利用风积沙填筑高等级公路路基施工工法 21页

利用风积沙填筑高等级公路路基施工工法1前言沙漠中修建公路，与在普通地区有很大区别。首先，填筑材料和水源由于受地域条件的限制有很大的局限性，如采用远运利用常规材料进行路基填筑，成本极高，不易采用。另外沙漠地区风积沙含量丰富且覆盖层较厚，因此风积沙必然成为沙漠公路中路基填筑的主要材料。其次，由于风积沙颗粒磨圆、黏结力小，不易形成板结，易造成运料车和碾压机具陷车现象的发生，给运料和碾压都带来一定困难。因此采用风积沙与碎石土(或砂砾)夹层填筑的施工工法，能有效地解决沙漠地区路基填筑施工中此类问题的发生。应用此工法施工，可就近利用风积沙作为路基填料变“废”为宝，既可降低成本又能保护生态环境，具有非常显著的优点。我单位在xx省际通道中，成功地应用了风积沙与碎石土夹层填筑的施工工法，加快了施工速度，降低了施工成本，保证了施工质量，具有良好的经济和社会效益，并研究总结了本施工工法，在沙漠地区路基填筑施工中具有广泛的推广应用前景。2工法特点2.1本工法流程简洁工艺简单，易于掌握，使用常规路基填筑施工机械即可投入施工，无需新增特殊设备，同时可节省占地，减少对沙漠草场的破坏，对当地生态环境可起到很好的保护作用。2.2用本工法施工解决了在沙漠地区填筑路基时，常规填料缺乏的问题。n2.3采用本工法施工，风积沙碾压是在其天然含水量或少量洒水状态下进行的，因此可解决沙漠地区水源稀缺的问题。3适用范围3.1适用于黏土、耕地资源紧张，而风积沙含量丰富，碎石土(或砂砾)含量能满足施工需求的地区。3.2适用于高等级公路路基填筑。3.3尤其适合于地下水含量稀缺的沙漠地区。4工艺原理每个工作层厚度采用40cm风积沙+20cm碎石土的结构形式进行，风积沙层采用T140以上推土机进行摊铺、平整及碾压。采用推土机碾压风积沙层可解决压实机具在沙地行走困难问题，同时推土机的齿块嵌入沙层，增大了对砂土的单位面积压力值，事实上起到对砂土的插入捣固作用。由于风积沙黏结力小，用推土机稳压完毕后也不易形成整体，因此采用20cm碎石土(或砂砾)作为封层材料，这样不仅可以保证风积沙层的强度和稳定性，而且碎石土(或砂砾)在18T以上压路机的作用下，可嵌入风积沙层，使两层很好地衔接，并对风积沙层进一步挤压、稳固。在碎石土(或砂砾)封层材料顶面使用18T以上压路机进行碾压，激振力在250kN--300kN时，可影响深度为1m，因此每个工作层采用40cm风积沙+20cm碎石土的结构形式，完全在振动压实影响范围内，可起到很好的振动压实效果。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程n施工准备原地面清表、平整检测清表及压实度风积沙的摊铺、平整推土机稳压碎石土摊铺、平整振动压路机稳压、振压、终压返工沉降量检测不合格合格下层施工合格5.2操作要点5.2.1施工准备路基施工前要全面熟悉设计文件和设计技术交底，现场核对发现问题及时按有关程序上报监理部门和业主。并完成“三通一平”工作，根据工程规模、工期要求等因素确定施工方案，为路基施工打下坚实的基础。5.2.2施工放样测量工作是施工的首项工作，也是工程质量重要的一个环节。首先根n据设计图纸提供的控制点数据，对全线控制点进行复测、闭合工作，并提交导线点、水准点复测成果报告。然后根据报告中控制点数据放样路线中桩并根据每层填筑顶面标高放出坡脚桩，直线段间距20m曲线段间距10m。施工采用半幅施工交替进行的方法，中线和坡脚标高均采用挂线、培土路肩的方法进行控制。5.2.3原地面处理填方路堤施工前，对基底宽度内进行清表，原地面的坑、洞、低矮的沙丘等应推平或用风积沙回填，草皮、有机土、腐殖质、淤泥等应清除，并进行填筑前碾压达到规定压实度后进行填筑施工。用于填筑路基的风积沙不得夹杂粘土、植物、草皮、树根等杂质。严重下湿地段应先对基底用抛石挤淤的方法进行处理。片石抛填至地表长期积水水位以上。片石以上填50cm厚的天然砂砾或碎石土。宽度每侧比路基基底宽1m,然后再填筑路堤。5.2.4含水量和分层厚度的控制风积沙夹层填筑的方法，是在天然含水量状态下对风积沙进行碾压。但在碎石土(或砂砾)运距较远，而地下水较为丰富的地区也可采用湿法施工。由于风积沙保水性差、渗水性强，因此现场可采用打眼布井的方式配合高压喷头、消防水带等器具进行路基洒水，并且含水量应高于最佳含水量1%-2%，以确保在最佳含水量时进行碾压。