碾压施工方案

二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 1路基冲击碾压试验方案一、工程概况1.1、概述本标段路基设计为整体式路基，主要分为二段，即K47+751.54K48+375、K48+575K49+680。路基顶面设计宽度为 32m，具体断面为：0.75m(土路肩) +2.50m (硬路肩，含路缘带 0.5m)+33.75m(行车道)2+3.0m(中间带，含两侧路缘带 20.5m)。主要数量有路基挖土方 202199m3，路基挖石方 62610m3，路基填筑 257812m3等。路基填方均就近利用土石方进行填筑。路段地貌属于剥蚀残丘地貌，路基均位于低矮山区，山体自然坡度在 3060 度之间，所经路段要么为半山坡中要么为山间沟谷洼地。路基形式多为半填半挖，间有全填或全挖路段，路基存在多处大于 10m 的全填高路堤、纵横向填挖交界。1.2、编制依据（1）二广高速公路怀集至三水段两阶段施工图设计；（2）公路路基施工技术规范（JTGF10-2006） ；（3） 公路冲击碾压应用技术指南 ；（4） 二广高速公路怀集至三水段冲击增强补压管理办法(试行) （广贺司2007594 号文件） ；（5）已建类似工程施工经验。1.3、冲击碾压施工目的增强补压。路基按常规振动碾压施工达到设计要求后，为进一步提高路基的密实度和整体均匀性，减少工后沉降与差异沉降，而采取冲击碾压技术进行增强补压。冲击碾压技术是将普通振压的高频率、低振幅改为高振幅、低频率，在压实作业中大大增加了对填筑体的压实功能，增强压实度，加大沉降量，有效压实厚度较振动碾压大大提高。1.4、冲击碾压施工范围（1）全线横、纵向填挖交界处：在路槽面以下 1m 处进行一次冲击增强补压；（2）全线高于 10m 的高路堤：分层进行冲击增强补压。冲击分层时，最下一级台阶不做冲击压实，从最下一级台阶顶面（含此顶面）开始每 22.5m 分层冲击一次，并保二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 2证每能台阶正好和其中一次分层或路槽面重合。1.5、本试验目的（1）确定填筑土体密实度比规范要求的密实度提高 2%时的冲击碾压遍数及冲击碾压影响的有效深度；（2）确定达到规定密实度时，沉降量是否达到3的要求；（3）确认采用的冲击压路机合适的施工工艺；（4）确定合适的检测方法和合理的控制标准。试验确定冲碾后压实度，较振碾后压实度提高不小于 2 个百分点，路基平均沉降量不小于 3的控制指标，所需的冲碾具体遍数。用试验段数据、施工工艺、检测方法指导、控制后续冲击碾压施工，保证压实质量的同时有效加快路基填筑施工进度。二、试验准备及试验参数拟定2.1、试验段选择根据试验要求并结合施工现场实际情况，冲击碾压试验选取在 K48+020K47+120 段路堤上进行。改区段为半挖半填区段，试验路段长 100m，横断面宽度 26 m，试验面积不小于 2500。2.2、填料所选填料由工地试验室做土工试验，自检合格并经总监办中心试验审批平行后用于冲击碾压填筑，试验段填料来源于 K48+201K48+327 段路堑挖方，以挖作填。试验检测填料主要属低液限砂土，最大干密度为 1.99g/cm3,最佳含水量为 10.4%。2.3、冲压机械选型按要求冲击压实机械必须选用大功率冲击压路机，我标段所选用冲击能量为 30KJ 的双轮式冲击压路机对试验段进行冲压。表 1 冲击压路机工作参数一览表名称 规格型号 牵引能量 （马力） 设备总重锤重(t) 机械长度 （m）最小转弯半径（m）总宽（m）冲击力（t）工作速度（km/h）冲击 压路机 6830 320 2916.2 9 13.0 3.0 250350 10152.4、试验布置及参数拟定（1）本次试验检测主要指标是压实度和沉降量。有效冲击碾压压实度：95%，冲击增强补压后，冲压面平均沉降量3。根据填料类别，原则上应拟设三种填料情况的试验参数，结合本标段路基特点，本次试验以填二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 3筑土体为主要任务。表 2 试验压实度检测布置冲压类别碾压层数压实层厚（）工作速度（km/h）测点深度（） 检测时间压实度 标准检查 方法土料 1 200 1015表面下 50、100、150冲碾前、10 遍、20 遍、25 遍、30 遍后95% 灌砂法（2）土体压实度检测方法：采用灌砂法。本次试验每检测一次（遍）取 6 个不同点，前后遍次取点不得重复。