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文檔簡介
中鐵“五部兩室”負責人培訓課件
(工程部長)
路基工程
中鐵集團有限公司
二。一五年二月
第一章基礎知識
1路基工程結構
鐵路路基本體由基床以下路堤、基床底層、基床表層、過渡段等組成。公路及市政路基本體由下
路堤、上路堤、下路床、上路床、臺背回填等組成。
除了路基本體外還包括地基處理、支擋結構、邊坡防護、路基防排水以及其他相關工程。
特殊路基按特殊條件主要包括:軟土路基、滑坡地段路基、巖坍與巖堆地段路基、泥石流地區路
基、巖溶地區路基、多年凍土地區路基、沙漠地區路基、雪害地段路基、涎流冰地段路基等。按特殊
土質主要有黃土地區路基、膨脹土地區路基、鹽漬土地區路基等。
2路基填料
2.1公路及市政路基填料要求
用于公路路基的填料要求挖取方便,壓實容易,強度高,水穩定性好。其中強度要求是按CBR值
確定,應通過取土試驗確定填料最小強度和最大粒徑。
石質土由粒徑大于2mm的碎(礫)石,其含量由25$?50$及大于50%兩部分組成。如碎(礫)石
土,空隙度大,透水性強,壓縮性低,內摩擦角大,強度高,屬于較好的路基填料。
砂土沒有塑性,但透水性好,毛細水上升高度很小,具有較大的摩擦系數。砂土路基強度高,水
穩定性好。但砂土黏性小,易于松散,受水流沖刷和風蝕易損壞,在使用時可摻入黏性大的土改善質
量。
砂性土是良好的路基填料,既有足夠的內摩擦力,又有一定的黏聚力。一般遇水干得快、不膨脹,
易被壓實,易構成平整堅實的表面。
粉質土不宜直接填筑于路床,必須摻入較好的土體后才能用作路基填料,且在高等級公路中,只
能用于路堤下層(距路槽底0.8m以下)。
輕、重黏土不是理想的路基填料,規范規定:液限大于50%,塑性指數大于26、含水量不適宜直
接壓實的細粒土,不得直接作為路基填料,需要使用時,必須采取技術措施進行處理,經檢杳滿足設
計要求后方可使用。
黃土、鹽漬土、膨脹土等特殊土體不得已必須用作路基填料時,應嚴格按其特殊的施工要求進行
施工。泥炭、淤泥、凍土、有機質土、強膨脹土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐是物質的土不
得用作路基填料.
滿足要求(最小強度CBR、最大粒徑、有害物質含量等)或經過處理之后滿足要求的燃渣、高爐礦
渣、鋼渣、電石渣等工業廢渣可以用作路基填料,但在使用過程中應注意避免造成環境污染。
2.2鐵路路基填料要求
既有鐵路建設經驗表明,一般C組細粒土水穩性差,易被沖蝕,邊坡檢定性差,路基病害較普遍,
且一般難以達到鐵路路堤下部壓實標準,需要改良。
路堤卜.部填料優先選用A、B組填料和C組碎石、礫石類填料;當選用C組細粒土填料時,應根據
填料性質進行改良后填筑。C組中粉砂及易風化軟質巖填粒不直接作為下部填料,必須改良。細粒土
可采用物理改良方法或化學改良方法,當采用化學改良方法時,應根據不同性質填料,選擇適宜的摻
合料,并進行不同配合比的室內物理、力學試驗,優化配合比。提出改良后的主要技術參數,如無惻
限抗壓強度等。
基床底層應采用A、B組填料或改良土,A、B組填料粒徑級配應符合壓實性能要求,寒冷地區凍結
影響范圍內填料應符合防凍脹要求。粗粒土填料不能滿足壓實要求時,可采取改良措施,并與遠運土
進行技術經濟比較。
基床表層的材料應具有較高的強度和彈性模量以及耐磨、反濾等特性,主要作用是增強線路強度
和剛度、均勻擴散作用到基床上面上的動應力、防止道昨壓入基床及基床土進入道祚層、防止雨水浸
入使基床軟化和滿足基床防凍等特殊要求。
為了保證軌下基礎動力穩定,防止道昨嵌入基床表層及防止基床底層顆粒進入基床表層,不同材
料之間的級配需滿足太沙基反濾準則,即D15V4d85。當不能滿足上述反濾準則時,應采用顆粒級配不
同的雙層結構或其他處理形式。
使用碎石填筑的路堤其填料的粒徑大小、大石塊間空隙是否充填密實、是否分層壓實等因素,對
路堤的強度和密實程度有很大的影響。鐵路路基填料的最大粒徑在基床底層內不得大于10cm,基床以
下路堤內不得大于15cm,并要求填料級配較好,以使互相充填,大石塊在每一填筑層內均勻分布且不
集中。
3路基質量檢驗內容
3.1公路市政路基工程
公路市政路基工程質量檢驗的主要內容包括:路基的寬度和標高(包括邊溝);路基的平面位置.;
邊坡坡度及邊坡加固:排水設施的尺寸及底面縱坡:填土壓實度、穹沉值:取土坑、棄土堆、護坡道、
截水溝、排水溝的位置和形式是否正確;隱蔽工程檢查記錄。
土方路基實測項目有:壓實度、彎沉值、縱斷高程、中線偏位、寬度、平整度、橫坡、邊坡。土
