路基填土施工（精选9篇）
路基填土施工 篇1
1土料选择与填筑方法
为了保证填土工程的质量, 必须正确选择土料和填筑方法。碎石类土、砂土、爆破石渣及含水量符合压实要求的粘性土可作为填方土料。淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量大于8%的土, 以及硫酸盐含量大于5%的土均不能做填土。含水量大的粘土不宜做填土用。
填方应尽量采用同类土填筑。如果填方中采用两种透水性不同的填料时, 应分层填筑, 上层宜填筑透水性较小的填料, 下层宜填筑透水性较大的填料。各种土料不得混杂使用, 以免填方内形成水囊。
填方施工应接近水平地分层填土、分层压实, 每层的厚度根据土的种类及选用的压实机械而定。应分层检查填土压实质量, 符合设计要求后, 才能填筑上层。当填方位于倾斜的地面时, 应先将斜坡挖成阶梯状, 然后分层填筑, 以防填土横向移动。
2影响填土压实的因素
填土压实质量与许多因素有关, 其中主要影响因素为:压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。
2.1 压实功的影响
填土压实后的干密度与压实机械在其上施加的功有一定的关系。在开始压实时, 土的干密度急剧增加, 待到接近土的最大干密度时, 压实功虽然增加许多, 而土的干密度几乎没有变化。因此, 在实际施工中, 不要盲目过多地增加压实遍数。
2.2 含水量的影响
在同一压实功条件下, 填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干燥的土, 由于土颗粒之间的摩阻力较大, 因而不易压实。当土具有适当含水量时, 水起了润滑作用, 土颗粒之间的摩阻力减小, 从而易压实。各种土壤都有其最佳含水量。土在这种含水量的条件下, 使用同样的压实功进行压实, 可得到最大干密度。各种土的最佳含水量和所能获得的最大干密度, 可由击实试验取得。
2.3 土质对压实的影响
就填筑路堤而言, 最适宜的是砂砾土、砂土及砂性土, 这些土容易压实, 有足够的稳定性和水稳定性。最难压实的土是黏土, 黏土的特点是液限大, 最佳含水量比其他土类大, 而最大干密度较小, 但经压实的黏土仍具有良好的不透水性。土粒愈细最佳含水量的绝对值愈高;最大密度的绝对值则较低。砂砾土的颗粒较粗, 呈松散状态, 水分易散失。因此, 含水量对砂土没有多大实际意义。
2.4 铺土厚度的影响
土在压实功的作用下, 压应力随深度增加而逐渐减小, 其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。铺土厚度应小于压实机械压土时的作用深度, 但其中还有最优土层厚度问题, 铺得过厚, 要压很多遍才能达到规定的密实度。铺得过薄, 则也要增加机械的总压实遍数。
3填土压实方法
填土压实方法有:碾压法、夯实法及振动压实法。
3.1 碾压法
碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤, 使之达到所需的密实度。碾压机械有平碾及羊足碾等。平碾 (光碾压路机) 是一种以内燃机为动力的自行式压路机, 重量6～15 t。羊足碾单位面积的压力比较大, 土壤压实的效果好。羊足碾一般用于碾压粘性土, 不适于砂性土, 因在砂土中碾压时, 土的颗粒受到羊足较大的单位压力后会向四面移动而使土的结构破坏。
松土碾压宜先用轻碾压实, 再用重碾压实, 效果较好。碾压机械压实填方时, 行驶速度不宜过快, 一般平碾不应超过2 km/h;羊足碾不应超过3 km/h。
3.2 夯实法
夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤, 土体孔隙被压缩, 土粒排列得更加紧密。人工夯实所用的工具有木夯、石夯等;机械夯实常用的有内燃夯土机和蛙式打夯机和夯锤等。夯锤是借助起重机悬挂一重锤, 提升到一定高度, 自由下落, 重复夯击基土表面, 夯锤锤重1.5～3 t, 落距2.5～4 m。还有一种强夯法是在重锤夯实法的基础上发展起来的, 其锤重8～30 t, 落距6～25 m, 其强大的冲击能可使地基深层得到加固。强夯法适用于粘性土、湿陷性黄土、碎石类填土地基的深层加固。
3.3 振动压实法
振动压实法是将振动压实机放在土层表面, 在压实机振动作用下, 土颗粒发生相对位移而达到紧密状态。振动碾是一种震动和碾压同时作用的高效能压实机械, 比一般平碾提高功效1～2倍, 可节省动力30%, 用这种方法振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和轻亚黏土等非粘性土效果较好。
4填土压实施工中应注意的问题
高速公路和一级公路路基填土压实宜采用振动压路机或35 t～50 t轮胎压路机进行。采用振动压路机碾压时, 第一遍应不振动静压, 然后先慢后快, 由弱振至强振并遵循先轻后重、由内向外 (弯道) 、由边向中 (直线) 、纵向进退等原则。严格控制压实层厚, 保证压实效果的均匀。涵洞两侧的填土与压实和桥台背后与锥坡的填土与压实应对称或同时进行, 且涵顶填土50 cm内应采用轻型静载压路机压实, 保证不破坏涵顶构造, 且不允许重型机械在涵顶50 cm填土以内经过。高填方路堤的基底应按照设计要求的基底承压强度进行压实, 设计无要求时, 压实度不宜小于90%, 若地基松软, 应进行地基改善加固处理, 若基底处于陡峻山坡或谷底时, 应进行挖台阶处理, 并严格分层压实。
5结语
综上所述, 对公路工程填土路基的质量, 我国公路工程建设行业现已经有了有效的施工措施进行质量方面的控制。在进行填土路基施工的时候, 要充分考虑路基填料、路基填筑方法对路基质量的影响, 分析土质的性质, 控制填筑的厚度, 加强对现场施工的质量控制, 在进行碾压的时候, 了解不同的碾压方式的施工效果, 提高公路工程填土路基的质量。
参考文献
[1]孔令勋.市政公路路基压实施工及质量控制探讨[J].科技信息, 2011 (9) .
路基填土施工 篇2
浅谈高填土路基的质量监控
高速公路时我国的.经济发展和社会生活起到了具大的推动作用,如何控制好高填土路基的施工质量,就显得尤为重要.
