土方路基施工機(jī)械化（28頁(yè)）

1、第三章土方路基施工機(jī)械化1土方路基施工機(jī)械化3-1 路基的概念一、斷面形式與基本技術(shù)要求 路基是路面的基礎(chǔ)，它與路面共同承受著運(yùn)行車(chē)輛的荷載，堅(jiān)實(shí)的路基是保證公路（鐵路）使用壽命的基本條件。路基按其斷面的挖填情況，有路堤、路塹和半挖半填路基。填方路基稱(chēng)為路堤。其填方高度不超過(guò)1米時(shí)，屬于矮路堤。矮路堤應(yīng)按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制最小填土高度，保證地下水及兩側(cè)溝渠積水不致浸濕路基，以免路基、路面受到破壞。填方高度大于68m的一般路基，邊坡要相應(yīng)放緩。填方高度大于12米的高路堤的浸水部分，邊坡應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)并進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。沿河路堤的浸水部分，邊坡應(yīng)放緩或加固，同時(shí)還可考慮設(shè)置寬度1.0m的平臺(tái)，稱(chēng)為護(hù)坡

2、道，以保證邊坡穩(wěn)定。 挖方路基稱(chēng)為路塹。路塹開(kāi)挖后破壞了原地層的天然狀況，它的穩(wěn)定性主要取決于地質(zhì)條件與挖方深度，并且集中表現(xiàn)在邊坡穩(wěn)定性上。地質(zhì)條件愈差，挖方愈深，則邊坡宜愈緩。 2第三章土方路基施工機(jī)械化3第三章土方路基施工機(jī)械化 路基必須滿足強(qiáng)度要求、具有足夠的穩(wěn)定性和水穩(wěn)性。 路基的強(qiáng)度是指受外荷載后抵抗變形的能力，一般要求路基在行車(chē)荷載作用下不發(fā)生超過(guò)允許的變形。 路基的穩(wěn)定性是指抵抗外力而不產(chǎn)生位移的能力。 路基的水穩(wěn)性是指路基在水的作用下，其強(qiáng)度不致顯著下降的能力。 二、路基寬度 路基寬度包括路面寬度和兩側(cè)路肩的寬度，而路面寬度是根據(jù)行車(chē)道數(shù)和每條道的寬度來(lái)定的。車(chē)道的寬度主要與

3、車(chē)輛的外形尺寸和行車(chē)速度有關(guān)。車(chē)速越高，汽車(chē)的橫向擺動(dòng)幅度越寬，行車(chē)道也應(yīng)越寬?？紤]到行車(chē)安全間隙，單車(chē)道路面寬一般為3.5m，雙車(chē)道路面寬度為67m。路肩是用來(lái)保護(hù)路面的，又可做停車(chē)和錯(cuò)車(chē)用。路肩的寬度與道路的等級(jí)有關(guān)，一般為0.752m。4第三章土方路基施工機(jī)械化5第三章土方路基施工機(jī)械化6第三章土方路基施工機(jī)械化三、路基高度 路基設(shè)計(jì)標(biāo)高，通常以路基邊緣為準(zhǔn)。在平曲線范圍內(nèi)設(shè)置超高時(shí)，仍以加寬前的路基邊緣為準(zhǔn)，不計(jì)超高和加寬所引起的變動(dòng)，而在施工標(biāo)高上予以折算。路中線的標(biāo)高（橫斷面圖上的設(shè)計(jì)高程），需加上路肩和路面拱度之高差。 沿河及受水浸淹的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高，一般應(yīng)高出按規(guī)定設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)

4、算水位0.5m，大中橋頭引道的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高，還需考慮壅水及波浪侵襲高度。高等級(jí)公路的路基設(shè)計(jì)洪水頻率為1/100。四、路基邊坡坡度 公路路基的邊坡坡度，習(xí)慣上是用邊坡高度與邊坡寬度之比值來(lái)表示，并取1。不同的路基斷面，其邊坡坡度主要取決于地質(zhì)、土類(lèi)與水文等自然因素。7第三章土方路基施工機(jī)械化8第三章土方路基施工機(jī)械化9第三章土方路基施工機(jī)械化五、路基排水系統(tǒng) 水是造成路基各種病害的主要原因。由于水的浸濕，常造成路基邊坡失穩(wěn)，路基沉陷、翻漿、路塹邊坡崩塌和滑坡等。為了保證路基經(jīng)常處于干燥狀態(tài)，必須有一個(gè)完整的排系統(tǒng)，以迅速排除地表水和地下水。 通常地表水的排除多采用邊溝、截水溝和排水溝等。 邊溝

