- 道路工程施工實用技術手冊(第二版)
- 李繼業 劉廷忠 高勇
- 16694字
- 2020-04-17 14:45:30
第五節 特殊地區路基的施工
特殊路基是指修建在不良地質現象,特殊地形地質情況,某些特殊氣候因素等不利條件下的道路路基。特殊路基有可能因自然平衡條件被打破,或者邊坡過陡,或者地質承載力過低,而出現各種各樣的問題,因此,除要按一般路基標準、要求進行設計外,還要針對特殊問題進行研究,做出正確處理。
特殊地區的路基都分別具有各自的特殊性,其施工中需要不同的方法。根據我國路基的實際情況,特殊地區路基施工,主要包括水稻田地區路基施工、河海湖塘地區路基施工、風沙地區路基施工、黃土地區路基施工、多雨潮濕地區路基施工、季節性凍融翻漿地區路基施工、多年凍土地區路基施工、巖溶地區路基施工、崩坍巖堆地區路基施工、膨脹土地區路基施工和軟土(沼澤)地區路基施工。
軟土(沼澤)地區路基施工是公路工程中最常遇到的問題,將在第七節中單獨介紹。
一、水稻田地區路基施工
(1)水稻田排水疏干 施工前應沿公路用地兩側進行筑埂,在埂內開挖縱向和橫向排水溝,溝底應保持不小于0.5%的坡度并接通出水口,溝的深度應保證能及時排除地面水以疏干表層土。
(2)進行原地面處理 地表疏干后,地基土含水量接近最佳含水量時,應清除表層上的不良土層,經碾壓密實后在上面填筑路堤。當地面不能疏干,含水量過大無法壓實時,應將過濕的土層挖去,換填砂礫或適宜的土料,然后再進行壓實。
當以上處理效果不佳時,也可在濕土中摻石灰或粉煤灰吸收多余水分以便碾壓密實。原地面如果為淤泥時,二級以下公路可拋填砂礫、碎石、片石等材料,以便將淤泥擠壓出去,經碾壓穩定后再填筑路堤。
(3)水稻田地區的路堤邊坡,應當采用護墻或漿砌護坡進行保護。當土質和氣候均比較適宜時,填方邊坡也可采用種植草皮、灌木等植物防護。
(4)跨越水稻田的路基應不影響農田的正常排灌,當設計農用排灌涵洞位置不當、數量不足時,應及時按程序向有關部門提出變更設計,經有關部門批準后執行。
(5)在水稻田地區修建高速公路和一級公路時,除按規定進行筑埂排水疏干外,還應對原地面進行清理,如果為軟土地基則應按軟土地基的規定處理。
(6)在水稻田地區修建高速公路和一級公路時,挖方地段應在邊坡頂5m外筑埂并挖截水溝,以防止地面水流入路塹沖刷邊坡。對于土質、風化巖石的挖方邊坡,應采用漿砌護墻或護坡以保持穩定。
挖方路塹地段應加大邊溝尺寸,并采用漿砌護坡加以保護;填方坡腳護坡道外,也應設置漿砌護坡的邊溝。挖方和填方地段的邊溝應互相銜接并通向出水口。
二、河海湖塘地區路基施工
1.河、海、湖、塘地區路堤施工
應符合以下規定。
(1)河、海、湖、塘地區路基施工,應事先查明洪水情況和路基基底有無泥沼軟土地層;浸水路堤邊坡的防護高度,應考慮設計水位和壅水高;對于水面寬闊的河灘、海灘,還應考慮浪襲和余高;對于軟土地基,應采取基底穩定措施。
(2)常水位以下的路堤,應采用水穩性良好、塑性指數不大于6且壓縮性小、不易風化的透水性土料填筑,如采用天然級配的砂礫、卵石、礦渣、碎石、塊石、片石等,邊坡不得陡于1∶2,必要時可在一側或兩側設置護道和邊坡防護。
(3)路堤跨越洪水淹沒的地段,其兩側不得設置取土坑。特殊情況下的三、四級公路,如果確實需要設置取土坑,應留有寬度不小于4m的護坡道,并在路堤下游20m以遠設置。
(4)路基的防護應根據實際情況采用不同形式,如植物防護、混凝土板護坡、砌石護坡、拋石防護、石籠防護、擋土墻防護等措施。
(5)在施工兩側水位差較大的河灘路堤時,為防止下游出現管涌現象,除放緩下游一側的邊坡外,還宜設置濾水趾和反濾層。如果預計滲流會通過基底時應在基底設置隔滲墻或隔滲層。
(6)在進行路堤工程施工期間,應特別注意選擇適宜的施工季節和重視防洪工作,防洪工程應在洪水期前完成。
2.水庫路堤的施工
應符合以下規定。
(1)利用水庫路堤作為公路的路基時,應查明庫堤穩定程度是否符合路基使用要求,并考慮日后水庫和道路的發展規劃。如果原庫堤寬度不滿足要求,應在外側進行加寬;如果屬于新建水庫,不僅在水庫修建時一起考察路堤,而且應爭取在蓄水前將路堤竣工。
(2)路堤基底如果在施工時已被庫水浸泡,或者因水庫蓄水引起地下水位升高而造成基底松軟者,在路堤填筑前對基底應按軟土地基進行處理。
(3)路堤浸水部分進行加寬時,應采用水穩定性良好的土料填筑。如確實有困難,必須用一般黏性土填筑時,應進行穩定性驗算,確定水下邊坡的坡度。當路堤高度小于20m時邊坡可采用(1∶2)~(1∶3)。
(4)水庫路基及其防護工程,除按有關規定進行設計和施工外,對深水浸泡或急浪沖擊的高路堤,宜在防護設施頂面設置寬度不少于2m的護道。
(5)當水庫路堤上游地段有沖刷作用時,對基礎防護要考慮沖刷深度,以防止路堤趾腳被沖刷而掏空。
(6)水庫庫岸有可能發生崩塌、滑坡、松軟等現象,危及路基安全者,必須進行防護加固處理。
3.山區沿河路基的施工
應符合以下規定。
(1)山區沿河路基的施工,除應注意洪水影響外,當穿越地質不良的陡峻溝谷時,還應特別勘查有無泥石流的影響,并應采取排水、導流、攔截等措施。
