一、基地及填土材料的處理
1、路堤基地的處理
路堤基底是指路堤填料與原地面的接觸部分。為使兩者結(jié)合緊密,避免路堤沿基底發(fā)生滑動(dòng),防止因草皮、樹根腐爛而引起路堤沉陷,需視基底的土質(zhì)、水文、坡度和植被情況及填筑高度采取相應(yīng)的處理措施。對(duì)于一些特殊地基,如軟土、凍土等處理時(shí)、技術(shù)比較復(fù)雜,我們另列節(jié)敘述。對(duì)于一般的基底處理,通常包括以下內(nèi)容。
1) 伐樹除根及表土處理
路堤填筑時(shí),如果不清除結(jié)合面上的草木殘株等有害于路堤穩(wěn)定的雜物,路堤成形后,一旦雜物腐爛變質(zhì),地基將發(fā)生松軟和不均勻沉陷等現(xiàn)象。為了預(yù)防這種情況,就必須在填土之前做好伐樹、除根和表層土壤處理工作。特別當(dāng)路基填筑高度小于1.0m 時(shí),應(yīng)注意將路基范圍內(nèi)的樹根、草叢全部挖除。伐樹、除根和清除草叢作業(yè)可采用人工方法或機(jī)械方法作業(yè)。
如基底的表層土系腐殖土,則須將其表層土清除換填,厚度視具體情況而定,一般應(yīng)不小于30cm,并予以分層壓實(shí),壓實(shí)度應(yīng)符合規(guī)范要求。如發(fā)現(xiàn)草碳層、鼠洞、裂縫、溶洞等,都必須注意處理好,以防造成日后塌陷。有些清除物(如腐殖土),路堤修筑后,可取回作為護(hù)坡保護(hù)層使用,也可作為中央分隔帶及綠化帶的回填土,這時(shí)應(yīng)注意堆棄位置要便于取回。
2)耕地、水田的處理
路堤通過(guò)耕地時(shí),筑填施工之前,必須預(yù)先填平壓實(shí),如其中有機(jī)質(zhì)含量和其他雜質(zhì)較多時(shí),碾壓時(shí)因彈性過(guò)大,不易壓實(shí),應(yīng)換填干土。對(duì)于稻田,其表面往往存在一層松軟薄層,如果直接填土,不但機(jī)械通行性很差,難于作業(yè),而且填土也不能充分壓實(shí)。若填土厚度大,第一層要填至 0.5~1.0m厚,施工機(jī)械才能通行,以后可以按規(guī)定厚度鋪填,能夠充分壓實(shí)時(shí)可不必進(jìn)行其他處理。若填土層較薄時(shí),第一層則不能填得太厚,否則填土無(wú)法得以碾壓密實(shí),這時(shí),應(yīng)當(dāng)在基底挖溝排水,使填土底層保持干燥,再進(jìn)行填方壓實(shí)作業(yè)。如果水田水位過(guò)高,簡(jiǎn)單地設(shè)置排水溝也不能使水充分外排,從而不能保證機(jī)械通行,且由于地下水毛細(xì)管作用侵入填土,而惡化填土性質(zhì),應(yīng)在原表土和填土之間加砂墊層,以利于水的排出,如圖 7-1-1所示。
3)坡面基底處理
填方路堤,如基底為坡面時(shí),在荷載作用下,粒料極易失穩(wěn)而沿坡面產(chǎn)生滑移,因此在施工前必須注意對(duì)基底坡面處理后方能填筑。經(jīng)驗(yàn)表明,當(dāng)坡度較小,在 1:10~1:5 之間時(shí),只需清除坡面上的樹、草雜物后,將翻松的表層壓實(shí)后即可保證坡面的穩(wěn)定,但當(dāng)坡度較大,在1:5~1:2.5之間時(shí),應(yīng)采取如圖 7-1-2所示的方法將坡面做成臺(tái)階形,一般寬度不宜小于2.0m,高度最小為1.0m,而且臺(tái)階頂面應(yīng)做成向堤內(nèi)傾斜4%~6% 的坡度。如果基底坡面超過(guò)1:2.5時(shí),則應(yīng)采用修護(hù)墻、護(hù)腳等措施對(duì)外坡腳進(jìn)行特殊處理。
