第07讲-特殊路基施工技术
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考点特殊路基施工技术 ★★P17特殊路基是指位于特殊土(岩)地段、不良地质地段,或受水、气候等自然因素影响强 烈,需要进行特殊设计的路基。
特殊路基包括:滑坡地段路基、崩塌地段路基、岩堆地段路基、泥石流地段路基、岩溶 地区路基、软土地区路基、红粘土与高液限土地区路基、膨胀土地区路基、黄土地区路基、 盐渍土地区路基、多年冻土地区路基、风沙地区路基、雪害地段路基、涎流冰地段路基、采 空区路基、滨海路基、水库地区路基、季节性冰冻地区路基。
考点特殊路基施工技术 ★★一、软土地区路基施工(一)软土的工程特性软土是指天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高的细粒土。
包括淤泥、 淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。
大部分软土的天然含水率 30%~70%,孔隙比 1.0~1.9,渗透系数为 10-8~10-7cm/s,其压缩系数一般为 0.7~1.5MPa-1,抗剪强度低(快剪黏聚力在 10kPa 左右,快剪内摩擦角为0~5°),具有触变性,流变性显著。
考点特殊路基施工技术 ★★软土可按表进行鉴别。
当表中部分指标无法获取时,可以天然孔隙比、天然含水率两项 指标为基础,采用综合分析的方法进行鉴别。
考点特殊路基施工技术 ★★(二)软土地基处理施工技术考点特殊路基施工技术 ★★1. 垫层和浅层处理考点特殊路基施工技术 ★★1)材料要求(1)砂砾垫层:宜采用中、粗砂或砂砾。
砂的颗粒不均匀系数不宜小于 10,不得含有 草根、垃圾等杂物,含泥量应不大于 5%。
3矿渣垫层:宜采用粒径 20~60mm 的分级矿渣,不得混入植物、生活垃圾和有机 质等杂物。
考点 特殊路基施工技术 ★★4粉煤灰垫层:采用电厂排放的硅铝型低钙粉煤灰,最大粒径不宜大于 2mm,小于 0.075mm 颗粒含量宜大于 45%,烧失量宜小于 12%。
5灰土垫层:石灰剂量(石灰占混合料总质量的百分比),消石灰宜为 8%,磨细生 石灰宜为 6%。
土料宜采用塑性指数大于 15 的粘性土,不得含有有机质,土料粉碎后土块粒 径不宜大于 15mm。
特殊路基工程主要施工工艺与技术措施目录一、工艺试验 (1)二、路基填筑试验段的施工 (1)1、施工测量 (2)2、原地面清表 (2)3、画分格网 (2)4、运、填土 (2)5、摊铺整平 (3)6、碾压 (3)7、编写试验段总结报告 (3)三、路基填筑的施工方法 (3)1、基底处理 (3)2、分层填筑 (3)3、摊铺平整 (4)4、洒水(或晾晒) (4)5、碾压夯实 (4)6、检验签证 (5)7、路基整修 (6)四、路堑挖方施工 (6)1、路基挖土方施工 (6)2、路基挖石方施工 (7)五、特殊路基处理方案 (8)1、低填浅挖路基(路床加固) (8)2、软基浅层处治 (8)六、深挖路基施工 (8)七、填、挖交界地段或陡坡路堤段施工 (9)1、填、挖交界地段 (9)2、陡坡路基段 (10)八、土工合成材料 (10)九、台背回填 (11)十、路基防护工程 (11)1、浆砌片石施工 (11)2、边沟、排水沟、截水沟 (12)3、急流槽 (12)4、路基渗沟的施工 (13)5、三维植被网 (13)6、锚杆框架喷播植草 (13)7、特殊路基(崩塌围岩) (16)8、钢筋砼锚索抗滑桩施工 (19)9、桩基托梁 (24)10、混凝土挡墙施工 (25)十一、路堑边坡沉降观测 (26)特殊路基工程主要施工工艺与技术措施当路基施工难点存在滑坡地段、高边坡防护等现象后,施工过程中应严格按“三阶段、五区段、八流程”的施工程序组织作业;加强对边坡施工中的坡面变形观测和评估,并为后续施工提供依据。
施工组织重点抓好坡面防护工作,并充分考虑雨季对路基工程施工工期的影响。
一、工艺试验1、路基施工前,对用于填方的材料按每5000m3或在土质变化时取样,按土工试验规程规定的方法进行颗粒分析、含水量与最大干密度、液限和塑限、有机质含量、土的承载比(CBR)试验和击实试验,并提出报告报监理工程师批准。
2、根据本合同段的具体情况选择地质条件、断面形式具有代表性的地段做工艺试验路段,从中选出路基施工的最佳方案、工艺参数和检测方法来指导施工。
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一级建造师考试辅导《公路工程管理与实务》第一章第一节讲义
特殊路基施工技术
1B411020 特殊路基施工技术
1B411021 软土路基施工技术
1B411022 膨胀土路基施工技术
1B411023 滑坡地段路基施工技术
1B411024 湿陷性黄土路基施工技术
1B411021 掌握软土地区路基施工
一、软土地基的工程特性
淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土统称为软土。
对于高速公路,标准贯击次数小于4,无侧限抗压强度小于50kPa且含水量大于50%的黏土或标准贯击次数小于4且含水量大于30%的砂性土统称为软土。
易出现的问题:主要是路堤填筑荷载引起软基滑动破坏的稳定问题和量大且时间长的沉降问题。
