1.2 城镇道路路基施工
1.2.1 地下水控制
1.地下水分类与水土作用
1)地下水分类'
(1)毛细水可在毛细作用下逆重力方向上升一定高度,在0℃以下仍能移动、积聚,发生冻胀。
(2)从工程地质的角度,根据地下水的埋藏条件又可将地下水分为上层滞水、潜水、承压水。上层滞水分布范围有限,但接近地表,水位受气候、季节影响大,大幅度的水位变化会给工程施工带来困难。潜水分布广,与道路等市政公用工程关系密切。在干旱和半干旱的平原地区,若潜水的矿化度较高且埋藏较浅,应注意土的盐渍化。由于盐渍土可使路基盐胀和吸湿软化,所以路基施工时要做好排水工作,并采用隔离层等措施。承压水存在于地下两个隔水层之间,具有一定的水头高度,一般需注意其向上的排泄,即对潜水和地表水的补给或以上升泉的形式出露。
2)水土作用
(1)工程实践表明:在对道路路基施工、运行与维护造成危害的诸多因素中,影响最大、最持久的是地下水。水与土体相互作用,可以使土体的强度和稳定性降低,导致路基或地下构筑物周围土体软化,并可能产生滑坡、沉陷、潜蚀、管涌、冻胀、翻浆等危害。
(2)道路沿线地表水积水及排泄方式、邻近河道洪水位和常水位的变化,也会造成路基产生滑坡、沉陷、冻胀、翻浆等危害。
(3)地下水位和地下水的运动规律,其他形式的水文和水文地质因素对路基或其他构筑物基础的稳定性有影响,也是影响主体结构安全和运行安全的重要因素。
2.地下水和地表水的控制
1)路基排水
路基排水分为地面和地下两类。一般情况下可以通过设置各种管渠、地下排水构筑物等办法达到迅速排水的目的。在有地下水或地表水水流危害路基边坡稳定时,可设置渗沟或截水沟。边坡较陡或可能受到流水冲刷时,可设置各种类型的护坡、护墙等。
2)路基隔(截)水
(1)地下水位接近或高于路床标高时,应设置暗沟、渗沟或其他设施,以排除或截断地下水流,降低地下水位。
(2)地下水位或地面积水水位较高,路基处于过湿状态或强度与稳定性不符合要求的潮湿状态时,可设置隔离层或采取疏干等措施。可采用土工织物、塑料板等材料疏干或采取超载预压手段提升承载能力与稳定性。
3)基层与路面排水
(1)基层施工中严格控制细颗粒含量,在潮湿路段应采用水稳定性好且透水的基层。对于冻深较大的季节性冻土地区,应采取预防冻胀和翻浆的具体措施。
(2)面层结构除满足设计要求外,应考虑地表水的排放,防止地表水渗入基层,且其总厚度要满足防冻层厚度的要求,避免路基出现较厚的聚冰带导致路面开裂和过大的不均匀冻胀。如果面层厚度不足,可用水稳定性好的砂砾料或隔温性好的材料设置垫层。
4)附属构筑物防水
(1)过街支管与检查井接合部应采取密封措施,防止渗漏水造成路面早期塌陷。
(2)管道与检查井、雨水口周围回填压实要达到设计要求和规范相关规定,防止地表水渗入造成道路破坏。
1.2.2 特殊路基处理
2.常用路基土的主要性能参数:
1)含水量
土中水的质量与干土粒质量之比。
2)天然密度
土的单位体积的质量。
3)孔隙比
土的孔隙体积与土粒体积之比。
4)孔隙率
土的孔隙体积与土的体积之比。
5)塑限
土由可塑状态转为半固体状态时的界限含水量为塑性下限,称为塑性界限,简称塑性。
6)液限
土由可塑状态转为流体状态时的界限含水量为液性上限,称为液性界限,简称液性。
7)塑性指数
<0坚硬、半坚硬状态,0≤<0.5 硬塑状态,0.5 ≤<1.0软塑状态,≥1.0流塑状态。
3.不良土质路基处理
1)不良士质路基处理的分类按路基处理的作用机理,大致分为:土质改良、土的置换、土的补强三类。土质改良是指用机械(力学)、化学、电、热等手段增加路基土的密度,或使路基土固结,这一方法是尽可能地利用原有路基。土的置换是将软土层换填为良质土如砂垫层等。土的补强是采用薄膜、绳网、板桩等约束住路基土,或者在土中放入抗拉强度高的补强材料形成复合路基以加强和改善路基土的剪切特性。
3)路基处理常用的方法
考虑到城镇道路地下管线众多、环境、土方资源、工程费用等因素,常用方法如下:
(1)路基土方掺灰、好土等改良。
(2)路基土方换填处理(土方、石方、石灰土、水泥土、碎石土、级配碎石等)。
(3)路基加铺土工格栅、土工布等补强处理。
(4)抛石挤淤。
(5)路基打石灰桩挤密土方固化土方处理。
(6)路基堆载预压和加强压实。
1.2.3 城镇道路路基施工技术
1.路基施工特点与程序
1)施工特点
(1)城市道路路基工程施工处于露天作业,受自然条件影响大;在工程施工区域内的专业类型多、结构物多、各专业管线纵横交错;专业之间及社会之间配合工作多、干扰多,导致施工变化多。尤其是旧路改造工程,交通压力极大,地下管线复杂,行车安全、行人安全及树木、构筑物等保护要求高。
(2)路基施工以机械作业为主,人工配合为辅;人工配合土方作业时,必须设专人指挥;采用流水或分段平行作业方式。
2)施工项目