(2)山區沿河高填路段的半填半挖及舊路加寬段,施工時必須確保路基的穩定,峽谷地段宜采用石質填料或擋土墻;沿河半填及加寬段,接觸面應挖成向內反坡2%~4%的臺階,臺階每級的寬度,當采用小型壓實設備時不得小于1.0m。
(3)對路基開挖所產生的廢方應妥善處理,有條件的工程可利用棄方進行筑壩,以保護沿河村舍農田的安全,或適當放緩填方邊坡,但不宜棄于沿河的一側。
(4)山區沿河路基,經常受到河水的浸泡和沖擊,應針對水流沖刷情況,進行加固和防護處理。
(5)當路基邊坡有潛水或滲水層時,必須按照有關規定設置滲溝排水設施,將邊坡內的水引出路基范圍之外。
4.河、海、湖、塘地區的高速公路和一級公路路基施工
應符合以下規定。
(1)對于河、海、湖、塘地區的高速公路和一級公路路基,必須事先詳細查清洪水影響、山坡地質、路基基底、水文條件等情況,并采取相應措施。
(2)在有條件的施工工地,取土最好設置集中取土場。常水位以下路堤的施工材料,應選用礦渣、碎石、礫石、卵石等水穩定性良好的材料,其粒徑不宜大于30cm。
位于水位漲落的工程部分,也宜選用水穩定性良好的材料,如具有天然級配的砂礫、卵石、粗砂、中砂,或者石質堅硬不易風化的片石、碎石等。
(3)必須根據水流對路基破壞作用的性質、程度,對路基進行防護和加固,加固方式可采用植物防護、混凝土板護坡、砌石護坡、拋石防護、石籠防護、擋土墻防護等措施。
三、風沙地區路基施工
(1)風沙地區路基的施工,宜選在少風、風速較小或有雨季節分段集中施工,并在大風來臨前配套全部完成。如果當地風力較強或需要在風季施工時,應采取相應的臨時防護措施;對設計的永久防護工程,若材料運輸有困難,需待通車后施工時,可采取臨時防護加以過渡。
路堤分層填筑時,各段各層最好當日完工,對于當日不能完工的地段,坡面和路肩應加以覆蓋;開挖路塹應從一開始就隨挖隨用平鋪式柵欄或草席、蘆葦等材料,將坡面、路肩保護好,周圍用小木樁固定或用大石塊、混凝土預制塊壓住。
(2)風沙地區路基的施工,應根據當地風向情況選擇取土坑的位置。在單一風向地區,取土坑宜設在路堤下風一側距路堤坡腳至少5m處;在有反向風交替作用的地區,取土坑可設在路堤的兩側,施工完成后應將其邊坡修成緩坡,使其斷面成為淺槽形。
應當盡量利用挖方材料,如果對挖方材料需要廢棄,應棄于背風坡一側的低洼地或距路塹坡頂不小于10m處,并將廢棄的材料攤平。
(3)風沙地區路基的施工,應采取措施保護線路兩側的地表原有植被和硬殼,施工前應準備充分的防護材料。對于因施工作業使地表兩側受損的部分,應按設計要求在新露出的沙面上及時填筑礫卵石土防護層。施工的路基應集中力量完成一段,防護一段。
(4)風沙地區路基的壓實非常重要,一般應按以下工序進行壓實。
①對風沙地區用粉砂或細砂填筑路堤時,應按一定的厚度分層壓實。根據現場自然條件、沙的特性及水源分布等情況確定壓實機械和壓實方法,一般宜采取機械振動壓實為主,結合蓄水、快成型、快防護的施工方法。
②對于缺土、缺水的風沙地區,當采用以上壓實確有困難時,可采用土工合成材料(如編織布、編織袋等)對路基進行加固。
(5)在地形開闊的風沙流地段,應將路基兩側20~50m范圍內的小沙灘、棄土堆、小土丘等,凡是能引起積沙的阻礙物予以清除、攤平。
(6)植物固沙是防治的根本措施,在有條件的地方采用植物固沙方法時,要嚴格按照設計要求的樹種或灌木種類和設計規定的種植間隔尺寸及布置形式進行栽種。
在無條件采用植物固沙的地區及采用植物固沙的初期,為防止沙害并為植物固沙創造條件,應采取一定的工程防沙措施。在固沙林帶的前緣,為防止產生積沙現象,也應適當設置工程防沙設施。
工程防沙措施主要有固、阻、輸、導4種類型,應根據設計并結合路基施工情況及時配套完成。
(7)采用格狀沙障施工時,應做到穩固、牢實、風吹不動。有水源條件的,可在草方格內播撒適于沙漠生長的植物種子,使方格內生長出固沙植物。公路的路線如果通過牧區,還應在路基兩側設置鐵絲隔離柵,防止人畜進入破壞草方格。
在設置草方格沙障時,在迎風側應先設主帶(垂直主風向),后設副帶(平行主風向);在背風側先設副帶,后設主帶,施工時均應先遠后近、自上而下。當有新月形沙丘,應從迎風坡腳開始設置。
埋設防風柵欄(也稱立式沙障)應整平兩側地面,插鋪草束,壓沙插實,埋設穩固,防止柵欄底部被風掏空。
(8)砂質路基的主體應按設計要求進行全面防護。在路基頂面、邊坡面及坡腳外5~10m地面范圍內,用黏性土、鹽蓋、礫(卵)石、乳化瀝青等材料進行平鋪覆蓋或處理。
黏性土封閉防護是風沙地區路基常用的一種經濟而有效的防護措施。采用黏性土防護時,應通過試驗測定其塑性指數,符合設計要求的方可使用。
(9)在風沙地區筑路時,路線主要控制樁、護樁、水準基點樁、路基邊樁等標志,均應設置明顯的標記,并妥善保護,防止被沙埋沒。
四、黃土地區路基施工
(1)在黃土地區填筑路堤時,路基基底處理應按設計要求進行施工,并應符合以下要求。
①如果基底為非濕陷性黃土且無地下水活動時,可按一般黏性土地基進行基底處理,同時做好兩側的施工排水、防水措施。
②如果基底為濕陷性黃土,應采取攔截、排除地表水的措施,防止地表水的下滲,減少地基地層陷性下沉,其他地下排水構造物與地面排水溝渠必須采取防滲措施。
