肇庆东货场路基C组料填筑工艺性总结0105.docx
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肇庆东货场路基C组料填筑工艺性总结0105
新建贵阳至广州铁路12标段
肇庆东货场路基C组料填筑
工艺性试验总结
中国水利水电第十四工程局有限责任公司
贵广铁路12标工程指挥部
2011年1月
目录
一、试验段工程概况3
二、试验段施工时间3
三、试验段施工工艺4
四、沉降观测元件8
五、施工人员及机械设备9
六、实验成果10
七、施工数据12
八、总结13
九、实验结论13
十、附件13
新建贵阳至广州铁路
肇庆东货场路基C组料填筑工艺性试验总结
一、试验段工程概况
新建贵广铁路12标段肇庆东货场,全长4Km,设计时速120Km/h,路基设计类型为软土路堤及浸水路堤,路基本体C组料填筑试验段选在HDK2+450~HDK2+550。
试验段长100m,宽122m,C组料12810m³。
试验段地层岩性及其物理力学特征主要表现为:
(1)种植土等:
灰黄色、褐黄色、褐红色,湿,欠压实,分布于路基段表层,厚度0.30~2.30m。
(3)1淤泥质黏土:
深灰~灰黑色,流塑状,成份主要为粉黏粒,含少量有机物,局部含有植物碎屑及腐植物。
层厚0.60~5.50m,标贯击数1~2击。
(3)2淤泥质黏土、粉质黏土:
深灰~灰黑色,流塑~软塑状,成份主要为粉黏粒,含少量有机物,局部含有植物碎屑及腐植物。
层厚0.80~3.30m,标贯击数2~4击。
(3)3粉质黏土:
深灰~灰黑色,软塑状,成份主要为粉黏粒,局部夹少量粉细砂。
层厚0.60~4.10m,标贯击数4~7击。
(4)粉质黏土:
深灰~灰黑色,硬塑状,成份主要为粉黏粒,含中粗砂和粉砂。
层厚0.90~5.10m,标贯击数9~13击。
二、试验段施工时间
根据路堤填筑试验段施工方案,我部于2010年11月15日开始施工,于2011年1月19日完成。
三、试验段施工工艺
3.1施工工艺工艺流程
路基填筑采用分层填筑施工,施工前对路基中心线、路基边线等进行测量放样,并用木桩或白灰标出,按照“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺组织施工。
详见图3-1基床以下路堤填筑施工工艺流程
卸料区按照自卸车的容量,用白灰划出网格,由专人指挥卸料。
填料采用推土机摊铺、粗平,平地机整平,局部凹坑和边角地区采用人工修整,以保证压路机碾压轮表面能基本均匀接触层面进行碾压,达到最佳的碾压效果。
推土机摊铺整平的同时,并对路肩进行初步压实,保证压路机碾压时,压到路肩而不致滑坡。
图3-1基床以下路堤填筑施工工艺流程
3.2基底处理
根据设计图纸本试验段地基处理采用塑料排水板进行加固,间距1m,梅花形布置。
为保证排水板能够顺利排水,先铺设30cm厚砂垫层,两侧超宽填筑50cm,在砂垫层表面,严格按施工图设计的位置、间距测放塑料排水板打设控制点,并用木桩明确标识板位,施工完成后尽快铺筑上半层砂垫层并压实整平。
3.3测量工作
根据设计院提供的测量资料进行施工复测,加密水准点,施工前测量路基横断面,施工前对路基中心线、路基边线等进行测量放样,放样时填筑边线考虑超宽50cm,并用木桩和白灰标出。
放样成果见附表《施工测量检查记录表》。
3.4取土场选择和室内试验
试验段路堤本体采用C组料回填,土源来自佛仔岗(肇庆制梁场),位于正线DK755+500左侧,距离试验段施工现场5Km,该土源经试验确定:
填料最佳含水率为11%,最大干密度为2.01g/cm3,详见详见《佛仔岗土工实验报告》。
3.5卸料控制
