公路土方路基施工方法简介

　　公路土方路基施工主要是挖掘路堑和填筑路堤，不稳定土的处理以及清理场地施工中的排水，边沟，边坡的修筑等工作。这里介绍的施工方法主要是根据施工规范和验收标准，结合在施工中的实际经验做一下大概的介绍。如果有不符合规范要求的地方，一律以规范为准。

　　一、场地清理

　　这项工作包括清理、清除残渣、去除表土、去除和处理规定范围内的所有草木和石砾，除非有些物品是指定保留在原地上的或是按照规范的其它章节的要求不清除的。这项工作还包括保护所有指定留下的草木和物质不受损害和毁坏。

　　1、 施工要求：概要

　　（a） 监理工程师将设定工作范围，并指定各种树木、灌木、植物和其它东西的存留。承包商应保留所有指定留下的各项内容。

　　（b） 清理、去除残渣、树木迁移所有没有指定留下的各种表面物体、树木、枯木、树桩、根、根株、丛林、其它草木、垃圾和其它突出的障碍物等将清理并挖掘残根，包括需要保存的处理。在道路的路基区域，如果将从该区域内去除表土和不合适材料，或指定进行压实，所有的树桩和根子都应从原表面下至少50厘米深和从最下铺面层底部下至少50厘米深的区域中去除。在道路挖掘区所有的树桩和树根都应从路基完成地面之下不少于50厘米深的地方去除。对坑、沟、渠的清理和挖掘除根的工作将只需达到这些区域所需挖掘的深度既可。树根去除后所留的空隙将由合适的压实材料填充。

　　（c） 去除表土在道路路基区域或是由工程师指定的地方，承包商应根据工程师的指令去除表土和对之进行处理。一般来说，表土的挖出将只包括泥土，这种泥土能使植物继续生长。在工程完工时这些区域都将归还给业主，状态应和以前一样，任何由承包商直接或间接造成的损坏都应由承包商自费修复完好。对任何指定区域的表土去除应根据工程师的指令并达到要求的深度，并且表土应和其它挖掘材料分开存放。如果表土被用来修筑路堤斜坡，或由工程师指定或图纸所示区域时，表土的剥离工作将被视为包括表土的存放和需要时的去除，以及将表土置放和撒布在工程师指定的区域上。在撒布之后，表土应平整成平滑表面，不得有杂草、树根、草皮和大石头。

　　（d） 指定保留区域的保护在工程师指定的区域内，承包商将负责对现存的灌木丛、树木和长草区的保护和日常维护。

　　2、清理去除材料的处理

　　首先，所有清除的材料都是业主的财产，并以业主认为合适的方法来使用和处置。承包商有权使用非销售木材（或在得到政府有关部门的书面批准后可销售木材）进行与合同有关的工作，但条件是确实符合政府代理或有关部门的要求。可销售木材应在公路界限内或靠近处按要求整齐存放，并按有关部门的要求进行休修整和堆垛。除了将要用的木材，所有其它木材、树梢、木桩、树根、原木和其它清理和挖掘出来的废物都应由承包商提供的地点进行处置。道路和相邻区域都应保持一个整齐的形象。在公路界限内或附近不得积存有瓦砾。

　　二、土方施工

　　（一）工作范围 ：道路土方工程包括从路堑挖掘土方和路堤填筑土方、弃置土方等所有工程。包括修建水道、边沟、停车场和引道的所有工程。还包括图纸所示或工程师设立的线段、坡度和断面，清除不稳定土，清除滑坡等所有必要工程。

　　1、标高和坐标工程师给承包商提供切线和坡度线的交叉点位置。图纸将标明水平和垂直曲线的特性，在需要的地方标出超高率。承包商要根据以上资料准备断面图，报工程师批准。在进行施工前承包商应在施工区域定线。如工程师有意见可做修改，这种修改在定线前或后都可以，工程师将向承包商发出详细的说明，承包商将按说明修改定线以待进一步批准。

　　2、水流的处理水流的处理在工程师要求的地方或工作保护及施工需要时，承包商要提供必要的除水、排水或隔离水流的设施。承包商要提供在雨季前必须的可发挥适当排水作用的临时性或永久性排水边沟。

　　3、使用和处理挖方在挖土过程中所有剩余的稳定土，除在另有说明者外，都要用最有效的方法形成路堤。多余的土方或工程师书面声明的不稳定土都要由承包商处理到公路地界之外。