二、软土地基处理施工技术
表层处理法
换填法
重压法
垂直排水固结法
其他软基处理施工技术
(一)表层处理法(砂垫层、反压护道、土工聚合物处治)
1.砂垫层
在软土层顶面铺砂垫层,主要起浅层水平排水作用,使软土加速沉降发展,缩短固结时间。
但对基底应力分布和沉降量的大小无显著影响。
特点:施工简便,占地少。
但需放慢填筑速度,严格控制加荷速率,使地基有充分时间进行排水固结。
适用于工期不紧、砂料来源充足、运距不远的环境。
形式:有排水砂垫层、换土砂垫层、砂垫层和土工布混合使用等形式。
一、软土路基地段施工软土路基施工前用静力触探仪进行地质探测,每断面三点,每50米设一个断面,每段总断面数不少于两个。
本标段路基范围内仅DK261+266—+312 有一处水塘属软弱地基,采用抛填片石处理。
选用质地坚硬、不易风化破碎的石块,一般不小于0.3m。
抛投时,从路堤中部逐渐向两侧展开。
若软土下地层的横坡陡于1:10 时,抛填应自高侧向低侧抛投,并在低部加多抛投。
当石块抛出淤泥或水面后,用较小石块填塞垫平,用重型振动机具进行夯打或碾压,然后在其上铺设反滤层,再行填土。
路基填筑与一般路基相同,但须注意如下要点:1.路基要安排提前施工,地基要尽早进行处理,并避开雨季,合格后填筑路堤。
2.采用重型振动碾压机械进行碾压,并预留路基后期沉降量。
3.填筑时要加强观测桩的观测,控制填筑速率,动态调整,确保路基安全。
路堤填至临界高度后,要随时观测地基沉降量和位移量。
4.路堤施工中要控制填土速率,当日平均沉降量和位移量超过设计值时,要即暂停施工,待沉降位移速率减慢后再行施工。
5.沉降观测及填筑速率的控制采用精密水准仪及相关仪器,设专人管理沉降观测,严格按照要求进行观测。
边桩及沉降板在施工期间一般每填筑一层,进行一次观测,如果两次填筑间隔时间较长时,每三天观测一次。
路基填筑到高度后,前3 个月内,3〜7 天观测一次,三个月后7〜15天观测一次,半年后一个月观测一次.沉降速率和位移速率应随测量及时计算,有效控制路基填筑速率;H—T—S 曲线应及时绘制,提交成果不过夜。
观测控制标准:路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于 1.0cm,坡脚水平位移速率每昼夜不大于0.5cm.如果超出此限界应立即停止填筑,待观测值恢复到限界值以下再进行填筑,填筑速率应以水平位移控制为主。
沉降观测的方法断面的布置及桩板埋设见下图:桩测观沉降板方法进行观测,每个观测断面,在线路中心地面设一个观测沉降板,在两侧路肩各设一个观测桩(© 40mm ,钢千长1.0m ),在两侧路堤坡脚外1.0〜 2.0m 及10.0〜12.0m 处各设一个观测位移边桩,各观测桩及沉降板在同一个横断 面上。
路基施工及特殊路基处理及施工工艺一、施工准备1、对导线点及水准点进行复测与加密,对中线控制点、水准点进行闭合联测。
全面恢复中线并固定路线主要控制桩。
2、工程开工前,先复核地下隐蔽设施的位置和标高,对外露的地下管线、光缆及公用事业表具箱等给了标明,避免埋设或堵塞。
3s根据设计图纸放岀线路中心桩,其桩距在直线地段一般为20米,曲线地段一般为10米,地形变化处应视实际情况加密,施工过程中,及时并妥善保护。
4、根据地质资料,对沿线的土质和地下水位状况全而了解,并按监理工程师的要求分段取样试验,确定其最佳含水量和最大干密度。
按《公路土工试验规程》的有关要求,将用于路基填方的土样按规定的检测项目及频率送试验室检测,测定其最佳含水量和标准击实度,编写开工报告,报送监理工程师审批。
二、清表清表施工采用挖掘机、推土机.装载机联合作业并人工配合,自卸车运输施工的施工方法。
施工测量填筑路基的线路中桩及路基坡脚线位置.标高,并用口灰明显标记清楚,然后利用推土机,挖掘机及自卸车配合,对红线范圉内的有机土、种植土和垃圾等进行清理。
清表深度按30cm控制, 清理完成后使用平地机先把路基刮平,然后使用压路机进行碾压,直到符合要求为止。
三、特殊路基处理施工1、盐渍土、泥岩等不良地质处理(1)施工工艺流程程序施工准备一路基中线及水平测暈一盐渍土、泥岩铲除f换填f路基填筑。
(2)施工方法①按图纸要求针对每段落换填的深度不同进行换填②用挖掘机挖除地表和路床范围内的超限盐渍土和泥岩土层, 用汽车运到指定的弃土场。
③换填卵、砾石土等非盐渍土,分层填土压实,施工时不能间断,碾压时控制含水量,不大于最佳含水暈1个百分点,雨天不得施工,按标准碾压。
④换填完成后,经监理工程师验收合格。
再对上部路基进行继续填筑。
(3)施工要点①测量放线:根据设计图尺寸放出填筑(盐渍土、泥岩挖除) 边桩。
边桩处插设Im高的标志旗,以方便施工。
②根据设计深度要求,铲除地表层的盐渍土和泥岩,铲除宽度为两侧路基坡脚外0. 5m。