方路基壓實度標準見下表l-lo
表1-1公路土方路基壓實標準表
高速一級
部位檢測項目二級公路三級公路
公路
0~0.30壓實度K(%)//)94
零填及挖方
公路工程0~0.80壓實度K(%)296295/
()~0.80壓實度K(%)296N95294
填方0.8(ri.50壓實度K(%)294294>93
>1.50壓實度K(%)293292290
石方路基實測項目有:壓實、縱斷高程、中線偏位、寬度、平整度、橫坡、邊坡坡度和邊坡平順
度。石方路基的壓實除層厚和碾壓遍數符合要求,尚應符合建設方確定的其他項目。
3.2鐵路路基工程
鐵路路基外形、外觀檢測項目基本與公路及市政相同,但路基壓實標準有別于公路。普通鐵路路
基壓實標準見下表1.3-2,高速鐵路路基壓實標準見下表1-2。
表1-2普通鐵路路基壓實標準
細粒土、粉砂、砂類土(粉砂
礫石類碎石類塊石類
部位檢測項目改良土除外)
I級II級I級II級I級n級I級n級I級II級
壓實系數K0.90.9
普鐵基地基系數K30
80808080110110120120130130
床以下(MPa/m)
路堤相對密度Dr0.70.7
孔隙率n(%)32323232
壓實系數K(0.93)0.91
地基系數K30
普鐵基(100)90100100120120130130150150
(MPa/m)
床底層
相對密度Dr0.750.75
孔隙率n(%)31313131
壓實系數K(0.93)
地基系數K30
普鐵基(100)110150140150140
(MPa/m)
床表層
相對密度Dr0.8
孔隙率n(%)28292829
表1-3高速鐵路路基壓實質量控制標準
碎石類及粗
部位檢測項目砂類土及細礫土改良土級配碎石
礫土
壓實系數K0.920.920.920.95
高鐵基床以
地基系數K3Q(MPa/m)110130150
下路堤
7d飽和無側限抗壓強度(kpa)250
動態變形模量Evd(MPa)50
壓實系數K0.950.950.95
局鐵基床以
地基系數K30(MPa/m)130150
下過渡段的
7d飽和無側限抗壓強度(kpa)350
兩側及錐體
動態變形模量Evd(MPa)4040
壓實系數K0.950.950.95
高鐵基床底地基系數K30(MPa/m)130150
層7d飽和無側限抗壓強度(kpa)350
動態變形模量Evd(MPa)4040
壓實系數K0.97
高鐵基床表地基系數K30(MPa/m)190
層7d飽和無側限抗壓強度(kpa)
動態變形模量Evd(MPa)55
第二章地基處理
1路基工程地基處理常用方法
在特殊土及特殊條件下路基工程地基處理常用方法見表2.1-1
表2-1特殊土及特殊條件下鐵路工程地基處理常用方法
特殊土及特殊條件下地塞類別可選用的地基處理方法
換填、加筋墊層、袋裝砂井、塑料排水板、強夯、強夯置
軟弱黏性土換、碎石樁、攪拌樁、旋噴樁、水泥粉煤灰碎石樁、索混
(軟土、松軟土)地基凝土樁、碎石注漿樁、現澆混凝土薄壁管樁、預應力管樁、
鋼筋混凝土樁網結構、鋼筋混凝土樁板結構
換填、沖擊碾壓、強夯、強夯置換、碎石樁、擠密樁、柱
人工填筑土、雜填土地基
錘充擴樁
松散砂土地基強夯、碎石樁、擠密砂樁、旋噴樁
換填、沖擊碾壓、強夯、灰土擠密樁、水泥土擠密樁、柱
濕陷性黃土地基
錘充擴樁、鋼筋混凝土樁板結構
膨脹土地基換填、摻灰改良、封閉、石灰樁、灰土樁
山區斜坡軟弱地基碎石樁、攪拌樁、水泥粉煤灰碎石樁結合側向約束樁
巖溶灌漿、皓構物跨越、揭蓋回填
采空區、人為空洞灌漿、強夯、充填粗粒料
2試樁
2.1試樁目的
試樁是為了為下一步軟基處理工程施工提供技術依據,其中包括:主要設備的適用性、配套設備
的型號及數量;根據地質情況初步選定施工工藝和施工順序的合理性,通過確定施工控制參數及工序
時間,相關人員的配備磨合;樁身質量、處理后單樁承載力或地基承載力是否達到設計要求等。
2.2試驗樁基施工專項方案
試驗樁正式施工前必須在編制試驗樁基專項施工方案,制訂詳盡的施工方案并報相關單位進行審
批。
試驗樁正式施工前,應根據現場實際情況,并按照設計圖紙及相關的規范、標準,選取主線道路
上地質條件、斷面形式及工桂要求均具有代表性的地段進行試驗樁基施工。
試樁數量應符合規范及柞關要求。在同一條件下一般不應少于3根,且不宜少于總樁數的照。
2.3試樁前技術準備工作
⑴正式施工前,必須熟悉樁基設計圖紙和技術要求,并向技術人員和操作人員進行了技術交底和
安全交底,提高全體施工人員的質量意識和安全文明施工意識。
⑵在未正式開工前,必須取得原材料質保單,并進行復檢,確保材料符合設計要求。
⑶了解相關機械進場及運行狀態情況.