作 者：高文民 作者单位：黑龙江省大庆市肇州县交通局油田专用公路管理站,黑龙江,大庆,166400刊 名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2009“”(14)分类号：U4关键词：高速公路:高填土路基 质量控制
路基填土施工 篇3
【关键词】堤防工程；填土；工艺要求；质量控制
堤防工程填土施工是一个综合性的复杂的生产过程，堤身填筑土方的施工工艺和质量控制影响到堤防工程的稳定性及安全性。近年来，在针对我国部分地区堤防工程病害的调查中，发现有许多病害的发生是由于堤身填筑土方强度不足引起的。堤身填筑土方强度是堤防工程的根本，只有按照一定的施工工艺精心施工并采取合理的检测控制手段，才能保证施工的质量。
1.堤防工程填土施工工艺要求
（1）准确的施工测量是保证堤身填筑土方施工顺利进行和线形质量的关键，所以在施工前必须对导线点、水准点、纵横断面进行复测，并应符合规定的测量精度。施工时如有重要标志桩丢失，要及时恢复。对于路线地形复杂、地表水及层间水丰富、施工前必须做好排水沟、井点降水等必要的临时排水设施，并与永久排水设施相结合。防止土基由于受水侵害而降低承载力。在用地界内要挖界沟，做为临时排水沟。
（2）在恢复定线后，放样标线，清除腐植土和青苗。清基进度要与土堤基础施工进度相适应，不可盲目求快。以免基底暴露时间过长，受水侵害，清除边坡草皮和清表土土方和挖界沟土方，要集中堆放，不得堆放在施工现场。树根、枝条等杂物要及时清离现场妥善处理。土堤基底要进行填前碾压，用重型压路机进行碾压，达到设计及规范要求。
（3）土堤应分层填筑，填筑过程中首先要控制层厚，按施工经验，每层压实厚度为15cm～30cm较为理想。但在实际施工中应按施工单位的压实机具性能来决定。并做试验段来确定最佳铺填厚度。施工前应先根据试验找出松铺系数（一般为1.2-1.5）、施工时根据所用压实机具进行现场检验，土石方运到施工作业段摊铺后、都用尺量测松土厚度，并且每填一层都应超出堤边的宽度，并有足够的余宽，以确保堤边的压实度。根据规范“铺料至堤边时，应在设计边线外侧各超填一定余量：人工铺料宜为10cm，机械铺料宜为30cm”进行超填碾压，但对于高填土地段，0.3m的富余宽度往往不够，一方面由于路基沉降。引起宽度“不够”，另一方面高填土地段机械到不了边缘.边缘的土不能充分拌和、压实.容易造成边缘松散、碾压不密实的现象，甚至可能产生纵裂的病害。故总结施工经验，高填土地段的堤边预留0.5m的富余宽度较理想。
（4）对于软弱堤基段施工，根据不同土质及地下水位的情况，采用堤地基下一定深度换填中粗砂、砂砾或抛石挤淤处理。保证堤身整体强度的均匀性及降低工后沉降量。
（5）对于高填方路堤施工，严格控制填土厚度及压实质量。要首先安排高填方路段施工，保证足够的沉降时间。由于工期限制不能满足要求时。要进行预压，加速路基沉降密实。严格控制填挖结合部的施工质量。防止差异沉降。
（6）碾压之前必须控制好含水量，实践证明，实际含水量应略高于最佳含水量，一般高于最佳含水量1～2%左右时，碾压效果最好（主要考虑水分的蒸发）。含水量过高，不易压实，且易起“湿弹簧”；含水量过低，压不实，会造成松散现象，俗称“干弹簧”。所以，一般来说，应随时测定回填土料的含水量，以便达到最佳碾压效果。但现场施工中.不可能总使用仪器量测含水量、因而，必须掌握好“略高于最佳含水量”的土的手感和观感。以便确定最佳碾压时机。
2.质量控制的要点
2.1施工测量
其内容主要包括：导线、中线及其水准点复测。操作的要点：一是要认真熟悉图纸，复测后检查与设计是否有误：二是堤线主要控制桩如交点、转点、圆曲线和缓和曲线的起终点等，采用有效可靠的固桩方法予以保护或移桩保护；三是为满足施工期间引用需要，在中线复测中增设临时水准基点标高和加桩的地面标高；四是在每道工序施工测量放线时.测量误差要满足规范要求，必须保证纵横断面定位的精度，使施工堤基及构造物的定位及几何尺寸满足设计质量要求。特别是堤基顶面纵横标高的控制，要严格把关。
2.2堤基土方施工
堤基土方的施工质量控制要点一是分层填筑，满足上一层压实要求后，再填压下一层.压实前必须对含水量进行测定，含水量符合要求后再碾压（含水量过高，应翻松晾晒；含水量过低，应洒水补充），避免返工浪费；二是干密度试验标定要准确，对不同的土质要分别标定干密度不可以用同一个干密度去评定不同土质的压实度。四是分段施工，纵向搭接两段交接处不在同一时间填筑，则先填地段应分层留台阶，若两个地段同时填，则应分层相互交叠衔接，搭接长度不得小于2m，避免土基会出现不均匀沉陷。当土基稳定受到地下水影响时，应在堤基底部填以水稳性优良，不易风化的砂石材料或用无机结合料（石灰、水泥等固化材料）进行加固处理，使基底形成水稳性好的厚约20cm～30cm的稳定层。
2.3松铺厚度的控制
松铺厚度与土质类别、压实机具功能、碾压遍数等有关，应根据实际情况，经过试验确定。现代压实机具械多为重型机械，性能较好。但松铺厚度不应超过50cm，以保证压实度为原则，最小松铺厚度不宜小于8cm。严格控制土堤几何尺寸和路堤填土宽度，每侧应比设计宽度宽出30cm，压实宽度不得小于设计宽度，压实合格后，最后削坡不得缺坡，以保证土堤稳定性。否则缺坡别补难以保证土堤的整体稳定。
2.4掌握压实方法
压实应先边后中，以便形成路拱；先轻后重，以适应逐渐增长的土基强度；先慢后快，以免松土被机械推动。同时应在碾压前，先整平，可由中线向堤两边整成2%一4%的横坡。前后两次轮迹需重叠12cm～20cm。应特别注意控制压实均匀，以免引起不均匀沉陷。
2.5机械作业的合理安排
应根据工程地形、地貌、堤基断面形状.用土量、土方调配情况，合理地规定机械运行路线，应有全面、详细的机械运行作业图据的施工。两侧取土且低矮的堤身，可用推土机从两侧分层推填、并配合平地基分层整平，土的含水量不够时，配洒水车洒水。含水量较大，配翻晒机械翻晒并用压路机碾压。集中取土路段，用挖掘机并配自卸车运输。要根据挖装设备的能力配备汽车数量。总之，合理的组织及调备机构，是保证施工进程及质量重要因素，也是实现效益最大化的关键。
2.6修坡
修坡是堤防施工中的最后一步，修坡的质量好坏是否到位直接关系到坝顶高程是否满足设计要求，堤防达到应有的防洪能力。堤身填筑施工时，铺土和碾压边线应超出设计堤边线30cm以上，防止出现欠填和欠压现象，保证修坡后坡面均为实土层，修坡宜分两个步骤进行，先用机械机修坡，即用挖掘机进行修坡，机械修坡后再进行人工修坡，预留l0-20cm厚度用人工修整。机械修坡前，沿堤轴线方向每隔20～30m挖一条横向修坡控制沟槽，槽底面与机械修坡面齐平，以指导机械修坡施工，避免出现超挖和欠挖现象。机械修坡完成后，用同样方法设置人工修坡控制沟槽，并拉设纵、横修坡控制线，人工修坡过程中，测量人员应严格按施工图纸进行放线，盯看坝顶高程以及坝顶平整度。
2.7检测
在碾压施工过程中，如果出现弹簧土要及时处理，出现弹簧土是因为土料含水量较大，对出现弹簧土部位进行换土处理，要换用较干的土料，进行碾压后及时检测，合格为止。若大面积或整段都出现弹簧土现象，不适于采用换土处理方法，要对整段进行土料翻晒处理后在进行碾压，直到检测达到合格标准。土料压实指标要按设计压实度或干密度值控制每层铺土碾压完成后要进行压实质自检，自检合格后报监理单位抽检，自检和抽检数量要达到规范要求，取样部位应在压实厚度的下部的1/3 处。根据《堤防工程设计规范》要求，压实土堤高度应小于10m。
3.施工易出现的问题及处理方法
堤身填土不经选择，把表层土、带草皮的土及腐殖土等不合格的土填入堤基，导致堤身出现强度不均匀，达不到压实标准，甚至出现堤身沉陷等质量问题，带来一定病害。防治办法就是在施工过程中严格控制不合格的土填入堤基。由于施工方法不对，堤基的压实度达不到设计要求，从而产生病害。防治办法就是不同的土质不能混填，分别对不同的土质进行击实试验，标准实验要准确，应通过铺筑试验路获得相关的技术参数来指导施工，确保压实质量。在施工过程中，经常检验纵横坡度，保证每层土的厚度均匀，压实度均匀，特别注意构造物处规范填土，保证达到压实标准。池塘及水田地区堤基填土困难，季节性处于过湿状态，致使堤基沉陷，产生病害。防治办法就是堤基经过水田、池塘、洼地时，应根据具体情况采用排水疏干、换填水稳定性好的土、抛石挤淤等处理措施，确定堤基具有足够的稳定性。
4.结束语
堤基施工技术难度不大，但质量影响因素比较复杂。在施工中，会遇到各种各样不同的环境条件的制约，工程实践中我们应该严格遵守技术标准，机械化施工和综合机械化施工，是保证堤防工程施工质量和施工进度的重要条件，加强施工管理，强化质量意识，就一定会提高堤防工程填土的质量。
【参考文献】
[1]曹大明.堤防工程施工质量控制分析[J].中国新技术新产品，2011（02）.