③如果基土層具有強濕陷性或較高的壓縮性,且容許承載力低于路堤自重壓力時應考慮地基在路堤自重和活荷載作用下所產生的壓縮下沉,除采取防止地表水下滲的措施外,可考慮采用重錘夯實、石灰樁擠密加固、換填土等措施。
(2)用黃土材料填筑路堤時應符合下列要求。
①新、老黃土均可作為路堤的填筑材料。
②黃土路堤施工時應做好填挖界面的結合,清除坡面雜草,挖好向內傾斜的臺階。如果結合面比較陡立,無法挖成臺階時,可采用土工釘加強結合。
③黃土路堤的邊坡應當認真進行整理,其表面應整平拍實,并應及時予以防護,防止路表水對其沖刷。
④不能用黃土填筑浸水路堤,當必須使用黃土時,應采取相應的措施,并報請有關部門批準后方可實施。
(3)黃土路堤的壓實要求與一般黏性土相同,應按照處理黏性土的有關規定執行,并應符合下列要求。
①黃土若含水量過小應均勻加水后再進行碾壓,黃土若含水量過大,則可翻松晾曬至需要含水量后再進行碾壓,也可摻入適量石灰處理,以降低含水量,摻加石灰后應將灰和土拌勻,其最大干密度應通過擊實試驗確定。
②路堤的填筑方法、碾壓施工等各方面,均應按相關規定辦理。
③黃土地區路床的土基強度應符合設計要求,當不能滿足要求時,應對原土進行處置。
(4)在高路堤路基施工期間,應在兩側或一側(超高段)設臨時阻水、攔水設施,以防止雨水沖毀邊坡。路堤填筑至設計高程后,應根據設計及時修筑外側邊緣的攔水、截水溝構造物和急流槽,將水引至路堤坡腳以外。對于高度大于20m的路堤,應按設計預留竣工后路堤自重壓密固結產生的壓縮下沉量。
(5)黃土路塹的邊坡應嚴格按設計坡度進行開挖,如設計的邊坡為陡坡時(如1∶0.1),施工中不得放緩,以免引起邊坡沖刷。
在黃土路塹的施工過程中,當挖至接近設計標高時,應對上路床部分的土基整體強度和壓實度進行檢測。
如果路塹路床土質不符合設計規定,則應將不合格部分挖除,換填其他土料分層攤鋪、壓實至規定的壓實度。挖除厚度根據道路等級對路床的要求而定,高速公路及一級公路宜挖除50cm,其他等級公路可挖除30cm。
如果路塹路床的密實度不足,土質符合設計要求,則應根據其含水量情況,經灑水或翻松晾曬至要求含水量后,再進行整平碾壓至規定的壓實度。
(6)黃土地區應特別注意路基排水,對地表水應采取攔截、分散、防沖、防滲、遠接遠送的原則,根據設計及時做好綜合排水設施,將水迅速引離路基,以避免損害路基。在填挖交界處引出邊溝水時應做好出水口的加固。
①濕陷性黃土路基的地下排水管與地面排水設施,應當根據設計要求進行加固和采取防滲措施,不可隨意布置和處理。
②黃土路基水溝的加固類型,一般宜采用漿砌片石或混凝土板。如果采用預制混凝土板拼砌時,其接縫處應嚴密無滲漏。
(7)黃土陷穴應進行處理。處理時,首先要查清陷穴的供給來源、水量大小、發展方向及對路基可能造成的危害,根據具體情況采取以下相應的處理方法。
1)在路塹頂部及路堤的靠山一側做好排水工程,將地表水、地下水引入有防滲層的水溝內,截斷產生陷穴的來源。
2)對通過路基路床的陷穴,要向上游追蹤至發源地點。在發源地點把陷穴進口封填好,并引排周圍的地表水,使其不再向陷穴進口流入。
3)對現有的陷穴、暗穴,可采用灌砂、灌漿、開挖回填等措施進行處理,開挖的方法可以采用導洞、豎井和明挖等。
①灌砂法。一般適用于小而直的陷穴,用干砂灌實整個洞穴。
②灌漿法。一般適用于洞身不大,但洞壁起伏曲折較大,并離路基中線較遠的小陷穴,施工時先將陷穴出口用草袋裝土堵塞,再在陷穴頂部每隔4~5m打鉆孔作為灌漿孔,待灌好的漿液凝固收縮后,再在各孔中補充灌漿,一般需重復2~3次,有時為了封閉水道也可灌注水泥砂漿。
③開挖回填夯實。一般適用于各種形狀的陷穴,填料可以用就地黃土分層夯實。
④導洞和豎井。一般適用于較大、較深的陷穴。由洞內向外逐步回填夯實,在進行回填前,應將穴內虛土和雜物徹底清除干凈。當接近地面0.5m時,應用老黃土或新黃土加10%的石灰拌勻回填夯實。
4)處理好的黃土陷穴,其土層表面均應用3∶7的石灰土填筑夯實,或填筑老黃土等不透水材料加以改善。石灰土的厚度應按設計嚴格執行,如設計中未有要求時,其厚度不宜小于30cm,并將流向陷穴的附近地面水引排出去,防止形成地表積水或水流集中產生沖刷。
(8)黃土陷穴的處理范圍,應根據具體情況而定,宜在路基填方或挖方邊坡外上側50m、下側10~20m。如果陷穴路基雖在50m以外,仍應進行適當處理。對于串珠狀陷穴應徹夜進行處置。
五、多雨潮濕地區路基施工
(1)多雨潮濕地區的路基施工時,應特別注意排水問題。機具停放地、庫房、生活區域,都應選在地勢較高不易被水淹沒的地方,并有可靠的排水防洪設計,預防洪水造成危害。
(2)開工前場地準備工作應特別注意及時排除地面水。低洼地帶沿用地兩邊應挖大斷面的縱向排水溝并引向出水口。在縱向排水溝之間應開挖橫向排水溝,并互相貫通疏干地表,以達到地面不積水的目的。
(3)多雨潮濕地區,原地面多為含水量過大的過濕土,應按下列方法進行處理。
①含水量過大的潮濕土深度在2m以內時,可挖土潮濕土,換填適用的干土或挖方石渣、天然砂礫等材料,并分層攤鋪、分層壓實達到標準。
