东南大学：《路面工程》课程教学资源（教案讲义）第八章土质路基施工.doc_大学文库

第八章土质路基施工 §8-1概述、路基施工的重要性理想的设计必须通过施工来实现,施工实现和检验是非常重要的。路基工程,涉及范围广,影响因素多,灵活性亦较大,尤其是岩土内部结构复杂多变,设计阶段难以尽善,施工过程中必须进一步完善。“精心设计,精心施工”是一个完整的过程,就耗费人力、资源和财力,以及快速、高效与安全的要求而言,施工比设计更为重要,更为复杂路基土石方工程量大、分布不均匀,不仅与路基工程相关的设施,如路基排水、防护与加固等相互制约,而且同公路工程的其他工程项目,如桥涵、隧道、路面及附属设施相互交错。因此,路基施工,在质量标准、技术操作、施工管理等方面具有特殊性,必须予以研究和不断改进,就整个公路工程的施工而言,路基施工往往是施工组织管理的关键。路基工程的项目较多,如土方、石方及圬工砌体等,在施工方法与技术操作方面各具特点,本章以土质路基施工为主,阐明路基施工的全过程,包括施工准备及施工组织管理等。土质路基包括路堤与路堑,基本操作是挖、运、填,工序比较简单,但条件比较复杂因而施工方法多样化,简单的工序中常常遇到极为复杂的技术和管理方面的难题。公路施工是野外操作,边远山区自然条件差,运输不便,设备与施工队伍的的供应与调度难;路基工地分散,工作面狭窄,遇有特殊地质不良现象时,使一般的技术问题变得复杂化,而复杂的技术问题,更是难以用常规的方法与去解决。城市道路路基施工条件一般比公路好,尤其在物质供应、生活条件及通讯运输等方面,比较容易安排;但城市路基施工亦有不利的方面,集中表现在:地面拆迁多、地下管线多、配套工程多、施工干扰多。此外,路基施工中还存在:场地布置难、临时排水难、用土处置难、土基压实难等不利的因素。路基的隐蔽工程较多,质量不合标准会给路面及自身留下隐患,一旦产生病害,不仅损坏道路使用品质,导致妨碍交通及经济损失,而且往往后患无穷,难以根治。因此,为要确保工程质量,实现快速、高效、安全施工,必须重视施工技术与管理,就目前情况而言,首先要有个稳定的专业施工队伍,配有相应的技术骨干和机具设备,建立和健全施工技术操作规程与质量检查验收制度,采用现代化的施工管理方法是实现“精心施工”的必由之路。路基施工的基本方法路基施工的基本方法,按其技术特点大致可分为:人工及简易机械化、综合机械化、水力机械化和爆破方法等。人力施工是传统方法,使用手工工具、劳动强度大、功效低、进度慢、工程质量亦难以保证,但限于具体条件,短期内还必然存在并适用于地方道路和某些辅助性工作。为了加快施工进度,提髙劳动生产率,实现高标准高质量施工,对于劳动强度大

2 第八章土质路基施工 §8-1 概述一、路基施工的重要性理想的设计必须通过施工来实现，施工实现和检验是非常重要的。路基工程，涉及范围广，影响因素多，灵活性亦较大，尤其是岩土内部结构复杂多变，设计阶段难以尽善，施工过程中必须进一步完善。“精心设计，精心施工”是一个完整的过程，就耗费人力、资源和财力，以及快速、高效与安全的要求而言，施工比设计更为重要，更为复杂。路基土石方工程量大、分布不均匀，不仅与路基工程相关的设施，如路基排水、防护与加固等相互制约，而且同公路工程的其他工程项目，如桥涵、隧道、路面及附属设施相互交错。因此，路基施工，在质量标准、技术操作、施工管理等方面具有特殊性，必须予以研究和不断改进，就整个公路工程的施工而言，路基施工往往是施工组织管理的关键。路基工程的项目较多，如土方、石方及圬工砌体等，在施工方法与技术操作方面各具特点，本章以土质路基施工为主，阐明路基施工的全过程，包括施工准备及施工组织管理等。土质路基包括路堤与路堑，基本操作是挖、运、填，工序比较简单，但条件比较复杂，因而施工方法多样化，简单的工序中常常遇到极为复杂的技术和管理方面的难题。公路施工是野外操作，边远山区自然条件差，运输不便，设备与施工队伍的的供应与调度难；路基工地分散，工作面狭窄，遇有特殊地质不良现象时，使一般的技术问题变得复杂化，而复杂的技术问题，更是难以用常规的方法与去解决。城市道路路基施工条件一般比公路好，尤其在物质供应、生活条件及通讯运输等方面，比较容易安排；但城市路基施工亦有不利的方面，集中表现在：地面拆迁多、地下管线多、配套工程多、施工干扰多。此外，路基施工中还存在：场地布置难、临时排水难、用土处置难、土基压实难等不利的因素。路基的隐蔽工程较多，质量不合标准会给路面及自身留下隐患，一旦产生病害，不仅损坏道路使用品质，导致妨碍交通及经济损失，而且往往后患无穷，难以根治。因此，为要确保工程质量，实现快速、高效、安全施工，必须重视施工技术与管理，就目前情况而言，首先要有一个稳定的专业施工队伍，配有相应的技术骨干和机具设备，建立和健全施工技术操作规程与质量检查验收制度，采用现代化的施工管理方法是实现“精心施工”的必由之路。二、路基施工的基本方法路基施工的基本方法，按其技术特点大致可分为：人工及简易机械化、综合机械化、水力机械化和爆破方法等。人力施工是传统方法，使用手工工具、劳动强度大、功效低、进度慢、工程质量亦难以保证，但限于具体条件，短期内还必然存在并适用于地方道路和某些辅助性工作。为了加快施工进度，提高劳动生产率，实现高标准高质量施工，对于劳动强度大

