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级配碎石掺水泥路基填筑施工技.doc

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碎石 水泥 路基 施工
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1级配碎石掺水泥路基填筑施工技术中铁 17 局京福项目一分部综合二队 曹小琦摘要 结合京福客运专线一分部路基技术工艺标准,现场施工角度对用级配碎石掺水泥作为路基填料的路基施工工艺进行阐述,特别介绍施工过程中的质量控制和施工经验关键词 京福客运专线 路基填筑 级配碎石掺水泥 施工工艺 质量控制1 试验概述1.1 工程地质路基 513 工点设计里程 DK693+948.735~DK694+057.500,全长 108.765m。该试验段为深路堑,位于丘陵地区,自然坡度为 20°~30°,植被发育,辟为农田、果园。表层为砖红色粉质粘土,厚 5~7m,下伏浅黄色全风化花岗岩,厚约 5m~10m,下层为强风化花岗岩,厚约 10m。试验段丘坡地下水较发育,地下水无化学侵蚀性。1.2 设计情况本段深路堑基底(DK693+948.735~DK694+057.500)采用压实处理,基床底层以下脚墙范围内(DK693+964.000~DK694+025.500)挖除换填约 2.0m 厚的 A、B 组填料,基床底层挖除换填 2.3m厚的级配碎石掺 3%水泥,基床表层采用 0.4m 厚的级配碎石掺 5%水泥填筑。基床底层以下脚墙范围内(DK693+964.000~DK694+025.500)换填 A、B 组填料 868.30m³,基床底层换填级配碎石掺 3%水泥 4760.66m³,表层换填级配碎石掺 5%水泥 670.30m³。1.3 实验目的(1)确定级配碎石掺水泥的料源及厂拌方式;(2)确定级配碎石掺水泥施工过程中的最佳机械组合方式;(3)确定有效的压实厚度与碾压遍数的关系;(4)确定填料最佳含水量的控制范围;(5)通过现场试验确定松铺厚度,作为今后路基施工中控制填土高度的依据。2 路基压实标准(1)基床底层过渡段级配碎石掺 3%水泥压实标准见表 2-1:表 2-1 基床底层过渡段级配碎石掺 3%水泥压实标准指 标 压实标准压实系数 K ≥0.95地基系数 K30(Mpa/m) ≥150动态变形模量 Evd(Mpa) ≥50检验数量:每过渡段每压实层抽样检验压实系数 3 点,其中距路基两侧填筑级配碎石边线 1m 处左右各一点,路基中部一点。每填高 30cm 抽样检验动态变形模量 3 点,其中一点应靠近桥台或横向结构物边缘处;每填高 60cm 抽样检验地基系数 2 点,其中距路基填筑级配碎石边线 2m 处 1 点,路基中部一点。2(2) 基床底层级配碎石掺 3%水泥压实标准见表 2-2表 2-2 基床底层级配碎石掺 3%水泥压实标准指 标 压实标准压实系数 K ≥0.95地基系数 K30(Mpa/m) ≥150动态变形模量 Evd(Mpa) ≥40检验数量:路基每压实层抽样检验压实系数 6 点,路基左、右距路基边线 1m 处各 2 点,路基中部 2 点。每填高约 90cm 抽样检验地基系数、动态变形模量 Evd 各 4 点,其中路基左、右距路基边线 1m 处各 1 点,路基中部 2 点。(3)基床表层级配碎石掺 5%水泥压实标准件表 2-3:表 2-3 基床表层级配碎石掺 5%水泥压实标准指 标 压实标准压实系数 K ≥0.97地基系数 K30(Mpa/m) ≥190动态变形模量 Evd(Mpa) ≥55静态变形模量 Ev2(MPa) ≥120 Ev2/Ev1≤2.5检测数量:压实层抽样检验压实系数和 Evd 各 6 点,其中距路基两侧填筑级配碎石边线 1.5m 处左右各 2 点,路基中部 2 点。地基系数 4 点,其中距路基两侧填筑级配碎石边线 1.5m 处左右各 1点,路基中部 2 点。