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济源至邵原高速公路工程JSTJ-7协议段筑施工方点比较点数多布5%,平均单位面积夯击能要大另三角形布点的机械施工效率高于正方形布点,相对可减少强夯机械移位频率故在后期大面积推广施工中采用正三角形布点(梅花形),夯点间距3*3m;在强夯大面积施工中,布点时应在边坡位置设置夯击布点的控制桩或采用对边线位置布点日勺坐标进行记录,相邻两层日勺夯点不重叠,应错开位置,保证上层的夯点位置在下层夯点中间,更好确实保路基时均匀稳定性
(2)、夯击遍数确定强夯时同步满足夯击最终二击平均下沉量不不不大于
3.5cm及最终二击每击相对沉降量极值不不不大于5cm两个条件;根据强夯施工记录,虚铺
1.5米一般需要对每夯点强夯9-10击,大部分夯点在夯击9遍后可以满足规定
4、机械组合和适合的作业段长度根据试验段施工状况,挖运最佳挖运机械组合为每挖掘机一台配8布自卸车四辆采用划格备红泥岩,铲车配合推土机进行推平,在推平后日勺路基表面按3X3m梅花形进行夯点布置,采用夯击能为860KN•m〜1000KN-M(夯锤重10T,落距10m)日勺强夯机按次序对布点逐点进行夯击,直至完毕所有夯点的I夯击作业试验段施工中为了采集检测试验段各项指标数据,强夯完毕后用推土机推平夯坑,运用推土机的来回走动进行粗平,暴露潜在不平整,运用平地机精平后,用20t振动压路机强振2遍,然后进行试验段相对沉降值及弯沉等指标检测由于夯击完毕后,采用进行推土机进行推平会挠动破坏强夯路基得密实构造;采用振动压路机振动碾压,由于振动压路机振动碾压的能量远远不不不大于夯击能量,振动碾压不仅不会提高路基密实程度还会挠动破坏强夯路基的密实构造,甚至出现路基反弹,对夯击效果产生不利影响因此正式路基强夯填筑过程中,强夯完毕并检查夯沉量及重型动力触探值合格后,直接进行下一层路基填筑,不需进行推土机整平及压路机碾压,以本层夯坑顶面标高作为上层填筑的基准标高,直接进行下一层路基强夯填筑同步采用控制桩等形式对每层布点进行控制,保证每层布点时不重叠,可以很好的保证夯点之间日勺密实结合我标段地理、地形条件,我标段土石方工程填方段长度都比较短,且多波及纵、横向半填半挖段,根据试验段的数据,并考虑到机械使用日勺经济性,确定强夯作业段长度为50m〜100m不划分过长施工段,重要考虑施工准备工作易于集中精力考虑和安排,便于施工工作紧凑,劳力、机具设备、物资材料便于供应和管理,质量监督以便等
5、施工组织管理及人员配置试验段施工中欧I施工技术人员配置基本可以满足试验段施工时需要,在此后的施工过程中,每一路基填筑施工段的人员配置如下施工负责人1名,负责施工现场的I总体安排和机械材料的调度;施工员1名,负责施工段日勺现场施工;测量技术人员2名,负责施工过程中时虚铺厚度、夯点布置及夯击沉降量控制等测量工作;试验员2名,负责施工段的试验检测;质检员1名,负责施工段的质量检测控制民工20人,负责辅助配合现场施工技术人员搞好施工
6、施工质量控制原则
1、虚铺厚度及夯点布置对强夯处理运用红泥岩填筑路基施工,强夯每层虚铺厚度按
1.5m控制距路床顶2m如下范围,夯点间距按3X3m正三角形布置,上下两层的夯点不能重叠,保证上层夯点布置在下层夯点中间;距路床顶2nl以上范围,提议采用满布夯点,且夯点重叠面积不不不不大于1/3进行强夯处理
2、强夯处理运用红泥岩填筑路基质量控制原则在试验段施工中,为了试验段总结的全面、可靠,对强夯试验段进行了、动力触探、弯沉、固体体积率、相对沉降量等各项指标的检测,经检测试验段各项检测指标均满足设计规范规定由于固体体积率检测时对路基破坏较大挖坑直径280cm,深度100cm,检测耗时较长且检测程序复杂,红泥岩日勺天然含水率会影响检测精度,故固体体积率不合适作为常规检测项目;弯沉检测规定在路基完毕后才需进行检测,施工填筑过程中无详细控制指标,况且弯沉及相对沉降量观测需在平整的作业面上方可进行,推平碾压会对强夯路基的I密实构造产生挠动;故弯沉与相对沉降量也不合适作为强夯路基施工的常规检测项目同步在试验段施工中已经证明采用此总结时施工工艺和措施施工,此种指标检测成果抵达规范设计规定,在大面积红泥岩路基填筑过程中,从保证工程质量和施工进度方面考虑取消固体体积率、弯沉及相对沉降量三种检测指标作为路基施工过程中的常规检测指标,施工过程中采用夯击沉降量和重型动力触探两种检测指标作为强夯路基的常规检测指标