（3）定点沉降量检测，在试验层面沿路线纵方向按不大于 10m 的方格网布置沉降检测点，每一横断面上均匀分布 5 个点，检测样点为 45 个。（4）冲压前（0 遍） 、10 遍、20 遍、25 遍时进行压实度检测和高程测量，把沉降收敛控制做为冲压试验施工工艺的重要控制手段。检测点位布置见下页图 1平面布置示意图 。2.5、试验配置（1）机械设备配置由于冲击碾压试验是在正常分层填筑、分层压实的基础上进行的，因此冲击碾压之前的机械配备按土方工程相应配备。冲压试验时需有 1 台平地机（功率 180KW） 、1 台振动压路机（18t）辅助冲击压路机作业，1 台挖掘机、1 台小型打夯机，洒水车预备。测试仪器、工具等应经过检验，性能可靠，精度满足试验要求，所有检测仪器和工具应于冲压试验开工前准备完毕。（2）人员配置试验前试验人员需经培训，并熟悉本试验方法与操作程序，分工明确。表 3 冲压试验施工人员组成表序号 分工 人数 备注 序号 分工 人数 备注1 现场主管 1 5 测量员 4 沉降量检测2 技术指导 1 6 司 机 53 施工员 2 车辆指挥 7 安全员 14 试验员 4 压实度检测 8 普 工 12图 1：路基冲击碾压检测点位平面布置示意图26m24m二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 4三、施工管理组织机构冲击碾压主要依靠大功率的冲压机械， 冲击能量不小于 25KJ 的冲击压路机，该设K48+120K48+110K48+100K48+090K48+080K48+070K48+060K48+050K48+040K48+030K48+020压实度检测点，数字代表碾压遍数。沉降量检测点2m 2m5.0m 5.0m 5.0m 5.0m10m 10m路基冲击碾压中线线路中线有效碾压边线有效碾压边线100 2025010 2520010 25202520 0102025 1002025 100二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 5备机械性操作强，相对于常规碾压属新工艺，因此为了确保冲碾试验段施工顺利进行，保质保量地完成试验任务，项目部建立了施工管理组织机构，如图 2 所示。图 2：冲压试验管理组织机构框图四、冲压试验施工方法由于冲击碾压是在振碾达标的填方路段进行的冲击加强补压方法，因此试验段的填筑按照正常填筑要求施工，人员、机械设备的配置也无需多大的调整。冲击压路机需要两名操作手负责设备的安全操作与保养，一名机械师负责设备的日常检修工作。冲击碾压试验施工流程如图 3 所示。图 3：冲击碾压试验施工流程图中铁五局三公司二广高速公路 13 标段项目经理部项目经理 ：白 强项目副经理刘国顺总工程师刘盛辉杨 玉工程部林 鼎 合约部 罗 沛财务部 王清芬综合部 张 磊资 料 室技 术 室测 量 室安全监察室 质量检查室安质部郑绪东试验室 叶 剑 机材部 王代燕路基施工队二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 6原始记录不合格不合格合 格合 格常规填筑施工检测冲压前指标振碾高程测量振碾压实度检测冲击碾压作业检测冲压后指标冲碾高程测量冲碾压实度检测检后平整数据分析、总结4.1、常规填筑施工常规填筑施工，即按照清表、基底处理（换填并碾压） 、陡坡挖台阶、分层铺料、分层振碾、压实度检测等正常施工程序作业，铺料厚度按其振碾试验段确定的数据控制，碾压遍数不低于总结中确定的遍数，每单元层压实度检测达标合格。常规施工连续分层填筑厚度达到冲击试验拟定参数层厚后，即可进行下环节作业。4.2、检测冲压前指标冲压前指标即为振碾后的指标，常规压实度检测 6 个点（如图 1） ，并达到 93 区设计压实度要求，并按记录该层各点压实度，包括取点的桩号，详细位置。初始高程检测，由专业测量队负责测量，在规定的试验段，碾压土面上按照路基设计横断面形式布置检测网，定点检测。测量点采用钉子钉红布条标记，为了便于冲碾前后比较沉降收敛情况，每断面取点 5 个并按 15 的顺序作好记录。由于只需要获得冲碾前后的沉降量数据，因此只进行相对高程的测量，照此对所有点完成初始高程测量后即可进行冲击碾压作业。4.3、冲击碾压作业正式冲压试验前，各机械安排布置到位，规划好冲击压路机行驶路线，冲击碾压时应遵从“先慢后快，先轻后重，先两侧后中间”的原则，首先冲击压路机以 1012km/h二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 7的速度冲压 57 遍左右，然后速度提高至 1215km/h 继续冲压。