路基土石方施工工艺及方法

1中铁十五局2本节主要讲述铁路路基工程组成、性质和特点以及路基横断面。第一节路基构造3铁道线路是由路基、桥梁、涵洞、隧道和轨道等组成的一个整体工程结构，它是列车运行的基础。铁路路基是铁路线路的重要组成部分。它与桥梁、隧道相连，共同组成一个线路整体。路基形式:路基形式路堤路堑半路堤半路堑半堤半堑不填不挖一、概述4路基形式简图a路堤b路堑5c半路堤d半路堑6e半路堤半路堑f不填不挖路基7铁路路基是铁路线路的重要组成部分。它与桥梁、隧道相连，共同组成一个线路整体。路基工程主要由三部分建筑物构成：路基本体路基防护和加固建筑物路基排水设备。二、路基工程组成8标准路基断面91、路基本体路基本体是指各种断面形式中的填挖部分，即直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分。例如：路堤、路堑等承重的主体建筑物。2、路基防护和加固建筑物路基防护和加固建筑物均属路基的附属建筑物。例如：挡土墙、护坡等。3、路基防排水设施排水设施也属路基的附属建筑物。例如：排除地面水的排水沟、侧沟、天沟；排除地下水的排水槽、渗水暗沟、渗水隧洞等。10对所有这些路基工程建筑物如何正确合理地进行施工是我们做好路基工程施工技术管理工作的前提。在这里，还应该掌握以下几个概念：路基面路肩路肩高程路基基床地基边坡坡度路基边坡111）路基面在顶面上铺设轨道的面称为路基面。2）路肩路基面上未被道碴覆盖的部分。3）路肩高程路肩高程应保证路基不致被洪水淹没，也不致在地下水最高水位时因毛细水上升至路基面而产生冻胀或翻浆冒泥等病害。因此，对路基高程有一个最小值要求路肩最小高程规范规定，路肩的最小高程应比设计洪水频率的水位连同波浪侵袭高和壅水现象）在内，再加0.5m富余量。134）路基基床铁路路基面以下受列车动荷载作用和受水文、气候四季变化影响的深度范围称为路基基床，分为基床表层和基床底层。石长二线路基基床底层厚度1.9m,采用A、B组填料或细粒土改良土填筑。基床表层厚度为0.6m.采用砂类土以外的A组填料。145)地基(1)路堤地基是指天然地面下的路堤基底。(2)路堑地基是指基床面以下的地层。6)路基边坡路基面与原地面间斜平面称为路基边坡。路基边坡又分为路堤边坡和路堑边坡。7)边坡坡度以边坡上两点间的垂直距离和水平距离之比1：m表示。石长二线路基设计常见边坡为1:1.5和1:1.75.15路堤边坡16路堑边坡136+600拱形截水骨架护坡17三、路基工程的性质和特点1.路基主要由松散的土(石)材料所构成。路基或者直接以土(石)作建筑材料(例如路堤)；或者直接建造在地层上(例如路堑、支挡建筑物等)。182.路基完全暴露在大自然之中。路基处在各种复杂的、变化的自然条件之中，例如：地质、水、降雨、气候、地震等条件，因而它时刻受到这些自然条件的侵袭和破坏。又由于路基材料是土（石）松散体，所以路基本身的强度和稳定性也是常常变化的。3.路基同时受轨道静荷载和列车动荷载的作用。19四、路基横断面1、路基横断面的形式路基横断面是指垂直于线路中心线截取的断面。路基横断面的基本形式有六种：路堤、路堑、半路堤、半路堑、半堤半堑、不填不挖横断面位置线路中心线204%2、路拱路拱的作用与形状水的危害是造成路基病害的重要原因，保证良好的排水条件是路基设计的重要原则。因此，当路堤或路堑的土质为非渗水性土时，路基面不是作成水平形状，而是作成有横向排水坡的拱状，称为路拱。21路基面可设成水平的条件：岩质路基或用渗水材料(如碎石、卵石、砾石、粗砂或中砂)修筑的路基，因填料具有良好的渗水性能，降雨时短暂的湿润对强度影响不大，故路基面不需设成路拱而作成水平状即可。路基面的形状：视路基材料是否为渗水材料而分为有路拱和无路拱两种。路拱的形状为三角形。曲线加宽时，仅将路拱外侧坡度放缓。223、路基面的宽度1）宽度标准路基面的宽度等于道床覆盖的宽度加上两侧路肩的宽度之和。路堤横断面2）曲线加宽曲线地段外轨需设置超高。外轨超高是借加厚外轨一侧枕下道碴的厚度来实现的。