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改良土填筑施工作業指導書

08-22 12:08:29  瀏覽次數:907次  欄目:鐵路工程
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改良土填筑施工作業指導書

1 目的

明確改良土填筑作業的工藝流程、操作要點和相應的工藝標準,指導、規范改良土拌合、填筑施工。

2 編制依據

《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準》

《客運專線鐵路路基工程施工技術指南》

《新建鐵路福廈線站前施工圖設計文件》

3 適用范圍

適用于新建鐵路福廈線站前路基改良土施工。

4 改良土填料要求

施工前對需改良的土料種類應進行核實,路堤填料種類、改良土外摻料(石灰或水泥)的種類及技術條件應符合設計要求。填筑前對取土場填料進行取樣檢驗;填筑時對運至現場的填料進行抽樣檢驗。當填料土質發生變化或更換取土場時應重新進行檢驗。

原材料應符合設計要求,設計未明確時應符合以下要求:

石灰應選用消解石灰或鈣質生石灰,其指標應達到合格標準,石灰在使用前4~7天充分消解。

用石灰改良時,土中硫酸鹽含量應小于0.8%,有機質含量小于5%;用水泥改良時,土中硫酸鹽含量應小于0.25%。

摻入水泥時,其初凝時間應大于3h,終凝時間宜大于6h。

在設計規定范圍內取土,取土時應清除樹木、草皮以及表面腐殖土。當土源發生變化時必須按要求重做配比試驗。

對符合要求的土質進行過篩處理,使石灰顆粒與黃土顆粒盡可能小,增加其表面積,并拌和均勻,能充分接觸并發生反應。

施工用水質應符合工程用水標準。

石灰、水泥等化學改良土外摻料的運輸、使用應有環境保護的措施,外摻料應分類堆放、與原地面架空隔離,并有防風、雨設施,防止材料受潮、變質。

凍土不能作為路基改良填料。

5 施工工藝及技術要求

5.1路基填筑試驗段

5.1.1路基全面開工前,根據工程土類性質和填料性質、壓實機械條件,分別選擇一定長度的試驗區段進行路基填筑試驗,以選定與路基填筑、壓實、檢測有關的工藝參數;改良土配合比等施工工藝參數;確定新的快速試驗檢測辦法與已規定的基本試驗檢測之間的相互關系等,驗證和優化路基填筑施工方案,確定施工工藝參數。

5.1.2試驗段的目的是為取得施工經驗及相關參數,檢驗施工機械組合,根據壓實機械和路堤不同部位的壓實標準來確定松鋪厚度、混合料土的最佳含水量、達到設計要求密實度的碾壓遍數等,以確定最佳的組合方案。將以上資料整理上報監理工程師批準后,指導此項工程的路基施工。

5.1.3 試驗段的選擇:

試驗段一般應選擇具有代表性的地段。

試驗段應選在填方工程數量集中、施工時間較長或需要盡早開工填筑完成的地段。當沿線填筑的土質變化較大時,試驗段應選在土質較好而且對今后施工有廣泛指導作用的地段。

5.2 改良土配合比

基床以下路堤本體及基床底層為改良土填筑,其中基床以下路堤本體的墊層(厚度不小于1.0m其頂面不低于原地面)為水泥改良土(P·032.5水泥的摻量為干土質量的5%~7%);路堤本體不浸水路堤為石灰改良土(鈣質消石灰的摻量為干土質量的8%~10%),浸水路堤為水泥改良土(P·032.5水泥的摻量為干土質量的3%~5%);驳讓訛楹穸2.3m的水泥改良土(P·032.5水泥的摻量為干土質量的5%~7%)。改良土的具體配合比根據設計要求和取土場土料的塑性指數及液限、塑限等指標通過試驗室進行試驗確定。

