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。為使兩者結合緊密,避免路堤沿基底發生滑動,防止因草皮、樹根腐爛而引起路堤沉陷,需視基底的土質、水文、坡度和植被情況及填筑高度采取相應的處理措施。對于一些特殊地基,如軟土、凍土等處理時、技術比較復雜,我們另列節敘述。對于一般的基底處理,通常包括以下內容。

1) 伐樹除根及表土處理

路堤填筑時,如果不清除結合面上的草木殘株等有害于路堤穩定的雜物,路堤成形后,一旦雜物腐爛變質,地基將發生松軟和不均勻沉陷等現象。為了預防這種情況,就必須在填土之前做好伐樹、除根和表層土壤處理工作。特別當路基填筑高度小于1.0m 時,應注意將路基范圍內的樹根、草叢全部挖除。伐樹、除根和清除草叢作業可采用人工方法或機械方法作業。

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,一般應不小于30cm,并予以分層壓實,壓實度應符合規范要求。如發現草碳層、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,可取回作為護坡保護層使用,也可作為中央分隔帶及綠化帶的回填土,這時應注意堆棄位置要便于取回。

2)耕地、水田的處理

路堤通過耕地時,筑填施工之前,必須預先填平壓實,如其中有機質含量和其他雜質較多時,碾壓時因彈性過大,不易壓實,應換填干土。對于稻田,其表面往往存在一層松軟薄層,如果直接填土,不但機械通行性很差,難于作業,而且填土也不能充分壓實。若填土厚度大,第一層要填至 0.5~1.0m厚,施工機械才能通行,以后可以按規定厚度鋪填,能夠充分壓實時可不必進行其他處理。若填土層較薄時,第一層則不能填得太厚,否則填土無法得以碾壓密實,這時,應當在基底挖溝排水,使填土底層保持干燥,再進行填方壓實作業。如果水田水位過高,簡單地設置排水溝也不能使水充分外排,從而不能保證機械通行,且由于地下水毛細管作用侵入填土,而惡化填土性質,應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。

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3)坡面基底處理

填方路堤,如基底為坡面時,在荷載作用下,粒料極易失穩而沿坡面產生滑移,因此在施工前必須注意對基底坡面處理后方能填筑。經驗表明,當坡度較小,在 1:10~1:5 之間時,只需清除坡面上的樹、草雜物后,將翻松的表層壓實后即可保證坡面的穩定,但當坡度較大,在1:5~1:2.5之間時,應采取如圖 7-1-2所示的方法將坡面做成臺階形,一般寬度不宜小于2.0m,高度最小為1.0m,而且臺階頂面應做成向堤內傾斜4%~6% 的坡度。如果基底坡面超過1:2.5時,則應采用修護墻、護腳等措施對外坡腳進行特殊處理。

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 圖7-1-2  橫坡較大時臺階形基底 

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,但對填土料總的要求是:具有良好的級配和一定的粘結能力,易于壓實穩定;具有基本上不受水浸軟化和凍害影響等。淤泥、腐殖質等穩定性較差的土一般不宜作為填土,必須使用時,應根據公路技術規范,有限制地選用。

對于透水性良好的石塊,碎(礫)石土、粗砂、中砂和濕度未超過所設計規定極限值的亞砂土、輕亞粘土和粘土等,均可用于填筑路堤。

在特殊情況下,受工程作業現場條件的限制,在路堤填筑工地附近可能沒有合適的填土材料,而從遠處運來又不經濟,這時通常是對附近不符合施工規范要求的土料進行適當處理后,作為填土使用。

1)含水量調節

一般情況下,如料場土料的自然含水量接近最佳含水量時,這時只要對挖出的土料及時裝卸上堤,及時攤平碾壓即可。如果土料含水量過高,應予以翻曬,最好利用松土機或圓盤耙摟翻,增大曝氣面,加速蒸發效果。在實際工作中,土料的人工濕潤可在取土場和堤上進行,由于取土場場地寬闊,工作方便,易控制灑水均勻,如有灑水過度,也不影響堤上已有的土體,因而采用較多。

在路堤施工時,也常采用灑水車直接在堤上噴灑,但應配用圓盤耙等機具對土料進行翻拌,使其潤濕均勻。還須預計潤濕時間,絕不可灑水后立即碾壓。

2)化學穩定處理

即利用石灰或水泥作穩定劑對土壤性質進行改良,達到填土要求。這種方法對含水量大、塑性高的材料(如粘土),或強度不足的其他材料(如含有大量細粒砂的砂質土),都有較好的效果。