由于道碴加厚，道床坡脚外移，因而曲线外侧路基宽度亦应随超高的不同而相应加宽，才能保证路肩所需的宽度标准。234路基横断面组成（1）常见的路基标准横断面路基横断面最基本的两种形式是路堤横断面和路堑横断面。其中：路堤横断面主要由路基顶面、边坡、护道、取土坑或排水沟组成。路堑横断面则由路基顶面、侧沟、路堑边坡、弃土堆、天沟、用地界等组成。241)路堤标准横断面i)边坡高度不大于8米。两侧有取土坑（排水沟）的普通土质路堤。边坡坡率一般为1:1.5。路堤标准横断面1（两侧有取土坑（排水沟））常见的断面形式有以下几种：25ii)当填方高度大于8米而不小于20米时，采用上陡下缓的变坡形式。一般上部8米设计边坡坡率为1:1.5,底部为1:1.75。具体需视土质及地形等因素决定，依设计图纸而定。路堤标准横断面2262)路基路堑断面i)路堑由路基顶面、侧沟、路堑边坡、弃土堆、天沟、用地界等组成。石长铁路二线K131+510路堑横断面路堑断面的几种形式说明：从设计角度来说路堑边坡根据开挖高度及土质选择不同的坡率，而作为施工技术人员则是严格按照图纸设计坡率确定。施工时配备坡度尺。i)常见的粘性土路堑断面适用于黄土及黄土类土、细纱土及易风化岩石的路堑。因为这类边坡容易风化剥落，设置侧沟平台以避免侧沟堵塞、方便养护维修。石长二线路堑侧沟一般为C25钢筋混凝土矩形侧沟。ii)设有侧沟平台的路堑断面这种情况不需设置侧沟。iii)碎石类、砾石类及粗纱、中沙土的路堑断面边坡陡，开挖面较小。ⅳ)不易风化的岩石路堑断面31第二节路基填筑一、基底处理路堤基底是填料与原地面接触部分。基底的质量要求：具有足够的承载力，防止路堤的沉陷；基底面干燥、填筑的路堤与原地面结合紧密，防止路堤沿基底面滑动。基底处理措施按设计要求完成地基处理；清除树根杂草；开挖台阶；排水疏干；平整并进行相应检测验收后，方可进行填筑。32二.路基填料普通填料按颗粒粒径大小可分为三大类别：巨粒土、粗粒土和细粒土。巨粒土、粗粒土填料应根据颗粒组成、颗粒形状、细粒含量、颗粒级配、抗风化能力等，按表“粒土填料分组、适用范围与处理措施表”分为A、B、C、D组。细粒土填料按《设规》表5.2.3分为粉土、黏性土和有机土。粉土和黏性土应采用液限含水率WL进行填料分组：当WL＜40％时为C组；当WL≥40％时为D组；有机土为E组。填料根据土质类型和渗水性可分为渗水土和非渗水土。A、B组填料中，细粒土含量＜10％、渗透系数＞10-3cm/s的巨粒土、粗粒土（细砂除外）为渗水土，其余为非渗水土。33三.路基填料的一般要求（石长二线）(1)E组是严禁采用的填料,包括有机土.(2)路堤基床以下部分一般设计选用C组填料、改良土填料、渗水土填料及A、B组填料。(3)基床底层一般设计选用石灰改良土填料或A、B组填料。基床表层一般设计选用A组填料。(4)路堤浸水部分宜选用渗水土填料。(5)使用不同填料填筑路堤时，应分层填筑，每一水平层应采用同一种填料填筑。(6)所有填料均需由试验室取样并试验合格，出具相关合格报告后方可使用。34渗水土非渗水土非渗水土渗水土垫层中砂、粗砂、砾石非渗水土大卵石或块石渗水土非渗水土35四.压实标准(1)路基压实指标有压实系数K、地基系数K30、相对密度Dr、孔隙率n，由松铺厚度，碾压机械，碾压遍数，压实厚度，压实工艺，填料含水率等决定，这也是技术管理工作的要点。(2)基床以下部位填料的压实度标准---不同的填料采用不同的控制指标。见表1和表2.(3)路基填筑前应选择在地质条件、断面形式均具有代表性的地段进行现场填筑压实工艺试验，确定不同压实机械、不同填料施工含水率的控制范围、松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织。