②在挖去淤泥后將上層濕土翻松耙碎,并摻入5%~10%的生石灰粉拌勻、壓實,其層厚以能達到規定的壓實度為準,使之成為穩定土加固層。
③當有非風化大塊巖石可以利用時,在挖去軟濕土后鋪筑厚50cm左右的石塊層、嵌填石渣后,用重型壓路機碾壓成型,再在其上面填筑路堤。二級以下的公路可采用拋填片石擠淤,經整理碾壓成型后再填筑路堤。
④當軟濕土的厚度大于2m時,應按照第七節“軟土地基處置施工”中的有關規定進行處理。
(4)利用潮濕土填筑路堤時,應按下列壓實標準和方法進行。
①當天然稠度小于1.1、液限大于40、塑性指數大于18的黏質土,用作高速公路、一級公路和二級公路上路床的填料時,應采用各種措施達到表2-8中規定的壓實度;上述土用作下路床及上、下路堤的填料時,當進行處治或采用重型壓實確有困難時,可采用輕型壓實標準。填筑后經翻拌晾曬分層壓實后,壓實度應符合表2-14中所列標準。
表2-14 路基壓實度標準(輕型)

注:1.表中所列壓實度見部頒《公路土工試驗規程》輕型擊實試驗法為準;2.高速公路、一級公路路床土質強度,應按表2-9中的標準執行,其他公路可參考該條規定。
②碾壓潮濕土填筑的路堤適宜的壓路機類型、規格、填層厚度、所需碾壓遍數和壓實度,應通過試驗確定。
③碾壓完成后的路段,如果不立即鋪筑路面,也不需要維持通車時,應在路床頂面鋪蓋一層碾壓緊密的防水黏土層或瀝青封閉層,以防止對其產生損壞。
④填料的天然稠度為0.9~1.0時,宜將土攤開翻拌晾曬,當含水量接近最佳含水量時即可碾壓密實。
⑤填料的天然稠度為0.9~1.0時,宜在土中摻入適量的生石灰等外摻劑拌和均勻后,分層填筑壓實。
(5)在多雨潮濕地區,土的含水量大,地下水位高,容易影響路基的穩定。填方邊坡宜用漿砌石護坡進行防護,二級以下公路也應采用相應的防護措施。
(6)路堤的填筑每層表面宜做成2%~4%的橫向坡度,以有利于路堤表面的排水。對于當天填筑的土料,必須當日完成壓實。
(7)路堤坡腳護坡道外,應設置大斷面的漿砌石邊溝,以降低地下水位,確保路堤坡腳的穩定。
六、季節性凍融翻漿地區路基施工
(1)季節性凍融翻漿地區路基的施工,必須貫徹“以防為主、防治結合”的原則。
(2)季節性凍融翻漿地區路基,首先應搞好路基的排水,保證路基填土高度和對壓實度的要求。高速公路和一級公路除必須考慮路基強度滿足設計要求外,還需考慮凍脹對路基路面的不良影響。
(3)施工前應對凍融翻漿地區進行詳細的現場調查,按照各路段具體水文地質情況,做好場地排水、填料選擇和料場規劃等準備工作。
(4)翻漿的防治可根據公路等級、凍融程度、地帶類型、當地料源等采用下列措施。
①采用換填土法。采用水穩性好、凍穩性優良、強度比較高的粗粒土換填路基上部;換填選料的原則是:凍脹時路面不致產生有害變形,凍融時路床承載力不致產生較大下降,換填厚度應控制在最大凍深的70%~100%。
②采用隔離層法。隔離層深度應設在聚冰層以下和地下水以上適當位置;隔離層宜高出地下水位25cm,其有效厚度一般為20cm。為防止產生淤塞,上下面宜設防淤層,也可在上下面反鋪草皮或土工織物防淤。隔離層材料可用碎石、礫石、粗砂、土工布等,上下面宜設3%~4%的拱度。究竟采用哪種防淤層,應根據道路等級而定。
不透水隔離層可選用3cm厚含瀝青8%~10%的瀝青土或含瀝青6%~8%的瀝青砂,也可以采用瀝青油氈、塑料膜等材料。
③采用隔溫層法。隔溫層宜設置在路基上部或路面底基層處,以延緩和減小負溫的影響強度;材料可選擇爐渣、礦渣、碎磚等,其厚度一般為20~50cm。
④采用降低水位法。降低水位法即在低于現有地下水位的兩側溝底部位設置管溝或滲溝,從而降低地下水位。
⑤采用土工布排水法。土工布排水法是將過濾型的土工布直接鋪在土基上,在土工布上面再鋪填30~40cm砂礫層。
⑥采用改善路面結構法。即設置石灰底基層、二灰砂礫基層、水泥穩定基層、砂礫墊層等,它們的厚度可根據計算確定。
以上所述翻漿防治方法,可根據具體情況采用其中的一種,或者綜合采用兩種以上。
(5)涎流冰地區在涎流冰融解期,能滲浸路基,降低強度,導致翻漿,融雪洪流如果遇到受阻時,還易引起路基水浸毀壞,應采取排、擋、截等措施進行防治。
當采用暗管、滲溝等疏排方法時,管溝等結構應埋置在冰凍線以下,并且不低于路面以下2m。上口通過封閉式滲池與含水層銜接,下口于路基下側邊坡坡面以外排出,并做好出口處的保溫和加固設施。暗管疏排水方法,主要適用于缺乏砂石材料的地區。
(6)不論路堤或路塹,在修筑路面結構前,應當用重量不小于20t的壓路機或等效碾壓機械對路基進行碾壓式的檢驗(2~3遍),以便發現軟彈路段及時進行處理。
(7)季節性凍融翻漿地區路基的施工時還應符合以下規定。
1)排水設施:在路基正式施工前應認真了解現場地形及水文地質情況,凡是可能危害路基強度和穩定性的地面水和地下水,均應當采取有效的臨時性或永久性措施,使水能夠迅速排出路基之外;路床面應當保持良好的排水狀態;從路塹到路堤必須修建過渡邊溝并確保無阻塞現象;各層填土均應有一定的路拱,使表面無積水現象;施工完畢后,各式溝、管、井、涵等能形成完整有效的排水系統。
2)路堤處理主要包括以下幾個方面。
