膨胀土路基合理换填施工工法.docx
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膨胀土路基合理换填施工工法
青岛城建集团有限公司企业工法
较大厚度膨胀土路基合理换填施工工法
ConstructionMethodofReasonableReplacementofRoadbedinThickerexpansiveSoilArea
2011年10月10日发布2011年10月25日实施
青岛城建集团有限公司发布
1前言
膨胀土是一种多裂隙并具有显著胀缩性的特殊土体，处于膨胀土地域的路堤、路堑等常产生滑坡，给工程建设带来庞大灾害。
其矿物成份主要为蒙脱石,是一种高塑性粘土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，对工程结构物具有严峻的破坏作用。
膨胀土路基是工程建设中一种常见的特殊土路基，不能直接作为路基填料，必需通过换填或改良处置，以达到增加路基强度和提高水稳性的目的，保证路基稳固、耐久。
在具有较大厚度（≥5m）的膨胀土的地质条件上进行路基施工，换填厚度过大可能致使施工本钱太高，经济效益低；换填厚度过小可能影响路基的施工质量。
因此，青岛城建集团有限公司将“较大厚度膨胀土路基合理换填施工工法”作为一项重点攻关课题，结合承建的青岛市浮山新区道路工程三标段中较大厚度膨胀土路基的合理换填施工，对该课题进行了全面系统的研究。
通过大量的实验和实践，分析总结了膨胀土路基换填的特点，通过进行合理厚度的膨胀土路基换填及合理的弱膨胀土改良，避免了因施工工艺不合理造成的本钱浪费并当场取材减少施工本钱，快速、高效、优质地完成了施工任务，取得了较好的经济效益和社会效益。
其研究功效《较大厚度膨胀土路基合理换填施工》2011年10月通过了青岛城建集团有限公司组织的专家组鉴定，技术水平达到省内领先。
青岛城建集团有限公司第一工程公司在此基础上编写形本钱工法。
2工法特点
2.0.1本工法通过优化较大厚度膨胀土路基的换填厚度，避免了因换填深度不足造成返工或因换填厚度过大造成浪费，同时利用施工现场的弱膨胀土与非膨胀土填料进行合理的拌和改变其物理性质，使改良后的砂砾土能够作为路基填料，减少了施工现场的人工、材料及机械本钱，加快了施工进度，能够创造较高的经济效益。
2.0.2通过合理厚度的膨胀土路基换填，以消除质量隐患，维持路基稳固。
3适用范围
本工法适用于快速路、一级公路、城市道路等工程的膨胀土路基施工，也可用于膨胀土路基的病害加固处置。
4工艺原理
4.0.1通过优化设计解决膨胀土路基合理的换填厚度、路基填料改良及每层开挖深度、放坡等问题。
4.0.2通过肯定合理的施工工艺和顺序，保证工程质量、加速施工速度。
5施工工艺流程及操作要点
施工工艺流程
5.1.1较大厚度膨胀土路基合理换填的施工工艺流程如图。
操作要点
5.2.1控制路基换填深度
换填深度应按照膨胀土的强弱和本地气候特点肯定。
在必然深度以下的膨胀土含水量大体不受外界气候的影响，该深度和该含水量称为该膨胀土在该地域的临界深度和临界含水量。
由于各地的气候不同，膨胀土的临界值也有所不同。
通常弱—中膨胀土换填为～1.5m，强膨胀土为2m。
5.2.2控制含水量
膨胀土地域路基施工，应避开雨季作业，增强现场排水，基底和已填筑的路基不得被水浸泡。
无论何种填料，含水量对填料的密实程度起决定性作用。
含水量较小时由于颗粒间引力在挖掘、装运、摊铺进程中维持较疏松的状态，土中孔隙多数互通。
在必然外部压力作用下，虽然土孔隙中气体易被排出，密度能够增大，但由于水膜润滑作用小，外部力不足以克服粒间引力时，土粒相对位移不容易，故密实度不易达到规范要求；含水量较大时，水膜厚，引力减小，外部功能较容易使土粒移动，压实效果明显；但含水量过大时，水分会从回填料孔隙中渗入到膨胀土上而且堆积，经碾压会出现膨胀土遇水上返情形，膨胀土掺入回填料中，致使回填后路基质量下降，严峻时出现翻浆现象。
