路基路面施工技術(shù)

施工組織管理與質(zhì)量控制施工組織設(shè)計(jì)與管理一、施工組織設(shè)計(jì)施工組織設(shè)計(jì)是從全局出發(fā)，按照客觀的施工規(guī)律和當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)氐木唧w條件，統(tǒng)籌考慮施工活動(dòng)中的人力、資金、材料、機(jī)械和施工方法等主要因素后，對(duì)整個(gè)工程施工進(jìn)度和資源消耗作出的科學(xué)安排。其目的是使工程建設(shè)在一定的時(shí)空內(nèi)實(shí)現(xiàn)有組織、有計(jì)劃、有秩序的施工，以期達(dá)到施工的相對(duì)最優(yōu)效果。（一）施工組織設(shè)計(jì)的種類施工組織設(shè)計(jì)一般可分為施工組織規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工組織總設(shè)計(jì)、單位工程施工組織設(shè)計(jì)和特殊用途的施工組織設(shè)計(jì)四種。1.施工組織規(guī)劃設(shè)計(jì)：在初步設(shè)計(jì)階段編制主要根據(jù)具體建設(shè)條件、資源條件、技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件，作出一個(gè)基本輪廓的施工計(jì)劃，借以肯定擬建公路的經(jīng)濟(jì)合理性和技術(shù)可行性，它是施工總設(shè)計(jì)的編制依據(jù)。2.施工組織總設(shè)計(jì)是根據(jù)施工組織規(guī)劃設(shè)計(jì)編制的，用以指導(dǎo)施工單位進(jìn)行全場(chǎng)性的施工準(zhǔn)備工作和有計(jì)劃的運(yùn)用施工力量。開(kāi)展施工活動(dòng)，并結(jié)合實(shí)際，使組織規(guī)劃進(jìn)一步具體化和作某些必要的調(diào)整。3.單位工程施工組織設(shè)計(jì)是在施工圖階段以單位工程為對(duì)象編制的，用以直接組織單位工程的施工。它在施工組織總設(shè)計(jì)和施工單位施工部署的指導(dǎo)下，具體地安排人力、物力，是施工單位編制作業(yè)計(jì)劃和制定季度施工計(jì)劃的重要依據(jù)。（二）施工組織設(shè)計(jì)的內(nèi)容1.工程情況簡(jiǎn)介：如工程規(guī)模、數(shù)量、工期、特征，主要地質(zhì)、水文、氣候情況，技術(shù)要求等。2.施工技術(shù)方案：主要是施工方法，尤其是冬季、夏季和雨季或缺水、風(fēng)沙、高原等地區(qū)及技術(shù)復(fù)雜的特殊施工方法。3.施工進(jìn)度計(jì)劃：包括以實(shí)物工程量和投資額表示的工程總進(jìn)度計(jì)劃和分年度計(jì)劃，以及需用工日數(shù)、機(jī)械臺(tái)班數(shù)。4.施工總體及部分工程平面布置，土石方平衡規(guī)劃，施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置。5.勞力需要量及來(lái)源：包括總需要量和分工種、分年度的需要量。6.施工機(jī)械、筑路材料、施工用水、用電的分年度需要量和供應(yīng)情況，解決方案。7.道路、防洪、排水和生產(chǎn)、生活用房等設(shè)施的建設(shè)及完成時(shí)間要求。8.施工準(zhǔn)備工作進(jìn)度表。（三）編制施工組織設(shè)計(jì)的依據(jù)和步驟依據(jù)：設(shè)計(jì)文件和施工組織規(guī)劃設(shè)計(jì)；會(huì)審圖紙、現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)、恢復(fù)定線所取得的補(bǔ)充資料；施工隊(duì)伍的素質(zhì)及機(jī)具裝備水平；技術(shù)組織措施；有關(guān)規(guī)范、規(guī)程、合同等。步驟：見(jiàn)教材P3圖1—1二、施工組織設(shè)計(jì)的實(shí)施（一）施工作業(yè)計(jì)劃施工作業(yè)計(jì)劃應(yīng)根據(jù)施工組織和現(xiàn)場(chǎng)具體情況，靈活安排，平衡調(diào)度。以確保施工進(jìn)度與質(zhì)量。施工作業(yè)計(jì)劃可分為月作業(yè)計(jì)劃和旬作業(yè)計(jì)劃。（二）施工調(diào)度是組織施工中各個(gè)環(huán)節(jié)、各專業(yè)、各工種協(xié)調(diào)動(dòng)作的中心。它的主要任務(wù)是保證施工有條不紊地進(jìn)行，并為施工中的正確指揮創(chuàng)造有利條件，以促使施工任務(wù)按期保質(zhì)完成。（三）施工現(xiàn)場(chǎng)的平面管理為搞好施工現(xiàn)場(chǎng)平面管理，首先要嚴(yán)格執(zhí)行批準(zhǔn)的施工組織設(shè)計(jì)中的平面布置圖。其次，要加強(qiáng)經(jīng)常性的現(xiàn)場(chǎng)管理，合理分配使用場(chǎng)地，協(xié)調(diào)個(gè)方面關(guān)系，保證現(xiàn)場(chǎng)交通和給水排水系統(tǒng)暢通。（四）施工原始記錄它是各項(xiàng)工程完成情況的文字和數(shù)據(jù)反映，也是鑒定工程好壞的主要憑證和總結(jié)和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)一、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的基本概念網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃是以加注工序作業(yè)時(shí)間的箭桿和節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)圖來(lái)表示施工進(jìn)度計(jì)劃。其基本原理是：先用網(wǎng)絡(luò)圖的形式表示某項(xiàng)工程個(gè)工序的先后順序和相互關(guān)系。再通過(guò)計(jì)算找出計(jì)劃中的關(guān)鍵工序和關(guān)鍵線路。最后通過(guò)不斷改善得出最優(yōu)方案付諸實(shí)施。在執(zhí)行中進(jìn)行有效的控制與監(jiān)督，以保證合理利用人力、物力和財(cái)力，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。（一）網(wǎng)絡(luò)圖的分類1．按網(wǎng)絡(luò)圖的標(biāo)注方式分為 代號(hào)單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)工序名稱持續(xù)時(shí)間用節(jié)點(diǎn)（圓圈）表示工序，箭線表示工序之間的邏輯關(guān)系雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)。i工序名稱j用箭線（桿）表示工序，持續(xù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)（圓圈）表示工序之間的邏輯關(guān)系。2.按工序延續(xù)時(shí)間估計(jì)精確度的不同分為肯定型網(wǎng)絡(luò)圖:各工序的持續(xù)作業(yè)時(shí)間是固定的，它可以用制定定額的方法來(lái)確定。非肯定型網(wǎng)絡(luò)圖：各工序的作業(yè)，往往沒(méi)有先例而無(wú)法確定，或者因?yàn)橛绊懝ぷ鞯囊蛩靥嗖槐愦_定，故作業(yè)時(shí)間一般是估計(jì)值。第五章路基施工技術(shù)路基土方施工一、路基土的分類與分級(jí)路基土分類土的分類方法很多，目的不同，方法各異，有地質(zhì)分類、工程分類，等等。每一種分類都只能反映土的某些方法特征。如地質(zhì)分類突出成因，著重反映土的發(fā)生、變化過(guò)程，為確定其物理和化學(xué)性質(zhì)服務(wù)。在工程實(shí)踐中需要的是能表達(dá)土的主要工程特性的分類。例如為了解決滲流問(wèn)題，則要突出土的滲透性，在考慮粒度成分界限值時(shí)，要注意使粒組的劃分與其透水性的變化相協(xié)調(diào)。而路基土的分類則要突出土的壓實(shí)性和水穩(wěn)性。我國(guó)公路路基土采用的分類方法是，首先按有機(jī)質(zhì)含量多少，劃分成有機(jī)土和無(wú)機(jī)土兩大類；其次，將無(wú)機(jī)土按粒組含量由粗到細(xì)劃分為巨粒土、粗粒土和細(xì)粒土三類；最后，若為巨粒土和粗粒土，則按其細(xì)粒土含量和級(jí)配情況進(jìn)一步細(xì)分，若為細(xì)粒土，則按其塑性指數(shù)和液限在塑性圖上的位置進(jìn)一步細(xì)分。路基土可以歸納為如下4類：巨粒土：包括漂石、塊石、卵石、碎石、卵石夾土；礫石土：包括級(jí)配良好礫與級(jí)配不良礫、含細(xì)粒土礫、粉土質(zhì)礫與粘土質(zhì)礫；砂類土：包括級(jí)配良好砂與級(jí)配不良砂、細(xì)粒土質(zhì)砂、粉土質(zhì)砂與粘土質(zhì)砂；細(xì)粒土：包括高低液限粉土和高低液限粘土。（二）土石工程分級(jí)對(duì)安排施工和確定定額來(lái)說(shuō)，最有實(shí)用意義的是將土石按其開(kāi)挖的難易程度進(jìn)行分級(jí)。表4-1是土石的六級(jí)分級(jí)，即將土分為松土、普通土和硬土三級(jí)；將巖石分為軟石、次堅(jiān)石和堅(jiān)石三級(jí)。表4-2與表4-3為土石的十六級(jí)分級(jí)，即將土分為Ⅰ~Ⅳ四級(jí)，將巖石分為Ⅴ~XⅥ十二級(jí)。我國(guó)公路土石分級(jí)通常采用六級(jí)，但有時(shí)也要用到十六級(jí)，六級(jí)與十六級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：六級(jí)：松土普通土硬土軟石次堅(jiān)石堅(jiān)石十六級(jí)：Ⅰ~ⅡⅢⅣⅤ~ⅥⅦ~ⅨⅩ~ⅩⅥ二、路堤基底處理填方路段應(yīng)將路基范圍內(nèi)的樹(shù)根全部挖出并將坑穴填平夯實(shí)。填土范圍內(nèi)原地面表層的種植土、草皮等應(yīng)予清除，清除深度一般小于15cm。清除出來(lái)的含有許多植物根系的表土可以鋪在路堤邊坡上，以利植物生長(zhǎng)，起到邊坡保護(hù)作用。路堤基底清理后應(yīng)予以壓實(shí)。在深耕地段（大于30cm）地段，必要時(shí)應(yīng)先將土翻松、打碎，再整平、壓實(shí)。經(jīng)過(guò)水田、池塘、洼地時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況采用排水疏干、換填水穩(wěn)定性好的土、拋石擠於等處理措施，確保路堤的基底具有足夠的穩(wěn)定性。地面橫坡為1：5~1：2.5時(shí)，原地面應(yīng)挖成臺(tái)階，臺(tái)階寬度應(yīng)小于1m；地面橫坡陡于1：2.5，應(yīng)作特殊處理，防止路堤沿基底滑動(dòng)，常用的處理措施有：1、經(jīng)檢算下滑力不大時(shí)，先清除基底表面的薄層松散土，再挖寬1~2m臺(tái)階，但坡腳附近的臺(tái)階宜寬一些，通常為2~3m（圖4-1）。2、經(jīng)檢算下滑力很大或邊坡下部填筑土層太薄時(shí)，先將基底分段挖成不陡于1：2.5的緩坡，再在緩坡上挖寬1~2m的臺(tái)階，最后一級(jí)臺(tái)階宜亦寬一些（圖4-2）。