填筑前首先放出线路中桩和填筑边线,每10m钉出边线桩,为保证路基边缘的压实度,填筑边线比设计边线每边宽出50cm,填土区按自卸汽车方量和松铺厚度计算,根据运输车辆的装载量和松铺厚度,在测量放出填筑边线后,用白灰划出方格网,结合梯形台柱进行松铺厚度的控制。
运输车辆按15方计算,每个网格卸料一车,松铺厚度30cm时,用7*7m的卸料网格控制;松铺厚度35cm时,用7*6m的卸料网格控制;松铺厚度38cm时,用6*6m的卸料网格控制。
3.6摊铺整平
摊铺时根据每隔10m设置的边桩,利用边桩进行填筑边线控制,松铺厚度利用边线及中线的高度控制桩和梯形台柱进行控制,先用推土机初平,再用平地机进行整平,并逐步形成2~4%横向坡度,便于排水。
局部凹坑和边角地区采用人工修整、整型后,用铁锹挖坑检查填料的松铺厚度。
3.7排水沟设置
由于试验段断面宽度较大,为了在施工中方便排水,在场区的平面上设置临时排水沟。
横向起坡的位置:
以路基中线为中心坡顶往两边各20m处逐步起坡形成2~4%的横坡;以距中线两边各40m处作为中心坡顶,以此中心往两边逐步起坡形成2~4%的横坡。
在离中线20m处,各设置一条临时排水沟。
纵向以HDK2+500断面作为中心坡顶,往两边形成1%的纵坡,并通过临时排水沟排出收集的横向积水。
引至错台位置后,再由错台上的临时横向排水沟排出坡脚外。
3.8填料的碾压遍数及松铺系数确定
(1)碾压、检测
碾压前通过实验确定填料的最佳含水率、最大干密度、颗粒密度,碾压采用20t振动压路机进行,按照先路基两侧后中间的顺序进行,压路机的最大时速不超过4Km/h,各区段交接处互相重叠压实,纵向搭接长度不小于2m,上下两层填筑接头错开不小于3m,相邻两行碾压轮迹重叠不小于40cm,两边超宽部分一并进行压实。
对局部沉降板埋设位置1米范围振动碾不能碾压的部位,用小型振动夯进行人工夯实。
碾压试验结果如下:
(1)第一层(松铺厚度30cm)
先进行静压1遍、弱振1遍,然后再强振2遍完成后,开始对压实系数K进行检测,压实系数平均为0.88,地基系数平均为80Mpa/m,含水率为11.3,部分地基系数及压实系数不符合要求,第3遍强振完成后,压实系数平均为0.92,地基系数平均为106MPa/m,含水率为11.4%,符合规范要求,第6遍静压收面。
压实遍数组合为静压1遍,弱振1遍,强振3遍,静压1遍。
(2)第二层(松铺厚度35cm)
先进行静压1遍、弱振2遍,然后再强振2遍完成后,开始对压实系数K进行检测,压实系数平均为0.89,含水率为11.2,部分压实系数不符合要求,第3遍强振完成后,压实系数平均为0.91,含水率为11.5%,符合规范要求,第7遍静压收面。
压实遍数组合为静压1遍,弱振2遍,强振3遍,静压1遍。
(3)第三层(松铺厚度38cm)
先进行静压1遍、弱振2遍,然后再强振3遍完成后,开始对压实系数K进行检测,压实系数平均为0.89,地基系数平均为82.3MPa/m,含水率为11.1%,部分地基系数及压实系数不符合要求,第4遍强振完成后,压实系数平均为0.91,地基系数平均为99.7MPa/m,含水率为11.1%,符合规范要求,第8遍静压收面。
压实遍数组合为静压1遍,弱振2遍,强振4遍,静压1遍。
(2)松铺系数确定
摊铺时利用梯形台柱对松铺厚度进行控制,摊铺后由监理现场进行见证,采用铁锹挖坑的方式量测松铺厚度,碾压完成后,在原土面定点挖坑,测量压实厚度,同时利用测量仪器检查压实后的填筑高程,对压实厚度进行校核,详见附表《施工测量放样记录表(压实后)》。
根据松铺厚度和压实厚度计算出填料的松铺系数(详见下表)。
填土顶面外形尺寸检测满足设计要求和规范要求。
实验层数
松铺厚度(cm)
平均压实厚度(cm)
平均松铺系数
第一层
30