二、路堤填筑作業

1、路堤填筑方法

路堤填筑是把填料用一定方式運送上堤進行鋪平、碾壓密實的過程。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,應從最低處分層填起,每填一層經過壓實符合規定要求后再填上一層。

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圖7-1-3水平分層填筑法

2)縱向分層填筑法。宜于用推土機從路塹取料填筑距離較短的路堤,填方側應按要求,人工開挖土質臺階后,依縱坡方向分層,逐層向上填筑碾壓密實,如圖7-1-4所示。原地面縱坡大于12%  的地段常采用此法。

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圖7-1-4  縱向分層填筑法

1、2、3—鏟土作業順序

3)橫向填筑法。從路基一端或兩端同時按橫斷面的全部高度,逐步推進填筑,僅用于無法自下而上填筑的深谷、陡坡、斷巖、泥沼等運土和機械無法進場的路堤,如圖 7-1-5所示。橫向填筑因填土過厚,不易壓實時,施工時需采取下列措施:

選用高效能壓實機械

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

在底部進行拔土夯實

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圖7-1-5  橫向填筑法

4)聯合填筑法。即路堤下層用橫向填筑,而上層用水平分層填筑。使上部填料經分層壓實獲得需要的壓實度,如圖7-1-6所示;旌咸钪ㄟm應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行填筑的情況。

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圖7-1-6  聯合填筑法

上述方法中,2)、3)、4)路填施工方法工程質量較難保證,同時也不易檢測,因此,除非工程特殊要求外,一般應盡可能采用(1)種方法施工。

2、路堤機械化作業

1)推土機作業

(1)推土機橫向作業

這是一種水平分層填筑方法。推土機在路堤一側或兩側取土場取土,一般沿線路分段進行,每段距離以 20~40m 為宜,可以單機作業,也可多機作業。多在地勢平坦,或兩側有可利用的山地土場的場合采用。

在路堤單側取土時,在每段,推土機可采用穿梭法進行作業,如圖7-1-7所示。作業時,推土機鏟滿土料,推送至路堤的坡腳,卸土后,按原路返回到鏟挖位置,如此往復在同一路線上。采用槽式作業法送2~3刀就可挖到 0.7~0.8m深,然后作斜線倒退,向一側移位,同樣方法可推送相鄰土料。整個作業區段完成后,可以沿作業時相反方向側移,可推凈遺留土埂,整平取土坑。

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圖7-1-7  推土機單側取土填筑路堤

1- 路堤;2-標控樁;間距為10m的高標桿;4、5- 推土機作業路線

當推土機由路堤兩側取土場取土時,每側作業方法與上述方法相同,所不同的是路堤用土由兩側運來,分別推至路基中心線即可。

作業時,為使中心線兩側運土的結合處能充分壓實,兩側運來的土料均應推送超過中線。采用這種作業方法時,每個作業區段最好由兩側相同臺數的推土機,相向同步作業,可使路堤均衡對稱地成形(如圖7-1-8)。

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圖7-1-8  推土機從兩側土填筑路堤

B-路基寬;H- 路基高

(2)推土機縱向填筑路堤

用推土機進行移挖填土施工,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。開提中應隨時注意復核路基標高和寬度,避免超挖和欠挖?v向填筑路堤作業,如圖 7-1-9所示。

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圖7-1-9  推土機移挖填圖施工填筑路堤

(3)綜合作業

這是上述兩種方法的綜合,即在縱橫方向聯合作業,宜分段進行,每段60-80m,每段中部設有橫向送土道,用橫向作業的方式,將兩側土壤送上路堤,再由另外的推土機縱向推送鋪平,同時,分層壓實,如圖7-1-10所示。

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圖7-1-10  綜合作業法填筑路堤

2)鏟運機作業

利用鏟運機填筑路堤,其基本方法與推土機大致類似,僅以作業現場條件不同而有所區別。最大特點是曲線作業散落料少$,故有更靈活的作業路線,并適宜于較遠距離取土,一般為100m 以外,且填筑高度為2m 以上為宜。其作業的運行路線,在根據地形條件,考慮施工效率時,有以下幾種基本方式,可在實際工作中靈活應用。