3、若坡腳附近地面橫坡比較平緩時(shí)，可在坡腳處作土質(zhì)護(hù)堤或干砌片石垛護(hù)堤（圖4-3）。護(hù)堤最好用滲水性土填筑，但用于路堤相同的土填筑宜可。片石垛最好用大塊的片石分層干砌，里外咬合緊密，不得只砌表面而內(nèi)部任意拋填。片石垛的斷面尺寸應(yīng)通過(guò)穩(wěn)定性檢算確定。三、填料的選擇一般的土和石都可以用作路堤的填料。用卵石、碎石、礫石、粗砂等透水性良好的填料，只要分層填筑分層壓實(shí)，可不控制含水量；用粘性土等透水性不良的填料，應(yīng)在接近最佳含水量情況下分層填筑與壓實(shí)。淤泥、沼澤土，含殘余樹(shù)根和易于腐爛物質(zhì)的土，不能用作填筑路堤。液限大于50%及塑性指數(shù)大于26的土，透水性很差，且干時(shí)堅(jiān)硬難挖，具有較大的可塑性、粘結(jié)性和膨脹性，毛細(xì)現(xiàn)象也很顯著，浸水后能長(zhǎng)時(shí)間保持水分，因而承載力很低，故一般部作為路堤填料，如非用不可，應(yīng)在接近最低含水量情況下充分壓實(shí)，并設(shè)置完善的排水設(shè)施。含鹽量超過(guò)規(guī)定的強(qiáng)鹽漬土和過(guò)鹽漬土不能作為高等級(jí)公路的填料；膨脹土除非表層用非膨脹土封閉，一般也不宜于作高等級(jí)公路的填料。工業(yè)廢渣是較好的填料。高爐礦渣或鋼渣至少應(yīng)放置一年以上，必要時(shí)應(yīng)予破碎。粉煤灰屬于輕質(zhì)筑路材料，當(dāng)路堤修筑在軟弱地基或滑坡體上時(shí)，采用輕質(zhì)填料有利于路堤的穩(wěn)定。有些礦渣使用前應(yīng)檢驗(yàn)有害物質(zhì)含量，以免污染環(huán)境。應(yīng)當(dāng)指出，有多種資源可供選擇時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用那些挖去方便、壓實(shí)容易、強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好的土料。路堤受水浸淹部分，應(yīng)盡量選用水穩(wěn)性好的填料。四、路堤填筑方式路堤宜采用水平分層填筑，即按照橫斷面全寬分成水平層次，逐層向上填筑。如原地面不平，應(yīng)從最低處分層填起，每填一層經(jīng)過(guò)壓實(shí)符合規(guī)定要求后，再填上一層。原地面縱坡大于12%地段，可采用縱向分層填筑法施工，沿縱坡分層，逐層填壓密實(shí)。但填至路堤的上部，仍應(yīng)采用水平分層填筑法。水平分層填筑是填筑路基的基本方法，它最能保證填土質(zhì)量，一般均應(yīng)采用。在同一路段上要用到不同性質(zhì)填料時(shí)，應(yīng)注意：1、不同性質(zhì)的填料要分別分層填筑，不得混填，以免內(nèi)部形成水囊或薄弱面，影響路堤穩(wěn)定。2、路堤上部受車輛荷載的作用影響較大，故一般宜將水穩(wěn)性凍穩(wěn)性較好的土填再路堤的上部；但路堤的下部可能受水浸淹時(shí)，也宜用水穩(wěn)性好的土填筑。3、透水性較大的土填在透水性較小的土之下時(shí)，如果兩者粒徑相差懸殊，應(yīng)在層間加鋪過(guò)渡墊層，以免上層的細(xì)顆粒散落到下層內(nèi)；如果透水性較小的土填在透水性較大的土之下時(shí)，其頂面應(yīng)作成4%的雙向向外橫坡，以免積水。4、沿縱向同層次要改變填料種類時(shí)，應(yīng)做成斜面銜接，且將透水性好的填料置于斜面的上面為宜。5、填方相鄰作業(yè)段交接處若非同時(shí)填筑，則先填地段應(yīng)按1：1坡度分層留好臺(tái)階；若同時(shí)填筑，則應(yīng)分層相互交迭銜接，搭頭長(zhǎng)度不得少于2m。五、橋涵等構(gòu)造物處的填筑橋臺(tái)臺(tái)背、涵洞兩側(cè)及涵頂、擋土墻墻背的填筑在這些構(gòu)造物基本完成后進(jìn)行，由于場(chǎng)地狹窄，又要保證不損壞構(gòu)造物，填筑壓實(shí)比較困難，而且容易積水。如果填筑不良，完工后填土與構(gòu)造物連接部分出現(xiàn)沉降差，就會(huì)發(fā)生跳車，影響行車的速度、舒適與安全，甚至影響構(gòu)造物的穩(wěn)定，養(yǎng)護(hù)期間要經(jīng)常修補(bǔ)路面，也會(huì)導(dǎo)致堵塞交通。所以要注意選好填料和認(rèn)真施工。1、填料。在下列范圍內(nèi)一般應(yīng)選用滲水性土填筑：臺(tái)背順路線方向，上部距翼墻尾端不少于臺(tái)高加2m，下部距基礎(chǔ)內(nèi)緣不少于2m；拱橋臺(tái)背不少于臺(tái)高的3~4倍；涵洞兩側(cè)不少于孔徑的2倍；擋土墻墻背回填部分。如果臺(tái)背采用滲水土有困難時(shí)，在冰凍地區(qū)自路堤頂面起2.5m以下，可用與路堤相同的填料填筑。特別注意，不要將構(gòu)造物基礎(chǔ)挖出來(lái)的劣質(zhì)土混入填料中。2、填筑。橋臺(tái)背后填土應(yīng)與錐坡填土同時(shí)進(jìn)行，涵洞、管道缺口填土，應(yīng)在兩側(cè)對(duì)稱均勻回填；涵頂填土的松鋪厚度小于50~100cm時(shí)，不得通過(guò)重型車輛或施工機(jī)械；靠近構(gòu)造物100cm范圍內(nèi)不得有大型機(jī)械行駛或作業(yè)。3、排水。橋涵等結(jié)構(gòu)物處填土，在施工中要竭盡防治雨水流入；對(duì)已有積水應(yīng)挖溝或用水泵將其排除。對(duì)于地下滲水，可設(shè)盲溝引出。當(dāng)不得不用非滲水土填筑時(shí)，應(yīng)在其上設(shè)置橫向盲溝或用粘土等不透水材料封頂。當(dāng)土墻墻背應(yīng)做好反濾層，使水能順利地從瀉水孔流出去。4、壓實(shí)。應(yīng)在接近最佳含水量狀態(tài)下分層填筑，分層壓實(shí)。每層松鋪厚度不宜超過(guò)20m。密實(shí)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如設(shè)計(jì)無(wú)專門規(guī)定，則按路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。用非滲水土填筑時(shí)，必須加強(qiáng)壓實(shí)措施，或?qū)μ钔列阅苓M(jìn)行改善處理（如摻生石灰），以提高強(qiáng)度和減少雨水的滲入。六、路塹開(kāi)挖方式1、橫挖法從路塹的一端或兩端按橫斷面全寬逐漸向前開(kāi)挖，稱為橫挖法。這種開(kāi)挖方法適用于較短的路塹。2、縱挖法沒(méi)路塹縱向?qū)⒏叨确殖刹淮蟮膶哟我来伍_(kāi)挖。縱挖發(fā)適用于較長(zhǎng)的路塹。七、土方機(jī)械作業(yè)1、推土機(jī)作業(yè)推土機(jī)作業(yè)由切土、運(yùn)土、卸土、倒退（或折返）、回空等過(guò)程組成一個(gè)循環(huán)。影響作業(yè)效率的主要因素是切土和運(yùn)土兩個(gè)環(huán)節(jié)。因此，以最短的時(shí)間和距離切滿土，盡可能減少土在推運(yùn)中的散失，是衡量推土機(jī)作業(yè)方式優(yōu)劣的依據(jù)。基本作業(yè)方式有：1）下坡推土——利用下坡時(shí)推土機(jī)的重力分力，如速切土，增加推土量。但坡度不宜超過(guò)20%，否則回空時(shí)爬坡困難。2）并列推土——兩臺(tái)或三臺(tái)推土機(jī)并列同速推進(jìn)，可以減少土的溜失。兩鏟刀間距一般約15~20cm。3）拉槽推土——推土機(jī)連續(xù)多次在同一處推土，形成一條淺槽，在槽內(nèi)推運(yùn)可以減少土的漏失。槽深一般不大于鏟刀的高度。4）接力推土在取屠場(chǎng)較長(zhǎng)而土質(zhì)較硬時(shí)，可自近而遠(yuǎn)分段將土推送成堆，然后再由遠(yuǎn)而近將各段土對(duì)一次推送至卸土點(diǎn)。這樣不但可以提高運(yùn)土效率，又可以減少運(yùn)土?xí)r間。5）波浪式推土2、鏟運(yùn)作業(yè)鏟運(yùn)機(jī)能夠獨(dú)立完成土方的鏟裝、運(yùn)輸、鋪填、整平和預(yù)壓等項(xiàng)作業(yè)，而且具有相當(dāng)?shù)臋C(jī)動(dòng)靈活性，主要用于運(yùn)輸距離大，土方量集中的鏟運(yùn)工作。1）一般鏟土鏟運(yùn)機(jī)在Ⅰ、Ⅱ級(jí)土中施工時(shí)，開(kāi)始應(yīng)使鏟刀以最大深度切入土中（不超過(guò)30cm），隨著行駛阻力的增加而逐漸減少鏟土深度，直到鏟斗滿為止。2）波浪式鏟土這種鏟運(yùn)方法適用于較硬的土。開(kāi)始鏟土?xí)r，使鏟刀以最大深度切入土中，隨著拖拉機(jī)負(fù)荷逐漸增加，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，相應(yīng)地減小切土深度，這樣反復(fù)若干次，直到鏟斗鏟滿為止。這種鏟推方法的優(yōu)點(diǎn)時(shí)可以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，并能改善裝土條件，從而可以提高工作效率。3）跨鏟鏟土這種方法適用于較堅(jiān)硬的土層，鏟土?xí)r按土4-8所示程序來(lái)布置鏟土道。作業(yè)時(shí)，先在取土場(chǎng)第一排（1、2、3區(qū)）鏟土道上取土，兩相鄰鏟土道之間留出半個(gè)鏟斗寬的土不鏟。然后再在第二排（4、5區(qū)）鏟土道上取土，其起點(diǎn)應(yīng)在第一排鏟土道的起點(diǎn)處向后移半個(gè)鏟道寬。第三、四排鏟土道依次后移，使各鏟土道前、后、左、右重合起來(lái)。采用這種方法，由于鏟土的后半段減小了切土寬度，能使拖拉機(jī)有足夠的牽引道將鏟斗裝滿，又可以縮短鏟土道長(zhǎng)度和鏟土?xí)r間。如果取土場(chǎng)狹窄，不能按上述施工程序布置時(shí)，也可以采用單排跨鏟，如圖4-9所示，每條鏟土道間留出1.0~1.3m的寬度，在鏟除這些土梗時(shí)可較少切土阻力。4）下坡鏟土這種方法主要是利用鏟運(yùn)機(jī)的重力分力提高鏟土效率。鏟土下坡角一般為7~8°，最大不超過(guò)15°。如在平地取土坑鏟土，應(yīng)先將一端鏟低，然后保持一定的坡度向后延伸鏟土道，人為地創(chuàng)造下坡鏟土的有利地形。進(jìn)行下坡鏟土?xí)r，應(yīng)特別注意安全。一般下坡時(shí)鏟運(yùn)機(jī)應(yīng)低速行駛；當(dāng)鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)入坡道地段時(shí)應(yīng)立即放下鏟斗，以便利用鏟斗與地面之間的阻力降低鏟運(yùn)機(jī)的行駛速度；當(dāng)鏟斗鏟滿，但后輪未進(jìn)入緩坡地段前，不應(yīng)提升鏟斗和關(guān)閉斗門，以便利用斗前土的阻力而起制動(dòng)作用。5）頂推鏟土鏟運(yùn)機(jī)在堅(jiān)硬的土、凍深在20cm以內(nèi)的土或松散的干砂中作業(yè)，由于拖拉機(jī)的附著力不足，牽引力不能充分發(fā)揮時(shí)，可用推土機(jī)在鏟運(yùn)機(jī)鏟土行程中進(jìn)行頂推助鏟。用這種方法施工須具有一定的工程量和工作量，方可避免推土機(jī)窩工。一般要求取土場(chǎng)的寬度不小于20m，長(zhǎng)度不短于80m，鏟運(yùn)機(jī)半周程運(yùn)距不短于250m。鏟運(yùn)機(jī)施工運(yùn)行路線的選擇，要綜合考慮施工效率、地形條件、機(jī)械磨損等因素，已達(dá)到運(yùn)距短，地道平穩(wěn)和修筑通道的工作量小等目的。