填方路堤施工技术

填方路堤施工是公路工程施工中一个非常重要的环节，需要精心组织，精心施工，确保工程质量。对于高速公路这种特殊的交通功能，对路基施工质量有着更高的要求。因此路堤施工必须从基底处理、填料选择、压实、排水、防护等各方面加以重视，依靠科技进步，采用新技术、新材料、新的检测手段，从而保证路基具有足够的稳定性和耐久性。

一、基地及填土材料的处理    

   

1、路堤基地的处理
 

 

路堤基底是指路堤填料与原地面的接触部分。为使两者结合紧密，避免路堤沿基底发生滑动，防止因草皮、树根腐烂而引起路堤沉陷，需视基底的土质、水文、坡度和植被情况及填筑高度采取相应的处理措施。对于一些特殊地基，如软土、冻土等处理时、技术比较复杂，我们另列节叙述。对于一般的基底处理，通常包括以下内容。  

 

1） 伐树除根及表土处理  

路堤填筑时，如果不清除结合面上的草木残株等有害于路堤稳定的杂物，路堤成形后，一旦杂物腐烂变质，地基将发生松软和不均匀沉陷等现象。为了预防这种情况，就必须在填土之前做好伐树、除根和表层土壤处理工作。特别当路基填筑高度小于1.0m 时,应注意将路基范围内的树根、草丛全部挖除。伐树、除根和清除草丛作业可采用人工方法或机械方法作业。  

 

如基底的表层土系腐殖土，则须将其表层土清除换填，厚度视具体情况而定，一般应不小于30cm,并予以分层压实,压实度应符合规范要求。如发现草碳层、鼠洞、裂缝、溶洞等，都必须注意处理好，以防造成日后塌陷。有些清除物（如腐殖土），路堤修筑后，可取回作为护坡保护层使用，也可作为中央分隔带及绿化带的回填土，这时应注意堆弃位置要便于取回。  

 

2）耕地、水田的处理  

路堤通过耕地时，筑填施工之前，必须预先填平压实，如其中有机质含量和其他杂质较多时，碾压时因弹性过大，不易压实，应换填干土。对于稻田，其表面往往存在一层松软薄层，如果直接填土，不但机械通行性很差，难于作业，而且填土也不能充分压实。若填土厚度大，第一层要填至 0.5~1.0m厚，施工机械才能通行，以后可以按规定厚度铺填，能够充分压实时可不必进行其他处理。若填土层较薄时，第一层则不能填得太厚，否则填土无法得以碾压密实，这时，应当在基底挖沟排水，使填土底层保持干燥，再进行填方压实作业。如果水田水位过高，简单地设置排水沟也不能使水充分外排，从而不能保证机械通行，且由于地下水毛细管作用侵入填土，而恶化填土性质，应在原表土和填土之间加砂垫层，以利于水的排出，如图 7-1-1所示。  

 

图7-1-1砂垫层排水处理   

 

3）坡面基底处理  

填方路堤，如基底为坡面时，在荷载作用下，粒料极易失稳而沿坡面产生滑移，因此在施工前必须注意对基底坡面处理后方能填筑。经验表明，当坡度较小，在 1：10~1:5 之间时，只需清除坡面上的树、草杂物后，将翻松的表层压实后即可保证坡面的稳定，但当坡度较大，在1：5~1：2.5之间时，应采取如图 7-1-2所示的方法将坡面做成台阶形，一般宽度不宜小于2.0m，高度最小为1.0m，而且台阶顶面应做成向堤内倾斜4%~6% 的坡度。如果基底坡面超过1：2.5时，则应采用修护墙、护脚等措施对外坡脚进行特殊处理。  

 

图7-1-2  横坡较大时台阶形基底   

 

2、路堤填料的选择和处理  

用于路堤填筑的土料，原则上就地取材或利用路堑挖方土壤，但对填土料总的要求是：具有良好的级配和一定的粘结能力，易于压实稳定；具有基本上不受水浸软化和冻害影响等。淤泥、腐殖质等稳定性较差的土一般不宜作为填土，必须使用时，应根据公路技术规范，有限制地选用。  

 

对于透水性良好的石块，碎（砾）石土、粗砂、中砂和湿度未超过所设计规定极限值的亚砂土、轻亚粘土和粘土等，均可用于填筑路堤。  

 

在特殊情况下，受工程作业现场条件的限制，在路堤填筑工地附近可能没有合适的填土材料，而从远处运来又不经济，这时通常是对附近不符合施工规范要求的土料进行适当处理后，作为填土使用。  

 

1）含水量调节  

一般情况下，如料场土料的自然含水量接近最佳含水量时，这时只要对挖出的土料及时装卸上堤，及时摊平碾压即可。如果土料含水量过高，应予以翻晒，最好利用松土机或圆盘耙搂翻，增大曝气面，加速蒸发效果。在实际工作中，土料的人工湿润可在取土场和堤上进行，由于取土场场地宽阔，工作方便，易控制洒水均匀，如有洒水过度，也不影响堤上已有的土体，因而采用较多。  