5.3勞動力、機械設備配置

人員、機械設備應結合試驗段確定的施工方案、機械、人員的的組合、工期要求進行合理配置。

改良土施工勞力與機械設備配置分為兩個大的部分既改良土拌合站和路堤填筑區的各個施工單元。

其中改良土拌合站的數量和廠拌設備生產能力根據各標段的工程數量和工期要求進行配置,一般廠拌設備生產能力宜高于均衡施工能力的1.2~1.5倍。

改良土拌合站的主要機械設備:改良土廠拌設備、挖掘機、裝載機、碎土設施。

每個改良土拌合站供應數個路堤填筑區的施工單元。每個施工單元為一個完整的作業區,包含四個區段既:填土區段、平整區段、碾壓區段、檢測區段。

每個施工單元人員配置:領工員2名;指揮卸土位置人員2名;測量及試驗檢測人員4~6人;其他機械工、普工30~50人。

路堤填筑區施工單元的主要機械設備:推土機、平地機、壓路機、自卸汽車。

5.4施工方法及工藝

5.4.1 施工方法

⑴改良土的拌和全部采用在拌和廠集中廠拌。

⑵施工前按設計提供的配比進行室內試驗,確定施工配合比。 改良土的配合比應保證混合料的無側限抗壓強度能達到設計要求。

⑶在大面積填筑前,根據初選的攤鋪、拌和、碾壓機械及試生產出的改良土填料,在選取長度不小于100m的地段進行填筑壓實工藝試驗,確定工藝參數,并報監理單位確認。施工區段應按填筑階段的不同進行劃分,一般宜劃分為底層準備區段、拌和攤鋪區段、碾壓整型區段、檢測報驗區段。改良土填筑按試驗段總結的施工工藝流程組織施工,同時在施工中,根據實際情況不斷完善施工質量控制措施,確保路基壓實質量。

5.4.2施工工藝

⑴驗收下承層:

填筑前應檢查基底幾何尺寸,核對壓實標準(進行相關工序的檢測與驗收),不符合標準的基底應進行處理,使其達到驗收標準。

⑵測量放樣:

在施工現場附近引臨時水準點,報監理審批,嚴格控制標高;在路基上采用方格網控制填料量,方格網縱向樁距不宜大于10m,橫向應分別在路基兩側及路基中心設方格網樁。在兩側路肩邊緣外設指示樁,在方格網內用白灰點控制自卸車倒土密度,以此控制每層的攤鋪厚度。

⑶拌和:

改良土混合料采用穩定土拌和設備在拌和場集中進行拌和,同時配備碎土設備消除土壤的土塊。標定計量設備,調整好出料口單位時間出料量,使進入拌和設備內的各種料符合配比要求;并且要特別關注正式拌和時,能否作到出料口單位時間出料量與標定時基本一致,有無出料口堵塞等不正常情況。在拌和設備內拌制改良土混合料時,需拌和均勻,混合料中不應含有大于10mm的土塊和未消解石灰顆粒;并應使混合料的組成和含水率(要根據天氣情況調整拌和時的含水率與碾壓時最佳含水率的關系)達到規定的要求。在正式拌制改良土混合料之前,必須先調試所用的廠拌設備,并通過試驗段的試拌、試鋪總結的各種施工參數進一步合理的調整和確定廠拌工藝參數。

改良土混合料的最佳含水量控制方案是如土的天然含水量距最佳含水量差距不大時,在廠拌設備拌和時將水成霧狀均勻地噴入改良土中拌和均勻;如土的天然含水量距最佳含水量差距較大時考慮在取土場分塊灌水燜土。如土料的天然含水量過大,事先進行適度的晾曬或加入適量的磨細生石灰對降低含水量效果較好。

現場攤鋪后混合料的顏色應均一。

⑷運輸:

采用大噸位自卸車運輸。拌合好的混合料應盡快運送到鋪筑現場;旌狭显谶\送過程中應覆蓋,減少水分損失。

⑸攤鋪:

根據松鋪厚度計算每車混合料的攤鋪面積,確定堆放密度。在填筑場地按照每車土方的數量及攤鋪厚度,用白灰點控制自卸車倒土密度,同時埋樁掛線,標示松鋪厚度;混合料攤鋪完后,先用平地機初平和整形,再用壓路機快速碾壓l~2遍。對于出現的坑洼應進行平整;旌狭蠎瘸跗,后精平,設專人及時鏟除離析混合料,補以新混合料。分層填筑壓實厚度根據壓實機具和試驗段確定的方法進行,一般宜控制在20~28cm。

混合料應全斷面均勻攤鋪,不得出現縱向接縫,不宜中斷。當因故中斷超過2h時,應設置橫向施工縫,橫向接縫應采用搭接施工。

整型應按規定的坡度和路拱進行,并特別注意接縫處的整平。在整型過程中,嚴禁車輛通行。初步整型后,檢查混合料的松鋪厚度,必要時應進行補料或減料。

⑹碾壓:

當混合料接近最佳含水率時,用重型壓路機在路基全寬內碾壓至要求的壓實密度,碾壓完成后表面應無明顯的碾壓輪痕跡。碾壓時,各區段交接處應相互重疊壓實,縱向搭接長度不小于2.0m,縱向行與行之間的輪跡重疊不小于40cm,上下兩層填筑接頭應錯開不小于3.0m。兩作業區段之間的銜接處縱向搭接拌和長度不小于2.0m。

