高速公路挖方路基施工技术资料.pdf
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1、挖方路基施 工 前 言:挖方 路基施工 一、挖 方路基施工 特点挖方路 基施工是路 基工程中的 一个重点。在山岭重丘 地区修建高 速公路,挖 方路基常常 是控制工程 进度的关键。公路建成 通车后,挖 方路基地段 又是养路部 门养护的重 点。由于挖 方路堑是由 天然地层构 成的,天然 地层在生成 和演变的长 期过程中,一般具有复 杂的地质结 构。处于地 壳表层的挖 方路堑边坡 施工中受到 自然和人为 因素包括水 文、水文地 质、地面水、气候、地貌、TRA NBBS 设 计与施工方 案等的影响,比路堤边 坡更容易发 生变形破坏。路基出现的 病害大多发 生在路堑挖 方地段上,诸如滑.路基出现的 病害
2、大多发 生在路堑挖 方地段上,诸如滑坡、崩坍、落石、路基翻浆等。路基大 断面的开挖 施工,破坏 了原有的山 体平衡,施 工方案选择 不合理,边 坡太陡,废 方堆弃太近,草坡栽种、护面铺砌 及挡墙施工 不及时,排 水不良等都 会引起路堑 边坡失稳、滑坍,严重 时甚至影响 整个工程进 度,这是挖 方路基施工 中经常出现 的问题。施 工人员应从 设计审查、施工方案选 择、现场地 质水文调查 多方面把关,切实搞好 挖方路基施 工。二、挖方路基施 工前准备工 作 1.征地拆迁 工作 征地拆迁 工作是路基 施工准备阶 段的主要工 作,其范围 可分为临时 设施用地(包括生活区、生产区、临时道路用 地)和路基
3、 施工设计边 线占地两部 分。施工单 位进场前应 提供给业主 一份施工用 地平地平面 位置图,说 明使用用途、需拆迁建 筑物的结构 类型、建筑 面积以及共 它构造物的 规格、数量。2.测量放样 施 工恢复定线 测量及施工 放样是施工 准备阶段的 主要 TRA NBBS 技 术工作,承 包单位根据 设计图纸、监理工程师 书面提供的 各导线点坐 标及水准点 标高进行复 测,闭合后 将复测资料 交监理工程 师审核。承 包人应根据 监理工程师 批准的定线 数据进行施 工放线。按 规范中规定,路基施工 前,应根据 设计图、施 工工艺和有 关规定恢复 的路线中线 桩、钉出路 基用地界桩、路堑坡顶、边沟、取
4、 土坑、护坡 道、弃土堆等的具体位 置桩。道路 中线桩直线 部分每 20 m 一个,每 100m 设 一个永久性 固定桩,曲 线部分除 2 0m 设一整 里程桩外,曲线的起点、终点、圆 缓点、缓圆 点都应设置 固定桩。在 中线桩施测 后,进行横 断面测量,然后根据路 基横断面图 及实测标高 进行边桩放 线。在挖方 断面的坡顶 点位置上,钉挖断面的 边桩,边桩 上应注明里程、挖深(m),左右 边桩以拼音 字头或英文 字头表示。一般在距边 桩一定距离 的外方,设 栓(护)桩,以备边桩 丢失后及时 恢复。同时 导线点、水 准点应设立 特殊标志,进行保护以 免施工中遭 到破坏。承包 人经过准确 放样后
5、,应 提供放样数 据及图表,报监理工程 师审批。经 批准后承包 人才可进行 清表开挖。测量精度应 满足 TRA NBBS 交 通部颁有关 公路工程验收标准或合 同规定标准。3.施工前 的复查和试 验 路基施工前,施工人员 应对路基工 程范围的地 质水文情况 进行详细调 查,通过取样试验确定 其性质和范 围,并了解 附近既有建 筑物对特殊 土的处理方 法。对有岩 石的地段要 掌握岩层风 化、龟裂程 度,岩层的 层理、节理、片理状态,对于易崩 塌地带的断 层和地质变 化区段的情 况尤应给予 特别的重视。土工试验取 样一般按设 计文件提供 的资料每一 种土类取样 不少于三组;也有按桩号取样进行 土工
