蓝派方案最终版(公路工程软基处理方案)4.4

宜兴市渎边公路改造工程宜兴市渎边公路改造工程 蓝派冲击压实技术应用试验方案蓝派冲击压实技术应用试验方案 蓝派冲击压实技术开发 北京 有限公司 2007 年 4 月 4 日 蓝派冲击压实技术开发蓝派冲击压实技术开发 北京北京 有限公司有限公司 Landpac Impact Compaction Technology Development Beijing Co Ltd 目 录 一 编制依据 1 二 工程概况 1 三 方案设计 1 四 施工流程 2 五 施工监测及检测 6 六 试验施工分工与配合 6 七 冲压过程中应注意事项 7 八 质量保证组织体系及措施 7 九 施工安全组织体系及措施 8 十 试验进度安排 8 十一 工程报价 8 宜兴市渎边公路改造工程宜兴市渎边公路改造工程 蓝派冲击压实技术应用试验方案蓝派冲击压实技术应用试验方案 一 编制依据 1 1 公路冲击碾压应用技术指南 1 2 实地勘察 从现场调查所获取的资料 1 3 公路工程质量检验评定标准 1 4 国家相关规范 指南 二 工程概况 渎边公路起点宜兴市丁蜀镇 终点宜 兴市周铁镇 全长 36 325Km 其中 K0 080 K14 993 段存在大量软弱地 基 主要为淤泥质土 埋深 1 15m 淤 泥质土特点如下 呈灰色 混亚砂 夹腐 植物 流塑状态 中偏高压缩性 天然含 水量达到 35 41 孔隙比 0 961 1 374 压缩系数 0 45 0 67MPa 1 我蓝派单位根据自身经验提出对于渎边公路软基路段采用排水固结与冲击 压实及堆载预压相结合进行处理的方案 试验方法如下 三 方案设计 3 1 排水系统设计 本试验方案的排水系统 竖向排水分两种情况操作 当淤泥和淤泥质土深 度小于 含 3m 的时候不设竖向排水板 当深度大于 3m 时则设竖向塑料排水板 水平向为排水垫层和排水明沟 为了加快排除排水板和排水垫层的渗透水及雨 水 在插排水板施工的同时 软基处理场地的周边开挖排水明沟 随时将渗透 水和雨水排出场外 3 2 冲击压实设计 当排水垫层铺设好了之后 开始冲击压实施工 为保证软基及排水垫层密 实 度 冲压施工应该分次进行 冲压次数暂定 3 次 待试验后确定冲压次数 每 次间隔暂定 2 5 天 待试验后确定 每次冲压暂定 5 15 遍 待试验后确定 3 3 堆载预压及路基填筑设计 在经冲击压实满足要求的路基上进行堆载预压并进行监控 当路基沉降趋 于收敛时 对堆载进行处理 分两种情况区别对待 对于堆载高度小于 1m 的 无需卸载 直接用冲击压实机碾压至满足设计要求后进行路面标高的调整 对 于堆载高度大于 1m 的 需卸载后分层填筑 填筑厚度可适当增大至 0 8 1m 后用冲击压实机冲碾 3 4 方案评估 本方案采用深层排水固结和冲击压实相结合的方法 能在保证满足设计要 求的软基工后沉降和软基稳定性等条件下 极大的缩短施工工期 因为软基经 过深层排水固结和冲击压实之后 其强度及稳定性已经可以满足设计要求 尔 后的堆载预压的主要作用是检测和监测软基处理结果而非软基处理的手段 这 样一来就极大的缩短堆载预压期 从而缩短整个公路的建设工期 因此本方案是一个技术可行 工期可行 经济可行的方案 四 施工流程 4 1 场地选择及准备 所选场地的淤泥质土的埋深应在 3m 左右 最大不 能超过 5m 同时应确保沿线国防光缆已被拆除 然后按照规范要求 对软基路 段进行清表整平 4 2 排水固结施工 包括排水明沟的开挖 排水明沟深 1 2 1 5m 宽度不 严格要求 以挖掘机械能正常施工即可 沟底面成 0 3 的排水坡度往出水口方 向加深 插排水板施工 在中粗砂垫层施工之前插排水板 根据岩土勘察报告 确定排水板施插标高以及插排水板深度 排水板间距为 1 8m 等边三角形布置 中粗砂排水垫层施工 排水垫层是水平向主要排水通道 其回填料为大约 0 3m 的山渣土料 其上是中粗砂 粘粒含量不宜大于 3 回填厚度不小于 0 3m 回填面积应该大于插排水板面积 并与排水明沟相连 4 3 冲击压实施工 4 3 1 投入设备 此次软基处理试验采用的主要设备是蓝派公司 LICP 3 型 设备参数见表 1 该设备由牵引机和压实轮两部分组成 工作中牵引机拖动非圆型压实轮滚动 压实轮轮廓曲线上最大半径滚动至最小半径处时对地表产生大振幅冲击剪切 并以冲击波的形式向下传播 从而使影响深度范围内的填料颗粒产生振动响应 进而克服土石颗粒之间的吸附力 粘聚力 