填砂路基施工工法

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流填砂路基施工工法.精品文檔.填砂路基施工工法1 前言 中粗砂水穩(wěn)定性能好，顆粒嵌擠密實(shí)強(qiáng)度高，工后沉降小，但易失水，失水后易松散，粘聚力小等特點(diǎn)。通過設(shè)計(jì)粘土封層與兩側(cè)封邊以，揚(yáng)長(zhǎng)避短，中粗砂是一種較理想的路基填筑材料。我國(guó)現(xiàn)行施工規(guī)范沒有路基填砂施工工藝及質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，我項(xiàng)目通過科技立項(xiàng)成立科研課題研究小組，結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)際，在施工中研究、探索、完善、總結(jié)全斷面填砂路基施工工法。2 工法特點(diǎn)2.1快速經(jīng)濟(jì)、不受雨季干擾在南方地區(qū)雨量充沛地區(qū)，施工填砂路基，有利于連續(xù)作業(yè)，減少抽水人工、機(jī)械設(shè)備投入。壓路機(jī)、推土機(jī)、自卸車等大型施工機(jī)械設(shè)備受

2、雨季干擾小利用率高，有利于節(jié)省工期。2.2節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境在我國(guó)大部分地區(qū)，水系發(fā)達(dá)，江、河等砂資源豐富、取用方便，而粘土匱乏，采用砂作為路基填筑材料，可以可減少占用耕地，減少植被破壞保護(hù)環(huán)境，就地取材、節(jié)約資源。2.3 施工效率高、工期節(jié)省中粗砂滲透系數(shù)大，灌水超過最佳含水量情況下，通過靜置滲透12小時(shí)，在砂表面不液化不松散情況下碾壓即能達(dá)到最大密實(shí)效果，不像粘土填筑施工必須嚴(yán)格控制在最佳含水量范圍，工效大大提高。3 適用范圍本工法適用于高速公路、城鎮(zhèn)快速路、主干道、機(jī)場(chǎng)、碼頭等道路所有填砂路基施工，以及房建場(chǎng)地回填砂施工。4 工藝原理 路基填筑利用灌水與壓路機(jī)碾壓相結(jié)合方式，促進(jìn)砂的密實(shí)

3、：砂具有較大滲透系數(shù)，先灌水自然沉降12小時(shí)能達(dá)到稍密狀態(tài)，在表面不液化不松散條件下碾壓，大的砂顆粒相互嵌擠形成骨架，同時(shí)水會(huì)向下滲透排出。水的滲透運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)細(xì)小顆粒運(yùn)動(dòng)填塞較大顆粒間的空隙，使整個(gè)砂體達(dá)到“骨架密實(shí)”狀態(tài)從而達(dá)到壓實(shí)度效果。同時(shí)水的滲透作用，后填筑砂灌水滲透能促進(jìn)先填筑砂進(jìn)一步密實(shí)。通過比較滲透擊實(shí)和重型擊實(shí)干密度與汗水量關(guān)系曲線，滲透擊實(shí)計(jì)算最大干密度為為1.92g/cm3，重型擊實(shí)法求得最大干密度為1.85g/cm3，前者數(shù)據(jù)更可信。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程圖施工準(zhǔn)備砂試驗(yàn)砂運(yùn)輸土工試驗(yàn)粘土運(yùn)輸軟基處理基底壓實(shí)臨時(shí)排水措施包邊粘土填筑首層砂填筑推土機(jī)

4、粗平灌水碾壓其余各層砂施工路基成型蓄水沉降壓實(shí)度檢測(cè)構(gòu)造物溝槽回填5.2 施工準(zhǔn)備5.2.1室內(nèi)測(cè)定砂最大干密度新法砂干密度試驗(yàn)，傳統(tǒng)試驗(yàn)方法一般有相對(duì)密度振動(dòng)擊錘法和重型擊實(shí)法，這兩種方法都采用濕法擊實(shí)，水份不排出，與現(xiàn)場(chǎng)施工工況不太吻合。砂是很好的透水性材料，在一定含水率條件下碾壓時(shí)水必然會(huì)往下層滲透，而室內(nèi)重型擊實(shí)試驗(yàn)不能向外滲水，故現(xiàn)場(chǎng)通過碾壓最終達(dá)到密實(shí)狀態(tài)時(shí)的“最佳含水率”必然與試驗(yàn)室得出的“最佳含水率”不一致，這兩種試驗(yàn)方法得出“最佳含水率”顯得失真，且試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散型大，重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果也不是很穩(wěn)定，有一定變異性，試驗(yàn)本身數(shù)據(jù)偏小。參考填砂路基相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)兩種試驗(yàn)方法檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)