6、常规或 试验的。公路路基施 工技术规范(JTJ 033-9 5)规定,挖方、借土 场用做填料 的土应进行 下列试验项 目,其试验 方法按公 路土工试验 规程(J TJ051-93)办 理:(1)液限、塑限、塑性指数、天然稠度 和液性指数:(2)颗粒大 小分析试验:(3)含水量 试验:(4)密 度试验:(5)相对 密度试验:(6)土 的击实试验:(7)土的强 度试验(C BR 值);(8)有机质含 量试验(必 要时);(9)易溶盐含量 试验(必要 时)。4.开挖前 路堑的排水 设施 由于水 是造成路堑 各种病害的 主要原因,所以不论采 取何种开挖 方法,均应 保证开挖过 程中及竣工 后的有效排
7、水。应做到:(1)在 路堑开挖前 做好截水沟,土方工程 施工期间应 修建临时排 水沟。(2)临时排 水设施与永 久性排水设 施相结合,流水不得排 于农田、耕 地,污染自 然水源,也 不得引起淤 积和冲刷。(3)路 堑施工时应 注意经常维 修排水沟道,保证流水 畅通。渗水 性土质或急 流冲刷地段 的排水沟应 予以加固,防渗防冲。水文地质不 良地段,必 须严格搞好 堑顶排水。(4)引 走一切可能 影响边坡稳 定的地面水 和地下水,在路堑的线 路方向上保 持一定的纵 向坡度(单 向或双向)以利排水。三、土 方路堑的开 挖 1.土方路 堑的开挖方 式 土方路堑 开挖根据路 堑深度和纵 向长度,开 挖方
8、式可以 分为横挖法、纵挖法及 混合式开挖 法三种。(1)横挖法 对路 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 挖法或一层 横向全宽挖 掘法,适用 于开挖深度 小且较短的 路堑。多层横 向全宽挖掘 法适用于开 挖深而短的 路堑,土方 工程数量较 大时,各层 应纵向拉开,做到多层、多方向出 土,可安排 较多的劳动 力和施工机 械,以加快 施工进度。每层挖掘深 度根据工作 方便和施工 安全而安定,人力横挖 法施工时,一般1.5 2.0m;机械横挖 法施工时,每层台阶深 度可加大到 3m4m。横挖法适 用于机械化 施工,以推 土机堆土配 合装载机和 自卸车运土 较为有利
9、,边坡修整和 施工排水沟由人力与平 地机修刮完 成。(2)纵 挖法 分层纵挖 法:沿路堑 全宽以深度 不大的纵向 分层挖掘前 进的作业方 式称为分层 纵挖法,本 法适用于较 长的路堑开 挖。施工中 当路堑的长 度较短(不 超过 100 m),开挖 深度不大于 3m,地面 较陡时,宜 采用推土机 作业,其适 当运距为 2 070m,最远 不宜大于 1 00m,当 地面横坡较 平缓时,表 面宜横向铲 土,下层的 土宜纵向推 运:当路堑 横向宽度较 大时,宜采 用两台或多 台推土机横 向联合作业;当路堑前 傍陡峻山坡 时,宜采用 斜铲堆土。通 道纵挖法:沿路堑纵向 挖掘一通道,然后将通 道向两侧拓
10、宽,上层通 道拓宽至路 堑边坡后,再开挖下层 通道,按此 方向直至开 挖到挖方路 基顶面标高,这是一种快速施工的 有效方法,通道可作为 机械通行、运输土方车 辆的道路,便于土方挖 掘和外运的 流水作业。分段纵挖法:沿路堑纵 向选择一个 或几个适宜 处,将较薄 一侧路堑横 向挖穿,将路堑在纵方 向上按桩号 分成两段或 数段,各段 再纵向开挖。本办法适 用于路堑过长,弃土运 距过远的傍 山路堑,或 一侧的堑壁 不厚的路堑 开挖,同时 还应满足其 中间段有经 批准的弃土 场、土方调 配计划有多 余的挖方废 弃的条件。(3)混合 式开挖法 即 将横挖法与 通道纵挖法 混合使用,适用于路堑 纵向长度和