在填筑路堤和開(kāi)挖路塹工程中，常用的運(yùn)行路線有橢圓形、“8”字形、“之”字形、穿梭形和螺旋形等。1）橢圓形運(yùn)行路線這種路線如圖4-10所示。它的最大優(yōu)點(diǎn)是，在不同的地形條件下布置靈活，順逆運(yùn)行方向可以隨時(shí)改變，同時(shí)運(yùn)行中干擾也比較小。缺點(diǎn)是重載上坡的轉(zhuǎn)角大，轉(zhuǎn)彎半徑大。所謂“8”字形實(shí)際上是由兩個(gè)橢圓形的連接，如圖4-11所示，不同的是減少了兩個(gè)180°的急轉(zhuǎn)角。它在一次循環(huán)運(yùn)行中可以完成兩次鏟土和兩次卸土。同時(shí)重載和空載行駛的距離都比較短，效率高，在同一個(gè)運(yùn)行路線中可以容納多臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)同時(shí)施工。缺點(diǎn)是要求較大的施工場(chǎng)地，而且取土場(chǎng)應(yīng)在路線的兩側(cè)，條件限制較多，因此在小型工地較少采用。3）“之”字形運(yùn)行路線實(shí)際是若干“8”字形首尾相接的路線，如圖4-12所示。這種路線適用于較場(chǎng)的地段施工，并宜于機(jī)群作業(yè)，即各機(jī)列隊(duì)（每機(jī)間隔20m）依次行進(jìn)填挖到盡頭，作180°轉(zhuǎn)彎后反向運(yùn)行，只是所填挖的地段應(yīng)與上次錯(cuò)開(kāi)。這種運(yùn)行路線一次循環(huán)太大，施工面太長(zhǎng)，在多雨季節(jié)很難應(yīng)用。4）穿梭形與螺旋形運(yùn)行路線如圖4-13所示，與上述幾種相比，鏟運(yùn)機(jī)空載行駛距離短，全程也較短，在一個(gè)循環(huán)中可以兩次鏟卸土作業(yè)，因此施工組織簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是對(duì)一側(cè)取土坑有局限性，運(yùn)行路線中完成一個(gè)循環(huán)由四次轉(zhuǎn)彎，增長(zhǎng)了運(yùn)行時(shí)間，另外拖拉機(jī)單側(cè)磨損較重。螺旋形實(shí)際上是穿梭形的一種變形，鏟運(yùn)機(jī)縱向鏟土后，轉(zhuǎn)向路堤上橫向卸土，隨后駛向路堤的另一側(cè)取土坑再行鏟裝。這種運(yùn)行路線的主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)距短，功效高。缺點(diǎn)是急轉(zhuǎn)彎多，拖拉機(jī)易產(chǎn)生偏磨。3、挖掘機(jī)作業(yè)1）正鏟挖掘機(jī)的基本作業(yè)（1）側(cè)向開(kāi)挖：運(yùn)土車輛的運(yùn)行路線位于挖掘機(jī)開(kāi)挖路線的側(cè)面（圖4-14）。它的特點(diǎn)是，卸土?xí)r平均回轉(zhuǎn)角小于90°，而且車輛可以直線進(jìn)出，不需調(diào)頭和倒駛，縮短了循環(huán)時(shí)間，效率高。（2）正向開(kāi)挖：裝車時(shí)車輛停在挖掘機(jī)的后方（圖4-15）。它的特點(diǎn)是，挖掘機(jī)前方挖土，回轉(zhuǎn)至卸土處，其轉(zhuǎn)角大于90°，從而增大了循環(huán)時(shí)間，但其開(kāi)挖面較寬。此外，由于車輛不能直接開(kāi)進(jìn)挖掘道，而要調(diào)頭和倒駛，使施工現(xiàn)場(chǎng)擁擠，挖掘機(jī)不能連續(xù)作業(yè)，效率降低。因此這種方式只適用于挖掘進(jìn)口處。2）反鏟挖掘機(jī)的基本作業(yè)（1）溝端開(kāi)挖：開(kāi)挖時(shí)挖掘機(jī)從溝的一端開(kāi)始，然后沿溝中線倒退開(kāi)挖（圖4-16a），運(yùn)輸車輛停在溝側(cè)，此時(shí)動(dòng)臂只回轉(zhuǎn)40°—45°左右即可卸料。如挖的溝寬為機(jī)子最大回轉(zhuǎn)半徑的兩倍時(shí)，車輛只能停在挖掘機(jī)的側(cè)面，動(dòng)臂要回轉(zhuǎn)90°方可卸料。如挖掘的溝渠較寬時(shí)，可分段進(jìn)行，如圖4-16b所示。當(dāng)開(kāi)挖到盡頭時(shí)，再調(diào)頭開(kāi)挖相鄰的一段。這種分段法每段的挖掘?qū)挾炔灰诉^(guò)大，以車輛能在溝側(cè)行駛為原則，達(dá)到減少作業(yè)循環(huán)時(shí)間。（2）溝側(cè)開(kāi)挖：它與前者不同的是，車輛停在溝端，挖掘機(jī)在溝側(cè)，動(dòng)臂回轉(zhuǎn)小于90°即可卸料（圖4-17）。由于每循環(huán)所用的時(shí)間短，所以效率高。但挖掘機(jī)始終沿溝側(cè)行駛，因此開(kāi)挖邊坡較陡。3）拉鏟挖掘機(jī)的基本作業(yè)拉鏟挖掘機(jī)的開(kāi)挖方法與反鏟挖掘機(jī)基本相同，只是挖掘的半徑大，深度深。（1）溝側(cè)開(kāi)挖：挖掘機(jī)位于溝側(cè)，挖掘?qū)挾鹊扔诨虼笥谒Χ返耐诰虬霃?。此外，在棄土?chǎng)工作時(shí)，可以使土的甩出距離較遠(yuǎn)。這種開(kāi)挖方法主要用來(lái)取土填筑路堤和開(kāi)挖基坑，如圖4-18a所示。（2）溝端開(kāi)挖：挖掘機(jī)停在溝的一端（圖4-18b），開(kāi)挖的寬度可達(dá)挖掘半徑的兩倍。此法可挖出陡峭的邊坡，又可以兩側(cè)卸土。4、裝載機(jī)作業(yè)裝載機(jī)是一種工作效率較高的鏟土運(yùn)輸機(jī)械，它兼有推土機(jī)和挖掘機(jī)兩者的工作能力，可以進(jìn)行鏟掘、推運(yùn)、整平、裝載和牽引等多種作業(yè)。其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，作業(yè)效率高，操縱簡(jiǎn)單，是一種發(fā)展較快的循環(huán)作業(yè)式機(jī)械。裝載機(jī)與運(yùn)輸車輛配合，可采用如下作業(yè)方式：1）“I”字形作業(yè)運(yùn)輸車輛平行于工作面，裝載機(jī)則垂直于工作面，前進(jìn)鏟土后，直線后退一定距離，并提升鏟斗，此時(shí)，運(yùn)輸車輛退到裝載機(jī)鏟斗卸土位置，裝滿后駛離。這種方式裝載機(jī)不需調(diào)頭，但要求運(yùn)輸車輛與其配合默契。2）“V”字形作業(yè)運(yùn)輸車輛與工作面成約60°；裝載機(jī)則垂直與工作面，前進(jìn)鏟土后，在倒車駛離過(guò)程中調(diào)頭60°，使與運(yùn)輸車輛垂直，然后駛向運(yùn)輸車輛卸料。這種方式循環(huán)時(shí)間較短。3）“L”字形作業(yè)運(yùn)輸車輛垂直與工作面，裝載機(jī)鏟土后，倒退并調(diào)轉(zhuǎn)90°，然后駛向運(yùn)輸車輛卸土。這種方式需有較寬的工作場(chǎng)地。5、平地機(jī)作業(yè)平地機(jī)是一種鏟土、運(yùn)土、卸土同時(shí)進(jìn)行的連續(xù)作業(yè)機(jī)械。主要工作裝置是一把刮刀，它可以調(diào)整四種作業(yè)動(dòng)作，即刮刀平面回轉(zhuǎn)，刮刀左右端升降、刮刀左右引申和刮刀機(jī)外傾斜，來(lái)完成刮刀刀角鏟土側(cè)移、刮刀刮土側(cè)移、刮刀刮土直線和機(jī)身外刮土等作業(yè)。第二節(jié)路基壓實(shí)填土經(jīng)過(guò)挖掘、搬運(yùn)、原狀結(jié)構(gòu)已被破壞，土團(tuán)之間留下了許多孔隙，在荷載作用下，可能出現(xiàn)不均勻或過(guò)大的沉降或落甚至失穩(wěn)滑動(dòng)，所以路基填土必須進(jìn)行壓實(shí)；對(duì)于松土層構(gòu)成的路塹表面，為改善其工作條件也應(yīng)予以壓實(shí)。影響壓實(shí)效果的主要因素1、含水量土中含水量對(duì)壓實(shí)效果的影響比較顯著。當(dāng)含水量較小時(shí)，由于粒間引力（可能還包括了毛細(xì)管壓力）使土保持著比較疏松的狀態(tài)或凝聚結(jié)構(gòu)，土中孔隙大都互相連通，水少而氣多，在一定的外部壓實(shí)功能作用下，雖然土孔隙中氣體易被排出，密度可以增大，但由于水膜潤(rùn)滑作用不明顯以及外部功能也不足以克服粒間引力，土粒相對(duì)移動(dòng)不容易，因之壓實(shí)效果比較差；含水量逐漸增大時(shí)，水膜變厚，引力縮小，水膜又起著潤(rùn)滑作用，外部壓實(shí)功能比較容易使土粒移動(dòng)，壓實(shí)效果漸佳；土中含水量過(guò)大時(shí)，孔隙中出現(xiàn)了自由水，壓實(shí)功能不可能使氣體排出，壓實(shí)功能的一部分被自由水所抵消，減少了有效壓力，壓實(shí)效果反而降低。由擊實(shí)試驗(yàn)所得的擊實(shí)曲線圖（圖4-19）可以看出，曲線有一峰值，此外的干容重為最大，成為最大干容重γ0。與之對(duì)應(yīng)的含水量則稱為最佳含水量w0。這就得出一個(gè)結(jié)論：只有在最佳含水量的情況下壓實(shí)效果最好。2、土類在同一壓實(shí)功能作用下，含粗粒越多的土，其最大干容重越大，而最佳含水量越小，即隨著粗粒土增多，其擊實(shí)曲線的峰點(diǎn)越相左上方移動(dòng)（圖4-20）。施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同土類，分別確定其最大干容重和最佳含水量。3、壓實(shí)功能同一類土，其最佳含水量隨壓實(shí)功能的加大而減小，而最大干容重則隨壓實(shí)功能的加大而增大。當(dāng)土偏干時(shí)，增加壓實(shí)功能對(duì)提高干容重影響較大，偏濕時(shí)則收效甚微。故對(duì)偏濕的土企圖用加大壓實(shí)功能的方法來(lái)提高土的密實(shí)度是不經(jīng)濟(jì)的，若土的含水量過(guò)大，此時(shí)增大壓實(shí)功能就會(huì)出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。另外，當(dāng)壓實(shí)功能加大到一定程度后，對(duì)最佳含水量的減小和最大干容重的提高都不明顯了，這就是說(shuō)單純用增大壓實(shí)功能來(lái)提高土的密實(shí)度未必合算，壓實(shí)功能過(guò)大還會(huì)破壞土體結(jié)構(gòu)，效果適得其反。二、路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)衡量路基的壓實(shí)程度是工地實(shí)際達(dá)到的干容重與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干容重的比值，即壓實(shí)度或稱壓實(shí)系數(shù)。所謂重型擊實(shí)試驗(yàn)法，是與原來(lái)的擊實(shí)試驗(yàn)法（現(xiàn)稱輕型擊實(shí)試驗(yàn)法）相比較而言的。重型擊實(shí)法增大了擊實(shí)功能，從而提高了路基的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。其所得最大干容重，對(duì)砂性土約提高6%~10%，粘性土約提高10%~18%；而最佳含水量則有所降低，砂性土為1%~3%，粘性土為3%~9%。重型擊實(shí)試驗(yàn)法的原理和基本規(guī)律與輕型擊實(shí)試驗(yàn)法相仿，但擊實(shí)功能提高了4.5倍。重型與輕型擊實(shí)法差別大致如表4-6。三、壓實(shí)方法壓實(shí)土層的密實(shí)度隨深度遞減，表面5cm的密實(shí)度最高。