路基填土施工 篇4
路基是一种常年暴露于大自然的线形构造物, 其稳定性在很大程度上是由当地自然条件所决定。因此, 深入调查公路沿线的自然条件, 从整体 (地区) 和局部 (具体路段) 去分析研究, 掌握各有关自然因素的变化规律及其对路基稳定性的影响, 从而因地制宜地采取有效的工程技术措施, 这是正确进行路基设计、施工、养护, 进而提高公路使用质量的重要前提。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。
2 各种填方路基施工要点
2.1 土方填筑
土方填筑路基时应分层摊铺、分层压实, 每层最大松铺厚度不应超过30cm, 但也不应小于10cm, 其路堤表面应修筑成不小于2%的横坡。并应沿路基边坡每隔30m左右修筑一条排水槽用于排水, 路堤两侧自下至上均应加宽30cm以保证路基边缘的压实效果, 待路基成型后进行刷坡至设计宽度;填筑时一般采用分层填筑方法, 分层填筑可分为横向分层填筑、纵向分层填筑及横向填筑法和联合填筑法等。
横向分层填筑即按照横断面全宽水平向分层, 逐层向上填筑, 填筑时各层填料均应撒布均匀, 最好用推土机推平并用平地机整平, 在进行碾压前并应用人工配合整平以保证其厚度均匀、表面平整。
纵向分层填筑是依路线纵坡方向分层, 逐层向上填筑。常用于地面纵坡大于12%, 用推土机从路堑取料填筑。且距离较短的路堤, 缺点是不易碾压密实。
横向填筑是从路基一端或两端按横断面全高逐步推进填筑。填土过厚不易压实。仅用于无法自下而上填筑的深谷、陡坡、断岩、泥沼等机械无法进场的路堤。
联合填筑是路堤下层用横向填筑而上层用水平分层填筑。适用于因地形限制或填筑堤身较高, 不宜采用水平分层法或横向填筑法自始至终进行填筑的情况。单机或多机作业均可, 一般沿线路分段进行每段距离以20-40m为宜。
在进行填筑前应对回填土进行含水量、颗粒分析、液限、塑限、有机质含量及击实试验等以保证填筑土方符合规范要求;土方摊铺后碾压前应将土体的含水量调整至最佳含水量范围, 若含水量与最佳含水量相差较大则应通过洒水或晾晒的方法满足要求, 并避免土层间含水量相差过大以保证填土的连续性;施工中应随时对土体含水量及压实度等进行检测, 在进行第一遍碾压时应尽量采用静压以提高填土表面平整度, 之后应采用振动碾压, 对直线段碾压应由两边向中间, 曲线段应由内侧向外侧、纵向进退式进行, 横向碾压接头应保证重叠宽度在0, 4-0, 5m范围内, 最终碾压效果应保证无漏压、无死角并确保碾压均匀。
2.2 石方填筑
填筑材料中石块含量在70%以上则可称为填石路堤, 其所采用的石料最大粒经不应超过分层厚度的2/3。并不应大于30cm, 若石块粒经超过该值则采用人工或机械破碎。填石路基一般也采用分层填筑, 其分层厚度一般不应大于50cm, 填筑后碾压一般采用振动压路机分层碾压, 其压实遍数依据现场检测而定。一般不少于12遍, 在压实过程中随时用小石块或石屑将出现的缝隙填满, 碾压结果以重轮下不出现石块转动。表面均匀平整, 压实层顶面稳定不再下沉为宜。
2.3 土石混填
对于土石混填时填料中石块的最大尺寸不应超过压实层厚度的2/3, 对于软质石料则石块的最大尺寸不应超过压实层厚度, 若填筑土石混合料来自不同地段且其岩性相差较大则应分层或分段填筑当石块含量小于50%时则应将石块和土混合均匀并将其平整成层厚30cm左右再分层压实, 当石块含量在50-70%范围内则应将石块大面朝下, 并摆放平整, 并在大石块间的空隙内摊铺小石块或石渣进行嵌缝找平, 其碾压厚度一般不超过40cm。
3 影响填土压实的因素
填土压实质量与许多因素有关, 其中主要影响因素为:压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。
3.1 压路机械的影响
填土压实后的干密度与压实机械在其上施加的力有一定的关系。在开始碾压压实过程中, 土的干密度急剧增加, 待到接近土的最大干密度时, 压实功虽然增加许多, 而土的干密度几乎没有变化。因此, 在施工过程中, 不能让碾压机械在每层填土上, 盲目过多地增加碾压次数。
3.2 含水量的影响
在同一压实功条件下, 填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干燥的土, 由于土颗粒之间的摩阻力较大, 因而不易压实。当土具有适当含水量时, 水起了润滑作用, 土颗粒之间的摩阻力减小, 从而易压实。各种土壤都有其最佳含水量。土在这种含水量的条件下, 使用同样的压实功进行压实, 可得到最大干密度。各种土的最佳含水量和所能获得的最大干密度, 可由击实试验取得。
3.3 土质对压实的影响
就填筑路堤而言, 最适宜的是砂砾土、砂土及砂性土, 这些土容易压实, 有足够的稳定性和水稳定性, 最难压实的土是黏土, 黏土的特点是液限大, 最佳含水量比其他土类大, 而最大干密度较小, 但经压实的黏土仍具有良好的不透水性。土粒愈细最佳含水量的绝对值愈高, 最大密度的绝对值则较低。砂砾土的颗粒较粗, 呈松散状态, 水分易散失。因此, 含水量对砂土没有多大实际意义。
3.4 铺土厚度的影响
土在压实功的作用下, 压应力随深度增加而逐渐减小, 其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。铺土厚度应小于压实机械压土时的作用深度, 但其中还有最优土层厚度问题, 铺得过厚, 要压很多遍才能达到规定的密实度。铺得过薄, 则也要增加机械的总压实遍数。恰当的铺土厚度能使土方压实而机械的功耗费最少。
4 填土压实施工中应注意的问题
4.1高速公路和一级公路路基填土压实宜采用振动压路机或35 t5~0t轮胎压路机进行。采用振动压路机碾压时, 第一遍应不振动静压, 然后先慢后快, 由弱振至强振并遵循先轻后重, 由内向外 (弯道) 由边向中 (直线) , 纵向进退等原则。
4.2 严格控制压实层厚, 保证压实效果的均匀。
4.3涵洞两侧的填土与压实和桥台背后与锥坡的填土与压实应对称或同时进行, 且涵顶填土50cm内应采用轻型静载压路机压实, 保证不破坏涵顶构造, 且不允许重型机械在涵顶50cm填土以内经过。
4.4高填方路堤的基底应按照设计要求的基底承压强度进行压实, 设计无要求时, 压实度不宜小于90%, 若地基松软, 应进行地基改善加固处理, 若基底处于陡峻山坡或谷底时, 应进行挖台阶处理, 并严格分层压实。若场地狭窄时, 宜采用小型的手扶式振动压路机或振动夯进行, 当场地较宽广时宜采用自重为12t以上的振动压路机碾压。
4.5 不同性质的土应分别填筑压实, 不得混填。禁止直接使用液限大于50, 塑性指数大于26的土, 以及含水量超出规定的土。
4.6 零填及路堑路床的压实, 高速公路、一级公路, 压实度≥95, 其他公路≥93, 换填大于30cm时, 应按上列数据的90%标准执行。
4.7 填土压实的含水量误差值控制在±1%~±1.5%之间, 这样可减少压实功率。
4.8 压实过程中应控制好横坡及平整度, 特别是94区、96区路基, 因为路基的平整度将影响到路面的平整。
4.9 认真进行试验段施工, 认真总结试验段各项指标。 (下转第398页)
5结语
路基是公路的承重层, 填土方路基的压实质量是路基压实施工的重点, 它对于公路整体的质量好坏, 以及下一部路面的施工都有着深远的意义。我们在施工及监理工作中, 必须对填方路基施工的每一个细节都要做到严格控制, 保证路基的压实质量, 为下一步的工作做好准备, 提供有力的保障。
参考文献
[1]潘君, 夏志忠.简述公路路基施工技术[J].科技信息 (学术研究) , 2008, (12)
[2]王艳玲.浅谈公路路基施工方面的技术操作[J].中小企业管理与科技 (上半月) , 2008 (04) .
