摘要:路基工程是整个道路施工中的一个重要环节,既是主体也是基础,关乎整体工程质量。路基工程设计范围广,影响因素多,灵活性亦较大。为保证路堤的强度与稳定性,路堤填筑材料应采用强度高、水稳定性好、压缩变形小、便于施工压实以及运距经济的材料。本文结合笔者多年道路施工经验对公路土方路基的填筑施工进行了探讨
关键词:公路;路基;施工;养护
1路基施工的重要性
1.1路基施工的重要性表现为对公路工程质量的高标准要求。
如果路基具有良好的稳定性和耐久性,能够为路面提供良好的支承,从而可以全面提高路面的整体性能,延长公路的使用寿命,并且还具有降低工程造价和公路养护维修费用的作用。如果路基质量较差,会导致路基自身和路面较多隐患的存在,大大降低路面的使用寿命,路基路面会有较多病害的产生,这样以来会严重影响交通的正常运行,在很大程度上会造成大量经济的损失。对于路基自身存在的问题,更是后患无穷且难以治理,致使公路后期养护维修费用的增加。因此,必须对路基施工加以重视,确保路基施工的质量,实现社会效益和经济效益的双赢。
1.2路基施工的重要性还在于影响路基工程质量的不利因素较多。
对于路基施工来说,其施工工序主要包括:开挖、运输、填筑和压实等简单工序,但路基施工条件变化较大,并且工程量大、施工难度大以及施工方法多等,确保路基工程的质量具有一定的难度。尤其是地质不好的特殊路段,在施工过程中避免不了会遇到技术复杂的问题,甚至会有各种突发事故的发生。由此可见,路基施工技术在简单中蕴含着复杂,必须克服这些不利因素的影响,才可以提高路基施工的质量,确保整个公路工程的质量。
2路基稳定性原理分析
路基的内在质量应具备三个要求:具有足够的整体稳定性;具有足够的强度;具有足够的水稳性。简而言之,就是路基要达到“密实”、“均匀”和“稳定”的使用要求。路基密实的过程,实际上是一个颗粒重组的过程,而对填石路基来说,则是岩石位移重组的过程。路基的稳定是相对的,也就是说,当路基在外界应力作用下,岩石间无位移或位移量能控制在某一个标准内时,我们就可认为路基最初是稳定的。而在设计年限内,在设计荷载的作用下,位移能控制在某一标准内,则我们可认为路基在使用过程中一直合格。路基的稳定是由路基的整体决定的,对石方路基的稳定性,取决于两个方面:一是岩石填筑形成岩体后的孔隙比,而非岩石本身的孔隙比。二是岩石的强度。希望填料具有良好的级配,并容易碾压密实,而尽可能使岩石破碎是最直接的途径,而破碎程度的大小取决于岩石的强度和压实设备类型;路基的密实过程实际上也是填料棱角破碎,填料挤密的过程,所以路基成型后,路基能否保持稳定,与岩石的强度密切相关,此时岩石的强度越高,路基反而越稳定,而岩石的最大强度是有限的,且强度受自然因素的影响大,主要受大气、水的影响大,所以防护、排水工作至关重要。
3场地清理
场地清理是公路土方路基施工的第一步。包括清理、清除残渣、去除表土、去除和处理规定范围内的所有草木和石砾。道路的路基区域内去除表土和不合适材料,并进行压实。对坑、沟、渠的清理和挖掘除根的工作将只需达到这些区域所需挖掘的深度既可。树根去除后所留的空隙将由合适的压实材料填充。在撒布之后,表土应平整成平滑表面,不得有杂草、树根、草皮和大石头。
4土方开挖
施工时按照设计图纸要求或者监理工程师指示进行。其施工方法主要有横挖法及纵挖法。
4.1横挖法
从路堑的一端或两端按横断面全宽逐渐向前开挖。这种方法适用于较短的路堑。路堑深度不大时可以一次挖到设计标高,路堑深度较大时可分成几个台阶开挖,各层要有独立的出土道和临时排水设施。分层横挖使得工作面纵向拉开,多层多向出土,可以容纳较多的施工机械,加快了施工速度。