圖7-1-2 橫坡較大時(shí)臺(tái)階形基底
2、路堤填料的選擇和處理
用于路堤填筑的土料,原則上就地取材或利用路塹挖方土壤,但對(duì)填土料總的要求是:具有良好的級(jí)配和一定的粘結(jié)能力,易于壓實(shí)穩(wěn)定;具有基本上不受水浸軟化和凍害影響等。淤泥、腐殖質(zhì)等穩(wěn)定性較差的土一般不宜作為填土,必須使用時(shí),應(yīng)根據(jù)公路技術(shù)規(guī)范,有限制地選用。
對(duì)于透水性良好的石塊,碎(礫)石土、粗砂、中砂和濕度未超過(guò)所設(shè)計(jì)規(guī)定極限值的亞砂土、輕亞粘土和粘土等,均可用于填筑路堤。
在特殊情況下,受工程作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件的限制,在路堤填筑工地附近可能沒(méi)有合適的填土材料,而從遠(yuǎn)處運(yùn)來(lái)又不經(jīng)濟(jì),這時(shí)通常是對(duì)附近不符合施工規(guī)范要求的土料進(jìn)行適當(dāng)處理后,作為填土使用。
1)含水量調(diào)節(jié)
一般情況下,如料場(chǎng)土料的自然含水量接近最佳含水量時(shí),這時(shí)只要對(duì)挖出的土料及時(shí)裝卸上堤,及時(shí)攤平碾壓即可。如果土料含水量過(guò)高,應(yīng)予以翻曬,最好利用松土機(jī)或圓盤耙摟翻,增大曝氣面,加速蒸發(fā)效果。在實(shí)際工作中,土料的人工濕潤(rùn)可在取土場(chǎng)和堤上進(jìn)行,由于取土場(chǎng)場(chǎng)地寬闊,工作方便,易控制灑水均勻,如有灑水過(guò)度,也不影響堤上已有的土體,因而采用較多。
在路堤施工時(shí),也常采用灑水車直接在堤上噴灑,但應(yīng)配用圓盤耙等機(jī)具對(duì)土料進(jìn)行翻拌,使其潤(rùn)濕均勻。還須預(yù)計(jì)潤(rùn)濕時(shí)間,絕不可灑水后立即碾壓。
2)化學(xué)穩(wěn)定處理
即利用石灰或水泥作穩(wěn)定劑對(duì)土壤性質(zhì)進(jìn)行改良,達(dá)到填土要求。這種方法對(duì)含水量大、塑性高的材料(如粘土),或強(qiáng)度不足的其他材料(如含有大量細(xì)粒砂的砂質(zhì)土),都有較好的效果。
二、路堤填筑作業(yè)
1、路堤填筑方法
路堤填筑是把填料用一定方式運(yùn)送上堤進(jìn)行鋪平、碾壓密實(shí)的過(guò)程。路堤填筑分為水平分層填筑法、縱坡分層填筑法、橫向填筑法和混合填筑法等四種方法。
1)水平分層填筑法。填筑時(shí)按照橫斷面全寬分成水平層次,逐層向上填筑,如圖7-1-3所示。如原地面不平,應(yīng)從最低處分層填起,每填一層經(jīng)過(guò)壓實(shí)符合規(guī)定要求后再填上一層。
圖7-1-3水平分層填筑法
2)縱向分層填筑法。宜于用推土機(jī)從路塹取料填筑距離較短的路堤,填方側(cè)應(yīng)按要求,人工開挖土質(zhì)臺(tái)階后,依縱坡方向分層,逐層向上填筑碾壓密實(shí),如圖7-1-4所示。原地面縱坡大于12% 的地段常采用此法。
圖7-1-4 縱向分層填筑法
1、2、3—鏟土作業(yè)順序