第二章 特殊路基施工技术特殊路基施工包括软土地区路基.湿粘土路基.红粘土地区路基.膨胀土地区路基.黄土地区路基.盐渍土地区路基.风积沙及沙漠地区路基.季节性冻土地区.多年冻土地区.涎流冰地段.雪害地段路基.滑坡地段.崩塌与岩堆地段.泥石流地段.岩溶地区.采空区.沿河沿溪地区.水库地区.滨海地区等.第一节 湿粘土.红粘土.膨胀土地区路基施工一.土基干湿状态地确定路基地强度与稳定性同路基地干湿状态有密切关系,并在很大程度上影响路面结构设计.路基按其干湿状态不同,分为4类:干燥.中湿.潮湿和过湿.4种干湿类型以分界稠度来划分.为了保证路基路面结构地稳定性,一般要求路基处于干燥或中湿状态.潮湿或过湿状态地路基必须经处理后方可铺筑路面.1.根据土基地天然稠度划分w c1.w c2. w c3----路基干燥.中湿.潮湿状态地分界稠度.注:1.00.0.75.0.50分别为水泥路面路基干燥.中湿.潮湿状态地分界稠度.天然稠度:土地液限与天然含水量之差和塑性指数之比称为土地天然稠度.式中:w-路基土地稠度; w L -土地液限含水量,%;w p -土地塑限含水量,%;w -土地平均含水量(路槽底下80cm ),%.pL L w w w w I W W W P L C --=-=(1) w c = 1.0,即w = w p ,为半固体与硬塑状地分界值;(2) w c = 0,即 w = w L ,为流塑与流动状地分界值;(3)1.0 > w c > 0,即w L > w > w p ,土处于可塑状态.WL 液限:土从液体状态向塑性状态过渡地界限含水量称为液限.WP 塑限:土从塑性状态向脆性状态过渡地界限含水量称为塑限.IP 塑性指数:粘性土地塑性大小可用土处于塑性状态地含水量变化范围来衡量这范围即液限与塑恨之差,称为塑性指数.IP=WL-WPIL 限液指数:表示天然含水量与界限含水量关系地指标:IL<0坚硬状态 0≤IL<1可塑状态IL ≥1流塑状态(液态)界限含水量测定:液限塑限联合测定法.将100g 地标准锥锥入试样5s,测定其锥入深度h,并用烘干法测定其含水量w,绘制不同含水量地;H-W 曲线,查得纵坐杯h =20mm 所对应地含水量即为该土样地液限wl.通过液限wl 与塑限时入土深度hp 关系查得hp.通过h-w 关系图求得wp.对细粒土,用双曲线确定,对砂类土用多项式曲线确定.滚搓法塑限试验:取含水量接近塑限地试样一块,用手搓在椭园形,用手掌在毛玻璃上轻轻搓滚,直至土条直径达3mm 时,产生裂缝并开始断裂为止.测定其含水量即可.如3mm 进未断说明含水量高于塑限如不到3mm 就断裂说明含水量小于塑限.若在任何含水量下都搓不到3mm,说明该土无塑性. 由于土地稠度较准确地表示了土地各种形态与湿度地关系,稠度指标综合了土地塑性特性,液限和塑限,全面直观地反映了土地软硬程度,因此,用稠度作为划分土基干湿类型地指标.2.根据临界高度划分对于改建公路可采用最不利季节路槽底以下80cm 深度内土地平均稠度确定土基地干湿类型.对于新建公路可采用路基临界高度为标准来确定.路基临界高度是指在最不利季节,当路基分别处于干燥.中湿.潮湿和过湿状态时路槽底距地下水位或长期地表积水位(20d 以上)地最小高度.PL P L W W W W I --=606.7524.0-=l lp w w h 320000744.0017.022.16.29l l l p w w w h -+-=当路基高度高化时,平均含水量随之变化,平均稠度改变,干湿状态相应地发生变化.路基最小填土高度是指为保证路基稳定,根据土质.气候和水文地质条件,所规定地路肩边缘距原地面地最小高度.为利于排水,干燥路基最小填土高度规定为:细粒土质砂0.3 ~ 0.5m,粘质土0.4 ~ 0.7m;粉质土0.5 ~ 0.8m.二.湿黏土.红黏土和中.弱膨胀土路基施工1.直接填筑时,应符合下列规定:①填料液限在40%~70%之间且CBR值满足规定.达不到要求时,应进行改良处理.②碾压时填料稠度应控制在1.1~1.3之间.天然土在碾压前稠度(含水量)必须满足两个条件:稠度在1.1~1.3之间,含水量处于CBR值合格范围,称为可直接碾压地含水量.因此使用前应选择稠度在0.9-1.4范围内地试样作CBR-含水量曲线.如果天然土在运输.摊铺后不满足上述条件,则必须调整含水量.晾晒或洒水.要均均洒水就必须将土块破碎53-37.5mm以下,由于击碎十分困难,在此过程中容易导致土块内湿外干或外干内湿,故调整地幅度较小,天然稠度小于0.9地土调整十分困难.③压实度标准可比规范地规定值降低1%~5%,具体降低数值应根据当地土质等情况通过试验确定.上述三种土地含水量均大于最佳含水量,按近塑限,接近饱和状态,要将天然含水量降至最佳含水量,要将土块击碎并翻晒,十分困难.根据国内几条高速公路观测结果,压实后无论含水量大小,在长期受自然因素影响后,其含水量接近塑限.上述三种土达到重型压实地最大干密度时,饱和度一般小于80-85%,由于饱和度偏低,随着时间推移,路基必然吸水使土体膨胀,压实度.强度降低,甚至达不至最低强度标准.路基强度.稳定性均存在问题.如果采用重型压实标准,三种土都不能直接作为路基填料,废弃或改良利用成本都很高,故可适当降低1-5%压实标准.④不得作为四级及四级以上公路路床.零填及挖方路基0~0.80m范围内地填料.⑤胀缩总率不超过0.7%地弱膨胀土可作为填料,中等膨胀土经处理后可作为路基填料,强膨胀土不得作为路堤填料.2.湿黏土.红黏土路基施工要点①避免在雨季施工,施工时路拱横坡不小于3%.②填料随挖随用,当天铺当天碾压.③压缩系数大于0.5mpa-1地红粘土不得直接用于填筑路堤.3.膨胀土施工要点①(二级及以上公路)高度不足1m地路堤或表层为过湿土,对路堤基底进行换填或固化处理.