浅析路基土\石方开挖处理方法在公路施工中的应用

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  1 路基土石方工程施工
   路基土石方工程概况
   南宁至武鸣城市大道位于南宁市区北部,南宁市区与武鸣县之间,为城市主干路,是南宁市与武鸣县的重要通道,尾燕岭至双桥段,全长约17.385公里。本工程为旧路扩建工程,基本上是在旧二级公路基础上进行改造。道路沿线多为山岭区,道路经过山岭区挖方较多,且边坡高差较大,而且沿线山体多为石质山体,道路施工时开挖较困难。地上线路主要有高低压线、电讯线路,沿着旧南武二级公路西侧有一条地下国防光缆。
   本标段路基填方共约352万m3,挖方共约483万m3(其中挖石方165万m3),土石方施工以机械化施工为主。
  2 路基挖方
   土方、软石开挖采用人工配合挖掘机、推土机开挖;次坚石、坚石采用爆破法开挖。严格按照设计开挖线开挖,并按照“及时防护,及时支挡”的原则施工。
   Ⅰ 总体施工方案
   ①放路堑边桩前应测出原地面程,根据标高以逐步接近法定出边桩的准确位置。开挖时边坡要随挖随刷,开挖过程中要基本保持底面纵坡与线路纵坡一致,做好临时排水,严禁路堑内积水,以防止粘土及软弱岩层浸泡过久造成边坡坍滑。 ②填挖交界处的天沟、侧沟的出水口朝向路基外侧,并成25°~45°角,以防止流水冲刷边坡和坡脚。路堑土石方完成后立即做侧沟,并按要求进行铺砌。
  较深路堑处应分层开挖及时防护。根据土岩特性、岩层方向开始向下按设计坡度刷下,并及时防护,严禁长时间暴露,防止边坡坍塌。
  ④路堑防护工程必须严格按照施工规范和设计要求施工,路堑成型一段,防护一段。在防护设施的施工中,必须确保施工尺寸、泄水孔位置和反滤层的质量。
   Ⅱ 路堑土方开挖
   土方开挖采用机械施工为主,挖土施工采用挖土机、装载机、挖掘机进行挖装,自卸汽车运输至填方区,土方开挖尽量避开雨季施工。施工时分段进行,每段自上而下分层开挖,并及时用人工配合整刷边坡,对不便于机械施工的地段,采用人工施工。
   Ⅲ 路堑石方开挖
  基本情况及施工方案
   路堑石方采用松动爆破,边坡坡面光面爆破的施工方案。配置以潜孔钻机为主。移动式内燃空压机供风,风动凿岩机进行钻孔为辅。石方运距在80m内时,采用推土机调运;在80m以上时,采用挖掘机、装载机配合自卸汽车运送石方。
  施工方法
   对无法采用挖掘机和大马力推土机开挖的石质路堑,采用梯段松动控制爆破方法施工,靠近边坡预留光爆层,实施光面爆破。路基面和侧沟采用浅孔控制爆破的方法施工。
   ①对于开挖深度大于5.0m,且石方数量较大的爆破地段,采用小型潜孔钻机钻孔,采用梯段松动控制爆破。
   ②对于开挖深度小于5.0m,且石方数量较小的爆破地段,采用风钻钻孔,采用梯段松动控制爆破。
   ③到最底层2.0m时,均用风钻钻孔进行爆破,并严格控制钻孔深度和孔底标高,适当缩小孔距和排距,采用逐排微差起爆方法。
   对于爆破时影响旧有2级公路通行的山体采用控制爆破方案。
   Ⅳ 路基开挖施工工艺
  