11、挖深都很大 时,先将路 堑纵向挖通 后,然后沿 横向坡面挖 掘,以增加 开挖坡面。每一个坡面 应设一个机械施工班组 进行作业。2.挖方 路基机械化 施工 高速公 路路基施工 的特点是,合同工期要 求短,质量 要求高,标 段内工程土 方量相对较 大,同时由 于土方施工 作业受季节 影响,因此,必须很好 地组织机械 化施工。(1)项目 机械化施工 组织机构 (2)机械配套 及选型 高 速公路,质 量要求高,工期紧,任 务重,填筑 土方运距远,要真正做 到合理的机 械配套,除 考虑到工程 数量、施工 方案、工期、技术标准 要求、当地 的水文地质 情况、本单 位的实际情 况外,还要 考虑到设备 的适应
12、性、先进性、经 济性和可靠性。a.设备的适应 性、可靠性 土方运距:当土方的 运输距离小 于 100m 时,选用推 土机;10 0500 m 或50 0m 时应选 自卸车运土。施工条 件的要求:机械设备要 满足场地的 作业条件。机械组合 尽可能并列 化:这里指 的是主要设 备最好能配 备 2台以上,这样平时 可以多开工 作面,加快 施工进度。一旦因机械 故障停机时,2台(或 多机时)可 以及时调整,不至造成 全面停工,这在工程施 工中是经常 遇到的问题。b.同 一流程上各 种机械的生 产率应相互 匹配 在土 方工程施工 中往往是多 种机械联合 作业,例如 挖方施工作 业程序 填 方段 推土 开
13、挖 装车 运输 ,其中有一 个环节不匹 配就会造成 待装车过多 或自卸 弃土场 车不足的 现象,因此 要求在施工 组织中要及 时合理地调 度和安排。C.科学 地进行机械 保养与维修 由于土方施 工灰尘大,对推土机、装载机、自 卸车的空气 滤芯双套配 置,收工后将灰尘大的 滤芯交机械 修理班。将 已经吹洗干 净的滤芯取 回,以求得 在机械正常 运转情况下 的最大生产 能力。D.保证燃 油料和机械 配件的供应 燃油料的 供应是机械 施工的保证,工地柴、汽油的供应 一般有两个 渠道,交通方便的地方 请加油站在 工地设点,加油站负责 日常加油定 期结算;工 地交通不便时,可经有 关部门批准 在工地设地
14、 下油罐及加 油泵,由专 人管理。油 罐的储量要 满足用油高 峰期的需要,并与石油 供应商建立 好供应合同。在油库附 近要严禁烟 火,做好治 安防火工作。对加油管 理应有相应 的办法和制 度。除此之 外,为保证 工地用油(有些大型设 备收工后停 在工地),必须配备有 专用的加油 车辆加油车 辆,加油车 辆每天提早 到达工地,开工前为工 地机械加好 油。工程施 工准备阶段,就进场的 设备与配件 的供应进行 市场调查,询价选定供 货商以保证 机械修理换 件能在最短 时间内解决,提高机械 的使用率。(3)土 方机械施工 机械配置 土方机械配 置表(一)机械名称 规格型号 数量(台)用途 产地 备注
15、推土机 TY220 1 推土 国产 运距为 30 0m 时,日 产 量可达 15 00m3/8h平均运 距 500 1000m 时,为 10 00m3/8h,此时 可增加运输 车辆调整产 量 TY 120 1 推草皮 国产 推 土机 红旗 100 1 拖羊角碾 天津 装载机 Z L150 2 装土 厦门 自 卸汽车 日 野 14t 4 运土 日本 平 地机 GP S11A-1 1 日本 土方机械配 置表(二)机械名称 规格型号 数量(台)用途 产地 备注 推土机 TY220 1 推土 国产 平均 运距为 50 0m 时,日 产量可达 1 200m3/台 红 旗 100 1 推草皮 天津 装载机