5、縱說不一。鑒于相對(duì)密度試驗(yàn)法和重型擊實(shí)試驗(yàn)法試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散型和穩(wěn)定性差特點(diǎn)，試驗(yàn)過程與現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際工況不太吻合情況，項(xiàng)目科通過模擬填砂路基的實(shí)際施工工況，在重型擊實(shí)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上改進(jìn)提出“中粗砂滲透擊實(shí)法測(cè)定最大干密度模型”，試驗(yàn)原理如下：科研組利用土工試驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備組合改裝，內(nèi)徑152mm，壁厚10mm，筒高152mm試筒，底部設(shè)置均勻41個(gè)1mm細(xì)孔，采用標(biāo)準(zhǔn)砂灌砂測(cè)定其體積V。在試筒底部放兩張慮紙，采用手動(dòng)擊實(shí)儀分三次將試筒擊滿，擊實(shí)時(shí)砂層頂部加放一塊鋼墊板，每層擊實(shí)98下，水隨著擊實(shí)功作用滲透排出。擊實(shí)結(jié)束后稱量砂濕重M,烘干，計(jì)算擊實(shí)后的含水率，計(jì)算不同含水率擊實(shí)后干密度：d=M/V(

6、1+0.01)。圖滲透擊實(shí)法試驗(yàn)裝置圖現(xiàn)場(chǎng)取樣，將所有砂烘干，按含水率2%遞增配置含水率從0到20%共11組不同含水量的砂，分別進(jìn)行重型擊實(shí)法和滲透擊實(shí)法對(duì)照試驗(yàn)，得出干密度與含水率關(guān)系曲線圖：圖 滲透擊實(shí)法干密度與含水率曲線關(guān)系圖 重型擊實(shí)法干密度與含水率曲線關(guān)系 5.2.2軟基處理在施工前，需要對(duì)路基軟基進(jìn)行處理：在一般稻田區(qū)，清除表層種植土。清表采用TY220推土機(jī)，平均清表厚度60cm,以清到硬土為準(zhǔn)，平地機(jī)刮平，全斷面碾壓，清表原地面壓實(shí)度不小于90%。魚塘區(qū)域，先在路基坡腳外圍堰，抽除圍堰內(nèi)積水，濕地推土機(jī)TS120將淤泥推到靠近圍堰側(cè)，挖機(jī)兩次或多次接駁裝車外運(yùn)，平均清淤厚度80

7、cm，以以清到硬土為準(zhǔn)，原地面壓實(shí)度不小于90%。在淤泥厚度達(dá)3.5m魚塘段，采用拋石擠淤泥軟基處理，拋填順序先從路堤中部開始，中部突進(jìn)厚再漸次向兩側(cè)展開，以使淤泥向兩旁擠出，拋石粒徑3050cm，拋石過程中拖式壓路機(jī)振動(dòng)碾壓，拋石完成后進(jìn)行承載板承載能力檢驗(yàn)。砂填筑之前，在拋石頂面填筑30cm后粘土，防止填砂灌水從拋石孔隙流出，甚至導(dǎo)致砂顆粒流失。原地面縱坡大于12%或橫坡陡于1:5時(shí)，應(yīng)開挖設(shè)置臺(tái)階，臺(tái)階內(nèi)傾坡度大于4%，寬度不小于2米。5.2.3 基底壓實(shí)路基基底處理完成后，YZ20t壓路機(jī)先兩邊，后中間由低側(cè)向高側(cè)進(jìn)行碾壓，確保路基基底承載力滿足設(shè)計(jì)要求。 5.2.4臨時(shí)排水設(shè)施為了保