和技术要求高的工序,应配以数量充足、配套齐全的施工机械。机械化施工和综合机械化施工,是保证高等级公路施工质量和施工进度的重要条件,对于路基土石方工程来说,更具有迫切性。实践证明,单机作业的效率,比人力及简易机械施工要高得多,但需要大量的人力与之配合,由于机械和人力的效率悬殊过大,难以协调配合,单机效率受到限制,势必造成停机待料,机械的生产率很低,如果对主机配以辅机,相互协调,共同形成主要工序的综合机械化作业,工效才能大大提高。以挖掘机开挖土路堑为例,如果没有足够的汽车配合运输土方,或者汽车运土填筑路基,如果没有相应的摊平和压实机械配合,或者不考虑相应的辅助机械为挖掘机松土和创造合适的施工面,整个施工进度就无法协调,难以紧凑作业,功效亦势必达不到应有的要求,所以实现综合机械化施工,科学地严密组织施工,是路基施工现代化的重要途径。水力机械化施工,亦是机械化施工的方法之一,它是运用水泵、水枪等水力机械,喷射强力水流,冲散土层并流运至指定地点沉积,例如采集砂料或地基加固等。水利机械适用于电源和水源充足,挖掘比较松散的土质及地下钻孔等。对于砂砾填筑路堤或基坑回填,还可起到密实作用(称为水夯法) 爆破法是石质路基开挖的基本方法,如果采用钻岩机钻孔与机械清理,亦是岩石路基机楲化施工的必备条件。除石质路堑开挖而外,爆破法还可用于冻土、泥沼等特殊路基施工, 以及清除路面、开石取料与石料加工等。上述施工方法的选择,应根据工程性质、施工期限、现有条件等因素而定,而且应因地制宜和各种方法综合使用高速公路、一级公路以及在特殊地区或采用新技术、新工艺、新材料进行路基施工时, 应采用不同的施工方案做试验路段,从中选出路基施工的最佳方案指导全线施工。试验路段位置应选择在地质条件、断面形式均具有代表性的地段,路段长不宜小于100米。施工前的准备工作路基施工的主要内容,大致可归纳为施工前的准备工作和基本工作两大部分。土质路基的基本工作,是路堑挖掘成型、土的移运、路堤填筑压实,以及与路基直接有关的各项附属工程。其工程量大、施工期长,且所需人力物力资源较大,因而必须集中精力,认真对待但要保证正常施工,施工前的准备工作,极为重要,它是组织施工的第一步,无准备的施工或准备不充分的施工,均使路基施工的基本工作难以顺利进行施工的准备工作,内容较多,大致可归纳为组织准备、技术准备和物质准备三个方面。 1.组织准备工作主要是建立和健全施工队伍和管理机构,明确施工任务,制定必要的规章制度,确立施所应达到的目标等。组织准备亦是做好一切准备工作的前提。 2.技术准备工作路基开工前,施工单位应在全面熟悉设计文件和设计交底的基础上进行施工现场的勘查,核对与必要时修改设计文件,发现问题应及时根据有关程序提出修改意见并报请变更设计,编制施工组织计划,恢复路线,施工放样与淸除施工场地,搞好临时工程的各项工作等