2.4試樁施工小結
試驗樁基施工完成后,應根據試驗過程及試驗結果及時總結,并將總結上報相關單位審批。
試驗段施工小結主要包括以下幾部分:
⑴工程概況
該部分主要包括工程概況、設計樁基參數以及地質條件,重點是設計樁基參數和地質條件。
⑵試樁目的、地點及試驗內容
該部分主要包含試樁目的、試樁地點、試樁工作內容等。
⑶試驗樁施工時人員和機械情況
進行試驗樁施工時,現場技術負責人、技術員、安質負責人、試驗負責人、操作手、工人等配置
情況。
⑷施工過程描述
各種機械參數的記錄、地質情況記錄及其他過程記錄等
⑸樁基靜載試驗情況
⑹試驗樁結論
應根據試樁結果,及時總結試樁結論,得出機械、人員數量及組合,提出下一步大面積施工所需
機械數量、施工中所采用的技術參數、安全質量控制要點等。
⑺附件
①原材料試驗報告(及印件);
②各種原始記錄、過程記錄等;
③靜載試驗情況。
2.5工藝性試樁
為檢驗CFG樁施匚I:藝、機械性能及質量控制,核對地質資料.CFG樁施「前需進行「藝試驗,
確定合理的施工工藝參數:
通過CFG樁試樁復核地質情況,確定施工工藝、施打順序、鉆進速度(電流大小)、成樁電流、拔
管速度、混合料施工配合比、坍落度、攪拌時間、灌注速度、充盈系數、截樁時間、成樁質量、施工
組織等工藝參數,并報監理確認。
⑴核查設計文件:包括地質情況,特別是設計要求樁端進入地層;設計參數,樁型、樁長、布置
形式、間距等、工藝及設備要求。
⑵編制工藝試樁方案:依據設計和規范的要求,針對具體的施工設備進行編制;每種工藝的試樁
不少于3根且每種型號的樁機試驗不少于3根。
⑶工藝試樁過程控制:必須有技術人員現場監控,并記錄施工過程情況;特別是工序轉換的時間、
電流值,單位長度水泥、混凝土等用量等。
⑷試樁所需的各種原材料、配合比檢測報告等。
⑸工藝試樁檢測:根據不同的試樁類形,按設計和驗標要求的檢測項H進行檢驗。
⑹工藝試樁報告:包括試樁的各種記錄、原材料及配合比檢測報告、試樁檢測報告、推薦的施工
工藝及結論等。
⑺在工藝試樁參數審核過程中,對存在疑問的應要求申報單位書面解釋;對解釋不清或存在重大
技術漏洞的應要求現場補做進行驗證。
3換填
3.1主要施工機械設備
挖掘機、自卸汽車、灰土攪拌站(廠拌)或灰土拌和機(路拌)、裝載機、重型振動壓路機、推土機、
平地機、灑水車、振動夯等。
3.2施工工藝
⑴流程圖
圖2-1換填施工工藝流程圖
⑵根據設計提供的控制點,用全站儀準確放出換填的平面范圍,換填開挖的放坡坡比由地質情況
確定;用水準儀準確測量需換填的深度。
⑶在換填的兩側先挖排水溝,溝底至少低于換填層底面0.2m,排水溝縱向流水坡比不得緩于2%,
能將水及時排出換填范圍外,特別當在雨季施工或雨水豐富地區時,排水溝要適當做大。
⑷挖出一處到設計標高,用觸探法或K30儀試驗承載力。
⑸根據試驗數據,核查設計資料,與設計不符時,及時與設計單位聯系,確定換填的范圍和深度。
⑹將確定后的換填深度范圍內的土層應挖除干凈,坑底按設計要求整平。當采用機械挖除需換填
土時,應預留30?50cm的土層由人工清理。當在雨季施工時,不可長距離開挖,防止積水浸泡。
⑺分層換填合格填料,分層用壓路機壓實,分層養護。
⑻養護期滿后,做密實度和承載力檢測,檢測合格后,進入下一道工序施工。
圖2-2清淤換填圖2-3耕土換填
3.3控制要點
⑴挖除需換填的土層,并將底部整平。當底部起伏較大,可設置臺階或緩坡,并按先深后淺的順
序進行換填施工。
⑵為防止換填層局部或大面積下沉,換填料應分層鋪設夯實,取樣檢驗測定壓實后的干十質量密
度。每層換填料檢驗合格后方可進行上層施工。
⑶冬期換填的底槽如受凍,應清除凍層后再換填,暫時停頓或隔夜繼續換填的底層上要覆蓋保溫
材料。
圖2-4路基換填分層碾壓照片圖2-5路基換填后效果照片
3.4質量通病及防治措施
⑴換填的深度不滿足設計要求。欠挖導致換填深度不夠,帶來施工質量隱患。
防治措施:嚴格控制換填底高程,機械開挖交底時,預留30cm厚度做人工清理交底,若出現超挖
情況,超挖部分用換填的合格材料填筑;
⑵換填大面積開挖,又遇雨季,且排水不暢,造成雨水浸泡,基底的應力因雨水浸泡而降低,雖
然保證換填的厚度,換填的效果不好及工后沉降較大。
防治措施:先開挖排水溝,暢通排水系統,經常派人疏通排水溝。
⑶灰土換填含水量較大,石灰產摻量不足,拌和不均勻,灰土中土顆粒較大,與灰的附著不好。
防治措施:石灰摻量控制在試驗配合比的-0.5%?+1.03范圍內,化學改良的拌和土保持在最佳含
水量的±2%時,破碎處理,加灰拌和,效果較好。
⑷A、B組填料換填時,最大粒徑超標,施工時大或小顆粒出現集窩的現象。
防治措施:超粒徑顆粒在料場應量避免裝車,少量到現場后,人工撿除或破碎;集料窩由人工隨
時重新拌和。
⑸壓實質量不能滿足設計和驗標要求。填層較厚,壓路機行駛速度較快,表面平整度較差,含水
量偏離最佳含水量較大。
防治措施:試驗段應按照要求認真實施,且應取得各項實際參數,施工過程中應嚴格按試驗段成
果指導施工,加強原材料的控制。
4砂(碎石)墊層
4.1主要施工機械設備
輪胎式裝載機、挖掘機、自卸汽車、平地機、壓路機、推土機、、灑水車、振動夯等。
4.2施工工藝
⑴流程圖
原
材
料
、檢
施測
工
準
備
地質核查墊層范
壓實工藝試驗
圍、厚度
圖2-6砂墊層施工工藝流程圖
⑵對原材料材質進行試驗,不合格材料不得使用。原材料供應要及時,保證墊層連續施工。
⑶對設計的地質進行核查,有必要時利用試驗設備核查,確認墊層的范圍和厚度。
⑷對原地面進行清理和整平,清除路基范圍原地面表層植被,挖除樹根,做好臨時排水設施。處
理后的原地面達到以卜.要求:原地面松、軟表土及腐植土應清除干凈:基底無草皮、樹根等雜物,且
無積水;原地面基底密實、平整;坑穴處理徹底,無質量隱患:橫坡應符合設計要求。
⑸對處理后的原地面進行壓實,并用平地機施作橫向路拱,路拱坡度不得緩于設計的坡度,有利
于排水。
⑹分層填筑墊層,并進行分層壓實,每層厚度20?30cm,每層的施工工序:鋪砂?灑水?壓實
一檢測。施工時當地基表層(硬殼層)承載力較好,能上一般運輸機械時,采用機械分堆攤鋪法填筑