施工中严格控制含水量。
每层回填材料的含水量控制应按照本地的气候条件及施工所处季节进行控制，且其液限指数不得大于50%。
气候干燥时路基的含水量应控制在大于最佳含水量3%之内，且在碾压进程中随时洒水以保证含水量；气候潮湿时路基含水量应控制在小于最佳含水量4%之内。
膨胀土地域的路基施工，应尽可能避开雨季作业，并增强施工现场排水，保证地基和已填筑的路基不被水浸泡。
膨胀土路基开挖各道工序要紧密衔接，持续施工，分段完成。
5.2.3严格控制路基回填的厚度及碾压遍数
换填土挖除后回填材料必需分层填筑，分层压实，分层松铺厚度不宜大于50cm；碾压时应先压双侧（即靠路肩部份）后压中间。
横向接头一般重叠0.4m～0.5m，前后相邻两区段宜纵向重叠～1.5m，应达到无漏压、无死角，确保压实质量。
路基边坡按设计要求修整，并应及时进行防护施工。
碾压时应严格控制压路机碾压的速度，碾压最佳速度为3～4km/h，尽可能不超过4km/h。
振动压路机碾压时，先静压2遍，然后先慢后快，由弱至强均匀一致进行振压。
5.2.4合理控制弱膨胀土与非膨胀土填料的配比
因膨胀土路基换填非膨胀土材料本钱较高，经济负担较大，而通过弱膨胀土与风化砂砾材料按必然比例进行拌和改良后形成的砂砾土能够作为路基换填的填料。
在砂砾土拌和前严格控制弱膨胀土及风化砂砾的含水量，施工机械采用挖掘机及自卸车，自卸车将拌和材料运至换填施工现场，挖掘机采用换填现场拌和并按弱膨胀土与风化砂砾1:
2的比例进行拌和，严格控制拌和频率及拌和遍数，使弱膨胀土与风化砂砾拌和均匀。
经现场实验肯定，采用弱膨胀土与风化砂砾1:
2的比例进行拌和，挖掘机细拌3—4遍能够保证改良后的砂砾土符合路基回填材料的规范及设计要求。
6材料与设备
材料
按照施工地域特点，依照《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）规定：
风化砂等适宜作为路基换填的材料，从减少施工本钱考虑，应因地制宜，当场取材，可当场选取石渣及风化砂砾作为回填材料。
强膨胀土不得作为路堤填料。
中等膨胀土经处置后可作为填料，用于二级及二级以上公路路堤填料时，改性处置后胀缩总率应不大于%。
胀缩总率不超过%的弱膨胀土可直接填筑。
施工现场采用弱膨胀土与风化砂砾以1:
2的比例进行拌和改良，通过掺入风化砂砾改变弱膨胀土的物理性质形成改良砂砾土作为回填材料。
劳动组织
本工法的劳动组织应配备的技术管理及操作人员如表6.2.1。
表6.2.1劳动组织
序号
工种
序号
工种
1
项目经理
5
施工员
2
技术负责人
6
机械操作人员
3
测量员
7
其他特殊工种人员
4
试验员
8
工人
机具设备
本工法应按照工程实际情形，选用挖掘机、压路机、平地机、自卸汽车等设备，如表6.2.2。
表6.2.2机具设备
序号
名称
序号
名称
1
挖掘机
4
平地机
2
压路机
5
自卸汽车
3
铲车
7质量控制
质量标准
7.1.1《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1—2008
7.1.2《公路路基施工技术规范》JTGF10－2006
7.1.3《公路路基设计规范》JTGD30—2004
7.1.4《公路工程质量查验评定标准》JTGF80/1-2004
7.1.5《爆破安全规程》GB6722—2003
质量控制办法
7.2.1制定质量安全管理办法，并以文件形式下发，项目部领导负责检查落实。
7.2.2实验室负责用灌砂法检测压实度，工地实验员协同施工员现场控制含水量，并指导施工。
7.2.3严格按照规范CJJ1-2008《城镇道路工程施工与质量验收规范》中的路基施工要求进行施工，并严格控制每层回填的材料控制要求、回填厚度及碾压遍数。
7.2.4严格控制换填路基的含水量，出现路基碾压不实的情形当即进行洒水控制；出现翻浆现象须当即挖出晾晒或改换回填材料。
