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(2)基床表层外形尺寸允许偏差”的要求控制。
16
结论17
参考文献18
致谢19
前言
路基是路面基础,路基填筑质量直接影响到路面使用品质和使用寿命。
特别是在东北地区因气候变化的原因,常常因路基施工质量问题而导致路面早期出现龟裂、沉陷、翻浆等病害,影响车辆的正常畅通,增大养护成本。
例如,常见桥头跳车、半边加宽部分产生不均匀沉陷,新路基路面早期破坏等,多是路基施工方法不当,土基压实度控制不严格所致。
即使是高等级水泥路面,如果路基施工压实度控制不严,水泥路面在行车作用下,会因路基沉陷而产生路面板错台及断板。
严格控制工程质量,使路基达到坚实而稳定,确保路基填筑的有效宽度和超宽填筑,避免路基滑坡为路面结构长期荷载作用提供重要的基础保证。
同时使路基有足够的强度和稳定性,路基施工的土石工程量较大,每公里数千方甚至上万方,施工程序复杂,有挖有填有弃。
与排水、桥涵、防护、路面等工程相互交错,关系密切,并受地质、地貌、气候地方环境等条件的影响。
在施工组织过程中,稍有不慎,就会导致质量部良后果。
要做到路基填筑的坚固而稳定,就必须精心施工,才能建成高质量的路基工程。
这对节省投资,提供效益具有十分重要的意义。
一、路堤填筑前原地面处理
路基的施工质量,是整个路线工程的关键,也是路基路面工程能否经受住时间、车辆运行荷载、雨季冬季的考验。
要做好路基工程,必须扎扎实实地进行路基的填筑,尤其要重视原地面的处理和坡面基地的处理。
(一)、填筑路堤时应首先进行原地面处理
1.地表处理
(1)路堤用地范围内的树木,灌木从等均应在施工前砍伐或移植清理,砍伐的树木应移置于路基用地之外,进行妥善处理。
路基范围内的树根全部挖出并将坑穴填平、夯实。
挖掘树根的坑,深度超过30cm的必须分层夯实到原地表。
如发现草炭层、鼠洞、裂缝,应更换符合条件土回填,并按规定进行压实。
路堤通过耕地时,路堤筑填施工前必须预先填平压实。
如其中有机质含量和其他杂质较多时,碾压时因弹性过大,不易压实,应换填土;
(2)种植土段的路基基底处理为:
清理深度应根据种植土厚度决定,并检查是否有埋置的生活垃圾,如有则立即清除。
清除的种植土应集中堆放。
(3)原地表凹凸不平地段,相对高差小于50cm的进行整平;
相对大于50cm的坑,分层夯实到原地表。
(4)独立的大坑,要单独作为作业面,按上述处理后按照路基填筑进行施工,达到原地表。
(5)清表平整完成后,应检测原地面标高,并做记录。
2.填前压实
路基基底填前压实除按照《公路路基施工技术规范》(JTJ033-95)执行外,还应按以下处理
(1)路基基底应在填筑前进行压实,各施工队压实前应先到项目部实验室领取压实标准。
并且根据此标准,以及现场的土质情况确定现场原状土洒水量(或晾晒)。
(2)路基基底压实度(重型)91%;
当填土高度小于路床厚度时,基底压实度不应小于路床压实度(大于或等于95%)的标准。
当基底的松散土层厚度大于30cm时,应将松土翻挖后在分层回填夯实。
(3)当在地面自然横坡陡于1:
5的斜坡面填筑路堤时,路堤基底应挖成台阶形式,台阶跨度不得小于1.0m。
台阶应有2%—4%的反向横坡。
(4)对于特殊要求的路段,用普通压路机压过后,还应在用冲击压路机碾压。
(二)、坡面基底处理
填方路堤,如基底为坡面时,在荷载作用下,粒料极易失稳而沿坡面产生滑移,因此在施工前必须注意对基底坡面处理后方能填筑。
经验表明,当坡度较小(横坡小于1:
5)时,只需清除坡面上的树、草杂物后,将翻松的表层压实后即可保证坡面的稳定,但当坡度较大(横坡大于1:
5)时,将坡面做成台阶形,让填料充分嵌在地基里,以防止路堤的滑移。
台阶的尺寸,依土质、地形和施工方法而不同,一般宽度不宜小于1m,而且台阶顶面应做成向堤内倾斜3%~5%的坡度,并分层夯实。