①原地面處理:對于水文地質不良和濕軟地段,可根據具體情況在地表鋪填一層砂礫材料,其厚度一般不小于30cm,或作局部挖除換填處理。
當路堤高度低于20cm時(包括挖方土質路段),應翻松30~50cm并分層整形壓實,其壓實度應達到93%~95%,高速公路和一級公路取高限,二級及二級以下公路取低限。
②填料的選擇:季節性凍融翻漿地區路基宜選用水穩性良好的土填筑;路基上部受冰凍影響的部位,應選用水穩性和凍穩性均較好的粗粒土;凍土、非滲水性過濕土、腐殖土禁止用于填筑各層路堤;壓實時的含水量應控制在最佳含水量的±2%范圍內。
③取土場設置:季節性凍融翻漿地區路基施工所用的取土場,一般應集中設置,尤其是排水困難地段更宜集中進行取土。
④路堤的碾壓:各層表面在進行碾壓前,均應用平地機進行整平和修筑路拱,切實控制松鋪厚度及填料的均勻性。壓實后各層表面的平整度,應用3m直尺進行測量,其間隙高度不宜大于20mm;成型后路床頂面強度,按相應規定進行檢查或用不小于20t的壓路機碾壓檢查有無軟彈現象。
⑤路堤的高度:路堤的高度應滿足路基能全年處于干燥或半干燥狀態;修筑較低路堤時,應根據具體情況采取相應的技術措施。
⑥為便路堤的強度和穩定性均滿足設計要求,施工中對各類凍融翻漿的防治方法可綜合選用。
3)路塹處理主要包括以下幾個方面。
①石方段超挖回填部分應選用符合要求的石渣,其壓實度不得低于95%;禁止使用劣質開山料或覆蓋土回填或找平;超挖部分不規則或不超過8cm時,可用混凝土修補找平;整平層宜采用級配碎石或水泥穩定碎石、二灰穩定碎石等半剛性材料。
②土質路塹或遇小崩解軟化的風化泥質頁巖等類路塹,其路床壓實度如果不符合規定時,應翻松壓實或根據土質的情況,換填符合路床強度及滿足壓實度要求的土料,并予以充分壓實,然后加強排水措施,以保證路塹質量符合設計要求。
③有裂隙水、層間水、潛水層、泉眼等路段,應按規定分別采取切斷、攔截、降低等措施,例如加深邊溝,設置滲溝、滲管、滲井等。
七、多年凍土地區路基施工
(1)在路基正式施工前,應核查沿線凍土分布、具體類型、凍土界限、冰層上限、地面水、地下水及有無其他加熱融(湖、塘)、冰丘、冰錐等不良地質路基地段的情況,以便針對實際采取相應的措施。
(2)在施工中必須嚴格遵循保護凍土的原則,使路基施工后仍處于熱學穩定狀態。路基原則上均應采取路堤形式,尤其在厚冰發育地段,并盡可能避免零填或淺挖斷面,以免造成嚴重熱融沉陷等病害,弱融沉或不融沉的多年凍土地區,路基施工可按照融化原則進行。
(3)路基排水與加固除應滿足水力和土力條件外,還應考慮由于施工因素(如排水系統修筑)等引起的熱力變化,不導致多年凍層上限的下降。
(4)多年凍土填方路基的施工應符合以下要求。
①排水系統。當路基位于永久凍土的富冰土、飽冰凍土或含土冰層地段時,必須保持路基及周圍的凍土處于凍結狀態,排水系統與路基坡腳應保持足夠距離;高含冰量凍土集中路段,嚴禁坡腳處滯水、路側積水,邊坡應及時鋪填草皮。
在少冰與多冰凍土地段也應避免施工時破壞土基熱流平衡。排水溝與坡腳的距離不應小于2m;沼澤濕地地段不應小于8m;飽冰凍土及含土凍層地段,應避免修建排水溝和截水溝,而宜修建擋水堰,距坡腳不應小于6m,若修建排水溝則不應小于10m。
②基底處理。如果基底為含冰過多的細粒土,且地下冰層厚度不大時,可挖除并用滲水良好的土回填壓實,然后再填筑路堤。
當基底為排水困難的低洼沼澤地段時,其底部應設置毛細水隔離層,其厚度宜在路堤沉落后至少高出水面0.5m,并在其上面鋪設反濾層;泥沼地段路堤基底生長塔頭草時,可利用其做隔溫層。上述地段路段應預加沉落度,并在修筑路面結構之前,路基沉降基本趨于穩定。
③路基高度。多年凍土填方路基的高度,應達到防止翻漿與不超過路基凍脹值要求的最小填土高度;按保持凍結原則施工的路段,應同時滿足凍土上限不下降的要求。
④路基取土。多年凍土填方路基的施工,宜設置集中取土場;對于富冰凍土、飽冰凍土及含土冰層路段,確實需要就近解決部分土源時,應在路基坡腳10m外取土;斜坡地表路堤,取土坑應設置在上坡一側。取土坑深度均不得超過當地多年凍土上限以上土層厚度的80%,坑底應有一定的坡度,積水應有出口,水能及時排出,對于取土坑的外露面應用草皮鋪填。
⑤填料選擇。多年凍土填方路基的填料,應選用保溫隔水性能較好的細粒土。采用黏性土或透水性不良土填筑路堤時,要嚴格控制土的濕度,碾壓時含水量不能超過最佳含水量的±2%。不得用凍土塊或草皮層及沼澤地含草根的濕土填筑路基。通過熱融源(湖、塘)的路堤,水下部分必須用滲水良好的土填筑,并高出最高水位0.5m。
⑥壓實檢查。多年凍土填方路基的壓實度檢查,應采用重型擊實標準。成型后路床強度應符合設計要求,用不小于20t的壓路機或等效碾壓機械進行2~3遍碾壓檢查,不得出現輪跡和軟彈現象。
⑦側向保護。靠近基底部位有飽冰凍土層且有可能融化時,宜設置保溫護道和護腳。保溫材料一般應就地取材。當采用草皮時,草根應向上一層一層疊鋪,最外一層應帶泥,以便拍實形成保護層;對于沿線兩側20m內的植被和原生地貌更應當嚴加保護。
(5)多年凍土填方路基的挖方施工,應符合以下要求。
