路基处理施工方案方法
龙泉至庆元(浙闽界)公路土建工程第LQA3合同段
特殊路基处理专项施工方案
一、工程概况
龙泉至庆元(浙闽界)高速公路项目是长春至深圳高速公路浙江境内的重要组成部分,起点位于龙泉市龙渊镇,与丽龙高速公路相接,起点桩号K109+697.499,终点为庆元县的新窑与福建省松溪县的木城交界处,终点桩号YK164+397.6(右),ZK164+421.131(左),路线总长54.764公里(右线)。主线按高速公路标准建设。
本项目第LQA3标段起点桩号K126+735,终点桩号K134+600,全长7.865公里,主要工程内容为:路基、桥涵(大桥1226.5m/5座)、隧道(1843.5m/1座)等。
本标段特殊路基处理主要为高液限土掺灰处理、浅层软弱土挖除换填处理和路基路床的加强处理三种处理方式。其中高液限土掺灰处理数量153670 m3,路基路床加强处理6511.7m3,路堤路床掺灰处理总计石灰用量为16621t,浅层软弱土挖除换填处理67272 m3。
二、施工方案及方法
各种路基处理进行大规模施工前,先进行路基处理工艺试验,高液限土掺灰处理及路基路床加强处理采用路拌法施工方案;浅层软弱土挖除换填处理采用挖掘机配合自卸车挖运,换填同时跟进施工方案。
1、高液限土掺灰处理 ⑴ 施工准备
① 开工前组织技术人员认真阅读、审核施工图纸,熟悉规范和技术标准。 ② 对施工人员进行技术交底并进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。
③ 按照设计文件和规范要求,制订高液限掺灰处理路基填筑试验段方案,确定与掺灰处理路基填筑、石灰摊铺、拌和、压实、检测有关的工艺参数;确定新的快速试验检测办法与已规定的基本试验检测之间的相互关系等,验证和优化路基填筑施工方案,确定施工工艺参数。
④ 组织技术力量对设计院所交的所有导线点和水准点进行导线和水准复测,且复测结果已报监理工程师复核无误。
⑤ 施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。
⑥ 掺灰处理路基填挖方段清表工作已经完成,部分半填半挖路段横断面方向挖成台阶; ⑦ 石灰准备,确定稳定的消石灰供应商。 ⑧ 机械设备到位。 ⑵ 技术要求
① 石灰:石灰选用钙质消解石灰,其指标应达到合格标准,等级不低于Ⅲ级,有效钙镁含量大于或等于65%。
施工前对需改良的土料种类进行核实,路堤填料种类、改良土外掺料(石灰或水泥)的种类及技术
条件应符合设计要求。填筑前对挖方段的填料进行取样检验;填筑时对运至现场的填料进行抽样检验。当填料土质发生变化时应重新进行检验。
② 在大面积填筑前,根据初选的摊铺、拌和、碾压机械,在选取长度不小于100m的地段进行掺灰处理工艺试验,确定工艺参数,并报监理单位确认。施工区段应按填筑阶段的不同进行划分,一般宜划分为底层准备区段、上土整平区段、拌和区段、碾压整型区段、检测报验区段。改良土填筑按试验段总结的施工工艺流程、工艺参数组织施工,同时在施工中,根据实际情况不断完善施工质量控制措施,确保路基处理质量。
③ 处理路段施工应做好场地的临时排水和防雨措施,严禁雨天作业,避免低温施工。 ⑶ 施工组织: ①、人员组织
人员组织配备根据设计文件、工程规模、现场情况、机械种类、数量合理配置。以下是高液限土掺灰处理时每作业班组的工种配置,具体到施工时根据工程规模、施工组织设计科学、合理配置人员数量。
表1 人员配置表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
②、设备机具配置
设备数量根据设计文件、工程规模、现场实际需求合理配置。以下设备表是按照一个作业班组设备配置。
工种名称 技术主管 现场负责人 专兼职安全员
技术、质检、测量及试验人员
工班长 指挥卸土人员 压路机司机 自卸车司机 挖掘机司机 装载机司机 推土机司机 平地机司机
铧犁 旋耕机 普 工
数量(人) 1 1 1 2 1 1 1 6 1 1 1 1 1 1 若干
备注 项目部、现场 负责现场填筑施工
