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公路路基穩(wěn)定性原理分析及質(zhì)量控制要求
中鐵城際規(guī)化建設(shè)有限公司為您分析公路路基的施工及質(zhì)量控制
一、路基穩(wěn)定性原理分析
路基的內(nèi)在質(zhì)量應(yīng)具備三個(gè)要求:具有足夠的整體穩(wěn)定性，具有足夠的強(qiáng)度，具有足夠的水穩(wěn)性。簡(jiǎn)而言之，就是路基要達(dá)到“密實(shí)”、“均勻”和“穩(wěn)定”的使用要求。路基密實(shí)的過程，實(shí)際上是一個(gè)顆粒重組的過程，而對(duì)填石路基來說，則是巖石位移重組的過程。路基的穩(wěn)定是相對(duì)的，也就是說，當(dāng)路基在外界應(yīng)力作用下，巖石間無位移或位移量能控制在某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)時(shí)，我們就可認(rèn)為路基最初是穩(wěn)定的。而在設(shè)計(jì)年限內(nèi)，在設(shè)計(jì)荷載的作用下，位移能控制在某一標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，則我們可認(rèn)為路基在使用過程中一直合格。路基的穩(wěn)定是由路基的整體決定的，對(duì)石方路基的穩(wěn)定性，取決于兩個(gè)方面:一是巖石填筑形成巖體后的孔隙比，而非巖石本身的孔隙比。二是巖石的強(qiáng)度。希望填料具有良好的級(jí)配，并容易碾壓密實(shí)，而盡可能使巖石破碎是最直接的途徑，而破碎程度的大小取決于巖石的強(qiáng)度和壓實(shí)設(shè)備類型；路基的密實(shí)過程實(shí)際上也是填料棱角破碎，填料擠密的過程，所以路基成型后，路基能否保持穩(wěn)定，與巖石的強(qiáng)度密切相關(guān)，此時(shí)巖石的強(qiáng)度越高，路基反而越穩(wěn)定，而巖石的最大強(qiáng)度是有限的，且強(qiáng)度受自然因素的影響大，主要受大氣、水的影響大，所以防護(hù)、排水工作至關(guān)重要。
二、路基施工前期準(zhǔn)備工作
(1)重視和加強(qiáng)地質(zhì)水文調(diào)查基礎(chǔ)工作，是提高公路路基設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的必要環(huán)節(jié)。一是要在施工前掌握線路所經(jīng)過地區(qū)的地質(zhì)情況，采取相應(yīng)的堆載預(yù)壓、換填、碎石擠壓等既經(jīng)濟(jì)合理，又行之有效的處置方法，來避免因地基松軟所引起的路基病害。二是采取有利的施工措施，確保路基的穩(wěn)定性。三是嚴(yán)格控制填土厚度與填筑土石材料的質(zhì)量。四是要根據(jù)材料的性質(zhì)嚴(yán)格控制填筑材料的含水量。五是提高挖方路基的設(shè)計(jì)施工質(zhì)量，減少邊坡的塌方病害。
(2)重視和加強(qiáng)路基凍脹翻漿的防護(hù)工作，是提高路基強(qiáng)度，保證公路質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。翻漿是季節(jié)性速凍地區(qū)公路特有的路基病害。路基附近的地表積水及地下水，提供充足的水源，是形成翻漿的重要條件。因此，改善路基排水條件要放在首位。滿足路基最小填土高度以減少地面長(zhǎng)期積水及地下水毛細(xì)上升的影響，使路基土的含水量降低是一種有效的措施。采用粗粒土填筑路基，可以減輕和防止翻漿的發(fā)生。粉質(zhì)土最易翻漿，不宜填筑在路基的上部。凍脹是路基凍害的另一個(gè)方面，對(duì)高等級(jí)公路的路面按允許凍脹值確定防凍層厚度，改善路面結(jié)構(gòu)層厚度并進(jìn)行核算，是防治翻漿的又一重要措施。
三、施工測(cè)量
其內(nèi)容主要包括:導(dǎo)線、中線及其水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測(cè)。操作的要點(diǎn):一是要認(rèn)真熟悉圖紙，復(fù)測(cè)后檢查與設(shè)計(jì)是否有誤。二是路線主要控制樁如交點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、圓曲線和緩和曲線的起終點(diǎn)等，采用有效可靠的固樁方法予以保護(hù)或移樁保護(hù)。三是為滿足施工期間引用需要，在中線復(fù)測(cè)中增設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)高和加樁的地面標(biāo)高。四是在每道工序施工測(cè)量放線時(shí).測(cè)量誤差要滿足規(guī)范要求，必須保證縱橫斷面定位的精度，使施工路基及構(gòu)造物的定位及幾何尺寸滿足設(shè)計(jì)質(zhì)量要求。