砂礫.即先堆成若干砂堆,然后用機械或人工攤平并夯實;當硬殼層承載力不足時,一般采用順序推
進攤位法填筑砂礫;當軟土地基承載力很低時;有必要先戌善地基表面,使其能上施工人員和輕型運
輸機具,方法是在地基表面平鋪一層土工織物以加強地基表層的承載力,再在土工織物上鋪設排水墊
層。對于夾土工材料的墊層,上下必須施工一定厚度的砂,上層壓實不得使用重型壓路機壓實,保證
土工材料不受損壞。
⑺按《鐵路工程土工試驗規程》(TB10102)規定的試驗方法檢驗。砂墊層宜采用環刀法檢測
干密度和相對密度,碎石墊層采用K30儀檢測地基系數。
4.3控制要點
⑴對清表壓實后的基底做出橫向路拱,路拱坡度不得緩于設計的坡度,有利于排水。
⑵對于中間夾土工材料的墊層,上墊層開始采用人工攤鋪,自卸汽車不得直接開到土工材料上,
壓實采用輕型壓路機壓實,保證土工材料完好無損。
圖2-7碎石墊層現場照片1圖2-8碎石墊層現場照片2
4.4質量通病及防治措施
⑴砂石料材質不符合要求。砂石料的材質應當符合設計及驗標要求,特別是含泥量不得超標,否
則容易造成固結,起不到排水作用。
防治措施:嚴格控制材料關,不合格的材料不得進場。
⑵土工材料受損壞。土工材料鋪筑后,上層的墊層不得直接接觸大型機械,否則易造成土工格柵
的破壞,對縱橫向的傳力不利。
防治措施:上層墊層采用人工攤鋪,輕型壓路基壓實。
5水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)
5.1主要施工機械設備
機械設備應結合試樁確定的施工方案、機械、人員組合、工期要求進行合理配置;施工CFG樁需
要配置長螺旋鉆機或振動沉管打樁機、發電機(若采用自發電時用)、碎輸送泵,裝載機、自卸汽車、
挖掘機、小型挖掘機、碎罐車等。
5.2施工工藝
⑴施工順序
CFG樁施工一般采用間隔挑打法,也可采用連打法。具體的施工方法由現場試驗來確定。
連打法易造成鄰近樁被按碎或縮頸,在黏性土中易造成地面隆起;跳打法不易發生上述現象,但
土層較硬時,在已打樁中間補打新樁,可能造成已打樁被振裂或振斷,二次跳打不便施工,也易造成
斷樁頭現象。
在軟土中,樁距較大可采用隔樁跳打,但施工新樁與已打樁時間間隔不小于7d:在飽和的松散粉
土中,如樁距較小,不宜采用隔樁跳打;全長布樁時,應遵循由“由一邊向另一邊”的原則。
綜合考慮現場施工條件,?是提高施工效率;二是避免對已施工完成的CFG樁(特別是剛剛施工
完成的CFG樁)產生擾動及破壞,對于能一次全幅施工的應選擇沿路基橫斷面逐排進行施打的施工順
序,即所謂的“大S”走行方式;若不能全幅施工,可以采用分幅施工,但還是按“S”形走行,即所
謂的“小S”走行方式。
5.2.1振動沉管灌注施工工藝
振動沉管打樁機適用于黏性土、粉土、淤泥質土、人工填土等地基處理,無污染、成本稍低、成
樁速度快,但噪聲較大,適合野外施工。
①工藝流程圖
工藝流程圖詳見圖2-9。
②施工步驟
a沉管:根據設計樁長、沉管入土深度確定機架高度和沉管長度,并進行設備組裝。樁機就位,保
持樁管垂直,垂直度偏差不大于1%;若采用預制鋼筋混凝土樁尖,需埋入地表以下3()0mm左右。開始
沉管,為避免對鄰樁的影響,沉管時間應盡量短;記錄激振電流變化情況,應1m記錄一次,對土層變
化處應予以說明。
b投料:在沉管過程中用料斗進行空中投料(可邊沉管邊投料)。待沉管至設計標高巨停機后須盡
快完成投料,直至管內混合料頂面與鋼管料口平齊。
c拔管:啟動電動機,首次投料留振5?10s再開始拔管。拔管速率按工藝性試驗并經監理工程師
批準的參數進行控制,一般L2?1.5m/min較合適。拔管過快易造成局部縮頸或斷樁;拔管太慢振動
時間過長,會使樁頂浮漿增厚,易使混合料離?析,對淤泥質土,拔管速度可適當放慢。拔管過程中不
宜反插留振。如上料不足,須在拔管過程中空中投料,以保證成樁后樁頂標高達到設計要求。成樁后
樁頂標高應高出設計樁長0.5米,且浮漿厚度不超過20cm。
d封頂:沉管拔出地面,確認成樁符合設計要求后,用濕黏性土封頂。
e移機:鉆機移位進行下一根樁的施工。
5.2.2長螺旋鉆管內泵壓混合料灌注施工工藝
長螺旋鉆管內泵壓混合料灌注施工工藝適用于粘性土、粉土、砂土,以及對噪聲或泥漿污染要求
嚴格的場地。
⑴藝流程圖
工藝流程圖詳見圖2T0
圖2-9振動沉管CFG樁工藝流程圖圖2-10長螺旋鉆管內泵壓CFG樁工藝流程圖
⑵施工步賺
①鉆機就位:鉆機就位后,應使鉆桿垂直對準樁位中心,樁位偏差應控制在5cm以內;鉆桿垂直
度控制采用在鉆架上兩個相互垂直的方向上掛垂球的方法測顯。每根樁施T.前均要由旁站人員進行樁
位對中及垂直度檢查,確保CFG樁垂直度偏差不大于1船檢查合格后方可開鉆,并記錄好樁位偏差和
垂直度。
②鉆進成孔:鉆孔開始時,關閉鉆頭閥門,向下移動鉆桿至鉆頭觸地時啟動馬達鉆進。先慢后快,
同時檢查鉆孔的偏差并及時糾正。在成孔過程中發現鉆桿搖晃或難鉆時,應放慢進尺,防止樁孔偏斜、
位移和鉆具損壞。鉆至設計標高后報監理工程師確認后才能終孔。若地質與設計不符,應及時通知監
理工程師到現場進行確認、簽字。記錄好開鉆時間、鉆進速度、不同地質條件下的電流值、成樁瞬間
電流(其控制值應根據不同機型不同地質條件下的試驗樁確定),以進行地質復核。
③混合料攪拌、運輸:混合料攪拌采用攪拌站集中拌和,各種原材料監理按施工單位抽樣數量的
10%見證檢驗和10%平行試驗,且不少于一次。按照配合比進行配料,每盤料攪拌時間控制在60秒以上,
混合料坍落度控制在160mm?2001nm。運輸采用險罐車運輸到施工現場。在運輸過程中及現場等待過程
中,混凝土運輸車必須慢速旋轉,嚴禁停轉。在每次卸料前必須采用運輸車強制攪拌30s,防止混凝土
發生離析?:在施工過程中安排專人及時檢測原材料的含水量并調整施工配合比,并對出廠的混凝土進
行性能檢測,滿足要求后方可出廠。
④灌注及拔管:鉆孔至設計標高后,停止鉆進,鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管,并保證連續勻
速拔管,混合料的泵送量與拔管速度相匹配,混合料灌注過程中應保持混合料面始終高于鉆頭面15?
