填方路基施工工艺及防护

填方路基施工工艺及防护

乐宜高速公路工程一合同段（K0+000～K8+490）填方路基施工方案及施工防护编制：复核：总工程师：中铁大桥局股份有限公司乐宜高速公路工程一合同项目经理部二OO八年八月n一、编制依据1.1国家高速公路成渝地区环线四川省乐山至宜宾公路招标文件《技术规范》及《两阶段施工图设计》。1.2《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-20001.3《公路工程质量检验评定标准》TTJ071-981.4《公路公路软土地基路堤设计与施工技术规范》TTJ071-961.5《公路路基施工技术规范》TTJ033-951.6《公路路基设计规范》TTJ013-95二、工程概况本合同段起点乐山市辜李坝（K0+000）接已建成的成乐高速公路，然后跨青衣江、大渡河，止于水口镇于K8+490。本合同段路基分为主线：路基填土由两个取土场供用：第一段为K2+188.05～K4+889段路基，由修建3#、4#收费站旁的收费管理所开挖料场提供一部分土石方，填料成分为土、软石及次坚石，其K3+606～K4+889段购买砂砾石来填筑；第二段路基为从K6+965.05～K8+490，其填料为利用K6+329～K6+813段路堑开挖方，填料组成主要为卵石质土及卵石夹土，表层为低液限粘土。另外是辜李坝互通立交匝道路基施工，匝道共有9条匝道，挖方约55万m3，填方约15万m3。本合同段路基施工具有高挖、高填、工程量大等特点，衡重式挡土墙、钢筋砼悬臂式挡土墙、排水及防护工程具有多种形式，包括边沟、排水沟、截水沟、拱形护坡、实体护坡、护面墙、护肩、护脚、挡土墙等多项施工内容，主要由机械开挖、装、卸、填、运、压、砌、锚固和人工清理，辅助爆破等流水作业。三、路基填筑工序流程、施工方法及技术要求n（一）、路堤基底的处理与填料选择为使路堤填料与原地面两者结合紧密，避免路堤沿基底发生滑动、防止因草皮、树根腐烂而引起路堤沉陷，需视基底的土质、水文、坡度和植被情况及填筑高度采取相应的处理措施，加强地表及地下水的排出，必要时增设盲沟、水田段先挖沟排水，排水疏干后才进行路基填筑。1、伐树、除根及表土处理路堤填筑时如果不清除结合面上的草木残株等有害于路堤稳定的杂物，路堤成形后一旦杂物腐烂变质，地基将发生松软和不均匀沉陷等现象，为了预防这种情况，就必须在填土之前做好伐树、除根和表层土壤处理工作。特别当路基填筑高度小于1.0m时，就注意将路基范围内的树根、草丛全部挖除。伐树、除根和清除草丛作业可采用人工方法或机械方法。应注意的是对草丛等不能用火烧的办法，因为火烧法，火势不易控制，稍有不慎，即会造成烧山毁林等严重后果。如基底的表层土系腐植土，则须用挖掘机或人工将其表层土清除换填，厚度视具体情况而定，一般以不小于30cm为宜。并予以分层压实，压实度应符合规范要求。如发现草碳层、鼠洞裂缝、溶洞等，都必须注意处理好，以防造成日后塌陷。有些清除物（如腐殖土），路堤修筑后，可取回作为护坡保护层使用，也可作为中央分隔带及绿化带的回填土，这时应注意堆弃位置要便于取回。路堤通过耕地时，筑填施工之前，必须预先填平压实，如其中有机质含量和其它杂质较多时，碾压时因弹性过大，不易压实，应换填干土。2、坡面基底的处理n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土。当坡度较小，在1:10～1:5之间时，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。查当坡度较大，在1:5～1:2.5之间时，应将坡面做成台阶形，一般宽度不宜小于2m，高度为1.0m，而且台阶顶面应做成向堤内倾斜4%～6%的坡度。如果基底坡面超过1:2.5时，则应采用修护墙、护脚等措施对外坡脚进行特殊处理。（二）、路堤填料的选择由于公路沿线土石的性质和状态不同，故路基的稳定性亦有很大的差异。为保证路堤的强度和稳定性，需尽可能选择当地稳定性良好并具有一定强度的土石作填料。