8、證砂基里面超最佳含量的多余水順利滲透排除，在砂土結(jié)合部位埋置100mmPVC管作泄水盲溝管，管外傾坡度3%，管口采用土工布包裹，并設(shè)置過濾層。在路基坡腳外2米處設(shè)置臨時(shí)排水溝，溝深0.81米，寬度1米。排水溝縱坡設(shè)置結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形，以溝內(nèi)水能排到現(xiàn)場(chǎng)水溝或水塘為準(zhǔn)。5.3兩側(cè)包邊粘土施工兩側(cè)包邊粘土填筑采用以下兩種方法：方案一：先填砂后粘土包邊。先填筑砂芯，砂兩側(cè)寬填50cm，對(duì)砂進(jìn)行刷坡，人工將砂休整成小臺(tái)階，分層填筑粘土。評(píng)價(jià)：砂和土分步施工，相互干擾較小，施工效率高，砂土結(jié)合部位能充分碾壓密實(shí)。缺點(diǎn)：需要投入人工刷坡，包邊粘土寬度較小自卸車輛不能行走，自卸車在砂上運(yùn)輸，土先卸到砂面上，挖機(jī)

9、轉(zhuǎn)土配合填筑，粘土易和砂混合在一起形成軟弱夾層。先填筑的砂面高出粘土面以12米為宜，高出太多不利用砂邊坡穩(wěn)定性。方案二：先填土后填砂。兩側(cè)粘土寬填50cm，填筑砂前，按照設(shè)計(jì)圖紙每填筑80cm高后內(nèi)側(cè)涮坡，并修整成小臺(tái)階，分層填筑砂，壓路機(jī)緊貼土邊緣碾壓。評(píng)價(jià)：砂和土施工形成流水，互不干擾，施工效率高。缺點(diǎn)：在雨季施工時(shí)，需要做好合理施工組織，見縫插針利用天晴施工粘土。項(xiàng)目主要采用方案二施工。在梅雨季節(jié)，配合采用方案一施工兩側(cè)包邊粘土，現(xiàn)場(chǎng)需要嚴(yán)格控制，卸載砂上的土混砂部分改作綠化土使用，增加部分轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用。兩側(cè)粘土封邊，每層頂寬2米，高0.8米，塑性指數(shù)大于6，填筑虛鋪厚度30cm，挖掘機(jī)配合

10、推土機(jī)粗平，平地機(jī)精平。粘土包邊內(nèi)外側(cè)均寬填50cm 以保證路基壓實(shí)度要求。內(nèi)側(cè)寬填部分在路基壓實(shí)度檢測(cè)合格后，填筑砂前刷坡清除，土內(nèi)側(cè)休整成20×30cm小臺(tái)階，確保砂土結(jié)合部位密實(shí)效果。5.4路基填砂施工5.4.1砂首層砂厚度確定首層砂填筑厚度不宜小于80cm，填筑過薄，在重型車輛行走沖擊作用下，易產(chǎn)生塑性剪切變形形成車轍，導(dǎo)致陷車。其余各層以不超過60cm為宜。5.4.2砂的運(yùn)輸依據(jù)填筑長(zhǎng)度和寬度，按填筑虛鋪厚度計(jì)算本層填筑方量，根據(jù)自卸汽車的運(yùn)輸量設(shè)置網(wǎng)格。在驗(yàn)收合格填砂路堤表面進(jìn)行砂運(yùn)輸時(shí)，必須灑水保持已填筑砂層的表層含水量不小于12%，當(dāng)出現(xiàn)車轍時(shí)，要用推土機(jī)及時(shí)整平，保