路基填土施工 篇5
关键词：联合加固技术,高填土路基,边坡治理
1 引言
随着我国公路交通的不断发展, 公路建设正在向边远偏僻等山区蔓延, 这是带动经济落后地区发展的重要手段。高填土路基作为山区、丘陵等地区的主要路基形式, 其稳固程度直接影响了路面的平整度、使用寿命和行车安全等。锚杆+ 钢管桩联合加固技术作为一种新型加固技术, 相对于传统技术, 其加固效果更为显著, 应用前景较为广阔。
2 锚杆和钢管桩联合加固技术介绍
锚杆+ 钢管桩联合加固技术的本质是将侧向预应力锚杆、垂直钢管桩以及调压注浆技术整合在一起对不稳定的高填土路基边坡进行加固的技术, 具体结构示意图见下图1。下面将其主要应用到的3 部分构件进行分别介绍[1]。
2. 1 斜向锚杆
本技术所应用到的为预应力锚杆, 由锚固段和自由段组成。在一般情况下, 为了提高锚杆的锚固力, 将高压注浆和预应力锚杆结合使用, 利用浆液将锚杆和路基基岩紧密结合, 达到加固坡体的作用。此外, 也能增加锚杆的抗剪切力作用。
2. 2 钢管桩
根据工程的条件确定钢管管径、壁厚、长度等参数。将钢管放入钻孔中后在其内部灌注混凝土, 这能极大的提高钢管桩的力学性能。此外, 为了提高钢管桩的抗侧滑能力, 利用联锁装置将桩顶和锚杆头部联接, 形成联合加固结构。
2. 3 调压注浆
为了最大限度提高边坡的承载力和整体性, 针对条件较差的地段采取注浆措施。浆液通过渗透、压密、劈裂等作用可显著改善岩土体力学性能。另外, 还能提高斜向锚杆和钢管桩与岩土体之间的黏结力, 有效提高锚杆和钢管桩的加固效果[2]。
3 工程实例
某段环城高速公路在连续雨天之后出现了路面开裂下陷, 路基和边坡出现了侧滑现象。经过实地调查, 查明其主要原因是: (1) 该路段的填土路基较高, 局部达到12m, 且边坡较陡, 范围在40~45°; (2) 路基的填料为土夹石, 结构较为松散, 密实度达不到标准; (3) 路基底端排水条件差, 雨季时大量基土被冲刷腐蚀, 此外, 基土层较厚, 剩余沉降较大; (4) 该路段为环城高速的组成部分, 车流量较大, 而且超载现象较为普遍。
结合本路段路基具有自重大, 对稳定性要求高, 土地资源紧张等实际情况, 经各方讨论研究, 最终决定采取锚杆和钢管桩联合加固措施对该路段的路基进行处理。
4 锚杆和钢管桩联合加固技术在高填土路基边坡施工中的应用
用锚杆和钢管桩联合加固技术的主要步骤:工程设计→施工→质量检查。下面依据此工序对该技术进行详细介绍。
4. 1 工程设计
4.1.1 路基载荷的确定
路基载荷是最基本的加固参数之一, 它包括自重和行车载荷两方面, 其计算公式为:。
式中, L为前后轮最大轴距, 取12.8m;Q为平均一辆重车载荷, 取1 000k N;N为承载的车道数量;B为载荷的横向分布宽度;B=Nb+ (N-1) m+d (b为后轮轮距, 取1.8m;m为相邻两辆车后轮的中心间距, 取1.5m;d为轮胎着地宽度, 取0.6m) 。
经计算得, 本项目路段的路基载荷换算成均布压强为32kPa, 据此进行锚杆和钢管桩的设计布置。
4.1.2 预应力锚杆参数的选择
该项目采用螺纹钢锚杆, 锚杆由锚头、自由段和锚固段组成。很多学者在结合了大量工程实例后, 对锚杆布置参数有了大致范围。其中锚杆长度应深入基岩1.0m以上 (本项目取锚杆长度为18.0m) ;锚杆的上下排间距应大于2.5m, 水平间距大于2.0m;锚杆倾角 α≤45°, 以15~40°为宜;锚杆锚固端上覆土层厚度应大于4.0m;锚杆的直径可由下式算出[3]。
式中, Nt为锚杆的轴向拉力;K为安全系数, 具体数值参照表1;fk为螺纹钢的强度标准值。
结合本项目的实际情况, 最终确定锚杆排间距3.0m, 共布置4 排;锚杆水平间距为2.5m, 呈梅花形排列;锚杆倾角范围为30~35° (见图2) ;锚杆直径计算结果约为28mm, 所以, 锚杆选用Ⅱ级螺纹钢[4]。
4.1.3 钢管桩参数的确定
钢管桩和锚杆是由联锁装置联合在一起的, 所以, 其分布形式和锚杆一致。钢管桩的直径范围180~350mm, 壁厚范围5~15mm, 钢管桩长度应深入基岩至少大于1.0m。通过利用Flac3D数值模拟技术, 最终确定钢管桩的参数如下:钢管为直径325mm, 壁厚为5mm的无缝钢管, 钢管桩内填充C25 小石子混凝土, 钻孔直径400mm。
通过实地试验, 该联合加固结构完全满足实际需要, 而且富裕系数将近2.5, 能够应对一些特殊情况。
4.1.4 混凝土框架梁
混凝土框架梁的作用是将整个加固结构连接在一起, 起固定锚杆和钢管桩的作用, 采用横向布置。横梁采用C30 普通硅酸盐水泥, 横梁断面形式为40cm×40cm, 布置双层直径20mmⅡ级螺纹钢, 每层5 根, 横梁每隔20m设置一道伸缩缝。框架梁采用特制模具浇注, 在锚固处应注意填充的密实度[5]。
4. 2 施工质量控制
锚杆和钢管桩联合加固技术的施工主要钻孔、混凝土浇注 (压力注浆) , 在正式施工前需要进行实地试验, 以此确定钻孔质量控制方法和注浆参数。
4.2.1 钻孔质量控制
该技术要求的钻孔形式为两种:斜向钻孔和垂直钻孔, 其重点都是钻孔角度偏差控制。在该项目中, 斜向钻孔要求角度偏差范围在±3°;垂直钻孔偏差要求范围±2°。此外, 锚杆钻孔应大于锚杆直径50mm;钢管桩钻孔大于其直径为75mm。
4.2.2 混凝土浇注 (压力注浆) 质量控制
锚杆外采用多次调压注浆形式, 普通硅酸盐水泥, 水灰比控制在0.45~0.5。注浆压力范围0.2~0.4MPa, 本项目取值为0.4。此外, 每隔1.5m, 沿着锚杆杆身设置一个对中定位支架, 以保证钢筋中混凝土保护层厚度满足要求。
先对钢管桩外部进行碎石填充, 之后利用预留注浆管对钢管桩外围进行分段压力注浆。注浆压力范围0.2~0.5MPa。注浆时间和注浆量等参数由实地试验来获得。
在施工完成28d后, 对锚杆和钢管桩进行质量检查, 主要采取的方法为拉拔法和压力法。抽检数量不低于总数的15%, 要求合格率在95%以上。本项目的质检合格率达到100%, 各项指标均满足设计要求[6]。
5 结语
锚杆和钢管桩联合加固技术具有加固效果显著、不对路基做很大调整、占地面积小等优点, 在土地紧张地区有很大的应用前景。本项目通过实行该技术, 路基稳定性得到显著增强, 使用5a以来效果良好, 路面也没有出现塌陷、大规模裂缝等问题。但该技术具有施工工序复杂、对工艺水平要求较高等缺点, 所以, 在使用该技术时应充分考虑实际环境和施工队伍的综合素质等情况, 避免不良工程的出现。
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路基拼宽填土性能分析 篇6
近年来, 随着国家经济总体发展的大趋势, 云南省的经济也在快速发展, 一些高速公路和国有主干道已经无法满足交通量的需求, 为了降低建设成本, 则需要对原有老路进行拓宽改造。本文以G108国道楚雄段改造示范工程为依托, 对其路基拓宽填土性能进行分析。