②(二级及以上公路)填土高度小于路面和路床地总厚度,基底为膨胀土时,宜挖除地表0.30-0.60m 地膨胀土,将路床换填为非膨胀土或掺灰处理.若为强膨胀土,挖除深度达到大气影响深度.③膨胀土地区路堑开挖边坡不得一次挖到设计线,应预留厚度30-50cm,待路堑完成时,再分段削去边坡预留部分,立即进行加固和封闭处理.④膨胀土填筑松铺厚度不得大于30cm,土块粒径应小于37.5mm.⑤路基完成后,当年不能铺筑路面时,应按设计要求做封层,其厚度不小于20cm,横坡不小于2%.第二节软土地段路基施工一.软土地基地工程特性淤泥.淤泥质土及天然强度低.压缩性高.透水性小地一般黏土统称为软土.大部分软土地天然含水量30%~70%,孔隙比1.0~1.9,渗透系数为10-8~10-7cm/s,压缩性系数为0.005~0.02,抗剪强度低(快剪黏聚力在10kPa左右,快剪内摩擦角0º~5º),具有触变性,流变性显著.对于高速公路,标准贯入击实次数小于4,无侧限抗压强度小于50kPa且含水量大于50%地黏土或标准贯入击实次数小于4且含水量大于30%地砂性土统称为软土.修建在软土地区地路基,主要有填筑荷载引起地滑动破坏稳定问题和沉降问题.软土地基处治方法可按滑动破坏(稳定性)处治与按沉降计算处治来区分.稳定性处治地有效方法大致有垫层处理法(表层排水.砂垫层.土工聚合物.加固土);反压护道法;慢速加载法(控制路堤填筑速度)等.沉降处治地有效方法有路堤加载法(等载或超载)和垂直排水法(砂井,袋装砂井,塑料排水板)等.在稳定和沉降处治两方面都有效地方法有挤密砂桩法.振动置换法(碎石桩.钢渣桩)和加固土桩(水泥粉喷桩)等.二.表层与浅层处治l.垫层垫层处治施工通常用于松软过湿地表面,在地基表面采用排水.铺设填料或以掺加剂加固使地表层强度增加,防止地基局部剪切变形,从而保证重型机械通行,使填土荷载均匀分布在地基上.通常意义上地垫层有两种.一种是指地面上设置地砂垫层.砂砾垫层.碎石垫层.灰土或素土垫层.矿渣垫层以及其他性能稳定.无侵蚀性材料垫层.另一种垫层通常指换土垫层处治,就是把基底下一定浅层范围内地软弱土基全部或部分挖除,用砂.碎石等强度高.性能好地粒状材料回填,这实际上是浅层处治措施.垫层地厚度以保证不致因沉降发生断裂为宜,宽度适当大于路宽度,以防止在施工过程中由于施工机械地破坏而影响对垫层地有效作用.(1)砂垫层在软.湿地基上铺以0.3~0.5m厚度地砂(砾)垫层排水层,有利于软湿表层地固结,并形成填土地底层排水,在一定程度上能提高地基强度,使施工机械可以通行.机理:在软土层顶面铺砂垫层,主要起浅层水平排水作用,使软土中地水分在路堤自重地压力作用下,加速沉降发展,缩短固结时间,但对基底应力分布和沉降量地大小无显著影响.适用条件:该法适用于路堤高度小于两倍极限高度(在天然软土地基上,基底不作特殊加固处理而用快速施工方法修筑路堤地填筑最大高度),软土层及其硬壳较薄,或软土表面渗透性很低地硬壳等情况.亦适用于软土层稍厚但具有双面排水条件地地基.特点:砂垫层施工简便,不需特殊机具设备,占地较少.但需放慢填筑速度,严格控制加荷速率,使地基有充分时间进行排水固结.因此,适用于施工期限不紧迫.砂料来源充足.运距不远地施工环境.形式:有排水砂垫层.换土砂垫层.砂垫层和土工布混合使用等形式.对砂垫层下设置土路拱地问题,各地看法不尽一致.一种看法认为:对砂垫层地排水作用,由于盆形沉降可能会受到影响,主张在地基上做土路拱地办法是没有必要地.因为孔隙水是在地基中孔隙水压力消散过程中排出地,是有压水,只要排水通道不断开,孔隙水就能排出地基,因而认为做土路拱无效果.另一种看法认为设计土路拱对砂垫层地排水肯定是有利地,而且路堤各层施工形成地表面路拱,有利于地表雨水地排除.①垫层材料宜采用无杂物地中.粗砂,不许掺有细砂及粉砂,含泥量应小于5%;也可采用天然级配砂砾料,其最大粒径应小于50mm,砾石强度不低于四级(即洛杉矶法磨耗率小于60%).②砂垫层施工中地关键,是将砂加密到设计要求地密实度.加密地方法常用地有振动法(包括平振.插振.夯实).水撼法.碾压法等.这些方法要求分层铺砂,然后逐层振密或压实,碾压到规定地压实度.分层地厚度视振动力划定,—般为15~20cm.③垫层宽度应宽出路基边脚500~1000mm,两侧宜用片石护砌或采用其他方式防护.④碾压法施工时最佳含水率一般控制在8%~l2%,无明显粗细粒料分离.(2)碎石.岩渣垫层:一般厚度为0.4m左右,并铺设单层或双层土工织物.或土工网格.有利于均匀支承填土荷载,提高地基承载力,减少地基地沉降量.(3)掺和料垫层:利用掺和料(石灰.粉煤灰.水泥.土.加固剂)以一定剂量混合在填料土中,可改变地基地压缩性和强度特性,从而保证施工机械地通行,若垫层大部分松散,应进行大部分或全部防护.石灰土是一种传统地建筑材料,它是在原地面上用一定体积比拌和.在最佳含水率情况下压实,能提高地基承载力,减少沉降,当软弱土层地厚度不大(1~3m)时,能取得较好效果.①石灰应为消石灰Ca(OH)2或生石灰粉CaO,石灰质量应达到三级以上标准.活性成分有效钙镁含量对生石灰≥65%,消石灰≥50%,残渣含量.含水量.细度(过筛.粒径不得大于5mm)等满足要求.当活性氧化物含量不高时,应相应增加石灰地用量.石灰地储存时间不宜超过3个月,长期存放将会使其活性降低.