①、夯击沉降量采用最终二击平均下沉量不不不大于
3.5cm及最终二击每击相对沉降量极值不不不大于5cm的双控指标控制;
②、重型动力触探重型动力触探的验收位置在各夯点中心的连线位置上,距离夯坑边部10cm日勺坑内进行;检测频率为每2000m2每压实层不不不不大于4处,且每一独立段不不不不大于10处距路床顶面
2.0m如下层次以N
63.510击作为强制性指标;路床顶2m以上范围以N
63.520击作为强制性指标对搜集的数据按单边置信区间的上限进行控制,如代表值不能满足规定,应对这层提高夯击能进行重夯;如有单个点不能满足规定,则对单点夯坑提高夯击能进行重夯
3、粒径控制填筑材料采用挖方爆破的红泥岩,爆破后的最大粒径不合适超过压实层厚的1/250cm,否则进行剔除或进行二次破碎对于个别运到现场时超粒径填料,进行人工破碎,人工破碎困难日勺采用人工配合铲车清除出路基根据强夯后挖坑观测坑壁断面状况,填料经强夯后均匀密实,无明显空隙,填筑过程中控制岩石最大粒径不超过层厚欧J1/2牛50cm
7、施工注意事项1根据强夯的应力分布规律,强夯应力分布约是45度,角向下扩散,设计构造物两侧台背回填与填方路基的衔接处也为45度角11,且台背下部是从涵洞外2m位置开始放坡,桥梁下部是从桥台外8m开始放坡根据强夯的应力分布及台背回填的设计状况,构造物两侧台背回填范围内不合适强夯,台背回填范围以外路基强夯施工并不会对涵洞导致影响由于强夯的有效影响深度<6m,故涵洞顶6nl范围内不合适采用强夯,涵洞顶6nl高范围内填筑按台背回填措施和原则进行施工
2、挡土墙台背回填范围内及其上6m范围内采用台背回填措施和原则进行填筑,原理同上述1所述3构造物台背回填与路基强夯施工可同步进行,以利于扩大强夯的施工作业面,从而加紧工程施工进度4路基防水处理
①、路基填筑推平过程中注意形成3〜4%左右的路基横坡,以利于路基排水一般状况下施工横坡应比设计横坡大1〜2%且保证路基横坡不不不不大于3%,以利于排水;
②、现场准备足量日勺彩条布,做好随时覆盖日勺准备,雨前应及时停止施工,并对路基进行覆盖;
③、为防止半填半挖处坡面水及V形冲沟地段上游汇水侵入路基,在低洼处回填时应设置临时性截水沟及排水沟,将水引入路基以外
5、夯点布置距路床顶2m如下范围,夯点间距按3X3m布置;距路床顶2m以上范围,提议采用满布夯点,且夯点重叠面积不不不不大于1/3进行强夯处理同步相邻两层的夯点布置必须保证错开不能重叠设置控制桩等措施
6、需设置沉降板的路段,因沉降板埋设在路基之上,易受强夯冲击影响,沉降板周围不合适强夯,沉降板周围区域的处理参照涵洞附近处理方案,按照涵洞台背回填的措施和原则进行处理填筑
7、强夯路基日勺地基处理当强夯填筑区底部为基岩时,可以直接进行强夯填筑;当强夯底部为土质时,必须保证下承层的承载力满足规范和设计规定,不能满足时应做挖除换填处理8强夯分段衔接部和路基填挖结合部处理强夯分段衔接部要根据实际状况设置台阶,台阶宽度不合适不不不大于2m,高度不合适不不大于1m在分段衔接部进行衔接施工时,应对衔接部进行满夯处理以保证工程质量,满夯日勺夯点布置及各夯点夯击重叠面积不不不不大于1/3落锤底面积在路基填挖交接处,应按照设计开挖台阶,并按照设计在路基纵向填挖结合处增设过渡段,土质地段过渡段采用级配很好时砾类土、砂类土、碎石填筑,岩石过渡段采用级配碎石填筑并在填挖交界处对强夯石方路基进行满夯处理半挖半填路基欧I强夯,应从路基边缘开始逐排向路基中部夯击;填挖交界路基的强夯,应从填挖交界线以远,从路基边缘,逐排向填挖交界线,向路基中部夯击由于强夯处理运用红泥岩试验段施工及小范围推广应用存在段落较短等特定原因,在大面积推广施工过程中总结内容与实际状况如有出现不适应之处,应根据实际状况对总结方案的某些参数进行完善和调整邢台路桥建设总企业济邵高速JSTJ-07项目经理部2006年10月18日目录运用红泥岩强夯填筑路基施工总结路基各填筑方案工程量汇总路基各填筑方案工程造价分析运用红泥岩强夯填筑路基施工方案总结