3 和技术要求高的工序，应配以数量充足、配套齐全的施工机械。机械化施工和综合机械化施工，是保证高等级公路施工质量和施工进度的重要条件，对于路基土石方工程来说，更具有迫切性。实践证明，单机作业的效率，比人力及简易机械施工要高得多，但需要大量的人力与之配合，由于机械和人力的效率悬殊过大，难以协调配合，单机效率受到限制，势必造成停机待料，机械的生产率很低，如果对主机配以辅机，相互协调，共同形成主要工序的综合机械化作业，工效才能大大提高。以挖掘机开挖土路堑为例，如果没有足够的汽车配合运输土方，或者汽车运土填筑路基，如果没有相应的摊平和压实机械配合，或者不考虑相应的辅助机械为挖掘机松土和创造合适的施工面，整个施工进度就无法协调，难以紧凑作业，功效亦势必达不到应有的要求，所以实现综合机械化施工，科学地严密组织施工，是路基施工现代化的重要途径。水力机械化施工，亦是机械化施工的方法之一，它是运用水泵、水枪等水力机械，喷射强力水流，冲散土层并流运至指定地点沉积，例如采集砂料或地基加固等。水利机械适用于电源和水源充足，挖掘比较松散的土质及地下钻孔等。对于砂砾填筑路堤或基坑回填，还可起到密实作用（称为水夯法）。爆破法是石质路基开挖的基本方法，如果采用钻岩机钻孔与机械清理，亦是岩石路基机械化施工的必备条件。除石质路堑开挖而外，爆破法还可用于冻土、泥沼等特殊路基施工，以及清除路面、开石取料与石料加工等。上述施工方法的选择，应根据工程性质、施工期限、现有条件等因素而定，而且应因地制宜和各种方法综合使用。高速公路、一级公路以及在特殊地区或采用新技术、新工艺、新材料进行路基施工时，应采用不同的施工方案做试验路段，从中选出路基施工的最佳方案指导全线施工。试验路段位置应选择在地质条件、断面形式均具有代表性的地段，路段长不宜小于 100 米。三、施工前的准备工作路基施工的主要内容，大致可归纳为施工前的准备工作和基本工作两大部分。土质路基的基本工作，是路堑挖掘成型、土的移运、路堤填筑压实，以及与路基直接有关的各项附属工程。其工程量大、施工期长，且所需人力物力资源较大，因而必须集中精力，认真对待。但要保证正常施工，施工前的准备工作，极为重要，它是组织施工的第一步，无准备的施工或准备不充分的施工，均使路基施工的基本工作难以顺利进行。施工的准备工作，内容较多，大致可归纳为组织准备、技术准备和物质准备三个方面。 1．组织准备工作主要是建立和健全施工队伍和管理机构，明确施工任务，制定必要的规章制度，确立施工所应达到的目标等。组织准备亦是做好一切准备工作的前提。 2．技术准备工作路基开工前，施工单位应在全面熟悉设计文件和设计交底的基础上进行施工现场的勘查，核对与必要时修改设计文件，发现问题应及时根据有关程序提出修改意见并报请变更设计，编制施工组织计划，恢复路线，施工放样与清除施工场地，搞好临时工程的各项工作等

现场勘査与核对设计文件,目的是熟悉和掌握施工对象特点、要求和内容,显然这是整个施工的重要步骤,舍此则其它一切工作就失去目标,难以着手施工组织计划是具有全局性的大事,其中包括选择施工方案、确定施工方法、布置施工现场(施工总平面布置),编制施工进度计划,拟订关键工程的技术措施等,它是整个工程施工的指导性文件,亦是其它各项工作的依据。在当前强调加强施工管理,实现现代化科学管理的时期,如何抓住施工组织计划这一环节,更具有现实意义临时工程,包括施工现场的供电、给水,修建便道、便桥,架设临时通讯设施,设置施工用房(生活和生产所必需)等,这些均为展开基本工作的必备条件。路基恢复定线、清除路基用地范围内一切障碍物等,是施工前的技术准备工作,亦是基本工作的一个组成部分,宜协调进行路基开工前应做好施工测量工作,其内容包括导线、中线、水准点复测,横断面检查与补测,增设水准点等。施工人员还应对路基工程范围内的地质、水文情况详细调查,通过取样、试验确定其性质和范围,并了解附近既有建筑物对特殊土的处理方法。 3.物质准备工作包括各种材料与机具设备的购置、采集、加工、调运与储存,以及生活后勤供应等。为使供应工作能适应基本工作的需要,物质准备工作必须制定具体计划,其中有的计划内容, 如劳动力调配、机具配置及主要材料供应计划,必须服从于保证上述施工组织计划顺利实施, 而且亦常被列为施工组织计划的一个组成部分。土质路基施工,仅是整个道路工程中的一个工程项目,以上所述的准备工作,主要对整个工程的施工而言,对于某一单项工程,如土质路基、石质路基、路基排水或防护加固,或路基工程以外的桥涵与路面等,准备工作的具体内容与要求,虽有差别,但基本项目不可缺少。 §8-2施工要点基本要求土质路基的挖填,首先必须搞好施工排水,包括开挖地面临时排水沟槽及设法降低地下水位,以便始终保持施工场地的干燥。这不仅因为土在干燥状态下易于操作,而且控制土的湿度是确保路堤填筑质量的关键。从有效控制土的含水量需要出发,土质路基的施工作业面不宜太大,以有利于组织快速施工,随挖随运,及时填筑压实成型,减少施工过程中的日晒雨淋,尽量保持土的天然湿度,避免过干或过湿。一般条件下土的天然含水量,接近最佳值, 必要时,应考虑人工洒水或晾干措施。雨季施工,尤应按照施工技术操作规程的有关规定, 加强临时排水,确保路基质量。过湿填土,碾压后形成弹簧现象,必须挖除重填,必要时可采取其它相应的加固措施路基挖填范围内的地表障碍物,事先应予以拆除,其中包括原有房屋的拆迁,树木和丛林茎根的清除,以及表层种植土、过湿土与设计文件或规程所规定之杂物等的清除。在此前提下,必要时按设计要求对路堤上层进行加固

