湿陷性黄土地基的处理课件

湿陷性黄土地基的处理 发表人：魏 云 三公司青海马平项目部软基处理QC小组 二00二年十一月 中铁大桥局集团第23次 QC小组成果发表会资料 1中铁大桥局三公司青海马平项目部 目 录 q小组概况 q选题理由 q现状分析 q设定目标 q制定活动计划 q原因分析及要因确认 q制定对策 q实施过程 q活动成果 q巩固措施制定标准 q今后努力方向 2中铁大桥局三公司青海马平项目部 一、小组概况 青海马平项目部QC小组于2001年5月10日在路 基开始施工之时成立,并同时在公司安质部登记注 册，2002年2月在公司安质部重新登记注册，主要 围绕路基施工中的湿陷性黄土软基处理展开活动 。小组现有成员7名，平均年龄32岁，平均接受 TQC教育时间48小时，小组坚持开展QC活动，小组 成员详情见（表1）。 3中铁大桥局三公司青海马平项目部 小组成员情况简介表 序 号 姓名 年 龄 性 别 组内 职位 职称文化 TQC教育 时间 1李卫宏36男组 长高 工大学48 2周友生 32男副组长高 工大学48 3周永峰31男组 员工程师大专48 4段海涛26男组 员助 工大专48 5肖若飞36男组 员助 工大专48 6伍文雄35女组 员工程师大学48 7魏云28女资料员助 工大专48 4中铁大桥局三公司青海马平项目部 二、选题理由 青海马平高速公路第九合同段地处青藏 高原中东端，全长10.85公里，路基有8公里， 公路自然区划分属于甘东地区，地基表层黄 土具自重湿陷性和非自重湿陷性，其中大部 份路基处在湿陷性黄土地基上，且沿线填料 多采用黄土。 1.概况 5中铁大桥局三公司青海马平项目部 湿陷性黄土的特点: 1.特殊的粘性土，粉土 颗粒含量高 2.多孔隙，呈黄红色 3.土中含易溶盐类，其 中以碳酸盐含量最多 天然含水量时 具有较高强度 和较小压缩性 在土自重、外荷载 或二者共同作用下 浸水后 产生大面积剧烈的变形 强度也随之迅速降低 产生湿陷和崩解 6中铁大桥局三公司青海马平项目部 2、选题理由 理由一： 工期短：总工期为20个月(其中包括 冬季不能施工的7个月);任务重:路基长8 公里。其中近7公里路基需进行特殊处理 为了寻求最佳施工方案,即在保证质量的 前提下，精心组织优化施工工艺，降低 成本，提高工效。 理由二： 填料黄土具自重湿陷性和非自重湿陷 性，粉土颗粒含量高，多孔隙，浸水后， 结构易破坏。根据湿陷性黄土的特性和公 路工程的要求采取预防和处治措施，才能 保证湿陷性黄土地区高速公路的安全和正 常使用。 我们QC小组选用了 “湿陷性黄土地基的处理” 为活动课题 7中铁大桥局三公司青海马平项目部 三、现 状 分 析 马平项目部承建的第九合同段全长10.85 公里，路基有8公里，其中近7公里路基需进行 特殊处理。业主明确指示：在保证工程质量的 前提下,所有工程必须在合同期内完成，进度 缓慢者，将无条件分割工程量。而我公司对“ 湿陷性黄土地基的处理”也无现成的经验可借 鉴，任务量大，时间紧迫。 8中铁大桥局三公司青海马平项目部 四、设定目标 QC小组采用合理的措施处理湿陷性黄土，以确 保路基施工的质量、进度。对此，QC小组制定了 明确的质量目标。 QC小组质量目标 通过冲击碾压试验，能够最大限度地消 除黄土湿陷性，使其湿陷系数s 0.015。 以达直观地指导现场施工。确保工程合格率 100%，分部工程优良率85%以上。 9中铁大桥局三公司青海马平项目部 五、制定活动计划 进行冲击碾压试验 选取具有代表性路基段， 进行冲击碾压 测下沉量s(cm)的增加幅度 得到最佳碾压遍数 用罐砂法检验冲击碾压效果 测不同深度土的干密度 满足不同深度的压实度要求 保证高速公路的安全和正常使用 冲击碾压施工： 湿陷性黄土软基处理 施工指导 10中铁大桥局三公司青海马平项目部 对I、II级湿陷黄土的处理方法为冲击碾压,冲击 压实机为拖动式，由功率匹配的装载机等牵引行 驶和工作。