24
1.25
第二层
35
28
1.25
第三层
38
30
1.25
(3)最优含水量控制
在摊铺、碾压过程中,填料的含水率控制在最优含水率的(-3%~2%)之间,当含水率低于最优含水率控制范围时,采取洒水的方法增加填料含水量,经实验检测合格后进行后续施工;当含水率高于最优含水率控制范围时,采取晾晒的方法控制填料含水量,经实验检测合格后继续施工。
(4)断面尺寸控制
填方断面边坡线按每侧超宽填筑不小与50cm进行控制,为保证断面几何尺寸准确无误,直线段边桩设置间距10m,用标杆做成醒目标记。
四、沉降观测元件
沉降板埋设
根据设计联系单《肇庆货场工后沉降加宽及监测断面布置》的要求,我部在HDK2+500处设置监测断面,埋设沉降板。
在路基中心及路基中心两测各50m处设置沉降板,在两侧路肩各埋设一个沉降监测桩,路堤坡脚外2米处埋设位移监测桩。
沉降板埋在褥垫层顶部并嵌入其内10cm,底部找平,保持测杆铅垂,用填料回填密实,测杆外部套保护套管,保护套管应略低于测杆。
上口加盖封住管口,随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管。
沉降板埋设后,制作相应的标示旗插在上方,凡沉降板附近1m范围内土方应采用人工摊铺机小型机具碾压,不得采用大型机械推土或碾压,并配有专人负责指导,以确保沉降板不受损坏。
五、施工人员及机械设备
5.1试验段人员配置
实验段施工现场设施工总负责1名,技术负责1名,技术员2名,质检工程师1名,测量人员4名,实验人员2名,作业人员15名。
5.2试验段主要机械配置
主要进场机械设备表
序号
设备名称
规格及型号
单位
数量
备注
1
挖掘机
Pc360
台
2
2
推土机
D6
台
2
3
平地机
GR180
台
1
4
振动压路机
XS202J
台
2
20t
5
自卸汽车
FUSO
辆
18
15方
6
洒水车
辆
1
5方
7
小型振动夯
台
1
挖掘机主要用于取土场土方挖装,自卸车运土至现场,现场采用1台推土机进行摊铺和粗平,1台平地机进行整平,2台压路机碾压,表中机械满足施工要求。
5.3.主要实验仪器配置
主要实验仪器配置表
序号
设备名称
规格型号
测量精度或范围
制造厂
数量
状态
1
平板载荷测试版
K-30
0-25MPa
北京申克试验仪器厂
1
正常
2
百分表
0-10mm
0.01mm
/
3
正常
3
电子天平
TD51001
0-5100g
余姚金诺天平仪器有限公司
1
正常
4
环刀
/
/
/
30
正常
5
电热鼓风干燥箱
101A-3
10-300
上海康路仪器设备有限公司
1
正常
六、实验成果
根据《铁路路基工程施工质量验收标准TB-10414-2003》的要求,压实系数K每层沿纵向每100m等间距检查2个断面6个点,每个断面左、中、右各一点,左、右2点距离路基边缘1m处;地基系数K30每填高0.9m,纵向每100m检查2个断面4个点,距路基边缘2m处2点、中间2点。
C组料第三层松铺38cm时,碾压至第5、6、7遍的检测结果分别见下表:
松铺38cm碾压5遍时的压实结果试验检测统计表
测点位置
左1
中2
右3
左4
中5
右6
含水量(%)
10.3
10.6
11.2
11.2
10.5
10.4
压实系数K
0.89
0.86
0.88
0.89
0.87
0.90
地基系数K30(Mpa/m)
75
82
65
83
68
67
压实系数K平均值
0.88
满足的填筑部位
50%满足基床以下路堤填筑标准
地基系数K30(Mpa/m)平均值
73.3
满足的填筑部位
33%满足基床以下路堤填筑标准
松铺38cm碾压6遍时的压实结果试验检测统计表