每层都严格控制厚度、压实度、拱度和平整度,并进行检测。
如果基底坡面超过时,则应采用修护墙、护脚等措施对外坡脚进行特殊处理。
当所有台阶填完之后,可按一般填土进行。
二、基床以下路堤填筑施工
(一)填土路堤
1.施工准备
①路线复测、放样
开工前利用全站仪进行路线复测,包括中线控制桩、水准点的复测。
在开工之前进行施工放样,现场放出路基中线和边线、坡口、坡脚、边沟等具体位置。
②上场后,认真调查可利用的条件、取土场填料资源,结合路堑挖运土方,全标段统筹规划,优化调配方案。
③路基地基处理并经检验合格后,即可进行基床下路堤填筑施工。
2.土工试验
上场后按照监理工程师的要求,由中心试验室对有关填料和地基处理场区内的土质进行土工试验,测试填料含水量、液限、塑性指数、天然稠度、密度、相对密度、击实度、承载比等指标,为路堤填方施工提供各项试验数据,据此确定施工工艺及检测标准。
3.路堤填筑工艺性试验
在施工前必须进行填筑工艺性试验,且试验段长度≥100米,宽度为路基设计宽度。
试验路段施工中,完整地记录施工原始数据,包括压实设备类型,最佳组合方式,碾压遍数及碾压速度、松铺厚度、最佳含水量及每层填料的铺设宽度等。
检查施工质量,优化工序,选择能满足质量要求和进度要求的施工参数进行指导施工
4.素土路堤填筑施工工艺、施工方法及施工要点
施工工艺框图见下图一。
路堤填筑施工按照“三阶段、四区段、八流程”施工工艺进行。
机械化、短区段、快速、流水作业施工,并且集中力量尽快整段成型,以减少雨水影响,为紧后工序提供条件。
其中:
三阶段:
准备阶段→施工阶段→竣工验收阶段;
四区段:
填筑区、平整区、碾压区、检测区;
八流程分为:
施工准备→基底处理→分层填筑→撒水凉晒→摊铺整平→碾压夯实→检查签证→边坡整修。
以此分层重复填筑至路堤成型。
路堤按横断面全宽纵向水平分层填筑压实。
当原地面高低不平时,应先从最低处分层填筑,两边向中部填筑。
路基两侧超填宽度不小于50cm。
采用挖掘机或装载机配合自卸汽车运输,推土机、平地机整平,使用试验获取的振动压路机组合设备进行压实。
填土的松铺厚度、压实遍数、最佳含水量,应严格按试验的参数进行施工。
图一:
路基填筑施工工艺流程图
路堤填筑的施工步骤如下:
(1)填料选择:
用于路堤填筑的素土必须满足规范和设计要求的填料标准。
(2)分层填筑:
根据以往路基填筑试验段的成果,路基施工松铺厚度应为:
不大于30cm,松铺厚度可用车数控制,在摊铺完成后,通过挖探检测。
松铺厚度控制不好,将严重影响压实效果,实际施工中按照现场工艺试验获取的摊铺厚度施工。
在施工中始终坚持“三线四度”,三线即:
中线、两侧边线,且在三线上每隔20米插一小红旗,明确中线、边线的控制点;
四度即:
厚度、密实度、拱度、平整度。
控制路基分层厚度以确保每层层底的密实度;
控制密实度以确保路基的质量及工后沉降不超标;
控制拱度以确保雨水及时排出;
控制平整度以确保路基碾压均匀及路基面不积水。
(3)摊铺整平:
填筑区段完成一层填料后,采用推土机粗平,人工配合平地机精平,做到摊铺面在纵横向平顺均匀,并做4%的横坡,每层进行压实时,要不断地进行整平,保证均匀一致的平整度。
(4)洒水晾晒:
填料碾压前,进行含水量检测,并控制在施工允许含水量范围内,再进行碾压。
当填料含水量较低时,采取洒水措施。
当含水量过大时,可采取在取土场内挖沟拉槽降低水位和晾晒的方法以降低含水量。
(5)碾压夯实:
压实作业采用重型振动压路机,先两侧后中间,先静压后弱振、再强振的操作程序进行碾压。
施工时严格按照试验获取的压路机组合、碾压遍数、碾压速度沿线路方向进行。
各区段交接处要互相重叠压实,纵向搭接长度不小于2.0米,横向碾压重叠不小于0.4米,上下两层填筑接头应错开不小于3m。
做到无漏压、无死角,确保压实均匀。
为保证路肩压实度,边缘处多碾压1遍,最后静压一遍。
(6)断面控制:
填方断面坡脚边线按超填宽度进行控制,为保证断面几何尺寸准确无误,直线段边桩设置间距20m,曲线段边桩设置间距10m,每隔20~50m用标竿和红色施工绳作成标准几何断面进行量测控制。
(7)检查签证:
每层填土压实后,按规定频率进行压实度检测。
检测指标为压实系数K、地基系数K30。
压实系数检测采用核子密度仪检测,检验前需与灌砂法进行对比试验。
检测项目合格后,方可进行下一层施工。
(8)路基整修:
包括路基高度、宽度、横坡、平整度、边坡等整修内容。
严格按照设计结构尺寸进行,对于加宽部份在整修阶段人工挂线清刷夯拍。
5.路堤填筑施工注意事项
(1)分层松铺厚度通过试验确定,路堤的填筑必须严格控制松铺厚度,松铺厚度可用车数控制,在摊铺完成后,挖探检测,松铺厚度控制不好,将严中影响压实效果。
(2)施工中认真作好原始记录、积累资料,对路基施工中要认真进行变形观测,控制和指导施工。
(3)施工中注意天气变化,提前做好雨季施工工作的安排和准备。
当天路基填筑的填料,当天应摊铺并碾压成型。
(4)填土路基填到设计高度后,按路基宽度、预留边坡土的厚度及坡率清刷边坡,清刷多余填料并运走,使边坡整齐美观。
边坡整修要与边坡防护相结合进行,及时修建排水系统,并保证沟渠排水畅通。
(5)填方分段作业施工时、两段交接处若不在同一时间填筑、路堤与路堑过渡段处,则先填筑地段应按要求分层预留台阶。
如在同一时间填筑,则应分层相互交迭衔接,其搭接长度不得小于3m,见“填筑层次衔接示意图”。
图二
(二)填石路堤
本标段石方填筑为利用路堑和隧道开挖的石方,填筑路堤时,按照石方路堤的填筑方法进行施工。
施工工艺见图三“填石路堤施工工艺框图”。
图三:
填石路堤施工工艺框图
(1)首先,选取一段不小于100m的路段作试验段,通过试验,总结出石方路堤填筑的摊铺厚度、碾压遍数、检验方法和机械组合等各种施工参数,报经监理工程师批准后,用以指导大面积施工。
(2)将填料用汽车运至填方段后,进行摊铺,推土机进行整平,摊铺厚度控制在40cm。
(3)用振动压路机进行振动碾压4~6遍,对不平整的坑凹进行补平,再进行碾压,直到轮迹较差小于3mm时,即可认为已经密实。
施工步骤如下:
1.基底处理
在填筑前,按要求清理、平整和碾压基底,使基底土层的强度和密实度达到设计标准。
按规定作出地面横坡,对不符合规定的原地面横坡进行处理,使地面平顺无凹坑,以利排水。
对有地下裂隙水的部位,应设置标准的排水盲沟。
(2)边坡码砌
边坡码砌应与填筑层铺设同时进行,以保证靠近边坡的填料碾压密实。
码砌边坡的路基每侧加宽0.2m,码砌后的边坡坡率应符合设计要求,坡面为大致平整或有规则的台阶。
(3)分层填筑
填筑时,应采用按横断面全宽,纵向分层填筑压实。
半填半挖地段不得将爆破的岩块直接横向倾填,亦应按照纵向分层填筑压实方法施工,分层厚度一般为0.4m左右。
每层填料应用不同粒径的岩块混合填筑,岩块最大粒径不得大于层厚的2/3,较大的岩块须破碎后方可填入。
填筑时,安排好运行路线,专人指挥卸碴,水平分层填筑,先低后高,先两侧后中央。
(4)摊铺平整
填料卸下后,先用大型推土机摊铺,使之大致平整,岩块之间无明显的高差,大石块要解体,然后配合人工找平,在每层的表面填筑厚10cm左右的砾石或粒径不大于10cm的碎石,达到层面基本平整,无孤石突出,以保证碾压密实。
(5)振动碾压
填筑压实时,必须采用重型振动压路机碾压。
分层碾压时,应从低处起,先轻后重,先两侧后中间(或单侧平行移动亦可),横向行与行之间重叠不少于1/3碾宽或0.4~0.5m,前后相邻两段之间要重叠1~1.5m。
每层碾压后,在2.0m×
1.0m范围内,层面高差不得超过0.1m。
(6)检验签认
检验要做到及时准确,检验结果内容齐全,平均误差不超过规定。
(7)路面整修
路堤按设计标高填筑完成后,应先恢复中线,进行水平标高测量,计算平整高度,整理整修资料。
