5.3.1 土质路基施工方法
土质路基的挖填,首先应做好施工排水,包括开挖底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。对路基填筑范围内的地表障碍物,应事先予以拆除。
1.填方路基施工
1)基底的处理
为使填筑在天然地面上的路堤与原地面紧密结合,以保证填筑后的路堤不致产生沿基底的滑动和过大变形,在填筑路堤前,应根据基底的土质、水文、坡度、植被和填土高度采取一定措施对基底进行相应处理。
(1)当基底为松土或耕地时,应先将原地面压实后再填筑。当基底原状土的强度不符合要求时,应进行换填处理,换填深度不得小于30 cm,并分层压实。当路线经过水田、洼地和池塘时,应根据实际情况采取疏干、挖除淤泥、换填、桩基础、抛石挤淤等措施进行处理后方能填筑。
(2)当基底土密实稳定,且地面横坡缓于1∶10,填方高度大于0.5 m时,基底可不处理;在路堤填方低于0.5 m的地段,应清除原地表杂草。当地面横坡为1∶10~1∶5时,应清除地表草皮杂物再进行填筑;当地面横坡陡于1∶5时,消除草皮杂物后还应将原地面挖成不小于1 m的台阶,台阶向内设置坡度为2%~4%的倒坡。
2)路堤填料的选择
路堤填筑不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐殖质的土作为填料。路堤通常是就近利用沿线土石作为填筑材料,选择填料时应尽可能选择当地强度高、稳定性好并利于施工的土石。一般情况下,碎石、卵石、砾石、粗砂等,都具有良好透水性且强度高、稳定性好,因此可优先采用。粉质砂土、粉质黏土等经压实后也具有足够的强度,故也可以采用。粉性土水稳性差,不宜作路堤填料;重黏土、黏性土、捣碎后的植物土等由于透水性差,作路堤填料时应慎重采用。
3)填土路堤施工
路堤填筑分为分层填筑法、竖向填筑法和混合填筑法三种方法。
(1)分层填筑法。路堤填筑必须考虑不同的土质,从原地面逐层填起并分层压实,每层填土的厚度可以按照压实机具的有效压实深度和压实度确定。分层填筑法又可分为水平分层填筑和纵坡分层填筑两种。
①水平分层填筑是常用的一种填筑方法。填筑时按照横断面全宽分成水平层次,逐层向上填筑,如原地面不平,应由最低分层填起,每填一层,经过压实符合规定要求之后,再填上一层,依次循环进行直至达到设计高程。
②纵向分层填筑宜于用推土机从路堑取土填筑距离较短的路堤,依纵坡方向分层,逐层向上填筑。原地面纵坡大于12%的地段常采取此法。
(2)竖向填筑法。竖向填筑法是从路基一端或两端同时按照横断面的全部高度,逐步推进填筑,仅用于无法自下而上填筑的深谷、陡坡、断岩、泥沼等运土和机械无法进场的路堤。竖向填筑因填土过厚不易压实,施工时须采取必要的技术措施:选用振动式或夯实式压实机械;选用沉陷量较小、透水性较好及颗粒粒径均匀的砂石材料或附近开挖路堑的废石方,并一次填足路堤全宽度;暂时不修建较高级的路面,容许短期内自然沉落。
(3)混合填筑法。混合填筑法是在深谷陡坡地段填筑路堤的一种方法,即在路堤下层竖向填筑,上层水平分层填筑,使上部填土经分层压实获得需要的压实度。混合填筑法适用于因地形限制或填筑堤身较高,不宜采用水平分层法和竖向填筑法自始至终进行填筑的情况。混合填筑法可以单机作业,也可以多机作业,一般沿线路分段进行,每段距离以20~40 m为宜,多用于地势平坦,或两侧有可利用的山地土场的场合。
4)施工注意事项
在高等级公路施工中采用不同土质填筑路堤,是十分常见的,若将不同性质的土任意混填,会造成路基病害,因此,必须注意下列几点。
(1)同土质应分层填筑,层次应尽量减少,每层总厚度最好不小于0.5 m,不得混杂乱填,以免形成水囊或滑动面。
(2)透水性差的土填筑在下层时,其表面应做成一定的横坡(一般为双向4%的横坡),以保证来自上层透水性填土的水分及时排出。
(3)为保证水分蒸发和排除,路堤不宜被透水性差的土层封闭,也不要覆盖在透水性较大的土所填筑的下层边坡上。
(4)根据强度与稳定性要求,合理安排不同土质的层位。不因潮湿及冻融而使其体积变化的优良土应填在上层,强度(形变模量)较小的土应填在下层。
(5)为防止相邻两段用不同土质填筑的路堤在交接处发生不均匀变形,交接处应做成斜面,并将透水性差的土填在斜面的下部。
(6)若填方分几个作业段施工,两段交接处不在同一时间填筑,则先填地段应按照1∶1坡度分层留台阶;若两个地段同时填筑,则应分层相互交叠衔接,其搭接长度不得小于2 m。
2.挖方路基施工
路堑开挖前应做好截水沟,并视土质情况做好防渗工作。土方开挖不论工程量大小、开挖深度如何,均应该自上而下进行,不得乱挖超挖。严禁掏洞取土挖“神仙土”。土质路堑的开挖,根据路堑深度和纵向长度不同,其施工方法有横挖法、纵挖法和混合法三种。
1)横挖法
以路堑整个横断面的宽度和深度,从一端或两端逐渐向前开挖的方式称为横挖法。该法适宜于短而深的路堑。用人力按照横挖法开挖路堑时,可以在不同高度分几个台阶开挖,其深度视工作面与安全而定,一般宜为1.5~2.0 m。无论自两端一次横挖到路基高程或分台阶横挖,均应设置单独的运土通道及临时排水沟。机械开挖路堑时,边坡应配以平地机或人工分层修刮平整。
2)纵挖法
纵挖法有分层纵挖法、通道纵挖法和分段纵挖法三种。
(1)分层纵挖法。沿路堑全宽以深度不大的纵向分层挖掘前进的方法,该法适用于较长的路堑开挖。当采用此法挖掘的路堑长度较短(不超过100 m)、每层开挖深度不大于3 m、地面坡度较陡时,宜采用推土机作业;当采用此法挖掘的路堑长度较长(超过100 m)时,宜采用铲运机作业;较长、较宽的路堑可以使用铲运机配合运土机作业。
(2)通道纵挖法。先沿路堑纵向挖一通道,然后将通道向两侧拓宽,直至路堑边坡设计线。上层通道拓宽至路堑边坡后,再开挖下层通道,由此向纵深开挖直至路基设计高程。该法适用于路堑较长、较深,两端地面纵坡较小的土方路堑开挖。
(3)分段纵挖法。沿路堑纵向选择一个或几个适宜处,将较薄一侧堑壁横向挖穿,使路堑分成两段或数段,各段再进行纵向开挖。该法适用于过长路堑,开挖土方运距远的傍山路堑,以及一侧的堑壁不厚的路堑开挖。
3)混合法
当路线纵向长度和挖深都很大时,为扩大工作面,可以将横挖法和通道纵挖法混合使用,以增加工作面,提高作业效率。