一级建造师市政考试参考之路基填筑施工

一级建造师市政考试参考之路基填筑施工

1 、资讯 项目： 编写“三分法”路基填筑施工工序 编写路堑开挖施工过程及施工要点 2 、计划 掌握路基工程质量检测的基本任务、内容和方法。 掌握土基压实影响因素及土基压实过程中各影响因素的控制方法； 能够对现场不同土质路基选择正确实用的方法进行检测和结果处理； 学习情境二：一般土石路基施工 学习任务一：路基填筑施工 3 、决策： 土质路基施工 路堤的填筑 施工要点： 1 ）基底处理： 去草皮、浮土，挖台阶，挤淤等； 2 ）填料选择 3 ）填土压实 （一）基底的处理 　 经过清理后的路堤所在原地面即为路基基底，是自然地面的一部分。 　▲ 路堤应坐落在具有足够强度（承载力）和低压缩性的地基上，以免引起滑动破坏和过大沉降。 临时排水设施排出的雨水不得流入农田、耕地，也不得引起水沟淤塞和冲刷路基；原地面易积水的洞穴、坑槽等应用土填平并按规定压实。 （ 1 ） 做好原地面临时排水工作 　▲　 基底土密实稳定、地面坡度缓于 1:5 时，路堤可直接填筑在天然地面上，但地表有树根草皮或腐植土等应予以清除，以免形成滑动面或产生较大的沉陷。 　▲　 路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截、引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石、块石或砂、砾等透水性材料。 　▲　 路堤基底为耕地或较松的土时，应在填筑前压实，高速公路、一级和二级公路路堤基底的压实度不应小于 85% ，路基填土高度小于路床厚度（ 80cm ）时，基底的压实度不宜小于路床的压实度标准； 　基底松散土层厚度大于 30cm 时，应翻挖后再分层回填压实。 　　▲　路线经过水田、池塘或洼地时，应根据积水和淤泥层等具体情况，采取排水疏干、清淤换填（二级以下公路可抛填砂砾或石块等压、挤淤见下图）、晾晒或掺灰等处理措施； 　　当基底土质湿软而深厚时应按软土地基处理。 水田或池塘地段基底处理方案 　（ 2 ）当路堤基底的原状土强度不符合要求时， 应进行换填处理，挖深不小于 30cm ，并分层找平压实。 　（ 3 ）对于山坡路堤， 在地面坡度陡于 1︰5 的稳定斜坡上填筑路堤时，为使填方部分与原地面紧密结合，基底应挖成台阶，以防堤身沿斜坡下滑。 （一）基底的处理 　▲　 台阶宽度不小于 1.0m ，台阶高度为路堤分层填土厚度的两倍，台阶底应有 2 － 4% 向内倾斜的坡度。 　▲　 对于石质地面应将原地面凿毛。 　 ▲　 原地面倾斜度陡于 1︰2.5 （考虑地震作用时为 1:3 ），则宜设置石砌护脚等横断面形式或按陡坡路堤设计。倾斜地面的填方上方脚，需采取措施阻止地面水渗入路堤内。 （一）基底的处理 　　 矮路堤基底填筑高度 1.0m-1.5m ，接近或等于路基工作区。为提高路基的强度和稳定性，应对矮路堤基底进行认真的处理。 　　处理措施有： 挖除种植土、换土、挖松压密、加铺砂砾石垫层。 （ 4 ） 矮路堤基底处理 　　 填筑路堤用的大量填料，一般是就近取用当地土石。 为保证路堤的强度和稳定性，应选用强度高、稳定性好的土石作填料。如： 　　 碎石、砾石、卵石、粗砂等透水性好的填料 ，它们不易 被压缩、强度高、水稳定性好 ，填筑时不受含水量限制，分层压实后较易达到规定的施工质量，此类材料优先使用。 （二）填料的选择 　　用透水性不良或不透水的土 如粘土 作路堤填料时，必须在最佳含水量下分层填筑并充分压实。 　　 粉质粘土 的水稳定性和冰冻稳定性均较差，不宜作路堤填料，在季节性冰冻在区更应慎用。 　　 