路面经整修后,用平碾压路机碾压一遍,使路面平顺无浮石,横向排水坡符合设计要求。
(三)路堤填筑施工控制
图四:
基床以下路堤填筑压实质量标准
线路等级
填料
压实标准
改良细粒土
砂类土及细砾土
碎石类及粗砾土
200Km/h以上无碴轨道
A、B组及C组填料(不含细粒土、粉砂和软块石土)或改良土
地基系数K30(MPa/m)
≥90
≥110
≥130
压实系数K
≥0.90
/
孔隙率n
<31%
检验数量:
沿线路纵向每100m每压实层检验压实系数或孔隙率6点,其中:
左、右距路肩边线1m处各2点,路基中部2点;
每100m每填高90cm检验地基系数4点,其中:
距路基边线2m处左、右各1点,路基中部2点。
图五:
基床以下路堤顶面外形尺寸偏差
序号
检验项目
允许偏差
检验数量
检验方法
1
中线至边缘距离
±
50mm
沿线路纵向每100m检验5处
尺量
2
宽度
不小于设计值
3
横坡
0.5%
沿线路纵向每100m检验5个断面
坡度尺量
4
平整度
不大于15mm
沿线路纵向每100m检验10处
2.5m长直尺量测
三、基床底层填筑
本客运专线路路堤基床底层设计采用A、B组填料填筑,施工采用机械化作业,按照“三阶段、四区段、八流程”的作业程序进行填筑作业,每层填筑须按规定的方法和频度进行检测,达到要求后,方可进行下一层的填筑施工。
其填筑方法与工艺和基床以下部分的方法与工艺相同。
图六:
基床底层填筑压实质量标准
A、B组填料
≥150
≥0.95
<28%
变形模量Ev2(Mpa/m)
≥40
每100m每填高90cm检验地基系数、动态变形模量各4点,其中:
图七:
基床底层外形尺寸偏差
+50、-0mm
沿线路纵向每100m检验5点
沿线路纵向每100m检验3点
沿线路纵向每100m检验2个断面
沿线路纵向每100m检验10点
5
厚度
30mm
水准仪测
四、基床表层级配碎石施工
1.施工工艺
基床表层级配碎石厚40cm,分2层填筑。
级配碎石采用厂拌,自卸汽车运至施工现场,摊铺机或平地机摊铺,重型压路机进行碾压。
级配碎石表层按“四区段”、“六流程”的施工工艺进行施工。
“四区段”即验收基床底层区段、搅拌运输区段、摊铺碾压区段和检测修整区段;
“六流程”即拌合、运输、摊铺、碾压、检测试验、修整养护。
基表层级配碎石施工工艺见“基床表层级配碎石施工工艺流程图”。
图八:
基床表层级配碎石施工工艺流程图
2.施工准备
(1)、设备准备
铺筑现场配备自卸汽车、摊铺机、平地机、推土机、振动压路机、洒水车、平板振动夯等机械设备。
(2)、料准备
级配碎石必须采用厂拌,级配碎石的粒径、级配及材料性能应符合铁道部现行《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》。
(3)、承层准备,施工放样
①基床表层填筑前应检查基床底层何尺寸,核对压实标准,不符合标准的基床底层应进行修整,达到基床底层验收标准。
②符合要求后,在下承层上恢复中线,直线段每20-25米设一桩并在两路肩边缘0.3~0.5m设标示桩。
③在水平测量时,在两侧标示桩上用明显标记标出每层虚铺厚度。
(4)、工艺试验
基床表层级配碎石在正式施工前,必须根据初选的摊铺、碾压机械及试生产出的填料,进行现场填筑压实工艺试验,确定填料级配、施工含水率、松铺厚度和碾压遍数、机械配套方案、施工组织。
试验段长度不小于100m。
3.施工方法
(1)拌和
在正式拌制混合料之前,先调试设备,分两步进行混合料试拌。
不加水进行混合料试拌,对拌合的混合料进行筛分检测,调整拌和设备,使其混合料颗粒符合规定要求,当原材料发生变化时,重新调试拌和设备。
混合料级配符合规定后,加水进行试拌,测定含水量,拌和后的混合料含水量,视天气情况而定,如果气温较高应比最佳含水量高1%-2%,以补充混合料在运输和摊铺过程中的水分散失。