一、编制根据
1、现行的I公路工程设计及施工规范、原则、规程;
2、济邵高速公路两阶段设计施工图;
3、济邵高速公路业主及监理的函件、指令、纪要等;
4、国内外已经有日勺强夯填筑路基科研成果及施工经验;
5、运用红泥岩强夯填筑路基试验段及小范围推广施工状况及数据采集成果;
6、我单位拥有的技术能力和有关资源
二、工程概况济邵高速JSTJ-07协议段起止桩号为K30+500—K34+700,全长
4.21公里,全线总挖方量约
88.3万方,总填方量约
47.6万方本协议段所经地区重要为剥蚀丘陵地貌,相对高差大,地质复杂,表层覆盖层为强风化红色粉砂质泥岩及黄河台阶地少许低液限粘土,下部是强度较高的黄色砂岩(分布较少)和红色砂质泥岩(分布较多)为互层状(与线路成135-175°斜向、坡度10°-22°)分布,节理比较发育
三、强夯的作用由于红泥岩(刚爆破出日勺红泥岩强度较高)具有极强的I风化崩解、遇水软化、强度减少等特性,不合适作为路堤填筑材料,否则将不可防止会出现路基沉陷、边坡滑坍等严重的工程质量病害济邵高速线路及周围此类岩石分布范围较广(除我标段外,其他标段也存在此类状况)若将沿线施工开挖的红色粉砂质泥岩所有弃置不用,而远借其他材料填筑路基,则会大大增长工程造价,同步弃方及借方还会破坏植被及占用大量耕地,不利于环境保护为了保证工程质量,有效处理运用红泥岩,从而减少工程造价,保护生态环境我项目经理部在中国公路工程征询总企业红泥岩路基课题研究组时指导下,设置了专业施工队伍,组织专门实行试验段时人员和机械设备,对红泥岩填筑路基进行了强夯处理试验段施工及小范围推广
四、施工概况我标段于2006年7月25日2006年8月5日在中资企业课题组时指〜导下,在K34+510〜K34+670段进行了强夯试验段的施工,并根据审批的总结方案,在K32+535〜K32+817段进行了小范围的推广应用,每层填筑松铺厚度按L5m进行控制
五、强夯重要参数确实定
1、夯击能夯锤自重10T,夯锤直径
2.3m,夯锤落距10m,每击的夯击能为1000KN-mo
2、夯击遍数夯击遍数一般通过每夯坑的夯沉压缩量来确定,我国目前已经有地基处理强夯控制原则,为两击的夯沉量平均值》5cm,为了更好确实保路基的填筑质量,我们按照每夯点的夯击遍数根据最终两击的夯沉量平均值才
3.5cm及单值主5cm来确定一般夯击9遍左右即可抵达原则规定
3、夯点布置合理日勺夯点间距可大大提高强夯的加固效果,夯点间距日勺布置与否合理与夯击效果和施工费用直接有关,夯击点间距一般根据路基土性质和规定加固的深度而定夯点间距过大,使各夯点间的土体得不到有效加固;夯点间距假如过小,在夯击时上部土体向已经夯成的夯坑中侧向推挤,从而导致坑壁塌陷,夯锤歪斜或倾倒,进而影响扎实效果;采用夯点搭接的措施往往使后续强夯扰动前期强夯已形成的固结稳定状态,从而减少加固效果根据国内外已经有时工程经验,夯点间距一般为
1.5〜
2.5倍夯锤直径,强夯施工中我们采用夯点间距为3*3ni梅花形布置根据国内外数年来日勺强夯理论研究,在一定深度范围内,强夯时有效加固范围呈45角度向下向外扩散(如下图),两夯点之间未扎实部分为三角形(阴影部分),最大深度约为35cm,因填筑上层时是如下层夯坑标高为基准,故未扎实部分实际所有位于上层的有效加固范围内,另上下层日勺夯点布置应错开,不能上下重叠,使上层夯点位于下层两夯点间隙部位,从而更充足保证了整体扎实效果
七、强夯施工检测成果
(一)、试验段检测成果在试验段检测时,为了可以搜集更多日勺数据,以证明强夯方案日勺可行性,在强夯施工完毕后,进行了表面整平,并进行了相对沉降量、动力触探、弯沉、固体体积率、虚铺系数各项指标的检测,成果如下:
1、夯沉量检测记录每夯点每击欧I相对沉降量,最终两击夯沉量平均值不不不大于
3.5cm及最终二击每击夯沉降量极值不不不大于5cm,抵达上述规定,虚铺