4.2纵挖法
沿路堑纵向将高度分成不大的层次依次开挖,纵挖法适用于较长的路堑。如果路堑的宽度及深度都不大,可以按横断面全宽纵向分层挖掘,称为分层纵挖法,如果路堑的宽度及深度都比较大,可沿纵向分层、每层先挖出一条通道,然后开挖两旁,称为通道纵挖法,通道可作为机械通行或出口路线,以加快施工速度,如果路堑很长,可在适当位置将路堑的一侧横向挖穿,把路堑分成几段,各段再采用上述纵向开挖,称为分段纵挖法。分段纵挖法适用于傍山长路堑。
5路基填筑
在路堤填筑前首先对原有地面进行清理,对于存在的不平之处应首先予以整平,然后进行碾压(填前碾压)达到规范要求的压实度。
5.1测量放线。
恢复线路中心控制点。测设中心桩,按每二十至二十五米整桩号和曲线起止点等控制路基中心的各点测设中心桩,桩面用红漆写明里程桩号。木桩的习惯用法是:方桩用于控制中心准确位置而且还要架设仪器对中,可以在木桩顶面定钉,钉顶的标高与路面设计标高齐平,顶面涂红漆以辨认,在中心线垂直方向一米外钉一标志桩,并写上里程,桩背与地面成四十五度,写有里程一面朝上,面向中心方木桩,字号露出地面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其他中心里程桩用扁形木桩、垂直钉入桩位处,上露一多半,写有里程编号的一面要面向线路的起始方向。根据近似计算结果,测设路基边坡线,测量出各桩左、中、右三点的高程,做好记录,计算出各桩号左右两侧的路基填筑高度。按路基设计顶标面宽度加余宽零至五十公分,放边线点,再用白灰沿边线播撒形成两条白色的边线作为填土范围的明显标记。分层计算路基的设计宽度。以备在施工中根据施工进度随时放填土边线,满足施工需要。
5.2布土。
合理的土方调配和运土路线是非常重要的。应根据取土场位置及地形确定经济、合理的运土路线。布土时应根据压路机能达到的压实厚度计算卸车数量,例如每层填土压实厚度不大于二十公分时,一车土八立米,可摊铺三十平方米。自卸汽车从取土场把土运到铺筑现场,从一端开始,左右成排,前后成行等距离布土。只要把布土的位置和稀疏密度掌握好了,就可以提高摊铺速度。
6路基建设土方施工
6.1道路土方工程建设。
道路土方工程包括从路堑挖掘土方和路堤填筑土方、弃置土方等所有工程。包括修建水道、边沟、停车场和引道的所有工程。还包括图纸所示或工程师设立的线段、坡度和断面,清除不稳定土,清除滑坡等所有必要工程。一是工程师给承包商提供切线和坡度线的交叉点位置。图纸将标明水平和垂直曲线的特性,在需要的地方标出超高率。承包商要根据以上资料准备断面图,报工程师批准。在进行施工前承包商应在施工区域定线。二是水流的处理在工程师要求的地方或工作保护及施工需要时,承包商要提供必要的除水、排水或隔离水流的设施。承包商要提供在雨季前必须的可发挥适当排水作用的临时性或永久性排水边沟。三是在挖土过程中所有剩余的稳定土,除在另有说明者外,都要用最有效的方法形成路堤。多余的土方或工程师书面声明的不稳定土都要由承包商处理到公路地界之外。四是在施工中承包商必须建水渠、边沟或截水沟。承包商在施工时应首先修筑排水边沟,在施工中由于动迁影响没有办法修边沟排水,也应该在路堤外适当位置设置临时积水井将水排出,这样才能保持路堤干燥避免形成翻浆路堤。并要随时维修,在施工结束时进行全面休整以达到验收状态。五是沟槽开挖、在图纸上标示的地方或在的地方,承包商应按工程师的要求开挖沟槽。六是按工程师的要求必须从边坡上把浮土或浮石清除。七是在必须将原有沟渠改道的区域内,要清除所有的有机物和松软的沉积物。用合格的稳定土予以回填。