　　4、排水沟在施工中承包商必须建水渠、边沟或截水沟。如图所示或在工程师指令的地方建这些沟渠，不管是临时性的或是永久性的，为了避免在施工期间路堤、路基、基层或基础被水浸泡，承包商要保证在路堤和沥青结构完成前排水设施足够和有效。承包商应不断的维修排水沟渠，以保证在整个施工期间和保修期内排水设施能有效工作。由于未提供有效的排水设施造成水毁工程，承包商应自费修复。承包商在施工时应首先修筑排水边沟，在施工中由于动迁影响没有办法修边沟排水，也应该在路堤外适当位置设置临时积水井将水排出，这样才能保持路堤干燥避免形成翻浆路堤。并要随时维修，在施工结

　　（二）路堤填筑在路堤填筑前首先对原有地面进行清理，对于存在的不平之处应首先予以整平，然后进行碾压（填前碾压）达到规范要求的压实度。对于需要填筑的地段坡度较大时应首先从低处填起分层填筑，并应在原有坡面上修筑台阶以利新旧土的结合，台阶宽度应在1米左右，厚度应根据分层填筑的厚度加以确定。

　　1、测量放线：

　　（1），恢复线路中心控制点（中线）。

　　（2），测设中心桩，按每20-25米整桩号和曲线起止点等控制路基中心的各点测设中心桩，桩面用红漆写明里程桩号。木桩的习惯用法是：方桩用于控制中心准确位置而且还要架设仪器对中，可以在木桩顶面定钉，钉顶的标高与路面设计标高齐平，顶面涂红漆以辨认，在中心线垂直方向一米外钉一标志桩，并写上里程，桩背与地面成45度，写有里程一面朝上，面向中心方木桩，字号露出地面。其他中心里程桩用扁形木桩、垂直钉入桩位处，上露一多半，写有里程编号的一面要面向线路的起始方向。

　　（3），根据近似计算结果，测设路基边坡线，测量出各桩左、中、右三点的高程，做好记录，计算出各桩号左右两侧的路基填筑高度。

　　（4），按路基设计顶标面宽度加余宽30-50公分（以保证边坡密度和压路机械的安全而增加的宽度。），放边线点，再用白灰沿边线播撒形成两条白色的边线作为填土范围的明显标记。

　　（5），分层计算路基的设计宽度。以备在施工中根据施工进度随时放填土边线，满足施工需要。

　　2、施工中车辆通行道路一般分为上、下两条行车道。

　　上、下行行车道分别填筑，即采用半幅施工时，尚未施工的行车道可作为运土车辆的通行道路；上下行车道同时施工时，即全幅施工时，可在路侧布置车辆通行道路（便道）。半幅施工时应注意的问题是，两幅路基沉降时间不同，最终沉降量发生的时间不一致，有可能发生不均匀沉降，因此一般应采用全幅施工为宜。

　　3、布土。

　　合理的土方调配和运土路线是非常重要的。应根据取土场位置及地形确定经济、合理的运土路线。布土时应根据压路机能达到的压实厚度（规范规定或经监理工程师同意的厚度）计算卸车数量，例如每层填土压实厚度不大于20公分时，一车土8立米，可摊铺30平方米。自卸汽车从取土场把土运到铺筑现场，从一端开始，左右成排，前后成行等距离布土。只要把布土的位置和稀疏密度掌握好了，就可以提高摊铺速度。

　　4、按规定厚度进行摊铺，一般情况如果用推土机进行摊铺虚铺系数一般1.2-1.3，如果用平地机进行摊铺虚铺系数一般为1.1-1.2.由于土质不同应根据实际情况确定虚铺系数。

　　5、平地机整平。

　　当一段落（50米以上）由推土机摊平并经复测符合要求时就可用平地机进行工作。平地机整平方法是由路中开始向道路两侧推进，如此往返三次，一般就可以达到平整度的要求。在平整时注意路基的纵坡和横坡，尤其是在雨季施工时，横坡应该适当加大以利路基排水，一般情况路基横坡要求2%，为利于排水可加大到3%-4%. 6、路基碾压。其方法是：第一遍用震动压路机静压进行稳压，然后再震动压实，具体要求是：

　　（1）直线段和大半径曲线段，应先压边缘，后压中间；小半径曲线段因有较大的超高，碾压顺序应先低（内侧）后高（外侧）。

　　（2），压路机碾压轮重叠轮宽的1/3—1/2；

　　（3），碾压遍数，震动压路机震约6-8遍，一般就可以达到密实度要求。

　　（4），压路机的行驶速度过慢影响生产率，过快则对土的接触时间过短，压实效果差。一般光轮静压压路机的最佳速度为2-5公里/小时，震动压路机为3-6公里/小时。所以各种压路机械的最大速度不应超过4公里/小时。