 

在路堤施工时，也常采用洒水车直接在堤上喷洒，但应配用圆盘耙等机具对土料进行翻拌，使其润湿均匀。还须预计润湿时间，绝不可洒水后立即碾压。  

 

2）化学稳定处理  

即利用石灰或水泥作稳定剂对土壤性质进行改良，达到填土要求。这种方法对含水量大、塑性高的材料（如粘土），或强度不足的其他材料（如含有大量细粒砂的砂质土），都有较好的效果。  

 

二、路堤填筑作业    

   

1、路堤填筑方法  

路堤填筑是把填料用一定方式运送上堤进行铺平、碾压密实的过程。路堤填筑分为水平分层填筑法、纵坡分层填筑法、横向填筑法和混合填筑法等四种方法。  

 

1）水平分层填筑法。填筑时按照横断面全宽分成水平层次，逐层向上填筑，如图7-1-3所示。如原地面不平，应从最低处分层填起，每填一层经过压实符合规定要求后再填上一层。  

 

图 7-1-3水平分层填筑法  

 

2）纵向分层填筑法。宜于用推土机从路堑取料填筑距离较短的路堤，填方侧应按要求，人工开挖土质台阶后，依纵坡方向分层，逐层向上填筑碾压密实，如图7-1-4所示。原地面纵坡大于12%  的地段常采用此法。  

 

 

图7-1-4  纵向分层填筑法  

1、2、3—铲土作业顺序  

 

3）横向填筑法。从路基一端或两端同时按横断面的全部高度，逐步推进填筑，仅用于无法自下而上填筑的深谷、陡坡、断岩、泥沼等运土和机械无法进场的路堤，如图 7-1-5所示。横向填筑因填土过厚，不易压实时，施工时需采取下列措施：  

• 选用高效能压实机械
• 采用沉陷量较小的砂性土或附近开挖路堑的废石方，并一次填足路堤全宽度
• 在底部进行拔土夯实

 

图7-1-5  横向填筑法  

 

4）联合填筑法。即路堤下层用横向填筑，而上层用水平分层填筑。使上部填料经分层压实获得需要的压实度，如图7-1-6所示。混合填筑法适应于因地形限制或填筑堤身较高，不宜采用水平分层法和横向填筑法自始至终进行填筑的情况。  

 

图7-1-6  联合填筑法  

 

上述方法中，2）、3）、4）路填施工方法工程质量较难保证，同时也不易检测，因此，除非工程特殊要求外，一般应尽可能采用（1）种方法施工。  

 

2、路堤机械化作业  

1）推土机作业  

（1）推土机横向作业  

这是一种水平分层填筑方法。推土机在路堤一侧或两侧取土场取土，一般沿线路分段进行，每段距离以 20~40m 为宜，可以单机作业，也可多机作业。多在地势平坦，或两侧有可利用的山地土场的场合采用。  

 

在路堤单侧取土时，在每段，推土机可采用穿梭法进行作业，如图7-1-7所示。作业时，推土机铲满土料，推送至路堤的坡脚，卸土后，按原路返回到铲挖位置，如此往复在同一路线上。采用槽式作业法送2~3刀就可挖到 0.7~0.8m深，然后作斜线倒退，向一侧移位，同样方法可推送相邻土料。整个作业区段完成后，可以沿作业时相反方向侧移，可推净遗留土埂，整平取土坑。  

 

图7-1-7  推土机单侧取土填筑路堤  

1- 路堤；2-标控桩； 间距为10m的高标杆;4、5- 推土机作业路线  

 

当推土机由路堤两侧取土场取土时，每侧作业方法与上述方法相同，所不同的是路堤用土由两侧运来，分别推至路基中心线即可。作业时，为使中心线两侧运土的结合处能充分压实，两侧运来的土料均应推送超过中线。采用这种作业方法时，每个作业区段最好由两侧相同台数的推土机，相向同步作业，可使路堤均衡对称地成形（如图7-1-8）。  

 

图7-1-8  推土机从两侧土填筑路堤  

B-路基宽；H- 路基高  

 

（2）推土机纵向填筑路堤  

用推土机进行移挖填土施工，多采用这种方法（一般多用在丘陵、山地）。可做纵坡分层，只要挖方土壤符合填土要求，即可采用。但以开挖部分坡度不大于1：2为限。开提中应随时注意复核路基标高和宽度，避免超挖和欠挖。纵向填筑路堤作业，如图 7-1-9所示。  

 

图7-1-9  推土机移挖填图施工填筑路堤  

 