填土分層的壓實(shí)厚度和壓實(shí)遍數(shù)與壓實(shí)機(jī)械類型、土的種類和壓實(shí)度要求有關(guān)，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)路來(lái)確定。同樣質(zhì)量的振動(dòng)壓路機(jī)要比光輪靜碾壓路機(jī)的壓實(shí)有效深度大1.5~2.5倍。如果壓實(shí)遍數(shù)超過(guò)10遍仍達(dá)不到壓實(shí)度要求，則繼續(xù)增加遍數(shù)的效果很小，不如較小壓實(shí)層厚。碾壓時(shí)，橫向接頭的輪跡應(yīng)有一部分重疊，對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)一般重疊40~50cm，對(duì)三輪壓路基一般重疊1/2后輪寬；前后相鄰兩區(qū)段亦宜縱向重疊1~1.5，應(yīng)做到無(wú)漏壓、無(wú)死角和確保碾壓均勻。四、壓實(shí)質(zhì)量控制與檢查土的壓實(shí)應(yīng)在接近最佳含水量的情況下進(jìn)行。天然土通常接近最佳含水量，因此填鋪后應(yīng)隨即碾壓。含水量過(guò)大時(shí)，應(yīng)將土攤開(kāi)晾曬至要求的含水量時(shí)再整平壓實(shí)。填土接近最佳含水量的容許范圍，與土的種類和壓實(shí)度要求有關(guān)。在一定的壓實(shí)度要求情況下，砂類土比細(xì)粒土的范圍大；在同一種土類的情況下，壓實(shí)度要求底的比要求高的范圍大。范圍的具體值可從該種土的擊實(shí)試驗(yàn)曲線上查的，即在該曲線土的縱坐標(biāo)上按要求高的范圍大。范圍的具體值可以從該種土的擊實(shí)試驗(yàn)曲線上查的，即在該曲線圖的縱坐標(biāo)上按要求的干密度處畫(huà)一橫線，此線與曲線相交的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的含水量值就是它的范圍。天然土過(guò)干需要加水時(shí)，可在前一天于取土點(diǎn)澆灑，使水均勻滲入土中；也可將土運(yùn)至路堤再用水澆灑，并攪拌均勻。加水量可按下式估算：（4-1）式中：V——所需加水量（t）；——天然水的含水量；——最佳含水量；Q——需加水的土的質(zhì)量（t）。此外還應(yīng)增加灑水至碾壓時(shí)的水分蒸發(fā)消耗量。在壓實(shí)過(guò)程中，施工單位的自檢人員應(yīng)經(jīng)常檢查壓實(shí)度是否符合要求。壓實(shí)度試驗(yàn)方法可采用環(huán)刀法、臘封法、水袋法、灌砂法或核子密度濕度儀法。環(huán)刀法適用于細(xì)粒土，灌砂法適用于各類土。核子密度濕度儀應(yīng)與環(huán)刀法、灌砂法等進(jìn)行對(duì)比標(biāo)定后方才可應(yīng)用。每一壓實(shí)層均應(yīng)檢驗(yàn)壓實(shí)度，合格后方可填筑其上一層。第三節(jié)軟土地基路基施工一、概述軟土在我國(guó)濱海平原、河口三角洲、湖盆地周圍及山澗谷地均有廣泛分布。在軟土地基上修筑路基，若不加處理，往往會(huì)發(fā)生路基失穩(wěn)或過(guò)量沉陷，導(dǎo)致公路破壞或不能正常使用。所謂軟土，從廣義上說(shuō)，就是強(qiáng)度低、壓縮性高的軟弱土層；以孔隙比及有機(jī)質(zhì)含量為主，并結(jié)合其他指標(biāo)，可將軟土劃分為軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭五種類型，其主要物理力學(xué)特征如表4-7。習(xí)慣上常把軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥總稱為軟土，而把有機(jī)質(zhì)含量很高的泥炭、泥炭質(zhì)土總稱為泥沼。我國(guó)各地不同成因的軟土都具有近于相同的共性，主要表現(xiàn)在：1天然含水量高、孔隙比大。含水量再34%~72%之間，孔隙比在1.0~1.9之間，飽和度一般大于95%，液限一般為35%~60%，塑性指數(shù)為13~30，天然容重約為15~19kN/m3.2透水性差。大部分軟土的滲透系數(shù)為10-8~10-7cm/s。3壓縮性高。壓縮系數(shù)為0.005~0.02,屬于高壓縮性土。4抗剪強(qiáng)度低。其快剪粘聚力在10kPa左右，快剪內(nèi)摩擦角在0~5°之間。５具有觸變性。一旦受到擾動(dòng)，土的強(qiáng)度明顯下降，甚至呈流動(dòng)狀態(tài)。６流變性顯著。其長(zhǎng)期抗剪強(qiáng)度只有一般抗剪強(qiáng)度的０．４～０．８倍。在天然軟土地基上采用快速施工修筑一般斷面的路堤，所能填筑的最大高度，稱為極限高度。達(dá)到極限高度時(shí)單位面積的荷重就是天然地基的極限承載力。路堤超過(guò)極限高度后，必須發(fā)生大量沉陷、坍滑，必須采取加固措施，才能保證路堤穩(wěn)定與正常施工。二、軟土地基的加固措施與施工塑料排水板塑料排水板是帶有孔道的板狀物體，插入土中形成豎向排水通道。因其施工簡(jiǎn)單、快捷，目前國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用，效果亦佳。１）排水板材料排水板是在工廠生產(chǎn)的，國(guó)內(nèi)外都有許多產(chǎn)品出售。按其結(jié)構(gòu)形式可分為多孔單一結(jié)構(gòu)型和復(fù)合結(jié)構(gòu)型兩大類：（１）多孔單一結(jié)構(gòu)型——這是一種經(jīng)特殊加工的兩塊聚氯乙烯樹(shù)脂透水板，兩板之間僅有若干個(gè)點(diǎn)以突緣相接處，而其間留有許多孔隙，故透水性好。這種塑料板具有耐酸堿、不膨脹、不變質(zhì)等特點(diǎn)。在多孔單一結(jié)構(gòu)型中還有用纖維質(zhì)無(wú)紡布和多孔質(zhì)材料制成，這種排水板在土壓力作用下過(guò)水面積減少，排水效果較差。（２）復(fù)合結(jié)構(gòu)型——內(nèi)為用聚氯乙烯或聚丙烯做成的芯板，外面套以用滌綸類或丙烯類合成纖維制成的濾膜，其斷面如圖４－２３。板寬一般為１００ｍｍ，厚３～４ｍｍ。塑料排水板應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此，購(gòu)進(jìn)的產(chǎn)品要用正式商標(biāo)或牌號(hào)，并有出場(chǎng)檢驗(yàn)合格證，在工地每１０萬(wàn)ｍ至少抽一個(gè)樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可使用。目前我國(guó)已有許多廠家生產(chǎn)塑料排水板。表４－９為南京塑料廠生產(chǎn)的ＳＰＢ－１系列塑料排水板技術(shù)性能。２）設(shè)計(jì)方法目前對(duì)塑料排水板的機(jī)理及設(shè)計(jì)均沿用砂井的理論。即將塑料排水板換算成當(dāng)量直徑Ｄｐ的砂井，然后按砂井理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)塑料板寬度為ｂ，厚度為，則換算公式為：（４－６）式中：——換算系數(shù)例如：ｂ＝１００ｍｍ，＝４ｍｍ，取，求得＝５０ｍｍ。３）施工方法塑料排水板要用插板機(jī)插入土中。插板機(jī)種類很多，性能不一，從機(jī)型講，有軌道式、輪胎式、鏈條式、步履式等多種。圖４－２４為步履式插板機(jī)。從插設(shè)方法講，一類是套管式插板機(jī)。另一類是無(wú)套管式插板機(jī)。前者施工步驟如下：將塑料排水板由后邊的卷筒通過(guò)井架上方的滑輪，插入套管內(nèi)——排水板被套管的輸送滾軸夾住，一起壓入土中——達(dá)到預(yù)定深度后，輸送滾軸反轉(zhuǎn)松開(kāi)排水板，上拔套管，塑料排水板被便留在土中——在地面以上２０ｃｍ左右將排水板切斷。無(wú)套管式插板機(jī)是用鉆桿直接將塑料排水板插入土中。這種插板機(jī)較輕便，操作簡(jiǎn)單，速度快，但塑料排水板容易被損傷或隨鉆桿拔起，地基強(qiáng)度較大時(shí)更不宜使用。砂井砂井是利用各種打樁機(jī)具擊入鋼管，或用高壓射水、爆破等方法在地基中獲得按一定規(guī)律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于這種砂井在飽和軟粘土中起排水通道的作用，又稱排水砂井。砂井頂面應(yīng)鋪設(shè)砂墊層，已構(gòu)成完整的地基排水系統(tǒng)。軟土地基設(shè)置砂井后，改善了地基的排水條件，縮短了排水途徑，因而地基承受附加荷載后，排水固結(jié)過(guò)程大大加快，近而使地基強(qiáng)度得以提高。上述塑料排水板以及后面介紹的袋裝砂井就是在砂井基礎(chǔ)上發(fā)展而成的。砂井適用于路堤高度大于極限高度，軟土層厚度大于５ｍ時(shí)。砂井的間距、深度要根據(jù)軟土的地層情況、允許施工期，由計(jì)算確定，砂井直徑一般為２０～３０ｃｍ，視施工機(jī)械而定。砂井的施工入空心管法在履帶起重機(jī)的吊壁上安裝一個(gè)供穿心錘用的導(dǎo)向架，以錘擊鋼管；或用一個(gè)振動(dòng)錘夾住鋼管施以振動(dòng)力，前者是為沖擊式，后者是為振動(dòng)式。鋼管應(yīng)比砂井長(zhǎng)０．５～１．０ｍ，以利拔管。管的底部應(yīng)有木樁尖、混凝土樁尖或活瓣樁尖。施工步驟如下：裝上樁尖，將鋼管定位——靠錘打擊或振動(dòng)器振動(dòng)使鋼管下到要求深度——鋼管上拔０．５～１．０ｍ消除樁底真空吸力，以便活瓣張開(kāi)，然后提起重錘和樁帽，在鋼管上口擱上漏斗，先灌入少許水，然后砂水交替灌入——以４～６ｍ／ｍｉｎ的速度徐徐拔管，并用大錘不斷敲擊鋼管加速砂子下落。射水法這種方法對(duì)軟土地基擾動(dòng)最少，但需大量水及要有方便的排水條件。施工步驟如下：將套管安置在砂井位置上——將射水管放進(jìn)套管內(nèi)射水，套管徐徐下沉，若遇到較堅(jiān)實(shí)土層，可用錘輕輕敲擊頂部，使套管下沉——套管達(dá)到要求深度后，上下移動(dòng)射水管使套管中的土充分流出——灌砂——拔起套管。３）爆破法對(duì)于６～７ｍ的淺砂井，用直徑７６ｍ的螺紋鉆鉆口，在鉆口內(nèi)放置條形藥包，爆炸擴(kuò)空，孔內(nèi)灌砂。藥包制作過(guò)程如圖４－２５。ａ）傳爆線一端彎成環(huán)形，放入１０ｃｍ寬的水泥紙袋上，按量放炸藥于紙上；ｂ）卷嚴(yán)，并用麻繩扎牢；ｃ）為防水，外邊用寬３～４ｃｍ的塑料布裹纏；ｄ）兩端用膠布密封，即成條形藥包。用藥量與砂井直徑、土質(zhì)情況和埋藏深度有關(guān)，只能通過(guò)試驗(yàn)確定。施工步驟如下：用螺紋鉆鉆垂直孔，孔深比砂井深度大０．５ｍ，以便放置藥包——用管子鉗卡住鐵管用人力連同藥包壓入孔內(nèi)，壓入深度比砂井深度大０．２～０．３ｍ，以防孔底回淤——將傳爆線一端連在雷管和導(dǎo)火索上，點(diǎn)爆——爆成井孔后即灌水使孔壁不坍塌，經(jīng)檢查后，砂水交替灌入，灌滿為止。袋裝砂井井徑對(duì)固結(jié)時(shí)間的影響沒(méi)有井距那樣敏感。從理論上講，井徑只要能滿足排水要求即可，軟粘土滲透系數(shù)一般只有砂井滲透系數(shù)的１％，砂井的理論直徑可以很小。但一般砂井如果井徑太小，即無(wú)法施工，也無(wú)法放置因地基變形而斷開(kāi)失效。因此，國(guó)內(nèi)外曾廣泛采用網(wǎng)狀織物袋裝砂井，其直徑僅８ｃｍ左右，比一般砂井省料的多，造價(jià)比一般砂井低廉，且不會(huì)因施工操作中的誤差或地基發(fā)生水平和垂直變形而喪失其連續(xù)性。