1.5m时夯击次数约为9击左右,总夯沉量约50cm左右
2、相对沉降量采用20T振动压路机强振2遍,观测各布置点前后的高差所有检测点均W2mm,检测登记表后附;
3、动力触探采用锤重为
63.5kg的重型触探仪进行检测,锥入10cm的锤击数为14—21之间;
4、弯沉值平均弯沉值为
94.4X10-2皿由,代表弯沉值为
142.2X10°mm;
5、固体体积率挖坑检测,颗粒嵌挤密实均匀,由上至下进行固体体积率检测,上下层差值不明显平均固体体积率抵达85%;虚铺
1.5m固体体积率平均值为
85.2%,虚铺1m固体体积率为
85.15%;
6、虚铺系数:虚铺
1.5m平均为
1.37
(二)K32+535〜K32+817段路基强夯检测成果自2006年9月20日路基强夯试验段总结技术方案审批后,即开始在K32+535〜K32+817段小范围进行推广每层松铺厚度按照
1.5m控制在推广段检测时进行了夯沉量及重型动力触探的检测各夯点日勺夯沉量均按照最终两击的夯沉量才
3.5cm及极值5cm进行控制,一般夯击遍数9击左右即可抵达规定,否则增长夯击遍数,每夯点总夯沉量为50cm左右重型动力触探值以
63.5Kg锤锥入10cm的锤击次数为检测原则,检测部位为距离夯坑边部10cm的范围内进行由于在同一种点的反复夯击过程中,不可防止存在机械及夯锤晃动偏差,实际夯坑直径尺寸比夯锤底面尺寸要偏大20cm左右,距夯坑边10cm范围为夯击有效范围日勺微弱环节动力触探检测均在距离夯坑边部10cm范围内微弱部位进行,根据检测成果,所有满足N
63.5210击的原则规定(N
63.5=10-20密实状态),证明强夯路基已抵达了密实固结状态
八、强夯成果总结根据强夯试验段及小范围推广应用,对强夯施工的初步总结如下
1、包边土试验段在距路基边线2m位置采用粘性土包边,包边土每侧宽度为2m,每层压实厚度为20cm包边土日勺作用重要为防止路基填筑施工过程和路基填筑完毕后路基内部进水,导致红泥岩遇水崩解软化,从而影响路基稳定由于在试验段施工过程中发现包边土和路基整体施工极不协调,重要表目前
(1)包边土与红泥岩不能同步施工,包边土每层压实厚度为20cm,而强夯红泥岩每层扎实厚度为100cm左右,即填筑5层包边土后方可强夯1层红泥岩,由于粘性土天然含水量较大,很难抵达最佳含水量±2%范围内,严重制约路基整体施工进度;
(2)包边土宽度仅为2m,且不能与红泥岩同步,对于高填方施工来说,施工日勺安全隐患较大基于以上包边土施工的作用及缺陷,在强夯工艺推广阶段采用彩条布覆盖及用浆砌片石护坡替代粘性土包边在施工过程中采用彩条布对路基边坡进行覆盖防水,在路基填筑完毕后,边坡采用浆砌片石护坡或其他更合适形式,并在边坡护坡上设置一定数量日勺仰斜式排水口,不仅能防止边坡水进入路基内,并且保证路基内一旦有水能及时排出路基,比粘性土包边效果更佳为了更好的保证边坡位置的密实,路基边部夯点间距空隙进行补夯2〜3击或按满夯布置
2、虚铺厚度控制试验段虚铺厚度有
1.0m与
1.5m两种,在单位夯击能相似的条件下,虚铺
1.5m比虚铺
1.0m在同一夯点上多夯2-3次左右,即可抵达同样的夯击效果,各项检测指标靠近并符合规范及设计规定在试验段施工完毕后,对L5m虚铺和
1.0m虚铺路段分别挖开垂直断面,根据目测观测虚铺
1.5m和虚铺
1.0m日勺密实程度沿坑壁上下均比较均匀密实,分层固体体积率检测上下无明显差距,均能抵达设计规定因此采用
1.5m虚铺强夯填筑既能保证工程质量,又可以减少工程成本,加紧工程进度,通过以上综合考虑强夯虚铺厚度确定为
1.5n较合适1根据松铺厚度和运送车的装料数量计算每车的铺筑面积自卸车日勺装料数量为8m3/车,划格尺寸虚铺
1.5m按照
2.3*
2.3m一车控制,在下承层上放样划格,由专人指挥卸料,每个格网内卸一车填料
3、夯点布置及夯击遍数1夯击点布置试验段采用了两种布点方案,一是正三角形布点梅花形,夯点间距3*3m;二是正方形布置夯点,夯点间距为3*3m经试验段试验,三角形布点优于正方形布点,同一面积内三角形布点与正方形布。