现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场
表2 主要施工机具设备配置表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
⑷、施工方法 施工工艺流程图如下:
①、施工放样
确定出路基的填筑边线,用石灰线标明,以便填筑时指挥卸料到位。 ②、上土、整平
用挖掘机挖装,自卸车运输,将土运至施工路段,每层上土量按照松铺厚度25cm进行控制,由专人指挥到指定位置卸料,再用推土机初平,然后用平地机精平检测含水量,若含水量偏大较多,用铧犁结合旋耕机进行翻晒。若含水量接近最佳含水量时,进行下道工序。
对于过渡潮湿,塑性较大而成团破碎困难的土料,则取土前进行闷料砂化,闷料石灰掺量为设计掺灰量的40%,或根据实际情况通过试验确定。
③、布格、掺灰
当含水量接近最佳含水量时进行掺灰。人工布格大小与每车石灰摊铺面积相符,按每格的用量指挥卸石灰,(若人工摊铺应使用已消解的消石灰,防止灼伤工人),设专人随时检查石灰摊铺是否均匀,对不均匀处进行调整。
④、拌和
先用铧犁结合圆盘耙及旋耕机进行翻拌,翻拌粉碎数遍使灰土层拌和均匀,达到灰土层颜色一致,
设备名称
压路机 自卸车 挖掘机 装载机 推土机 平地机 铧犁 旋耕机
单位 台 台 台 台 台 台 台 台
数量 1 6 1 1 1 1 1 1
备注 现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场
无灰条,进一步粉碎,使土颗粒大小基本都降到1.5cm以下。第一遍拌和时,下齿深度不得将施工层拌透(预留3~4cm),待第二遍拌和时,下齿到下层面的1~2cm处进行拌和,以利于层与层之间的结合。拌和到满足灰土拌和均匀、颗粒大小符合规范要求为止,一般2~3遍即可,对于边角部位和台背处、路拌机施工不到处,则采用铧犁、旋耕机配合施工,其死角处人工配合施工。
⑤、含水量调整
在拌和结束后,如含水量仍大,用铧犁及旋耕机配合翻晒,如含水量过小,则用洒水车补充水分,然后用路拌机拌和均匀,及时碾压。
⑥、稳压、整型
在施工层含水量符合要求(即达到最佳含水量±2%)且拌和结束时,用推土机履带快速压一遍,然后用平地机整平。稳压和整平过程交错进行,其目的是防止本层土施工的不均匀现象和表面产生贴皮现象。为便于施工排水,整平成型至要求的纵横坡度为路床80cm以下整形为3%的横坡,进入路床80cm范围时,再逐层调整至设计横坡。
⑦、碾压
整形后的施工路段,用振动压路机和三轮压路机(按照试验路段确定的机械组合和碾压程序等)进行碾压。碾压时速控制在1.5~1.7Km/h,碾压遍数一般为4~6遍,为确保边缘压实,路基两侧比相应的工作面增压2~3遍,最终碾压遍数以满足相应层要求的压实度为准。 ⑸ 质量保证措施 ①、材料品质
石灰应满足改良土材料要求。 ②、室内配合比试验
当取土场确定及石灰检验合格后,即进行石灰改良土的室内配合比试验,做标准击实试验,确定最佳石灰掺量。考虑到现场施工拌和的不均匀性,室内配合比试验CBR值要求比相应路堤层位的填料CBR值提高一个百分点,最小不小于4%。
③、试验段施工
在正式施工前应设100m的路基试验段,做好石灰改良土的试验工作,以确定不同取土场的土质、最佳含水率、最大干密度、施工工艺、松铺系数、压实厚度、机械设备、人员组织、压实遍数、碾压的基本原则以及碾压前含水率与最佳含水率所允许的偏差范围等。
④、含水率的控制
含水率是石灰改良土施工中最重要的指标,直接影响着路基的压实效果。石灰改良土的施工关键在于砂化,即通过石灰对高液限黏土进行改良处理,把含水率降低至最佳含水率附近。在碾压前要及时准确地测定石灰改良土的含水率,把含水率控制在最佳含水率的±2%内,此时碾压效果最佳,即使得土体容易碾压密实,提高其强度和板体性能,还能够有效防止干缩裂缝和“弹簧土”的出现。
⑤、养生
不能及时覆盖上层结构层的灰土,养生期不少于7天,采用洒水养生法,养生期间要保持灰土表面经常湿润。养生期内封闭交通,除洒水车外禁止一切车辆通行。