碾壓過程中,表面應始終保持濕潤,嚴禁有“彈簧”、松散、起皮等現象產生。碾壓結束之前,應用平地機終平一次,使其縱向順適,符合設計要求。

⑺養生:

改良土碾壓完成后,如不能連續施工應進行養生,使改良土表面保濕養生不少于7天。養生期間勿使改良土過濕,更不能忽干忽濕,應控制好交通,除灑水車外應封閉交通。當改良土分層施工時,下層檢驗如壓實度、平整度等指標合格后,上層填土能連續施工時可不進行專門的養生期。

施工工藝框圖見下頁:


 

拌和機安裝

土場選擇

改良土土組成設計

土工試驗

機械試運轉與調試

改良土拌和

碎土機粉碎土

配合比報批

水泥(石灰)鑒定

配合比試驗

水泥(消解石灰)

土場集料準備

N

下層檢測驗收

試驗段施工

報監理單位確認

Y

改良土攤鋪、平整

碾壓夯實

壓實度檢測

改良土運輸

測量放樣

接逢處理

養生

檢查驗收

下一道工序

連續施工

不連續施工

邊樁測設

 

施工準備

 

修建便道

 

場地清理

 

中線、高程復測

地基處理及驗收

 

層厚、平整度

量測與控制

 

分層填筑

 

沉降觀測設施安置

 

填料檢驗

 

廠拌改良土生產

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


   改良土填筑廠拌法施工工藝框圖


5.5主要技術措施

5.5.1技術措施

石灰改良土的石灰選用消解石灰,其指標應達到現行的試驗規程標準。水泥改良土摻入水泥時,水泥的初凝時間應大于3h,終凝時間宜大于6h(要注意控制水泥改良土從拌和到碾壓完成的施工時間,一般不宜大于4個小時)。對符合要求的土質進行過篩處理,使石灰顆粒與黃土顆粒盡可能小,增加其表面積,并拌和均勻,能充分接觸并發生反應,同時石灰應進行充分的消解,拌合站設多個石灰消解池,消解石灰的時間不小于7天,保證石灰充分消解且能夠不間斷的連續供應。這是化學改良土填料質量控制的關鍵,為了獲得預期的效果,尚需對含水量、含灰率,石灰顆粒粒徑、改良土顆粒粒徑、外摻料劑量(石灰或水泥)進行嚴格控制。其中最佳含水量控制方案是:如果土的天然含水量距最佳含水量差距不大時,在廠拌設備拌和時將水成霧狀均勻地噴入改良土中拌和均勻;如土的天然含水量距最佳含水量差距較大時,考慮在取土場分塊灌水燜土。如土料的天然含水量過大,事先進行適度的晾曬或加入適量的磨細生石灰對降低含水量效果較好。

改良土在拌和、運輸、攤鋪過程中會有一定的水分損失,尤其是在夏天炎熱氣候的情況下水分損失會更大,因此拌和好的改良土含水量應比最佳含水量適當大一些,具體數據根據當時天氣情況,在施工過程中總結確定。

施工時要特別注意路基內預埋管線及設施的施工,施工前根據設計圖紙和相關文件要求作出詳細的技術交底,確保預埋管線及設施不受到損害,同時要確保此部分的路基壓實質量符合要求。

5.5.2安全措施

⑴施工區域應設警示標志,嚴禁非工作人員出入;

⑵施工中應對機械設備進行定期檢查、養護、維修;

⑶為保證施工安全,現場應有專人統一指揮,并設一名專職安全員負責現場的安全工作,堅持班前進行安全教育制度。

⑷改良土施工中,現場設專人指揮、調度,確定合適的機械車輛走行路線,并設立明顯標志,防止相互干擾碰撞,機械作業要留有安全距離。制訂作業程序和運行路線,確保協調施工,安全生產。

5.5.3 環保措施

⑴改良土施工中,容易造成對環境的污染。是改良土施工中應注意的首要問題。

為了保護自然環境,在化學改良土改良過程中,減少甚至避免石灰(或水泥)揚塵,需從兩個方面著手,一是思想上高度重視,管理上加強監督;二是在技術上嚴格把關。

改良土施工中,需要各級負責人思想上高度重視對環境的保護,加大在環境保護方面的投資力度,能把各項環保措施落實到位。

技術上,應對石灰在運輸、儲存、磨細、消解、撒布、拌和等各環節制定相應環境保護措施。制定的原則是盡量避免石灰與外界的直接接觸。消解石灰時,選擇在一避風近水的地方,在其周圍進行封閉。