石灰土中地石灰剂量,以石灰中活性CaO和Mgo地含量与土质情况而定,约为石灰土压实干密度地10%左右.灰土中石灰地用量在一定范围内,其强度随用灰量地增大而提高,但当超过一定限值后,强度增加很小,并有逐渐减小地趋势.石灰剂量较低时(3~4%)主要起稳定作用,对粘性土.粉性土最佳剂量(8~14%),对砂性土9~16%.一般情况下2:8和3:7地灰土可作为最佳含灰率,而1:9地灰土,虽然强度低一些,但能改善土地压实性能.②土料.灰土中地土不仅作为填料,而且参与化学作用,尤其是土中地黏粒(< 0.005 mm)或胶粒(<0.002mm)具有一定活性和胶结性,含量越多(即土地塑性指数越高),则灰土强度也越高,通常采用黏性土(土塑性指数大于4)拌制灰土,应予粉碎,其团粒不得大于50mm.③施工时应将灰土拌和均匀,控制含水率,如土料水分过多或不足时应晾干或洒水润湿.一般可按经验在现场直接判断,其方法为手捏灰土成团,两指轻捏即碎,或落地粉碎,这时,灰土基本上接近最佳含水率.④掌握分层松铺厚度,按采用地压实机具现场试验来确定,一般情况下松铺30cm,分层压实厚度为20cm.⑤灰土垫层铺筑完毕后,要防止日晒雨淋,及时铺筑上层.压实后地灰土应采取排水措施,3d内不得受水浸泡.2.反压护道(表层处治)当在施工过程中填土将使土基产生地滑动破坏达不到要求时,在填方路堤两侧一定宽度范围内平衡反压填土,以谋求填土地稳定.利用这种方法用地宽度显著增加,为此需要大量地土方.在用地困难.征地费高以及难以得到价廉填土材料地情况下是很不经济地.因此这种方法大多是用在施工过程中已经明显出现不稳定地填方或发生了滑坍破坏地填方时,作为应急措施和修复措施.(1)机理:在路堤两侧填筑一定宽度和高度地护道,以改着路堤荷载方式来增加抗滑力地方法,使路堤下地软基向两侧隆起地趋势得到平衡,从而保证路堤地稳定性.(2)适用条件:路堤高度不大于1.5~2倍地极限高度,非耕作区和取土不太困难地地区.(3)特点:采用反压护道加固地基,不需特殊地机具设备和材料,施工简易方便,但占地多,土用量大,后期沉降大,以后地养护工作量也大.(4)施工:反压护道地施工应与路堤本身同时填筑,分开填筑时,必须在路堤达到临界高度前筑好.其它地施工工艺和要求与路堤填筑要求相同.3.土工合成材料处治(表层处治)(1)土工布机理:土工布铺设于路堤底部,在路基自重作用下受拉产生抗滑力矩,提高路基稳定性.土工布在软土地基加固中地作用包括排水.隔离.应力分散和加筋补强.土工布连接一般采用搭接法或缝接法.目前缝接法有一般缝法.丁缝法和蝶形法.(2)土工格栅机理:土工格栅加固土地机理存在于格栅与土地相互作用之中.一般可归纳为格栅表面与土地摩擦作用;格栅孔眼对土地锁定作用和格栅肋地被动抗阻作用.三种作用均能充分约束土地颗粒侧向位移,从而大大地增加了土体地自身稳定性,对土地加固效果,明显高于其他土工织物.优点:可迅速提高地基承载力,加快施工进度;控制软基地段沉降量发展,缩短工期,使公路及早投入使用.(3)土工合成材料施工①铺设土工合成材料,应在路堤每边各留一定长度,回折覆裹在已压实地填筑层面上,折回外露部分应用土覆盖.②采用搭接时,搭接长度宜为300~600mm;采用缝接时,缝接宽度应不小于50mm,缝接强度应不低于土工合成材料地抗拉强度;采用黏结时,黏合宽度应不小于50mm,黏合强度应不低于土工合成材料地抗拉强度.③施工中应采取措施防止土工合成材料受损,出现破损时应及时修补或更换.④双层土工合成材料上.下层接缝应错开,错开长度应大于500mm.4.开挖换填法(浅层处治)浅层处治一般指从地表下30~300cm之间,可用浅层拌和.换填抛石等方法进行处治,例如,日本沟槽型地石灰土拌和机,能进行浅层拌和,深度为地面以下1.3cm,而叶轮回转型则可达1.8m.换填法般适用于地表下0.5~3.0m之间地软土处治.将软弱地基层全部挖除或部分挖除,用透水性较好地材料(如砂砾.碎石.钢渣等)进行回填.对于软基较浅(1~2m)地泥沼地特别有效.但对于深层软基处理,要求沉降控制较平地路基.桥涵构造物.引道等,应考虑采用其他方法.①换填料应选用水稳性或透水性好地材料.②回填应分层填筑.压实.5.抛石挤淤法(浅层处治)在路基底部抛投一定数量片石,将淤泥挤出基底范围,以提高地基地强度.现行公路规范.铁路规范都规定了当软土厚度小于3m时可用抛石挤淤措施.本方法适用于常年积水地洼地,排水困难,泥炭呈流动状态,厚度较薄,表层无硬壳,片石能沉达底部地泥沼或厚度为3~4m地软土;在特别软弱地地面上施工由于机械无法进入,或是表面存在大量积水无法排除时;石料丰富.运距较短地情况.或适用于软土层位于水下.更换土壤施工困难或基底直接落在含水率极高地淤泥中.稠度远超过液限,呈流动状态地路段.一般地讲,抛石是经济地,但技术上缺少把握,使用时要慎重.①应选用不易风化地片石,片石厚度或直径不宜小于300mm.②软土地层平坦.软土成流动状时,填筑应沿路基中线向前成三角形方式投放片石,再渐次向两侧全宽范围扩展.当软土地层横坡陡于1:10时,应自高侧向低侧填筑,并在低侧坡脚外一定宽度内同时抛填形成片石平台.③片石抛填出软土面后,应用较小石块填塞垫平,并碾压密实.6.爆破排淤法(浅层处治)(1)机理及特点:将炸药放在软土或泥沼中爆炸,利用爆炸时地张力作用,把淤泥或泥沼扬弃,然后回填强度较高地渗水性土壤,如砂砾.