G108国道永仁 (川滇界) 至禄劝 (屏山镇) 段改造示范工程 (以下简称“本项目”) , 是国家干线公路网“五射、六纵、四横”中的一射, 是“十二五”期间改造建设的重点项目之一, 同时也是“十二五”期间干线公路改造的示范工程;是云南出滇入川的重要通道, 连接了国家高速公路G5线 (京昆高速) 和省道S217线, 是G5线 (京昆高速) 云南境内的一条重要辅道, 有云南的“北大门”之称, 其路网作用十分显著。其建设对于贯彻西部开发战略部署, 加强川滇两省的交通联系, 带动沿线经济社会发展和资源开发, 加强民族团结, 巩固国防等具有重要意义。
现有G108国道永仁 (川滇界) 至禄劝 (屏山镇) 段公路全长约182.9km, 始建于50年代, 历经养护改善, 基本达到四级公路标准, 路基宽5.5~7m, 平曲线最小半径20m, 最大纵坡达10%, 线形曲折, 回头曲线最小半径15m, 仅马头山段就有连续回头曲线18处;路面为沥青混凝土路面, 部分桥涵设计荷载仅汽-15, 挂-80;行车速度缓慢, 通行能力小、路况水平偏低;安全保障设施不完善, 交通安全难以保障;同时过城镇路段公路等级不匹配, 拥堵严重, 脏、乱、差问题突出, 路域环境较差, 服务设施数量严重不足, 极不适应经济发展的需求, 制约了沿线人民群众经济、物质文化生活的提高, 急需尽快改造。该项目工程路线概况如图1所示。
2 公路改造中的拓宽路基
根据G108国道楚雄段改造示范工程的设计资料和沿线的地质资料[1], 来对其进行新老路基和其结合部位进行分析和研究。
2.1 公路改造拓宽路基中存在的问题
公路拓宽路基的断面形式可分为原有老路基、加宽部分新路基和新老路基衔接处三部分内容。这三个部分有其各自的特点和作用, 也有其共同的职能, 那就是保证道路使用功能的整体性, 三者之间相互依存, 缺一不可。
(1) 在原有老路基方面, 应保证其原有路面结构的强度。对路基不良地段, 应对其进行处理。如滑坡、坡面溜塌、崩塌落石路段, 沉陷、基床下沉外挤、翻浆路段, 就要对其进行路基特殊处理;对纵向裂缝、横向裂缝、龟网裂、坑槽、车辙和推移等路面病害路段, 要是由于路基土质不良引起的, 则应对其进行换土处理或者抬高路堤, 保证施工现场干燥。对于这些路基病害, 应该及时处理, 避免路基拼宽后病害增大, 从而保证路面的平整度要求。
(2) 在加宽部分新路基方面, 应保证路基加宽与补强设计的统一, 原有路基和加宽路基在使用年限、压实度、水文地质条件、沉降和固结等方面均有所不同, 所以必须控制填土材料性能和最佳级配, 使新老路面容许弯沉值尽量达到一致, 以保证路面的使用年限和平整度的要求。
(3) 在新老路基结合部位, 要充分考虑旧路基的利用和路床台阶根部的压实度, 从而为新路基的压实度等指标提供质量控制的依据。
2.2 路基拓宽工程病害的成因机理分析
公路路基拓宽中产生的病害机理可以总结为两个方面内容, 即新路基稳定性不足和新老路基不协调变形[2]。
(1) 新路基稳定性不足而产生的路基沉降, 其产生的原因包括拓宽部位由于地基软弱而引起的地基承载力不足和路基拓宽填土的性能达不到要求, 其中路基拓宽填土性能的影响是占主导地位的。
(2) 新老路基不协调变形的主要表现就是不均匀沉降。在纵断面方向, 根据太沙基理论, 老路基的沉降和土质固结已基本定形, 沉降量没有明显的变化, 对新路基来说, 其纵断面方向均是新铺路基, 由于填料性能差异, 即使密实度很高, 但是基地沉降量还是会比较大, 因为其水文地质有所变化, 所以就造成了横断面方向上标高会随着时间的增加而产生不均匀沉降, 这样就造成了新老路基的结合不良, 从而会造成沥青路面纵向开裂, 对路面质量控制带来了巨大的麻烦。
3 路基拼宽填土各项性能指标对比分析
国道G108国道永仁 (川滇界) 至禄劝 (屏山镇) 段公路全长约182.9km, 公路改造里程比较长, 拼宽部分所需要的填料需求量很大, 故各段施工所需的料场并不统一。
该工程地处云南省彝族自治州境内, 属于云南省中北部地区, 金沙江畔, 是滇中地区最低的地区, 海拔高1100m左右, 其中典型的地区就属武定县、元谋县、大姚县和永仁县, 该区地处盆地状态, 其中金沙江的支流———龙川江沿盆地西缘由南向北流去, 最后在龙街附近注入金沙江。盆地西缘是由前寒武纪变质岩系 (前寒武纪灯影灰岩和花岗岩) 所组成的低矮山梁, 海拔高度约1400m, 东部则由中生代的侏罗纪、白垩纪红层构成, 通常称“东山”, 最高处海拔高度达2700m。盆地内新生代地层, 特别是下更新世 (元谋组) 很发育, 在龙川江东岸的东山山前地带出露最好, 并形成几条近东西向丘岭———“梁子”, 伸向盆地的中西部。
根据地质构造和实地勘察可知, 该工程沿线地质环境条件比较脆弱, 褶皱断裂发育, 岩石易破碎、松散, 第四系残坡积和地表风化壳厚度大, 岩土体胀缩性大;大面积中生界侏罗纪-白垩纪红色泥质建造与膏盐建造地层 (即“红层”) 分布, 占全区面积的87%, 且主要岩性为泥岩、砂岩或两者互层, 属软质岩组和砂泥岩软硬互层岩组, 具有抗风化能力差, 遇水易软化崩解、膨胀、变形和湿陷的特点, 因此造成各个料场土质性能差异较大, 选取以下9个料场为研究对象, 各性能指标如表1所示, 其中两个料场的细粒土如图2和图3所示。
3.1路基填土液塑限指标分析
我们对土进行分类时, 应根据土颗粒的组成特征、土的塑性指标、土中是否存在有机质来对土进行分类, 根据不同的土质来确定是否可以应用于工程实际中。一般我们可以将土分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土[3]。以表1中各料场均为细粒土, 而细粒土又可以分为粉质土、黏质土和有机质土这三类, 经过对该项目送样的土质进行试验和分类汇总, 各项数据汇总于以表1中, 经查资料[3], 可以得出二标物茂沙场所产的细粒土为低液限粉质细粒土 (ML) ;老城河上游所取的细粒土为低液限黏质细粒土 (CL) ;三标贸易桥石场取的细粒土为高液限黏质细粒土 (CH) ;其他料场的土质经查找后分别汇总于以表1中。经分析可知, 液限和塑性指数存在一定的线性相关性, 从图中可知, 液限和塑性指数的变化趋势是基本一致的, 如图4所示。
3.2 路基填土承载比 (CBR) 分析
土的承载比 (CBR) 是路基土和路面材料的强度指标, 是柔性路面设计的主要参数之一。为了保证路基强度和力学性能, 需要路基填土进行承载比试验分析, 从而保证拼宽路基的强度, 减小沉降, 提高道路服务水平。
国道108公路永仁 (川滇界) 至禄劝 (屏山镇) 段改造示范工程全长约182.9km, 路线较长, 沿途所遇到的路基地质状况差异比较大, 也比较复杂。老路基经过多年的沉降, 已基本处于稳定状态, 为了满足拼宽路基的强度要求, 对填土的要求也就比较高。泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土均不得直接作为路基填料[4]。为了寻求土质与承载比的关系, 我们对表1中的数据进行分析, 如图5、图6和图7所示。
从图3、图4和图5中分析可知, 液限和塑性指数间的相关性比较明显, 变化趋势基本一致;含石率和承载比之间的变化趋势也存在一定的相关性, 但不是很明显;而液限、塑性指数和CBR间的关系并不明显。因此, 要想控制拼宽路基的路用性能, 首先就要从源头做起, 控制好填土质量, 对土质的液塑限和承载比等力学指标必须严格进行控制。