4 现场勘查与核对设计文件，目的是熟悉和掌握施工对象特点、要求和内容，显然这是整个施工的重要步骤，舍此则其它一切工作就失去目标，难以着手。施工组织计划是具有全局性的大事，其中包括选择施工方案、确定施工方法、布置施工现场（施工总平面布置），编制施工进度计划，拟订关键工程的技术措施等，它是整个工程施工的指导性文件，亦是其它各项工作的依据。在当前强调加强施工管理，实现现代化科学管理的时期，如何抓住施工组织计划这一环节，更具有现实意义。临时工程，包括施工现场的供电、给水，修建便道、便桥，架设临时通讯设施，设置施工用房（生活和生产所必需）等，这些均为展开基本工作的必备条件。路基恢复定线、清除路基用地范围内一切障碍物等，是施工前的技术准备工作，亦是基本工作的一个组成部分，宜协调进行。路基开工前应做好施工测量工作，其内容包括导线、中线、水准点复测，横断面检查与补测，增设水准点等。施工人员还应对路基工程范围内的地质、水文情况详细调查，通过取样、试验确定其性质和范围，并了解附近既有建筑物对特殊土的处理方法。 3．物质准备工作包括各种材料与机具设备的购置、采集、加工、调运与储存，以及生活后勤供应等。为使供应工作能适应基本工作的需要，物质准备工作必须制定具体计划，其中有的计划内容，如劳动力调配、机具配置及主要材料供应计划，必须服从于保证上述施工组织计划顺利实施，而且亦常被列为施工组织计划的一个组成部分。土质路基施工，仅是整个道路工程中的一个工程项目，以上所述的准备工作，主要对整个工程的施工而言，对于某一单项工程，如土质路基、石质路基、路基排水或防护加固，或路基工程以外的桥涵与路面等，准备工作的具体内容与要求，虽有差别，但基本项目不可缺少。 §8-2 施工要点一、基本要求土质路基的挖填，首先必须搞好施工排水，包括开挖地面临时排水沟槽及设法降低地下水位，以便始终保持施工场地的干燥。这不仅因为土在干燥状态下易于操作，而且控制土的湿度是确保路堤填筑质量的关键。从有效控制土的含水量需要出发，土质路基的施工作业面不宜太大，以有利于组织快速施工，随挖随运，及时填筑压实成型，减少施工过程中的日晒、雨淋，尽量保持土的天然湿度，避免过干或过湿。一般条件下土的天然含水量，接近最佳值，必要时，应考虑人工洒水或晾干措施。雨季施工，尤应按照施工技术操作规程的有关规定，加强临时排水，确保路基质量。过湿填土，碾压后形成弹簧现象，必须挖除重填，必要时可采取其它相应的加固措施。路基挖填范围内的地表障碍物，事先应予以拆除，其中包括原有房屋的拆迁，树木和丛林茎根的清除，以及表层种植土、过湿土与设计文件或规程所规定之杂物等的清除。在此前提下，必要时按设计要求对路堤上层进行加固