  
   ⑴ 填筑试验段
   在路堤填筑前,选取各种土样,进行土工试验,取得相关参数,在现场选取200m作为试验路段,根据所选填料确定碾压机械设备组合、松铺厚度、施工控制含水量、碾压遍数及碾压速度等一系列最佳的填筑施工工艺参数,以指导路基土的压实施工。路基填筑严格按照“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺流程组织施工。三阶段为准备阶段、施工阶段、整修验收阶段;四区段是“填料、平整、碾压、检测”区段即:填、平、压、检;八流程是:施工准备测量放线、基底处理、分层填筑、摊铺平整、碾压夯实、检验签证、路面整形、边坡整修。路堤采用推土机摊铺、平地机整平、重型振动压路机碾压密实。
   ⑵ 填土路基施工
   ① 基底处理
   路基填筑前,先清理原地表的树根、草皮等杂物,并将坑穴、水池等先行回填压实。在构造物施工前对路基填土高度大于5m的路段原地面可采用YCT-20型冲击式压路机冲击碾压3遍。如原地面土质较松软,含水量大不易压实时,考虑晾晒或掺石灰处理。基底需处理的路段按设计执行,在开工后尽快处理结束,为下一步工序创造条件。
   ②填筑
   土石方运输用自卸汽车;推土机粗平,平地机精平;重型振动压路机压实。对地下水位较高、地表土含水量较大的软弱路段进行压实时按照先轻后重的原则,且不宜使用振动压路机压实。
   ⑶ 施工控制与质量检验
   每填一层土都要按要求进行检测并签认。路基压实采用重型击实标准。路基填方施工拟采用挖掘机取土,自卸车运输、推土机分层平行摊铺、平地机精平,振动压路机分层压实的方法进行。在填筑之前,先按规范对路堤填料的各项技术指标进行试验,确定合格的路堤填料并进行试验路施工后,经监理工程师批准,方进行大面积填筑施工。
   路基土方的碾压应在最佳含水量的±2%内进行,压实标准为: 填方路基路床顶面以下深度0~80cm压实度≥96%,80cm以下压实度≥94%;挖方路段路槽底面以下0~30cm压实度≥96%,不满足要求的应换填。
  3.2石方填筑
   石方填筑采用推土机铺填,土石方均采用振动压路机碾压,最终达到技术规范要求的密实度。
   填石路堤是利用开采的石料填筑路堤,它与一般填土路堤不同,主要是石料粒径大,强度高,填筑和压实都有特殊要求。
   Ⅰ 施工方法
  ①恢复路基中线,并加密中桩,测标高,放出坡脚桩,桩上注明桩号,标上填筑高度。
  ②清除填方范围内的草皮,树根,淤泥,积水,并平整压实经监理工程师认可,实测填前标高后,方可进行填石路基施工。
  ③填石路堤的石料强度不应小于15Mpa(用于护坡的不应小于20Mpa)。填石路堤石料径最大不宜超过层厚的2/3。
  ④填石路堤应分层填筑,分层压实。路堤填筑在全路宽内进行。当填料中石料超过70%时,采用人工配合机械铺填,即先铺大石块,且大面超下,摆放平稳,再铺小块石料,用石碴或石屑嵌缝找平。当填料中石料含量小于70%时,采用推土机铺填,每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定,厚度不超过40cm。填筑顺序为,先低后高,先两侧后中央。卸下的土石混料用推土机整平。
  ⑤填石路堤倾填前,路堤边坡坡脚应用粒径大于30m的硬质石料码砌。填石路堤高度小于或等于6m时,其码砌厚度不应小于1m;当高度大于6m时,码砌厚度不应小于2m。
  ⑥逐层填筑时,应安排好石料运输路线,专人指挥,按水平分层,先低后高,先两侧后中央卸料,并用大型推土机摊平。个别不平处应配合人工用细石块,石屑找平。
   Ⅱ 土石及高填方路堤的压实
  ①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石路堤,应按前述填土路堤的方法和要求进行。
  ②高填方路堤:高填方路堤的基底承受路堤土本身的荷载很大,因此对基底应进行场地清理,并按照设计要求的基底承压强度进行压实,设计无要求时,基底的压实度不应小于90%。当地基松软仅依靠对原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。当基底处于陡峻山坡上或谷底时,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20t以上的振动压路机碾压。
  3.3土石方混填
   土石混填路堤是指利用卵石土、块石土等天然土石混合材料填筑而成的路堤。
   石块的粒度的限制:天然土混合料中所含石块强度大于20MPa时,石块的最大粒度不得超过压实层厚的2/3。
   分层填筑厚度:土石混填路堤必须分层填筑,逐层压实。分层填筑的填筑厚度一般不超過40cm。
   压实后渗水性差异较大的土石混合料分层或分段填筑,不宜纵向分幅填筑。如确需纵向分幅填筑,须将压实后渗水良好的土石混合料填筑于路堤两侧。
  土石混合料路堤的压实度采用灌砂法检测。
  3.4路基填筑施工流程图
  
  
  4 路基膨胀土换填及清淤换填施工
   挖方路基处于膨胀土路段时,设计采用换填法,即换填符合路基填料要求的80厘米厚硬土。
   清淤换填路基是属于浅层不良软土路基处理,全线清淤换填硬土、片石或合乎设计要求的其他填料。其施工方法如下:
  ①清淤及清除膨胀土换填前,先将该路段内的水全部排干,并让其充分晾晒。
  ②拟采用挖掘机开挖,汽车运输至指定弃土场弃土。对于结构物基础及路基淤泥清除干净后,要及时采取开挖临时排水沟或抽水机抽水等措施将基底渗水排除,并让地基进行充分晾晒,以有利于材料的回填和压实。
  ③路基的清淤换填材料及膨胀土路段的换填材料要按设计要求进行,施工时要确保材料质量、回填范围尺寸和压实度等技术指标满足设计与规范要求。
  ④路基换填施工应分层填筑,其压实方式采用路基填筑的方法进行。
  5结 语
  公路施工中,一些常见的路基路面问题是影响公路运营及安全的重大问题;如何把当前先进的施工工艺与方法运用到公路施工中,是解决这些常见问题的关键,也是进—步提高公路工程质量、推进公路快速发展的有效途径。总之,公路工程施工过程中必须思想上重视、管理上及时、技术上合理、措施上得力,建设、设计、监理、施工各方面、各环节分工合理、层层把关才能使工程施工更优更快的进展,才能建成精品工程。
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