粉质土和高液限土 可用来填筑高度小于 5m 的路堤，但应水平分层填筑并压实到规定的密实度。 填料的选择 （ 1 ） 填筑路堤的理想材料是强度高、水稳定性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料。 （ 2 ） 为节省投资和少占耕地或良田，一般应利用附近路堑或附属工程的弃方作为填料；若要外借，应将取土坑设在沿线的荒山、高地或劣田上。 　从山坡上取土时，应考虑取土处坡体的稳定性，不得因取土而造成水土流失，危及路基和附近建筑物的安全。 填料的选择 　（ 3 ） 不含有害物质的矿质材料，一般均可用作路基填料。选用时，最好选用级配较好的粗粒土作为填料。 　（ 4 ） 砾（角砾）类土、砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路堤底部。用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均应采用同类填料。 　（ 5 ） 泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土及易溶盐超过允许限量的土，不得直接用于填筑路基。 　（ 6 ） 冰冻地区上路床及浸水部分的路堤不应直接采用粉质土填筑。浸水部分路堤填料不宜采用强风化岩石及浸水后容易崩解的岩石，应尽量选用水稳性好的填料。 　（ 7 ） 细粒土作填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。 　（ 8 ） 桥涵台背和挡土墙墙背填料应优先选用内摩擦角值较大的砾（角砾）类土、砂类土填筑。 填料的选择 高速公路和一级公路路堤填料应到实地采取土样并进行土工试验，有关指标应符合 下表 要求。 二级和二级以下公路路堤填料也按 下表 规定选用。 路基填料最小强度和最大粒径要求 路基部位 （路面底面以下深度） 填料最小强度 CBR （ % ） 填料最大粒径 （ cm ） 高级路面 其它路面 上路床（ 0 ～ 30cm ） 　　　　 8 6 10 下路床（ 30 ～ 80cm ） 5 4 10 上路堤（ 80 ～ 150cm ） 4 3 15 下路堤 150cm 以下 3 2 15 注：　 1 、当路床填料 CBR 值达不到表列要求时，可采取掺石灰或其它稳定材料处理。 　　　 2 、粗粒土（填石）填料的最大粒径，不应超过压实层厚度的 2/3 。 土质路基施工 路堤的填筑施工主要工序：料场选择、基底处理、填筑和碾压 1 、料场选择： 填筑路堤的材料以采用强度高，水稳定性好，压缩变形小，便于施工压实以及运距短的土、石材料为宜。在选择填料时，一方面要考虑料源和经济性，另一方面可要顾及填料的性质是否合适。 土质路基施工 2 、基底处理： 路堤基底的处理是保证路堤稳定、坚固极为重要的措施。在路堤填筑前进行基底处理，能使填土与原来的表土密切结合；能使初期填土作业顺利进行；能使地基保持稳定，增加承载能力；能防止因草皮、树根腐烂而引起的路堤沉陷。 土质路基施工 3 、填筑： 路堤填筑必须考虑不同的土质，从原地面逐层填筑，并分层压实，每层厚度随压实方法而定。 土质路基施工 （ 1 ）填筑方式： 1 ）水平分层填筑： 填筑时按横断面全宽分层向上填筑； 土质路基施工 （ 1 ）填筑方式： 2 ）竖向填筑法（横向全高填筑）： 从路基一端按各横断面的全部高度，逐步推进填筑，适用于无法自下而上，分层填土的陡坡、断岩或泥沼地区； 土质路基施工 （ 1 ）填筑方式： 3 ）纵坡分层填筑： 适用于推土机或铲运机从路堑取土填筑，运距较短的路堤，依纵坡方向分层、逐层推土填筑； 土质路基施工 （ 1 ）填筑方式： 4 ）混合填筑法： 当高等级公路路线穿过深谷陡坡，尤其是要求上部的压实度标准较高时，施工时下层采用横向填筑，上层采用水平分层填筑。 