路基取土与填筑,必须有条不紊,有计划有步骤地进行操作,这不仅是文明施工的需要而且是选土和合理利用填土的保证。不同性质的路基用土,除按规定予以废弃和适当处治外, 般不允许任意混填路堑开挖,应在全横断面进行,自上而下一次成型,注意按设计要求准确放样,不断检查校正,边坡表面削齐拍平。路堑底面,如土质坚实,应尽量不扰动,予以整平压实,如果土质较差、水文条件不良,应根据路面强度设计要求,采取加深边沟、设置地下盲沟以及挖松表层一定深度原土层,重新分层填筑与压实或必要时予以换土和加固,以确保路堑底层土基的强度与稳定性,达到规定标准,这对于修筑沥青类路面尤为重要。土质路堤,应视路基高度及设计要求,先着手清理或加固地基。潮湿地基尽量疏干预压, 如果地下水位较高,因工期紧或其它原因无法疏干,第一层填土适当加厚或填以砂性土后再予以压实。一般情况下,路堤填土应在全宽范围内,分层填平,充分压实,每日施工结束时, 表层填土应压实完毕,防止间隔期中雨淋或曝晒。分层厚度视压实工具而定,一般压实厚度为20~25cm左右。路堤加宽或新旧土层搭接处,原土层挖成台阶,逐层填新土,不允许将薄层新填土层贴在原路基的表面。土路堤分层填平压实,是确保施工质量的关键,任何填土和任何施工方法,均应按此要求组织施工。有关土基压实原理、方法及操作要求,详见本章第三节所述。路基原定设计要求及施工操作规程,是路基施工的依据及质量检验的标准,必须严格执行。遇有特殊情况,无法按原设计和规程实施,需按基建程序中规定的手续,会同有关单位协商解决。路基填方材料,应有一定的强度。经野外取土试验,符合表8-1的规定时才能使用,二级和二级以下的公路做高级路面时,应符合高速公路及一级公路的规定。表中所列强度按《公路土工试验规程》规定方法确定, 表8—1路基填方材料最小强度和最大粒径表项目分类填料最小强度(CBR)(%) 粒料最大粒径 (路面底面以下深度) 高速公路及一级公路二级及二级以下公路(cm 路上路床(0~30cr 下路床(30~80cm) 上路堤下路堤(>150cm) 3.0 00550 零填及路堑路床(0~30cm) 、填挖方案 1.路堤填筑土质路堤(包括石质土),按填土顺序可分为分层平铺和竖向填筑两种方案。分层平铺是基本的方案如符合分层填平和压实的要求,则效果较好,且质量有保证,有条件时应尽量采用。竖向填筑是在特定条件下,局部路堤采用的方案, 分层平铺,有利于压实,可以保证强度不同用土按规定层次填筑。图8-1所示,为不

5 路基取土与填筑，必须有条不紊，有计划有步骤地进行操作，这不仅是文明施工的需要，而且是选土和合理利用填土的保证。不同性质的路基用土，除按规定予以废弃和适当处治外，一般不允许任意混填。路堑开挖，应在全横断面进行，自上而下一次成型，注意按设计要求准确放样，不断检查校正，边坡表面削齐拍平。路堑底面，如土质坚实，应尽量不扰动，予以整平压实，如果土质较差、水文条件不良，应根据路面强度设计要求，采取加深边沟、设置地下盲沟以及挖松表层一定深度原土层，重新分层填筑与压实或必要时予以换土和加固，以确保路堑底层土基的强度与稳定性，达到规定标准，这对于修筑沥青类路面尤为重要。土质路堤，应视路基高度及设计要求，先着手清理或加固地基。潮湿地基尽量疏干预压，如果地下水位较高，因工期紧或其它原因无法疏干，第一层填土适当加厚或填以砂性土后再予以压实。一般情况下，路堤填土应在全宽范围内，分层填平，充分压实，每日施工结束时，表层填土应压实完毕，防止间隔期中雨淋或曝晒。分层厚度视压实工具而定，一般压实厚度为 20～25cm 左右。路堤加宽或新旧土层搭接处，原土层挖成台阶，逐层填新土，不允许将薄层新填土层贴在原路基的表面。土路堤分层填平压实，是确保施工质量的关键，任何填土和任何施工方法，均应按此要求组织施工。有关土基压实原理、方法及操作要求，详见本章第三节所述。路基原定设计要求及施工操作规程，是路基施工的依据及质量检验的标准，必须严格执行。遇有特殊情况，无法按原设计和规程实施，需按基建程序中规定的手续，会同有关单位协商解决。路基填方材料，应有一定的强度。经野外取土试验，符合表 8—1 的规定时才能使用，二级和二级以下的公路做高级路面时，应符合高速公路及一级公路的规定。表中所列强度按《公路土工试验规程》规定方法确定。表 8—1 路基填方材料最小强度和最大粒径表项目分类填料最小强度（CBR）（%）粒料最大粒径（路面底面以下深度）高速公路及一级公路二级及二级以下公路（cm）路上路床（0～30cm） 8.0 6.0 10 下路床（30～80cm） 5.0 4.0 10 上路堤（80～150cm） 4.0 3.0 15 堤下路堤（>150cm） 3.0 2.0 15 零填及路堑路床（0～30cm） 8.0 6.0 10 二、填挖方案 1．路堤填筑土质路堤（包括石质土），按填土顺序可分为分层平铺和竖向填筑两种方案。分层平铺是基本的方案如符合分层填平和压实的要求，则效果较好，且质量有保证，有条件时应尽量采用。竖向填筑是在特定条件下，局部路堤采用的方案。分层平铺，有利于压实，可以保证强度不同用土按规定层次填筑。图 8—1 所示，为不