11、證自卸汽車將砂運(yùn)至指定地點(diǎn)卸車；自卸汽車卸砂時(shí)要提前距離倒車至卸砂點(diǎn)，因河砂顆粒間內(nèi)摩擦角較小，如在卸砂點(diǎn)直接調(diào)頭卸砂容易擾亂已經(jīng)結(jié)板成型的下臥層填砂。5.4.3砂料粗平采用TY140推土機(jī)按“中心低、兩側(cè)高，鍋底型”攤鋪粗平，利于砂含水量保持，內(nèi)傾橫坡控制在1.5%2%。5.4.4灌水碾壓砂粗平完成后，利用砂培田字格灌水，靜置12個(gè)小時(shí)，利用水的滲透作用促使砂自然沉降達(dá)到初步密實(shí)。在表觀不液化不松散狀況下（基本為最佳碾壓含水率）壓路機(jī)碾壓。碾壓由兩側(cè)向中間進(jìn)行，先靜壓兩遍，穩(wěn)壓后震動(dòng)碾壓兩遍，最后靜壓兩遍，壓路機(jī)開始碾壓速度采用1.5224Km/h，以后采用24Km/h,輪跡重疊寬度不小于1

12、/3輪寬。圖培田字格灌水 圖泄水盲溝滲透排水路基填砂灌水碾壓密實(shí)后，項(xiàng)目部試驗(yàn)室壓實(shí)度檢測(cè)，檢測(cè)合格進(jìn)行下一層施工。5.5構(gòu)造物溝槽回填路基范圍內(nèi)雨水管、檢查井、管涵、過水箱涵等構(gòu)造物溝槽回填需分層填筑，嚴(yán)格控制每層砂的填筑厚度在15cm左右，兩側(cè)對(duì)稱填筑，不平衡高度不大于30cm。每層填筑完成后，灑水，人工配合小型強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行夯實(shí)處理，溝槽回填至管頂50cm后大量灌水，采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗，水夯法振搗密實(shí)。振搗棒垂直插入到底，振搗0.5-1min后，傾斜拔出，振搗間距以20cm-30cm為宜。橋臺(tái)回填同樣分層填筑、灑水、小型夯機(jī)夯實(shí)，每填筑23米即灌水振搗棒振搗一次。為增加橋臺(tái)過渡段回填剛

13、度，使橋臺(tái)剛性向路基材料柔性“線型”過渡，增強(qiáng)其抗車輛水平反復(fù)剪切沖擊的能力，項(xiàng)目部在橋背回填部位采取注漿措施進(jìn)行處理。橋臺(tái)背注漿范圍為橋涵臺(tái)背外側(cè)錐坡范圍內(nèi)5.0m，內(nèi)側(cè)加固長(zhǎng)度為橋臺(tái)背全長(zhǎng)，加固深度為橋涵頂面至基底標(biāo)高，注漿孔擴(kuò)散半徑0.5m，梅花型布置，間距1.0m。5.6路基填砂成型后蓄水沉降 路基砂填筑到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，用砂培田字格，均勻灌水碾壓，持續(xù)2個(gè)月左右，促進(jìn)砂路基充分沉降。6 材料與設(shè)備主要設(shè)備及材料詳見下表：表6.1主要設(shè)備材料表序號(hào)機(jī)具設(shè)備名稱單位數(shù)量用 途115m3自卸汽車輛24砂運(yùn)輸2TY140推土機(jī)臺(tái)4料粗平3YZ20t壓路機(jī)臺(tái)2碾壓4PY165G平地機(jī)臺(tái)1精平5挖掘

14、機(jī)臺(tái)1清表6灑水車輛1灑水7水泵臺(tái)5灌水7 質(zhì)量控制7.1路基填筑用砂、土材料進(jìn)場(chǎng)前進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，確保原材料合格并得出試驗(yàn)控制參數(shù)。7.2清淤、清表等軟基部位處理徹底，填前碾壓到位，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行首層砂填筑；路基排水盲溝規(guī)范施工，兩側(cè)臨時(shí)排水溝排水通暢。7.3加強(qiáng)壓實(shí)度檢測(cè)控制，壓實(shí)度檢測(cè)合格后才能進(jìn)入下一層施工。7.4嚴(yán)格控制各層砂填筑厚度：采用白灰劃分網(wǎng)格，均勻布料，技術(shù)員跟蹤，嚴(yán)格控制虛鋪厚度，每層虛鋪厚度控制在60cm左右為宜，最頂層松鋪厚度不小于20cm。一般用推土機(jī)按中心低兩側(cè)高，以1.5%2%內(nèi)傾橫坡控制。先推土機(jī)粗平，灑水碾壓后，田字格法灌水進(jìn)一步達(dá)到嵌