7.2.5冬、雨季施工应按照季节特点和施工段的地质地形条件，制定合理的施工方案。
7.2.6路床地基土挖除、换填深度应符合设计要求。
7.2.7应分层开挖，一般宜从外侧向内侧挖掘，最后一层应从内向外挖掘。
7.2.8利用粗颗粒填料换填时，填料应均匀，小于0.075mm的含量应不大于5%。
7.2.9换填应分层填筑，压实度达到规定要求。
7.2.10成立以项目领导为组长的质量管理小组，分工明确，责任到人。
增强对施工人员进行质量教育，明确质量标准和施工工艺，保证施工质量。
8安全办法
8.0.1膨胀土地域路基施工，应避开雨季作业，增强现场排水，基底和已填筑的路基不得被水浸泡。
8.0.2膨胀土地域路基应分段施工，各道工序应紧密衔接，持续完成。
路基边坡按设计要求修整，并应及时进行防护施工。
8.0.3冬、雨季施工应增强安全管理，制定安全预案，增强气象信息的搜集工作，做好防洪抢险预备工作，避免灾害和事故发生。
8.0.4膨胀土挖方施工必需做好排水设施，并保证畅通。
挖方边坡不要一次挖到设计线，应沿边坡预留厚度300～500mm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部份，并当即进行防护。
8.0.5雨季开挖路堑，当挖至路床顶面以上300～500mm时应停止开挖，并在双侧挖好临时排水沟，待雨季事后再施工。
8.0.6路基防护工程宜与路基挖填方工程紧密、合理衔接，开挖一级防护一级，并及时进行养护。
各类防护和加固工程应置于稳固的基础或坡体上。
8.0.7应按照开挖坡面地质水文情形逐段核实路基防护设计方案，应尽可能采用边坡自然稳固下的植物防护或不防护。
8.0.8坡面防护施工前，应对边坡进行修整，清除边坡上的危石及不密实的松土。
坡面防护层应与坡面密贴结合，不得留有间隙。
8.0.9在多雨地域或地下水发育地段，路基防护工程施工中，应采取有效办法截排地表水和导排地下水。
8.0.10路基施工现场易发生安全事故的部位应增强防范，保证安全防护设施到位，确保施工安全。
8.0.11临时防护办法应与永久防护工程相结合。
9环保办法
环境保护
9.1.1避免水土污染和流失
1施工前，应制定相应的预防水土污染和水土流失办法，考虑土地资源的合理利用，缩短临时占地使历时刻。
2在崩塌滑坡危险区和泥石流易发区严禁取土、挖砂、采石。
3施工进程中，各类排水沟渠的水流不得直接排放到饮用水源、农田、鱼塘中。
4不得随意抛弃生产及生活垃圾，垃圾的掩埋或处置应按本地环保部门的要求进行。
不得随意排放含油废水及生活污水。
5利用工业废渣填筑路基，当废渣中含有可溶性有害物质，可能造成土质、水污染时，应采取办法，予以处置。
6在自然保护区、丛林、草原、湿地及风光名胜区进行施工时，应遵守国家环境保护的相关规定。
9.1.2噪声、空气污染的防治
1在居民聚居区或其他噪声敏感建筑物周围施工时，当噪声超过规按时，应及时采取办法，减少施工活动对沿线居民的干扰。
2对施工作业人员，在噪声较大的现场作业时，应采取有效防护办法。
3路基施工进程中应采取办法控制扬尘、废气排放等。
4路基施工堆料场、拌和站﹑材料加工厂等宜设于主要风向的下风处的空旷地域。
当无法知足时，应采取必要的环保办法。
5粉状材料运输应采取办法避免材料散落。
6粉煤灰、石灰等在露天堆存时，应采取防尘、防水办法。
7采用粉状材料作为路基填料或对路基填料进行现场改良施工时，应避免在大风天作业，施工人员应配戴防尘口罩等劳动保护用品，并采取环境保护办法。
生物保护
9.2.1施工前，应采取相应办法对位于路基范围内的珍稀植物进行保护。
9.2.2施工中严禁随意采摘、破坏野生植物资源及捕猎野生动物。
9.2.3在有国家级保护的野生动物出没路段，应按规定做好相关保护工作。
9.
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