路基施工岗前培训材料.ppt

,沙湾公路改扩建项目路基施工 技术培训,二一八年三月二十五日,目录,第一章 路基概述 第二章 施工准备 第三章 路基排水 第四章 一般路基施工 第五章 路基压实 第六章 特殊路基施工 第七章 软土地区路基施工沉降观测,一、路基 1、定义 路基是在天然地表面按照道路的设计线型（位置）和设计横断面（几何尺寸）的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。是公路的承重主体。 路基承受行车荷载作用，主要是在应力作用区，其深度一般在路基顶面以下0.8m范围以内。此部分路基可视为路面结构的路床，又分为上路床（00.3m）和下路床(0.30.8m)。 坚固的路基，不仅是路面强度与稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有利条件。故有强基薄面，“基础不牢，地动山摇”的说法。,先看一些让人沉重的图片,2、路基的类型与构造 由于填挖情况的不同，路基可分为路堤、路堑和填挖结三种类型 路堤按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.01.5m者，属于矮路堤；填土高度大于18m（土质）或20m（石质）的路堤属于高路堤；填土高度在1.518m范围内的路堤为一般路堤。,浸水路堤,挖沟填筑路堤,路堑路堑几种常见的横断面形式有全挖路基、台口式路基及半山洞路基。 半填半挖路基位于山坡上的路基，通常取路中心的高程接近原地面高程，以便减少土石方数量，保持土石方数量平衡，形成半填半挖路基。,全路堑、半路堑和半山洞三种。,二、施工准备 （一）一般规定 1、路基开工前，进行现场调查和核对 2、在详尽的现场调查后，编制实施性施工组织设计，并按管理规定报批。 3、路基开工前必须建立健全质量、环保、安全管理体系和质量检测体系，并对各类施工人员进行岗位培训和技术、安全交底。 4、临时工程，应满足正常施工需求，应保证路基施工影响范围内原有道路、结构物及农田水利等设施的使用功能。,（二）测量 路基开工前应做好施工测量工作，其内容包括： 1、控制测量 2、导线复测 3、水准点复测与加密 4、中线放样 5、路基放样,（三）试验 路基施工前，应按照有关规定和要求，建立试验室。按规范要求做各项试验,（四）场地清理（清表） 公路用地范围内原有构造物，应根据设计要求应对路幅范围内、取土坑的原地面表层腐殖土、表土、草皮等进行清理，填地段还应按设计要求整平压实。,（五）试验路段 路基施工前，应从实际出发，按照施工组织设计的目标部署施工。对城市干道先做试验路段，特别在采用新材料、新工艺、新设备、新技术的情况下，尤其注意，以确保工程施工质量。,三、路基排水 根据资料可看出，在影响路基强度、造成路面破坏的诸多因素中，无不与路基地下水和地面水的存在有关，因此路基施工中必须十分重视路基排水。 施工前，宜先完成临时排水设施。施工期间，应经常维护临时排水设施，保证水流畅通。,（一）一般规定 施工前，应校核全线排水设计是否完善、合理，必要时应提出补充和修改意见，使全线的沟渠、管道、桥涵组合成完整的排水系统。临时排水设施应尽量与永久排水设施相结合，排水方案应因地制宜、经济实用。 路堤施工中，各施工作业层面应设 2%4%的排水横坡，层面上不得有积水，并采取措施防止水流冲刷边坡。,（二）地表排水 （三）地下排水 1、边沟 1、暗沟（管） 2、截水沟 2、渗沟 3、排水沟 3、渗井 4、急流槽 4、隔离工程土工合成材料 5、无消力池的跌水 5、仰斜式排水孔 6、蒸发池 7、油水分离池,四、一般路基施工 （一）路基基底处理 清除路基范围内的树根、种植土、草皮，清除深度不小于15cm，清理后应予以压实。 经过水田、池塘、洼地时，应根据具体情况采用排水疏干、换填水稳性好的土、抛石挤淤等处理措施，确保路堤的基地具有足够的稳定性。 地面横坡为1:51:2.5时，原地面应挖成台阶，台阶宽度不小于1m；地面横坡陡于1:2.5时，应做特殊处理，防止路堤沿基底滑动。,（二）路基填料应符合下列规定 含草皮、生活垃圾、树根、腐殖质的土严禁作为填 料。 泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土，不得直接用于填筑路基； 液限大于 50%、塑性指数大于 26、含水量不适宜直接压实的细粒土，不得直接作为路堤填料； 粉质土不宜直接填筑于路床，不得直接填筑于冰冻地区的路床及浸水部分的路堤。 填料强度和粒径，应符合表 4.1.2 的规定。,注：表列强度按公路土工试验规程（JTJ 051）规定的浸水96h的CBR试验方法测定。 三、四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时，应采用二级公路的规定。 表中上、下路堤填料最大粒径150mm的规定不适用于填石路堤和土石路堤。