路基工程施工工艺及方法675.pdf
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1、第六节 路基工程施工工艺及方法 一、施工准备(一)现场核对 工程开工前,结合现场进行设计文件核对。内容主要包括地形地 貌、填挖方数量、取弃土场位臵、土方利用等。(二)分析土体的稳定性 路基挖方地段要做好土体稳定性分析,如土体结构和构造、土的 密实度、潮湿程度等,根据既有经验复核设计边坡是否满足稳定性要 求。(三)制定施工方案 路堤填筑开工前要熟悉设计文件和技术规范,复核设计图纸,编 制实施性施工组织设计,制定施工方案。(四)测量放线 交接桩完成后,及时进行导线点和水准点的贯通复测,复测结果 报监理工程师批准,依据复测合格的导线点和水准点按设计进行施工 放样。(五)施作排水系统 路堑地段开挖前,
2、首先按设计位臵做好堑顶排水系统如截水沟、天沟,待排水系统完善后再行开挖路堑部分。二、路基试验(一)填料试验 对不同填料分别进行土工试验和重型击实试验,得出各类填料的 颗粒分析、液塑限指标、最大干密度、最佳含水量、膨胀率和膨胀量 等,确定填料压实控制指标并报监理工程师审批。(二)填料选择 路堤填料满足设计所要求的压实标准,路基本体及基床采用 A 组、B 组土填料,不落轮库线 D105 道路基为既有工程预留地段,只 进行路基填筑。(三)土工试验 施工前取代表性土样进行室内试验,充分了解填土类的性质、有 关物理力学指标,提出满足要求的一种或几种试验参数。路堤填筑前,对填料的颗粒分析试验、天然含水量、
3、天然密度和颗粒比重试验和液 塑限试验试验、击实试验等各项指标进行土工试验,确保填料符合设 计和规范要求,保证施工质量。满足路基工程施工质量验收标准规定。(四)填筑试验 1.试验段选择 根据填料及压实机具的不同各选择全幅 100200m 的路堤段进 行填筑工艺试验,通过试验确定最佳工艺参数,包括机械组合方式、松铺厚度、压实遍数、压实含水量及检验方法等,报监理工程师批准 后作为控制指标,全面指导施工。2.摊铺系数的试验确定 采用同点位测量方式,根据测出的摊铺厚度和压实厚度计算摊铺 系数。3.碾压层厚度试验 按照 20cm、25cm、30cm 三种压实厚度进行对比试验,比较压实 效果,选择有利于施工
4、进度、能达到设计压实标准的施工厚度。4.摊铺平整 采用推土机摊铺初平,随后用轻型振动压路机静压 1 遍,最后用 平地机精平 1 2 遍,每一层做成向两侧 4%横坡以利排水。5.含水量控制 填料碾压前进行含水量检测,控制在最佳含水量 2%范围内。当填料含水量较低时,采取洒水措施;当填料含水量较高时,用铧犁 等机械进行翻晒,局部含水量较大时可采用换填处理。6.压实方法试验 选择相同厚度填筑层进行碾压工艺性试验,分别取得碾压遍数与 压实系数 Kh、K30 值之间的关系,每完成 1 遍碾压后,在同一检测 点位处进行 Kh、K30 值的检测,根据检测结果绘制曲线图,结合进 行不同压路机碾压效果试验,选择
5、合理的碾压工艺与机械。碾压时先 静压后振压,由弱振到强振,最后静压光面。振动碾压采用重型或超 重型振动压路机,速度不大于 5km/h,遍数根据试验确定。静压光面 选用振动或三轮压路机。直线段由两侧向中间碾压,平曲线段由内侧 向外侧碾压。7.质量检测 压实后及时进行中线、标高、宽度、压实厚度、压实度及力学指 标检测。压实标准采用地基系数 K30、动态变形模量 Evd、压实系数 K、孔隙率 n 等指标控制。此外,通过填筑试验,考核灌砂法、核子 密度仪及 K30 平板荷载仪等检测的相互关系,并得出灌砂法和核子 密度仪之间的相关系数、检测方法和标准,为大面积施工提供一种快 速有效的检测手段,以便更加有