一般情况下，路堤填料符合下表的要求时，方可使用。路基填方材料最小强度和最大粒径项目分类路面底面以下深度填料最小强度（CBR）填料最大粒径（cm）路堤上路床（0～30）8.010下路床（30～80）5.010上路堤（80～150）4.015下路堤（＞150）3.015零填及路堑路床（0～30cm）8.010（三）、填土路堤施工作业1、填土路堤施工作业的原则和方法（1）作业原则①不同土质应分层填筑，层次应尽量减少，每层总厚度最好不小于0.5m。不得混杂乱填，以免形成水囊或滑动面。②透水性差的土填筑在下层时，其表面应做成一定的横坡（一般为双向4%横坡），以保证来自上层透水性填土的水分及时排出。③为保证水分蒸发和排除，路堤不宜被透水性差的土层封闭，也不应覆盖在透水性较大的土所填筑的下层边坡上。④n根据强度与稳定性要求，合理地安排不同土质的层位，一般地：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（形变横量）较小的土应填在下层。⑤为防止相邻两段用不同土质填筑的路堤在交接处发生不均匀变形，交接处应作成斜面，并将透水性差的土填在斜面的下部。⑥路基填筑宽度必须不小于所处断面宽度的2×30cm；以保证路堤边坡修整后能满足设计要求。（2）施工方法根据本合同段地形结构特点，路堤填筑采用水平分层填筑、纵坡分层填筑、横向填筑及混合填筑四种方法：①水平分层填筑法。填筑时按照横断面全宽分成水平层次，逐层向上填土，如原地面不平，应从最低处分层填起，每填一层经过压实符合规定要求后再填上一层。②纵向分层填筑法。宜于用推土机从路堑取料填筑距离较短的路堤，依法纵坡方向分层，逐层向上填筑碾压密实。对原地面纵坡大于12%的地段采用此法。③横向填筑法。从路基一端或两端同时按横断面的全部高度，逐步推进填筑，仅用于无法自下而上填筑的深谷、陡坡、断岩、泥沼等运土和机械无法进场的路堤。横向填筑因填土过厚，不易压实时施工需采取下列措施：a．选用高效能压实机械；b．采用沉陷量较小的砂性土或附近开挖路堑的废石方，并一次填足路堤全宽度。c．在底部进行填土夯实。④联合填筑法。即路堤下层用横向填筑而上层用水平分层填筑。使上部填料经分层压实获得需要的压实度。混合填筑法适用于因地形限制或填筑堤身较高，不宜采用水平分层法和横向填筑法自始至终进行填筑的情况。可以单机作业，也可多机作业，一般沿线路分段进行，每段距离以20～40cmn为宜，多在地势平坦，或两侧有可利用的山地土场的场合采用。2、路堤填筑的机械作业路堤填筑根据不同的施工条件，采用不同的施工机械进行作业，具体方法如下：（1）推土机作业①推土机横向推填。即推土机由路基两侧或一侧取土，按水平分层的填筑方法进行施工。②推土机纵向推填。当挖方土壤符合填土要求，开挖部分坡主小于1:5时且施工区域在半填半挖路基施工地段，采用推土机移挖作填可保证纵坡分层的压实质量并提高经济效率。③推土机纵横向综合作业。对50～80m的填土路段，在作业条件同时符合①②时，可采用推土机进行纵横向推填综合作业。即在路段中部设置横向送土道，用横向作业方式将两侧土送上路堤，再由另外的推土机纵向推送铺平压实。（2）铲运机作业当作业条件大于100m，填筑高度大于2m以上时，可以用铲运机进行填筑作业，其作业方法与推土机相同。但比推土机更为灵活，且在曲线段散落的料较少。铲运机作业是从路基边缘向中间填筑，且始终保持两侧高于中间，当两侧填至标高时，再填平中间，并按要求修整路拱，必要时可配备推土机辅助施工。（3）挖掘机（或装载机）与运输车辆配合作业n当取土位置较远或地形较为特殊的路段进行施工时，采用挖掘机（或装载机）与运输车配合作业，其工作过程比较简单，但对施工便道的要求较高。作业时，挖掘机（或装载机）按基本的作业方法给运输车装土，由运输车将土送到路堤并进行均匀卸料，然后由推土机或铲运机按规定厚度进行铺平，再由压实机械进行碾压，并达到压实要求。