5、的形式有梯形、三角形和方形。一般多用梯形，溝底寬和溝深不小于0.4m 。路塹溝的內(nèi)坡為：1 : 1 ，外邊坡與路塹邊坡相同。邊溝的縱向坡度一般不小于0.5 % ，每隔500m左右應(yīng)設(shè)出水口或涵洞，或用排水溝將水引出。為了攔截從山頂上流下來(lái)的水，以防沖壞邊坡和路基，應(yīng)設(shè)置截水溝。截水溝應(yīng)距挖方坡口米以外，以免溝內(nèi)滲水流到邊坡，危及邊坡安全。一般溝的底寬和溝深不小于0.5m ，溝內(nèi)應(yīng)適當(dāng)加固，以防水流沖刷。10第三章土方路基施工機(jī)械化 將邊溝和截水溝的水引出的溝稱(chēng)為排水溝。一般每隔500m ，設(shè)置一道排水溝，以免水過(guò)大而沖壞路基。其尺寸的大小應(yīng)根據(jù)水量的大小來(lái)決定。 六、護(hù)坡道 護(hù)坡道是保證路基邊

6、坡穩(wěn)定的一種措施。設(shè)置護(hù)坡道后，路堤的平均邊坡減緩，邊坡穩(wěn)定性有所提高。當(dāng)路肩邊緣與取土坑底的高差2 m 時(shí)，取土坑內(nèi)側(cè)坡頂可與路堤坡腳相銜接，并采用路堤邊坡坡度；當(dāng)高差2m 時(shí)，應(yīng)設(shè)置寬lm 的護(hù)坡道；當(dāng)高差6m 時(shí)，設(shè)置寬2m 的護(hù)坡道。在地質(zhì)和排水良好或經(jīng)濟(jì)作物、高產(chǎn)田等地段，若采取一定措施足以保證路基穩(wěn)定時(shí)，可不設(shè)護(hù)坡道。 七、路基壓實(shí)度 路基壓實(shí)度 是指土基壓實(shí)后的密實(shí)度與該種土室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)下最大密實(shí)度0之比。即k = / 0（小于1 . 0 ）。各種土的0值是在最佳含水量w0( % ）下，用規(guī)定的室內(nèi)試驗(yàn)方法測(cè)出的。11第三章土方路基施工機(jī)械化M 2 一2 路堤填筑材料的類(lèi)型與性質(zhì)

7、 路堤填筑，目前還是大量地依靠當(dāng)?shù)氐奶烊徊牧?土、砂、石等。從地質(zhì)學(xué)的角度來(lái)看，土壤是巖石風(fēng)化而成，因此土壤和巖石在工程上 統(tǒng)稱(chēng)為土。一、土按顆粒組成的分類(lèi)及其工程特征 2 mm以上的土粒組成，其顆粒間沒(méi)有粘結(jié)、透水性很強(qiáng)、壓縮性很小，基本沒(méi)有毛細(xì)力；0 . 05 -2mm的砂粒組成，其顆粒之間基本沒(méi)有粘結(jié)、透水性強(qiáng)、壓縮性小、毛細(xì)力隨顆粒的減小而增加；0 . 005 -0 . 05 mm的粉粒組成，其顆粒間有粘結(jié)力、失水后粘結(jié)力遞減，透水性弱、壓縮性較大；小于0 . 005 mm的粘土粒組成，有塑性和粘結(jié)力、失水后粘結(jié)力遞增、透水性極小、壓縮性很大。12第三章土方路基施工機(jī)械化二、土按開(kāi)挖難