风积沙每层分层厚度应为40cm，此厚度是通过对35cm、40cm、50cm不同厚度的风积沙进行试验，综合碾压遍数和施工速度而得出数据。n5.2.5压实机具的选择为避免在风积沙施工中压路机发生陷车现象，在碾压机具的选择上应采用前后驱动的18T以上振动压路机和140以上履带式推土机。风积沙层的碾压用140以上履带式推土机进行稳压，碎石土(或砂砾)夹层的碾压用18T以上振动压路进行碾压。压路机和推土机的数量应根据工程规模、施工场地条件、工作面数量、工期要求等因素综合考虑配置。5.3夹层填筑施工5.3.1风积沙层的摊铺、碾压按每层40cm的虚铺高度，在放样的坡脚控制桩上挂线，人工培土路肩。用白灰在路基范围内布设5m×5m的方格，计算出每个方格内卸料的数量，以避免推土机运料、摊平过程中出现涌堵现象，用推土机大面积推料、平整，两侧边缘部位人工配合整平。平整完毕后，用推土机进行稳压，碾压顺序直线段从两边向中间，曲线段从内侧向外侧，避免风积沙层的滑移。碾压行驶速度不超过4km／h(2档行驶)，履带轮迹重叠1/2，碾压遍数4遍(前进倒退完成为1遍)。5.3.2碎石土(或砂砾)封层的摊铺、碾压风积沙层碾压完毕后，在其上面铺设20cm碎石土(或砂砾)。运料方式采用倒退卸土法，既可避免对成型的风积沙层造成破坏，也可避免运料车陷车。每倒1车，用推土机摊铺整平，第二车在摊铺的碎石土上进行卸料，依次直至填满整个风积沙层。施工应防止风积沙和碎石土混夹填筑，并必须将粒径大于14cm的石块捡出，推土机初平后再用PY180平地机进行精n平，平整完毕后再进行碾压。碾压过程应遵循“先静后振、先慢后快、先低后高、先内后外”的原则进行，整平后先用自行式振动压路机稳压1遍，然后弱振动2遍，强振4遍，激振力在250～300KN为宜，最后用三轮压路机静压2遍消除轮迹，每遍轮迹重叠1/3，行驶速度控制在2-4km／h。5.3.3风积沙夹层填筑的质量检验风积沙夹层填筑质量检测方法为沉降差值法。具体步骤：在已经压实的碎石土(或砂砾)上，按纵向间距20m埋置钢球，路基左右半幅各埋一个，上球面与路基平齐。用压路机稳压一遍，然后用水准仪测量每个钢球标高，再用压路机振动压两遍，之后再用水准仪测量每个钢球标高，其沉降量△3mm为合格。合格后再挖开碎石土(或砂砾)层用环刀法检测风积沙层的压实度，报监理工程师检验合格后方可进行下一层的施工。5.4夹层填筑施工注意事项5.4.1风积沙层在用推土机稳压时，只可采用进退方式行走，不得随意转弯掉头，以避免加剧对风积沙层的扰动。5.4.2推土机稳压行进速度应保持4km／h为宜，过快达不到稳压效果，过慢影响施工速度，并且碾压遍数必须达到要求，否则易出现封层沉降量满足要求但风积沙层压实度不符合要求的现象。5.4.3路基填筑时，左右两侧均应加宽30cm，以确保路肩部分的压实度，多余部分在刷坡时刷除。5.4.4为了满足路床稳定性及强度要求，路床层应以碎石土(或砂砾)n填筑厚度至少20cm。因此在接近路床标高时应调整夹层填筑厚度，确保路床层为碎石土(或砂砾)，碎石土(或砂砾)最大粒径不大于10cm，0．074mm以下颗粒含量不大于15％，液限不大于28，塑性指数不大于9。5.4.5若填方分几个作业段施工，两侧联接处。不在同一时间填筑的，应将先填地段挖成宽度不小于2m的台阶；同一时间填筑的则应分层相互交叠衔接，其搭接长度不得小于2m。5.4.6路基填筑采用半幅水平分层填筑分层压实的方法，但当原地面纵坡＞12%时，应采用纵向分层的方法进行填筑。5.4.7标准干容重采用的风积沙试样应与施工路段的风积沙相适应，施工中如发现风积沙级配有变化，应及时进行标准干容重试验。5.5劳动力组织劳力的配置应与机械配置数量、工程量相匹配，避免窝工或人员不足现象发生。本工法每个工作面人员数量见表1。主要工种劳动力组织表表1序号作业项目及内容人数备注1风积沙层推土机粗平、稳压1与碎石土层碾压共用2指挥运料车1每个工作面1人3平地机精平1找补4培路肩12每个工作面均需配置5测量3随时检测标高6试验检测3机动检验每个作业面合计21n6材料与设备本工法所需的主要设备仪器情况见表2。主要设备仪器配置表表2序号设备名称单位数量备注1运料车台6双桥车，根据运距具体配置挖掘机台2可供2个工作面施工2140推土机台2风积沙层粗平、稳压3PY180平地机台1碎石土层精平418T振动压路机台1封层碾压5静压台26洒水车台1便道养护，封层前表层少量洒水50装载机台17全站仪套18水准仪套1950m钢尺把110试验检测设备套1封层沉降法，风积沙层环刀法11电子天平台17质量控制7.1本工法质量检验标准、方法及频率见表3。