6、效地做好质量控制。8.试验资料的分析和整理 根据测试资料,求得不同含水量下,碾压遍数与压实度的关系,确定合理的施工控制含水量范围;确定选用的碾压设备压实时,达到 路堤本体、基床底层和基床表层要求压实度的碾压遍数。三、地基处理(一)一般地基处理 1、地面横坡、纵坡缓于 1:5 时,清除地表草皮、腐殖土后,路 堤可直接填筑在天然地面上;地面横坡、纵坡陡于 1:5 时,应挖台阶,台阶水平宽度不小于 2.0m。2、种植土地段路基填筑前应先清表 0.3m,杂填土地段若为生活 垃圾时,必须清除干净,若为建筑弃水泥块、碎砖头等,可打碎并碾 压密实后,上面分层填筑合格路基填料。路堤基底的压实度(重型)不应小于
7、 90%;路基填土高度小于路床厚度(80cm)时,基底压实 度不应小于路床的压实度标准。3、对于低填及挖方路段,路床范围内无法满足填料及压实度要 求时,应将上路床范围内(0.3m)翻挖,并掺入 8%石灰,拌合均匀 后碾压密实。(二)特殊基底高压旋喷桩处理施工 本工程不良地基地段采用旋喷桩复合地基加固,桩径 0.6m,桩 间距1.51.8m,按正方形布臵,桩长 4.018.5m,打入硬层 0.5m。在旋喷桩桩顶至地面之面的引孔部分空洞用中粗砂填充。1、施工工艺与技术要求(1)施工工艺流程(见下图)(2)技术要求 a、施工准备 熟悉旋喷桩加固设计以及现场有关情况和要求;根据施工作业面 的具体情况布
8、臵设备安设位臵,检查进场设备完好情况以及钻具配套 的完整性;正式施工前必须试钻,通过试钻检查设备对地层的适应性,并核对地质资料,确定正式施工的技术参数。b、测量放线 测量组根据设计尺寸、在现场放样出需施工旋喷桩的轴线,在轴 线上用竹片或筷子标出每根桩的中心位臵,现场交底于作业队及生产 管理人员。c、钻机就位 根据施工放线,移动钻机至设计孔位使钻头对准旋喷桩设计中 心,并作好试运转,同时挖好排浆沟和废浆池。并进行钻机调试,首 先进行低压(0.5MPa)射水试验,用以检查喷嘴是否畅通,压力是否 正常。d、钻孔 射水试验后,即可开钻,射水压力由 0.5MPa 增至 I.OMPa,目的 是减小摩擦阻力
9、,防止喷嘴被堵。当第一根钻杆钻进后,停止射水。此时压力下降,接长钻杆,再继续射水、钻进,直到钻至桩底设计标 高。e、浆液配制 配制浆液与钻孔同时进行。水泥为 42.5 级普通硅酸盐水泥,水要 清洁,酸碱度适中。浆液配比选定后,首先将水加入桶内,再将水泥 倒入,开动搅拌机搅拌 1020 分钟,而后拧开搅拌桶底部阀门,放入 第一道过滤筛(孔径为2mm),过滤后流入浆池,然后通过泥浆泵抽 进第二道过滤筛(孔径为 1mm),进行第二道过滤后,流入泥浆桶备 用。泥浆桶内的浆液,通过高压泵加压到 2025MPa 后,经高压管送 至钻机用于旋喷。f、旋喷 钻孔至桩底设计标高后,停止射水,钻杆开始旋转和提升,
10、由下 而上进行旋喷,旋喷过程中严格控制提升速度和旋喷速度。g、拆卸钻杆 在旋喷过程中,当上面第一根钻杆完全提出地面后,停止压浆,待压力下降后,迅速拆卸钻杆,然后继续压浆,当压力升至设计旋喷 压力时,重新开始旋喷。h、拔管及冲洗 喷到桩高后,注浆泵停机,立即拔出注浆管,用清水冲洗管路,防止凝固堵塞。移动钻机至下一桩位,重复上述作业。i、废浆处理 废浆由导沟引向废浆池,待废浆池浆液存放 2-3 天,浆体硬化后,统一用车运走。2、质量控制措施(1)变参数喷射 由于天然地基的地质情况比较复杂,沿着深度变化大,有多种土 层,其密实度、含水量、土粒组成和地下水状态等有很大差异。若采 用单一的技术参数来喷射