由于冲击式压路机作业的特点是牵引式，只能前行，而且所压轮迹中波峰波谷是随着压实遍数的递增，通过转弯时半径调整交错变化的。本试验段冲压面宽度经测量平均为 26m，考虑运行安全，有效冲击面边线离路基填筑边界距离为 1 m。由于有效冲压面宽度为 24 米，满足冲击机械转弯半径，冲击压路机采用回转回旋错轮法施工（如图 4 所示）。即施工过程中，压实机从试验段一端（里程桩号 K48+120）侧边起步，纵向分幅运行到试验段另一端（里程桩号 K48+020）时调转车头，沿填筑中心线碾压返回至该段起点端完成第 1 个回环，再调转车头至起步时一侧错轮进行第 2 个回环碾压。错轮时外侧压实轮从第 1 回环圈道的冲压两条轮迹之间通过，依照该种方式压实轮轮迹逐步从填方路基一侧向另一侧推进，当覆盖完试验段整个冲击面后即为一遍。然后冲击压路机从终点又向始点返碾压覆盖过去，以同样的方式来回进行第二遍、第三遍的冲击碾压，两个相间的车道，交错套压，直到沉降收敛，压实度满足规定要求，冲压过程中做好速度控制和遍数控制。在进行冲压作业过程中临场总结，根据需要适当调整后续冲压施工工艺等。图 4：冲击压路机碾压运行路线示意图速度控制：为保证冲压质量，重要一点要严格保证冲击压路机在冲碾过程中的运行速度，速度过慢，则冲击力不足，填筑体难以得到应有的压实效果；速度过快，则可能冲压冲碾覆盖推进冲碾覆盖推进冲碾路段纵向中线回旋第 1 圈回旋第 1 圈回旋第 2 圈回旋第 2 圈回旋第 3 圈回旋第 3 圈路基边线路基边线冲击碾压试验范围二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 8轮顶点作用于填筑体表面后迅速离开，冲击力没有足够的时间向下层传递，下层的作用效果不强。遍数控制：冲击式压路机为双轮式，每一次回环后单轮从前一回转道两轮内边距中央通过，理论上形成一定的冲碾间隙，注意碾压面覆盖完全，最终保证对填筑体进行均匀压实。4.4、冲压后检测指标冲碾过程中，在 10 遍之后开始进行压实度检测和沉降量检测，以后在 20 遍后、25 遍后再检测。试验规划压实度检测按图 1 布置取样，每遍取样 6 个地点，三方检测（施工单位、监理单位、地方质检中心站）在所规定的地点周边取样，以便回填。以冲碾后从土体表面下挖 50、100、150处的压实度为检测指标，先取 50处的压实度满足后再取 100处，依此满足不同深处的压实度要求，直到满足所规定的标准为止。计算沉降量。按图 1 中规定的测控点测量，由专业测量人员进行测量，并做好记录，每一次检测完后需对所有检测数据计算平均沉降量，并做好每一次的检测记录。4.5、碾后平整由于冲击压路机自身特点，经冲压后的填筑体，尤其是土体，表面会起伏不平，会影响冲压正常作业速度，因此试验途中需要及时停止冲压，对填筑体表面进行平整处理，用平地机刮平后再继续施工。冲击碾压产生的工后沉降，用上路床填料处理平整，再用 18t振动压路机压实。4.6、试验数据整理并总结原则上每冲碾一遍都需要进行压实度的检测和高程的检测，但这样工作量太大，事实上也不需要如此，着重记录好冲碾前的压实度和布控点的初始高程，测量跟踪冲击碾压后期（10 遍后）沉降收敛情况，压实度检测严格按规范要求执行，做好原始数据记录，并加以统计，做出相应曲线图表。本试验相关数据记录、整理等表格参照如下表格。表 4 路基冲压试验高程检测原始记录表二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 9桩 号测 量 : 记 录 : 监 理 :日 期 : 日 期 : 日 期 :4# 5#1# 2#起 讫 桩 号 : 编 号 :序 号 项 目 冲 压 遍 数 备 注3#高 程 (m)表 5 路基冲压试验沉降量检测表桩 号起 讫 桩 号 : 编 号 :序 号 项 目1#高 程 (m) .