,表4.1.2 路基填料最小强度和最大粒径要求,（三）路堤填筑方式 路堤宜采用水平分层填筑，即按照横断面全宽分成水平层次，逐层向上填筑。 原地面纵坡大于12%地段，可采用纵向分层填筑法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。到上面后再水平分层填筑,同一路段上要用到不同性质填料时应注意的问题 1、不同性质的填料要分别分层填筑，不得混填，以免内部形成水囊或薄弱面，影响路堤稳定。 2、 一般宜将水稳性冻稳性较好的土填在路堤的上部. 3、透水性较大的土填在透水性较小的土之下时，如果两者粒径相差悬殊，应在层间加铺过渡层；如果透水性较小的土填在透水性较大的土之下时，其顶面应作成4%的双向向外横坡，以免积水。,（四）路堑开挖方式,五、路基压实 （一）路基压实机理 机理;采用机械对土施以碾压能量，使土颗粒重新排列，彼此挤紧，孔隙减小，新城新的密实体，增强粗粒土之间摩擦和咬合，增加细粒土之间的分子引力，从而提高土的强度和稳定性。,（二）路基压实标准,表 4.2.2-1 土质路基压实度标准,注：表列压实度以公路土工试验规程(JTJ 051）重型击实试验法为准。 三、四级公路铺筑水泥混凝土路面或沥青混凝土路面时，其压实度应采用二级公路的规定值。 路堤采用特殊填料或处于特殊气候地区时，压实度标准根据试验路在保证路基强度要求 的前提下可适当降低。 特别干旱地区的压实度标准可降低2%3%。,（四）路基压实标准,表4.2.3-1 填石路堤上、下路堤压实质量标准,（三）压实方法 压实土层的密实度随分层厚度递减，填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型、土的种类和压实度要求有关，应通过试验段来确定 压实厚度 光轮小于25cm，振动轮小于50cm，冲击式0.5-1.0m,（四）影响压实效果的主要因素 1、最佳含水量 最佳含水率时，压实效果最好，耗费的压实功能最经济。 2、土质 砂性土的压实效果，优于粘性土。 3、压实厚度 压实厚度对压实效果有明显影响。密实度随深度递减。 4、压实功能 相同含水量条件下，功能愈高、土基密实度愈高。（有上限）。,（五）路基检测,六、特殊路基施工 特殊路基施工，应进行必要的基础试验，编制专项施工组织设计，批准后实施。 采用新技术、新工艺、新设备、新材料时，必须制定相应的工艺、质量标准。,（二）特殊路基施工的分类 1、湿黏土路基施工 11、雪害地段路基施工 2、软土地区路基施工 12、滑坡地段路基施工 3、红黏土地区路基施工 13、崩塌与岩堆地段路基施工 4、膨胀土地区路基施工 14、泥石流地区路基施工 5、黄土地区路基施工 15、岩溶地区路基施工 6、盐渍土地区路基施工 16、采空区路基施工 7、风积沙及沙漠地区路基施工 17、沿河、沿溪地区路基施工 8、季节性冻土地区路基施工 18、水库地区路基施工施工 9、多年冻土地区路基施工 19、滨海地区路基施工 10、涎流冰地段路基施工,（三）软土地基的加固措施与施工 软土地基处治前，应复核处治方案的可行性，编制实施性施工组织设计。软土地基处治材料的选用及处治方案，宜应地制宜、就地取材。 加固措施 塑料排水板 挤实砂（碎石）桩 砂井 生石灰桩 袋装砂井 预压 排水砂垫层 抛石挤淤 土工织物铺垫 爆破挤淤 换填 反压护道 加固土桩,1、塑料排水板 塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。其施工简单、快捷，在国内广泛应用，效果很好。,2、砂井 砂井是利用各种打桩机具获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。砂井顶面铺设砂垫层，以构成完整的地基排水系统。,3、袋装砂井 小直径砂井无法施工，故采用网状织物袋装砂井,4、排水砂垫层 排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层。其作用是在软土顶面增加一个排水面。在填土过程中，荷载逐渐增加，促使软土地基排水固结，渗出的水就可从砂垫层中排走。,排水砂垫层,5、土工织物铺垫 在软土地基表层铺设一层或多层土工织物，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基的承载能力，同时也不影响排水。,土工织物加固软土路基,6、预压 如果工期不紧，可以在原状土上加载，使土中水排出，以实现土的预先固结，减少建筑物地基后期沉降和提高地基承载力 在拟建涵洞或桥台等结构物处，先填土预压，待地基强度提高到一定程度后，挖去填土，再建造构筑物。,7、挤实砂（碎石）桩 以冲击或振动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中，形成直径较大的密实柱体，提高软土地基的整体抗剪强度，减少沉降。