6.2土方开挖
挖掘包括所有土方挖掘和岩石挖掘,这些挖掘在划定的界线内进行。挖掘方式包括从路堑的一端或两端按横断面全宽逐渐向前开挖的横挖法。这种方法适用于较短的路堑。路堑深度不大时可以一次挖到设计标高,路堑深度较大时可分成几个台阶开挖,各层要有独立的出土道和临时排水设施。一是分层横挖使得工作面纵向拉开,多层多向出土,可以容纳较多的施工机械,加快了施工速度。二是沿路堑纵向将高度分成不大的层次依次开挖的纵挖法(适用于较长的路堑)。无论采取那种开挖方法,在挖掘时都应利用挖掘机械把边坡做好,也就是在挖掘的过程中,边挖边做坡。否则,一旦挖掘深度过大机械将无法做坡,给施工造成困难。因此,在挖掘的过程中,测量人员应该及时按照图纸要求把边坡开挖线放好,并应根据挖掘的深度随时指挥调整开挖线,力争利用机械一次做好边坡减少人工的做坡量。
6.3路堤填筑
在路堤填筑前首先对原有地面进行清理,对于存在的不平之处应首先予以整平,然后进行碾压(填前碾压)达到规范要求的压实度。对于需要填筑的地段坡度较大时应首先从低处填起分层填筑,并应在原有坡面上修筑台阶以利新旧土的结合,台阶宽度应在1米左右,厚度应根据分层填筑的厚度加以确定。操作程序一是测量放线。以此来确定恢复线路中心控制点(中线)、测设中心桩、测设路基边坡线、按路基设计顶标面宽度加余宽30-50公分放边线点和分层计算路基的设计宽度。以备在施工中根据施工进度随时放填土边线,满足施工需要。二是施工中车辆通行道路一般分为上、下两条行车道。一般情况下采用可在路侧布置车辆通行道路(便道)全幅施工。三是布土。合理的土方调配和运土路线是根据取土场位置及地形确定经济、合理的运土路线。四是按规定厚度进行摊铺,一般情况如果用推土机进行摊铺虚铺系数一般1.2-1.3,如果用平地机进行摊铺虚铺系数一般为1.1-1.2。由于土质不同应根据实际情况确定虚铺系数。五是平地机整平。平地机整平方法是由路中开始向道路两侧推进,如此往返三次,一般就可以达到平整度的要求。在平整时注意路基的纵坡和横坡,尤其是在雨季施工时,横坡应该适当加大以利路基排水,一般情况路基横坡要求2%,为利于排水可加大到3%-4%。六是路基碾压。第一遍用震动压路机静压进行稳压,然后再震动压实,在压实前最好实测一下填料的实际含水量,经验证明土壤的实际含水量在最佳含水量的正负2%-5%进行碾压效果最好。如果填料含水量过大,碾压遍数再多也达不到标准。因此在实测含水量的基础上,如果含水量过大,应考虑将土摊开晾晒待接近最佳含水量时再进行碾压,否则将出现因含水量过大碾压达不到标准或出现软弹现象。
7结语
路基工程的质量控制是一项非常重要的工作。各级管理人员应转变认识,引起重视,绝不能有轻路重桥隧和轻土石方重结构物的思想,必须把路基、结构物、桥梁和隧道放在同等重要的位置上,严格按设计要求和技术规范的规定进行全方位、全过程的控制,使路基土石方工程各方面的施工质量都能达到规范标准或高于规范标准。
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[4] 刘科家.浅谈公路土方路基施工方法[J].科技视界,2014,(4).
论文作者:刘建勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/5
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