由冲击轮、机架和连接机械三部分组 成，冲击压实对土压实的同时也对土进行击实。 试验方案 考虑湿陷深度对处治方案的影响,QC小组合理选择 试验段。详细记录试验过程中的数据,找出其合理 性、规律性,确定振动碾压及冲击碾压的最佳遍数， 以达在施工过程中能够直观地控制质量。 11中铁大桥局三公司青海马平项目部 试验一、压实工效比较： 振动压机型号为TZ18C 压实宽度2.1m 行驶速度5Km/h 压实有机深度0.3m 按 8 遍 计 冲击碾压机每小时压实土体： 120002.00.88=2400m3 按 8 遍 计 振动碾压机每小时压实土体： 50002.10.38=394m3 碾压机型号为25KJT3 压实宽度2m 行驶速度12Km/h 压实有机深度0.8m 冲击碾压的工效为振动工效的6.1倍 12中铁大桥局三公司青海马平项目部 试验二、填前碾压试验： 试验段选在K33+700K33+925，属于填方地 段，填土高度4m4.5m，该地段天然黄土的指标 如下表一： 填前碾压长度225m宽度40m，两个试验道各 宽4m，分别布置在两侧观测点位置相对固定， 主要观测下沉量s、干密度、含水量及湿陷 系数s，不同冲击压实遍数下，地表平均下沉 量s如下表二： 13中铁大桥局三公司青海马平项目部 从沉降增加幅度来看，冲击遍数以40遍为 宜。不同冲击碾压遍数下，选取具有代表性的 点，用灌砂法测不同深处土的干密度，变化如 下表三： 表二 ： 14中铁大桥局三公司青海马平项目部 表三： 从表中可以看出其 冲击碾压效果显著： 以60cm深度为例: 碾压10遍时压实度达83 碾压40遍时压实度达93 15中铁大桥局三公司青海马平项目部 试验三、振动碾压后的补充冲击碾压 在地基土的湿陷深度不是很大的路段，我 们选取了振动碾压后补充冲击碾压的措施,选取 K34+550-K34+650作为振动碾压后补充冲击碾压 试验段，湿陷深度0.6-1.0m，长100m，分为4个 车道分别冲压10、20、30、40遍，测试沉降量 ， 不同深度的d所测结果如下表： 16中铁大桥局三公司青海马平项目部 表四： 补压遍数为20遍 时各项指标增加 幅度较高,超过20 遍反而有所减少 。补压深度在 6070cm内Kn可达 96.899.5%，但 到90100cm，Kn 已降为 87.196.3%，说 明补压影响深度 的有效深度在 8090之间。 17中铁大桥局三公司青海马平项目部 在湿陷性黄土现场采用冲击式压实机进 行冲击后，对其冲压前后孔隙比进行分析， 在040cm范围内孔隙比每厘米减少2.0%。对 于湿陷黄土，可以通过击实消除湿陷性，或 改善湿陷程度。这对防止工后沉降极为有利， 可显著提高路基的整体强度和均匀性，对提 高施工质量具有显著的效果。由上述试验结 果表明，采用冲击碾压施工方案，处理湿陷 性黄土是行之有效的。 试验效果 18中铁大桥局三公司青海马平项目部 六、原因分析及要因确认 经过QC小组对试验过程进行分析，找出以下各控制点 黄土湿陷性的控制控制点 填料的填筑 压实度的控制 填料的填筑 压实度 填料的 选取* 填筑路拱、标高 厚度的测量 碾压的 遍数* 原地面土的 湿陷系数* 含水量 雨季施工* 测量人员少 职工 经验少* 洒水过多 洒水过少 填筑厚度过厚 压实深度 压实机械 的选用 19中铁大桥局三公司青海马平项目部 要因确认 雨季施工： 含水量过大易引起土方崩塌，产生严重湿陷。 要因 碾压遍数: 从实验数据来看湿陷系数随着压实度的增加而减少.而 压实度与碾压遍数密切相关,故需严格控制碾压遍数。要因 职工经验少： 1、洒水时,没有严格按最佳含水量要求洒水,致使含水 量达不到要求。 2、填筑时为了抢进度填筑厚度过厚,使压实度达不到要 求,进而影响湿陷性不能消除。 要因 20中铁大桥局三公司青海马平项目部 测量人员少: 施工战线长,测量人员偏少。 非要因 原地面土的湿陷系数: 根据原地面土的湿陷系数选取不同的压实方式,用最合 理的施工方法达到最佳效果。 