⑹ 质量检测
石灰改良土质量控制的项目、频率和质量标准
项目 含水量 均匀性 压实度 强度 剂量
频率
质量标准
备注
开始碾压时及碾压过程中进行
在摊铺、拌和和整平过程中进行
据观察、异常时随时试验 石灰土最佳含水量±2% 随时观察
灰条、灰团、色泽均匀无离析
每一作业段检查6次以上区94%以上,93区93%以上每一作业段不少于3次
符合规定CBR要求
灌砂法 采用现场测试 滴定法
每一作业段至少6个样品 不小于设计值
2、路床填料石灰稳定加强改良施工
路床改良材料要求及施工工艺同高液限土改良工序,对于施工中石灰稳定土容易出现的质量问题主要有以下三个方面:表层起皮、弹簧和裂缝,针对以上三种主要质量问题,采取如下控制措施:
⑴ 表层起皮现象
石灰稳定土表层起皮既影响美观又影响路面质量,由于这些起皮很容易形成夹层,起皮现象归纳起来有两种情况:第一是由于表层过湿,碾压时石灰稳定土容易被压路机轮子粘起,而出现麻麻点点,并越积越多;第二是由于表层含水量过小,碾压时发生推移而起皮。对于第一种情况而言,碾压时应掌握好时间,待表层接近最佳含水量时进行碾压,第二种情况若是整层灰土含水量均小于最佳含水量,则应重新洒水,补充水分后再拌和。
⑵ 石灰稳定土弹簧现象
石灰稳定土弹簧现象有两种情况:一是由于石灰稳定土过干出现干弹簧;二是由于石灰稳定土过湿而出现湿弹簧。石灰稳定土最佳含水量比较大,因此,在石灰稳定土拌和之后要控制好含水量,尽量减少弹簧现象的出现,从而加快施工进度。
⑶ 石灰稳定土裂缝现象
石灰稳定土由于配比、施工、养护不当,很容易产生裂缝,究其原因有以下几种: ① 土质问题的影响
土质塑指越高则石灰稳定土出现的裂缝几率越多,这是因为塑指高的土有较强的伸缩性,遇水发胀,烘干则收缩,因此在选择石灰稳定土的土质时,应选择塑指在20以下的土质,但不能低于10,如果塑指太低则影响石灰稳定土强度。
② 配合比的影响
石灰稳定土三种材料中,若土的比例越大,则石灰稳定土出现裂缝的几率越高,这是因为土对水的敏感程度要比石灰大,因此,在石灰稳定土配比时要尽量控制土的比例。
③ 含水量的影响
由于石灰稳定土中石灰成分对水的敏感性校对较弱,而施工时其含水量略比最佳含水量偏大2%~3%,容易成型,且不起皮,并容易压实,但由于含水量增大,加上成型以后,水分的蒸发速度快,因此,石灰稳定土中的土,产生激烈的收缩从而导致石灰稳定土开裂,含水量越大,开裂的程度就越宽越深。
④ 养护不及时产生裂缝
由于石灰稳定土是接近或略大于最佳含水量时碾压成型的,成型以后,石灰稳定土得不到及时养
护,则容易产生表面开裂。所以石灰稳定土成型后养护十分重要,一般最少需要间隔7天。如果在上面层不能及时覆盖且洒水养护困难,间断时间较长的话,可以采取覆盖土养生的办法,从而保证石灰稳定土水分缓慢蒸发,避免裂缝增多、增大。
⑷ 质量保证措施
与高液限掺灰处理控制的项目、频率和质量标准相同。 3、浅层软弱土挖除换填处理
⑴ 施工准备
① 开工前组织技术人员认真阅读、审核施工图纸,熟悉规范和技术标准。 ② 对施工人员进行技术交底并进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。 ③ 按照设计文件和规范要求,制订浅层软弱土挖除换填处理施工方案。
④ 换填处理段原地面线复测结果已报监理工程师复核无误,换填范围的边线完成放样。 ⑤ 施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。 ⑥ 弃方场地已征用。 ⑦ 人员、设备到位。 ⑵ 施工组织: ①、人员组织
人员组织配备根据设计文件、工程规模、现场情况、机械种类、数量合理配置。以下是挖除换填处理时每作业班组的工种配置,具体到施工时根据工程规模、施工组织设计科学、合理配置人员数量。
表3 人员配置表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
②、设备机具配置
设备数量根据设计文件、工程规模、现场实际需求合理配置。以下设备表是按照一个作业班组设备配置。