袋裝砂井的打孔一般采用鋼管打入式和射水式，以打入式為例，施工步驟如下：將內(nèi)徑約１２ｃｍ的套管打入土中預(yù)定深度——將預(yù)先準(zhǔn)備好的長(zhǎng)度比砂井長(zhǎng)２ｍ左右、用聚氯乙烯纖維制成的袋，在底部裝入大約一滿鍬重的砂，并將底口扎緊，然后放入孔內(nèi)——將袋的上端固定在裝砂漏斗上，從漏斗口將干砂邊振動(dòng)邊灌入沙袋，裝實(shí)裝滿為止——徐徐拔出套管。排水砂墊層排水砂墊層是在路堤底部地面上鋪設(shè)一層較薄的砂層。如圖４－２６，其作用是在軟土頂面增加一個(gè)排水面。在填土過(guò)程中，荷載逐漸增加，促使軟土地基排水固結(jié)，滲出的水就可從砂墊層中排走。為確保砂墊層能順暢排水，要采用透水性良好的材料，如中砂、粗砂；要保證砂墊層在其使用其間的整體連續(xù)性；要防止砂墊層被細(xì)粒土所污染而造成堵塞，在砂墊層的上下兩側(cè)亦設(shè)反濾層。砂墊層的厚度是直接控制用砂量的主要因素，也是保證整體連續(xù)的一個(gè)主要條件。確定砂墊層厚度需考慮：一是以不致因地基沉降而使砂墊層發(fā)生錯(cuò)斷，從而影響排水效果；二是以不致因排到砂墊層中的孔隙水由于水頭過(guò)高而滲入路堤填土，導(dǎo)致低路堤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低。一般采用的厚度為０．６～１．０ｍ。砂墊層適用于施工期限不緊，路堤高度為極限高度的二倍以內(nèi)、砂源豐富、軟土地基表面無(wú)隔水層的情況，當(dāng)軟土層較薄，或底層又有透水層時(shí)，效果更好。前述塑料排水板、袋裝砂井、砂井等加固措施都要配合設(shè)置砂墊層。土工織物鋪墊在軟土地基表層鋪設(shè)一層或多層土工織物，可以減少路堤填筑后的地基不均勻沉降，又可以提高地基的承載能力，同時(shí)也不影響排水。對(duì)于淤泥之類高含水量的超軟弱地基，再采用砂井及其它深層加固法之前，土工織物鋪墊可作為前期處理，以提高施工的可能性。若在砂墊層上增鋪土工織物，可以防止填土污染砂墊層。土工織物的鋪設(shè)很簡(jiǎn)單，在工廠將幾幅拼縫成需要尺寸，一般寬３．６～４．５ｍ，長(zhǎng)比路堤低寬多４～６ｍ，順路堤坡腳回折２～３ｍ。為了保護(hù)土工織物，上下都應(yīng)鋪設(shè)厚０．２～０．３ｍ左右的砂墊層。預(yù)壓在軟土地基上修筑路堤，如果工期不緊，可以先填筑一部分或者全部，使地基經(jīng)過(guò)一段時(shí)間固結(jié)沉降，然后在填足和鋪筑路面；在擬建涵洞和僑臺(tái)等結(jié)構(gòu)物處，先填土預(yù)壓，待地基強(qiáng)度提高到一定程度后，挖去填土在建造結(jié)構(gòu)物。在修筑路堤時(shí)還可預(yù)先把土填的比設(shè)計(jì)高度高一些，或加寬填土寬度，以加速地基固結(jié)下沉，以后在挖除超填部分。這種預(yù)壓或超載預(yù)壓的方法，簡(jiǎn)單易行，但需較長(zhǎng)的固結(jié)時(shí)間。并常需配合采用砂墊層、砂井等排水措施方能滿足工期要求。預(yù)壓加荷的速率應(yīng)保證地基只產(chǎn)生沉降而不致喪失穩(wěn)定。當(dāng)路堤較高時(shí)，可采取分級(jí)加荷，第一級(jí)加荷要盡量大一些，預(yù)壓期都要半年至一年。加荷速率由理論計(jì)算或用下列方法確定：地面沉降速率——埋設(shè)沉降板，每１～２天觀測(cè)一次，要求中線表面日沉降量不大于１０ｍｍ。邊樁水平位移——邊樁長(zhǎng)１．０～１．５ｍ，打入地面１．０ｍ左右，要求日水平位移不超過(guò)５ｍｍ。地基孔隙水壓力——在地基不同深度埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)進(jìn)行觀測(cè)，要求孔隙水壓力不超過(guò)預(yù)壓荷載應(yīng)力的５０～６０％。擠實(shí)砂（碎石）樁擠實(shí)砂樁是以沖擊或振動(dòng)的方法強(qiáng)力將砂、石等材料擠入軟土地基中，形成直徑較大密實(shí)柱體，提高軟土地基的整體抗剪強(qiáng)度，減少沉降。擠實(shí)砂裝是以增大土體的密實(shí)度為主要目的，它與排水砂井的作用不同。砂樁直徑約為０．６～０．８ｍ。施工步驟如下：將套管就位——提起芯管，灌砂——錘擊下沉——沉到設(shè)計(jì)深度——提起芯管，灌砂——錘擊套管和芯管——將砂擠出套管——提起套管和芯管——灌砂，錘擊芯管，使砂密實(shí)，直至形成砂柱。擠實(shí)砂樁另一種施工方法是利用振動(dòng)來(lái)制成砂樁（稱為振實(shí)砂樁）。其施工步驟如下：將上面安有垂直振動(dòng)器的套管就位——振動(dòng)下沉——將砂灌入套管中——邊振動(dòng)邊使套管上下運(yùn)動(dòng)——套管逐步上提——最后形成密實(shí)的砂柱。旋噴樁利用工程鉆機(jī)，將旋噴注漿管置入預(yù)定的地基加固深度，通過(guò)鉆桿旋轉(zhuǎn)，徐徐上升，將預(yù)先配置好的漿液，以一定的壓力從噴嘴噴出，沖擊土體，使土和漿液攪拌成混合體，形成具有一定強(qiáng)度的人工地基。旋噴法可以根據(jù)不同的施工對(duì)象、用途，調(diào)整灌入材料用量、濃度，使加固土體滿足工程需要的強(qiáng)度。目前灌入材料以水泥漿為主，當(dāng)土的滲透性較大或地下水流速過(guò)大時(shí)，為了防止?jié){液流失，可在漿液中摻加三乙醇銨和氯化鈣等速凝劑。鉆機(jī)就位和檢查——鉆進(jìn)，至預(yù)定深度——旋噴并提升鉆桿。生石灰樁用生石灰碎塊置入樁孔中形成樁體，成為生石灰樁。其孔徑多用２０～４０ｃｍ，樁長(zhǎng)多在１２ｍ以內(nèi)。也有采用更小孔徑的，用打入或鉆進(jìn)方法成孔在填入２～５ｃｍ的生石灰塊。生石灰樁可以摻入一定數(shù)量的粉煤灰或砂，有時(shí)還摻入少量石膏，以利出發(fā)反應(yīng)，提高強(qiáng)度。１０、換土采用人工或機(jī)械挖除路堤下全部軟土，換填強(qiáng)度很高的粘性土和砂、礫、卵石、片石等滲水性材料。換土根本改善了地基，不留后患，效果好。適用于軟土層較薄且易于排水施工的情況。水塘、河溝和古埋藏河谷，填土層一般較薄且程局部分布，常采用換土方法予以處理。因軟土地區(qū)地下水位較高，開(kāi)發(fā)困難，所以采用人工或機(jī)械開(kāi)挖換土?xí)r，換土深度一般不宜超過(guò)２ｍ。采用機(jī)械開(kāi)挖，一般可使用索鏟挖土機(jī)、抓斗等。開(kāi)挖邊坡有直立至１：０．２。開(kāi)挖時(shí)若用水泵抽水，容易引起邊坡坍塌，如果用不需壓實(shí)的良好換填材料，并及時(shí)換填，以不排水為宜。拋石擠淤是強(qiáng)迫換土的一種形式，它不必抽水挖淤，施工簡(jiǎn)便，這種方法用于湖塘或河流等積水洼地，常年積水且不宜抽干，表層無(wú)硬殼，軟土液性指數(shù)大，厚度薄，片石能沉至下臥硬層的情況。一般用于軟土厚度為３～４ｍ。石塊的大小視軟土稠度而定，一般不宜小于０．３ｍ。拋填片石時(shí)，應(yīng)自中部開(kāi)始逐次向兩側(cè)展開(kāi)，使淤泥向兩邊擠出，待拋石露出水面后用重型壓路機(jī)碾壓，其上鋪設(shè)反濾層，在進(jìn)行填土。在下臥層層面具有明顯橫向坡度時(shí)，片石拋填應(yīng)從高向低的一測(cè)進(jìn)行，并在低的一側(cè)多填一些，以求穩(wěn)定。爆破排淤也是換土的一種形式。利用炸藥爆炸時(shí)的張力作用，使軟土揚(yáng)棄或壓縮，然后填以強(qiáng)度較高的滲水土或一般粘性土，達(dá)到換土的目的。采用爆破排淤的施工方法換填深度較大，功效較高，適用于軟土層較厚，稠度大，路堤較高及施工期緊迫的情況。爆破排淤又可分先填侯爆和先爆后填兩種施工方法。前者適于稠度較大的軟土，先填的路堤隨爆隨沉，避免回淤。后者適于稠度小的軟土。１１、反壓護(hù)道反壓護(hù)道是在路堤兩側(cè)填筑一定寬度和一定高度的護(hù)道。他利用力學(xué)平衡以保持路基的穩(wěn)定。反壓護(hù)道一般采用單級(jí)形式，由于反壓護(hù)道本身的高度不能超過(guò)極限高度，所以反壓護(hù)道適用于路堤高度不大于極限高度倍的情況，單級(jí)反壓護(hù)道的高度宜采用路堤高度的１／３～１／２。反壓護(hù)道雖然容易，但占地多，在填料來(lái)源困難的地方也難于應(yīng)用；而且，反壓護(hù)道只能解決軟土地基路基的穩(wěn)定問(wèn)題，對(duì)沉降并無(wú)補(bǔ)藝，往往還會(huì)加大沉降量。第四節(jié)山區(qū)路基施工深挖路塹的邊坡坡度與形狀路簽邊坡坡度大于20m時(shí)稱為深挖路塹。深挖路塹邊坡的合理坡度與形狀是保證邊破穩(wěn)定的關(guān)鍵，而這又與地層情況有密切關(guān)系。（一）粒土地層細(xì)粒土一般都具有粘聚力和內(nèi)摩阻角，邊坡坡度可以通過(guò)圓弧法檢算確定。這種路基宜在邊破上每隔10m左右的高度上設(shè)置寬1~2m平臺(tái)，形成階梯式邊坡，平臺(tái)應(yīng)盡量作在地層分隔處。平臺(tái)的縱向坡度宜與路線縱坡平行。平臺(tái)應(yīng)有1%~2%的向外排水橫坡，或設(shè)置縱向排水溝，其縱坡不得小于0.3%。折線型邊坡由于變坡點(diǎn)易被雨水沖刷破壞，除非與以保護(hù)，一般不宜采用。（二）砂類土地層砂類土地層的路簽邊坡坡度可用直線法檢算確定。其邊破形狀同細(xì)粒土地層，以階梯式為好，但對(duì)于邊坡上的松散夾層要進(jìn)行保護(hù)。在坡腳處最好設(shè)置碎落臺(tái)，以免堵塞邊溝。（三）礫石土和巨粒土底層礫石土和巨粒土的路塹邊坡坡度通常采用工程地質(zhì)法確定，即參考當(dāng)?shù)刈匀簧狡潞腿斯み吰拢约暗刭|(zhì)構(gòu)造、水文條件等因素，推斷適宜的穩(wěn)定邊坡坡度。其邊坡形狀也宜采用階梯式，平臺(tái)最好設(shè)在地層分界處，邊坡上的松散夾層應(yīng)予以防護(hù)。（四）巖石地層巖石路塹邊坡坡度要根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)和巖性，并參考當(dāng)?shù)刈匀簧狡潞腿斯み吰拢约耙酝慕?jīng)驗(yàn)，論證確定，有條件時(shí)，也可用巖石力學(xué)的方法進(jìn)行分析核對(duì)。若層狀結(jié)構(gòu)面或鑲嵌結(jié)構(gòu)的一組主要節(jié)理面或幾組主要節(jié)理面的交線傾角陡于30°，且走向大致與路線平行時(shí)，可按此傾角開(kāi)挖邊坡，否則應(yīng)做支擋工程。若巖層為散粒結(jié)構(gòu)，顆粒之間完全脫離，或已風(fēng)化成碎石、砂和土狀，或受斷裂構(gòu)造擠壓成角礫或泥質(zhì)時(shí)，這種巖層已喪失巖石性質(zhì)，邊坡坡度應(yīng)按礫石土或細(xì)粒土考慮。關(guān)于巖石邊坡的形狀，對(duì)于塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)和鑲嵌結(jié)構(gòu)的巖體，可采用一坡到頂?shù)闹本€形變坡；對(duì)于破碎結(jié)構(gòu)和散粒結(jié)構(gòu)的巖體，若上下的破碎程度有顯著差別，可采用適應(yīng)于該層穩(wěn)定性的折線邊坡，或在分界處設(shè)置平臺(tái)，形成階梯式邊坡；對(duì)于由軟硬巖層交替組成的互層結(jié)構(gòu)，當(dāng)交互層次多而薄，或軟層厚而硬層薄時(shí)，可按軟巖性質(zhì)作成直線形邊坡，并對(duì)邊坡進(jìn)行全面防護(hù)；當(dāng)軟層和硬層均比較厚時(shí)，宜在分界處設(shè)平臺(tái)，形成階梯式邊坡，并對(duì)軟層予以防護(hù)。