25cm,拔管速度控制在2?3%/min(需根據試樁確定每臺鉆機的提鉆速度)。每根樁的投料量不小于設
計灌注量。施工樁頂高程?般應高出設計高程50cm,灌注成樁后樁頂蓋土封頂進行養護。在灌注過程
中記錄好灌注時間、拔管提升速度、碎坍落度、碎實際灌注量等相應的記錄。在灌注和拔管過程中應
注意一下幾點:
a.在碎灌注前檢查混凝土運輸車中的數量,不能滿足要求的不能進行混凝土灌注作業,避免出現
灌注過程中停工待料的現象;
b.提鉆前需開動混凝土輸送泵,將管道內的混凝土填充滿,特別是地卜冰比較豐富的地段;
c.提鉆的過程中嚴禁旋轉鉆頭,避免泥土掉入樁中形成斷樁;
出鉆孔至設計標高后,停止鉆進,空轉10s~30s,停鉆后提鉆,首次提鉆的高度在0.5m左右,開
始泵送碎,待管道內混凝土填滿后再勻速提鉆灌注;檢查管道內碎是否填滿,以管道頂端的排氣孔是
否噴射碎為準。
e.提鉆速度根據混凝土輸送泵的類型確定,對60泵速度控制在2m?2.5m、80泵速度控制在2.5m?
3.0m(具體根據現場試驗和試樁成果確定),按此提鉆速度施工完成后及時檢測對施工質量進行檢測確
認;
f.提至樁頂后亦需停置10?30秒泵送混凝土,保證樁頭質量;
g在提鉆灌注過程中,提鉆、放灰和混凝土泵的配合要協調,統一指揮,三者之間要有必要的聯系
工具,以保證配合一致:
⑤移機:灌注達到控制標高后移機進行下一根樁的施工。
(3)CFG樁工后處理
①成樁保護
CFG樁施工完成后,為減少產生淺層斷裂現象,在后續施工過程中需要注意以下幾點:
a.體混凝土終凝前不能對樁體產生擾動;
b.CFG橋施「.產牛的外棄土體需待橋體達到一定強度后(一般為3?7d),方可進行開挖.開校時,
宜采用人工開挖,如基坑較深,開挖面積較大,可采用小型機械和人工聯合開挖,應有專人指揮,保
證鏟斗離樁邊應有一定的安全距離,同時應避免擾動樁間土和對設計樁頂標高以下的樁體產生損害;
c.CFG樁施工過程中避免樁基施工機械對己施工完的樁體形成擠壓作用。
②開挖樁頂覆土
施工完成后及時清除多余瞪土并運至棄土場。清運時不得擾動樁間土,不可破壞未旅工的樁位。
CFG樁施工完強度達到設計強度的70%(夏天約4?5天、冬季約7?8天,需根據同條件試件確定具體
時間)后用小型挖掘機和人工開挖樁頂以上的覆土。
③截樁頭
樁身達到70%強度后,施工樁帽前,應先鑿除部分樁體至樁帽底部標高。截樁頭時,為減少機械擾
動造成斷樁,宜采用人工開挖樁間土。在選擇鋼釬鑿除樁頭方案時,對稱放置2個或4個鋼釬,用大
錘同時擊打將樁頭截斷,最大限度的較小水平力對樁體的影響。截樁后采用人工修鑿樁頭,將CFG樁
頂端浮漿清除干凈,直至露出新鮮的混凝土面。清除浮漿后的有效長度滿足設計要求。
④褥墊層施工期間防護
碎石褥墊層施工期間,防止大型重型機械直接碾壓損壞擠斷樁頭。
⑤接樁及補樁
當CFG樁在鑿除樁頭后或由于1.5m以內的淺部斷樁造成樁體頂面標高低于設計樁頭底面標高時,
應采用與樁體材料、配合比相同或高出樁身一級的混合料進行接樁。接樁部分的樁徑應比設計樁徑大
20cm,與既有樁體的咬結長度不小于20cm,如下圖2.5-3所示。
樁頂標高即CFG樁樁帽原面標高應在一個區段或若干個區段的CFG樁全部施工完畢后,根據現有
工作面的平均標高、橋涵等構筑物重新分批確定,同一批CFG樁的樁頂標高應一致。相鄰段落樁頂標
高不同時設置臺階,不宜形成橫坡或縱坡。
1接樁混凝土2CFG樁身3設計樁頂標高
⑥樁帽施工
為了美觀,樁帽頂部應采用定型鋼模,模型高度及直徑按照設計文件確定,砂澆筑完后人工抹平,
樁帽施工完注意灑水養生。
5.3控制要點
⑴對于較硬的土層,不宜選用振動沉管法,防止在施工過程中,破壞土的結構,影響地基承載力。
⑵長螺旋鉆管內泵壓混合料灌注施工工藝根據不同的土質采用合適的提鉆速度,并需選擇相應的
機械走行路線,以防止提鉆過快發生縮徑和斷樁現象。
⑶要選擇合適的混合料塌落度,否則會造成堵管或混合料離析。
(4)應按照摩擦樁以樁長控制為主,瞬間電流值控制為輔,端承樁必須按照瞬間電流控制為主,樁
長控制為輔的原則控制樁長。
圖2-12CFG駐施工現場照片1圖2-13CFG樁施工現場照片2
5.4質量通病及防治措施
⑴短樁、斷樁。鉆孔未鉆到位,拔管速度過快,碎料不足一根時灌注樁,長時間等待下一車碎,
出現灌注險不連續性。
防治措施:做到一機一人進行旁站,檢查樁位的偏差、鉆桿的垂直度,控制鉆孔深度及碎灌注速
度,做好旁站記錄,保證混凝土供應及時不間斷。