土质路基施工 （ 2 ）沿横断面一侧填筑的方法： 旧路拓宽改造需要加宽路堤时，所用填土应与原路堤用土尽量接近或为透水性好的土，并将原边坡挖成向内倾斜的台阶，分层填筑，碾压到规定的密实度。 严禁 将薄层新填土贴在原边坡的表面。 土质路基施工 （ 3 ）不同土质混填时的方法： 对于不同性质的土混合填筑时，应视土的透水能力的大小，进行分层填筑压实，并采用有利于排水和路基稳定的方式。 一般应遵循以下原则： 土质路基施工 （ 3 ）不同土质混填时的方法： 1 ）以透水性较小的土填筑路堤下层时，其顶面应做成 4﹪ 的双向横破； 2 ）不同性质的土应分别填筑，不得混填。每种填料层累计总厚度不宜小于 0.5m ； 3 ）凡不因潮湿及冻融而变更其体积的优良土应填在上层，强度较小的土应填在下层。 土质路基施工 不同土质混填（正确 / 错误）方式 土质路基施工 土质路基施工 土质路基施工 土质路基施工 4 ）碾压： 碾压是路基填筑工程的一个关键工序，有效地压实路基填筑土，才能保证路基工程的施工质量： 1 ）确定工地施工要求的密实度； 2 ）各种压实机具碾压不同土类的适宜厚度和所需压实遍数与填土的实际含水量及所要求的压实度大小有关，应根据要求的压实度做试验段时确定。 （三）路基压实 压实的意义： 密实度提高，透水性降低，毛细高度降低，变形减小，强度和水温稳定性提高。 （三）路基压实 压实的机理： 压实排除土内气体，土粒彼此挤紧，内摩阻力和粘结力提高，最终导致强度增加，稳定性提高。 （三）路基压实 路基压实标准和施工要点： 1 ）压实标准 衡量路基的压实程度是实际达到的干容重与室内标准试验所得的最大干容重的比值，即压实度或称压实系数。 正确选用压实度，关系到 土路基的受力状态、路基路面设计要求、施工条件，必须兼顾需要与可能，讲究实效与经济。 1 ）压实标准 表 10-1 为交通部颁布的公路土质路基（含土石路堤）的压实标准。 表列压实度是以重型击实试验法为准。 对于铺筑中级或低级路面的三、四级公路路基， 允许采用轻型击实法，其压实度标准应在表列第四栏压实度值基础上增加 5 个百分点； 当二级公路修建高级路面时， 其压实度标准应按高一档次的规定； 对于平均年降雨量少于 150mm 且地下水位低的特殊干旱地区 的压实度标准可降低 2 ～ 3 个百分点。 1 ）压实标准 表 10-2 为建设部颁布的城市道路土质路基的压实标准。表列最低压实度分子为重型击实标准的压实度，分母为轻型击实标准的压实度；两者均以相应的标准击实试验法求得最大干密度为 100% 。对于填方高度小于 80cm 及不填不挖路段原地面以下 0 ～ 30cm 范围内，土的压实度不低于表列挖方的要求。 1 ）压实标准 填石路堤，包括分层填筑和倾填爆破石块的路堤，不能用土质路基的压实度来判断路基的密实程度。其判定方法目前国内外各国规范尚无统一规定。 我国城市道路路基工程施工及验收规范规定， 填石路堤须用重型压路机或振动压路机分层碾压，表面不得有波浪、松动现象，路床顶面压实度标准是 12 ～ 15t 的压路机的碾压轮迹深度不应大于 5mm 。 3 、路基压实 影响路基压实的因素 内因： 含水量；土质； 外因： 压实功能； 压实机具和方法等 路基压实影响因素 含水量对压实的影响 对密实度的影响： 最佳含水量 w 0 → 最大密实度 γ 0 对强度的影响： 含水量 w k → 最大强度 E max w 0 > w k → 如何选择？ 对水稳定性的影响： 饱水后，土体密实度和强度均降低，但在 w 0 降低幅度最小。 