8、易程度的分類(lèi)及其工程性質(zhì) 土分類(lèi)的另一方法是，按土石開(kāi)挖的難易程度進(jìn)行分類(lèi)。這種分類(lèi)方法對(duì)安排方和確定施工定額，有較大的實(shí)用意義。按土、石開(kāi)挖的難易程度進(jìn)行分類(lèi)又有6 級(jí)分類(lèi)和16 級(jí)分類(lèi)法，我國(guó)土石分級(jí)通常采用6 級(jí)分類(lèi)法，但有時(shí)在一些技術(shù)文獻(xiàn)中也能遇到16級(jí)分類(lèi)法。三、土壤的組成及工程性質(zhì) 土壤一般由固體顆粒（土粒）、空氣、水組成。 與施工有關(guān)的物理性質(zhì)有：空隙率、 含水量。力學(xué)性質(zhì)有：壓縮性、松散性 和自然坡度角。1 土的孔隙率（n ) ：孔隙率是土中孔隙 的總體積與土的總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表 示，即： n = V2 /V 100%13第三章土方路基施工機(jī)械化2 土的含水量，：是指土體中

9、含水的質(zhì)量與土體固體部分質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示，即： w m4/m1100 % 式中：ml 土粒質(zhì)量； m4 水的質(zhì)量。根據(jù)含水量不同，土可分為： 干燥土：含水量在5 以下，特點(diǎn)是不易壓實(shí)。濕潤(rùn)土：含水量在5 -30 之間，易開(kāi)挖且易壓實(shí)。潮濕土：含水量在30 以上，開(kāi)挖和壓實(shí)都不易，且施工機(jī)械運(yùn)行也 較 困難。由以上可知，土的含水量大小對(duì)其強(qiáng)度有很大影響，與機(jī)械的施工效率和質(zhì)量都有密切關(guān)系。3 土的壓縮性：土的壓縮性是指土在靜荷載的作用下，由于土粒的位移和孔隙中的水和氣體被擠出，從而使土的體積變小的性能。14第三章土方路基施工機(jī)械化 非粘性土與粘性土的壓縮性是不同的。非粘性土壓縮性的特點(diǎn)是，

10、在靜荷載作用下，壓縮性小，壓縮過(guò)程完成得很快，在振動(dòng)作用下很易壓實(shí)；粘性土壤由于它的孔隙多，而每個(gè)孔隙又小，因而壓縮性大，但壓縮過(guò)程進(jìn)行得很緩慢。4 土的自然坡度角：松散的土堆積成堆時(shí)，其表面自然形成一個(gè)坡面，這個(gè)坡面與地平面之間的夾角稱(chēng)為土的自然坡度角。這一角度的大小隨土的種類(lèi)、含水量的多少以及密實(shí)程度的不同而異，一般土的坡度約為30 一40 。5 土的松散性：自然狀態(tài)的土經(jīng)過(guò)開(kāi)挖后，其體積因土粒間的相互粘結(jié)受到了破壞而增大，這一特性稱(chēng)為土的松散性。通常以疏松系數(shù) K s 表示。它是開(kāi)挖后的土體體積和原土體積之比。15第三章土方路基施工機(jī)械化 2 一3 路基施工準(zhǔn)備 一、組織準(zhǔn)備 組織準(zhǔn)備是

11、從管理層面為保證路基施工機(jī)械化順利的進(jìn)行所做的準(zhǔn)備，工作內(nèi)容有： 1路基開(kāi)工前，施工單位在全面熟悉設(shè)計(jì)文件和技術(shù)交底的基礎(chǔ)上，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)和施工調(diào)查核對(duì)路線經(jīng)由地點(diǎn)、調(diào)研施工地區(qū)的氣象、水文、地貌等。 2明確施工期限，確定施工工藝實(shí)施方案和施工機(jī)械的組配方案，編制實(shí)施性的施工組織設(shè)計(jì)，報(bào)請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師或業(yè)主批準(zhǔn)，并及時(shí)提出開(kāi)工報(bào)告。重要項(xiàng)目還應(yīng)編制施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃。 3進(jìn)行人事構(gòu)架設(shè)計(jì)并建立相應(yīng)的規(guī)章制度。其中包括：人力配備各工作崗位所需人數(shù)及對(duì)各個(gè)崗位人員的素質(zhì)和工作能力的要求；構(gòu)架設(shè)計(jì)應(yīng)明確各單位(或部門(mén))之間的 隸屬關(guān)系；相應(yīng)規(guī)章制度機(jī)械的管理制度( 各類(lèi)機(jī)械設(shè)備的調(diào)度和操作制度 )，制定