①排水要求。地下水發育地段,路基邊溝均應有防滲措施。路塹坡頂避免設置截水溝或排水溝,宜修建擋水堰并與坡頂的距離不小于6m。如果必須設置截水溝或排水溝,距擋水堰外的距離不應小于4m。
②土質邊坡加固鋪砌的厚度,應當滿足保溫層要求。如果用草皮鋪砌,應采用水平疊砌方式,并且錯縫嵌緊,縫隙用黏土或草皮填塞嚴密,連成一個整體。
③飽冰凍土、含土冰層地段的路塹,為防止開挖后基底冰脹翻漿,可根據需要換填足夠厚度的滲水性良好的土。
(6)當路基處于其他不良地質地段時應按下列規定進行施工。
冰錐、冰丘地段采用凍結、攔截、截水墻、保溫滲溝排水等方法處理;熱融湖(塘)地段的路堤水下部位應用滲水性良好的土;松軟基底兩側宜設置反壓護道;沼澤凍土地段路堤下部應設置隔離層和隔溫層,并保護好兩側地表植被;水鼓丘比較嚴重的路段,可在上游主流處設地下滲溝或將水引到一定距離的地面積冰場。
八、巖溶地區路基施工
在我國西部地區,巖溶地形的分布十分廣泛。加上地質構造和巖溶構造等條件,其成因、規模、力學特征以及進化規律都相差較大,使公路修筑變得更加復雜,公路建設面臨巖溶地質災害的挑戰。如果對巖溶等不良地質處理不慎,就會帶來各方面的問題,如某地曾經發生的巖溶地面塌陷事故,對工程進度、質量和費用都帶來了不利的影響。在巖溶地區,變形和水害是巖溶對路基破壞的主要形式,路堤不均勻沉降和路基失穩是巖溶路基病害的具體表現。巖溶地區路基的施工應注意以下事項。
(1)對于影響路基穩定的溶洞,不論采用何種方法進行處理,在施工中均不得堵塞溶洞的水路。
(2)路基基底的巖溶泉或冒水,不論采用何種方法排出,應保證路床范圍的土石方不受浸潤;當修建高級或次高級路面時,應保證不因溫差作用而使水汽上升,聚集在路面基層下。
(3)對路基上方的巖溶泉或冒水,可采用排水溝將水引離路基,不宜采用堵塞的方法;對路基基底的巖溶泉或冒水,宜設涵洞(管)將水排除;流量較大的暗洞及明水洞,可用橋涵跨越通過。
(4)對于路塹邊坡上危及路基穩定的干溶洞,可用干砌片石或漿砌片石堵塞。
(5)路基基底的溶洞,應采用橋涵通過;當為干溶洞且較小時,可采用砂礫石、碎石、干砌片石、漿砌片石等回填密實。
(6)當路基基底干溶洞的頂板太薄或頂板較破碎時,可采用加固或將頂板炸除之后,以橋涵跨越。
(7)當路基基底干溶洞的頂板比較完整、有較大厚度時,可按路基設路基基底計規范給出的溶洞頂板安全厚度公式,予以驗算,并根據驗算的結果,確定處治方案。
(8)當路基溶洞位于邊溝附近且較深時,可采用鋼筋混凝土板進行封閉,并應防止邊溝水滲漏到溶洞內。
(9)為防止溶洞的沉陷或坍塌,以及處理巖溶水而引起的病害,可根據溶洞的具體情況,分別采用洞內加固(如樁基加固、襯砌加固)、蓋板加固、封閉加固(如錨噴加固)等方法。
(10)對于影響路基穩定的人工坑洞(如煤洞、古墓、枯井、防空洞等),應將其詳細查明后,參照巖溶處治方法進行處理。
九、崩坍巖堆地區路基施工
(1)公路路基通過巖石容易崩坍地區,不論采用何種方法進行處治,都必須排除崩坍地段對路基造成損壞的潛在威脅或隱患。
(2)在崩坍地區進行公路路基的施工,必須采用有效預防巖石坍落的安全措施,以保障施工中的安全。
(3)公路通過巖堆地區時,不論采用何種方法進行處治,應盡量避免擾動巖堆體,以保持巖堆的穩定,施工時一般不破壞原有的邊坡率,同時應處理好巖堆地段的滲入水及地下水。
(4)對于挖方邊坡及原自然坡面巖石裂縫較多,巖石比較破碎,或由于雨水浸蝕容易引起風化,或由于冰凍作用而引起巖石剝落、破碎而容易發生崩坍的地段,施工中宜采用噴射水泥砂漿穩定,砂漿厚度宜為5~10cm;在氣候條件比較惡劣或寒冷地區,厚度應為10cm以上;對于長而高或較陡的邊坡,宜嵌入直徑2~6mm間距100~200mm的鐵絲網(掛網)固定在邊坡上,在1m2內固定1~2處,然后再噴射水泥砂漿穩定,也可用漿砌片(塊)石封面,厚度為30cm以上,并宜在2m2內設置一處泄水孔,以排出坡面中的水。
(5)對巖石裂縫較大,節理比較發育,容易產生崩坍危險的邊坡,宜用混凝土塊、片(塊)石漿砌鋪筑處理,厚度宜為30~40cm。
(6)在巖堆上部的挖方地段,如有塌落危險的危巖,用一般防護工程不能防止塌落時,應采用清除的方法進行處理,或采用修筑防止落石工程(如錨固工程、落石防護柵等)等進行防護。在落石清除施工中,應做好安全防護措施,保障施工安全。
(7)在比較穩定的或厚度不大的巖堆修筑路基,應設置護面墻或擋土墻。當設置擋土墻時,其高度應達到與原巖堆的邊坡率保持一致;當設置下擋土墻時,應保持表面活動層的穩定,同時應設置泄水孔,以便排出滲入水或地下水。
(8)在比較大而穩定性較好的巖堆上修筑路基時,應采取措施治理巖堆,保持巖堆的穩定。在開挖范圍內,可采用注水泥砂漿使巖堆穩定后再開挖,但應避免采用大、中型爆破的方法,以防止巖堆體受擾動而滑移,同時宜修建護面墻或擋土墻以穩定巖堆,其設置高度應達到與原巖堆的邊坡率保持一致,并應設置泄水孔,以便排出滲入水或地下水。
(9)對較大而穩定性較差的巖堆,應盡量避免路基通過。如果必須通過時,應采用綜合治理的辦法處治巖堆,先修筑下擋土墻穩定巖堆腳,然后在巖堆體上分段注入水泥砂漿,待巖堆體較穩定后逐步開挖。邊坡較長時,分階段形成邊坡,或修筑護面墻穩定邊坡,同時應做好巖堆體的排水工程。