(1)圖紙審查。設(shè)計(jì)圖紙是施工的直接依據(jù)，應(yīng)通過審查圖紙，對(duì)道路的走向、轉(zhuǎn)角、曲線、結(jié)構(gòu)物的設(shè)置，當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文，線路附近地表、地貌、河流、村莊，路基各段土方需用量，道路橫斷面設(shè)計(jì)等情況進(jìn)行充分分析了解。
(2)現(xiàn)場(chǎng)踏勘。為編制實(shí)施性的施工組織設(shè)計(jì)和施工計(jì)劃，搞好任務(wù)分工，組織機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，必須進(jìn)行全面的現(xiàn)場(chǎng)踏勘工作，查清工程范圍內(nèi)的地形、地面排水、交通、構(gòu)筑物、供水、供電和場(chǎng)內(nèi)外運(yùn)輸線路、生產(chǎn)和生活設(shè)施的設(shè)置地點(diǎn)以及可供排水的溝渠等情況。
(3)編制施工組織設(shè)計(jì)。施工組織設(shè)計(jì)是指導(dǎo)工程施工準(zhǔn)備和施工全過程的全局性技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件，是對(duì)整個(gè)施工項(xiàng)目進(jìn)行全面的組織安排。因此，應(yīng)根據(jù)圖紙審查和現(xiàn)場(chǎng)踏勘收集到的情況核實(shí)工程數(shù)量，按工期要求、施工難易程度和人員、設(shè)備、材料準(zhǔn)備情況，編制一個(gè)深入、具體、可行的施工組織設(shè)計(jì)方案。
四、路基施工工藝要求
(1)準(zhǔn)確的施工測(cè)量是保證路基施工順利進(jìn)行和線形質(zhì)量的關(guān)鍵，所以在路基施工前必須對(duì)導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、縱橫斷面進(jìn)行復(fù)測(cè)，并應(yīng)符合規(guī)定的測(cè)量精度。施工時(shí)如有重要標(biāo)志樁丟失，要及時(shí)恢復(fù)。
(2)在恢復(fù)定線后，放樣標(biāo)線，清除腐植土和青苗。清基進(jìn)度要與路基礎(chǔ)施工進(jìn)度相適應(yīng)，不可盲目求快。以免基底暴露時(shí)間過長(zhǎng)，受水侵害，清除邊坡草皮和清表土土方和挖界溝土方，要集中堆放，不得堆放在施工現(xiàn)場(chǎng)。
五、質(zhì)量控制
(1)路基填方地段的質(zhì)量控制。在選用填料時(shí)，要嚴(yán)格把關(guān)，做了液限、塑限、土顆粒等土質(zhì)分析，對(duì)于塑性指數(shù)等超過規(guī)范要求的不準(zhǔn)做填筑材料，對(duì)于塊狀的砂巖，及時(shí)用機(jī)械和人工進(jìn)行了粉碎和剔除處理，以預(yù)防由于塊與塊的間隙造成以后的沉陷和路基的段定性。控制填料的含水量，除風(fēng)積沙外，其余盡可能控制在最佳含水量范圍之內(nèi)。填料在最佳含水量時(shí)，經(jīng)壓路機(jī)碾壓，會(huì)達(dá)到最大密實(shí)度。
(2)路基的壓實(shí)。影響土基壓實(shí)的主要因素是土的含水量、土的性質(zhì)以及壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)方法的選擇。大量實(shí)驗(yàn)已證明，在最佳含水量時(shí)壓實(shí)的土體，土顆粒最緊密，相對(duì)位置最穩(wěn)定，土體水穩(wěn)定性最好。因此含水量是影響壓實(shí)效果的決定因素，在施工中應(yīng)嚴(yán)格掌握和控制。不同的土質(zhì)最佳含水量與最大干密度是不同的，在施工中應(yīng)針對(duì)不同土質(zhì)進(jìn)行分析試驗(yàn)，以求得各施工段中各類土的最佳含水量和最大干容量，作為控制土基壓實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)表明，同一種土的最佳含水量隨壓實(shí)功能的增加而減少，而最佳密實(shí)度隨壓實(shí)功能的增加而增加。在相同含水量條件下，壓實(shí)功能越大則密實(shí)度越高，據(jù)此規(guī)律，施工中在缺水地區(qū)，土的含水量低于最佳含水量時(shí)，則可采用增加壓實(shí)功能的辦法來提高土的密實(shí)度。對(duì)路基填土分層的最佳厚度應(yīng)根據(jù)壓實(shí)類型、土質(zhì)，對(duì)土基壓實(shí)的基本要求等因素進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以確定適宜的分層壓實(shí)厚度。