(4) 基床底层过渡段两侧及椎体级配碎石掺 3%水泥压实标准表 2-4:表 2-4 基床底层过渡段两侧及椎体级配碎石掺 3%水泥压实标准指 标 压实标准压实系数 K ≥0.95地基系数 K30(Mpa/m) ≥150动态变形模量 Evd(Mpa) ≥40检验数量:每过渡段施工单位每压实层约 60cm 厚抽样检验地基系数 2 点;基床底层每压实层抽样检验压实系数和动态变形模量各三点。3 主要机械设备主要机械设备见表 3-1表 3-1 主要机械设备3序号 机械名称 规格型号 单位 数量 状态 备注1 挖掘机 PC220 台 1 良好2 平地机 PY180 台 1 良好3 装载机 ZL-50 台 1 良好4 压路机 BW-225-D-3 台 1 良好5 自卸汽车 15T 辆 5 良好6 洒水车 8T 辆 1 良好7 小型打夯机 LT-4TS 台 1 良好4 级配碎石掺水泥料源生产及填料技术指标该试验段填料取自南平北站碎石场,岩层经爆破后成混合料,混合料破碎采用颚式破碎机,生产过程中配置网筛剔除粒径大于 5cm 的填料,筛后填料通过机械倒运拌合,并按设计要求掺适量水泥。填料储量满足要求,试验段采用的运输线路为从南平北站碎石场取料,经安济村、大洲村运至3#拌合站,由 3#拌合站集中拌制合格后运至试验段现场 513 工点,平均运距为 8km。本次实验依据:⑴现行的国家有关方针政策,以及国家和铁道部有关法律、规范、验标、施工指南和铁道部最新规章制度等。⑵新建合肥至福州铁路客运专线闽赣Ⅶ标设计文件和图纸;⑶《高速铁路路基工程施工质量验收标准》 ,铁建设【2010】240 号。《高速铁路路基工程施工技术指南》 ,铁建设【2010】241 号。《新建铁路合福线路基工程参考图集》 。《DK693+948.735~DK694+057.50 路基工点设计图》 (图号:合福施图(路)-513)⑷本单位当前客运专线铁路建设的技术水平、管理水平和施工装备水平。(5)现场调查资料。通过室内试验确定的填料技术指标见表 4-1表 4-1 填料各项指标表序号 检测指标 检测值 合格级配碎石允许范围判断 备注1 针片状颗粒总含量 Wq(%) 13.6 ≤20 合格2 质软、易破碎颗粒含量 Wq 2.9 ≤10 合格3 最大干密度 2.29 / 合格4 最优含水率 6.3 / 合格5 地质核查和基底处理45.1 地质核查和检测根据设计要求对 DK693+948.735~DK694+057.50 试验段基底进行地质核查。513 工点基底为粉质粘土,对地基土的基本承载力 σ 0 进行了测试,结果见表 5-1。表 5-1 检测结果检测项目 1 2 3 4 5 6σ 0(Kpa) 220 240 220 260 240 2405.2 地基处理原设计对 DK693+948.735~DK694+057.50 段基底采用压实处理,但路基面部分区域由于长期雨水浸泡存在软土,后经协商沟通对基底软土部分进行挖除换填级配碎石掺 3%水泥,经检测基本承载力符合规定要求。基底采用平地机整平,静压一遍,并形成 4%的横向排水坡,在线路左右测各设置 20cm 宽排水沟一道,并对软基部分挖除换填级配碎石掺 3%水泥,最后压路机静压一遍。6 试验过程及工艺参数试验段填料采用全幅,纵向水平分层方法摊铺,装载机粗平、平地机精平的方法整平,25t 宝马振动压路机采用静压、弱振、强振组合振压方法施工。整个试验过程填料填筑 3 层。6.1 试验工艺流程试验段路基填筑施工工艺流程见图 6-1。图 6-1 试验段路基填筑施工工艺流程图施工准备测量放线上土摊铺初 平精 平初压:静压 1 遍、弱振 2 遍、强振 1 遍压实质量、压实厚度检测续压续检:每强振 1 遍,检测 1 次指导下步大面积施工数据分析,编制试验成果书5试验段填筑前,基底已按照设计文件及相关技术规范处理完毕,同时已按施工要求,中线放样完毕,施工边线已确定,监理工程师已认可。施工所需机械设备、人员已到位。路基级配碎石填料场已确定,并按《铁路工程土木试验规程》 (TB 10102-2004 )规定的方法进行颗粒分析、含水量与密实度和击实试验,通过重型击实法确定了填料的最大干密度和最佳含水量。试验段填筑采用横断面全宽,纵向水平分层填筑压实的方法填筑。6.2 摊铺施工(1)放线:放出线路中线,每 8m 钉出中桩。