⑵淺層斷樁。拔管速度過快,樁頂機械擾動,鑿樁頭方式方法不正確,單面鑿除。
防治措施:小挖機需一次性挖到位,鉆機移動時,支腳不要壓到樁位。
⑶樁身離析。碎產生離析,拔管速度過快,每次卸料前沒有強制攪拌30s。
防治措施:運輸過程中勻速慢轉,嚴禁停轉,每次卸料前必須要求碎罐車強制攪拌30$,防止碎發
生離析。發現碎坍落度過大,需退回攪拌站。砂漿潤管時必須等砂漿泵完,出現碎時再灌注碎。
⑷樁頭酥松。拔管速度過快,樁頂機械擾動,拔管到樁頂后沒有嚴格按要求停置10-30s來保證樁
頭質量。
防治措施:控制拔管速度,拔管到樁頂后嚴格按要求停置10-30S,保證樁頭質量。
⑸樁身縮徑。樁身周圍土層擠入樁體,拔管速度過快。
防治措施:施工過程中避免施工機械對已施工完的樁體形成擠壓作用;控制拔管速度。
⑹樁端未進入相應的持力層。樁端地質與設計不符,成樁瞬間電流值未達到設計地質要求的最大
值。
防治措施:做到一機一人進行旁站,檢查成樁瞬間電流值,確保施工成樁瞬間電流侑與設計值相
符,做好旁站記錄。
6混凝土預制樁
6.1主要施工機械設備
打樁機、發電機、電焊機、吊車等。
6.2施工工藝
⑴工藝流程圖
圖2-14混凝土預制樁施工工藝流程圖
⑵施工步驟
①施工準備
測量放樣,平整場地,清除障礙物。按設計要求檢驗預制樁的質量。樁頭損壞部分應截去,樁頂
不平時應修切或修墊(鋼筋混凝土樁)平整。
②樁機就位:
樁機使用前應對樁架的機械性能做全面的檢驗,各項性能均良好后方可使用。樁架就位后應檢查
一下樁架的平穩性及垂直度,若不穩定,需抄墊平穩,并使樁架垂直.就位前應由控制樁復核樁位中
心。
③吊樁喂樁
沉樁時,采用一個吊點吊樁,吊點設在距樁上端0.293倍樁長處,吊運時防止沖撞和發生附加彎
圖2-15沉樁起吊吊點示意圖
根據種類先后堆放;堆放場地必須平整、堅實,堆放層數不超過三層;堆放樁的支撐墊木位置:
當兩點支撐時,設在距兩端0.21倍樁長處;當三點支撐時,設在距兩端0.15倍樁長及中點處。
④樁身檢查
用目測法觀察樁身有無裂縫,用角尺檢查樁端與樁身是否垂直及直徑、壁厚、法蘭盤是否滿足要
求,用弦線拉直觀看樁身是否順直,并要填好交接記錄。
⑤沉樁
打入樁施工可根據地質條件、樁型和樁體承載能力等采用錘擊樁法或振動法。
a、錘擊法沉樁:
將樁吊起,喂入樁機內,然后對準樁位,將樁插入土中約L0米至1.5米,校正樁身垂直度后,
開始沉樁。如果樁在剛入土過程中碰到地下障礙物,發生機位偏差超出允許偏差范圍時,必須及時將
樁拔出進行重新插樁施工,如樁入土較深而碰到地下障礙物,造成樁位偏移或垂直度偏差,樁已無法
拔出的情況下,及時通知有關單位,協商處理發生情況,以便施工順利進行。樁尖設計位于硬塑及半
T?硬狀態的黏性土、碎石土、中密狀態以上的砂類土或風化巖層時,按貫入度變化和工程地質資料,
經與有關單位會商,確認樁尖已沉入設計土層,貫入度符合要求時即可停錘。樁尖設計位于一般土層
時,應以樁尖設計高程控制為主,貫入度為輔。樁尖達到設計高程,但貫入度與試樁所確定的貫入度
相比,或與地質資料對比有出入時,應與設計部門研究停錘控制標準。
沉樁時,用兩臺測量儀器交叉檢查樁身垂直度,邊校正樁身垂直度邊往下沉樁,保證樁身的垂直
度不大于1樂避免由于樁身傾斜產生管樁損壞。錘擊沉樁開始時應用較低落距,待第一節樁入土一定
深度且樁身穩定后再按正常沉樁速度進行,第一節樁端距地面1.0米左右時停止沉樁,按樁后再進行
沉樁。墜錘落距不宜大于2m,單打氣錘落距不宜大于1m,柴油錘應使錘芯沖程正常。
錘擊成樁應采用與樁和錘相適應的樁帽及適合樁帽大小的彈性襯墊。頂面和底面應平整并與樁的
中軸線相垂直,樁錘、樁帽和樁身應保持在同?軸線上。當落錘高度已達到規定最大值和每擊貫入度
小于等于2mm時(或設計文件提供的貫入度控制),立即停錘。但沉樁深度還未達到設計要求時應查明
原因,采用換錘等措施。
水上沉樁,可用固定平臺、浮式平臺或打樁船進行施工。有潮汐的水域,宜用固定平臺或專用打
樁船施工。己沉好的水中樁,應用鋼制桿件把相鄰樁連成一體加以防護,并在水面設置標志。嚴禁在
已沉好的樁上系纜。
b、振動法成樁:
振動沉樁一般適用與松軟的或塑態的黏性土和較松散的砂土中,在緊密黏性土或砂質土中可用射
水配合施
振動錘的振動力應大于沉樁的土摩阻力。在插好樁后,初期宜依靠樁和振動錘的自重下沉,待樁
身入土達到?定深度并確認樁位和豎直度符合要求后再振動下沉。每根樁的沉樁作業應連續完成,接
樁和停水干振時間不可過久。
采用振動為主射水配合沉樁時,樁尖沉至距設計高程2m時應停止射水管提高,應即法行干振直至