36表1路基基床的压实标准层位填料类别细粒土、细砂、中砂砾石类碎石类块石类黏砂土、粉砂土粗砂、砾砂混合料压实指标Ⅰ级Ⅱ级Ⅰ级Ⅱ级Ⅰ级Ⅱ级Ⅰ级Ⅱ级Ⅰ级Ⅱ级表层压实系数Kh—0.91————————地基系数K30—0.9—11.51.21.51.2——（MPa/cm）相对密度Dr———0.75——————孔隙率n（%）————28332833——底层压实系数Kh0.910.89————————地基系数K300.90.810.81.211.211.51.2（MPa/cm）相对密度Dr——0.750.7——————孔隙率n（%）————33353335——37表2基床以下路堤填筑层压实标准层位填料类别细粒土、细砂、中砂砾石类碎石类块石类压实指标黏砂土、粉砂土粗砂、砾砂混合料Ⅰ级Ⅱ级Ⅰ级Ⅱ级Ⅰ级Ⅱ级Ⅰ级Ⅱ级Ⅰ级Ⅱ级不浸水部分压实系数Kh0.890.86————————地基系数K300.80.70.80.710.810.81.21（MPa/cm）相对密度Dr——0.70.65——————孔隙率n（%）————35373537——浸水部分及桥涵缺口压实系数Kh0.910.89————————地基系数K300.90.810.81.211.211.51.2（MPa/cm）相对密度Dr——0.750.7——————孔隙率n（%）————33353335——38五、路基填土压实施工工艺（1）填土路基一般可划分为三阶段、四区段、八流程，即：三阶段：准备阶段、施工阶段、整修阶段；四区段：填土区段、整平区段、压实区段和检测区段；八流程：施工测量、地基处理、分层填土、摊铺整平、洒水晾晒、碾压密实、检测签证和路基修整。39填土区段检验签证准备阶段施工准备基底处理填土区段整平区段压实区段检测区段分层填筑摊铺平整洒水晾晒碾压夯实施工阶段整修验收阶段•基床底层及以下路堤填筑施工工艺流程4041（2）基床表层填筑•石长二线路基基床表层填筑设计如下：路堤基床表层：采用厚0.6mA组填料，填料的颗粒粒径不得大于150mm。压实标准按《设规》中的标准执行，如下表42路堑基床表层：采用厚0.45mA组填料+0.1m厚中粗砂+经编复合土工膜+0.05m厚中粗砂填筑。弱、未风化硬质岩层路堑基床表层不换填。压实标准如下表：A组填料不得为砂类土，当缺乏A组填料时，经经济比选后可采用级配碎石或级配砂砾石。43•基床表层填筑施工工艺流程图44六、路基填填筑施工控制要点1路堤通过洼地或水塘有淤泥地段时，应将淤泥挖除换填；通过水田段，挖除换填0.5m厚度种植土，其它地段挖除换填0.3m厚度种植土。结合永久排水设施做好地表排水设施，排水沟应随挖随砌，铺砌必须及时完成，不能及时铺砌的必须设置临时排水沟。流水不能排入农田、耕地等处，并不得引起淤积和冲刷。对地基范围内的局部松软、坑穴、泉眼等，应慎重处理，不得随意堵塞。2不同性质的填料应分别填筑，不得混填，每一水平层的全宽应用同一种填料填筑，每种填料层累计总厚度不宜小于50cm。453路堤应沿横断面全宽、纵向分层填筑，当原地面高低不平时，应先从最低处开始分层填筑，由两边向中部填筑。路基边坡两侧超填宽度宜为30-50cm，竣工时刷坡整平。压实宽度不小于设计宽度，保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度。4填挖交界处(纵、横向)适当超挖回填，并做成台阶。5含水量控制：土方在摊铺平整工作之前或伴随平整作业时，根据含水量情况对填料进行洒水或晾晒，使填料在碾压前含水量保持在最佳含水量的±2%内。466碾压采用重型压路机进行分层碾压，必须做到横向到边，纵向到底。压实顺序应按“先两侧，后中间”进行碾压，最大碾压行驶速度不宜超过4km/h，各区段交接处，应互相重叠压实，纵向搭接长度不应小于2m,沿线路纵向行与行之间压实重叠不应小于0.4m,上下两层填筑接头应错开不小于3.0米。改良土填筑用路拌机时，应先摊铺原土料，再均匀撒布石灰，路拌机充分拌和均匀后方可进行压实。7基床以下路堤分层填筑厚度按《指南》规定如下：采用块石类填筑时，分层的最大压实厚度不应大于60cm；碎石类填料不应大于40cm；砂类土和改良细粒土不应大于30cm；分层填筑的最小分层厚度不宜小于10cm。478按设计要求安放土工合成材料，我项目部路基填筑中使用的土工合成材料一般为