高 程 (m) 5#高 程 (m)日 期 : 日 期 : 日 期 :沉 降差冲 压前冲 压后沉 降差冲 压后沉 降差备 注冲 压后冲 压前冲 压前总 遍数最 大 沉 降 量 : 最 小 沉 降 量 : 平 均 沉 降 量 :计 算 : 复 核 : 监 理 :表 6 路基冲压试验压实度检测原始记录表桩 号日 期 : 日 期 : 日 期 :检 测 压 实 度 (%)取 样 : 记 录 : 监 理 :起 讫 桩 号 : 填 筑 体 类 别 : 编 号 :序 号 项 目 冲 压 遍 数 检 测 深 度( ) 备 注表 7 路基冲压试验压实度检测成果表二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 10桩 号冲 碾 前冲 碾 后记 算 : 复 核 : 监 理 :日 期 : 日 期 : 日 期 :压 实 度指 标检 测 深 度( )最 大 压 实 度 : 最 小 压 实 度 : 平 均 压 实 度 :最 大 压 实 度 : 最 小 压 实 度 : 平 均 压 实 度 :增 强 量起 讫 桩 号 : 填 筑 体 类 别 : 编 号 :序 号 项 目 总 遍 数压 实 度 (%)备 注冲 碾 前 冲 碾 后五、质量保证措施0 10 冲碾遍数20 25 306754321沉降量(cm)K + 冲碾遍数与沉降量的关系曲线图0 50 深度(cm)100 15098999796959493压实度(%)K + 冲碾遍数与压实度的关系曲线图冲击 0、10、20、25 遍时的压实度分别采用不同的曲线连接。二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 11冲击碾压试验严格按照设计、业主要求及相关规程规范施工，加强科学管理，建立有力的质量保证体系（如图 5 所示），确保试验成功。强化质量意识，严格岗位培训，组织施工人员对试验目的与内容进行学习，明确岗位责任，施工前进行专题会议，试验后进行总结会。5.1、施工准备阶段的质量控制措施（1）搞好施工前交底工作。（2）编制针对性的现场施工方案。（3）建立各项保证措施和制度。（4）做好施工现场准备、测量、试验准备工作。（5）对施工班组及管理人员素质进行控制，审核各施工人员职称证、上岗证、特殊工种操作证，提前做好劳动力组织。（6）对工程项目所选用的检测及计量仪器设备进行检查、检验和周检，保证检测试验和计量的精度要求，为保证工程质量创造条件。5.2、施工质量保证措施（1）成立以专业测量工程师为首的测量专业队伍、配足配齐测量仪器、人员及车辆，保证测量工作的正常开展，检测好冲碾前、碾压过程中、碾压后各单元高程准确无误，以便得出准确的沉降量结果。（2）为保证达到预期的冲压效果，要严格控制冲压过程，主要包括冲压设备行驶速度控制和遍数控制。（3）为更准确地确定填筑体所需要的冲压遍数，在试验过程中使用地基动力承载能力检测系统配合高程检测、密实度检测等手段进行遍数控制。（4）加强对冲击碾压填筑体压实系数的试验检测工作。（5）冲压过程中如发现局部出现“弹簧”现象或局部沉降过大，应停止冲压，对原因进行分析后再根据实际情况做出调整。（6）冲压边角及转弯区域采用 18T 振动压路机压实，以达到设计标准。（7）试验段最大纵坡不超过 6%，冲击碾压距路肩外边缘保持 1m 的安全距离。六、施工安全保证措施为确保试验段安全顺利生产，项目部建立安全生产保证体系，并严格按保证体系实施。安全保证体系框图如图 6 所示。（1）机械操作手在上机前必须经严格的培训，合格后方能上机，冲击压路机配备 2二广高速公路怀集至三水段第 13 合同段 路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司 12名操作手，轮流进行作业，每名机手每次冲压时间不宜超过 2 小时。（2）冲击碾压范围内的出入口布置醒目的安全标记，禁止无关车辆与人员出入，设置交通指示标志。（3）加强安全教育，严格执行安全生产制度和操作规程。（4）严禁施工人员酒后上岗作业。（5）对机械设备进行定期检查、维修，严禁机械带病作业。（6）为保证运行的安全，场地必须平整且有足够的掉头与转弯地方，并在填土边缘设置安全标杆。（7）各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须持有操作证，对机械操作人员建立档案，专人管理，不准操作与操作证不相符的机械，不准将机械设备交给无操作证的人员操作。（8）设备要“管、用、养、修”一体化管理，操作人员必须按照本机说明书规定，严格按照工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度，做到：1）工作前检查：工作场地周围有无妨碍工作的障碍物；油、水、电及其他保证机械设备正常运行的条件是否完备；安全操作机构是否灵活可靠；指示仪表、指示灯显示是否正常可靠；油温、水温是否达到正常使用温度。2）工作中观察：工作机构有无过热、松动或其它故障；按例保规定进行例保作业；认真填写机械运转记录。3）驾驶室