(1)橢圓形運行路線

此方法適用于填土高度在1.5~2.0m以內,且工作長度在100m以下的情況,主要缺點是重載上坡轉向角大,轉彎半徑;每一循環,鏟運機需要轉兩次180°大彎。如圖 7-1-11所示。

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圖7-1-11 鏟運機橢圓形運行路線

(2)“8”字形運行路線

實際上是上述橢圓形路線的組合,每一個作業循環,在同樣兩次 180°大轉彎的情況下,可完成兩次鏟裝、運送、卸土的過程。如圖7-1-12所示。而且可以容納多機作業,工效比單橢圓形作業路線有一定程度的提高,多用于工作段較長(一般為300~500m)的填筑作業,要求取土場在路堤兩側。作業區段較長時,可以多個“8”形工作面首尾相連?稍谡麄區段內連續作業,適宜于群機作業。如果各機間隔適當,可使其互相不受干擾,并且把每次填挖段與上次的錯開,作業勻衡,但一次循環的時間較長。

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圖7-1-12 “8”字形作業路線

(3)全堤寬循環作業

上述幾種方法,均在路堤單側取土(指一個循環內),對于兩側取土場同時取土作業時,可采取全堤寬循環作業的方法,即鏟運機連續相間地在路堤兩側取土場取土,而在路堤全寬上均勻鋪散,其運行路線如圖7-1-13中所示。這種作業方法,適宜于作業區段較長,且寬度較大的路堤填筑。鏟運機每次循環中,多次裝卸土壤,運行路線可均勻錯開,因此碾壓質量較好。

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圖7-1-13 全堤寬循環作業

a)穿梭式;b)螺旋式;c)環回式

用鏟運機填筑路堤,無論采取何種運行路線,在路堤整個寬度上,應注意從兩側分層向中間填筑,保持兩側高于中間,可防止鏟運機向外翻車,當兩側填至標高時,再填平中間并按要求修整成一定的拱形。

另外,鏟運機進行路堤填筑作業時,經常是利用自重壓實的。因此,作業過程中,卸土應均勻分布在堤面上,同時鏟運機車輪應使路堤上的卸土都能被壓到,以保證路基的壓實質量。

當路堤高度在1.0m以上,應修筑運行通道;高度大于2m 時,每隔50~60m修筑一個通道或缺口,最小寬度為4m,使鏟運機轉彎半徑不小于6m。上坡通道坡度一般為15%~20%,下坡極限坡度為50%,整個填筑作業完成后,所有進出口通道應予封填。

3)挖掘機(或裝載機)與運輸車輛配合作業

用正鏟、反鏟和抓斗挖掘機或裝載機與運輸車輛配合進行路堤填筑施工,適用于取土場較遠或特殊地形的施工條件下作業。工作過程比較簡單,挖掘機或裝載機按其基本作業方法進行挖掘裝載,由運輸車輛將土料送上路堤,然后由推土機或鏟運機按規定厚度鋪平并由壓實機械壓實,采用這種作業方法,影響工效的主要因素是,與一定裝載能力的挖掘裝載機械相配合的運土車輛數及運行路線。

圖7-1-14所示為正鏟挖掘機與自卸卡車配合作業的運行路線圖,挖掘機在取土場設有四個掘進道,而汽車運行路線視土質優劣,分兩路運行,填土運上路堤按路堤放樣邊樁分層、有序卸填,棄土直接運往棄土地點。

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圖7-1-14  正鏟挖掘機與運輸車輛配合作業

1-取土坑,2-不適用的廢棄土;3-重車道;4-路堤;5-汽車

其它挖掘機和裝載機作業時,方法與此相同。僅在于各種挖掘裝載機械施工條件不同,如拉鏟裝車較為困難,要求司機操縱技術熟練,由于抓斗對土壤適應性差,一般不作直接挖土工作,這些類型的工作裝置進行填土作業時,效率不及正鏟。

與挖掘裝載機械配合作業的車輛數,除與挖掘機、汽車性能有關外,同時還與運輸距離、道路條件、駕駛員技術素質有關,還受到平整和壓實機械生產能力的影響。因此,應盡可能使各種設備,而不僅僅是運輸車輛,做到相互平衡、協調,才能既使總的工效最佳,又使各機種利用率和單機效率提高。

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