地基表層處理
地基表層是原地面與填料的接觸部分,應有足夠的承載力以防止路堤沉陷,並要求地基表層比較乾燥、粗糙,使填築的路堤與原地面能緊密結合,防止路堤沿地基表層滑動。因此,在填築路堤之前,應作好以下幾方面工作:
穩定斜坡上地基表層的處理,應符合下列要求:
①地面橫坡緩於1:10時,路堤可直接填築在天然地面上。但路堤高度小於基床厚度的地段,應清除地表草皮。
②地面橫坡為1:10~1:5時,應清除草皮。
③地面橫坡為1:5~1:2.5時,原地面應挖台階,台階寬度不應小於1m。當基岩面上的覆蓋層較薄時,宜先清除覆蓋層再挖台階。當覆蓋層較厚且穩定時,可予保留,即在原地面挖台階後填築路堤,挖台階時應自下而上進行,隨開挖、隨填築,以保持台階梯坎穩定。地面橫坡陡於1:2.5段的陡坡路堤,必須檢算路堤整體沿基底及基底下軟弱層滑動的穩定性,抗滑穩定安全係數不得小於1.25。否則應採取改善基底條件或設定支擋結構物等防滑措施。陡坡路堤靠山側應設排水設備,並採取防滲加固措施。
基底有地下水影響路堤穩定時,應採取攔截引排至基底範圍以外或在路堤底部填築滲水填料等措施。
地基表層為鬆散土層,其天然密度小於上表的規定值時,若鬆土厚度不大於0.3m,應將原地表碾壓密實;若鬆土厚度大於0.3m,應將鬆土翻挖,分層回填壓實或採取其他地基加固措施,碾壓後的密度應滿足下表的規定。
地基表層為軟弱土層,其標準貫入錘擊數N值小於4或靜力觸探比貫入阻力P小於1MPa時,應根據軟弱土層的性質、厚度、含水量、地表積水深度等,採取排水疏乾、挖除換填、拋填片石或填砂礫石等地基加固措施。
填料的選擇及壓實度
(一)填料的選擇
填築路堤的土壤,對路基強度和穩定性有著極大的影響。有的土是填築路堤的良好材料,有的就不能使用,因此對土質就有一個選擇問題。
路堤填料根據土石的顆粒組成、顆粒形狀、塑性指數及液限等,應分為岩塊、粗粒士和細粒土三大類,按填料的性質及適用性,可分為五組。
路堤基床以下部位填料,宜選用A、B、C組填料。當選用D組填料時,應採取加固或改良措施。
路堤浸水部位的填料,宜選用滲水土填料,當採用細砂、粉砂作填料時,應採取防止振動液化的措施。
(二)壓實度
基床以下部位填料的壓實度,對細粒土和粗粒上中的黏砂、粉砂,應採用壓實係數或地基係數作為控制指標;對粗粒土(黏砂、粉砂除外),應採用相對密度或地基係數作為控制指標;對碎石類土和塊石類混合料,應採用地基係數作為控制指標。其值不應小於上一節表2的的規定值。
施工控制含水量的範圍,應根據填料性質、要求的壓實度和機械壓實能力綜合確定。細粒土和粗粒中黏砂、粉砂填築時的含水量應接近最優含水量,當含水量過高或過低時,可採取疏乾晾曬或加水濕潤等措施。
路堤邊坡高度大於20m時,應根據填料、邊坡高度等加寬路基面,其每側加寬值(Δb)為:
式中,C-沉降比,細粒土約為0.01~0.02,粗粒土約為0.005~0.015,硬塊石約為0.005~0.01,軟塊石約為0.015~0025;
H-路堤邊坡高度(m);
m-道床邊坡坡率,特重型、重型、次重型及中型軌道m=175,輕型軌道m=15。
填築方法
路基工程數量龐大,路基使用的土,需要就地取材,常會遇到使用不同性質的土來填築路堤的問題。
從填築路堤的實用觀點來看,土的種類雖多亦可歸納為滲水性與非滲水性兩類。
滲水性土如片石、碎石、礫石、粗砂、中砂、細砂等的滲透作用強,強度不受含水量的影響;非滲水性土如砂黏土、黏砂土、黏士等對水的滲透作用弱,強度受含水量影響很大。兩種土性質不同,混雜填築就不能保證路堤的強度與穩定性,必須遵循一定的填築方法:
①填築路堤宜按三階段、四區段、八流程的工藝組織施工,如下圖所示。
②填料的挖、裝、運、填及壓實應連續進行,在作業中,對細粒土和粉砂、黏砂填料,
③滲水性土與非滲水性士必須分層使用,不得混填。
④使用不同填料填築路堤時,應分層填築,每一水平層全寬應以同一種填料填築;當滲水土填在非滲水土上時,非滲水土層頂面應向兩側設4%的人字橫坡、如下圖(a)所示;非滲水土填在滲水土上時,接觸面可為平面如下圖(b)所示;當上下兩層填料的顆粒大小相差懸殊時,應在分界面上鋪設墊層。
⑤當分層填築困難時,一般將滲水性弱的土填在堤心部分,兩側填築滲水性強的土,如下圖(c)所示。
⑥用滲水性土填築路堤的邊坡,不許用非滲水性土覆蓋。只有在沙漠地區的路基或保證路堤內部能排水時才許使用,如下圖(d)所示。
⑦不應使築成的路堤因填築的土質不同而造成滑動面,如下圖(e)所示。
⑧不應將滲水性土包填在中央,以免造成水囊,成為路基病害,如下圖(f)所示。
填土路堤預留沉落量及路肩加寬
填築路堤時,應根據路堤高度、填料種類、壓實條件、地基情況、施工季節及延續時間等因素,估計填築後路堤和地基的總沉降,預先加築沉降量,並考慮與橋台及兩端線路縱坡順接,適當調整預留量;待路堤竣工(鋪軌)時,再根據路面沉降觀測推算的剩餘沉降量修正預留量。
路堤預留沉降量可按下列範圍取值:
①路堤高度小於或等於5m時,可按平均堤高的0.5%~2%預留沉降量;路堤高度大於5m時,5m範圍內仍按以上規定計算,另計入超過部分平均提高0~1%預留沉降量。
②用級配良好的不易風化塊石填築,並用重型機械壓實的路堤,預留沉降量可按堤高的0~0.5%取值。
③路堤高度在4m以內的地段可按該段堤高的平均值計算預留沉降量,預留沉降量後,路堤坡腳位置仍按設計路肩高程及山坡坡度測定,路基設計寬度不變。
對邊坡高度大於12m路堤,應在填築完成後選有代表性的斷面進行路基面沉降觀測。觀測點宜設在邊坡較高一側的路肩附近,定期進行觀測,用擬合沉降曲線法推算最終沉降量和剩餘沉降量,並據以修正預留沉降量。對邊坡高度等於和小於12m及停放期較短的路堤,可按上述影響因素比照同類路堤的觀測推算結果取值,修正預留沉降量。
預留沉降提高路基面地段的兩端,應向相鄰的填挖交界或橋台以及預留沉降量較小的地段順坡遞減;順坡後的坡度不應大於線路限制坡度加2%。
填石路基
在山嶽地區,常利用路塹挖方的石塊作為路堤填料。它與普通土的性質不同,有風化與不易風化的區別,石塊還有大小之分,因此必須掌握其不同特點,分別對待。
①用風化石填築。將風化石塊大面向下,放置平穩,再用碎石碴鋪墊其上,將縫隙填塞緊密,每層厚約50cm邊坡部分1m左右,宜用比較整齊的石塊隨填方逐層向上碼邊。在路堤頂面30cm厚的範圍內,應使用小於15cm的碎石填築,其斷面與填土路堤相同。
②用不易風化的石塊填築。核心部分用傾填方法填築,使石塊經受衝擊與震動而增加其緊密度。傾填法對石塊的要求是:25~40cm石塊約占80%左右,15~25cm石塊占20%左右,小於15cm和大於40cm的石塊不宜採用。
基床範圍內及基底挖台階的範圍內,必須分層填平。邊坡面層要分層碼砌,當路堤邊坡高度小於6 m時,碼砌厚度為1m左右;當邊坡高度大於6m時,在底部應增至2m左右。
碼砌一層邊坡,應鋪墊一層小石,石塊的間隙應以碎石填滿鋪平。在路堤頂面約30cm範圍內,須用小於15 cm的碎石填築,如下圖所示。
邊坡的碼砌有台階式和栽砌式兩種方法,如下圖所示。