(2)混合料运输
混合料运输采用自卸汽车,自卸汽车尽量用同一种型号。
混合料装车时,控制每车料的数量基本相等。
由于级配碎石材料的特殊性,容易在装料、运输和卸料过程中产生粗细料离析,因此,在装料时,拌和机出料口距车箱保持尽可能小的高度。
(3)摊铺整形
底层摊铺采用平地机进行,顶层采用摊铺机进行摊铺。
采用平地机摊铺时,必须在路基上采用方格网控制填料量,方格网纵向桩距不宜大于10m,横向应分别在路基两侧及路基中心设方格网桩。
顶层采用2台摊铺机一前一后联合梯队作业,摊铺时,经常检查控高钢丝和调整传感器,防止标示桩移位;
保持整平板前的混合料高度不变,螺旋分料器80%的时间在工作状态,防止粒料离析。
减少停机、开机次数,避免运料车碰撞摊铺机,设专人指挥卸料,在摊铺机料仓还余半仓料时,运输车及时缓缓接上仓,慢速将料卸入料仓,卸完后立即开走。
在摊铺过程中由人工及时消除粗细集料离析现象。
(4)碾压
整形后,当表面尚处于湿润状态时立即进行碾压。
如表面水分蒸发较多,明显干燥失水,应在其表面喷洒适量水分,再进行碾压。
用平地机摊铺时节,应用轮胎压路机快速碾压一遍,暴露的潜在不平整再用平地机整平和整形。
碾压时严格按试验段确定的碾压工艺、速度、遍数进行碾压。
先静压、后弱振、再强振,最后静压收光。
直线地段由两侧路肩向中中心碾压,曲线地段由内侧路主肩向外侧路肩碾压。
沿线路纵向行与行间重叠压实不小于40cm,各区段交接处,纵向搭接长度不小于2m,上下两层填筑接头应错开不小于3m。
(5)接缝处理
①混合料全断面摊铺不留纵向接缝。
②同日施工的两个工作段的衔接,从整形到碾压都进行搭接施工,搭接长度控制在一个桩位长度。
③每天施工最后一段时,在整形结束后,人工将末端修齐,放置与施工层压实厚度相同的方木,第二天施工时,去除方木并用人工将下承层清扫干净。
④用摊铺机摊铺混合料时,靠近摊铺当天未压实的混合料,可与第二天摊铺的混合料一起碾压,但应注意此部分混合料的含水量,必要时,可人工补洒水,使其含水量达到规定要求。
(6)检测试验
级配碎石的压实标准采用孔隙率n、地基系数K30、动态变形模量Evd三项指标控制。
用K30承载板检测地基系数、动态变形模量测试仪检测动态变形模量Evd、用灌砂法检测孔隙率。
碾压完的路基,按规定的频次测定各项指标,符合要求后进行第二层施工。
(7)修整养护
当基床表层施工完后,进行表面整修,测定路基的中线、边线、标高,人工修整路拱,挂线整平。
路桥过渡段填筑级配碎石加5%水泥部分,要洒水养护,养护期间禁止任何车辆、机械行驶,防止扰动级配碎石。
4.基床表层质量控制
图九:
基床表层填筑压实质量标准
级配碎石
动态变形模量Evd(Mpa)
≥190
≥55
<18%
沿线路纵向每100m每压实层检验动态变形模量Evd和孔隙率各6点,其中:
左、右距路肩边线1.5m处各2点,路基中部2点;
检验地基系数4点,其中:
距路基边线1.5m处左、右各1点,路基中部2点。
图十:
基床表层外形尺寸允许偏差
中线高程
10mm
路肩高程
中线至路肩边缘距离
+20mm、-0mm
不大于10mm
结论
公路路基填筑方法有多种,在施工中要根据路基地基的实际情况,选择合理的处理方法,提高路基的质量,增加承载力和稳定性,加快施工工期,取得良好的经济效益。
路基施工是一个技术难度不大,但施工工艺比较复杂的工程,在施工中会遇到各种各样不同的化境条件的制约,始终坚持技术标准不动摇,检测每道工序的质量,从路基施工准备阶段就开始重视,要切实提高对施工质量的认识,提高建设各方的业务水平和管理素质,所有参加公路工程建设的施工单位,都有义不容辞的责任,都必须强化施工管理,完善施工工艺和施工方法,从源头上,根本上解决问,建筑质量和社会效益才能得到保证,才能出精品工程。
参考文献
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