4 结束语
综上所述, 国道108公路永仁 (川滇界) 至禄劝 (屏山镇) 段改造示范工程路基拼宽技术难题较大, 尤其是对拼宽路基的沉降控制, 而沉降量的大小和填土性能息息相关, 这就需要对拼宽路基填土的物理过程、变形特性、强度特征、塑性指标、承载比等指标进行分析, 可以得出, 塑性指标和承载比 (CBR) 是压实度好坏的决定性因素, 而压实度对路基强度和稳定性起着至关重要的作用[5]。因此, 要严格控制填土质量, 从源头上提高路基材料的路用性能, 从而提高道路施工的质量。
摘要：路基填土的性能指标, 对控制路基的强度和稳定性起着至关重要的作用。路基拼宽时, 老路基比较稳定, 沉降量微小, 路基土质基本处于固结状态;而新路基填筑时, 由于各种因素, 比如填土质量的好坏, 对路基的强度影响很大, 因此, 如何控制填土性能指标就成了控制路基强度和稳定性的关键因素。
关键词：108国道,路基,拼宽,填土性能,分析
参考文献
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公路工程填土路基的压实 篇7
路基土体中的三相体之间是相互联系相互作用的, 共同存在于土体之中。这三相体之间的比例关系, 对于土体的性质及对土体压实程度有着十分重要的影响。对于土体的指标测定主要是根据土体的湿密度、干密度、含水量等方面。根据具体的实验数据表明, 土体的干密度越大, 土体就越密实, 其强度也就越高。对于土体进行压实实际就是通过使用压实机械对路基土进行碾压从而改变三相的比例, 最大限度的减少土体的含水量, 增加土体单位面积的固体含量, 也就是使土体内部的土粒之间重新排列, 增加土体的单位重, 进而增加土体的内聚力, 提高土体的抗剪强度和土体自身的强度, 通过压实, 可以减少土体内部的含水量, 提高土体的密实程度, 增加土体的稳定性和减少不均匀变形。
2 影响路基压实的因素
2.1 含水量对压实的影响
在土体的三相之中, 土体的含水量对于土体的压实程度的影响十分的重要, 它的改变会使土体的密度发生变化, 从而导致土体的性质发生变化, 对于压实所能达到的密实度起到一定的作用。土体的含水量的增加会导致土体的形态发生变化, 主要是由固态到液态的转变过程, 随着状态的不同就会导致土体本身的抵抗力发生变化, 特别是处在半固态的土体本身含水量少, 压实就很困难, 强度也很难保持, 对于硬塑状态下的土体含水量处在最佳的状态, 通过压实后, 可以使土体的密度和强度达到最佳状态, 所以我们在进行土体压实时应该注意土体自身的含水量, 可以通过调节使其达到最大干密度。
2.2 土质对压实的影响
不同的土质对于压实质量产生不一样的影响, 对于填筑路基来说, 最合适的土就是砂砾土、砂性土等, 这类的土稳定性比较好, 含水量也比较适中, 比较容易压实, 相反, 最不合适的土就是粘性土, 这类的土含水量大, 干密度小, 透水性也不好, 对于压实产生不好的影响。但是由于砂砾土的颗粒比较粗糙, 颗粒之间呈松散状态, 所以含水量也不高。所以对于砂砾土来说含水量的多少没有什么实际的意义。
2.3 压实功能对压实的影响
除了土体的性质对于压实程度的好坏有影响, 压实工程也就是压实机械压实土体所消耗的能力对于路基压实产生一定的影响。据调查显示, 对于土体的压实功能越大, 土体本身的含水量就越小, 其干密度也就愈大。压实功能的大小主要根据压实机械的重量和碾压次数的多少相关。当粘土的含水量不变时, 其压实的程度越大, 土的干密度也就越大。土体只有在最佳含水量时通过压实才会达到最佳的密实度, 但是在施工过程中如果土体的含水量比较低的时候, 加水又比较麻烦, 就可以通过增加压实功能来增加土体的密实度。如果出现在增加压实功能以后土体的密实度仍没有什么明显的变化, 就说明对于此类的土体通过增加压实度的方法增加密实度的做法是非常不经济的, 就需要采取其他的方法。
2.4 压实工具及压实层厚度
我们可以通过对压实机械对于不同土基的压实作用进行分类, 使之能够更好的为路基施工建设服务。下面介绍几种常用的压路机及其特点:单位式压路机对于颗粒比较大湿度比较大的粘性土壤的压实效果比较明显, 对于颗粒比较细的很松散的砂土类的作用就不较小, 使用范围比较小;光面滚筒式压路机的作用在于对粘性土层的压实作用比较大;轮胎式的压路机可以被用于各种土层的压实, 被广泛的应用。在压实过程中我们还会用到夯实工具主要有夯击极等, 主要作用于狭窄路面的边角地带的压实;对于非粘性的土壤我们一般采用振动式压路机进行压实, 效果比较显著。
我们使用的人压实工具不同, 则其压实的有效深度也是不同的。最强的就是夯击式机具, 它的传播有效深度最深, 其次是振动式, 最浅的就是碾压式。每一种机具的作用深度都是和土体的情况而发生变化的, 并不是一成不变的, 当土体比较松散时, 其传播的深度就深, 在压实的过程中, 随着上层土体的密实度增强, 其作用的深度就逐渐减少。当压实机自重较轻时, 其碾压的时间越长, 其土体的密实度就越大, 但是当压实机很重的时候, 随着碾压的时间增长, 土体很容易出现变形, 给路基造成一定的破坏。所以在路基达到一定强度的情况下, 就不要使用大型的振动式机械, 碾压的次数, 碾压的厚度都要根据具体的路基情况相符合。
3 压实施工中应注意的问题
3.1 高速公路和一级公路路基填土压实宜采用振动压路机或
35t~50t轮胎压路机进行。采用振动压路机碾压时, 第一遍应不振动静压, 然后先慢后快, 由弱振至强振并遵循先轻后重, 由内向外 (弯道) 由边向中 (直线) , 纵向进退等原则。
3.2 严格控制压实层厚, 保证压实效果的均匀。
3.3 涵洞两侧的填土与压实和桥台背后与锥坡的填土与压实应
对称或同时进行, 且涵顶填土50cm内应采用轻型静载压路机压实, 保证不破坏涵顶构造, 且不允许重型机械在涵顶50cm填土以内经过。
3.4 高填方路堤的基底应按照设计要求的基底承压强度进行压
实, 设计无要求时, 压实度不宜小于90%, 若地基松软, 应进行地基改善加固处理, 若基底处于陡峻山坡或谷底时, 应进行挖台阶处理, 并严格分层压实。若场地狭窄时, 宜采用小型的手扶式振动压路机或振动夯进行, 当场地较宽广时宜采用自重为12t以上的振动压路机碾压。
3.5 不同性质的土应分别填筑压实, 不得混填。禁止直接使用液限大于50, 塑性指数大于26的土, 以及含水量超出规定的土。
3.6 零填及路堑路床的压实, 高速公路、一级公路, 压实度≥95, 其他公路≥93, 换填大于30cm时, 应按上列数据的90%标准执行。
3.7 填土压实的含水量误差值控制在±1%~±1.5%之间, 这样可减少压实功率。
3.8 压实过程中应控制好横坡及平整度, 特别是94区、96区路基, 因为路基的平整度将影响到路面的平整。
4 结束语
路基工程是公路工程建设的基础, 而路基的压实工作的好坏直接关系到路基工程的整体质量, 对于公路建设的快速发展具有重要的意义。在路基工程建设中, 我们应该严格的按照国家规定的要求进行监管和施工, 负责任的做好每一道工序, 严格的控制工程的质量, 为工程的顺利实施提供有力的保障。