测点位置
左1
中2
右3
左4
中5
右6
含水量(%)
10.5
11.3
10.5
11.2
10.3
11.4
压实系数K
0.89
0.88
0.91
0.92
0.87
0.87
地基系数K30(Mpa/m)
92
83
87
82
86
95
压实系数K平均值
0.89
满足的填筑部位
66%满足基床以下路堤填筑标准
地基系数K30(Mpa/m)平均值
87.5
满足的填筑部位
67%满足基床以下路堤填筑标准
松铺38cm碾压7遍时的压实结果试验检测统计表
测点位置
左1
中2
右3
左4
中5
右6
含水量(%)
10.8
10.5
11.1
10.6
11.5
11.7
压实系数K
0.90
0.93
0.90
0.90
0.93
0.91
地基系数K30(Mpa/m)
98
103
89
110
105
93
压实系数K平均值
0.91
满足的填筑部位
100%满足基床以下路堤填筑标准
地基系数K30(Mpa/m)平均值
99.7
满足的填筑部位
100%满足基床以下路堤填筑标准
根据实验记录得C组料第三层压实后厚度为30cm,每遍碾压后测得压实系数及地基系数数据,抽出其中最不利数据的一组统计分析如下表所示:
C组料第三层压实系数及地基系数最不利实测值
试验项目
第一遍
(静压)
第二遍
(弱振)
第三遍
(弱振)
第四遍
(强振)
第五遍
(强振)
第六遍
(强振)
第七遍
(强振)
压实系数
K≥0.89
/
/
/
/
0.88
0.89
0.89
地基系K30
≥80(MPa/m)
/
/
/
/
73
87
93
根据表中数据,对不同碾压遍数的最不利检测数据进行整理分析,绘出碾压遍数与K30值和压实系数K值的变化曲线关系图,由图中可知压实系数K和地基系数K30是一条随碾压遍数的增加而上升的曲线,在第6遍时,压实系数K值与K30与要求值相交或超过要求值(分别对应的数据为K=0.88,K30=87Mpa/m),地基系数K30满足设计要求,压实系数K未能达到规范要求,在碾压第7遍完成后,即强振4遍,该层压实质量K=0.91,K30=99.7Mpa/m,满足规范要求,所以可判定在第7遍完成后,地基系数K30及压实系数K均满足设计要求。
七、施工数据
1.机械设备:
D6推土机2台,Pc360挖掘机2台,XS202J压路机2台,GR180平地机1台,自卸车18辆。
2.压路机行走速度3~4Km/h。
3.材料选择:
佛仔岗C组填料。
4.填料指标:
含水率11%(-3%~+2%),最大干密度为2.01g/cm3。
5.压路机碾压遍数:
静压1遍,弱振2遍,强振3遍,再静压1遍收面。
八、总结
从肇庆东货场路基C组料填筑试验段的施工全过程中,得到如下总结:
1.填料的最佳含水率为含水率11%(-3~+2%)最大干密度为2.01g/cm3。
2.不小于20t的压路机碾压7遍,静压1遍,弱振2遍,强振3遍,再静压1遍收面。
3.强振3遍后,最大压实系数K为0.93,最小压实系数K为0.89.
九、实验结论
根据实验段施工及检测结果,同时考虑施工经济性,确定肇庆东货场路基基床以下路堤回填采用佛仔岗C组填料,20t压路机碾压7遍(静压1遍,弱振2遍,强振3遍,再静压1遍收面),压路机行走速度控制在3~4Km/h,填料松铺系数1.25,松铺厚度控制在35cm,填料的最佳含水率为11%(-3%~+2%)回填满足设计要求。
十、附件
1.佛仔岗取土场土工试验报告
2.C组料进场材料报验单
3.试验段填料断面示意图
4.试验段砂垫层实验报告
5.试验段C组料实验报告
6.试验段填料碾压检测布点平面图
7.施工测量检测记录表
8.沉降检测平面图及检测统计表
9.试验段路基C组料填筑评估统计表