为避免施工时造成机械人员窝工，可按下式进行配备运输车辆：N——运输车辆数量t1——汽车一个循环所用时间（分）N=t2——装车时间（分）t1t2此外运输车装载容量必须保证大于装载斗容量的3～4倍，以提高机械的利用率。3、路基边坡施工填土路堤的路基边坡施工应按设计和规范要求的规定进行施工。（1）放线。根据线路中桩和设计图表，通过放样定出边坡的位置、坡度，确定路基轮廓，做好边坡坡度试样，并根据试样，作为全面施工的参照。（2）随时测量。对高路堤或深路堑，每做一段距离就要抄平放线一次，发现问题，及时纠正，变坡点处，更要注意测量检查；（3）留有余量。路基修筑（包括路堑、路堤）时，边坡部位要留有一定余量，以方便进一步修理后，达到设计要求的标准。（4）对已成形的填土路基的粗坡，在路基填筑时要做好临时排水槽，以防止坡面因雨水洗刷渗透而造成边坡上的冲刷和流失。（四）、桥涵台背填土施工1、设置横向泄水管或盲沟桥涵的台背回填前，在原地基上设置泄水管或盲沟。首先在基底上，先对基底作必要的处理，然后填筑横坡为3%～4%夯实粘土土拱，再在土拱上挖一条成双向坡的地沟（地沟尺寸一般宽：40～60cm；深：30～50cm）。然后在台背后全宽范围内满铺一层隔水材料（可用油毡或下垫尼龙薄膜上盖油毡）。在地沟内四周铺设有小孔的硬塑料管（管径一般不小于10cm，其上小孔孔径为5mm，布成绢花形，间距控制在10cm以内）。塑料泄水管的出口应伸出路基外，然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒径较大的砂石材料，再分层填筑台后透水性材料，直到路基顶面。n横向盲沟的设置与上相同，取消泄水管，以渗透系数较大的透水性材料填筑地沟（如大粒径碎石）。用土工布包裹盲沟出口处，并对其做必要的处理。2、台背回填的材料选择与施工（1）填料选择：选用内摩擦角较大的透水性材料，如岩渣、碎石，就能较好地减少路基的压缩沉降；另一方面，也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排出路堤外。台背后填筑透水性材料，应满足一定的长度、宽度和高度要求，在通常情况下，台背填料顺路线方向长度，一般应自台身起，顶面不小于桥台高度加2m，低面不小于2m。（2）台背回填施工①控制填料的质量，填料的细料含量不宜过大；②填筑前，应在土拱上设置泄水管或盲沟；③台背填筑透水性材料前，桥、涵的台前防护工程及涵的上部结构均应完成；④填筑时，对涵洞缺口填土，应在两侧对称均匀分层回填压实。如使用机械回填，则涵台胸腔部分及检查井周围应先用小型压实机械压实填好后，方可用机械进行大面积回填，涵顶填土压实厚度必须大于50cm时，才可通过重型机械和汽车。⑤应严格按有关施工规范施工，控制每层填筑厚度（一般不超过20cm，当采用小型夯具时，松铺厚度不超过15cm）和碾压遍数（一般不少于10遍），并对每层填筑质量实施检测，透水性材料以干容重或空隙率控制施工质量。如果台背要填筑非透水性土时，对土质不好、含水量高的填料要进行处理，必要时可以换土或掺小剂量石灰或水泥等。同时，尽可能做到桥、涵施工与路基开挖的结合，做到桥、涵台砌多高，填土填多高，分层压实，填至路基处理高度时按路基处理标准进行施工，尽量减少桥、涵完成后再开挖的局面，以保证填土的密实程度。（五）、填石、土石及高填方路堤施工n1、填石路堤本合同段地处山丘地区，路基石方填筑占很大比例，因此，在填石路堤的施工时，除应考虑石料性质、石块大小、填筑高度和边坡坡度等因素外，还应注意选择正确的填筑方法。正确的填筑方法对路堤达到应有的密实度与稳定性要求具有重要的意义。（1）填料要求填石路堤的石料来源主要是路堑开挖和隧道爆破后的石料，施工时要注意其强度和风化程度是否符合要求。石料强度是指饱水试件的极限抗压强度，填石路堤根据规范要求其强度值不小于15MPa（用于护坡的不应低于20MPa）。对用于填石路堤的石料在粒径上要严格要求。一般情况下，最大粒径不宜超过层厚的2/3。在高速公路及一级公路填石路堤路床顶面以下50cm范围内，填料最大粒径不得大于10cm，其它等级公路填石路堤，路床顶面以下30cm范围内，填料最大粒径不应大于15cm。