(2)画网格:在有效的填筑范围内,按 8m*8m 用白灰画网格,以便现场领工员指挥车辆进行顺序倾倒填料。(3)按自卸汽车每车的方量和 35cm 松铺厚度计算每个方格内的卸料车数,以控制填料的松铺厚度。(4)摊铺:采用装载机摊铺散料,同时人工配合机械对局部进行找平和补料。(5)控制填料含水量:最佳含水量按 4.8%控制,且控制施工含水量偏差±1%以内。填料含水率较低时,采用洒水措施;填料含水率过大时,采用装载机翻松晾晒。6.3 机械整平(1)粗平:填料上足后,采用装载机粗平。为保证每层的平整度及施工厚度的均匀,摊平过程中要不断检查施工高程,且每层填筑时均形成 2%~4%的人字横坡。(2)精平:待粗平完成后,用平地机精平作业。(3)集窝处理:在网格法卸料摊铺后,若仍存在集窝离析现象时,面积较大时采用挖机对局部级配较差的填料进行现场拌合,改良级配;面积较小时由人工进行现场拌合。6.4 机械碾压精平完成后,现场技术人员进行检测,确认填筑层高程及平整度符合要求后才能进行碾压。(1) 碾压组合。碾压采用 25t 宝马压路机碾压 6 遍,碾压组合方式:静压一遍+弱振 2 遍+强振 2遍+静压 1 遍。压实顺序按先两边后中间,先静压后弱振、再强振的操作程序进行碾压。(2) 搭接处理。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 40cm,上、下两层的填筑接头应错开不小于 3.0m,以保证无死角、无漏压,确保碾压的均匀性。7 压实检测及路基施工测量控制结果整理(1)检测内容:压实后进行 K30、Evd、K 值指标检测。(2)检测频次及检测措施:表 7-1 基床底层过渡段级配碎石掺 3%水泥压实标准指 标 压实标准压实系数 K ≥0.95地基系数 K30(Mpa/m) ≥1506动态变形模量 Evd(Mpa) ≥50检验数量:每过渡段每压实层抽样检验压实系数 3 点,其中距路基两侧填筑级配碎石边线 1m 处左右各一点,路基中部一点。每填高 30cm 抽样检验动态变形模量 3 点,其中一点应靠近桥台或横向结构物边缘处;每填高 60cm 抽样检验地基系数 2 点,其中距路基填筑级配碎石边线 2m 处 1 点,路基中部一点。表 7-2 基床底层级配碎石掺 3%水泥压实标准指 标 压实标准压实系数 K ≥0.95地基系数 K30(Mpa/m) ≥150动态变形模量 Evd(Mpa) ≥40检验数量:路基每压实层抽样检验压实系数 6 点,路基左、右距路基边线 1m 处各 2 点,路基中部 2 点。每填高约 90cm 抽样检验地基系数、动态变形模量 Evd 各 4 点,其中路基左、右距路基边线 1m 处各 1 点,路基中部 2 点。表 7-3 基床底层过渡段两侧及椎体级配碎石掺 3%水泥压实标准指 标 压实标准压实系数 K ≥0.95地基系数 K30(Mpa/m) ≥150动态变形模量 Evd(Mpa) ≥40检验数量:每过渡段施工单位每压实层约 60cm 厚抽样检验地基系数 2 点;基床底层每压实层抽样检验压实系数和动态变形模量各三点。(3) 检测顺序:先进行 Evd 检测,检测合格后在同一位置附近进行 Evd、K30、K 的检测。检测中严格按规范要求标准进行,保证检测质量。(4) 整理结果。8 质量控制要点及质量控制措施为确保填筑质量,制定以下质量控制要点:填料粒径的控制、填料均匀性的控制、松铺厚度的控制、填料平整度的控制、路基横坡的控制、填料含水率的控制、填筑下一层之前基底压实质量的控制。8.1 填料粒径的控制严格填料质量指标的源头控制,对大于 5cm 填料颗粒进行过筛,在料场装运填料之前应检验本批填料的质量,最大粒径控制在 5cm。8.2 填料均匀性的控制(1)填料运输过程中的控制:填料在装车时应先从车厢两头装料,再装车厢中部,防止椎体过高使粗料向四周堆积,卸料时应尽量半料摊开,不要一卸到底。7(2)填料摊铺过程的控制:现场严格按照画网格的方法卸料;在集窝面积较大时,在粗料集窝处加以石粉,采用挖掘机进行拌合。(3)填料含水量的控制:当现场含水量偏小时,在填料摊开以后洒水,通过挖掘机翻拌、闷料的措施,达到最佳含水量。