設計高程,當最后下沉貫入度〈試樁最后下沉貫入度、振幅符合規定時,即可認為沉樁合格。
同一基礎的基樁全部沉完后,宜將全部基樁進行一次干振,保證全部基樁達到合格標準。
⑥接樁
a.準備工作:按打樁計劃與樁長組合進樁,打樁之前,逐根檢查管樁外觀質量情況。對于管樁兩
端面及施工焊面上的泥灰、油污等要清理干凈,確保不影響接樁密貼和焊接質量,在排定接樁次序后,
要從樁腳起逐節向上,沿樁身作好標志,以便在打樁中觀測進士深度。
b.立樁就位:吊上第二節樁,接樁前先將上下段樁頂用鋼絲刷清理干凈,加上定位板,然后把第
二節樁吊放在下端樁端板上,依靠定位板及兩臺經緯儀將上、下樁段接直,上、下節樁軸線的偏斜不
應大于3%。,節點彎曲矢高不得大于樁段的1%。。接頭處如有空隙,采用楔形鐵片全部填實焊牢,拼接
處坡口槽電焊分兩次對稱焊接,焊縫連續飽滿(滿足二級焊縫),焊后清除焊渣,檢查焊縫飽滿程度,
要求焊接8min,冷卻lOmin。
6.3控制要點
(1)要選擇適當重量的樁機錘,應驗算振動上拔力對樁身結構的影響。
(2)沉樁和樁中心線必須在一條線上。
(3)沉樁時詳細、準確地填寫沉樁記錄,記錄最后貫入度及樁頂標高。
(4)每根樁開始沉樁后,應一次性完成,不可中途停錘過久,以免土的摩擦阻力恢復。
(5)若樁頭出現嚴重破損,應停止打入,待采取措施后方可繼續打。
圖2-16混凝土預制樁現場照片1圖2-17混凝土預制班現場照片2
6.4質量通病及防治措施
(1)貫入度發生急劇變化或振動打樁機的振幅異常'。防治措施:在進行打入樁施工前,認真研究設
計單位提供的地質資料,出現貫入度異常時,對應地質資料的分層情況,分析樁尖所處的地層。
(2)樁頭破碎或樁身開裂,防治措施:在預制樁進場時,要加強檢查,確保預制樁的質量。
(3)樁位中心及樁間距偏差超過規范要求。防治措施:為確保樁中位置及樁間距,要嚴格執行測量
復核制,并做好測量樁位的保護。
(4)接樁時,當用混凝土法蘭盤拼接時,焊接不牢固,沒有進行很好的防銹處理。防治措施:參與
焊接施工的作業人員必須持證上崗,質量檢查人員要加強焊接質量的檢查、檢測,出現不符合驗標要
求時,要及時整改。
(5)樁頂超過設計樁頂標高,需要截樁時沒有專門的截樁器。防治措施:加強技術交底,要讓施工
人員認識到不使用專門的截樁器對樁身質量的危害性。
第三章路基填筑
1路基填筑工藝性試驗
1.1路基填筑工藝性試驗
⑴目的
現場填筑工藝性試驗,是將設計標準和室內試驗數據轉化為施工控制參數的必要環節,在大規模
施工之前,或材料來源發生變化后,按規定進行現場工藝性試驗,以確保填筑工藝,保證填筑質量。
通過對比試驗,確定最合埋的虛鋪厚度、壓實厚度、最經濟的壓實遍數、最佳含水率、最佳的機
械組合、合理的機械走行速度、合理的分段長度以及最合理的施工控制方法。
⑵方案編制
①選定試驗的位置及長度;
②確定試驗段的人員及機械、試驗檢測設備配置;
③確定試驗檢測的內容;
④確定數據采集的方式;
⑤成果的總結。
⑶工藝性試驗實施
①路基填筑工藝性試驗流程如圖3-1所示,工藝試驗記錄按表3-1所示樣式填寫。
圖3-1現場工藝性試驗流程
表3-1路基填筑工藝試驗記錄表
含7」K率
密實度檢測值填
虛
機
壓
壓
走
填
最
實
筑
壓
械
鋪
實
行
土
測
佳
實
序加備
遍
組
實
厚
速
種
厚
含
含孔
號地基寬注
數
合
度
度
類
度
水
系
水隙
系數EvdEv2量
率
率
數率
K30
Kn
②序號從0編起,1及以后為填土層數,0層表示原地面處理情況;備注欄說明填層位于路基何部
位(基底、本體、基床底層、表層);壓實遍數中應注明靜壓、振動壓遍數。
③路基試驗段長度一般為100?200nb各種形式的過渡段分別進行填筑工藝試驗。
④普通填料的碎石類、礫石類土每層現場填筑的最大壓實厚度為40cm(基床以下)或35cm(基床
底層),砂類土和改良細粒土填料每層現場填筑的最大壓實厚度為30cm,分層填筑的最小分層厚度為
10cm:級配碎石每層現場填筑的最大壓實厚度不宜大于30cm,最小填筑壓實厚度為15cm;過渡段采用
小型機械壓實部位的填料和級配碎石每層現場填筑的最大壓實厚度為15cm。
⑤普通填料填筑工藝試驗現場選用重型壓路機,通過試驗確定不同功能壓實機械條件下不同填料
施工含水率的控制范圍、松鋪厚度和相應碾壓遍數、機械配套方案及施工組織方式。
⑥改良土填筑工藝試驗現場選用重型振動壓路機,改良上的含水率控制在最優含水率±2%范圍內,