二、巖石的開(kāi)挖方法巖石路塹通常采用爆破法開(kāi)挖，有條件時(shí)宜采用松土法開(kāi)挖，局部情況亦采用破碎法開(kāi)挖。爆破法開(kāi)挖1、爆破材料1）炸藥炸藥的種類繁多，工程中常用的有以下幾種：銨梯炸藥——它屬于混合炸藥中硝銨類炸藥，呈黃色粉末狀，有硝銨、三消基甲苯（TNT）和木份等配合而成。路基工程中常用的二號(hào)巖石銨梯炸藥，其配比為85：11：4。銨梯炸藥受潮和結(jié)塊后，爆炸性能會(huì)降低，而生成的有毒氣體明顯增加。濕度超過(guò)3%則可能拒爆，濕度大于0.5%時(shí)不得用于地下爆破，大于1.5%不得用于露天爆破。銨油炸藥——由硝酸銨和柴油（或加木粉）的混合物，通常兩者比例為94.5：5.5（稱為3號(hào)銨油炸藥），當(dāng)加木粉時(shí)，其比例為92：4：4（稱為1號(hào)銨油炸藥）。銨油炸藥取材方便，成本低廉，使用安全，但具有吸濕結(jié)塊性，不能久存，最好現(xiàn)拌現(xiàn)用。膠質(zhì)炸藥——主要由硝化甘油和硝酸鉀（或硝酸鈉）組成，另外加入二硝化乙二醇、硝化棉、木粉等。常用的硝化甘油及二硝化乙二醇含量各為62%和35%的耐凍膠質(zhì)炸藥。這些炸藥較敏感，容易分解、滲油和揮發(fā)而提高敏感性，凍結(jié)后觸動(dòng)即可爆炸，危險(xiǎn)性較大。但它的爆炸威力大，不吸濕，有較高密度和可塑性，適用于下水和堅(jiān)硬巖石爆破。黑火藥——用硝酸鉀、硫磺和木炭按一定比例（最佳為75：10：15）混合而成。好的黑火藥為深灰色的顆粒，不粘手。對(duì)火星和碰撞極敏感，威力低，適用于開(kāi)采石料。2）起爆材料雷管——有火雷管和電雷管兩種?；鹄坠芗雌胀ɡ坠埽话銥?0個(gè)號(hào)碼，通常用6~8號(hào)；電雷管又分為基法、延法和毫秒三種。導(dǎo)火索（引火線）——用來(lái)傳遞火焰引爆火雷管或直接引爆黑火藥。導(dǎo)爆索（傳爆線）——爆速快，適用于深孔、洞室爆破及水下爆破，可提高爆破效果。電氣點(diǎn)火裝置——引發(fā)電雷管用。2、藥包量計(jì)算藥包量計(jì)算就是求一個(gè)炮孔所需炸藥的質(zhì)量。爆破一定體積的巖石所需的炸藥量與很多因素有關(guān)，一般是根據(jù)爆炸效果要求，由經(jīng)驗(yàn)公式求得。3、爆破方法1）表面爆破炸藥直接放在巖石表面（或用土和草皮覆蓋）進(jìn)行爆破。效率很低，只用在爆破少量分散的巖石。2）淺孔爆破炮孔直徑小于75mm，深度不超過(guò)5m。通常用手提式鑿巖機(jī)打孔。適用于工作量不大的巖石路塹，或作為其他炮型的輔助炮型。3）深孔爆破是指孔徑大于75mm，深度5m以上的爆破。炮孔多采用沖擊式鉆機(jī)和潛孔鉆機(jī)打成，在配合挖運(yùn)機(jī)械可實(shí)現(xiàn)石方施工機(jī)械化。深孔爆破每次爆破的石方量大，從而可加快施工進(jìn)度，應(yīng)該廣泛采用。其炮孔主要參數(shù)如下：抵抗線長(zhǎng)：（m）式中：H——臺(tái)階高度（m）；D——硬度系數(shù)，取0.64~0.56；d——炮孔直徑（mm）；——高度影響系數(shù)，見(jiàn)表4-11。炮眼深度：L=（1.0~1.5）H(m)孔距：排距：b(m)，方格布置b=a；三角形布置b=0.87a。4）光面爆破和預(yù)裂爆破光面爆破是在開(kāi)挖限界的周邊，適當(dāng)排列一定間隔的炮孔，在有側(cè)向臨空面的情況下，用控制炸藥的方法，預(yù)先炸出一條裂縫，使爆體分開(kāi)，作為隔震減震帶，起保護(hù)和減弱開(kāi)挖界限以外山體或建筑物的地震破壞作用。光面爆破及預(yù)裂爆破之后，在邊坡壁上通常均留下半個(gè)炮孔的痕跡。進(jìn)行光面或預(yù)裂爆破時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格保持炮孔在同一平面內(nèi)，炮孔間距a和抵抗線W之比應(yīng)小于0.8。裝藥量應(yīng)控制適當(dāng)，并采用合理的藥包結(jié)構(gòu)，通常使炮孔直徑大于藥卷直徑1~2倍，或采用間隔藥包、間隔鉆孔裝藥。預(yù)裂炮的起爆時(shí)間在主炮之前，光面炮在主炮之后，其間隔時(shí)間取25~50ms。統(tǒng)一排孔必須同時(shí)起爆，最好用傳爆線起爆，否則會(huì)影響爆破質(zhì)量。光面爆破和預(yù)裂爆破的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，歸納如下：光面炮眼間距預(yù)裂炮眼間距光面炮眼抵抗線W0=1.33裝藥密度式中：d——鉆孔直徑，cm；——每m鉆孔裝藥量，kg/m；w的單位與d同。4、爆破施工作業(yè)1）炮位選擇炮孔的位置、方向和深度都會(huì)直接影響爆破的效率，合理的選擇炮孔位置十分重要。選擇時(shí)，應(yīng)注意巖石的結(jié)構(gòu)，避免在層理和裂縫處鑿孔，以免藥包爆炸時(shí)，氣體油裂縫泄出，降低爆破效果或失效。炮孔應(yīng)選在臨空面較多的方位，或者有意識(shí)的改造地形使第一次給第二次爆破創(chuàng)造較多的臨空面。2）鑿巖（鉆孔）鑿巖設(shè)備有空壓機(jī)、鑿巖機(jī)和鉆孔機(jī)等。對(duì)于淺孔，大多采用風(fēng)鉆，向下鉆孔時(shí)，使用輕型手動(dòng)式風(fēng)鉆，向上或傾斜方向鉆孔時(shí)，采用支架式重型風(fēng)鉆。對(duì)于深孔，可使用沖擊鉆機(jī)，回轉(zhuǎn)鉆機(jī)等。3）裝藥與堵塞裝藥方式有以下幾種：集中藥包——炸藥完全裝在炮孔的底部，對(duì)于工作面較高的巖石，崩落效果好，但不能保證巖石均勻破碎；分散藥包——炸藥沿孔深的高度分散裝置，可使巖石破碎均勻，適用于高作業(yè)面的開(kāi)挖段；藥壺藥包——炮孔底部制成葫蘆型儲(chǔ)藥式，以增大裝藥量，適用于量大而集中的石方爆破。裝完藥后，應(yīng)對(duì)藥孔進(jìn)行堵塞，防止漏氣。堵塞材料可用干砂、粘土、碎石和滑石粉等。4）起爆和清方起爆就是通過(guò)導(dǎo)火索等起爆器材使炮孔內(nèi)的炸藥爆炸，有火花起爆、電力起爆等方法。爆破后，應(yīng)組織機(jī)械配合運(yùn)輸工具將石方運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng)，以利再次爆破或進(jìn)行其他作業(yè)。清方機(jī)械的選擇，正鏟挖掘機(jī)的適應(yīng)性強(qiáng)，但進(jìn)出工點(diǎn)比較緩慢。輪式裝載機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，可鏟裝較大的石塊，但卸載高度不如挖掘機(jī)，此外，裝載機(jī)可以自鏟、自裝、自運(yùn)。通常，清方工作的運(yùn)距在40~100m時(shí)宜用裝載機(jī)，100m以上宜用挖掘機(jī)配合自卸卡車，小于40m時(shí)宜用推土機(jī)。（二）松土法開(kāi)挖開(kāi)挖巖石除了采用爆破法之外，松土法也越來(lái)越被廣泛采用。松土法是充分利用巖體自身存在的裂面和結(jié)構(gòu)面，用推土機(jī)牽引的松土器將巖體翻碎，在用推土機(jī)或裝載機(jī)與自卸汽車配合，將翻松了的巖塊搬運(yùn)出去。（三）破碎法開(kāi)挖這種方法是用破碎機(jī)鑿碎巖塊。鑿子裝在推土機(jī)或挖掘機(jī)上。它利用活塞的沖擊作用，使鑿子產(chǎn)生沖擊力，因此，其破碎巖塊的能力決定于活塞的大小。它利用活塞的沖擊作用，使鑿子產(chǎn)生沖擊力，因此，其破碎巖塊的能力決定于活塞的大小。破碎法宜用于巖體裂縫較多，巖塊體積較小，抗壓強(qiáng)度低于100Mpa的巖石。破碎法的工作效率不高，不宜作為開(kāi)挖巖石的主要方法，僅用于不能使用爆破法或松土法施工的局部場(chǎng)合。三、高填路堤凡填方邊坡高度超過(guò)20m(填粗砂、中砂者為12m)者，稱為高填路堤。高填路堤的邊坡形狀，填料為細(xì)粒土?xí)r，一般宜采用折線形邊坡。四、填石路堤填石路堤一般是指石質(zhì)挖方路段的開(kāi)挖石塊填筑的路堤。五、路基排水設(shè)施路基地面排水措施路基地面排水設(shè)施的作用是將可能停滯在路基范圍內(nèi)的地面水迅速排出，并防止路基范圍外的地面水流入路基內(nèi)。1、邊溝挖方地段和填土高度小于邊溝深度的填方地段均應(yīng)設(shè)置邊溝，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)或流向路基的少量地面水。邊溝的斷面形式，一般土質(zhì)邊溝宜用梯形，矮路堤或機(jī)械化施工時(shí)可用三角形，在場(chǎng)地寬度受到限制時(shí)，可用石器矩形。石質(zhì)路塹邊溝可作為矩形，積雪、積砂路段宜做成流線型。梯形邊溝的內(nèi)側(cè)邊坡一般為1：1到1：1.5，外側(cè)邊坡與路塹邊坡相同，有碎落臺(tái)時(shí)外側(cè)邊坡與內(nèi)側(cè)相同，三角形邊溝內(nèi)側(cè)邊坡可用1：2~1：3，外側(cè)邊坡通常與挖方便坡一致。邊溝的深度和底寬一般不應(yīng)小于0.4m，干旱地區(qū)及分水點(diǎn)可采用0.3m。高速公路和一級(jí)公路的邊溝斷面能大一些，其深度和底寬可用0.8~1.0m。邊溝溝底縱坡通常與路線縱坡一致；但路線縱坡小于0.2%時(shí)，應(yīng)采用變化邊溝深度的辦法以保證其縱坡不小于0.2%；當(dāng)縱坡大于3%時(shí)應(yīng)考慮加固，以免發(fā)生沖刷；邊溝長(zhǎng)度一般不宜超過(guò)300m，三角形邊溝不宜超過(guò)200m。一般不允許將截水溝的水排入邊溝內(nèi)，如特殊情況需排入時(shí)，宜應(yīng)加大邊溝斷面，并予以加固。2、截水溝設(shè)在路塹坡頂外或山坡路堤上方，用以截?cái)r上方流來(lái)的地面水。其斷面形式一般為梯形，在地面橫坡較陡時(shí)可做成石砌矩形。截水溝底寬不小于0.5m，深度按流量確定，但不應(yīng)小于0.5m。土質(zhì)截水溝的邊坡一般為1：1~1：1.5。溝底縱坡通常不得小于0.5%，特殊困難時(shí)，亦不得小于0.2%。溝底縱坡較大或有防滲要求時(shí)予以加固。截水溝長(zhǎng)度不宜超過(guò)500m。塹頂外截水溝，有棄土堆時(shí)，設(shè)在棄土堆之外，無(wú)棄土堆時(shí)，距塹頂邊緣至少5m（黃土地區(qū)至少10m，并需加固防滲）；山坡路堤上方截水溝離開(kāi)路堤坡腳至少2m。3、排水溝其作用是將邊溝、截水溝、取土坑或路基附近的積水引入就近橋涵或溝谷中去。排水溝的斷面和縱坡要求與截水溝基本相同。緊靠路堤護(hù)坡道外側(cè)的取土坑，若條件適宜，可用以排水，這時(shí)，取土坑底部宜做成自兩側(cè)向中部?jī)A斜2%~4%的橫坡。出入口應(yīng)與所連接的排水溝平順銜接；當(dāng)出口部分為天然溝谷時(shí)，不要使水形成漫流。4、跌水和急流槽在縱坡陡峻地段的截水溝、排水溝、可用單級(jí)或多級(jí)跌水或急流槽連接。跌水和急流槽的斷面一般采用矩形，用漿氣片石或混凝土修筑，進(jìn)口部分始端和出口部分終端的群墻應(yīng)埋在凍結(jié)線以下。急流槽的主體部分應(yīng)每隔2~5m設(shè)置一個(gè)防滑平臺(tái)，嵌入地基內(nèi)。急流槽的縱坡不宜陡于1：1.5。5、攔水帶為避免高路堤邊坡被路面匯集的雨水沖壞，可在路肩上做攔水帶，將水流攔截至挖方邊溝或在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)急流槽引離路基。攔水帶高出路肩15~20cm，埋入25~30cm，攔水帶頂寬，漿氣片面為25cm，混凝土為15cm。