一、路基穩(wěn)定性原理分析
路基的內(nèi)在質(zhì)量應(yīng)具備三個(gè)要求:具有足夠的整體穩(wěn)定性，具有足夠的強(qiáng)度，具有足夠的水穩(wěn)性。簡(jiǎn)而言之，就是路基要達(dá)到“密實(shí)”、“均勻”和“穩(wěn)定”的使用要求。路基密實(shí)的過程，實(shí)際上是一個(gè)顆粒重組的過程，而對(duì)填石路基來說，則是巖石位移重組的過程。路基的穩(wěn)定是相對(duì)的，也就是說，當(dāng)路基在外界應(yīng)力作用下，巖石間無位移或位移量能控制在某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)時(shí)，我們就可認(rèn)為路基最初是穩(wěn)定的。而在設(shè)計(jì)年限內(nèi)，在設(shè)計(jì)荷載的作用下，位移能控制在某一標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，則我們可認(rèn)為路基在使用過程中一直合格。路基的穩(wěn)定是由路基的整體決定的，對(duì)石方路基的穩(wěn)定性，取決于兩個(gè)方面:一是巖石填筑形成巖體后的孔隙比，而非巖石本身的孔隙比。二是巖石的強(qiáng)度。希望填料具有良好的級(jí)配，并容易碾壓密實(shí)，而盡可能使巖石破碎是最直接的途徑，而破碎程度的大小取決于巖石的強(qiáng)度和壓實(shí)設(shè)備類型；路基的密實(shí)過程實(shí)際上也是填料棱角破碎，填料擠密的過程，所以路基成型后，路基能否保持穩(wěn)定，與巖石的強(qiáng)度密切相關(guān)，此時(shí)巖石的強(qiáng)度越高，路基反而越穩(wěn)定，而巖石的最大強(qiáng)度是有限的，且強(qiáng)度受自然因素的影響大，主要受大氣、水的影響大，所以防護(hù)、排水工作至關(guān)重要。
(1)重視和加強(qiáng)地質(zhì)水文調(diào)查基礎(chǔ)工作，是提高公路路基設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的必要環(huán)節(jié)。一是要在施工前掌握線路所經(jīng)過地區(qū)的地質(zhì)情況，采取相應(yīng)的堆載預(yù)壓、換填、碎石擠壓等既經(jīng)濟(jì)合理，又行之有效的處置方法，來避免因地基松軟所引起的路基病害。二是采取有利的施工措施，確保路基的穩(wěn)定性。三是嚴(yán)格控制填土厚度與填筑土石材料的質(zhì)量。四是要根據(jù)材料的性質(zhì)嚴(yán)格控制填筑材料的含水量。五是提高挖方路基的設(shè)計(jì)施工質(zhì)量，減少邊坡的塌方病害。
(2)重視和加強(qiáng)路基凍脹翻漿的防護(hù)工作，是提高路基強(qiáng)度，保證公路質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。翻漿是季節(jié)性速凍地區(qū)公路特有的路基病害。路基附近的地表積水及地下水，提供充足的水源，是形成翻漿的重要條件。因此，改善路基排水條件要放在首位。滿足路基最小填土高度以減少地面長(zhǎng)期積水及地下水毛細(xì)上升的影響，使路基土的含水量降低是一種有效的措施。采用粗粒土填筑路基，可以減輕和防止翻漿的發(fā)生。粉質(zhì)土最易翻漿，不宜填筑在路基的上部。凍脹是路基凍害的另一個(gè)方面，對(duì)高等級(jí)公路的路面按允許凍脹值確定防凍層厚度，改善路面結(jié)構(gòu)層厚度并進(jìn)行核算，是防治翻漿的又一重要措施。
三、施工測(cè)量
其內(nèi)容主要包括:導(dǎo)線、中線及其水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測(cè)。操作的要點(diǎn):一是要認(rèn)真熟悉圖紙，復(fù)測(cè)后檢查與設(shè)計(jì)是否有誤。二是路線主要控制樁如交點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、圓曲線和緩和曲線的起終點(diǎn)等，采用有效可靠的固樁方法予以保護(hù)或移樁保護(hù)。三是為滿足施工期間引用需要，在中線復(fù)測(cè)中增設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)高和加樁的地面標(biāo)高。四是在每道工序施工測(cè)量放線時(shí).測(cè)量誤差要滿足規(guī)范要求，必須保證縱橫斷面定位的精度，使施工路基及構(gòu)造物的定位及幾何尺寸滿足設(shè)計(jì)質(zhì)量要求。