使土石颗粒运动的位移增大 强迫 排出土石颗粒之间的空气和水 细颗粒逐渐填充到粗颗粒孔隙之中 从而使土 体得到压实 然后非圆曲线轮廓滚过地表又对地表施以揉压碾压作用 该机压 实轮每小时可覆盖地表 24 000m2 若以 20 遍为压实的收敛遍数 则每台班可 压实 8 000m2左右 考虑停机休息时间 蓝派冲击式压实机具有以下优点 1 冲击能量大 作用深度大 根据土质及冲碾遍数的不同 有效加固深度 可以达 1 2m 且在一定范围内 随着冲碾遍数的增加 加固深度也逐渐增加 最大影响深度可达 4 5m 2 对填料的要求放宽 在同等含水量的情况下 蓝派冲击压实机能较常规 压实设备获得更大的压实度 填筑厚度加大 可以放宽对石料最大粒径的要求 降低爆破成本 同时对石料的级配要求也降低 3 工效高 蓝派冲击压实机运行速度达 12 15km h 左右 是常规振动压 路机的 3 5 倍 填筑厚度是常规振动压路机的 3 倍左右 每台班可以处理地基 8 000 10 000m3左右 虚方 同时蓝派冲击式压实机调运灵活 不借助其它运 输设备可在几十平方公里的场地范围内机动调运 表 1 型号 压实轮 形状 牵引 能量 马力 设备 总重 吨 设备 总长 m 设备 总宽 m 设备 总高 m 单轮公 称宽 m 压实组 件重 吨 作业速 度 km h LICP 3三边形360278 633 340 9 1 01212 15 4 3 2 投入人员 我蓝派公司成立现场项目部 设置一名项目经理 负责整个施工组织领导 人员安排和与各合作方的联系 协调 操作手二名 一名机长和一名机手 组成 负责设备的安全操作 机械师 维修人员 一名 负责设备的日常维护与检修 4 3 3冲压施工 根据 先慢后快 先轻后重 的碾压原则 冲击式压实机先以 10 12km h 的 速度在中粗沙上直接冲碾 随着遍数的增加 速度逐渐增加到 12 15km h 由 于冲击式压实机作业特点是牵引式 只能前行且所压轮迹中波峰波谷是随着压 实遍数 注 冲击压实一遍的定义是压实轮迹对被压地表覆盖一遍 的递增 通 过转弯时半径的调整交错变化的 为保证足够的转弯半径 压实机转一圈 压 1 3 2 4 两个相间的车道 交错套压 冲压过程中应做好速度控制和 遍数控制 20m 0 5m 2 5m 4m 冲压行驶方向 12m 图 1 冲压行车路线以及布设高程检测点位置图 速度控制速度控制 为保证冲压质量 要严格保证冲击式压实机在冲压过程中的运 行速度 速度过慢 则冲击力不足 难以对填筑体取得应有的压实效果 速度 过快 则可能冲压轮顶点作用于路基表面后迅速离开 冲击力没有足够的时间 向下层路基传递 影响下层的作用效果 一般对于普通的土石路基 冲击压实 机的运行速度应遵循先慢后快 先轻后重的原则 冲压初期速度控制在 10 12km h 左右 待填筑体具有一定强度后速度提高到 12 15km h 遍数控制遍数控制 冲击压路机双轮各宽 0 95m 两轮内边距 1 10m 每遍第二次的单 轮由第一次两轮内边距中央通过 形成的理论冲碾间隙双边各 0 075m 但每次 冲击力按冲碾轮触地面积边缘与地表以 45 2 夹角向土体内辐射传播 为 填料的内摩擦角 同时当第二遍的第一次向内移动 0 2m 冲碾后 即将第一遍的 间隙全部碾压 第三遍再恢复到第一遍的位置冲压 依次进行至最终遍数 因此 可以保证对填筑体进行均匀压实 在蓝派冲击压实机的巨大作用力的连续作用之下 软土地基中的孔隙水压 力肯定会迅速增大 当达到一次程度时 会出现弹簧现象 为避免弹簧现象的 发生 在冲碾过程中 要及时监控工作面的变化 同时控制每次连续冲碾的遍 数 适时停止冲压 一般应待孔隙水压消散趋于平稳或者消散到最高孔隙水压 力的 30 时 方可重新开始冲碾 4 4堆载预压及回填施工 由于软基已经采用冲击压实技术处理过 路基趋于稳定 因此堆载后沉降 收敛的时间会缩短 同时卸载后的填筑厚度因为冲击压实的配合可以加大 因 此可以在保证质量的前提下大大缩短工期 4 5施工顺序 本试验主要施工工序为 测量坐标点 周边排水明沟开挖 塑料排水板插设 中粗砂排水垫层铺设 孔隙水压探头埋设 冲压施工 软基检测 沉降检测 室内土工试验和现场轻 便触探 标准贯入试验 静力荷载试验等 堆载预压 路基回填 冲压施工 路基检测验收 4 6主要施工设备 本次试验主要施工装备见下表 表 2 序号装备单位数量 1挖掘机台1 2插板机台1 3冲击压实机台1 4推土机台1 5水准仪台1 6空隙水压力传感器个15 