓實(shí)時(shí)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(shè)計(jì)方法是以回彈模量為土基的強(qiáng)度指標(biāo)，為什么不直接用模量來控制土基壓實(shí)程度，而用干容重表示壓實(shí)程度，這一點(diǎn)可通過下圖所示的試驗(yàn)來分析說明。 壓實(shí)厚度對(duì)壓實(shí)效果具有明顯影響。相同壓實(shí)條件下（土質(zhì)、濕度與功能不變），實(shí)測(cè)土層不同深度的密實(shí)度（或壓實(shí)度）得知，密實(shí)度隨深度遞減，表層5cm最高。不同壓實(shí)工具的有效壓實(shí)

3、深度有所差異，根據(jù)壓實(shí)工具類型、土質(zhì)及土基壓實(shí)的基本要求，路基分層壓實(shí)的厚度，有具體規(guī)定數(shù)值。一般情況下，夯實(shí)不宜超過20cm，1215t光面壓路機(jī)，不宜超過25cm，振動(dòng)壓路機(jī)或夯擊機(jī)，宜以50cm為限。實(shí)際施工時(shí)的壓實(shí)厚度應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定合適的攤鋪厚度。 壓實(shí)功能（指壓實(shí)工具的重量、碾壓次數(shù)或錘落高度、作用時(shí)間等）對(duì)壓實(shí)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(shí)踐中可以增加壓實(shí)功能（選用重碾，增加次數(shù)或延長(zhǎng)時(shí)間等），以提高路基強(qiáng)度或降低最佳含水量。 但必須指出 ，用增加壓實(shí)功能的辦法，賴以提高土基強(qiáng)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(jì)效益和施工組織上，不盡合理，甚至功能過大，破壞土基結(jié)構(gòu)，效果適得其反。相比之下，嚴(yán)格控制最佳含水量，要比增加壓實(shí)功能收效大得多。當(dāng)含水量不足，灑水有困難時(shí)，適當(dāng)增大壓實(shí)功能，可以收效，如果土的含水量過大，此時(shí)如果增大壓實(shí)功能，必將出現(xiàn)“彈簧現(xiàn)象”，壓實(shí)效果很差，造成返工浪費(fèi)。所以，土基壓實(shí)施工中，控制最佳含水量，是首要關(guān)鍵，在此前提下采取分層填土，控制有效土層厚度，必要時(shí)適當(dāng)增大壓實(shí)功能，乃土基壓實(shí)工作的基本要領(lǐng)。 第二節(jié) 路基施工的主要機(jī)械一、 挖運(yùn)主要機(jī)械 1.推土機(jī)（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(zhuǎn)式；按推土板操縱方式分為機(jī)械式、液壓式；按發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)作業(yè)2.鏟運(yùn)機(jī)（1）分類 按行走方式分為自行式、拖式；按卸土方法分為強(qiáng)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(yùn)，不適用于潮濕的粘性土或陡坡路段3.平地機(jī)（1）分類 按行走機(jī)構(gòu)分為拖式、自行式；按刮刀和行走裝置的操縱分為機(jī)械式、液壓式；按車輪驅(qū)動(dòng)分為全輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)；按車輪轉(zhuǎn)向情況分為全輪轉(zhuǎn)向、前輪轉(zhuǎn)向； 按鏟刀長(zhǎng)度和發(fā)動(dòng)機(jī)

6、功率分為輕型、中型、重型。（2）適用范圍從路線兩側(cè)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(chǎng)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(hù)4.挖掘機(jī)（1）分類 按運(yùn)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(jī)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(chǎng)合挖掘各種土體和軟石拉鏟式反鏟5.裝載機(jī)（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(dòng)臂形式不同分為全回轉(zhuǎn)式、半回轉(zhuǎn)式、非回轉(zhuǎn)式；按自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(yùn)土5

7、.工程運(yùn)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(yuǎn)距離土方和各種設(shè)備運(yùn)輸絞接自卸卡車二、 壓實(shí)主要機(jī)械 （一）分類碾壓式：光面碾（普通的兩輪和三輪壓路機(jī)）、羊足碾和氣胎碾 振動(dòng)式：振動(dòng)器、振動(dòng)壓路機(jī)（單驅(qū)單振、雙驅(qū)雙振） 夯擊式：夯錘、夯板、風(fēng)動(dòng)夯、蛙式夯機(jī) 、夯擊壓路機(jī)（二）適用性A代表適用；B代表無適當(dāng)機(jī)械時(shí)可用；C代表不適用 三、 石方施工主要機(jī)械 （一） 空壓機(jī)（二）鑿巖機(jī)（三）破碎機(jī) 反擊式顎式落錘式第三節(jié) 施工要點(diǎn)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(shí)排水溝槽及設(shè)法降低地下水位，以便始終