摘要：随着我国公路事业的快速发展, 人们对于路基工程的质量更加的关注。路基工程是公路工程质量的保证, 它决定着对车辆的承载能力和公路的使用寿命, 对于路基工程中最主要的部分就是对土体的压实施工, 压实程度决定着路基工程的强度, 所以路基压实工程是公路建设的重点工程。本文主要阐述了路基压实的原因及具体的措施, 还有对于压实度影响因素并提出了处理办法, 保证路基工程的质量, 延长公路的使用寿命。
平原地区公路路基的合理填土高度 篇8
1 平原地区公路路基最小填土高度分析
1.1 由气候特征、水文土质确定的最小填土高度
对于原有道路改建, 按最不利季节路槽底面以下80 cm深度内土的平均稠度确定。由于路槽底面以下80 cm内, 每10 cm取土样测定其天然含水量、塑限含水量和液限含水量, 求算路槽以下80 cm内土的算术平均稠度, 再按照道路所在的自然区划和路基土的类别确定道路所属的路基干湿类型, 由此得到最小填土高度[5]。对于新建道路, 要按照不同土质和由不同气候划分的自然区划来确定路基的临界高度, 也就是路基的最小填土高度, 保持路基在干燥或中湿状态的路基高度。
1.2 不同土质路基最小填土高度
土质不同, 对路基的最小填土高度要求不同 (见表1) 。
1.3 沿河及受水浸淹路基的最小填土高度
沿河及受水浸淹路基的填土高度应根据中华人民共和国行业标准JTG B01-2003公路工程技术标准所规定的设计洪水频率, 求得设计水位, 再增加0.5 m的余量 (见表2) 。如果河道因设置路堤而压缩过水面积, 致使上游有壅水或河面宽阔而有风浪, 就应增加涌水高度和波浪冲上路堤的高度 (即波浪侵袭高度) , 所以沿河浸水路堤的高度, 应高出上述各值之和, 以保证路基不至于淹没[6]。
2 平原地区不同等级道路对路基填土高度分析
由于高速公路路线线形要求较高, 又采用全封闭、全立交, 需要在重要的城市附近的主要被交道路上设置互通式立交出口, 一般间距在15 km～30 km左右, 经济特别发达地区间距在5 km～8 km左右, 此外, 在高速公路下设置横向通道的净空和间距以及铁路、公路路线交叉、跨越等级航道的净空要求, 致使公路的路基高度降不下来。我国已建成的高速公路的平均填土高度均在2.2 m～3.2 m左右。各种构造物需要满足的净空要求[3]:1) 城市道路汽车最小净高为4.5 m, 无轨电车最小净高为5.0 m, 有轨电车最小净高为5.5 m, 自行车、人行道最小净高为2.5 m, 其他非机动车道的净高为3.5 m。2) 高速公路、一级公路和二级公路构造物的最小净空高度为5.0 m, 三级公路、四级公路为4.5 m, 门架、悬臂标志和路灯下的净空高度最低不应小于上述要求, 考虑将来可能变化, 净空高度应预留0.2 m。3) 人行道和农用车辆通道的净高最小值分别为2.2 m和2.7 m。4) 公路上跨越铁路时, 跨越桥下净空应符合现行铁路部门净空限界标准。5) 其他特殊场地和高压电缆, 也需要满足一定的净空高度。
从国外高速公路成功的经验来看, 高速公路建设应充分考虑到高速公路长远的经济效益和社会效益。路基填土高度除在必要的地方修建高填路基外, 一般采用低填路基的方式修建高速公路, 相比国外公路, 我国的高速公路路基填土高度高, 这也是我国公路出现桥头跳车的原因, 高填路基容易出现不均匀沉降和路基变形的问题。
与高速公路相比较, 一级公路和其他级别的公路, 只要满足最小填土高度, 经过纵断面设计确定路基的填土高度就可以。但是在与高速公路交叉时, 应注意桥下公路的路基填土高度不能过于低于周围的地面高度, 这样容易造成桥下积水, 增加了路基路面的破坏。
例如:平原地区尤为突出, 路线的坡长和竖曲线半径设置时受通道间距的影响, 不得不采用一般值和较低值, 同时还要满足我国现行规范对高等级公路纵断面设计提出的要求, 这样导致了设计纵坡的起伏频繁, 平纵组合不当, 损坏了整体线形视觉的连续性和行车适应性, 如果过分压低主线的路基高度, 必然会带来通道桥设计上的困难和使用上的后患。特别是在不能普遍使用机械排水的情况下, 如果路基高度过低, 使通道桥低于两侧地面而形成“锅底”, 使得纵向排水无法纵向排泄, 横向排水也只能采用管道将桥内积水引入线外设蒸发池。
3 路基合理填土高度的经济性分析
纵断面设计过程就是对于给定的控制点标高根据路线几何标准, 合理地确定纵断面上变坡点、桩号、变坡点标高以及竖曲线半径, 使纵断面各项技术指标符合技术标准, 满足标高控制等要求, 且尽可能小的工程量与工程费用, 尽量高的行驶速度 (或尽量短的行驶时间) 与尽可能少的燃油消耗 (或尽量少的营运费用) 等。
3.1 给定控制点的标高决定了整体路基的填土高度的大小
这里的控制点包括路线起讫点、越岭垭口、重要桥涵、不良地质路段的最小填土高度、最大挖深、沿溪线的洪水位、隧道出口、平面交叉、立体交叉、铁道道口、城镇规划控制标高以及受其他因素限制路面必须通过的标高控制点等[4]。例如在平原地区高速公路纵断面设计, 由于众多通道, 使得高速公路的路基填土高度居高不下, 同时增加了用地和造价。据京津塘公路测算路基高度每降低1 m, 造价将减少15%～18%。
3.2 采用路线纵断面优化设计, 取得最优的路基填土高度
合理的路基填土高度也是完美道路纵断面设计的组成部分, 好的纵断面设计意味着取得最好的经济和社会效益。联合国经济合作与开发组织于1973年曾对英国、法国、前联邦德国和丹麦四国的路线优化程序, 在意大利西西里岛的一条高速公路14 km长的一段已建成道路上进行联合试验。这次测试结果表明, 纵断面优化设计可以节约土石方费用8%～17%, 平均约为10%[1]。
3.3 在平原地区道路纵断面设计中避免纵向排水的难度, 抬高路基
由于平原地区地势平坦, 经常出现利用天然的地势很难满足最小纵向排水要求。应结合路面路基的排水设计, 选择合理的路基填土高度, 不能一味地抬高路基高度。
4 景观协调和行车安全对路基填土高度的要求
4.1 景观协调对路基填土高度的要求
路基的填挖高度对于道路与自然环境的融合有着非常重要的作用。高填、深挖路基对环境的破坏是非常大的, 高填、深挖路基由于对道路两侧生态环境的阻隔作用强烈, 带来的环境破碎化和廊道效应也比较明显。同时高填、深挖路基也容易引发地质病害, 并且对植被、水系也有很大的影响, 因此纵断面设计时应注意控制路基的填挖高度, 路基的填土高度以略大于最小填土高度最优。
4.2 行车安全对路基填土高度的要求
高填、深挖的路基也会影响交通安全, 给交通驾驶人员一种不安全的感觉, 同时一旦发生交通事故, 比低填路基严重得多[2]。
5 结语
确定平原地区公路路基的合理填土高度, 应该首先考虑平原地区路基的最小填土高度, 其次符合不同等级道路对路基填土高度的要求, 然后满足从道路经济性、景观协调及行车安全方面对公路路基填土高度的要求。
摘要：通过对平原地区公路路基最小填土高度、不同等级道路要求路基填土高度、经济和景观协调及行车安全对路基填土高度的影响分析, 提出了确定平原地区公路路基合理填土高度的方法, 以完善平原地区公路路基设计。
关键词：合理填土高度,平原地区,路基,设计
参考文献
[1]符锌砂.公路计算机辅助设计[M].北京:人民交通出版社, 2004:10.
[2]刘志强, 葛如海, 龚标.道路交通安全工程[M].北京:化学工业出版社, 2005:2.