要因 填料的选取: 填土方的路基尽量选取非湿陷性土或湿陷系数小的黄土 ，如果是利用方检测湿陷系数,选取湿陷系数小的黄土。要 因 压实机械的选用： 冲击碾压机的压实有效深度高，能使填土更加密实，且 压实遍数减少，消除湿陷性效果好。 非要因 21中铁大桥局三公司青海马平项目部 对策表 22中铁大桥局三公司青海马平项目部 八、实 施 项目部在整个路基的施工中,精心组织,严格控制工 程质量，路基施工前做好各项研究工作，拟订最佳方案 ，明确各道工序，派专人负责，层层把关，并在实施过 程中严格监督机制，采用冲击碾压的面积达到154697m2, 并用冲击压实机具在填前碾压和振动碾压后进行了冲击 追密压实, 确保路基施工的质量及进度。 实施一 因为冲击碾压与振动碾压的工效比为6.1，我QC小 组对划分的区域，合理地选择施工方案，根据不同 的湿陷系数，采用不同的碾压遍数快速、高效的进 行了路基施工。压实度均满足设计要求。 实施二 在路基的两边修建排水沟，保证排水通畅，消除路 基积水，测量人员严格控制路基的路拱和平整度。 实现了设定目标。 23中铁大桥局三公司青海马平项目部 实施五 实施四 1、严格控制含水量,由试验室经常检测含水量。若 含水量不符合要求，做晾晒或洒水处理。 2、填筑根据厚度计算每车的摊铺面积，用石灰打方 格网，并有专人监督。 路基填料取土场地的选择，经过反复试验，确定了 四个取土场地，为路基填筑的顺利进行打下了坚实 的基础。 实施三 湿陷系数较小：湿陷深度小于60cm的湿陷地基采先 碾压，后追加冲击碾压20遍方法;湿陷系数较大,湿陷 深度较深的湿陷地基直接采用冲击碾压40遍的方法 24中铁大桥局三公司青海马平项目部 九、活动成果 质量 社会效益 路基段施工完毕，一次性通过业主的验收,工 程合格率100%,优良率达90%,实现了QC小组 预定的质量目标。 我标段施工的路基工程内实外美，进度上也 是惊人的，并得到了业主的高度评价，事实 证明大桥局不仅在桥梁建设中是一流的，在 路基工程建设中也是一流的队伍。在业主及 当地政府心目中树立了良好的形象，社会效 益显著。 经济效益 比预定工期缩短了近三个月，顺利通过验收， 创直接经济效益达85万元。 25中铁大桥局三公司青海马平项目部 十、 巩固措施，制定标准 路基工程已经圆满完成，并一次性通过业主有关 部门的验收。我项目部后期主要工程是老鸦峡湟水河I 、II号纵向特大桥，我部QC小组接下来的任务是总结 路基工程施工的经验，并将路基部分小组成员加入桥 梁工程的QC小组活动，建立了一整套调控系统： 1、总结和归纳路基施工经验，制定标准: 对湿陷性黄 土挖方路基路 床，用冲击压 实机进行冲击 4050遍，然后 再铺压3060cm 的砂砾。 对湿陷性黄土 填方路基90cm深 度内用冲击压实 机进行填前压40 遍后，铺压30cm 的砂砾。再进行 上层填筑。 以湿陷性黄土 作为填料的路 基每层填压厚 度为20cm,先用 振动碾压机压 实,累计四层约 80cm后，再采 用冲击压实机 追压20遍。 26中铁大桥局三公司青海马平项目部 2、建立信息反馈体系 信息反馈体系图 大桥局集团三公司马平项目部 施工人员及下属施工协力队伍 QC小组技术员领工员 试验室 测量班 重大问题 指导方 案标准 互相交流 技术要点 互相交流 技术要点 布置任务 完成情况 标准要求实施结果 结果改进 要求检验 反映问题难点 方法措施 27中铁大桥局三公司青海马平项目部 3、建立质量保证体系 质量保证体系 施 工 的 质 量 保 证 体 系 组 织 工 作 保 证 技 术 工 作 保 证 思 想 工 作 保 证 公司经理 全面负责 技术主管 全面负责 总支书记 全面负责 广泛开展QC小组活动 合理安排劳动力、机具、设备 提高管理水平，促进质量意识 制定和落实奖惩办法 按期保质保量提供原材料 开展为企业创信誉、创效益活动 作好职工的思想政治工作，进行“三讲”教育 加强“质量第一、效益第一”全体职工意识 组织经验交流、技术交底及工艺学