15、擠密實(shí)效果，平地機(jī)精平、碾壓，壓實(shí)度檢測(cè)合格后才能進(jìn)行下一層填筑。7.5路基填筑成型后，再次田字格連續(xù)灌水密實(shí)2個(gè)月，確保路基充分沉降、趨于穩(wěn)定。8 安全措施8.1嚴(yán)格采用四區(qū)程、八流程施工，擴(kuò)展施工工作面，減少車輛間相互干擾，避免撞車。8.2砂的運(yùn)輸、推土機(jī)粗平、平地機(jī)精平、壓路機(jī)碾壓各工序作業(yè)，安排專門信號(hào)工指揮作業(yè)。8.2各交通路口安排專人指揮交通。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)計(jì)交通導(dǎo)行方案，做到施工與社會(huì)行人不沖突。8.4管涵、箱涵、雨水干管、檢查井等溝槽開挖施工做好圍擋，檢查井成型井蓋安裝前做好覆蓋。9 環(huán)保措施環(huán)境污染控制有效，土地資源節(jié)約利用，工程綠化完整美觀，節(jié)能節(jié)材和水保措施落實(shí)到位，主要

16、措施如下： 建立以項(xiàng)目經(jīng)理為首，由專職管理人員和各作業(yè)組負(fù)責(zé)人組成的施工管理組織機(jī)構(gòu)，根據(jù)施工進(jìn)度和施工特點(diǎn)，分工序制定相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施，加強(qiáng)施工管理，層層強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)意識(shí)。 認(rèn)真學(xué)習(xí)環(huán)境保護(hù)法，執(zhí)行當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的有關(guān)規(guī)定，督促全體職工自覺做好保護(hù)工作，并接受業(yè)主和環(huán)保部門的監(jiān)督指導(dǎo)。 施工中棄土運(yùn)至指定棄土場(chǎng)，完工后平整用做耕地；現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)道路面層采用泥結(jié)碎石結(jié)構(gòu)，及時(shí)灑水，施工垃圾及時(shí)清運(yùn)。 做好施工駐地及施工場(chǎng)地的布置和排水系統(tǒng)設(shè)施的修建，保證生活污水、生產(chǎn)廢水不污染水源；施工廢水、生活污水、機(jī)械排放的含油廢水按規(guī)定處理達(dá)標(biāo)后排入指定的區(qū)域。10 效益分析10.1該工法可以根據(jù)工程需要可

17、以進(jìn)行各種砂土類無粘性材料最大干密度室內(nèi)試驗(yàn)室確定，適用于高速公路、城鎮(zhèn)快速路、機(jī)場(chǎng)、碼頭等道路的路基施工。10.2本工法施工不受雨季干擾，小雨不用停工，大雨后可以很快恢復(fù)施工，南昌年平均降雨周期約90天，本項(xiàng)目路基填砂路基較填土路基可縮短工期4個(gè)月，提高了工作效率，縮短了路基施工工期，降低機(jī)械費(fèi)。10.3本工法控制方便，大大提高機(jī)械設(shè)備的利用率。利用砂的滲透特性，灌水量超過最佳含水量，靜置12小時(shí)后在表面砂不液化不松散條件下碾壓均能達(dá)到密實(shí)效果，且灌水量越多越利于砂的密實(shí)對(duì)路基的質(zhì)量越好。不同于土的填筑，需嚴(yán)格控制含水量，含水量過大就必須翻松晾曬。10.4該工法每層填筑虛鋪厚度可增加到60厘米，每層碾壓遍數(shù)也較填土路基減少24次，全項(xiàng)目236萬立方米共計(jì)降低機(jī)械費(fèi)210萬元。11 工程實(shí)例南昌市胡惠元堤延伸段道路工程起訖里程K0-700K6+970，全長(zhǎng)7.67Km，路幅寬度35.5米，雙向六車道，包括道路、橋梁、排水、路面等部分。主線路基長(zhǎng)度約為4.7Km，線路主要跨