(1)圖紙審查。設(shè)計(jì)圖紙是施工的直接依據(jù)，應(yīng)通過審查圖紙，對(duì)道路的走向、轉(zhuǎn)角、曲線、結(jié)構(gòu)物的設(shè)置，當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文，線路附近地表、地貌、河流、村莊，路基各段土方需用量，道路橫斷面設(shè)計(jì)等情況進(jìn)行充分分析了解。
(2)現(xiàn)場(chǎng)踏勘。為編制實(shí)施性的施工組織設(shè)計(jì)和施工計(jì)劃，搞好任務(wù)分工，組織機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，必須進(jìn)行全面的現(xiàn)場(chǎng)踏勘工作，查清工程范圍內(nèi)的地形、地面排水、交通、構(gòu)筑物、供水、供電和場(chǎng)內(nèi)外運(yùn)輸線路、生產(chǎn)和生活設(shè)施的設(shè)置地點(diǎn)以及可供排水的溝渠等情況。
(3)編制施工組織設(shè)計(jì)。施工組織設(shè)計(jì)是指導(dǎo)工程施工準(zhǔn)備和施工全過程的全局性技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件，是對(duì)整個(gè)施工項(xiàng)目進(jìn)行全面的組織安排。因此，應(yīng)根據(jù)圖紙審查和現(xiàn)場(chǎng)踏勘收集到的情況核實(shí)工程數(shù)量，按工期要求、施工難易程度和人員、設(shè)備、材料準(zhǔn)備情況，編制一個(gè)深入、具體、可行的施工組織設(shè)計(jì)方案。
四、路基施工工藝要求
(1)準(zhǔn)確的施工測(cè)量是保證路基施工順利進(jìn)行和線形質(zhì)量的關(guān)鍵，所以在路基施工前必須對(duì)導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、縱橫斷面進(jìn)行復(fù)測(cè)，并應(yīng)符合規(guī)定的測(cè)量精度。施工時(shí)如有重要標(biāo)志樁丟失，要及時(shí)恢復(fù)。
(2)在恢復(fù)定線后，放樣標(biāo)線，清除腐植土和青苗。清基進(jìn)度要與路基礎(chǔ)施工進(jìn)度相適應(yīng)，不可盲目求快。以免基底暴露時(shí)間過長(zhǎng)，受水侵害，清除邊坡草皮和清表土土方和挖界溝土方，要集中堆放，不得堆放在施工現(xiàn)場(chǎng)。
(1)路基填方地段的質(zhì)量控制。在選用填料時(shí)，要嚴(yán)格把關(guān)，做了液限、塑限、土顆粒等土質(zhì)分析，對(duì)于塑性指數(shù)等超過規(guī)范要求的不準(zhǔn)做填筑材料，對(duì)于塊狀的砂巖，及時(shí)用機(jī)械和人工進(jìn)行了粉碎和剔除處理，以預(yù)防由于塊與塊的間隙造成以后的沉陷和路基的段定性。控制填料的含水量，除風(fēng)積沙外，其余盡可能控制在最佳含水量范圍之內(nèi)。填料在最佳含水量時(shí)，經(jīng)壓路機(jī)碾壓，會(huì)達(dá)到最大密實(shí)度。
(2)路基的壓實(shí)。影響土基壓實(shí)的主要因素是土的含水量、土的性質(zhì)以及壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)方法的選擇。大量實(shí)驗(yàn)已證明，在最佳含水量時(shí)壓實(shí)的土體，土顆粒最緊密，相對(duì)位置最穩(wěn)定，土體水穩(wěn)定性最好。因此含水量是影響壓實(shí)效果的決定因素，在施工中應(yīng)嚴(yán)格掌握和控制。不同的土質(zhì)最佳含水量與最大干密度是不同的，在施工中應(yīng)針對(duì)不同土質(zhì)進(jìn)行分析試驗(yàn)，以求得各施工段中各類土的最佳含水量和最大干容量，作為控制土基壓實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)表明，同一種土的最佳含水量隨壓實(shí)功能的增加而減少，而最佳密實(shí)度隨壓實(shí)功能的增加而增加。在相同含水量條件下，壓實(shí)功能越大則密實(shí)度越高，據(jù)此規(guī)律，施工中在缺水地區(qū)，土的含水量低于最佳含水量時(shí)，則可采用增加壓實(shí)功能的辦法來提高土的密實(shí)度。對(duì)路基填土分層的最佳厚度應(yīng)根據(jù)壓實(shí)類型、土質(zhì)，對(duì)土基壓實(shí)的基本要求等因素進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以確定適宜的分層壓實(shí)厚度。
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