通過試驗得出不同功能壓實機械條件下不同改良土填料的松鋪厚度,相應的碾壓遍數及填筑施工的延
遲時間、機械配套方案及施工組織方式。
⑦級配碎石填筑工藝試驗現場選用重型振動壓路機,過渡段距離結構物2m以內的部位采用小型壓
實機械壓實,通過試驗確定生產配合比、松鋪厚度和相應碾壓遍數、機械配套方案及施工組織方式,
過渡段摻水泥級配碎石應得出合理的填筑施工延遲時間。
⑧填筑工藝性試驗應根據施工進展情況,按不同部位、不同材料、不同機械分別進行試驗。工藝
性試驗取得的工藝參數經現場監理單位確定后,方可對路基進行大面積路基填筑施工。
1.2總結報告
⑴路基填筑工藝試驗主要整理、總結以下內容:
①繪制不同虛鋪厚度的壓實系數、地基系數K30或變形模量Ev2(Ev2/Evl比值)和動態變形模量
Evd隨碾壓遍數變化的關系曲線,并根據相應的試驗結果,確定適宜的碾壓遍數和松鋪厚度。
②繪制在固定某一適宜填筑厚度條件下壓實系數、地基系數K30或變形模量Ev2(Ev2/Evl比值)
和動態變形模量Evd隨含水率變化的關系曲線,并根據相應的試驗結果,確定施工控制含水率范圍。
③繪制摻水泥的化學改良土、摻水泥級配碎石在固定某一適宜填筑厚度條件下壓實系數隨延遲時
間變化的關系曲線,并根據柱應的試驗結果,確定適宜的延遲時間范圍。
④整理分析化學改良土填筑工藝試驗無側限抗壓強度試驗驗證數據,最終確定化學改良土填筑工
藝試驗成果。
⑤對軟土地基地段,應據沉降及邊坡位移觀測,確定合適的填筑速率和填層厚度。
⑵路基填筑工藝性試驗段完成后,及時編制試驗段總結,艮告并報監理單位確認,報告主要包括以下
內容:
①機械設備組合。
②壓路機碾壓行走速度、碾壓方式、碾壓遍數。
③填料的施工含水率控制范圍。
④適宜的松鋪厚度。
⑤改良土外摻料摻入比(此項僅對改良土填筑工藝試驗時需要)。
2路基填筑
2.1區段劃分及施工機械設備
路基填筑區段的長度根據使用機械的能力、數量確定,一般宜在200nl以上或以構造物為界。各區
段或流程內嚴禁幾種作業交叉進行,現場設置明顯標識。
路基填筑主要配備推土機、平地機、壓路機、自卸汽車、控樁機、小型夯實機等設備,
2.2施工工藝及控制要點
⑴路堤填筑應按“三階段、四區段、八流程”的施工工藝組織施工,填土作業區段劃分原則是保
證施工互不干擾,每一作業區段以200~300m為宜。各區段或流程內嚴禁幾種作業交叉進行。基床以
下路堤填筑工藝流程如圖3-2所示。
碾
填
檢
平
壓
土
整
測
區
區
區
段
段
IX段
段
圖3-2基床表層以下路堤填筑施工工藝流程圖
⑵路堤填土施工順序:下層面處理一測量放樣、抄平一布填料一推土機攤鋪整平一輕型壓路機初
壓一重型振動壓路機復壓一平地機精平一重型壓路機終壓,具體施工要點如下所示。
①不同性質的填料分層填筑,不得混填,每一段路基填筑段、每一水平層的全寬應壓同一種填料
填筑,每種填料層累計總厚度不小于50cm。
②填土區段按照網格化布料,用推土機或平地機攤鋪平整,使填層在縱向和橫向平順均勻,以保
證壓路機碾壓輪表面能基本均勻接觸層面進行壓實,達到最佳碾壓效果。
③推土機攤鋪平整的同時,對路肩進行初步壓實,保證壓路機進行壓實時,壓到路肩而不致滑坡。
路堤應沿橫斷面全寬、縱向分層填筑。當原地面高低不平時,先從最低處分層填筑,兩邊向中部填筑。
路基邊坡兩側超填寬度不小于50cm,竣工時應刷坡整平。初壓工序之后用平地機精平,局部凹坑采用
人工修整。
⑶每一填筑層施工前均進行施工放線,放出填層中線和填筑邊線。根據測設的填筑邊線,按松鋪
厚度掛線,用于控制鋪土邊界和鋪土厚度。
⑷現場根據工藝性試驗確定的虛鋪厚度確定分層填筑厚度。填料攤鋪時,在已壓實好的路基面上
設置方格網(石灰),控制填料攤鋪數量,虛鋪厚度采用路基兩側設標竿和紅色施工繩等措施進行控
制。
⑸進行碾壓前對填筑層的分層厚度和大致平整程度進行檢查,確認層厚和平整程度符合要求;碾
壓前向壓路機司機進行技術交底,內容包括:碾壓里程范圍、壓實遍數、機械走行速度、壓實順序、
壓實時縱橫向重疊長度及有關安全注意事項。
⑹碾壓順序
①直線地段:先兩側后中間,先慢后快,先靜壓后振動:
②曲線地段:從曲線內側向外側,先慢后快,先靜壓后振動;
③第一遍采取靜壓使填土表面平整度較好,振動壓實效果比未采取靜壓的效果好,故按照靜壓、
弱振、強壓、靜壓四步驟進行;
④各種壓路機的最大碾壓行駛速度不超過4Km/h,縱向搭接長度不小于2
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