纵向全宽掘进是在路线一端或两端,沿路线纵向向前开挖,如图8-3所示。单层掘进的高度,即等于路堑设计深度。掘进时逐段成型向前推进,运土由相反方向送出。单层纵向掘进的高度,受到人工操作安全及机械操作有效因素的限制,如果施工紧迫,对于较深路堑可采用双层掘进法,上层在前,下层随后,下层施工面上留有上层操作的出土和排水通道 1 2) N6、52/3 1y/8/9 2) 图8-3纵向掘进示意图图8-4横和混合掘进示意图 a)单层:b)双层 a)双层横向;b)双层混合 1一横剖面:2一纵剖面:3一平面 1一横剖面:2一平面横向通道掘进,是先在路堑纵向挖出通道,然后分段同时向横向掘进,如图8-4所示此法为扩大施工面,加速施工进度,在开挖长而深的路堑时用。施工时可以分层和分段层高和段长视施工方法而定。该法工作面多,但运土通道有限制,施工的干扰性增大,必须周密安排,以防在混乱中出现质量或安全事故。个别情况下,为了扩大施工面,加快施工进度, 对土路堑的开挖,还可以考虑采用双层式纵横通道的混合掘进方案,同时沿纵横的正反方向, 多施工面同时掘进,如图8-4b)所示。混合掘进方案的干扰性更大,一般仅限于人工施工, 对于深路堑,如果挖方工程数量大及工期受到限制时可考虑采用。三、机械化施工常用的路基土方机械,有松土机、平土机、推土机、铲运机和挖掘机(配以汽车运土), 此外还有压实机具及水力机械等。各种土方机械可进行单机作业,例如平土机、推土机及铲运机等;以挖掘机为代表的主机,需要配以松土、运土、平土及压实等相应机具,相互配套, 综合完成路基施工任务。各种土方机械,按其性能,可以完成路基土方的部分或全部工作。选择机械种类和操作方案,是组织施工的第一步,为能发挥机械的使用效率,必须根据工程性质、施工条件、机械性能及需要与可能,择优选用。根据以往工程实践经验的总结,几种常用的土方机械适用范围,如表8-2所列:按施工条件选择土方机械时,则可参考表8-3 常用土方机械适用范围表8-2 帆械名称用的一作业项且

7 纵向全宽掘进是在路线一端或两端，沿路线纵向向前开挖，如图 8—3 所示。单层掘进的高度，即等于路堑设计深度。掘进时逐段成型向前推进，运土由相反方向送出。单层纵向掘进的高度，受到人工操作安全及机械操作有效因素的限制，如果施工紧迫，对于较深路堑，可采用双层掘进法，上层在前，下层随后，下层施工面上留有上层操作的出土和排水通道。图 8—3 纵向掘进示意图图8—4横向和混合掘进示意图 a）单层；b）双层 a）双层横向；b）双层混合 1－横剖面；2－纵剖面；3－平面 1－横剖面；2－平面横向通道掘进，是先在路堑纵向挖出通道，然后分段同时向横向掘进，如图 8—4 所示。此法为扩大施工面，加速施工进度，在开挖长而深的路堑时用。施工时可以分层和分段,层高和段长视施工方法而定。该法工作面多，但运土通道有限制，施工的干扰性增大，必须周密安排，以防在混乱中出现质量或安全事故。个别情况下，为了扩大施工面，加快施工进度，对土路堑的开挖，还可以考虑采用双层式纵横通道的混合掘进方案，同时沿纵横的正反方向，多施工面同时掘进，如图 8—4b）所示。混合掘进方案的干扰性更大，一般仅限于人工施工，对于深路堑，如果挖方工程数量大及工期受到限制时可考虑采用。三、机械化施工常用的路基土方机械，有松土机、平土机、推土机、铲运机和挖掘机（配以汽车运土），此外还有压实机具及水力机械等。各种土方机械可进行单机作业，例如平土机、推土机及铲运机等；以挖掘机为代表的主机，需要配以松土、运土、平土及压实等相应机具，相互配套，综合完成路基施工任务。各种土方机械，按其性能，可以完成路基土方的部分或全部工作。选择机械种类和操作方案，是组织施工的第一步，为能发挥机械的使用效率，必须根据工程性质、施工条件、机械性能及需要与可能，择优选用。根据以往工程实践经验的总结，几种常用的土方机械适用范围，如表 8—2 所列；按施工条件选择土方机械时,则可参考表 8—3。常用土方机械适用范围表 8—2 机械名称适用的作业项目