（3）综合作业  

这是上述两种方法的综合，即在纵横方向联合作业，宜分段进行，每段60-80m，每段中部设有横向送土道，用横向作业的方式，将两侧土壤送上路堤，再由另外的推土机纵向推送铺平，同时，分层压实，如图7-1-10所示。  

 

图7-1-10  综合作业法填筑路堤  

 

2）铲运机作业  

利用铲运机填筑路堤，其基本方法与推土机大致类似，仅以作业现场条件不同而有所区别。最大特点是曲线作业散落料少$，故有更灵活的作业路线，并适宜于较远距离取土，一般为100m 以外，且填筑高度为2m 以上为宜。其作业的运行路线，在根据地形条件，考虑施工效率时，有以下几种基本方式，可在实际工作中灵活应用。  

 

（1）椭圆形运行路线  

此方法适用于填土高度在1.5~2.0m以内，且工作长度在100m以下的情况，主要缺点是重载上坡转向角大，转弯半径小；每一循环，铲运机需要转两次180°大弯。如图 7-1-11所示。  

 

图7-1-11 铲运机椭圆形运行路线  

 

（2）“8”字形运行路线  

实际上是上述椭圆形路线的组合，每一个作业循环，在同样两次 180°大转弯的情况下，可完成两次铲装、运送、卸土的过程。如图7-1-12所示。而且可以容纳多机作业，工  

效比单椭圆形作业路线有一定程度的提高，多用于工作段较长（一般为300~500m)的填筑作业，要求取土场在路堤两侧。作业区段较长时，可以多个“8”形工作面首尾相连。可在整个区段内连续作业，适宜于群机作业。如果各机间隔适当，可使其互相不受干扰，并且把每次填挖段与上次的错开，作业匀衡，但一次循环的时间较长。  

 

图7-1-12 “8”字形作业路线
 

 

（3）全堤宽循环作业  

上述几种方法，均在路堤单侧取土（指一个循环内），对于两侧取土场同时取土作业时，可采取全堤宽循环作业的方法，即铲运机连续相间地在路堤两侧取土场取土，而在路堤全宽上均匀铺散，其运行路线如图7-1-13中所示。这种作业方法，适宜于作业区段较长，且宽度较大的路堤填筑。铲运机每次循环中，多次装卸土壤，运行路线可均匀错开，因此碾压质量较好。  

 

图7-1-13 全堤宽循环作业  

a）穿梭式；b）螺旋式；c）环回式  

 

用铲运机填筑路堤，无论采取何种运行路线，在路堤整个宽度上，应注意从两侧分层向中间填筑，保持两侧高于中间，可防止铲运机向外翻车，当两侧填至标高时，再填平中间并按要求修整成一定的拱形。  

 

另外，铲运机进行路堤填筑作业时，经常是利用自重压实的。因此，作业过程中，卸土应均匀分布在堤面上，同时铲运机车轮应使路堤上的卸土都能被压到，以保证路基的压实质量。  

 

当路堤高度在1.0m以上，应修筑运行通道；高度大于2m 时，每隔50~60m修筑一个通道或缺口，最小宽度为4m，使铲运机转弯半径不小于6m。上坡通道坡度一般为15%~20%，下坡极限坡度为50%，整个填筑作业完成后，所有进出口通道应予封填。  

 

3）挖掘机（或装载机）与运输车辆配合作业  

用正铲、反铲和抓斗挖掘机或装载机与运输车辆配合进行路堤填筑施工，适用于取土场较远或特殊地形的施工条件下作业。工作过程比较简单，挖掘机或装载机按其基本作业方法进行挖掘装载，由运输车辆将土料送上路堤，然后由推土机或铲运机按规定厚度铺平并由压实机械压实，采用这种作业方法，影响工效的主要因素是，与一定装载能力的挖掘装载机械相配合的运土车辆数及运行路线。  

 

图7-1-14所示为正铲挖掘机与自卸卡车配合作业的运行路线图，挖掘机在取土场设有四个掘进道，而汽车运行路线视土质优劣，分两路运行，填土运上路堤按路堤放样边桩分层、有序卸填，弃土直接运往弃土地点。  

 

图7-1-14  正铲挖掘机与运输车辆配合作业  

1-取土坑，2-不适用的废弃土；3-重车道；4-路堤；5-汽车  

 

其它挖掘机和装载机作业时，方法与此相同。仅在于各种挖掘装载机械施工条件不同，如拉铲装车较为困难，要求司机操纵技术熟练，由于抓斗对土壤适应性差，一般不作直接挖土工作，这些类型的工作装置进行填土作业时，效率不及正铲。  

 

与挖掘装载机械配合作业的车辆数，除与挖掘机、汽车性能有关外，同时还与运输距离、道路条件、驾驶员技术素质有关，还受到平整和压实机械生产能力的影响。因此，应尽可能使各种设备，而不仅仅是运输车辆，做到相互平衡、协调，才能既使总的工效最佳，又使各机种利用率和单机效率提高。     

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