3)橫向填筑法。從路基一端或兩端同時(shí)按橫斷面的全部高度,逐步推進(jìn)填筑,僅用于無(wú)法自下而上填筑的深谷、陡坡、斷巖、泥沼等運(yùn)土和機(jī)械無(wú)法進(jìn)場(chǎng)的路堤,如圖 7-1-5所示。橫向填筑因填土過(guò)厚,不易壓實(shí)時(shí),施工時(shí)需采取下列措施:
選用高效能壓實(shí)機(jī)械
采用沉陷量較小的砂性土或附近開挖路塹的廢石方,并一次填足路堤全寬度
在底部進(jìn)行拔土夯實(shí)
圖7-1-5 橫向填筑法
4)聯(lián)合填筑法。即路堤下層用橫向填筑,而上層用水平分層填筑。使上部填料經(jīng)分層壓實(shí)獲得需要的壓實(shí)度,如圖7-1-6所示;旌咸钪ㄟm應(yīng)于因地形限制或填筑堤身較高,不宜采用水平分層法和橫向填筑法自始至終進(jìn)行填筑的情況。
圖7-1-6 聯(lián)合填筑法
上述方法中,2)、3)、4)路填施工方法工程質(zhì)量較難保證,同時(shí)也不易檢測(cè),因此,除非工程特殊要求外,一般應(yīng)盡可能采用(1)種方法施工。
2、路堤機(jī)械化作業(yè)
1)推土機(jī)作業(yè)
(1)推土機(jī)橫向作業(yè)
這是一種水平分層填筑方法。推土機(jī)在路堤一側(cè)或兩側(cè)取土場(chǎng)取土,一般沿線路分段進(jìn)行,每段距離以 20~40m 為宜,可以單機(jī)作業(yè),也可多機(jī)作業(yè)。多在地勢(shì)平坦,或兩側(cè)有可利用的山地土場(chǎng)的場(chǎng)合采用。
在路堤單側(cè)取土?xí)r,在每段,推土機(jī)可采用穿梭法進(jìn)行作業(yè),如圖7-1-7所示。作業(yè)時(shí),推土機(jī)鏟滿土料,推送至路堤的坡腳,卸土后,按原路返回到鏟挖位置,如此往復(fù)在同一路線上。采用槽式作業(yè)法送2~3刀就可挖到 0.7~0.8m深,然后作斜線倒退,向一側(cè)移位,同樣方法可推送相鄰?fù)亮稀U麄(gè)作業(yè)區(qū)段完成后,可以沿作業(yè)時(shí)相反方向側(cè)移,可推凈遺留土埂,整平取土坑。
圖7-1-7 推土機(jī)單側(cè)取土填筑路堤
1- 路堤;2-標(biāo)控樁;間距為10m的高標(biāo)桿;4、5- 推土機(jī)作業(yè)路線
當(dāng)推土機(jī)由路堤兩側(cè)取土場(chǎng)取土?xí)r,每側(cè)作業(yè)方法與上述方法相同,所不同的是路堤用土由兩側(cè)運(yùn)來(lái),分別推至路基中心線即可。
作業(yè)時(shí),為使中心線兩側(cè)運(yùn)土的結(jié)合處能充分壓實(shí),兩側(cè)運(yùn)來(lái)的土料均應(yīng)推送超過(guò)中線。采用這種作業(yè)方法時(shí),每個(gè)作業(yè)區(qū)段最好由兩側(cè)相同臺(tái)數(shù)的推土機(jī),相向同步作業(yè),可使路堤均衡對(duì)稱地成形(如圖7-1-8)。
圖7-1-8 推土機(jī)從兩側(cè)土填筑路堤
B-路基寬;H- 路基高
(2)推土機(jī)縱向填筑路堤
用推土機(jī)進(jìn)行移挖填土施工,多采用這種方法(一般多用在丘陵、山地)?勺隹v坡分層,只要挖方土壤符合填土要求,即可采用。但以開挖部分坡度不大于1:2為限。開提中應(yīng)隨時(shí)注意復(fù)核路基標(biāo)高和寬度,避免超挖和欠挖?v向填筑路堤作業(yè),如圖 7-1-9所示。
圖7-1-9 推土機(jī)移挖填圖施工填筑路堤