7卷尺m30 五 施工监测及检测 5 1 施工过程监测 本次试验在施工过程中主要监测项目有 地面沉降观测 孔隙水压力观测 1 地面沉降观测 平整工作面 按 20m 一个断面 一个断面三个点 测点埋设原则为 距路 基两侧 2 5m 处各设一测点 路基中央设一测点 为确保测点位置准确 可以采 取埋设彩色钢球的方式确定或者先在路基两侧用油漆或木桩确定两个基点 然 后在两点间拉卷尺用固定间距确定三个测点 见图 1 冲压行车路线以及布设高程检测 点位置图 试验中随时对地面的沉降进行监测 跟踪了解在冲压和堆载过程中 地基的沉降速率 以便根据实际情况调整和控制冲压和堆载的参数 具体到冲 压 当相邻两个检测单元 冲压 5 遍为一检测单元 的沉降量小于 1cm 时 则认 为已经达到效果 沉降已经收敛 这时可以停止冲压 2 孔隙水压力监测 通过孔隙水压力的动态监测 随时了解动静排水固结软基处理过程中 孔 隙水压力的增长和消散规律 为调整施工试验参数提供依据 5 2 施工后软基和地基的检测 施工结束后 按照 公路工程质量检验评定标准 及相关规范和设计的要 求 在孔隙水压力稳定以后进行软基加固效果的检测 载荷试验 静力触探试验 室内土工试验等 以及地基填筑效果的检测 密实度 弯沉等 六 试验施工分工与配合 在整个试验过程中需要承包单位 蓝派 监理单位的合作与配合进行 监理单位的主要职责是派出现场监理人员遵照 公路工程监理实用手册 监督整个试验过程 监督从清表到排水明沟开挖 排水垫层铺设 排水板插设 软基冲压 堆载预压 路基填筑 路基冲压及各项监测和检测的进行 具体到 蓝派冲压的时候 现场监理则主要负责记录蓝派冲压的遍数 冲压的速度及冲 压面积的签认 蓝派单位则主要负责软基及路基的冲压工作 包括设备的调运 设备的维 护 冲压的进行 速度的控制等 同时还协助承包单位进行监测检测及数据处 理和方案的最后确定 试验结束后 由蓝派单位和承包单位共同出具试验报告 然后商定最终方案 承包单位主要负责大部分工作的进行 包括场地清表 排水明沟开挖 排 水板埋设 排水砂垫层铺设 堆载预压 路基回填以及各项检测工作的执行与 记录 七 冲压过程中应该注意的事项 1 为保证试验质量 本工程应根据淤泥厚度以及路基填筑厚度 进行冲 压遍数 行进速度 间隔时间等试验 并依据试验结果来确定冲击压实施工参 数 2 含水量低时应均匀洒水湿润 含水量高时应进行翻松晾晒 3 中粗砂垫层施工完成后 安排技术人员监测垫层标高 沉降速率和孔 隙水压力消散情况 并依据监测结果 确定冲压时间 4 由于路基在冲压结束后 表面会起伏不平 尤其是路基较薄弱的位置 起伏更大 为了避免降雨而造成路基表面积水 影响路基质量 要对冲压完工 后的路段及时整平 5 冲压过程中如发现路基局部出现 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 若含水量过大可以采取停工 晾晒的方法 如果局部沉降过大 则可能是该段落在路基施工过程中存在一些 质量隐患 需要重新处理 八 八 质量保证组织体系及措施 质量保证组织体系及措施 8 1 加强科学管理 建立有力的质量保证体系 确保工程质量 8 2 强化质量意识 严格岗位培训 组织施工人员对施工组织设计进行学 习 明确岗位责任 开展全面质量管理活动 树立质量是企业生命的思想 严 格把好质量关 8 3 施工质量保证措施 1 保证冲压前原地面高程 冲压中各检测单元的高程测量准确无误 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 九 施工安全组织体系及措施 9 1 建立安全管理体系 对施工人员进行安全交底 并在施工中采取定期 或不定期的安全检查 9 2 加强安全教育 严格执行安全生产制度和操作规程 9 3 严禁施工人员酒后上岗作业 9 4 对设备进行定期检查 维修 严禁机械带病作业 9 5 施工避让 由于蓝派冲击压实设备的冲击力较大 为避免对道路沿线 结构物造成损坏 应采取以下避让措施 1 圆管涵 板涵上土层厚度应根据涵洞跨度及建筑材料不同区别对待 但不得小于 1m 否则不得冲压 2 距桥头避让距离为 5m 3 路边民房的避让距离一般不少于 20m 4 对地下光缆避让距离为 5m 5 对于有挡墙的填方路段 冲压轮迹应距挡墙内侧至少 1m 同时适当 降 低冲击压实机作业速度 十 试验进度安排 清表 排水明沟开挖 中粗砂垫层铺设 排水板插设 2 天完成 排水固结