16、 Z L50 1 装土 厦 工 Z L140 1 装土 临沂 自 卸车 黄河 8t 6 运土 济南 土方 机械配置表(三)机 械名称 规 格型号 数 量(台)用途 产地 备注 推 土机 D8 5 1 推 土 日本 平均 运距为 50 0m 时,日 产量 可达 160 0m3/台 班 D7 H 1 推 土 日本 装载机 FL330 1 装土 美国 FL23 0 1 装 土 美国 自卸车 三菱 15t 8 运土 日本 土方机械 配置表(四)机械名 称 规格型 号 数量(台)用途 产地 备 注 推土机 D8U 1 推土机 集堆 美国 卡特匹勒 D8U 单机 生产率 16 34m3/8h,征山 200
17、 单机 生产率 87 6 m3/8h,运土 距离为 10 0020 00m 征山 1 中国 装载机 C AT973 2 装土 单机生产率 870m3/8h 美 国卡特匹勒 CA T950 1 单机生 产率 710 m3/8h 美国卡特 匹勒 CAT93 6 1 单 机生产率 5 90m3/8h 美国 卡特匹勒 运土机 卡玛斯 55 11 5 载重 10t 运距 1.5 km 以内 俄罗斯 红岩(1 0t)2 中国 日野(12t)9 运距 1.0km 内 日本 (4)注意 事项:a.作业面段 落的划分:路基土石方 机械施工都 是流水作业,作业面设 置是否合理 直接影响工 程进度、机 械效率和质
18、量要求。较 为合理的做 法是,每一 个土方机械 作业班应设 置 23个 作业面,每 个作业面长 1502 00m,日 完成土方量 1000m 3200 0m3之间,汽车运输 道路应保证 装车,会车 不受影响,做好排水工 作。b.每一配套组 内必须配有 一名机械保 养工,以便 随时进行检 修,或配有 专用维修车辆,工地通 过对讲机联 系,发现故 障,及时维 修。c.严格执行机 械操作、驾 驶、保养、安全各项规 章制度和交 通部已颁布 公路筑养路机械操作 规程(人 民交通出版 社,199 6)。软基处理 竖向塑料 排水板施工 A 施 工方法 a.恢复中 线,放出作 业路段边桩,清理平整 原地基。做
19、 好排水系统,保证排水 通道畅通以 利于软土排 水固结。b.将质 量合格的砂 运至施工现 场,按计算 用量卸料,用人工配合 推土机按设 计厚度铺设 砂垫层并压 实。c.绘制方格 网图并现场 放样,用方 格网控制,标示插板位 置,使板距 误差控制在 允许范围内。d.选择插板机(有轮胎式,链条式,轨道式),机上应刻有 明显的进尺 标志。如选用轨道式插 板机时,要 事先铺设与 路基中线垂 直的轨道。e.就 位插板机,调好机架的 平整度和套 管的垂直度,使排水板 的垂直度偏 差控制在允 许范围内。f.将 排水板插入 套管,起动 振动锤,将 套管和排水 板压入土中。g.排水板进尺 长度要定够,不允许使
20、用搭接延续 的排水板。排水板的入 土深度不得小于设计深 度。h.输送滚轴 反转,松开 排水板,套 管上提,排 队水板留在 土中满足设 计深度,套 管上提时,跟带排水板 的长度不大 于 50cm。i.在地面以上 20cm 处 切断排水板,移向下一 孔位施工。j.一 个作业段插 板完成后移 走插板机,整平砂垫,埋位板头,尽快转入下 一工序的施 工。B 工艺流程 框图 主要机械设 备:插板机,推土机,发电机,自 卸汽车。塑料排水板 施工 对 表土进行清 理整平,在 达到规定压 实度的基底 上,铺设第 一层砂砾垫 层(即 1/2厚度)为 减小对原地 面的扰动,计算好砂砾 垫层的方量,集中铺设 1.0m