[3]黄兴安.公路与城市道路设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005:1.
[4]杨少伟.道路勘测设计[M].北京:人民交通出版社, 2004.
[5]邓学均, 张登良.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社, 2004.
浅谈公路工程填土路基压实 篇9
随着交通事业的迅速发展, 对路基施工质量的要求也越来越高。而路基的压实质量是影响公路使用寿命的关键, 也是道路工程施工质量管理最重要的指标之一。
1路基压实机理
土是三相体, 土粒为骨架, 颗粒之间的孔隙被水分和气体所占据。而在路基施工中, 破坏了土体的天然状态, 致使结构松散, 颗粒重新组合。压实的目的在于使土颗粒重新组合, 彼此挤紧, 孔隙缩小, 土的单位重量提高, 形成密实体, 最终达到强度增加, 稳定性提高。通过大量的试验和工程实践证实, 土基在压实以后, 不但强度稳定性提高了, 而且在渗透性、塑性变形、毛细水作用及隔温等性能方面都有很大的提高。压实度指的是压实层材料压实后的干密度与该材料的标准最大干密度之比, 用百分数表示。
2影响路基压实的因素
2.1 含水量对压实的影响
土壤含水量对压实效果的影响比较显著。当含水量较小时, 由于粒间引力使土壤保持着比较疏松的状态或凝聚结构, 土壤中空隙大都互相连通, 水少而气多, 在一定的外部压实功能作用下, 虽然土壤空隙中气体易被排出, 密度可以增大, 但由于水膜润滑作用不明显以及外部功能不足以克服粒间引力, 土粒相对移动不容易, 因此压实效果比较差;含水量逐渐增大时, 水膜变厚, 引力缩小, 水膜起润滑作用, 外部压实功能容易使土体相对移动, 压实效果渐佳;土中含水量过大时, 空隙中出现了自由水, 压实不能使气体排出, 压实功能的一部分被自由水所抵消, 减小了有效压力, 压实效果反而降低。然而, 含水量较小时, 土粒间引力较大, 虽然干密度较小, 但其强度可能比最佳含水量还要高。可是此时因密实度较低, 空隙多, 一经饱水, 其强度会急剧下降。因此, 在最佳含水量情况下压实的土水稳性最好。
2.2 土质和集料级配对压实的影响
就填筑路堤而言, 最适宜的是砂砾土、砂土及砂性土, 这些土容易压实, 有足够的稳定性和水稳定性, 最难压实的土是黏土, 黏土的特点是液限大, 最佳含水量比其他土类大, 而最大干密度较小, 但经压实的黏土仍具有良好的不透水性。土粒愈细最佳含水量的绝对值愈高, 最大干密度的绝对值则较低。砂性土的颗粒较粗, 呈松散状态, 水分易散失, 含水量对其影响相对较小。因此, 不同土质的填料对土基的压实有很大的影响。集料的级配对碾压所能达到的密实度有明显影响。实践证明, 均匀颗粒和砂, 单一尺寸的砾石、碎石都难于碾压密实。在级配集料基层或底基层施工中, 使所用集料的级配与室内试验确定标准干容重时所用的集料级配相同是很重要的。在集料发生离析的情况下, 添加所缺的料并进行适当的拌和是必要的。施工中, 只有严格控制级配, 才能确保达到规定的压实状态。
2.3 压实功能对压实的影响
压实功能对压实效果的影响, 是除含水量而外的另一重要因素。压实功能与压实效果曲线表明:同一种土的最佳含水量随功能的增大而减小, 最大干容重则随功能的增大而提高;在相同含水量的条件下, 功能越高, 土基密实度越高。据此规律, 工程实践中可以增加压实功能, 以提高路基强度或降低最佳含水量。但必须指出, 用增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度, 功能增加到一定限度以上, 效果提高愈为缓慢。
2.4 压实机械对压实的影响
压实机械对一定含水量的路基土的压实质量有很大的影响。一般情况下, 使用轻型压路机只能得到较小的密实度, 使用重型压路机可以得到较大的密实度。但是压实机械对土的施加外力应有所控制。若施加压力过大, 就会造成压实过度, 浪费人力物力, 严重的还会对路基有害。施加外力的一般原则是:压路机碾压时的单位压力, 不应超过土的强度极限。
2.5 碾压厚度对压实的影响
压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下 (土质、湿度与功能不变) , 由实测土层不同深度的密实度或压实度得知, 密实度随深度呈递减, 表层5 cm最高。不同压实工具的有效压实深度有所差异, 根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求, 路基分层压实的厚度有具体规定数值。通过大量的实践证明, 碾压应有适当的厚度, 碾压层过厚, 非但下层的压实度达不到要求, 而且碾压层上层的压实度也要受到不利的影响。同时, 碾压的厚度随所用的压路机的类型而变。
2.6 碾压速度对压实质量的影响
在公路施工中, 不管使用哪种形式或质量的压路机进行碾压, 其碾压速度对路基土所能达到的密度有明显的影响。碾压速度低时, 单位面积材料的碾压时间比速度高时要多, 因而作用在被压材料上的能量也大。实际上, 传递到被压材料层内的能量与碾压速度成反比。假定使碾压材料层达到规定密实度所需的压实能量不变, 则碾压速度加倍时, 碾压次数相应加倍, 并且碾压速度过快容易导致路面不平整。因此, 在施工现场应针对具体的碾压层的材料和所用的压路机, 通过铺筑实验路段选择合适的碾压速度。另外, 对于碾压层厚和难以压实的土时, 应采用较小的碾压速度。
2.7 碾压方式对压实质量的影响
路基的施工技术规范都要求碾压时必须“先轻后重, 先慢后快, 先边缘后中间”, 这是碾压时的总原则。这种合适的碾压方式既有利于提高压实度, 又有利于提高平整度。但是, 这种方式不是万能的, 遇到特殊情况, 碾压方式要随之改变。如碾压碎石稳定土时, 由于土基中含有一定的碎石, 采用高频低辐, 紧跟慢压就比较好。碾压过后不但密实而且平整, 在有超高路段时, 则宜先低后高。压实是路基施工的最后工序, 是保证路基质量、使其物理力学性质和功能特性符合设计要求的重要环节。而影响路基压实质量的因素来自各个方面, 既有自然因素, 又有人为因素, 为此要求我们在施工中严格控制碾压施工中的各个环节, 保证路基压实质量达到设计要求。
3路基压实度的重要性
公路使用质量的好坏主要看路面强度、路面稳定性、路面平整度及路面耐久性等方面, 路基压实度和这四个方面有非常密切的关系:
3.1 路基压实度与路面强度的关系
路基是路面结构的基础, 坚强而又稳定的路基为路面结构长期承受汽车载荷提供了重要的保证, 而路面结构层的存在又保护了路基, 使之避免了直接承受车辆和大气的破坏作用, 长期处于稳定状态。路面一般做的比较薄, 因此, 路面强度主要依靠路基强度, 而路基强度是由路基的压实度决定的。
3.2 路基压实度与路面稳定性的关系
路基的压实度愈小, 土粒间的孔隙率就愈大, 雨水越容易渗透到路基土中, 当然在土中存留的水分也越多, 土的强度也就越低。在路面荷载作用下, 路基就会发生变形, 随之路面就会形成车辙和沉陷等变形。路基的压实度越小, 所产生的车辙等变形就越大。
3.3 路基压实度与路面平整度的关系
路基压实度不足, 将逐渐产生不同的竖向变形, 路基各处的填土高度不相同, 由于路基土压实不足, 在路基土的固结过程中, 就会出现不同的沉降。填土高度大的部位沉降多, 填土高度小的部位沉降少, 这就是不均匀沉降, 由此会引起路面的凹凸不平;由于路面渗水程度的不同, 导致在路基压实度不足的情况下, 渗水严重的部位路基强度显著降低, 渗水不多的部位路基强度降低甚微。在路面荷载作用下, 路基土就会受到不同程度的压缩, 由此也会引起路面的凹凸不平。
3.4 路基压实度与路面耐久性的关系