施工准备工作基本土方作业施工辅助作业推土机1.修筑临时道路高度3m以内的路堤|1.路基缺口土方的回填 2.推倒树木,拔除树根和路堑土 2.路基粗平,取弃土方的整平铲草皮,除积雪及建筑碎屑运距100m以内上的3.填土压实,斜坡上挖台阶推缓陡坡地形,整平场地: 挖、填与压实 4.配合挖掘机与铲运机松土 5.翻挖回填井、坑、陷穴、坟3.傍山坡挖填结合路运士基土方铲运机铲运草皮运距600~700m以内1.路基粗平 2.移运孤石的挖土、运士、铺平与2.借土坑与弃士堆整平压实(高度不限) 自动平地机除草、除雪、松土修筑高075m以内路开挖排水沟,平整路基,修整堤与深06m以内路堑,边坡以及填挖结合路基的挖、运、填土松土机翻松旧路面、清除树根与废土层 I~ⅣV类土的翻松 2.破碎05m内的冻土层挖掘机半径7m以内的挖土1.挖沟槽与基坑与卸土 2.水下捞土(反向铲土等) 装土供汽车远运工程实践证明,再多再好的机械设备,如果使用不当,组织管理不善,配合不协调,机械化施工就显示不出其优越性,甚至适得其反,造成浪费。各种机具设备,均有其独特性能和操作技巧,应配有专职人员使用与保养,严格执行操作规程。从整个施工组织管理,以及指挥调度方面而言,组织机械化施工,应注意以下几点: 1.建立健全施工管理体制与相应组织机构。一般宜成立专业化的机械施工队伍,以便统一经营管理,独立经济核算 2.对每项路基工程,应有严密的施工组织计划,并合理选择施工方案,在服从总的调度计划安排下,各作业班组或主机,均编制具体计划。在综合机械化施工中,尤其是要加强作业计划工作 3.在机具设备有限制的条件下,要善于抓重点,兼顾一般。所谓重点,是指工程重点, 在网络计划管理中,重点就是关键线路,在综合机械化作业中,重点就是主机的生产效率 4.加强技术培训,坚持技术考核,开展劳动竞赛,鼓励技术革新,实行安全生产、文明施工,把提高劳动生产率、节省能源、减少开支等指标具体化、制度化以上几点,对非机械化施工,对整个路基工程及公路施工,均具有普遍指导意义,综合机械化作业具有更重要的指导意义选择土方机械的施工条件表8-3

8 施工准备工作基本土方作业施工辅助作业推土机 1．修筑临时道路； 2．推倒树木，拔除树根； 3．铲草皮，除积雪及建筑碎屑； 4．推缓陡坡地形，整平场地； 5．翻挖回填井、坑、陷穴、坟 1．高度 3m 以内的路堤和路堑土方； 2．运距 100m 以内上的挖、填与压实； 3．傍山坡挖填结合路基土方 1．路基缺口土方的回填； 2．路基粗平，取弃土方的整平； 3．填土压实，斜坡上挖台阶； 4．配合挖掘机与铲运机松土、运土铲运机 1．铲运草皮 2．移运孤石 1．运距 600～700m 以内的挖土、运土、铺平与压实（高度不限） 1．路基粗平 2．借土坑与弃土堆整平自动平地机除草、除雪、松土修筑高 0.75m 以内路堤与深 0.6m 以内路堑，以及填挖结合路基的挖、运、填土开挖排水沟，平整路基，修整边坡松土机翻松旧路面、清除树根与废土层、翻松硬土 1．III～IV 类土的翻松； 2．破碎 0.5m 内的冻土层挖掘机 1．半径 7m 以内的挖土与卸土； 2．装土供汽车远运 1．挖沟槽与基坑； 2．水下捞土（反向铲土等）工程实践证明，再多再好的机械设备，如果使用不当，组织管理不善，配合不协调，机械化施工就显示不出其优越性，甚至适得其反，造成浪费。各种机具设备，均有其独特性能和操作技巧，应配有专职人员使用与保养，严格执行操作规程。从整个施工组织管理，以及指挥调度方面而言，组织机械化施工，应注意以下几点： 1．建立健全施工管理体制与相应组织机构。一般宜成立专业化的机械施工队伍，以便统一经营管理，独立经济核算。 2．对每项路基工程，应有严密的施工组织计划，并合理选择施工方案，在服从总的调度计划安排下，各作业班组或主机，均编制具体计划。在综合机械化施工中，尤其是要加强作业计划工作。 3．在机具设备有限制的条件下，要善于抓重点，兼顾一般。所谓重点，是指工程重点，在网络计划管理中，重点就是关键线路，在综合机械化作业中，重点就是主机的生产效率。 4．加强技术培训，坚持技术考核，开展劳动竞赛，鼓励技术革新，实行安全生产、文明施工，把提高劳动生产率、节省能源、减少开支等指标具体化、制度化。以上几点，对非机械化施工，对整个路基工程及公路施工，均具有普遍指导意义，综合机械化作业具有更重要的指导意义。选择土方机械的施工条件表 8—3