另外,與石灰接觸的工作人員,需穿戴防護工作服。生產中的廢棄物及時處理,按時專門用車運到當地環保部門指定的地點棄置。試驗及生活中產生的污水及廢水,應集中處理,符合環保部門規定要求。

⑵雨、雪施工防護措施

施工前,應與地方氣象部門聯系,掌握當地的氣候變化情況,避免雨天施工,并在雨、雪天氣做好防護措施。

因水對化學改良土工程性質影響較大,所以必須做好雨、雪天施工防護措施。施工前在路基(路塹)邊坡范圍外挖臨時排水溝使雨水能及時排走,施工過程中,應保持排水臨時排水系統的完善和暢通,同時應備適量的隔水膜(布),能滿足雨、雪天氣時,對受雨水影響大的部位的面覆蓋,使雨停后能立即恢復生產,把雨雪天氣對施工的影響降到最低程度。

5.5.4 注意事項

⑴對地面縱坡與線路縱坡不平行的段落,應由地面最低處逐段進行調整,但每層的最大松鋪厚度應為經路基填筑試驗段確定的最大松鋪厚度,最薄處的松鋪厚度不得少于15cm, 縱坡調整應在基床下部的路堤頂層填筑前完成。

⑵要注意石灰改良土和水泥改良土對土的塑性指數及液限、塑限要求是不一樣的,水泥改良土適合摻入塑性指數較小的土質。因此在取土場內設置拌和站時,應對土的性質、改良土外摻料的種類、劑量、運距等綜合考慮。

⑶要特別注意對水泥改良土從拌和站的拌和開始至碾壓完成的時間控制。一般不宜大于4個小時。

質量控制及檢驗

6.1質量控制

⑴改良土施工工程質量控制要點主要為五個方面既:

①原材料(土、石灰、或水泥);②配合比(根據不同的土質需摻入的石灰、或水泥量);③改良土含水量控制;④均勻性(避免改良土中出現素土現象);⑤壓實度(通過試驗段確定適宜的施工參數)。

⑵對需改良的土料種類應進行核實,路堤填料種類、質量應符合設計要求。填筑前對取土場填料進行取樣檢驗;填筑時應對運至現場的填料進行抽樣檢驗。當填料土質發生變化或更換取土場時應重新進行檢驗。對石灰及水泥進行檢測確保其符合質量要求。

⑶改良土填筑前按設計提供的配比進行室內試驗,確定施工配合比。改良土的配合比應保證混合料的無側限抗壓強度及壓實質量能達到設計要求。

改良土外摻料的種類及技術條件應符合設計要求;旌狭现胁粦写笥10mm的土塊、未消解石灰顆粒和素土層。改良土應色澤均勻,無灰條、灰團。改良劑劑量允許偏差為試驗配合比的-0.5%~+1.0%。

⑷改良土的收縮裂縫會引起排水面破壞,易引起水侵入路基。要嚴格控制壓實含水率,確保壓實度,注意養生,以控制改良土本身的收縮裂縫。

最佳含水量控制方案是如土的天然含水量距最佳含水量差距不大時,在廠拌設備拌和時將水成霧狀均勻地噴入改良土中拌和均勻;如土的天然含水量距最佳含水量差距較大時考慮在取土場分塊灌水燜土。

⑸路堤填筑改良土施工中,拌合料的均勻性是關鍵因素,應嚴格控制拌合過程中的施工質量,確保拌合熟料的均勻性。使石灰顆粒與黃土顆粒盡可能小,增加其表面積,并拌和均勻,能充分接觸并發生反應。這是化學改良土填料質量控制的關鍵,為了獲得預期的效果,尚需對含水量、含灰率(水泥含量),石灰顆粒粒徑、改良土顆粒粒徑、松鋪系數、碾壓遍數這些工藝參數進行嚴格控制。

⑹對初步確定使用的混合料,應進行重型擊實試驗,計算最佳含水率和最大干密度,并進行7d無側限抗壓強度的試驗,無側限抗壓強度必須符合設計要求。

6.2 檢驗

⑴基床底層及基床以下路堤工程質量檢測

按《鐵路工程土工試驗規程》(TB10102)和《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準》規定的試驗方法檢驗。