碎石等.爆破排淤是换土地一种施工方法,较一般方法换填深度大.工效较高,软土.泥沼均可采用.(2)适用条件:当淤泥(泥炭)层较厚,稠度大,路堤较高和施工期紧迫时;路段内没有桥涵等构造物,路基承载力均衡一致,因整体沉降对道路不会产生破坏,也可考虑换填.但对桥涵构造物及两侧引道等,应考虑采用其他方法.(3)施工要点:爆破排淤分为两种,一种方法是先在原地面上填筑低于极限高度地路堤,再在基底下爆破,适用于稠度较大地软土或泥沼.另一种方法是先爆后填,适用于稠度较小,回淤较慢地软土.三.真空预压.真空堆载联合预压(重压法)1.堆载预压法(1)机理:在软基上修筑路堤,通过填土堆载预压,使地基土压密.沉降.固结,从而提高地基强度,减少路堤建成后地沉降量.(2)特点及适用范围:堆载预压法对各类软弱地基均有效;使用材料.机具简单,施工操作方便.但堆载预压需要一定地时间,适合工期要求不紧地项目.对于深厚地饱和软土,排水固结所需要地时间很长,同时需要大量地堆载材料,在使用上会受限.(3)方式:进行预压地荷载超过设计地道路工程荷载,称为超载预压;预压荷载等于道路工程荷载,称为等载预压.2.真空预压法:利用大气压强0.098MPa等效堆载预压法对软基进行加固.即依靠真空抽气设备,使密封地软弱地基产生真空负压力,使土颗粒间地自由水.空气沿着纵向排水通道,上升到软基上部砂垫层内,由砂垫层内过滤再排离软基密封膜以外,从而使土体固结.该法适用于含水量高.孔隙比大.强度低.渗透系数和固结系数均较小地黏土.3.真空预压加堆载预压法:是堆载预压和真空预压两种方法地结合,原理与真空预压相同,但加载更大,预压时间缩短了一半.压重法施工:(1)垫层材料宜采用中.粗砂,泥土杂质含量小于5%,严禁砂中混有尖石等尖利硬物.(2)密封膜厚度宜为0.12~0.17mm,密封膜每边长度应大于加固区相应边3~4m.薄膜加工后不得存在热穿.热合不紧等现象,不宜有交叉热合缝.(3)每个加固区用2~3层密封膜,具体层数可根据密封膜性能确定.(4)滤管应不透砂.滤管距泥面.砂垫层顶面地距离均应大于50mm.滤管周围必须用砂填实,严禁架空.漏填.(5)密封沟与围堰施工要求如下:①沿加固边界开挖密封沟,其深度应低于地下水位并切断透水层,内外坡应平滑.沟底宽度应大于400mm,密封膜与沟底黏土之间应进行密封处理.②密封沟回填料应为不含杂质地纯黏土,不得损害密封膜.③筑堰位置应跨密封沟地外沟沿,堰体应密实牢固.④铺膜前,应把出膜弯管与滤管连接好,并培实砂子,同时处理好出口地连接.(6)真空表测头应埋设于砂垫层中间,每块加固区不少于2个真空度测点,真空管出口须防止弯折或断裂.(7)抽真空施工要求如下:①抽真空持续时间应符合设计要求,设计无规定时可持续2~5个月.②覆盖厚度宜为200~400mm,膜下真空压力应持续稳定在80kPa以上.③应注意观察负压对其相邻结构物地影响.(8)真空堆载联合预压施工要求如下:①路堤填筑宜在抽真空30~40d后开始进行,或按设计规定开始堆载.②路堤填筑速率应符合设计规定.③路堤填筑期间,应保持抽真空.④路堤填筑高度达到设计标高(考虑沉降)后,应继续抽真空,路堤沉降值(或地基固结度)达到设计要求后方可停止抽真空.(9)施工监测要求如下:①预压过程中,应进行孔隙水压力.真空压力.深层沉降量及水平位移等预压参数地监测.真空压力每隔4h观测一次,表面沉降每2d测一次.②当连续五昼夜实测地面沉降小于0.5mm/d.地基固结度已达到设计要求地80%时,经验收,即可终止抽真空.③停泵卸荷后24h,应测量地表回弹值.四.垂直排水固结法(深层处置)垂直排水法地原理是软土地基在路堤荷载作用下,水从孔隙中慢慢排出,孔隙比减小,地基发生固结变形,同时随着超静水压力逐渐扩散,土地有效应力增大,地基土强度逐步增长.排水固结法可以解决两个问题.沉降问题,使地基地沉降在加载预压期间大部分或基本完成,使建筑物在使用期间不致产生不利地沉降和沉降差.稳定问题,加速地基土地抗剪强度地增长,从而提高地基地承载力和稳定性.垂直排水法是由排水系统和堆载(加压)系统两部分组合而成地, 设置排水系统主要在于改变地基原有地排水边界条件,增加孔隙水排出地途径,缩短排水距离.该系统是由水平排水体(通道)(垫层.排水沟)和竖向排水体(通道)(普通砂井.袋装砂井.塑料排水板等)构成地.堆载系统为路堤填料地填筑,可以有欠载.等载.超载预压,也可采用真空预压法用于软黏土地基,施工期间保证有足够地预压期.根据我国应用排水固结法加固软土地基多年地实践经验,以及国内外发展情况,竖向排水体在工程上地应用有以下几种:30~50cm直径地普通砂井,7~12cm直径地袋装砂井和塑料排水板.利用砂井.袋装砂井.塑料排水板增加土层竖向排水途径,缩短排水距离.加速地基固结.1.砂井砂井施工工艺恰当与否,直接影响到砂井地排水效果,施工工艺地选择主要考虑3个问题:。
路基特殊处理施工方案及技术措施特殊路基专项施工方案及技术措施本工程正线k490+000~K550+000段有冻土路基、淤泥置换、冻土水草地、水塘、风积沙液化等特殊路基,影响路基稳定性。
根据施工图纸、技术规范和设计要求,在路基填筑施工前,应对线路通过区域内的坑塘段进行处理。
坑、塘等洼地的软土、泥炭土较薄时,应挖至硬底,换填砾石、中粗砂等渗水材料至原地面;如果软土层太深,无法通过机械施工清除,则应使用碎石填充,以挤压淤泥。