土是三相体,土粒为骨架,颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。压实的目的在于使土粒重新组合,彼此挤紧,孔隙缩小,土的单位重量提高,形成密实整体,最终导致强度增加, 稳定性提高。这一点已为无数试验与实践反复证明大量试验和工程实践还证明:土基压实后,路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等,均有明显改善二、影响压实效果的主要因素对于细粒土的路基,影响压实效果的因素有内因和外因两方面。内因指土质和湿度,外因指压实功能(如机械性能、压实时间与速度、土层厚度)及压实时的外界自然和人为的其他因素等为了更简明直观阐明主要因素对压实的影响,以及为什么选用干容重作为表征土基密实程度的技术指标,可参见图8-5的关系曲线。图8-5中曲线1的驼峰曲线,表明干容重γ随含水量O而变的规律性。在同等条件下, 定含水量之前,Y随O增加而提高,主要原因在于水起润滑作用,土粒间阻力减小,施加外力后,孔隙减小,土粒易于被挤紧,γ得以提高。γ值至最大值后,再继续增大,土粒孔隙被水分占据,而水一般不为外力所压缩,因而ω增大,γ随之降低。通常在一定压实条件下干容重的最大值,称为最大干容重γ0(驼峰曲线的最高点),相应的含水量称为最佳含水量0。由此可见,压实时,如能控制土的湿度为最佳值oo,则压实效果为最高,耗费的压实功能为最经济如果以形变模量E代替γ,它与O亦具有类似的驼峰型曲线关系,而且最高点的E及其相应之 Ey Ok值,与№及O0有别。曲线2表明,土体湿度未|画达到最佳值0之前(oo>Ok),强度已达最高| 值E,这是因为土中含水量较少时(指Ok),土粒间的阻力较大,欲使土粒继续位移,需要更大的外力,所以表现为Ek最高。而土中湿度在Ok值前后的减少或增加,相应的E随之有所降低。 →水量(%) 5 现行路面设计方法是以回弹模量为土基的强图8-6土基的E、y与关系示意图度指标,为什么不直接用模量来控制土基压实程 1-与关系2-E与U关系度,而用干容重表示压实程度,这一点可通过图8 6所示的试验来分析说明。图8-6是饱水而在O0时,两者的降低值(或,少、前后的压实试验结果对照曲线关系图,曲线 1(实线)表明,饱水后,y与E均有所降低, E‘)均最小。换言之,控制最佳含水量O 压实的土基,其强度和稳定性最好,如果以西 0k为准,尽管相应的E最高,但饱水后的 E E 图8—7几种土质的压实曲线对照图 1一饱水前2一饱水后

10 土是三相体，土粒为骨架，颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。压实的目的在于使土粒重新组合，彼此挤紧，孔隙缩小，土的单位重量提高，形成密实整体，最终导致强度增加，稳定性提高。这一点已为无数试验与实践反复证明。大量试验和工程实践还证明：土基压实后，路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等，均有明显改善。二、影响压实效果的主要因素对于细粒土的路基，影响压实效果的因素有内因和外因两方面。内因指土质和湿度，外因指压实功能（如机械性能、压实时间与速度、土层厚度）及压实时的外界自然和人为的其他因素等。为了更简明直观阐明主要因素对压实的影响，以及为什么选用干容重作为表征土基密实程度的技术指标，可参见图 8—5 的关系曲线。图 8—5 中曲线 1 的驼峰曲线，表明干容重随含水量 而变的规律性。在同等条件下，一定含水量之前，随 增加而提高，主要原因在于水起润滑作用，土粒间阻力减小，施加外力后，孔隙减小，土粒易于被挤紧，得以提高。值至最大值后， 再继续增大，土粒孔隙被水分占据，而水一般不为外力所压缩，因而 增大，随之降低。通常在一定压实条件下干容重的最大值，称为最大干容重0（驼峰曲线的最高点），相应的含水量称为最佳含水量 0。由此可见，压实时，如能控制土的湿度为最佳值 0，则压实效果为最高，耗费的压实功能为最经济。如果以形变模量 Ey代替，它与 亦具有类似的驼峰型曲线关系，而且最高点的 Ek及其相应之  k值，与0及 0有别。曲线 2 表明，土体湿度未达到最佳值 0之前（ 0 > k ），强度已达最高值 Ek，这是因为土中含水量较少时（指 k），土粒间的阻力较大，欲使土粒继续位移，需要更大的外力，所以表现为 Ek 最高。而土中湿度在 k值前后的减少或增加，相应的 Ey随之有所降低。现行路面设计方法是以回弹模量为土基的强度指标，为什么不直接用模量来控制土基压实程度，而用干容重表示压实程度，这一点可通过图 8 —6 所示的试验来分析说明。图 8—6 是饱水前后的压实试验结果对照曲线关系图，曲线 1（实线）表明，饱水后， 与 E 均有所降低，而在 0时，两者的降低值（0－s或 Ek － Es）均最小。换言之，控制最佳含水量 0 压实的土基，其强度和稳定性最好，如果以  k为准，尽管相应的 Ek最高，但饱水后的图 8—7 几种土质的压实曲线对照图 1－饱水前 2－饱水后 0 Ey Ek 5

东南大学：《路面工程》课程教学资源（教案讲义）第八章 土质路基施工

东南大学：《路面工程》课程教学资源（教案讲义）第八章土质路基施工