(3)綜合作業(yè)
這是上述兩種方法的綜合,即在縱橫方向聯(lián)合作業(yè),宜分段進(jìn)行,每段60-80m,每段中部設(shè)有橫向送土道,用橫向作業(yè)的方式,將兩側(cè)土壤送上路堤,再由另外的推土機(jī)縱向推送鋪平,同時(shí),分層壓實(shí),如圖7-1-10所示。
圖7-1-10 綜合作業(yè)法填筑路堤
2)鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)
利用鏟運(yùn)機(jī)填筑路堤,其基本方法與推土機(jī)大致類似,僅以作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件不同而有所區(qū)別。最大特點(diǎn)是曲線作業(yè)散落料少$,故有更靈活的作業(yè)路線,并適宜于較遠(yuǎn)距離取土,一般為100m 以外,且填筑高度為2m 以上為宜。其作業(yè)的運(yùn)行路線,在根據(jù)地形條件,考慮施工效率時(shí),有以下幾種基本方式,可在實(shí)際工作中靈活應(yīng)用。
(1)橢圓形運(yùn)行路線
此方法適用于填土高度在1.5~2.0m以內(nèi),且工作長(zhǎng)度在100m以下的情況,主要缺點(diǎn)是重載上坡轉(zhuǎn)向角大,轉(zhuǎn)彎半徑小;每一循環(huán),鏟運(yùn)機(jī)需要轉(zhuǎn)兩次180°大彎。如圖 7-1-11所示。
圖7-1-11 鏟運(yùn)機(jī)橢圓形運(yùn)行路線
(2)“8”字形運(yùn)行路線
實(shí)際上是上述橢圓形路線的組合,每一個(gè)作業(yè)循環(huán),在同樣兩次 180°大轉(zhuǎn)彎的情況下,可完成兩次鏟裝、運(yùn)送、卸土的過(guò)程。如圖7-1-12所示。而且可以容納多機(jī)作業(yè),工效比單橢圓形作業(yè)路線有一定程度的提高,多用于工作段較長(zhǎng)(一般為300~500m)的填筑作業(yè),要求取土場(chǎng)在路堤兩側(cè)。作業(yè)區(qū)段較長(zhǎng)時(shí),可以多個(gè)“8”形工作面首尾相連?稍谡麄(gè)區(qū)段內(nèi)連續(xù)作業(yè),適宜于群機(jī)作業(yè)。如果各機(jī)間隔適當(dāng),可使其互相不受干擾,并且把每次填挖段與上次的錯(cuò)開,作業(yè)勻衡,但一次循環(huán)的時(shí)間較長(zhǎng)。
圖7-1-12 “8”字形作業(yè)路線
(3)全堤寬循環(huán)作業(yè)
上述幾種方法,均在路堤單側(cè)取土(指一個(gè)循環(huán)內(nèi)),對(duì)于兩側(cè)取土場(chǎng)同時(shí)取土作業(yè)時(shí),可采取全堤寬循環(huán)作業(yè)的方法,即鏟運(yùn)機(jī)連續(xù)相間地在路堤兩側(cè)取土場(chǎng)取土,而在路堤全寬上均勻鋪散,其運(yùn)行路線如圖7-1-13中所示。這種作業(yè)方法,適宜于作業(yè)區(qū)段較長(zhǎng),且寬度較大的路堤填筑。鏟運(yùn)機(jī)每次循環(huán)中,多次裝卸土壤,運(yùn)行路線可均勻錯(cuò)開,因此碾壓質(zhì)量較好。
圖7-1-13 全堤寬循環(huán)作業(yè)
a)穿梭式;b)螺旋式;c)環(huán)回式