,8、抛石挤淤 抛石挤淤是强迫换土的一种形式，不必抽水挖淤，施工简便。,9、爆破排淤 利用炸药爆炸时的张力作用，使软土扬弃或压缩，然后填以强度较高的渗水土或一般粘性土，达到换填的目的。,10、反压护道 反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。 优缺点 反压护道简单易行 占地多，在填料来源困难的地方难于应用 只能解决软土地基路堤的稳定问题，对沉降并无补益，往往还会加大沉降量,11、换填 采用人工或机械挖除路堤下全部软土，换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料 优点 换土从根本上改善了地基，不留后患，效果好。 适用条件 软土层较薄且易于排水施工的情况。如水塘、河沟等地方。 软土地区地下水位较高，开挖困难，换土深度一般不宜超过2m。,13、加固土桩 加固土桩主要是以水泥、石灰等材料作固化剂，利用深层搅拌机械与原位软土进行强制搅拌，经过物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特性和水稳性的混合柱状体。加固土桩对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量有明显效果。 按固化剂形态可分为浆液固化剂和粉状固化剂。根据施工工艺不同加固土桩可通过以下方法实现：粉体喷射法、水泥搅拌法、高压喷射注浆法及灌浆法。,1）粉喷桩 机械：喷粉搅拌钻机 工作过程： 喷粉搅拌钻机进行土体切割搅拌 压缩空气把粉状或粒状的加固材料，通过钻头上的喷嘴向四周土体旋转喷射 钻头叶片将固化剂和土进行混合 特点：桩与桩间土形成复合地基,（1）与其它软基方法对比分析 减少地基内的沉降量：与排水固结法相比总沉降量减少25%49% 侧向位移减少，加快填筑速度：与排水固结法相比侧向位移减少60%70% 提高地基承载力，加快填筑速度 对地基的扰动小 施工作业安全、机械设备简便，成本低,（2）水泥粉喷桩适用范围,适用于淤泥、饱和粘土、亚粘土等地基加固。,当地下水有侵蚀作用或加固的地基为泥碳土时,应通过试验确定其适应性。,加固深度不超过20 m,加固土强度标准值取90 d龄期的无侧限抗压强度,一般可达到0.82.0 MPa。,（3）影响粉喷桩处理效果的因素,影响因素,Front,2）水泥搅拌桩 水泥搅拌法是一种经常用的地基加固方法。是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。,（1）应用 支护结构 重力式支护结构；止水帷幕；SMW工法 地基加固 提高地基强度；控制沉降；防止液化,（2）适用范围 适用：淤泥、淤泥质土、含水量较高且地基承载力不大于120kPa的粘性土和粉土。含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好。 不适用：而对含有伊利石、氯化物和水铝石英等矿物的粘性土以及有机物含量高、酸碱度（pH值）较低的粘性土加固效果较差。,（3）施工机理 1、水泥的水解和水化反应 2、离子交换和团粒化作用 3、硬凝反应 4、碳酸化作用,（4）施工工艺,（5）具体施工步骤 1. 定位。起重机或塔架悬吊搅拌机到指定桩位对中。 2. 预搅下沉。下沉速度由电流监测表控制，使工作电流不大于70A。 3. 制备水泥浆。 4. 提升喷浆搅拌。搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷浆、边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机。,5. 重复上下搅拌。深层搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时。为了使软土和水泥浆搅拌均匀，可以再次将搅拌机旋转沉入土中。 6. 清洗。向集料斗中注入适量清水，启动灰浆泵，清洗集料斗、全部管路及搅拌头。 7. 移位。重复上述16步骤，再进行下一根桩的施工。 由于搅拌桩顶部与上部结构的基础或承台接触部分受力较大，因此还可以对桩顶10m1.5m范围内再增加一次输浆，以提高其强度。,七、软土地区路基施工沉降观测 二级及二级以上公路路堤施工中，必须进行沉降和稳定的动态观测，测仪表应在软土地基处理之后埋设，并在观测到稳定的初始值后，方可进行路堤填筑。 工期间，应按设计要求进行沉降和稳定的跟踪观测，观测频率应与沉降、稳定的变形速率相适应，每填筑一层应观测一次；如果两次填筑间隔时间较长，每3天至少观测一次。路堤填筑完成后，堆载预压期间观测应视地基稳定情况而定，半月或每月观测一次，直至预压期结束。 如地基稳定出现异常，应立即停止加载并采取措施处理，待路堤恢复稳定后，方可继续填筑。,表6.3.19 沉降和稳定动态观测,谢谢大家！,