工种名称 技术主管 现场负责人 专兼职安全员
技术、质检、测量及试验人员
工班长 指挥卸土人员 压路机司机 自卸车司机 挖掘机司机 装载机司机 推土机司机 普 工
数量(人) 1 1 1 2 1 1 1 8 2 1 1 5
备注 项目部、现场 负责现场填筑施工
现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场 现场
表4 主要施工机具设备配置表
序号 1 2 3 4 5
⑶、施工方法 施工工艺流程图如下:
设备名称
压路机 自卸车 挖掘机 装载机 推土机
单位 台 台 台 台 台
数量 1 8 2 1 1
备注 现场
取料场、换填现场取料场、换填现场
现场 现场
①、施工准备
确定出路基内换填范围的填筑边线,用石灰线或拉线标明,同时根据施工图,确定换填段落的换填深度,以便换填时指挥挖除卸料到位。
②、挖路基临时排水沟
为便于换填段地表水的排出,换填前沿换填范围边线外侧挖除临时排水沟。 ③、挖除软弱土
挖掘机根据测出的换填深度一次挖除到位,自卸车配合挖掘机进行软弱土弃方,同时现场技术员会同监理工程师进行底标高测量,监理工程师确认后,换填宕渣料及时跟进。
④、宕渣换填
根据设计文件要求和试验选择符合要求的换填材料。 为便于自卸车运输需要,第一层填筑厚度按50cm进行填筑。 ⑤、整平、压实
推土机进行换填段的整平。整平后的施工路段,用振动压路机进行碾压。碾压时速控制在1.5~1.7Km/h,碾压遍数一般为4~6遍,为确保边缘压实,路基两侧比相应的工作面增压2~3遍,最终碾压遍数以满足相应层要求的压实度为准。 三、安全保证措施
1、施工区域应设警示标志,严禁非工作人员出入; 2、施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修;
3、为保证施工安全,现场应有专人统一指挥,并设一名专职安全员负责现场的安全工作,坚持班前进行安全教育制度。
4、改良土施工中,现场设专人指挥、调度,确定合适的机械车辆走行路线,并设立明显标志,防止相互干扰碰撞,机械作业要留有安全距离。制订作业程序和运行路线,确保协调施工,安全生产。
5、严禁在离电缆1m以内作业。
6、机械运行中严禁接触转动部位和进行检修。在修理工作装置时应使其降到最低位置并应在悬空部位垫上垫木。
7、机械不得靠近输电线路作业,并应留出安全距离。
8、配合作业人员应在机械回转半径以外工作。当必须在回转半径以内工作时,应停止机械回转并制动好后方可作业。
9、 机械作业完后应停放在坚实平整的地面上。
四、 环境保护措施
1、 为了保护自然环境,在化学改良土改良过程中,应减少甚至避免石灰扬尘。技术上,应对石灰在运输、储存、磨细、消解、撒布、拌和等各环节制定相应环境保护措施。制定的原则是尽量避免石灰与外界的直接接触。消解石灰时,选择在一避风近水的地方,在其周围进行封闭。
2、生产中的废弃物及时处理,按时专门用车运到当地环保部门指定的地点弃置。试验及生活中产生的污水及废水,应集中处理,符合环保部门规定要求。
3、与石灰接触的工作人员,需穿戴防护工作服。
4、因水对化学改良土工程性质影响较大,所以必须做好雨、雪天施工防护措施。一是与地方气象部门联系,掌握当地的气候变化情况,避免雨天施工,并在雨、雪天气做好防护措施;二是施工前在路基(路堑)边坡范围外挖临时排水沟使雨水能及时排走;三是施工过程中应保持临时排水系统的完善和畅通,同时准备适量的隔水膜(布),当雨、雪天气时,对受雨水影响大的部位进行覆盖,使雨停后能立即恢复生产,把雨雪天气对施工的影响降到最低程度。
5、路基外的材料及时清理,不得影响路基以外的植被。
6、做好路基表面临时排水,减少雨水冲蚀边坡造成的水土流失。 7、夜间施工避免灯光、噪音扰民。
8、施工现场和施工便道应及时清扫、洒水,减少扬尘污染。 9、加强机械维修保养,减少跑冒滴漏。
10、机械设备维修保养集中进行,所产生的含油污水集中收集,经澄清、吸附出油后回用或散排。固体废弃物集中收集封装,回收利用或运至环保部门指定场所进行处理。