11、长桩,则会形成直径或长度极不均匀的固结 体,导致旋喷桩直径不一,使承载力降低。为确保质量,需根据钻孔 时获得的孔位处地层情况,对不同深度或不同土层采用不同的技术参 数,对硬土、深部土层和土粒大的卵砾石要延长喷射时间,适当放慢 提升速度和旋摆速度或提高喷射压力和泵量。(2)重复喷射 在不改变喷射技术参数的条件下,对同一孔位作重复喷射,既能 增加土体破坏的有效长度,从而加大固结体的直径或长度和提高固结 体强度。有关试验资料表明,在黏性土中复喷一次直径可增大 38,在砂性土中可增大 50。(3)冒浆处理 在喷射注浆过程中,有一定数量的土颗粒与水、浆混合后,沿着 注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆量、冒浆
12、比重的测量及冒浆颜色的 观察,可及时了解地层状况,判断喷射注浆的大致效果和喷射技术参 数的合理性。完全不冒浆、继续冒浆或冒浆量及其比重过大或过小时 为异常现象。当出现异常情况时,首先检查提升速度、旋摆喷速度、气、浆流量和压力等技术参数,及时采取措施调整。a、压力骤然上升或压力过高流量偏低时,说明有堵嘴或管路被 堵塞现象,应及时停喷,认真检查气浆软管,必要时拔出注浆管检查 气浆通道及喷嘴。b、流量不变而压力突然下降时,应检查各部位的泄漏情况,必 要时拔出注浆管检查密封性能,更换过度磨损的喷嘴。c、流量压力均偏低时,应及时停喷检查修理相应发生装臵。d、不冒浆、断续冒浆或冒浆量过小时,若系土质松软可
13、适当加 快注浆管提升速度,或降低高压泵压力对已喷范围适当进行二次注 浆;若系附近有空洞、通道,则不提升注浆管,同时降低气压力流量,继续注浆直至冒浆为止,或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆直到冒 浆为止,或采用速凝浆液,使浆液在注浆管附近凝固。e、冒浆过大时,一般是有效喷射范围与注浆量不相适应,注浆 量大大超过所需浆量所致。双管法施工可适当缩小喷射孔径,提高喷 射压力,基本保持注浆量不变;如仍无效时,可加快提升速度和旋摆 喷速度。(4)搭接处理 在施工中会出现种种故障造成注浆间断,为防止注浆间断造成固 结体内出现软弱夹层,影响固结体均匀性和整体性,必须进行搭接处 理。搭接长度不小于 30cm。(5
14、)分序喷射 高压喷射注浆施工时,在水泥土浆液固结硬化之前,有效喷射范 围内的地基土因受到扰动而强度降低。高压喷射注浆应分序隔孔施 工,防止窜孔破坏已喷射注浆固结体。相邻孔喷射作业间隔时间不得 小于 25d。如发现窜孔现象,用沙袋堵塞窜孔冒浆出口。(6)防止凹穴 旋喷施工在终喷后由于空气的排出以及水泥土浆液渗漏、析水和 沉淀作用,水泥土混合浆液在凝固过程中存在不同程度的收缩,最终 固结体顶部将出现一个凹穴。采取以下措施予以消除:a、米取超高喷射注浆方法,即喷射注浆的顶面,其超高量应大 于收缩高度,可在施工中具体掌握。b、在浆液凝固前回灌冒浆捣实。3、施工安全保证措施(1)喷嘴或管路被堵,表上的压
15、力骤然上升,预防措施:a、在高压注浆泵的吸水管进口和水泥浆储备箱中都设臵过滤网,并经常清理,筛网的面积不要过小。b、若系喷射过程中出现水泥浆供不应求时,应将注浆管上提一 段距离,抽送清水将管路中的水泥浆顶出喷头后再停泵。c、喷射作业结束后,按要求做好各系统的清理工作。(2)高压泵注浆管压力或排量达不到要求时,处理方法:a、检查阀芯、阀座、活塞、等零件,磨损大的及时更换,有杂 物影响阀芯、阀座的关启时要及时清理。b、检查吸浆管道是否畅通,避免空气吸入,尽量减少吸浆管的 流动阻力。c、检查活塞每分钟的往复次数是否达到要求,尽量减少吸浆管 的流动阻力。d、检查安全阀及高压管路,消除泄漏。e、检查喷嘴