8、保持施工場(chǎng)地的干燥。這不僅因?yàn)橥猎诟稍餇顟B(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(guān)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(yùn)，及時(shí)填筑壓實(shí)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(shí)，應(yīng)考慮人工灑水或晾干措施。 雨季施工，尤應(yīng)按照施工技術(shù)操作規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)臨時(shí)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(shí)可采取其它相應(yīng)的加固措施。 路基挖填范圍內(nèi)的地表障礙物，事先應(yīng)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(shè)計(jì)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(shí)按設(shè)計(jì)要求對(duì)路堤上層進(jìn)行加固。 路基取土與填筑，必須有條不紊，有計(jì)劃有步驟地進(jìn)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(dāng)處治外，一般不允許任意混填。 路塹開挖，應(yīng)在全橫斷面進(jìn)行，自上而下一次成型，注意按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)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(jiān)實(shí)，應(yīng)盡量不擾動(dòng)，予以整平壓實(shí)，如果土質(zhì)較差、水文條件不良，應(yīng)根據(jù)路面強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，采取加深邊溝、設(shè)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(shí)或必要時(shí)予以換土和加固，以確保路塹底層土

10、基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)于修筑瀝青類路面尤為重要。 土質(zhì)路堤，應(yīng)視路基高度及設(shè)計(jì)要求，先著手清理或加固地基。潮濕地基盡量疏干預(yù)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(dāng)加厚或填以砂性土后再予以壓實(shí)。一般情況下，路堤填土應(yīng)在全寬范圍內(nèi)，分層填平，充分壓實(shí)，每日施工結(jié)束時(shí)，表層填土應(yīng)壓實(shí)完畢，防止間隔期中雨淋或曝曬。分層厚度視壓實(shí)工具而定，一般壓實(shí)厚度為2025cm左右。路堤加寬或新舊土層搭接處，原土層挖成臺(tái)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(shè)計(jì)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(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，必須嚴(yán)格執(zhí)行。遇有特殊情況，無法按原

11、設(shè)計(jì)和規(guī)程實(shí)施，需按基建程序中規(guī)定的手續(xù)，會(huì)同有關(guān)單位協(xié)商解決。路基填方材料，應(yīng)有一定的強(qiáng)度。經(jīng)野外取土試驗(yàn)，符合表81 的規(guī)定時(shí)才能使用，二級(jí)和二級(jí)以下的公路做高級(jí)路面時(shí)，應(yīng)符合高速公路及一級(jí)公路的規(guī)定。表中所列強(qiáng)度按公路土工試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定方法確定。 表72路基填方材料最小強(qiáng)度和最大粒徑表項(xiàng)目分類填料最小強(qiáng)度（CBR）（%）粒料最大粒徑（路面底面以下深度）高速公路及一級(jí)公路二級(jí)及二級(jí)以下公路（cm）路 上路床（030cm）8.06.010 下路床（3080cm）課本錯(cuò)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(shí)的要求，則效果較好，且質(zhì)量有保證，有條件時(shí)應(yīng)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(cuò)誤方案弱透水性土透水性土分層平鋪，有利于壓實(shí)，可以保證強(qiáng)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?xí)r，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(shí)程度，為此宜采用必要的技術(shù)措施。如選用振動(dòng)式或錘式夯擊機(jī)，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(jí)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(shí)可考慮參照地基加固的注入、擴(kuò)孔或強(qiáng)夯等措施，以保證填土具有足夠的密實(shí)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(jìn)方向可分為縱向全寬掘進(jìn)和橫向通道掘進(jìn)兩種，同時(shí)又可在高度上分單層或雙層和縱橫掘進(jìn)混合等（以上掘進(jìn)方向，依路線縱橫方向命名）?？v向全寬掘進(jìn)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(jìn)的高度，即等于路塹設(shè)計(jì)深度。掘進(jìn)時(shí)逐段成型向前推進(jìn)，運(yùn)土由相反方向送出。單層縱向掘進(jìn)的高度，受到人工操作安全及機(jī)械操作有效因素的限制，如果施工緊迫，對(duì)于較深路塹，可采用雙層掘進(jìn)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(jìn)，是先在路塹縱向挖出通道，然后分段同時(shí)向橫向掘進(jìn)，如圖84所示。此法為擴(kuò)大施工面，加速施工進(jìn)度，在開挖長(zhǎng)而深的路塹時(shí)用。施工時(shí)可以分層和分段,層高和段長(zhǎng)視施工方法而定。該法工作面多，但運(yùn)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(gè)別情況下，為了擴(kuò)大施工面，加快施工進(jìn)度，對(duì)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(jìn)方案，同時(shí)沿縱橫的正反方向，多施工面同時(shí)掘進(jìn)，如圖84b）所示?；旌暇蜻M(jìn)方案的干擾性更大，一般僅限于人工施工，對(duì)于深路塹，如果挖方工程數(shù)量大及工期受到限制時(shí)可考慮采用。 圖84橫向和混合掘進(jìn)示意圖a）雙層橫向；b）雙層混合三、機(jī)械化施工 常用的路基土方機(jī)械，有松土機(jī)、平土機(jī)、推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)和挖掘機(jī)（配以汽車運(yùn)土），此外還有壓實(shí)機(jī)具及水力機(jī)械等。各種土方機(jī)械可進(jìn)行單機(jī)作業(yè)，例如平土機(jī)、推土機(jī)及鏟運(yùn)機(jī)等；以挖掘機(jī)為代表的主機(jī)，需要配以松土、運(yùn)土、平土及壓實(shí)等相應(yīng)機(jī)具，相互配套，綜合完成路基施工任務(wù)。 各種土方機(jī)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(jī)械種類和操作方案，是組織施工的第一步，為能發(fā)揮機(jī)械的使用效率，必須根據(jù)工程性質(zhì)、施工條件、機(jī)械性能及需要與可能，擇優(yōu)選用。機(jī)械名稱適 用 的 作 業(yè) 項(xiàng) 目施工準(zhǔn)備工作基本土方作業(yè)施工輔助作業(yè)推土機(jī)1修 筑 臨 時(shí) 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(chǎng)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(yùn)距100m以內(nèi)的挖、填與壓實(shí)3傍山坡挖填結(jié)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(shí)，斜坡上挖臺(tái)階4配合挖掘機(jī)與鏟運(yùn)機(jī)松土、運(yùn)土鏟運(yùn)機(jī)1鏟運(yùn)草皮2移運(yùn)孤石1運(yùn)距600700m以內(nèi)的挖土、運(yùn)土、鋪平與壓