（2）填筑方案采用分层填筑方式施工，即机械作业和人工作业两种方法。机械施工分层填筑时，分层松铺厚度一般为50cm。施工中应安排好石料运行路线，专人指挥，按水平分层，先低后高、先两侧后中央卸料。由于每层填筑厚度较大，故摊铺平整工作必须采用大型推土机进行，个别不平处应配合人工用细石块、石屑找平，如果石块级配较差、粒径较大、填层较厚，石块间的空隙较大时，可于每层表面的空隙里扫入石渣、石屑、中砂、粗砂，再以压力水将砂冲入下部，反复数次，使空隙填满。人工摊铺、填筑填石路堤，当铺填粒径25cm以上石料时，应先铺填大块石料，大面向下，小面向上，摆平放稳，再用小石块找平，石屑塞填，最后压实；铺填粒径25cm以下石料时，可直接分层摊铺，分层碾压。（3）填筑方法①n填石路堤的填料如其岩性相差较大，特别是岩石强度相差较大时，则应将不同岩性的填料分层或分段填筑。例如易风化软岩不得用于路堤上部，亦不得用于路堤浸水部分；又如有些挖方路段是爆破石而有的是天然漂石土、块石土等，这些填料不得混填在一起，应分层或分段填筑。如果路堑或隧道基岩虽为不同岩种，但其石料强度均符合要求（大于15MPa），则允许使用挖出的混合料填筑路堤。②用强风化石料或软质岩石填筑路堤时，用重型压路机或夯锤压实时，可能会被碾压或夯压成碎屑、碎粒，这类石料能否用于填筑路堤应按有关规定检验其CBR值，符合要求（根据公路等级和填筑部位对CBR值的要求有所不同）时才准许使用，否则不得使用，这可以保证路堤填筑压实后的整体强度和稳定性。该类填料与土质路堤填料类似，故能使用时，应按土质路堤技术要求施工。③填石路堤路床顶部至路床底部30～50m（高速公路及一级公路为50cm，其它公路为30cm）范围内应用符合路床要求的土填筑，并分层压实，这可提高路床面的平整度，使其均匀受力，并有利于路面底层的连接。2、土石路堤施工（1）填料要求一般情况下，石块强度大于20MPa时，就不易被压路机压碎，所以，当土石混合料中石料强度大于20MPa时，其粒径不得超过压实层厚度的2/3，超过的应予清除，这有利于压实均匀，并在填筑时，不致使上下层石块重叠，避免碾压时不稳定。当土石混合料中所含石块为软质岩或极软岩（强度小于15MPa）时，易为压路机压碎，故其粒径可与压实层厚度相同，但不宜超过层厚，超过的应打碎。（2）填筑方案土石路堤不采用倾填方案，只采用分层填筑，分层压实。n当土石混合料中石料含量超过70%时，宜采用人工铺填，即先铺填大块石料，且大面向下，放置平稳，再铺小块石料、石渣或石屑嵌缝找平，然后碾压。当土石混合料中石料含量小于70%时，可用推土机将土石混合料铺填，每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定，不宜超过40cm。用机械铺填时应注意避免硬质石块，特别是集中在一起的尺寸大的硬质石块。（3）填筑方法①若将压实后渗水性差的细粒土填在路堤两侧，则雨后填筑于路堤中部渗水性好的土吸收的水分无法排除而降低路堤承载力，甚至路堤中部形成水囊，使路面严重破坏。所以，压实后渗水性差异较大的土石混合填料应分层或分段填筑，不宜纵向分幅填筑。如确需纵向分幅填筑，应将压实后渗水性良好的土石混合料填筑于路堤两侧。②土石混合填料一般来自不同的路段。如果均为硬质石料，则不论石料类别如何，可混在一起填筑，如果均为软质石料且压实后的渗水性基本相同，也可混在一起填筑。但如果来自不同路段的土石混合料的岩性或土石混合比相差较大，则应分层或分段填筑。如分层或分段填筑有困难，则应将硬质石块的混合料铺于填筑层的下面，且石块不得过分集中或重叠，上面再铺软石质料混合料，然后整平碾平。③由于填石路堤空隙大，在行车作用之下易产生推移。所以，为使路面稳定，并保持较好的平整度，以利舒适行车。在土石路堤的路床顶面以下30～50cm（高速公路一级公路为50cm，其它公路为30cm）范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实，可使路床高程范围之内强度均匀一致，并有利于加强路面结构与土石路堤之间的结合。