16、直径是否符合要求,更换过分磨损的喷嘴。(3)现场设专职安全员,负贡施工前安全交底及施工现场安全施 工。(4)电器系统设专人负责,配备电器保护装臵,随时检查。(5)设备定期检修,施工机具设备必须由专职人员按操作规程操 作。(6)施工人员进入现场必须戴安全帽。(7)施工前对施工人员进行专项交底。(8)特殊情况 a、孔口不返浆时,应查明原因,其处理措施为:停止提升喷射 管,并通过停喷、静喷、或加大浆液稠度,多次反复直至返浆。b、因停电、机械事故停喷后继续喷射时,应将喷射管下插 300mm,以保证桩的连续性。四、路堤填筑施工 基床采用 A、B 组填料,基床以下采用 A、B、C 组填料。路堤在进行完基底
17、处理经检测达到要求后,采用全断面水平分层 填筑,按照“三阶段、四区段、八流程”的方法进行施工。采用推土 机配合装载机或挖掘机装料,自卸汽车运输,基床表层以下采用推土 机配合平地机摊铺平整,振动压路机压实。高填方路堤地段减小路基 工后沉降量,在填料分层碾压达到标准后,每填筑 1.5m 厚采用冲击 碾压技术提高压实度。(一)施工工艺三1 阶 段 i 四 区 段 F 八 流 程 r 基床以下路基填筑施工工艺见下图 (二)施工方法 1.施工准备 开工前认真熟悉设计文件和技术规范,复核设计图纸;交、接桩 完成后,及时进行导线点和水准点的贯通复测,复测结果报监理工程 师批准;依据复测合格的导线点和水准点按
18、设计进行工点放样,定出 中线、边线。对不同填料分别进行土工试验和重型击实试验,得出各 类填料的颗粒分析及液塑限指标、最大干密度、最佳含水率,确定填 料压实控制指标并报监理工程师审批。编制实施性施工组织设计,完 成拆迁及清表等工作,修建临时排水设施,组织人员、机械上场。工 程开工前与业主及有关单位联系,按照有关要求制定路堤施工安全防 护措施,签订安全协议书,设立安全防护小组。2.基底处理 首先由地质专业人员进行详细地质核查,测定天然地基密实度和 承载力等参数。一般地段清除表层树木、树根、杂物、松软土及 0.3m 厚种植土,做好临时排水设施。然后用冲击式压路机对基底进行冲击碾压,使地基密实,减小工
19、 后沉降。地面横坡为 1:51:2.5 时以及半挖半填和斜坡地段还必须挖 路堤施工工艺流程 台阶处理。3.分层填筑 每 200m 或两结构物之间划为一个施工区,并保证每一水平层全 宽采用同一种填料,每 1015m 设一组标高点,画在两侧放样的竹 杆上,挂线控制。填土虚铺厚度按工艺试验确定,自卸车卸土,应根 据车容量和填筑厚度计算堆土间距,标点卸料,以便平整时控制每层 厚度均匀。为保证边坡压实质量,填筑时路基外侧各加宽 20 30cm。不同质填料不得混填,上下两层使用不同填料时,必须按规范要求办 理。4.摊铺平整 用推土机摊铺初平,平地机精平,每一层做成向外侧 24%的横 向坡以利排水。为有效控
20、制每层虚铺厚度,初平时用水准仪控制每层 的虚铺厚度。5.洒水晾晒 填料碾压前应进行含水量检测并控制在最佳含水量 2%范围内,再进行碾压。当填料含水量较低时,应采取洒水措施,洒水可采用取 土场内提前洒水闷湿和路基上分层洒水搅拌两种方法。当含水量较高 时,采用晾晒措施,使其达到最佳含水量后碾压。6.碾压夯实 碾压采用振动压路机进行。碾压时,先外侧后内侧,先慢后快,先静压后振压。直线进退,相邻接茬处重叠碾压 4050cm,各区段 纵向交接处应互相重叠压实,搭接长度不少于 2m。7.质量检测 每层填土压实后,及时进行中线、标高、宽度、压实厚度及压实 指标的检测,检测合格报监理工程师审批后方可填筑上一层