十、膨脹土地區路基施工
(1)膨脹土地區的路基施工,應避開多雨季節作業,并要加強施工現場排水,保證地基和已填筑的路基不破水浸泡。
(2)膨脹土地區的路基施工,開挖后各道工序要緊密銜接,連續施工,分段完成。路基填筑后不應間隔太久或越冬后再做路面。
(3)在路塹施工前,先開挖截水溝并鋪設漿砌圬工,其出口應延伸至橋涵進出口,以便排水暢通。
(4)路堤、路塹邊坡按設計要求修整后,應立即進行漿砌護墻護坡施工,防止雨水直接侵蝕。
(5)強膨脹土的穩定性很差,不應作為路堤的填料;中等膨脹土宜經過加工、改良處理后作為填料;弱膨脹土可根據當地氣候、水文情況及道路等級加以應用。對于直接使用中等和弱膨脹土填筑路堤時,應及時對邊坡及頂部進行防護,主要應注意以下幾個方面。
①高速公路、一級公路和二級公路等采用中等膨脹土用作路床填料時,應做摻灰改性處理,但改性處理后的膨脹土,其脹縮總率不超過0.70為宜。
②由于條件的限制,高速公路、一級公路等采用中等膨脹土用作路堤填料時,在路堤填筑完成后,應立即做漿砌護坡封閉邊坡。當填至路床底面時應停止填筑,改用符合表2-9中規定強度的非膨脹土或改性處理的膨脹土,填至路床頂面設計標高并嚴格壓實。如果當年不能鋪筑路面,作為封層的填筑厚度,不宜小于30cm,并做成不小于2%的橫坡。
③使用膨脹土作為填料時,為增加其穩定性,可采用石灰處治,石灰劑量可通過試驗確定,要求摻入石灰處理后的膨脹土,其脹縮總率應接近于零。
④可用接近最佳含水量的中等膨脹土填筑路堤,但兩邊邊坡部分要用非膨脹土作為封層。路堤頂面也要用非膨脹土形成包心式填方。挖方地段當挖到距路床頂面以上30cm時,應停止向下開挖,并挖好臨時排水溝。等待作路面時,再挖至路床頂面以下30cm,并用非膨脹土進行回填,并按要求加以壓實。
(6)高速公路和一級公路路堤原地面的處理,應按下列規定辦理。
①對于填高不足1m的路堤,必須挖去地表30~60cm的膨脹土,然后換填非膨脹土,并按規定進行壓實。
②當地表為潮濕土時,必須挖去濕軟土層,換填碎石土或礫石土、砂礫或挖方堅硬巖石碎渣,或將濕軟土翻開摻石灰穩定并按規定壓實。
(7)膨脹土地區路堤施工前,應按有關規定進行試驗路段,以便取得路堤正式施工中的有關技術數據。
(8)膨脹土地區路堤塹的開挖應按下列規定辦理。
①挖方邊坡不要一次挖到設計線,沿邊坡預留厚度30~50cm一層,待路塹挖完時,再削去邊坡預留部分,并立即用漿砌護坡進行封閉。
②膨脹土地區的路塹,高速公路和一級公路的路床應超挖30~50cm,并立即用粒料或非膨脹土分層回填,也可用改性處理的膨脹土回填,并按規定進行壓實。對于其他等級的公路路塹,可采用石灰處治,石灰劑量可通過試驗確定。
(9)膨脹土地區的路基碾壓施工應符合下列規定。
①根據膨脹土自由膨脹率的大小,先用工作質量適宜的碾壓機具進行碾壓,碾壓時應保持最佳含水量;壓實土層松鋪厚度不得大于30cm,土塊的粒徑不應大于5mm。
②在路堤與路塹交界地段,應采用臺階方式進行搭接,其長度不應小于2m,并確保碾壓密實。此處的壓實度檢驗頻率,按規定應增加1倍。
③膨脹土地區路床土的強度要求和壓實標準,分別按表2-9及表2-8的規定執行。
十一、鹽漬土地區路基施工
在道路工程上,鹽漬土可按含鹽性質分為氯鹽漬土、亞氯鹽漬土、亞硫酸鹽漬土、硫酸鹽漬土和碳酸鹽漬土;也可按含鹽量分為弱鹽漬土、中鹽漬土、強鹽漬土和過鹽漬土等。鹽漬土對路基穩定性的影響同環境條件有關。氯鹽漬土易遭溶蝕而產生濕陷、坍塌等病害,但在干燥條件下氯鹽卻可起黏固作用。硫酸鹽漬土在氣溫下降時,因硫酸鹽結晶結合一定數量的水分子而膨脹,產生鹽脹現象。碳酸鹽漬土遇水膨脹,并且泥濘不堪。此外,硫酸鹽、碳酸鹽都對瀝青路面有很強的侵蝕性。因此鹽漬土地區路基施工應注意以下方面。
(1)在鹽漬土地區的路基施工時,路堤所用的填料應符合以下要求。
①路堤所用填料的含鹽量,不得超過規定允許值,也不得夾有鹽塊和其他雜物。其容許含鹽量如表2-15所列。
表2-15 鹽漬土地區路基填料的容許含鹽量

②對填料的含鹽量及其均勻性應加強施工控制檢測,路床以下每1000m3填料、路床部分每500m3填料,至少做一組測試,每組取3個土樣,當取土不足上列數量時,也應做一組試件。
③在內陸盆地干旱地區,如果當地無其他適用的填料,需用易溶鹽含量超過規定值的土、礫等作填料時,應根據當地氣候、水文地質等條件,通過試驗決定填筑措施。
④當采用石膏土作為填料時,應先破壞其蜂窩狀結構。石膏的含量一般不予限制,但應嚴格控制其壓實度。
(2)鹽漬土路堤應分層鋪填、分層壓實,每層松鋪厚度不應大于20cm,砂類土松鋪厚度不大于30cm。碾壓時應嚴格控制其含水量,不應大于最佳含水量的1%,但雨天不得施工。
(3)鹽漬土地區路堤施工前,應測定其基底(包括護坡道)表土的含鹽量、含水量及地下水位,根據測得的具體情況,分別按設計規定進行處理。
①如果表土中的含鹽量超過表2-15中數值時,應在填筑路堤前予以挖除;如果路堤高度小于1.0m時,除將基底含鹽量超標的表土挖除外,還應換填滲水性較好的土,其厚度對高速公路和一級公路不應小于1.0m,其他公路不應小于0.8m。