路基压实影响因素 土质对压实的影响： 不同土质， w 0 、 γ 0 不同； 粘性较高的土， w 0 较高， γ 0 较低； 亚砂土和亚粘土的压实性能较粘性土好。 路基压实影响因素 压实功能的影响： 同一种土的 w 0 随压实功能的增大而减小， γ 0 随压实功能的增加而增大； 在相同含水量条件下， 压实功能越大，土的密实度越大。 当压实功能增加到一定程度后 ，土的密实度增加不明显，甚至会破坏土基结构。 路基压实影响因素 压实机具和方法的影响： 压实机具不同 ，压力传布的有效深度不同； 压实机具质量较小时 ，荷载作用时间越长，土的密实度越高，密实度的增长随作用时间的增长而减小； 压实机具较重时 ， 土的密实度随荷载作用时间的增加而迅速增大，超过某一时间限度，土基变形增加而破坏。 碾压速度越高 ，压实效果越差。 2 ）压实方法 压实土层的密实度随深度递减， 表面 5cm 的密实度最高。填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型、土的种类和压实度要求有关，应通过试验路来确定。 同样质量的振动压路机要比光轮静碾压路机的压实有效深度大 1.5 ～ 2.5 倍。 如果压实遍数超过 10 遍仍达不到压实度要求，则继续增加遍数的效果很小，不如减小压实层厚。 2 ）压实方法 碾压时，横向接头的轮迹应有一部分重叠， 对振动压路机一般重叠 40 ～ 50cm ，对三轮压路机一般重叠 1/2 后轮宽，前后相邻两区段亦宜纵向重叠 1 ～ 1.5m 。应做到无漏压、无死角和确保碾压均匀。 2 ）压实方法 压路机行驶速度过慢则影响生产率，行驶过快则对土压实效果较差。 一般光轮静碾压路机的最佳速度为 2 km/h ～ 5km/h ，振动压路机为 3 km/h ～ 6km/h 。各种压路机械的最大速度不宜超过 4km/h 。 对压实度要求高以及铺土层较厚时，行驶速度要更慢些。碾压开始宜用慢速，随着土层的逐步密实，速度逐步提高。压实时的单位压力不应超过土的强度极限。 2 ）压实方法 开始时宜先轻压 ，随着土体密度的增加，再逐步提高压强。 推运摊铺土料时 ，应力求机械车辆均匀分布行驶在整个路堤宽度内，以便填土得到均匀预压。否则要采用轻型光轮压路机（ 6t ～ 8t ）进行预压。 正式碾压时， 若为振动压路机，第一遍应静压，然后由弱振到强振。 碾压时 ，在直线路段和大半径曲线路段，应先压边缘，后压中间；小半径曲线地段因有较大的超高，碾压顺序宜先低（内侧）后高（外侧）。 2 ）压实方法 路堤边缘往往压实不到，仍处于松散状态，故两侧可采取多填宽度 40 cm ～ 50cm ， 压实工作完成后再按设计宽度和坡度予以刷齐整平。 也可以采用卷扬机牵引的小型振动压路机从坡脚向上碾压，或采用人工拍实。坡度不陡于 1 ： 1.75 时，可用履带式推土机从下向上压实。 2 ）压实方法 不同的填料和场地条件选择不同的压实机械。一般来说轻型光轮压路机（ 6t ～ 8t ）适用于各种填料的预压整平； 重型光轮压路机 （ 12t ～ 15t ）适用于细粒土、砂类土和砾石土； 重型轮胎压路机 （ 30t 以上）适用于各种填料，尤其是细粒土。 气胎压力应根据填料种类进行调整，土颗粒越细气压越高；羊足碾最适用于细粒土，亦适用于粉土质与粘土质砂，需有光轮压路机配合对被翻松的表层进行补压。 2 ）压实方法 振动压路机具 有滚压和振动的双重作用，用于砂类土、砾石土和巨粒土，其效果远远优于其它压实机械，但对细粒土的压实效果不理想。 牵引式碾压机械 结构质量大，爬坡能力强，生产率高， 适合于 工作场地广阔，可以采用螺旋形运行路线； 自行式碾压机械 结构较小，灵活机动， 适合于 一般工作场地，宜采用穿梭式直线运行，在尽头回转； 夯实机械 在路基压实中仅用于狭窄工作场地的作业。 