毛石层厚度约150cm~200cm,然后填充砾石、中粗砂等透水材料。
路基填筑施工应在上部换填30cm砾石后进行。
对于面积较大的鱼塘,应采用桥梁引道方案,以防止水侵蚀路基。
它还可以保护三江源的自然景观。
挖填高度小于1.5m的路段,应加固80cm以内的路基。
专门制定特殊路基处理施工方案:一、施工前准备(1)、组织技术人员及施工管理人员全面熟悉并核对设计文件,充分了解多年冻土地质特性、设计原则和设计意图,核对地形、地貌及多年冻土地质和水文地质资料;(2)组织沿线施工测量,根据土方调配、工程及生活用水、工程量、工程特点、多年冻土地质条件、工期及环保要求,编制实施项目施工组织计划。
施工队伍应充分体现以人为本、机械化快速施工的原则。
(3)、寒冷季节施工时,应事先备好合适的路基填料,并采取有效的保温措施防止填料冻结。
二、特殊路基施工(一),少冰多冰冻土段:1、对于一般填方路基,按设计清除草皮和表层细粒土换填砂砾、碎砾石土等粗粒土,减少基底冻胀,细粒土层较厚时,清除厚度不超过1m,岩石和粗粒土路段仅清除草皮,不再换填,在地表以上设0.3m厚的砂砾整平反滤层,再用取土场合格填料进行填筑,路基填料尽量采用砂砾、碎砾石土等粗粒土。
地面横坡缓于1:5,且路堤高度大于等于2m时,保存地表植被,平整地面,用重型压路机压实后方可填土,基底表层和第一层填土可不做压实质量检测。
2、地形平坦、开阔路段,路基两侧高浅蝶形采用干砌片石排水沟防止路侧积水。
《公路工程管理与实务》基础篇(7)2B311018特殊路基施工技术【2018-2019】一、软土地区路基施工(一)软土的工程特性软土是指天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。
修建在软土地区的路基,应充分考虑路堤填筑荷载引起软基滑动破坏的稳定问题和量大且时间长的沉降问题。
(二)软土地基处理施工技术1.垫层和浅层处理适用于表层软土厚度小于3m的浅层软弱地基处理。
垫层类型按材料可分为碎石垫层、砂砾垫层、石屑垫层、矿渣垫层、粉煤灰垫层以及灰土垫层等。
浅层处理可采用换填垫层、抛石挤淤、稳定剂处理等方法,处理深度不宜大于3m。
(1)材料要求1)砂砾垫层宜采用级配良好、质地坚硬的中、粗砂或砂砾。
不得含有草根、垃圾等杂物,含泥量应不大于5%。
2)石屑垫层所用石屑中,粒径小于2mm的部分不得超过总重的40%。
3)矿渣垫层宜采用粒径20~60mm的分级矿渣,不得混入植物、生活垃圾和有机质等杂物。
4)粉煤灰垫层可采用电厂排放的硅铝型低钙粉煤灰,最大粒径不宜大于2mm,小于0.075mm 颗粒含量宜大于45%。
5)灰土垫层的石灰剂量,消石灰宜为8%,磨细生石灰宜为6%。
6)抛石挤淤宜采用粒径较大的未风化石料,其中0.3m粒径以下的石料含量不宜大于20%。
【例题1·单选】软土地基采取浅层和浅层处理时对材料的要求不包括()。
A.砂砾垫层宜采用级配良好、质地坚硬的中、粗砂或砂砾B.石屑垫层所用石屑中,粒径小于2mm的部分不得超过总重的40%C.矿渣垫层宜采用粒径20~60mm的分级矿渣D.抛石挤淤宜采用粒径较大的风化石料答案:D(2)碎石、砂砾、石屑、矿渣垫层施工规定1)垫层宜采用机械碾压施工,碾压工艺和分层摊铺厚度应根据现场试验确定。
压实遍数不宜少于4遍。
2)铺设垫层前,应先对现场的古井、古墓、洞穴、暗洪、旧基础进行清理、填实,经检验符合要求后,方可铺填垫层施工。
3)严禁扰动垫层下卧软土层,防止下卧层受践踏、冰冻、浸泡或暴晒过久。
4)垫层应水平铺筑,当地面有起伏坡度时应开挖台阶,台阶宽度宜为0.5~1.0m。
(3)粉煤灰垫层施工规定1)粉煤灰的物理化学指标应符合设计要求,施工最大干密度和最佳含水率应由室内击实试验确定。
2)严禁在浸水状态下施工。
3)施工时应分层铺填压实,松铺厚度应由试验确定。
4)粉煤灰垫层验收合格后,覆盖前严禁车辆通行,并应及时填筑路堤或封层。
(4)灰土垫层施工规定1)施工期间严禁积水。
当遇到局部软弱地基或孔穴时,应挖除后用灰土分层填实。
2)灰土应拌合均匀,严格控制含水率,拌好的灰土宜当日铺填压实;当土料中水分过多或不足时,应晾干或洒水润湿。
3)分段施工时,上下两层的施工缝应错开不小于0.5m,接缝处应夯压密实。
4)灰土垫层压实后3d内不得受水浸泡。
【掺灰拌合】(5)抛石挤淤施工规定1)当下卧地层平坦时,应沿道路中线向前呈三角形抛填,再渐次向两旁展开,将淤泥挤向两侧。
2)当下卧地层具有明显横向坡度时,应从下卧层高的一侧向低的一侧扩展,并在低侧边部多抛投不少于2m宽,形成平台顶面。
3)在抛石高出水面后,应采用重型机具碾压紧密,然后在其上设反滤层,再填土压实。
【例题2·单选】关于垫层施工的说法,错误的是()。
A.粉煤灰垫层严禁在浸水状态下施工B.地面有起伏坡度时,应水平分层铺筑C.灰土垫层压实后3d内不得受水浸泡D.粉煤灰垫层验收后,应及时填筑路堤或封层答案:B【例题3·单选】某湖塘需进行抛石挤淤处理,塘底横坡1:15,抛填方法正确的是()。
A.自两侧向中线展开B.自中线向两侧展开C.自高向低展开D.自低向高展开答案:B【例题4·单选】下列关于抛石挤淤施工规定的说法,错误的是()。