　　（5），影响压实效果的主要因素一般来说是含水量，土类，以及压实功能。在施工现场因为已经有标准击实，填土类别和标准填料基本一致，因此影响压实效果的因素主要是含水量。根据现场施工经验，在压实前最好实测一下填料的实际含水量，经验证明土壤的实际含水量在最佳含水量的正负2%-5%进行碾压效果最好。如果填料含水量过大，碾压遍数再多也达不到标准。因此在实测含水量的基础上，如果含水量过大，应考虑将土摊开晾晒待接近最佳含水量时再进行碾压，否则将出现因含水量过大碾压达不到标准或出现软弹现象。（不同类型土压实时的最大容许含水量）现场实测含水量的简单办法是用酒精燃烧法简单易做很适合施工现场操作。如果因工期关系没有时间晾晒，可以考虑掺拌石灰的方法减少土的含水量，或者可以将填筑厚度适当减少的办法加以解决。不过这两种方法都要增加成本，应该取得监理工程师的同意已求获得适当予补偿。

　　（四）构造物台背回填

　　（五）软土地基路基施工所谓软土，从广义上讲，就是强度低、压缩性高的软弱土层。在软土地基上修筑路基，若不加处理，往往会发生路基失稳或过量沉陷，导致公路破坏或不能正常使用。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。软土的特性主要表现为天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%—72%之间，孔隙比在1.0—1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%—60%，塑性指数为13—30. 1、软土路基常用加固方法：当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时，必须对软土地基进行加固。加固的方法很多，常用的方法有：

　　（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。因其施工简单、快捷，应用较为广泛。最大有效处理深度18米。

　　（2）砂井：砂井是利用各种打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在饱和软粘土中起排水通道的作用，又称排水砂井。砂井顶面应铺设垫层，以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5m时。最大有效处理深度18米。

　　（3）袋装砂井：井经对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井经太小，既无法施工，也无法防止因地基变形而断开失效。因此，现在广泛采用网状织物袋装砂井，其直径仅8cm左右，比一般砂井要省料得多，造价比一般砂井低廉，且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18米。

　　（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。将水从砂层中排出去。最大有效处理深度，路堤极限高2倍。

　　（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。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基，在采用砂井及其他深层加固法之前，土工织物铺垫可作为前期处理，以提高施工的可能性。

　　（6）预压：在软土地基上修筑路堤，如果工期不紧，可以先填筑一部分或全部，使地基经过一段时间固结沉降，然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30米。

　　（7）挤实砂（碎石）桩：挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中，形成较大的密实柱体，提高软土地基的整体抗剪强度，减少沉降。最大有效处理深度20米。

　　（8）旋喷桩：利用工程钻机，将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度，通过钻杆旋转，徐徐上升，将预先配制好的浆液，以一定的压力从喷嘴喷出，冲击土体，使土和浆液搅拌成混合体，形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20米。

　　（9）生石灰桩：用生石灰碎块置于桩孔中形成桩体，称为生石灰桩。最大有效处理深度20米。

　　（10）换土：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。最大有效处理深度3米。

　　（11）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。它利用力学平衡以保持路基的稳定。

　　2、施工现场常用处理软土路基及弹簧土方法：

　　在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基，因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料，提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同，出现局部地基承载力达不到设计要求，或者由于局部地段含水量过大（原有排水系统不畅，原有地基土质渗水性不好）造成地基软弹（翻浆，弹簧土地段）。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有：

　　（1）换填这是最常用的方法。这种方法最大有效处理深度3米。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。换填的深度要根据承载力确定。

　　（2）抛石填筑就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头，填石的高度以露出要处理的路段原有土层（或积水）高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实，不能出现软弹现象。然后再填筑土方。

　　（3）盲沟就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度，在横向或纵向挖盲沟，盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接，以便把路基中的水排出路基。

　　（4）排水砂垫层排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层，作用是在软土顶面增加一个排水面，在填土的过程中，荷载逐渐增加，促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水，要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6-1.0米。为了保证砂垫层的渗水作用，在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟，通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外，保持路基的稳定。

　　二、施工机械

　　公路路基路面施工的主要机械包括铲土运输、挖掘、拌和、摊铺、碾压等机械。土方施工中常使用的铲土运输机械有推土机、铲运机、挖土机、装载机等。各种机械的特性在使用说明书中都有比较详尽的介绍。可以参看机械说明书了解。