②原基底土的含水量如超過液限的土層厚度在1.0m以內時,必須全部換填滲水性良好的土;如含水量介于液限和塑限之間時,應鋪筑10~30cm有滲水性土后再填筑黏性土;如含水量在塑限以下時可直接填筑黏性土。
③當清除軟弱土體達到地下水位以下時,則應鋪填滲水性強的粗粒土,并應在高出地下水位30cm以上再填筑黏性土。
④對于在內陸盆地干旱地區設計為高級或次高級路面的地段,路床的填料應符合規范規定。土層應設法灑水壓實到表2-9中的要求,同時還應在路堤下部設置封閉性隔水層,隔水層應采用不透水材料制成,如瀝青砂、防滲薄膜、聚丙烯薄膜編織布等。在隔水層設置前應清除植物根莖,將基底做成2%的橫坡,然后整平壓實。
(4)在地表為過鹽漬土的細粒土地區或有鹽結皮和松散土層時,應當將其徹底鏟除。鏟除的深度,應通過試驗確定。如果地表過鹽漬土厚度過大,也可鏟除一部分,但必須設置封閉隔水層。隔水層設置深度,宜在路床頂止之下80cm處。如果鹽漬土有鹽脹問題存在,隔水層應設置在產生鹽脹的深度以下。當采用土工合成材料做隔水層時,為防止合成材料被擠壓破,宜在隔水層上、下分別鋪一層10~15cm厚的砂或黏土保護層。
(5)鹽漬土地區路基的排水及施工要點應符合下列要求。
①施工中應及時合理地布置好排水系統,不應使路基及其附近有積水現象。
②當路基一側或兩側有取土坑時取土坑底部距離地下水位不應小于15~20cm,底部應向路堤外有2%~3%的排水橫坡和不小于0.2%的縱向坡。
③在排水困難地段或取土坑有被水淹沒可能時,應在路基一側或兩側取土坑外設置高0.4~0.5m、頂寬1.0m的縱向護堤。
④在地下水位較高的地段,除應擋導表面水外,還應加深兩側邊溝或排水溝,以降低路基下的地下水位。
⑤鹽漬土地區的地下排水管道與地面排水溝渠,必須采取防滲措施,但鹽漬土地區不宜采用滲溝。
(6)高速公路、一級公路的鹽漬土路基的路肩及坡面,應采用防護措施或加寬路基措施。其他等級的公路也宜采用防護措施。
(7)鹽漬土地區路基的施工,應從基底清除開始,一直保持連續施工。即從基底到路床表面應分段一次完成,無特殊情況不得間斷;在設置隔水層的地段,至少一次做到隔水層的頂部。
(8)鹽漬土地區路基的施工,在地下水位高的黏性土地區,以夏季施工為宜;砂性土鹽土地區,以春季和夏初施工為宜;強鹽漬土地區,在表層含鹽量較低的春季施工為宜。
十二、滑坡地段路基的施工
公路建設是一項復雜的工程,滑坡地段公路路基的防治對公路的使用壽命與穩定性起著至關重要的作用。公路路基,尤其是滑坡地段公路路基的損壞,通常使交通中斷,影響公路的正常運輸,造成財產和人員的損失。所以,應結合工程實踐,在對造成公路滑坡的要素進行分析和分類歸納的基礎上,對滑坡地段公路路基的防治和施工提出一些措施。
(1)對于滑坡地段的處置,應分析滑坡的外表地形、滑動面、滑坡體的構造、滑動體的土質及飽水情況,以便了解滑坡體的形式和形成原因,根據公路路基通過滑坡體的位置、水文、地質等條件,充分考慮路基穩定的施工措施。
(2)路基滑坡直接影響到公路路基穩定時,不論采用何種方法進行處理,都必須做好地表水及地下水的處理,這是防止滑坡的根本。
(3)對于滑坡頂面的地表水,應采取截水溝等措施加以處理,不使地表水流入滑動面內。必須在滑動面以外修筑1~2條環形截水溝;對于滑坡體下部的地下水源應截斷或排出。
(4)在滑坡體未進行處置之前,禁止在滑坡體上增加荷載,如堆放材料、停放機械、堆積棄土等。
(5)對于挖方路基上邊坡發生的滑坡,應修筑一條或數條環形水溝,但最近一條必須離滑動裂縫面最少5m以外,以截斷流向滑動面的水流。截水溝可采用砂漿封面漿或漿砌片(塊)石修筑,滑坡上面出現的裂縫須填土進行夯實,避免地表水繼續滲入,或結合地形修建樹枝形及相互平行的滲水溝及支撐滲溝,將地表水及滲水迅速排走。
(6)當挖方路基上邊坡發生的滑坡不大時,可采用臺階減重、打樁或修建擋土墻進行處理,以達到路基邊坡的穩定。當采用打樁時,樁身必須深入到滑動面以下設計要求的深度;當采用修建擋土墻時,擋土墻基礎必須置于滑動面以下的硬巖層上。同時,宜修筑排水溝、暗溝或滲溝,以便順利排出地下水。
當挖方路基上邊坡發生的滑坡較大時,可采用修建擋土墻、鋼筋混凝土錨固樁或預應力錨索等方法處理,不論采用何種方法處理,其基礎都必須置于滑動面以下的硬巖層上或達到設計要求的深度。同時宜修建深滲溝、排水涵洞(管)或集水井等,用來排除地下水或修建地下截水墻截斷地下水。
(7)對于填方路堤發生的滑坡,可采用反壓土方或修建擋土墻等方法進行處理。當滑坡較大時,或采用反壓土方或修建擋土墻、鋼筋混凝土錨固樁、預應力錨索等方法處理,修建構造物的基礎必須置于滑動面以下的硬巖層上或達到設計要求的深度。
(8)對于沿河路基發生的滑坡,可修建河流調節構造物(如堤壩、導流墻、河道護坡等)、擋土墻等方法進行處理,其構造物的基礎必須置于河流沖刷線以下設計要求的深度或硬巖上。
(9)滑坡表面處治可采用整平夯實山坡、填筑積水坑、堵塞裂隙或進行山坡綠化固土等措施,應根據當地和工程的具體情況而確定。