設(shè)攔水帶的內(nèi)側(cè)路肩應(yīng)適當(dāng)加固。路基地下排水設(shè)施明溝和槽溝明溝和槽溝都是用與兼排地面水和淺層地下水的設(shè)施（圖4-30）。當(dāng)設(shè)置在路基旁側(cè)時(shí)宜順路線方向布置；當(dāng)設(shè)置在山坡上的低洼地帶或天然溝谷時(shí)宜順山坡溝谷走向布置。溝谷宜埋入不透水地層內(nèi)。溝壁上最下一派滲水孔（或縫隙）的底部高出溝底不小于0.2m，并宜略高于溝中設(shè)計(jì)流量的水流表面。溝的深度可按上述條件決定。為避免開(kāi)挖斷面過(guò)大和節(jié)省圬工，明溝深度一般不宜超過(guò)1.2m，再深時(shí)可改用槽溝，槽溝深度不宜超過(guò)2.0m，再深時(shí)可改用滲溝。邊坡滲溝邊坡滲溝用于疏干潮濕的邊破和引排邊坡上局部出露的上層滯水和泉水，并起加固邊坡的作用。適用于坡度不小于1：1的土質(zhì)路塹邊邊坡，也常用于加固潮濕的容易發(fā)生表土坍滑的土質(zhì)路堤邊坡。邊坡滲溝應(yīng)垂直嵌入邊坡。對(duì)于較小范圍的局部濕土，宜用條帶形布置，對(duì)于較大范圍的局部濕土，宜用分岔形布置。當(dāng)邊坡表土普遍潮濕時(shí)，宜用拱形于條帶型相結(jié)合的布置。邊坡滲透基底埋置在邊坡潮濕土層以下較干而穩(wěn)定的土層內(nèi)。可按潮濕帶的厚度做成具有泄水坡（2%～4%）的階梯形，最下一個(gè)臺(tái)階的長(zhǎng)度宜大一些，基底一般用5號(hào)漿砌片石鋪砌。邊坡滲溝斷面通常采用矩形，其寬度不小于1.2m。深度視邊坡潮濕土層的厚度而變。由于邊坡滲溝集引的地下水流量較小，故可只在其底部用大粒徑石料填充做為排水通道，其外周設(shè)置適當(dāng)?shù)姆礊V。滲溝內(nèi)部的其余空間可用篩洗干凈的小顆粒滲水材料填充。分岔形滲溝的分岔部分和拱形滲溝的拱部斷面下側(cè)可用粘土填筑，做成防滲層。邊坡滲溝的頂部一般用單層干砌石覆蓋，其表面大致與邊坡面齊平。必要時(shí)可在干砌片石表面用水泥砂漿勾縫。邊坡滲溝下部的出水口一般采用干砌片石垛，其作用是支擋滲溝內(nèi)部的填充料并將滲溝中集引的水排入邊溝內(nèi)，其位置一般放在邊溝的外面。邊坡滲溝應(yīng)從下游向上游開(kāi)挖，而且各條邊坡滲溝要間隔開(kāi)挖，還要及時(shí)回填。引水和截水滲溝引水滲溝用以引出低洼濕地或泉水出露地帶或地下凹槽地層處的地下水，或用以降低路基范圍內(nèi)的地下水。截水滲溝用以截?cái)嗔飨蚵穳q的地下水。路塹邊溝下過(guò)邊溝旁的引水滲溝一般順邊溝走向布置，但其排水出口部分則宜偏離路基。其他引水滲溝可布置成條帶狀或樹(shù)枝狀，其主溝軸線宜循最短通路將所集引的地下水排至路基范圍以外。截水滲溝應(yīng)布置在滲流上游較穩(wěn)定的地層內(nèi)，其平面布置宜盡可能與滲流方向垂直。截水滲溝的基底必須置入不透水地層以內(nèi)，引水滲溝可以不置入不透水地層內(nèi)。引水和截水滲溝斷面采用矩形（圖4-31），內(nèi)部用篩洗干凈的滲水材料填充，填充料與溝壁之間須設(shè)置反濾層。其底部的排水通道，通常采用蓋板矩形溝（邊墻及基底用7.5號(hào)漿砌片石筑，蓋板用15號(hào)混凝土預(yù)制）或圓管（用15號(hào)混凝土預(yù)制）。截水滲溝只需在滲流上游一側(cè)溝壁進(jìn)水，下游側(cè)溝壁可用粘土或漿砌片石作成隔滲層。截水和引水滲溝應(yīng)從下游想上游開(kāi)挖，并應(yīng)隨挖隨作支撐，以防坍塌；反濾層填筑時(shí)，各層要用薄板隔開(kāi)，同時(shí)填筑，至一定高度后，上抽隔板，繼續(xù)填筑，至要求高度為止，頂部覆以單層干砌片石，表面用水泥砂漿勾縫，其上再用厚度不小于0.5m的土填到與地面齊平。六、路基坡面防護(hù)易于沖蝕的土質(zhì)邊坡和易于風(fēng)化的巖石路塹邊坡，在風(fēng)化營(yíng)力和雨水沖刷的作用下，將會(huì)發(fā)生沖溝、溜坍、剝落、掉塊和坍塌等坡面變形，故必須及早采取相應(yīng)的防護(hù)措施。（一）植物防護(hù)植物防護(hù)是一種施工簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、效果較好的坡面防護(hù)措施。植物能覆蓋表土，防止雨水沖刷；調(diào)節(jié)土的濕度，防止產(chǎn)生裂縫；固結(jié)土壤，避免坡面風(fēng)化脫落，同時(shí)還能起到保護(hù)環(huán)境，美化路容的作用。種草適用于草類能生長(zhǎng)的土質(zhì)路塹和路堤邊坡，其坡度小于1：1.25，且高度不高者。若邊坡土層不宜種草，可將邊坡挖成臺(tái)階，然后鋪一層5～10cm厚的種植土。草籽應(yīng)選用適合當(dāng)?shù)赝临|(zhì)和氣候條件的根系發(fā)達(dá)、莖干低矮、枝葉茂盛、生長(zhǎng)能力強(qiáng)的多年生草種。播種草籽一般在春、秋季，按撒播或行播進(jìn)行，草籽埋入深度應(yīng)不小于5cm。為使草籽均勻分布，可先將種子與砂、干土或鋸末混合后撒播。路堤的路肩和路塹的塹頂邊緣應(yīng)埋入與坡面齊平的寬20～30cm的帶狀草皮。平鋪草皮適用于各種土質(zhì)邊坡，極嚴(yán)重風(fēng)化的巖石和嚴(yán)重風(fēng)化的軟質(zhì)巖石邊坡，坡度不小于1：1。草皮應(yīng)選擇根系發(fā)達(dá)、莖矮葉茂的耐旱草類。草皮規(guī)格一般為寬20cm，長(zhǎng)30cm，厚5～10cm，干燥炎熱地區(qū)厚度可增加到15cm。草皮應(yīng)鋪過(guò)塹頂肩部至少100cm，或鋪至截水溝。鋪草皮一般應(yīng)在春季或初夏進(jìn)行，氣候干燥地區(qū)則應(yīng)在雨季進(jìn)行。鋪設(shè)前將邊坡表層挖松整平，灑水潤(rùn)濕。草皮應(yīng)與坡面密貼，四周用木樁或竹樁釘固。植樹(shù)適用于各種土質(zhì)邊坡和極嚴(yán)重風(fēng)化的巖石邊坡，邊坡坡度不陡于1：1.5。樹(shù)種應(yīng)為根系發(fā)達(dá)、枝葉茂盛、能迅速生長(zhǎng)分之底矮灌木。喬木不利于邊坡的穩(wěn)定，不宜采用。植樹(shù)間距40～60cm。植樹(shù)之坑深一般為25cm，直徑20cm。應(yīng)在當(dāng)?shù)刂矘?shù)季節(jié)栽種。（二）灌漿及勾縫灌漿適用于較堅(jiān)硬的、裂縫較大較深的巖石路塹邊坡；勾縫適用于較硬、不易風(fēng)化、節(jié)理裂縫多而細(xì)的巖石路塹邊坡。灌漿可用1：4或1：5的水泥砂漿，裂縫很寬時(shí)，可用混凝土灌注。勾縫用1：2或1：3的水泥砂漿，也可用1：0.5：3或1：2：9的水泥石灰砂漿，灌漿和勾縫前應(yīng)先沖洗坡面，并清除裂縫內(nèi)的泥土雜草。（三）抹面適用于尚未嚴(yán)重風(fēng)化的各種易風(fēng)化巖石邊坡，但對(duì)由煤系巖層及成巖作用很差的紅色粘土巖組成的邊坡不適用。邊坡坡度不受限制，但坡面應(yīng)較干燥。抹面使用年限較短，一般為8～10年。抹面厚度3～7cm，分為2～3層。抹面護(hù)坡之周邊與未防護(hù)坡面銜接處應(yīng)嚴(yán)格封閉，其措施為：鑿槽嵌入巖石內(nèi)，嵌入深度不小于10cm，并和銜接之坡面平順；坡腳宜設(shè)1～2m高的漿砌片石護(hù)坡。在軟硬巖石相間的邊坡上，僅對(duì)軟層抹面時(shí)，在分界處，抹面也應(yīng)嵌入硬巖層內(nèi)至少10cm，當(dāng)需增強(qiáng)抹面的抗沖蝕能力和防止開(kāi)裂時(shí)，可在表面涂瀝青保護(hù)層。抹面前須將邊坡表面的風(fēng)化巖石清刷干凈；邊坡上大的凹陷應(yīng)用漿砌片石嵌補(bǔ)，寬的裂縫應(yīng)灌漿。采用石灰爐渣漿抹面時(shí)，在灰漿抹上后，稍干即進(jìn)行拍，直至表面出漿為止，然后抹平涂上速凝劑。抹面不宜在嚴(yán)寒季節(jié)、雨天及日照強(qiáng)烈時(shí)施工，其適宜的氣溫為4℃～30℃，并注意蓋草灑水養(yǎng)生。如發(fā)現(xiàn)裂紋或脫落要及時(shí)灌漿修補(bǔ)。（四）捶面適用于易受沖刷的土質(zhì)邊坡或易風(fēng)化剝落的巖石邊坡，邊坡坡度不大于1：0.5，使用年限為10～15年。捶面厚度為10～15cm，一般采用等厚截面，當(dāng)邊坡較高時(shí)，采用上薄下厚截面，捶面護(hù)坡與未防護(hù)坡面銜接處應(yīng)封閉，其措施與抹面相同。坡腳設(shè)1～2m高的漿砌片石護(hù)坡，捶面材料常用石灰土、二灰土等。捶面前應(yīng)清除坡面浮石松土、嵌補(bǔ)坑凹，有裂縫時(shí)應(yīng)勾縫。在土質(zhì)邊坡上，為使護(hù)面貼牢可挖小臺(tái)階或鋸齒。坡面應(yīng)先灑石灰水潤(rùn)濕，捶面時(shí)拍要均勻，提漿要及時(shí)，提漿后2～3h進(jìn)行灑水養(yǎng)生3～5d。寒冷地區(qū)不宜在冬季施工。養(yǎng)護(hù)時(shí)如發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂和脫落應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。（五）噴漿及噴射混凝土適用于易風(fēng)化但尚未嚴(yán)重風(fēng)化的巖石坡度，坡面較干燥。對(duì)高而陡的邊坡，上部巖層較破碎而下部巖層完整的邊坡和需大面積防護(hù)的邊坡，采用此種類型更為經(jīng)濟(jì)。對(duì)成巖作用差的粘土巖邊坡不宜采用。噴漿厚度不宜小于5cm，噴射混凝土厚度以8cm為宜，分2～3次噴射。噴漿及噴射混凝土的護(hù)坡的周邊與未防護(hù)坡面之銜接與抹面護(hù)坡相同。坡腳應(yīng)作1～2m高的漿砌片石護(hù)坡。（六）單層干砌片石護(hù)坡干砌片石厚度一般為0.3m，其下設(shè)不小于0.1m厚的碎石或砂礫墊層；基礎(chǔ)應(yīng)選用較大石塊砌筑，其埋深至側(cè)溝底，基礎(chǔ)與溝相聯(lián)時(shí)，采用5號(hào)漿砌片石筑；施工應(yīng)自上而下進(jìn)行栽砌，彼此鑲緊，接縫要措開(kāi)，縫隙見(jiàn)用小石塊填滿塞緊。（七）漿砌片石護(hù)坡適用于各種易風(fēng)化的巖石邊坡。若用于路堤邊坡上，應(yīng)待路堤沉實(shí)后再施工；邊坡坡度不易于1：1。漿砌片石護(hù)坡一般采用等截面，其厚度視邊坡高度及陡度而定，一般為0.3～0.4m。邊坡過(guò)高時(shí)應(yīng)分級(jí)設(shè)平臺(tái)，每級(jí)高度不宜超過(guò)20m，平臺(tái)寬度視上級(jí)護(hù)坡基礎(chǔ)的穩(wěn)固要求而定，一般不小于1m。當(dāng)護(hù)坡面積大，而邊坡較陡時(shí)，為增強(qiáng)護(hù)坡的穩(wěn)定性，可采用肋式護(hù)坡。（八）漿砌片石骨架護(hù)坡在土質(zhì)邊坡和極嚴(yán)重風(fēng)化的巖石邊上，可采用漿砌片石骨架，在在骨架內(nèi)鋪草皮、捶面或栽砌卵石。漿砌片石骨架一般采用方格型，間距3～5m，與邊坡水平線成45°角。護(hù)坡的頂部0.5m及坡腳1m，用5號(hào)漿砌片石鑲邊；骨架應(yīng)嵌入坡面一定深度，其表面與草皮或捶面齊平。（九）漿砌片石護(hù)墻漿砌片石護(hù)墻能防治比較嚴(yán)重的坡面變形，適用于各種土質(zhì)邊坡及易風(fēng)化剝落的巖石邊坡。邊坡坡度不大于1：0.5。分等截面和變截面兩種形式（圖4-32）。等截面護(hù)墻高度，當(dāng)邊坡為1：0.5時(shí)，不宜超過(guò)6m；當(dāng)邊坡緩于1：0.5時(shí)，不宜超過(guò)10m。