城镇道路路基工程包括路基(路床、路堤)的土(石)方、相关的项目有涵洞、挡土墙、路肩、边坡防护、排水边沟、急流槽、各类管线等
3)基本流程
(1)准备工作
①按照交通管理部门批准的交通导行方案设置围挡,导行临时交通。
②开工前,施工项目技术负责人应依据获准的施工方案向施工人员进行技术安全交底,强调工程难点、技术要点、安全措施。使作业人员掌握要点,明确责任。
③对已知的测量控制点进行闭合加密,建立测量控制网,再进行施工控制桩放线测量,恢复中线,补钉转角桩、路两侧外边桩等。
④施工前,应根据工程地质勘察报告,对路基土进行天然含水量、液限、塑限、标准击实、CBR试验,必要时应做颗粒分析、有机质含量、易溶盐含量、冻胀和膨胀量等试验。
(2)地下管线及附属构筑物施工和保护
①地下管线、涵洞(管)等构筑物是城镇道路路基工程中必不可少的组成部分,涵洞(管)等构筑物可与路基(土方)同时进行,但新建的地下管线施工必须遵循“先地下、后地上”“先深后浅”的原则。
②既有地下管线等构筑物的拆改、加固保护。
③修筑地表水和地下水的排除设施,为后续的土、石方工程施工创造条件。
(3)路基(土、石方)施工
开挖路堑、填筑路堤、整平路基、压实路基、修整路床,修建防护工程等。
2.路基施工要点
1)填土路基
(1)排除原地面积水,清除树根、杂草、淤泥等。应妥善处理坟坑、井穴、树根坑的坑槽,分层填实至原地面高。
(2)填方段内应事先找平,当地面横向坡度陡于1:5时,需修成台阶形式,每层台阶高度不宜大于300mm,宽度不应小于1.0m。
(3)根据测量中心线桩和下坡脚桩,分层填土、压实。
(4)碾压前检查铺筑土层的宽度、厚度及含水量,合格后即可碾压,碾压遵循“先轻后重”原则,最后碾压应采用不小于12t级的压路机。
(5)填方高度内的管涵顶面填土500mm以上才能用压路机碾压。
(6)路基填方高度应按设计标高增加预沉量值。填土至最后一层时,应按设计断面,高程控制填土厚度并及时碾压修整。
(7)性质不同的填料应分类、分层填筑、压实;路基高边坡施工应制定专项施工方案。
2)挖土路基
(1)路基施工前,应将现况地面上积水排除、疏干,将树根坑、坟坑、井穴等部位进行技术处理。
(2)根据测量中线和边桩开挖。
(3)挖土时应自上向下分层开挖,严禁掏洞开挖。机械开挖时,必须避开构筑物、管线,在距管道边1m范围内应采用人工开挖;在距直埋缆线2m范围内必须采用人工开挖。挖方段不得超挖,应留有碾压到设计标高的压实量。
(4)压路机不小于12t级,碾压应自路两边向路中心进行,直至表面无明显轮迹为止。
(5)碾压时,应视土的干湿程度而采取洒水或换土、晾晒等措施。
(6)过街雨水支管沟槽及检查井周围应用石灰土、石灰粉煤灰砂砾或设计要求的材料填实。
3)石方路基
(1)修筑填石路堤应进行地表清理,先码砌边部,然后逐层水平填筑石料,确保边坡稳定。
(2)先修筑试验段,以确定松铺厚度、压实机具组合、压实遍数及沉降差等施工参数。
(3)填石路堤宜选用12t以上的振动压路机、25t以上轮胎压路机或2.5t的夯锤压(夯)实。
(4)路基范围内管线、构筑物四周的沟槽宜回填土料。
3.路基压实作业要点
城市道路路基压实作业要点主要应掌握:依据工程的实际情况,合理调节压实机具、压实方法与压实厚度三者的关系,达到所要求的压实密度。
1)路基材料与填筑
(1)材料要求
②不应使用淤泥、沼泽土、泥炭土、冻土、有机土及含生活垃圾的土做路基填料,填土内不得含有草、树根等杂物,粒径超过 100mm 的土块应打碎。
(2)填筑要求
①填土应分层进行。下层填土合格后,方可进行上层填筑。路基填土宽度应比设计宽度每侧宽500mm。
②对过湿士翻松、晾干、或对过干土均匀加水,使其含水量在最佳含水量范围之内。
2)路基压实施工要点
(1)试验段
①在正式进行路基压实前,有条件时应做试验段,以便取得路基施工相关的技术参数。
②试验目的主要有:
a.确定路基预沉量值。
b.合理选用压实机具。选用机具考虑因素有道路不同等级、工程量大小、地质条件、作业环境和工期要求等。
C.按压实度要求,确定压实遍数。
d.确定路基宽度内每层虚铺厚度。
E.根据土的类型、湿度、设备及场地条件,选择压实方式。
(2)路基下管道回填与压实
①管顶以上50cm范围内应采用轻型压实机具。
②当管道结构顶面至路床的覆土厚度不大于50cm 时,应对管道结构进行加固。
③当管道结构顶面至路床的覆土厚度在50~80cm时,路基压实时应对管道结构采取保护或加固措施。
(3)路基压实
①压实方法(式):分为重力压实(静压)和振动压实两种。
②土质路基压实应遵循的原则:“先轻后重、先静后振、先低后高、先慢后快,轮迹重叠。”压路机最快速度不宜超过 4km/h。
③碾压应从路基边缘向中央进行,压路机轮外缘距路基边应保持安全距离。
④碾压不到的部位应采用小型夯压机夯实,防止漏夯,要求夯击面积重叠1/4~1/3。