⑵對需改良的土料種類、質量應符合設計要求。填筑前對取土場填料進行取樣檢驗;填筑時應對運至現場的填料進行抽樣檢驗。當填料土質發生變化或更換取土場時應重新進行檢驗。

檢驗方法:按《鐵路工程土工試驗規程》(TB10102)規定的試驗方法檢驗。

⑶改良土外摻料的種類及技術條件應符合設計要求。

檢驗方法:檢查每批產品的生產檢驗報告和產品合格證,并在料場的5個不同部位等量取樣,總計取樣不少于12kg,按有關規定試驗方法進行檢驗。

⑷對進入攤鋪場地的混合料進土團粒和生石灰塊的檢查,在100m2面積內隨機檢查3個點。檢驗方法:土團粒檢查采用孔徑為10mm的篩子,標準為不能有篩余量;生石灰塊檢查采用孔徑5mm的篩子,標準為不能有篩余量。

⑸改良土填筑壓實質量應符合表6.2-3的規定。

檢驗頻數:每層每500m2檢驗一個點。

檢驗方法:壓實系數檢驗宜用環刀法。

改良土壓實質量檢驗應與施工緊密配合,要考慮現場檢驗壓實質量不合格時,仍給碾壓留有時間。質量檢驗以密實度為主,其它如K30、Ev2、Evd不作為施工時的主要檢驗項目,因剛碾壓后不代表后期的狀況,很可能當時測定的結果達不到后期要求的值,密實度與K30、Ev2、Evd的對應關系可通過路基填筑試驗段進行對比試驗確定(建立各指標間的相互關系,達到質量評價的目的)。因此壓實質量檢驗以密實度為主,并且在施工過程中在時間上與施工密切配合,且要求監理工程師在檢測過程中進行見證和確認,確保檢測結果的真實可靠。

⑹無側限抗壓強度應符合設計要求。

檢驗頻數:每層每1000m2檢查一組;

檢驗方法:按《鐵路工程土工試驗規程》(TB10102)規定的試驗方法檢驗。從已攤鋪好填料的地段現場抽樣,在室內按要求的壓實度成型,進行無側限抗壓強度試驗。

為了加強施工過程控制和研究各種檢測方法之間的關系,路基改良土用四個指標控制:壓實度、強度、顆粒粒徑、含灰率。檢測主要內容為:壓實系數K、地基系數K30、動態變形模量Evd、靜態變形模量Ev2、顆粒粒徑、含灰率。

壓實系數K檢測方法:環刀法、灌砂法、核子濕度密度儀法,宜以環刀法為主。

強度檢測方法:K30平板載荷試驗、Evd動態平板載荷試驗、Ev2靜態平板載荷試驗。檢驗頻數:為每層500m2檢驗一處,檢驗標準見表6.2-3。含灰率檢測方法:EDTA劑量滴定、鈣離子直讀儀法,檢查要求見表6.2-2。

6.2—1  改良土原材料的試驗項目和頻次

材 料 名 稱

試 驗 項 目

頻        次

試驗方法

含水率

每個土源點或每批同一料源材料使用前應取兩個試樣。

按現行《鐵路工程土工試驗規程》(TB10102)執行

液限、塑限

有機質和硫酸鹽含量

石灰

有效鈣、氧化鎂

水泥

凝結時間

強度

6.2—2  改良土填料復查項目及頻次

填料類別

項    目

頻        次

化學改良土

石灰或水泥劑量

每層100m三個樣品,用滴定法試驗

化學改良土

含水率

根據觀測,異常時試驗

拌合均勻性

隨時觀測

 

6.2—3基床底層及基床以下路堤壓實標準

填料部位

填料種類

石灰或水泥摻量

配比

壓實標準

備注

地基系數K30

動態變形模量Evd

壓實系數K

變形模量Ev2

基床底層

水泥改良土

≥5%

≥110

≥40

≥0.95

≥60

 

基床以下

石灰改良土

≥8%

≥90

 

≥0.92

 

不浸水路堤

水泥改良土

≥3%

≥90

 

≥0.92

 

浸水路堤

墊層

水泥改良土

≥5%

≥110

 

≥0.95

 

 

 

6.2—4基床底層外形尺寸允許偏差、檢驗數量及檢驗方法     

序號

項        目

允 許 偏 差

檢驗數量

檢驗方法

1

中線至路肩邊緣距離

±50mm

沿線路縱向每100m抽樣檢驗5點

尺量

2

寬度

不小于設計值

沿線路縱向每100m抽樣檢驗3點

尺量

3

橫坡

±0.5%

沿線路縱向每100m抽樣檢驗2個斷面

坡度尺量

4

平整度

不大于15mm

沿線路縱向每100m抽樣檢驗10點

2.5m長直尺量

5

厚度

±30mm

沿線路縱向每100m抽樣檢驗3點

水準儀測量

6

頂面高程

+0,-20mm

沿線路縱向每100m抽樣檢驗3點

水準儀測量

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