12、施工技術(shù)安全措施等。 16第三章土方路基施工機(jī)械化 4設(shè)計(jì)和建立工程質(zhì)量保證體系。 施工質(zhì)量一定要絕對(duì)保證各道工序完全達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，絕對(duì)杜絕返工現(xiàn)象發(fā)生。因此，施工單位要保證施工各個(gè)工序?qū)嵤r(shí)，從材料的品質(zhì)，施工機(jī)械作業(yè)參數(shù)以及該工序結(jié)束時(shí)應(yīng)達(dá)到技術(shù)指標(biāo)等方面時(shí)時(shí)處處進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)督、評(píng)估和測(cè)試。完成這一任務(wù)所需的人力、檢測(cè)技術(shù)和儀器設(shè)備以及檢測(cè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等，便構(gòu)成了質(zhì)量保證體系。二、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備包括施工人員的生活安排計(jì)劃和場(chǎng)地準(zhǔn)備兩方面。其目的是確保施工有序地進(jìn)行，并在保證質(zhì)量和降低施工成本的前提下，做到文明生產(chǎn)。 1生活設(shè)施方面 修建生活和工程用房。生活用房主要是解決施工人員住宿問(wèn)題。

13、房舍類(lèi)型、各類(lèi)人員宿占房面積、房舍標(biāo)準(zhǔn)（內(nèi)部是否設(shè)置降溫、取暖設(shè)備）等幾個(gè)方面是應(yīng)考慮的具體問(wèn)題。修生活用房的同時(shí)，也應(yīng)著手建造施工工地辦公用房。17第三章土方路基施工機(jī)械化 生活方面還應(yīng)安排施工人員的膳食。其中包括伙食標(biāo)準(zhǔn)、用餐制度及收費(fèi)辦法等。 2解決電力和水的供應(yīng)問(wèn)題 電力和水的需要量不要僅僅考慮生活所需，要與各個(gè)施工階段的生產(chǎn)所需結(jié)合起來(lái)，通盤(pán)考慮解決。 3解決通訊、通郵、通勤車(chē)輛和生活服務(wù)用車(chē) 施工單位流動(dòng)性大，施工單位應(yīng)到施工所在地的郵政部門(mén)辦理通郵關(guān)系，通過(guò)郵政系統(tǒng)獲得暢通的郵件、資金、貨物郵遞。 通常施工單位應(yīng)配備通勤車(chē)輛接送施工人員。，有時(shí)工地用午餐或夜班加班用餐也在工地，食

14、堂也需到市場(chǎng)采購(gòu)蔬菜等原料，因此需 備生活服務(wù)用車(chē)（ 買(mǎi)菜、送飯 ）。 4場(chǎng)地準(zhǔn)備 道路工程用地包括道路用地和施工用地。 道路用地是道路本身所占土地，道路建成后這部分土地已不能再作農(nóng)田使用；18第三章土方路基施工機(jī)械化 施工用地是施工過(guò)程中由于工藝的需要臨時(shí)占用的土地，道路建成后仍可恢復(fù)耕作。包括施工單位在施工期間的機(jī)械停放場(chǎng)地、保修場(chǎng)地以及修建臨時(shí)施工道路所占用的土地。 道路用地由業(yè)主（代表國(guó)家部門(mén)）征用。施工單位可根據(jù)施工需要提出臨時(shí)用地計(jì)劃并繪制平面圖及用地劃界表，辦理拆遷和臨時(shí)占用土地手續(xù)。5修建臨時(shí)施工道路 臨時(shí)施工道路修建原則是： (1)以項(xiàng)目經(jīng)理部為中心，做到內(nèi)外交通方便，道路能