　　这里主要介绍一下在施工中如何选配挖掘机械，运输车辆以及如何配置以发挥最大的工作效率。

　　1、运输车辆需用量的计算

　　（一）汽车选型从技术管理、物资供应、设备保养和维修及技术工人的培训等管理方面的因素考虑，选用的车辆型号越少越好；最好选用标准化、系统化、成批定型生产的自卸汽车。自卸汽车的车厢容积（或载重量）应与工程使用的机械相配套。在公路工程中，运载的物料主要是砂、土、石料、沥青混合料等，密度较小，自然休止角也小，汽车的吨位利用系数（实际载重量比额定载重量）小，经济性有所下降。但由于载重量降低，能更好的适应施工现场复杂的道路，爬坡能力增强，并能适当的延长车辆的使用寿命，减少维修工作量，因此在大型工程施工中，往往选用载重量稍有富裕的自卸汽车。

　　（二）经济车辆数的确定方法在路基、路面机械化施工中，工程运输车辆需要数量较多，费用较大。这里主要介绍土石方工程与挖掘装载机械配套的工程运输车辆需要数量加以介绍。

　　1，一般方法：

　　（1）挖掘机械容积比的选择：挖掘机和汽车的利用率达到最高峰值时的理论挖掘机械容积比（汽车容量与挖掘机斗容量比），是随着运距的增加而提高，随着汽车平均行驶速度增快而降低，也就是随着汽车循环时间的增加而提高的。当运距为1——2.5公里时，理论的挖掘机械容积比为4——7；运距在3——5公里时为7——10.自卸汽车容量较小，可取为3——5，不大于7——8.实践表明，挖掘机械容积比宜取低值，但车厢也不应过小，以免装卸不便而延长装卸时间，而且容易损坏车厢。

　　（2）汽车载重量的利用程度：它与挖掘机容积比、汽车载重量或车厢容积以及土的密度等因素有关。装满自卸汽车车厢所需铲装次数n应满足下列条件：自卸汽车的装载量÷铲斗土的重量≥ n ≤铲斗中土的重量÷铲斗中土的松方容积。

　　与挖掘机配套适宜的车辆，其铲装次数一般应在3 ——5范围内，而车辆载重量的利用程度也是考核配合是否合理的另一个指标。

　　（3）与一台挖掘机配套的自卸汽车辆数：需要的车辆数N可由下式计算，N=工作循环时间÷挖掘机装满一车箱所需时间配套机械或机群的生产率应取挖掘机的生产率或车队的生产率两者中的最小值。在生产率的计算中，应计入配套机械的时间利用系数，使其符合实际生产情况。

　　2、排队论法：

　　上述计算车辆数量的公式中，装车时间和行驶时间均假定是固定不变的。但实际上车辆的工作循环时间难以保持相等，因此在装载机械的近旁有时有车在排队等候装车，有时又会无车可装，因此降低了装载机械的生产率。

　　排队论法是用统计数学来处理装车和行驶时间变化的方法。

　　与一台挖掘机配套的最适宜车辆的近似值N可由下式计算：N=1÷R R：每小时汽车到达率与每小时装车辆数的比值。（挖掘机装满一车所需时间÷汽车行驶时间）

　　3、根据劳动定额估算法：

　　劳动定额是根据劳动生产率平均先进的原则制定的。制定的方法一般有统计分析、类推对比法，经验估计法，定额测定法等几种方法。而其中常用的是定额测定法。这种方法是把一个工作过程分解成若干工序，进行实际测定。测得的结果用数学的方法加以计算，因此是能比较准确反映工作效率的。所以根据劳动定额估算在机械施工中挖装机械与汽车的配备数量也是经常使用的方法。

　　劳动定额确定的施工机械的工作时间，是根据施工机械的性质分成准备时间，不可避免的中断（司机生理需要中断时间），工作时间等。因此，大型机械的纯工作时间一般规定为6.4小时（384分钟），汽车的工作时间定为410分钟。

　　定额台班产量就是根据上述工作时间制定的台班产量。从表中的数据可以看出，当运距在1—3公里（运距较短时）应配汽车的台数与运距的倍数较大，一般在1.7——3倍左右。当运距超过3公里以上时，应配汽车与运距的倍数就开始逐渐减小为1.4-2.4之间。并且运距越长应配汽车的倍数关系也就越来越小。在公路土方施工中，一般的运距都在5公里之内（指路基施工，材料运输不考虑在内）。劳动定额规定，由于汽车配备没有达到挖掘机的台班产量，挖掘机的台班产量可以降低效率，但是降效的百分比不能超过20%，也就是说只能降到原台班产量80%。这个规定实际上也就是汽车与挖装机械配合数量的最低限度。如果配备的汽车低于这个极限应看作不能施工（从劳动生产率和经济核算的角度衡量）。

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