G．高填方路堤高填方路堤在施工前，应对原地面进行清理，如地基土的强度不符合设计要求，则应进行处理或加固。若基底为斜坡时，应按规定挖好横向台阶。高填方路堤应采用分层填筑、分层压实的方法施工。在填筑时按路堤高度和边坡度将该层的路堤宽度（包括加宽量）填足，不得缺填。n填筑高填方路堤时，每层填筑厚度，应根据所采用的填料确定。如填料来源不同，其性质差异较大时，应分层填筑，不应分段或纵向分幅填筑。处于水淹路段的高填方路堤采用水稳性较高及渗水性好的填料。边坡坡比不小于1:2，以避免边坡失稳。（六）、路基压实1、填石路堤压实方法及检查填石路堤在压实之前，应用大型推土机摊平整。个别不平处应用人工配合以细石屑找平，使石块之间无明显高差台阶才便于压路机碾压。填石路堤填料石块本身是密实而不能压缩的，压实工作是使各石块之间松散接触状变为紧密咬合状态。由于石块粒径较大，质量较大，必须选用工作质量12t以上的重型压路机，或凸块式强夯碾压机以及25t以上的轮胎压路机，才能达到规定的紧密状态，用振动压路机压实时产生振动力和冲击力，可使石块产生瞬时振动而向紧密咬合状态移位。适宜的压实厚度和粒径应通过试验确定，但不应大于50cm。填石路堤应先压两侧后压中间，压实路线对于轮碾纵向相互平行，反复碾压。行与行之间应重叠40～50cm；前后相邻区段应重叠1.0～1.5m，其余注意事项与土质路基压实相同。填石路堤使用各种压实机具时的注意事项与压实填土路基相同，而填石路堤压实到所要求的紧密程度所需的碾压或夯压的遍数应经过试验确定。填石路堤顶面至路床顶面30～50cm范围内应填筑符合路床要求的土，并按要求进行压实。2、土石路堤土石路堤的压实方法与技术要求，应根据混合料中巨粒土的含量多少确定。当混合料中巨粒土（粒径大于200mm的颗粒）含量多于70%时，其压实作业接近于填石路堤，应按填石路堤的方法和要求进行。当混合料中巨粒土的含量低于50%时，其压实作业接近于填土路堤，应按填土路堤的方法和要求进行。n土石路堤的压实度可采用灌砂法检测。其标准干容重应根据每一种填料的不同，含石量的最大干容重作出标准干容重曲线，然后根据试坑挖取试样的含石量，从标准干容量曲线上查出对应的标准干容重。当采用灌砂法检验有困难时，可根据填石路堤的方法进行检验，即通过12t以上振动压路机压实试验，当压实层顶面稳定，不再下沉（无轮迹）时，可判定为密实状态。如几种填料混合填筑，则应从试坑挖取的试样中计算各种填料的比例，利用混合料中几种填料的标准干容重曲线查得对应的标准干容重，用加权平均的计算方法，计算所挖试坑的标准干容重。3、高填方路堤高填方路堤的基底承受路堤本身的荷载很大，因此对基底应进行场地清理，并按照设计要坟的基底承压强度进行压实，当地基松软仅领先对厚土压实不能满足设计要求的承压强度时，应进行地基加固处理，以达到设计要求。当基底处于陡峭山坡上或谷底时，应作挖台阶处理，并严格分层填筑压实。当场地狭窄时，压实工作应采用小型的手扶式振动压路机或振动夯进行。当场地较宽广时应采用自行式12t以上的振动压路机碾压。4、填方路堤压实工序流程路基填筑工艺流程施工阶段准备阶段维修验收阶段填土区段平整区段碾压区段检验区段分层填筑摊铺平整碾压夯实检验签证路面整形基底处理施工准备边坡整修四、质量要求和安全措施n1、在路基施工期间，为防止工程或附近农田、建筑物及其他设施受到冲刷或造成淤积，应修建临时排水设施，以保持施工场地处于良好的排水状态。施工时，不论挖方或填方，均应做到各施工层表面不积水。2、填筑路基前，做好两侧临时排水及当地居民临时通道；3、严格按照规范要求的分层厚度进行控制；4、填料必须满足规范要求强度、粒径且能被压实的适用填料；5、每层填土必须满足压实度、横坡及纵坡施工满足；6、路基填方宽度每侧应超出路堤的设计宽度300mm；7、已完成的路基做好保护措施，防止雨水冲刷；8、在已完成的路基上行车通道铺设一条专用通道，且距离路基边不得小于2米；