變截面護(hù)墻高度，單級(jí)不宜超過(guò)20m，否則應(yīng)采用雙級(jí)或三級(jí)護(hù)墻，但高度一般葉柄宜超過(guò)30m。雙級(jí)或三級(jí)護(hù)墻的上墻高不應(yīng)大于下墻高，下墻的截面應(yīng)比上墻大，上下墻之間應(yīng)設(shè)錯(cuò)臺(tái)，其寬度應(yīng)使上墻修筑在堅(jiān)固牢靠的基礎(chǔ)上，一般不宜小于1m。等截面護(hù)墻厚度一般為0.5m，變截面護(hù)墻頂寬b一般為0.4m，底寬B根據(jù)墻高H而定：七、岸坡沖刷防護(hù)沿河路基受到流水沖刷時(shí)，應(yīng)采取沖刷防護(hù)措施。沖刷防護(hù)工程一般分為岸坡防護(hù)（直接防護(hù)）、導(dǎo)流構(gòu)造物防護(hù)（間接防護(hù)）和改移河道三種類型。山區(qū)狹窄河谷地段不宜設(shè)置導(dǎo)流構(gòu)造物，也難于改移河道，宜優(yōu)先考慮岸坡防護(hù)措施。常用的岸坡防護(hù)有：草皮護(hù)坡草皮可用于流速不大于1.8m/s地段的河岸防護(hù)。草皮護(hù)坡多采用疊砌臺(tái)階式，如圖4-33。草皮尺寸為25×40cm，厚為10～15cm，疊砌前先平整坡面，將草皮緊貼坡面，并用柳枝尖樁或竹尖樁頂緊，樁長(zhǎng)為0.3～0.5m。在坡腳部分，一般鋪草皮2～3層，伸出坡腳外的寬度可視具體情況決定，但不應(yīng)小于1.0m，鋪砌層的表面應(yīng)與地面齊平。（二）拋石防護(hù)拋石防護(hù)的應(yīng)用很廣，對(duì)于經(jīng)常浸水且水深較深地段的路基邊坡防護(hù)及洪水季節(jié)防洪搶險(xiǎn)時(shí)更為常用。在缺少較大的石料地區(qū)，也可用預(yù)制混凝土塊作為拋投材料。為了減少坡腳處的局部沖刷及增加拋石的穩(wěn)定性，拋石堆的水下邊坡不宜陡于1：1.5，當(dāng)水深較深流速較大時(shí)，不宜陡于1：2~1：3，拋石防護(hù)的頂端不應(yīng)小于所用最小石塊尺寸的2倍，所拋石料應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐凍且不宜風(fēng)化崩解的石塊。為了使拋石有一定的密度，宜用不小于計(jì)算尺寸的大小不同的石塊摻雜拋投。拋石防護(hù)除防洪搶險(xiǎn)外，一般應(yīng)枯水季節(jié)的施工。新建路基的拋石防護(hù)?？刹蓤D4-34a的斷面形式。在既有路基邊坡防護(hù)拋石時(shí)，一般采用圖4-34b的形式。（三）干砌片石護(hù)坡此種護(hù)坡用于周期性浸水的河岸或路基路基邊坡防護(hù)。適用于洪水時(shí)水流較平順，不受主流沖刷且流速小于3m/s的地段。根據(jù)護(hù)坡的厚度常分為單層的或雙層的兩種。為了防止邊坡內(nèi)細(xì)粒土被水流沖淘出來(lái)，并為了增加護(hù)坡的彈性，以抵抗力的沖擊作用，應(yīng)在護(hù)坡面層與邊坡土之間設(shè)置1～2層的砂、礫墊層，墊層厚10～15cm。干砌片石護(hù)坡砌筑前應(yīng)先夯實(shí)整平邊坡，砌筑石塊要互相嵌緊。干砌片石護(hù)坡基礎(chǔ)，當(dāng)沖刷深度小于1.0m，可才用墁石鋪砌基礎(chǔ)（圖3-35a）。當(dāng)沖刷深度大于1.0m時(shí)，宜才用漿砌片石腳墻基礎(chǔ)（圖4-35b）。（四）漿砌片石護(hù)坡用于經(jīng)常浸水的受主流沖刷或受較強(qiáng)烈的波浪作用的路基邊坡防護(hù)和河岸及水庫(kù)邊岸防護(hù)，亦可用于有流冰及封凍的河岸邊坡防護(hù)。護(hù)坡砌筑石料宜選用堅(jiān)硬、抗壓強(qiáng)度大于30Mpa、遇水不崩解的石料。水泥沙漿在非嚴(yán)寒地區(qū)可使用7.5號(hào)，在嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)使用10號(hào)。漿砌片石護(hù)坡下設(shè)置10～15cm的卵、礫石墊層。（五）石籠防護(hù)石籠防護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是具有較好的柔性，而且可利用較小的石料。當(dāng)水流中含有大量泥砂時(shí)，石籠中的空隙能很快淤滿，而形成一個(gè)整體的防護(hù)層。其缺點(diǎn)是鐵絲容易銹蝕，使用期限一般為8～12年。當(dāng)水流中帶有較多的滾石時(shí)，容易將鐵絲網(wǎng)沖破，不宜使用石籠防護(hù)。用于防護(hù)坡岸時(shí)，一般在最下的一層采用扁長(zhǎng)方體石籠，其余宜采用長(zhǎng)方體石籠的壘砌形式。第五章基層（底基層）施工技術(shù)基層（底基層）可分為無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類和粒料類。無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類又稱為半剛性型或整體型，常包括水泥穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類和綜合穩(wěn)定類。粒料經(jīng)常分為嵌鎖型和級(jí)配型。半剛性基層材料的顯著特點(diǎn)是：整體性強(qiáng)、承載力高、剛度大、水穩(wěn)性好，而且較為經(jīng)濟(jì)。國(guó)外高等級(jí)公路上越來(lái)越多地采用半剛性基層。國(guó)外常采用水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料、粘壓水泥混凝土或貧水泥混凝土作為瀝青路面的基層。第一節(jié)半剛性基層材料的強(qiáng)度形成原理及縮裂特性一、強(qiáng)度形成原理石灰穩(wěn)定類材料強(qiáng)度形成原理石灰穩(wěn)定類包括石灰土、石灰砂礫土、石灰碎石土等。其強(qiáng)度形成主要指石灰與細(xì)粒土的相互作用。土中摻入石灰，石灰與土發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，從而使土的工程性質(zhì)發(fā)生變化。初期表現(xiàn)為土的結(jié)團(tuán)、塑性降低、最佳含水量增大和最大密實(shí)度減小等；后期變化主要表現(xiàn)在結(jié)晶結(jié)構(gòu)的形成，從而提高土的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。石灰加入土中發(fā)生的物理與化學(xué)反應(yīng)主要有離子交換、Ca(OH)2（氫氧化鈣）的結(jié)晶、碳酸化和火山灰反應(yīng)。其結(jié)果使粘土膠粒絮凝，生成晶體Ca(OH)2、CaCO3(碳酸鈣)和含水硅、鋁酸鈣等膠結(jié)物，這些膠結(jié)物逐漸由膠凝狀態(tài)向晶體狀態(tài)轉(zhuǎn)化，致使石灰土的剛度不斷增大，強(qiáng)度與水穩(wěn)定性不斷提高。離子交換反應(yīng)是指石灰加入土中，在水的參與下易離解成Ca2+和（OH）—離子，Ca2+可與粘土膠體顆粒反離子層上的K+、Na+離子發(fā)生離子交換，其結(jié)果使得膠體吸附層減薄，從而使粘土膠體顆粒發(fā)生聚結(jié)，土的濕坍性得到改善。離子交換是石灰土初期強(qiáng)度形成的主要原因。Ca(OH)2的結(jié)晶反應(yīng)是石灰吸收水分形成含水晶體，所生成的晶體相互結(jié)合，并與土粒結(jié)合起來(lái)形成共晶體，把土粒結(jié)成整體，從而使石灰土的水穩(wěn)性得到提高。碳酸化反應(yīng)是指Ca(OH)2與空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3的過(guò)程，當(dāng)水灰土的表層發(fā)生碳酸化反應(yīng)，形成一層硬殼，從而阻礙CO2的滲入，使碳酸化反應(yīng)過(guò)程較長(zhǎng)，所以它是石灰土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)的主要原因之一。火山灰反應(yīng)是指土中的活性硅鋁礦物在石灰的堿性激發(fā)下解離在水的參與下與Ca(OH)2反應(yīng)生成含水的硅酸鈣和鋁酸鈣的過(guò)程，所生成新的化合物與水泥水解后的產(chǎn)物相類同，是一種水穩(wěn)性良好的結(jié)合料。火山灰反應(yīng)是在不斷吸收水分的情況下逐漸發(fā)生的，因而具有水硬性性質(zhì)。碳酸化與火山灰反應(yīng)對(duì)提高石灰土的強(qiáng)度與穩(wěn)定性起著決定性作用。影響石灰土強(qiáng)度與穩(wěn)定性的主要因素有：土質(zhì)、石灰的質(zhì)量與劑量、養(yǎng)生條件與齡期等。各種成因的亞砂土、亞粘土、粉土類土和粘土類土都可以用石灰來(lái)穩(wěn)定。一般來(lái)說(shuō)，粘土顆粒的活性強(qiáng)、比面積大、表面能量也較大，因而摻入石灰等活性材料后，所形成的離子交換、碳酸化作用、結(jié)晶作用和火山灰作用都比較活躍，故石灰土強(qiáng)度隨土的塑性指數(shù)增大而增大。但土質(zhì)過(guò)粘時(shí)，不易粉碎和拌和，反而影響穩(wěn)定效果，且易形成縮縫。石灰土的強(qiáng)度隨土的PH值的增大而增大，這是因?yàn)橥林腥芤旱膲A性較大時(shí)，有利于土中硅鋁礦物等的解離，從而促進(jìn)石灰與土之間火山灰反應(yīng)及其它化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。各種化學(xué)組成的石灰均可用于穩(wěn)定土。但白云石石灰的穩(wěn)定效果優(yōu)于方解石石灰。活性CaO+MgO的含量越高，穩(wěn)定效果越好。石灰細(xì)度越大，其比面積愈大，在相同劑量下與土粒的作用愈充分，反應(yīng)進(jìn)行的越快，因而效果越好。生石灰在灰土中消解可放出大量熱能，加速灰土的硬化，另外，剛消解的石灰成膠狀Ca(OH)2，其活性和溶解度均較高，能保證石灰與土中膠粒更好的作用，因而，采用生石灰穩(wěn)定土的效果優(yōu)于熟石灰穩(wěn)定土。石灰劑量是按消石灰占干土重的百分率計(jì)。石灰劑量較低時(shí)（小于30~40%），石灰主要起穩(wěn)定作用，使土的塑性、膨脹性、吸水性降低，具有一定的水穩(wěn)性。隨著石灰劑量的增加，石灰土強(qiáng)度和穩(wěn)定性提高，但劑量超過(guò)一定范圍，過(guò)多的石灰在空襲中以自由灰存在，將導(dǎo)致石灰土的強(qiáng)度下降。石灰土的最佳劑量隨土質(zhì)不同而異，土的分散度越高則最佳劑量越大。最佳石灰劑量也與養(yǎng)生齡齊有關(guān)，在28d內(nèi)，最佳石灰劑量隨著齡期的增長(zhǎng)而增大，28d后基本趨于穩(wěn)定。這是因?yàn)?，時(shí)間短，參與反應(yīng)的石灰數(shù)量就少，多余的石灰以“自由”狀態(tài)存在，對(duì)強(qiáng)度不利。隨著齡器的增長(zhǎng)，參與反應(yīng)的石灰逐漸增多，所需的石灰數(shù)量也相應(yīng)增多，而28d后，反應(yīng)漸趨緩慢，最佳石灰劑量也就趨于穩(wěn)定。石灰土的強(qiáng)度形成需要一定的溫度和濕度。高溫和適當(dāng)?shù)臐穸葘?duì)石灰強(qiáng)度的的形成是有利的，這是因?yàn)?，溫度高可使反?yīng)過(guò)程加快，適當(dāng)?shù)臐穸葹镃a(OH)2結(jié)晶和火山灰反應(yīng)提供了必要的潔凈水。但濕度過(guò)大（濕砂養(yǎng)生）會(huì)影響新生物的膠凝結(jié)晶硬化，從而影響石灰土強(qiáng)度的形成。石灰土的