17、實(shí)（高度不限）1路基粗平2借土坑與棄土堆整平自動(dòng)平地機(jī) 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(jié)合路基的挖、運(yùn)、填土 開挖排水溝，平整路基，修整邊坡松土機(jī) 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(jī)1半徑7m以內(nèi)的挖土與卸土；2裝土供汽車遠(yuǎn)運(yùn)1挖溝槽與基坑；2水下?lián)仆粒ǚ聪蜱P土等）三、壓實(shí)機(jī)具的選擇與操作 機(jī)具名稱最大有效壓實(shí)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(shí)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(gè)）0.201086粘性土自動(dòng)式光面碾5

18、t0.1512107粘性土與砂性土自動(dòng)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(jī)0.5t0.404321砂性土夯擊機(jī)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(dòng)式0.4023砂性土（一）機(jī)具選擇（二）機(jī)具操作1.土基壓實(shí)時(shí)，在機(jī)具類型、土層厚度及行程遍數(shù)已經(jīng)選定的條件下，壓實(shí)操作時(shí)宜先輕后重、先慢后快、先邊緣后中間（超高路段等需要時(shí)，則宜先低后高），分層逐次壓實(shí)。2.壓實(shí)時(shí)，相鄰兩次的輪跡應(yīng)重疊輪寬的三分之一，保持壓

19、實(shí)均勻，不漏壓，對(duì)于壓不到的邊角，應(yīng)輔以人力或小型機(jī)具夯實(shí)。3.路堤邊緣兩側(cè)可采取多填3050cm，壓實(shí)完成后再刷坡整平；也可用小型振動(dòng)壓路機(jī)從坡腳向上碾壓，坡度不陡于1：1.75時(shí)，可用履帶推土機(jī)從下向上壓實(shí)施工準(zhǔn)備填筑前基底處理基底檢測(cè)填料分層填筑推土機(jī)攤平平地機(jī)整平灑水或晾曬碾壓檢測(cè)做好記錄檢查簽證路基成型檢查攤鋪厚度檢測(cè)下層填土中線和邊線填料選定與檢測(cè)路基分層填筑壓實(shí)程序四、土基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)土基野外施工，受種種條件限制，不能達(dá)到室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干容重0，應(yīng)予適當(dāng)降低。令工地實(shí)測(cè)干容重為，它與0值之比的相對(duì)值，稱為壓實(shí)度，已知0值，規(guī)定壓實(shí)度，則工地實(shí)測(cè)干容重值，應(yīng)符合下列要求 0 壓實(shí)度就是現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。正確選定值，關(guān)系到土路基受力狀態(tài)、路基路面設(shè)計(jì)要求、施工條件，必須兼顧需要與可能，講究實(shí)效與