用鏟運(yùn)機(jī)填筑路堤,無(wú)論采取何種運(yùn)行路線,在路堤整個(gè)寬度上,應(yīng)注意從兩側(cè)分層向中間填筑,保持兩側(cè)高于中間,可防止鏟運(yùn)機(jī)向外翻車,當(dāng)兩側(cè)填至標(biāo)高時(shí),再填平中間并按要求修整成一定的拱形。
另外,鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行路堤填筑作業(yè)時(shí),經(jīng)常是利用自重壓實(shí)的。因此,作業(yè)過(guò)程中,卸土應(yīng)均勻分布在堤面上,同時(shí)鏟運(yùn)機(jī)車輪應(yīng)使路堤上的卸土都能被壓到,以保證路基的壓實(shí)質(zhì)量。
當(dāng)路堤高度在1.0m以上,應(yīng)修筑運(yùn)行通道;高度大于2m 時(shí),每隔50~60m修筑一個(gè)通道或缺口,最小寬度為4m,使鏟運(yùn)機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑不小于6m。上坡通道坡度一般為15%~20%,下坡極限坡度為50%,整個(gè)填筑作業(yè)完成后,所有進(jìn)出口通道應(yīng)予封填。
3)挖掘機(jī)(或裝載機(jī))與運(yùn)輸車輛配合作業(yè)
用正鏟、反鏟和抓斗挖掘機(jī)或裝載機(jī)與運(yùn)輸車輛配合進(jìn)行路堤填筑施工,適用于取土場(chǎng)較遠(yuǎn)或特殊地形的施工條件下作業(yè)。工作過(guò)程比較簡(jiǎn)單,挖掘機(jī)或裝載機(jī)按其基本作業(yè)方法進(jìn)行挖掘裝載,由運(yùn)輸車輛將土料送上路堤,然后由推土機(jī)或鏟運(yùn)機(jī)按規(guī)定厚度鋪平并由壓實(shí)機(jī)械壓實(shí),采用這種作業(yè)方法,影響工效的主要因素是,與一定裝載能力的挖掘裝載機(jī)械相配合的運(yùn)土車輛數(shù)及運(yùn)行路線。
圖7-1-14所示為正鏟挖掘機(jī)與自卸卡車配合作業(yè)的運(yùn)行路線圖,挖掘機(jī)在取土場(chǎng)設(shè)有四個(gè)掘進(jìn)道,而汽車運(yùn)行路線視土質(zhì)優(yōu)劣,分兩路運(yùn)行,填土運(yùn)上路堤按路堤放樣邊樁分層、有序卸填,棄土直接運(yùn)往棄土地點(diǎn)。
圖7-1-14 正鏟挖掘機(jī)與運(yùn)輸車輛配合作業(yè)
1-取土坑,2-不適用的廢棄土;3-重車道;4-路堤;5-汽車
其它挖掘機(jī)和裝載機(jī)作業(yè)時(shí),方法與此相同。僅在于各種挖掘裝載機(jī)械施工條件不同,如拉鏟裝車較為困難,要求司機(jī)操縱技術(shù)熟練,由于抓斗對(duì)土壤適應(yīng)性差,一般不作直接挖土工作,這些類型的工作裝置進(jìn)行填土作業(yè)時(shí),效率不及正鏟。
與挖掘裝載機(jī)械配合作業(yè)的車輛數(shù),除與挖掘機(jī)、汽車性能有關(guān)外,同時(shí)還與運(yùn)輸距離、道路條件、駕駛員技術(shù)素質(zhì)有關(guān),還受到平整和壓實(shí)機(jī)械生產(chǎn)能力的影響。因此,應(yīng)盡可能使各種設(shè)備,而不僅僅是運(yùn)輸車輛,做到相互平衡、協(xié)調(diào),才能既使總的工效最佳,又使各機(jī)種利用率和單機(jī)效率提高。
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