在雨天时,级配碎石掺水泥填筑层面采用彩条布将其封闭隔雨,同时在填筑面两侧做好临时排水沟,保证雨天填料不受雨水的浸泡。(4)松铺厚度及横坡的控制:采用人工放样中线边线,定出高程所在位置,以保证施工的松铺厚度。9 安全技术及环境保护措施9.1 安全技术措施(1)路基填料施工前,组织现场管理人员、作业队人员进行安全交底,防止因此可能发生的安全事故。(2)机械司机应严格遵守操作规程,每班检查机械状况,做好保养,填写机械运转记录,严防机械事故的发生。(3)严格遵守施工现场临时用电安全技术规范,坚持做到“一机一闸一漏一箱” 、 “三级配电两级保护”的安全要求,防止用电事故的发生。(4)建立架子对安全管理体系。9.2 环境保护措施(1)在机械化施工过程中,要尽量减少噪声、废气、废水及尘埃等的污染,以保障人们的健康,运转中尘埃过大时要及时洒水。(2)清理施工机械、设备及机具的废水、废油等有害物质以及生活污水排放至指定地点,不得直接排放与河流、湖泊或其他水域中,也不得倾泻于饮用水源附近的土地上,以防污染水质和土壤。10 结 论(1)压实遍数和松铺厚度的确定:根据这三层的填筑试验,得出试验段的填筑压缩厚度为5.5cm,第一层平均松铺系数为 1.24,第二层平均松铺系数为 1.20,第三层平均松铺系数为1.71。碾压组合方式:①静压一遍,弱振压二遍;②静压一遍,弱振压两遍,强振压一遍;③静压一遍,弱振压两遍,强振压一遍;④静压一遍,弱振一遍,强振两遍,静压一遍。以压实遍数为横坐标,以压实度、动态变形模量、地基系数为纵坐标分别绘出其关系曲线如下:8碾 压 遍 数压实系数 1234560.9560.9780.9虚 铺 厚 度 为 25cm下 压 实 系 数 随 压 实 遍 数 变 化 关 系 曲 线虚铺厚度为 25cm 下压实系数随压实遍数变化关系曲线 碾 压 遍 数压实系数 1234560.95670.98虚 铺 厚 度 为 30cm下 压 实 系 数 随 压 实 遍 数 变 化 关 系 曲 线虚铺厚度为 30cm 下压实系数随压实遍数变化关系曲线碾 压 遍 数压实系数 1234560.9560.9780.9虚 铺 厚 度 为 35cm下 压 实 系 数 随 压 实 遍 数 变 化 关 系 曲 线虚铺厚度为 35cm 下压实系数随压实遍数变化关系曲线9碾 压 遍 数123456虚 铺 厚 度 为 25cm下 动 态 变 形 模 量 随 压 实 遍 数 变 化 关 系 曲 线动态变形模量Evd4056708虚铺厚度为 25cm 下动态变形模量随压实遍数变化关系曲线 碾 压 遍 数123456虚 铺 厚 度 为 30cm下 动 态 变 形 模 量 随 压 实 遍 数 变 化 关 系 曲 线动态变形模量Evd4056708虚铺厚度为 30cm 下动态变形模量随压实遍数变化关系曲线 碾 压 遍 数123456虚 铺 厚 度 为 35cm下 动 态 变 形 模 量 随 压 实 遍 数 变 化 关 系 曲 线动态变形模量Evd4056708虚铺厚度为 35cm 下动态变形模量随压实遍数变化关系曲线10碾 压 遍 数123456虚 铺 厚 度 为 30cm下 地 基 系 数 随 压 实 遍 数 变 化 关 系 曲 线地基系数K305067189虚铺厚度为 30cm 下地基系数随压实遍数变化关系曲线 碾 压 遍 数123456虚 铺 厚 度 为 35cm下 地 基 系 数 随 压 实 遍 数 变 化 关 系 曲 线地基系数K3015067189虚铺厚度为 35cm 下地基系数随压实遍数变化关系曲线结合上图分析得知,适宜的压实遍数为 5 遍,虚铺厚度为 35cm,(2)适宜填筑厚度下压实系数 K、地基系数 K30、动态变形模量 Evd 随含水率变化的关系曲线含 水 率 (%)压实系数 1234560.95670.98虚 铺 厚 度 为 5cm下 压 实 系 数 随 含 水 率 变 化 关 系 曲 线虚铺厚度为 35cm 下压实系数随含水率变化关系曲线
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