15、以最短的距離 到達(dá)主體工程施工場(chǎng)所并與社會(huì)已有的主干道路相連。 (2)充分利用原有道路；若原有道路不能滿足施工機(jī)械車(chē)輛的通行要 求，應(yīng)盡量在原有道路上改進(jìn)，以節(jié)約土地、資金和時(shí)間。 (3)臨時(shí)施工道路應(yīng)盡量避開(kāi)洼塘土地和河流，不建或少建臨時(shí)橋梁。 19第三章土方路基施工機(jī)械化(4)臨時(shí)施工道路按簡(jiǎn)易公路技術(shù)要求修建，其具體的標(biāo)準(zhǔn)是： 設(shè)計(jì)車(chē)速20kmh； 路基寬度：雙車(chē)道66.5m，單車(chē)道4.45m，困難地段3 .5m： 路面寬度：雙車(chē)道55.5m，單車(chē)道33.5m； 最大縱坡度：平原區(qū)6，丘陵區(qū)8，重山區(qū)11%. 橋面寬度：木橋44.5m； 橋涵載質(zhì)量等級(jí)：木橋涵7.810.4t。三、路基基

16、底處理1路基用地范圍內(nèi)的樹(shù)木、灌木叢等均應(yīng)在施工前砍伐或移植清理。2. 路堤范圍內(nèi)，原有的坑、洞、墓穴等，應(yīng)當(dāng)用原地土回填、并壓實(shí)或夯實(shí)。3. 路基基底為耕地或松土?xí)r，應(yīng)先清除有機(jī)土、種植土，平整后壓實(shí)。20第三章土方路基施工機(jī)械化 4. 加寬舊路堤時(shí)，所用填土宜與舊路相同或選用透水性較好的土，清 除地基上的雜草，并沿舊路邊坡挖成向內(nèi)傾斜的臺(tái)階，臺(tái)階寬度應(yīng) 不小于 l m。 5. 當(dāng)路堤穩(wěn)定性受到地下水位影響時(shí)，應(yīng)在路堤底部填以水穩(wěn)性?xún)?yōu) 良、不易風(fēng)化的砂、砂礫、碎石等材料或采用無(wú)機(jī)結(jié)合料（生石 灰、水泥等固化材料）進(jìn)行加固處理，使基底形成水穩(wěn)性好，厚約 30cm 的穩(wěn)定層或設(shè)置隔離層。 6 對(duì)

17、于淤泥基底（稻田、水坑等），應(yīng)抽干水，挖除淤泥，露出新 土，或者采用墊石擠淤法，將淤泥擠出路外。 7 遇有路基經(jīng)由泉眼處，采用砌池，造蓋，挖暗溝作為長(zhǎng)期水道，將 泉水排出路外。 8 泥沼地帶基底處理工作。21第三章土方路基施工機(jī)械化四、填筑用土的土源準(zhǔn)備 1 填筑用土優(yōu)先考慮以挖作填，即從路塹處開(kāi)挖的棄土用于鄰近路堤 的填筑用土。少占了農(nóng)田，這在經(jīng)濟(jì)上是合理的。 2 在路線兩側(cè)的取土坑取土，取土坑應(yīng)設(shè)計(jì)有規(guī)定的位置，要根據(jù)地 形、土質(zhì)和施工等，選用合適的方法取土。 3 當(dāng)設(shè)計(jì)未規(guī)定取土坑位置或規(guī)定的取土坑的貯土量不能滿足要求需 另尋土源時(shí)線外設(shè)置集中取土坑（場(chǎng)）取土，但其土質(zhì)應(yīng)符合填筑 路堤的