3 、路基压实 土基压实标准 压实度： 工地上压实达到的干密度 γ 与室内标准击实试验所得的该路基土的最大干密度 γ 0 之比。 压实度的要求： 受力状态； 路基路面设计要求； 施工条件； 气候等。 重型击实标准 轻型击实标准 3 、路基压实 土基压实度检测： 灌砂法 环刀法 灌水法 核子密度湿度仪法 　　 填石路堤 是指用挖方路段的石方弃渣或其它来源的石料填筑的路堤。 　　它的填料性质、压实标准及边坡的防护等与 土质路堤 有很大差异 。 填石路堤施工 ▲ 填石路堤 的石料强度不小于 15MPa ； ▲ 用于 护坡 的石料强度不小于 20MPa ； ▲ 最大粒径 不宜超过分层压实厚度的 2/3 。 ▲ 石料性质相差较大时 ，不同性质的石料应分层或分段填筑。 一、填料的选择 ▲ 若利用的路堑挖方或隧道弃渣岩石 为不同岩种互层时，允许使用挖出的混合石料填筑，但石料强度、粒径应符合要求。 ▲　 使用 强风化石料或软质岩石 填筑路堤时，应检验 CBR 值 是否符合要求。 一、填料的选择 　　▲　 高速公路和一级公路填石路堤 路床顶面以下 50cm 范围内用符合路床要求的土填筑，土的最大粒径不超过 10cm ，分层压实。 　▲ 其它公路填石路堤路床顶面以下 30cm 范围 内用符合路床要求的土填筑，土的粒径不超过 15cm ，分层压实。 　 填料要求 （二）填筑工艺 　（ 1 ）填石路堤的基底处理与土质相同。 　（ 2 ）分层填筑、分层压实。 　（ 3 ）高速公路和一级公路分层松铺厚度不大于 50cm ；其它公路不大于 30cm ； （二）填筑工艺 　　 （ 4 ） 分层填筑时 ，应事先安排好石料运输路线，按规定的施工方案先低后高，先两侧后中央卸料，并用大型推土机水平分层，摊铺平整，个别不平处用人工以细石块、石屑找平。 　（ 5 ） 当填料级配较差、粒径较大、填层较厚、石块间空隙较大时 ，为保证填石路堤的强度和稳定性，在水源丰富的条件下可 用水沉积法填筑路基－－即将石渣、石屑、中粗砂等扫入石块间空隙中，用压力水将这些细料冲入填料层下部，如此反复数次，使石料空隙填满。 （二）填筑工艺 　（ 6 ） 人工填筑粒径大于 25cm 的石料时，应先铺大块石料，块石大面向下，摆放平稳，再用小石块找平，石屑塞缝，最后压实。 　（ 7 ） 人工填筑粒径小于 25cm 的石料时，可直接分层填筑、分层压实。 （二）填筑工艺 　▲ 应使用 12t 以上的 振动压路机 压实。 　▲ 无振动压路机时，可用 重型静载光轮压路机 碾压并减小分层厚度，减小石料粒径。 　▲ 压实厚度 通过试压确定，最大厚度不超过 50cm ；采用 重型振动压路机 时，压实厚度可加至 100cm 。 （三）压实及质量控制 　 ▲ 碾压时先 两侧后中间 ，压实遍数通过试验确定； 　▲ 压实路线沿纵向平行，碾压轮迹 重叠 40~50cm ； 　▲ 前后相邻施工段处 重叠碾压 100~150cm 。 　▲ 用 12t 以上 的振动压路机进行压实检验， 若压实层顶面稳定，不再下沉，表面无轮迹，表明已碾压密实。 （三）压实及质量控制 　▲ 用 重型夯锤 夯实时，以重锤下落时不下沉而发生弹跳现象为达到密实度要求。 　▲ 高速、一级公路填石路堤路床顶面以下 50cm （其它公路 30cm ）范围内压实度要求与 土质路堤相同。 （三） 压实及质量控制 4 、实施： 根据本情景学习内容完成上面各任务。 5 、检查： 采用自检、互检、专检的方式，检查学生完成任务情况。 6 、评估： 对学生完成任务情况进行评定，看学生对以上知识掌握情况。