21、 高,11m宽 的砂道,然 后推平碾压,再进行塑 料排水板施 工,同时安 排土工格栅 的施工,施工中要注意 保证土工格 栅的搭接长 度,土工格 栅施工结束 后,铺设第 二层砂砾层,同样铺设 一条砂道然 后推平碾压。该方法的 实施被证明 可以减少对 已打设的塑 料排水板的 损坏和不扰 动地基。第一层砂 砾填筑完毕 后,在其上 面按照设计 图纸指示绘 制方格网,在塑料排水 板位置标设 小竹签,然 后在定位处 将塑料排水 板打入,再 在上面铺设 土工格栅和 砂砾层。塑料排水 板施工注意 事项和解决 方法:塑料排水 板施工采用 链条式插板 机施工,在 插板机上装 设有人操作 的机械平衡装置,保证 设备
22、的平衡 度和垂直度,控制已完 工塑料排水 板的垂直度。塑料 排水板的打 设 在钻机 上做标志以 控制深度,在塑料板的 跟带问题上,对插板的 头部作一改 进,用竹签 封头。在经 过我单位以 往塑插板的 施工中,没 发现一例跟 带,保证了 塑料排水板 的有效深度。打设 后外露的排 水板弯贴于 铺筑好的下 半层砂砾上,外露的长 度视砂砾层 的厚度而定,但保证塑 料排水板的 顶部伸入砂 砾层不小于 20cm,使其与砂砾 石贯通,保证排水畅通,并尽快铺 筑第一层土 工格栅及上 层砂砾,整 平碾压,减 少塑料排水 板的外露污 染。保证排 水性能。对打设过 程中,插板 跟出的泥土 随时带随时 捡,确保砂 砾
23、层的排水 板的清洁。粉体喷射 搅拌桩施工 A 施 工方法 a.恢复中 线,放出施 工路段边线 桩,清理平 整原地基使 之满足粉喷 搅拌桩现场 施工要求。b.测 量绘制方格 网图,准确 定出桩位,其偏差不应 超过设计规 定。c.标定输灰 泵的输灰量,灰粉到达 喷灰口的时 间,预搅下 沉速度,喷 灰搅拌提升 速度,重复 搅拌下沉速 度,重搅拌 提升速度等 施工参数,并进行试桩,使其强度 达到设计要 求。d.桩机,设 备安装就位,调好平整 度及导向架 的垂直度,使粉体喷射 搅拌桩的垂 直度符合设 计要求。e.搅拌 机预搅下沉,下沉过程 中一般不冲 水,如遇坚 硬土层必须 适量冲水时,要报经监 理工程
24、师批 准,并考虑 冲水对桩身 强度的影响。f.预搅下沉至 设计深度后,起动输灰 泵,将符合 质量要求的 固化材料(水泥或石灰),按设计 用量、次数、速度,在 规定深度,经喷灰口边 续喷射,搅 拌机械连续搅拌,并提 升至距地面 0.5m 处。g.重复搅拌下 沉至桩底,再重复搅拌 提升至距地 面 0.5m,最后用水 泥土回填桩头,并压实 养护。h.设专人 记录泵送固 化材料的时 间,用量以 及搅拌机每 次下沉或提 升所需的时 间,如不符 合预定的工 艺规定,应 采取措施,进行调整,确保成桩质 量。i.关闭搅拌 机械,移向 下一桩位。B 工 艺流程框图 主要 机械设备:桩机及附属 设备,发电 机 粉
25、喷桩 施工方法 利用已有 机耕路和村 道,在电力 没有架通的 情况下,尽 快安排柴油 发电机作为 GPD-5 型粉喷桩机 的动力施工,争取早开 工、早结束,以利路基 填筑,延长 路基沉降期,减少工后 沉降,使全 段施工流畅 进行。在施 工粉喷桩前 7天做好一 切准备工作,并将制定 的施工技术 措施,一切 材料的样品,试验报告 和机械设备 情况提交监 理工程师审 批同意后,再开始施工。粉喷 桩施工,在 按照施工规 范规定对表 土进行清理 平整,并达 到规定压实 度的基础上,根据设计 图纸进行桩 位放样,并 用小竹桩在 实地定位,然后安放粉 喷桩机械就 位,钻进至 桩底标高,边喷水泥边 搅拌,提升
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