18、技術(shù)要求，同時(shí)考慮土方運(yùn)相濟(jì)合理性 。 4 填筑用土通常不用腐殖土、沼澤淤泥和含鹽堿成分過(guò)高的鹽漬土， 不得已情況下 用淤泥作填料時(shí)，應(yīng)將淤泥曬干并粉碎，然后再分層 夯填。 22第三章土方路基施工機(jī)械化 2 一4 路基壓實(shí)機(jī)理與路堤填筑作業(yè)規(guī)劃一、路基壓實(shí)的機(jī)理1 壓實(shí)的本質(zhì)和意義 壓實(shí)是用人工（不是天然）方法，使土體在壓力作用下，克服土粒間的內(nèi)聚力和摩擦力，破壞原有結(jié)構(gòu)，使固體顆粒重新排列， 大顆粒之間的間隙被小顆粒所填充，變成密實(shí)狀態(tài)， 達(dá)到新的平衡。 壓實(shí)的意義在于提高土壤的密實(shí)度（干容重），從而增強(qiáng)路基強(qiáng)度和水穩(wěn)性。 土壤的密實(shí)度（干容重）是指單位體積土體內(nèi)的干土粒的質(zhì)量（g/cm 時(shí)

19、），不包括土中水分的質(zhì)量。 水穩(wěn)性是指路基抵御水的侵害的能力。 水對(duì)土壤路基的侵害形式有兩種：浸泡和凍融。浸泡會(huì)使土壤變得松軟，強(qiáng)度降低；凍融是指含在顆粒間的水當(dāng)溫度低于0 時(shí)結(jié)冰，相同質(zhì)量的水結(jié)冰后，固態(tài)下體積大于液態(tài)的體積，即所謂“冰膨”。冰膨使土體中顆粒間的距離變大。當(dāng)溫度高于0 后，冰變成水，然后會(huì)從土體中蒸發(fā)掉，因此使土體變成疏松狀態(tài)，從而降低了強(qiáng)度。 23第三章土方路基施工機(jī)械化2 土壤的壓實(shí)特性 1）壓實(shí)作用深度 壓實(shí)土層的密實(shí)度隨深度遞減，通常表面50mm的密實(shí)度最高?！胺?層填筑、分層壓實(shí)” a ）壓實(shí)重量不變時(shí)，壓實(shí)作用深度與土質(zhì)有關(guān)：粘土有效壓實(shí)深度大 于砂土。 b）同樣

20、土質(zhì)條件下，有效壓實(shí)深度與壓實(shí)質(zhì)量有關(guān)：大噸位的壓路機(jī) 有效壓實(shí)深度較大。 c ）同噸位的壓路機(jī)，壓實(shí)同類(lèi)型的土壤，有效壓實(shí)深度與壓路機(jī)的作 用模式有關(guān)，振動(dòng)狀態(tài)的有效壓實(shí)深度大于靜力光面滾壓。 2）壓實(shí)土層的密實(shí)度與土體的含水量有關(guān) 含水量太大或太小都會(huì)對(duì)壓實(shí)過(guò)程產(chǎn)生不良的影響。 最佳含水量W0： 能使土體在同樣壓實(shí)條件下達(dá)到最大密實(shí)度的含水量。 自然狀態(tài)下的土多數(shù)接近最佳含水量，要及時(shí)碾壓。24第三章土方路基施工機(jī)械化3）壓實(shí)遍數(shù)的有限性 土壤的含水量一定，壓實(shí)質(zhì)量不變的前提下，土體的密實(shí)度與壓實(shí)遍數(shù)n的函數(shù)關(guān)系= f (n) 是一個(gè)增函數(shù)，但其增長(zhǎng)速率越來(lái)越小。當(dāng)n接近10時(shí)，不再增加。 用某噸位的壓路機(jī)對(duì)路基碾壓，壓實(shí)遍數(shù)接近10遍，壓實(shí)密實(shí)度仍然達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要立即換用具有更佳效果的壓路機(jī)。4）壓實(shí)作用強(qiáng)度的有限性 土壤在含水量和碾壓遍數(shù)不變的情況下，壓實(shí)土層的密實(shí)度隨壓實(shí)質(zhì)量的增加而增加；但作用壓強(qiáng)超過(guò)土體強(qiáng)度時(shí)，密實(shí)度不但不會(huì)增加，反而由于土體結(jié)構(gòu)將會(huì)破壞，使土體變得松散。3、路基壓實(shí)標(biāo)