21、。对土质 路堤采用压实系数、地基系数、相对密度等指标评价,采用环刀法、核子密度仪、K30 荷载板等仪器进行检测,但核子密度仪必须和环刀 法作规定数量的对比试验,确定相关系数并报监理工程师批准后方可 使用。8.路基整修 包括路基面的排水横坡、平整度、边坡等整修内容,应严格按照 路基设计结构尺寸进行。边坡采用人工拉线法清刷,自上而下进行,坡度要符合设计要求和规范标准,做到线形直顺,肩棱整齐,坡面平 整,美观大方。路基边坡修整后,要及时进行附属防护、加固和排水 工程施工,确保边坡稳定。路基整修要达到检验标准的要求,修整好 的边坡上不得堆积弃土。五、路堑施工(一)施工工艺 土方路堑施工工艺见下图。(二
22、)施工方法 1.施工准备:施工前仔细调查自然状态下土体稳定情况,分析施 工期间的边坡稳定性,发现问题及时加固处理。同时做好地下设备的 调查和勘察工作。同时按图恢复中线,复测横断面,测设出开挖边线。先做出堑顶截水沟及路基防护设施。2.地表排水:施工前切实做好地表排水工程,排出的水不得危及 既有线及附近建筑物、道路和农田。3.土方开挖:加强测量控制,边坡随开挖随成型,保持边坡平顺,早做边坡防护。开挖面应随时保持不少于 4%的排水坡,严禁积水。土 方开挖采用机械施工为主,施工时分段进行,每段自上而下分层开挖,及时用人工配合挖掘机整刷边坡,对不便于机械施工的并行地段,采 用人力施工。运距 v 70m时
23、,采用推土机为主;运距70m 时,用装 载机或挖掘机配合自卸汽车装运;人工整修边坡,边开挖边防护。边 坡防护及基床加固:高边坡边开挖边防护,当有困难时,坡面应暂留厚 度不少于 0.5m 的保护层。路堑基床施工,开挖接近堑底时,鉴别核 对土质,然后按基床设计断面测量放样,开挖修整;按设计改良土换 填等措施。六、过渡段施工(一)施工工艺 过渡段包括路涵过渡段、图。路堤与路堑过渡段。其施工工艺详见下 (二)施工方法 1路堤与横向结构物连接处过渡段施工方法 过渡段中横向建筑物的基坑应以碎石分层填筑压实,过渡段路基 的基床表层标准不变。过渡段在基床表层以下可用级配碎石掺入水泥 填筑,涵洞两侧缺口填筑采用
24、设计要求的填料进行填筑。填筑时根据现场地形选定施工机械,振动碾应选择走行灵活的自 行式振动碾,推土机不宜过大,手扶小型夯实机具应能满足填筑质量 的要求。注意施工过程中大型施工机械距离构造物边缘不小于 1m,以利安全操作。填筑时应在涵管两侧及顶部铺设 20cm 厚粘性土作保 护层,填筑两侧必须分层对称进行,涵洞顶部填土厚度大于 1m 后,才可通行机械。2.路堤与路堑过渡段施工方法 路堤与路堑连接处,顺原地面纵向挖成 1:2 的坡面,坡面上开 挖台阶,台阶高度 0.6m 左右,开挖部分填料及压实要求同路堤。3.半填半挖过渡段施工方法 在半填半挖地段,路堑部分基床底层范围内挖除换填与路堤相同 且符合
25、基床底层要求的填料(并设臵 4%向外排水坡),路堤部分顺 原地面挖台阶,台阶高度不小于 0.6m。七、既有线路堤帮填施工(一)既有路基防护拆除 在进行帮填加宽路堤时,施工前必须按要求拆除既有路基防护栅 栏。(二)帮宽路基边坡挖台阶 既有线帮宽路堤,帮填土顶宽度不应小于 0.5m,底部宽度不应 小于顶部宽度,并沿既有路基挖成宽 1m 的台阶。开挖台阶前清除既 有边坡上的树根、草皮及腐质土,台阶开挖宽度 1m,顶面修成 2%4%的向内倾斜坡。既有线路基边坡挖台阶见下图。(三)技术措施 路堤填筑紧随台阶开挖,即开挖一个台阶后,及时进行路堤填筑,填筑至台阶上沿齐平,再开挖第二个台阶依此施工。并行地段新
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