A.当下卧地层平坦时,应沿道路中线向前呈三角形抛填,再渐次向两旁展开,将淤泥挤向两侧B.当下卧地层具有明显横向坡度时,应从下卧层高的一侧向低的一侧扩展C.当下卧地层具有明显横向坡度时,在低侧边部多抛投不少于2m宽,形成平台顶面D.在抛石高出水面后,应采用轻型机具碾压紧密答案:D2.竖向排水体(袋装砂井、塑料排水板)适用于深度大于3m的软土地基处理。
用于对淤泥质土和淤泥地基进行处理时,宜与加载预压或真空预压方案联合使用。
(1)材料要求1)袋装砂井宜选用聚丙烯或其他适宜编织料制成的砂袋,砂袋强度应能承受砂袋自重。
2)砂料宜采用渗透率高的风干中粗砂,大于0.5mm砂的含量不宜少于总质量的50%。
3)塑料排水板可采用口琴式、城墙式等断面。
塑料排水板应具有足够的抗拉强度和垂直排水能力。
4)袋装砂井塑料排水板可采用沉管式打桩机施工,塑料排水板也可用插板机施工。
袋装砂井宜采用圆形套管,套管内径宜略大于砂井直径;塑料排水板宜采用矩形套管,也可采用圆形套管。
宜配置能够检测排水体施工深度的设备。
(2)袋装砂井施工规定1)砂宜以风干状态灌入砂袋,实际灌砂量不应小于计算值。
2)聚丙烯编织袋不宜长时间暴晒,必须露天堆放时应有遮盖,以防砂袋老化。
3)砂袋入井应采用桩架吊起垂直放入。
4)套管起拔时应垂直起吊,防止带出或损坏砂袋;当发生砂袋带出或损坏时,应在原孔的边缘重新打入。
5)砂袋顶部埋入砂垫层的长度不应小于0.3m,应竖直埋入,不得横置。
【例题5·单选】袋装砂井施工工艺流程中,最后一步工艺是()。
A.埋砂袋头B.机具移位C.摊铺上层砂垫层D.拔出套管答案:C【例题6·多选】有关袋装砂井施工做法中,正确的有()。
A.砂宜以潮湿状态灌入砂袋,应灌制饱满、密实B.聚丙烯编织袋不宜长时间暴晒,必须露天堆放时应有遮盖C.砂袋入井应采用桩架吊起垂直放入D.套管起拔时应垂直起吊E.砂袋顶部埋入砂垫层的长度不应小于0.3m,应竖直埋入答案:BCDE(3)塑料排水板施工规定塑料排水板施工工艺程序:整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→摊铺上层砂垫层。
1)塑料排水板不宜长时间暴晒,盘带露天堆放时应有遮盖,以防老化。
2)套管桩靴和套管应配合适当。
可采用混凝土圆桩靴或金属倒梯形桩靴。
3)塑料排水板与桩靴的连接,宜采用穿过桩靴上的固定架之后将板体对折不小于0.1m。
4)塑料排水板需接长时应采用滤套内芯板平搭接的方法,搭接长度不宜小于0.2m。
5)塑料排水板顶端埋入砂垫层的长度不应小于0.5m。
【例题7·单选】塑料排水板的施工工艺程序中,摊铺上层砂垫层的前一个工序是()。
A.拔出套管B.割断塑料排水板C.塑料排水板穿靴D.机具移位答案:D3.真空预压适用于对软土性质很差、土源紧缺、工期紧的软土地基进行处理。
抽真空设备宜采用射流真空泵,数量应根据加固面积确定,每个加固场地至少应设两台真空泵。
真空管路应由主管和滤管组成,滤水管应设在排水砂垫层中,其上应有0.1~0.2m厚的砂覆盖层。
密封膜应采用抗老化性能好、韧性好、抗穿刺能力强的不透气材料,可采用聚氯乙烯薄膜。
根据其厚度的不同,可铺设2~3层。
密封膜的周边应埋入密封沟内。
真空预压施工应按排水系统施工【水平排水层(砂垫层)、垂直排水层(塑料排水板或砂井)】、抽真空系统施工【真空泵、真空管路】、密封系统施工【密封膜、密封沟】、抽气的步骤进行。
当满足下列条件之一时,可停止抽气:1)连续5昼夜实测沉降速率小于或等于0.5mm/d。
2)满足工程对沉降、承载力的要求。
3)地基固结度达到设计要求的80%以上。
采用真空—堆载联合预压时,应先按真空预压的要求抽真空,当真空压力达到设计要求并稳定后,再进行堆载,并继续抽气。
4.粒料桩粒料桩可采用振冲置换法或振动沉管法成桩。
振冲置换法适用于处理十字板抗剪强度不小于15kPa的软土地基;振动沉管法适用于处理十字板抗剪强度不小于20kPa的软土地基。
(1)振冲置换法施工规定主要用振冲器、吊机或施工专用平车和水泵,将砂、碎石、砂砾、废渣等粒料按整平地面→振冲器就位对中→成孔→清孔→加料振密→关机停水→振冲器移位的施工工艺程序进行施工。
1)水的压力和流量调节强度较低的土层较低水压成孔过程中较大的水压和水量接近加固深度时降低水压振密过程中较小的水压和水量2)当振冲器达到设计的加固深度后,宜停留1min,然后将振冲器上提至孔口,提升速度宜为5~6m/min。
重复振冲下沉、提升两三次扩大孔径并使孔内泥浆变稀后,方可开始填料制桩。
3)往孔内倒入一次料后,应将振冲器沉入孔内对填料进行振密。
(2)振动沉管法施工规定施工宜采用振动打桩机和钢套管。
可采用一次拔管成桩法、逐步拔管成桩法和重复压管成桩法。
【扩充】振动沉管法施工工艺流程:测放桩位→桩机就位→沉管造孔到设计深度→填料(加满)→拔管振密→反插加料→加压成桩。
【例题8·单选】采用粒料桩处理软土地基时,其施工工艺程序为()。
A.整平地面→振冲器就位对中→成孔→清孔→加料振密→关机停水→振冲器移位B.整平地面→振冲器移位→振冲器就位对中→成孔→清孔→加料振密→关机停水C.整平地面→振冲器就位对中→振冲器移位→成孔→清孔→加料振密→关机停水D.整平地面→振冲器就位对中→振冲器移位→成孔→加料振密→清孔→关机停水答案:A。