质量检验标准及检验方法、频率表表3填挖类型检查项目层位标准值检查方法频率路堤上路床0～30cm≥95每2000㎡检测4个点，不足1000㎡检测2个点。下路床30～80cm≥95上路堤80～150cm≥93下路堤＞150cm≥90零填及挖方0～30cm≥9530～80cm≥95沉降量碎石土封层≤3mm每2000㎡检测20个点中线偏位50mm每200m测4点，弯道处加HY、YH两点。宽度≮设计每200m测4处纵断高程mm+10,-15每200m测4个断面n7.2质量控制措施7.2.1把“百年大计，质量第一”的宗旨贯彻到每一个施工工序中,严格按照设计要求和施工规范组织施工。7.2.2施工前认真进行技术交底，使施工人员明确施工方案，施工程序。施工过程中加强技术复核和质量检验,对不合格产品立即返工。7.2.3测量工作必须实行“双检制”，即由两人用不同的方法或仪器进行校验，确保测量精度和准确性。7.2.4成立以项目部经理为首的质量保证体系，质量检测人员对工程质量进行全面的动态控制，达到事前控制的效果。7.2.5每一道工序完工后经自检合格，报监理工程师检查、签字后方可进行下道工序施工。8安全措施8.1成立安全生产管理组，对所有参与项目建设的人员进行安全生产教育培训，开工前实行安全技术交底制。按工程规模配置足量的专职安全员，每日进行安全巡视、检查，发现隐患及时上报、处理。8.2加强电线线路管理。施工现场内电线与其所经过的建筑物或工作地点保持安全距离，同时加大电线的安全系数。各种电动机械设备，必须有可靠有效的安全接地和防雷装置，严禁非专业人员操作机电设备。8.3由于施工现场人员与机械配合施工的情况较多，每道工序施工现场均有专人负责指挥、调度，避免发生人员伤亡事故。8.4在填方地段边缘设置醒目标记，避免夜间行人或压路机具发生跌n落、翻车事故。8.5所有机械操作手均实行轮班制，避免因疲劳驾驶而发生安全事故。9环保措施本工法主要适用于沙漠或沙漠化地区，因此环保工作特别重要，避免因修建公路而破坏生态环境。9.1风积沙的利用本着就近利用的原则，在取沙完毕后要及时平整，种植防风固沙植物。9.2由于风积沙在运输过程中极易产生扬尘，因此在每台运料车上必须采用帆布覆盖，避免扬尘。9.3施工便道要及时养护、洒水，避免废弃物和扬尘对当地居民的生产和生活造成影响。10资源节约本工法流程简洁、工艺简单易于掌握，可就近利用风积沙作为路基填料，降低了施工成本。施工采用常规机械无需新增特殊机械并且风积沙层采用推土机稳压后即可铺筑碎石土封层，加快了施工速度，有效地缩短了工期。11效益分析11.1经济效益采用风积沙施工，可直接利用路基两侧沙丘作为路基填料，符合因地制宜、就地取材的原则。不仅节省了借土费用、降低了运输费用和现场的机械使用费，而且缩短了工期，大大降低了工程造价。n以xx省际通道ASTJ6010合同段路基工程为例，路基填方101.69万m3，碎石土33.89万m3，风积沙预算单价为11.8元/m3，而碎石土运距30km以上，最低40元/m3。与采用碎石土(或砂砾)填筑相比可节约资金=(101.69-33.89)万m3×(40-11.8)元/m3=1912万元，其经济效益非常显著。采用40cm风积沙+20cm碎石土(或砂砾)的结构形式进行施工，风积沙层在摊铺平整完毕后，用推土机稳压4遍后即可进行碎石土封层的施工，与普通路基施工时分层碾压均需用压路机稳压、振压、终压相比，可节省大量碾压费用。11.2社会效益采用本工法施工，减少了对沙漠草场的破坏，保护了生态平衡。沙丘取土后，稍作平整即可种植防风、固沙的植物。与传统的路基施工完毕后平整取土场地、复垦施工相比较不仅节约了资金，而且解决了公路绿化问题，符合建设“环保路、生态路”的理念。12应用实例我公司在xx省际通道xx至xx段合同段和侯禹高速E5合同段均采用此施工工法，工程质量和进度都受到建设方的一致认可和好评。随着我国公路事业的不断发展，在沙漠中修建高速公路也越来越多，风积沙碎石土夹层填筑的方法，可在水资源和常规填筑材料匮乏的情况下，高效、优质地完成施工任务，将在沙漠公路建设中发挥重要的作用。n工程应用证明nn有关工程照片n工程应用照片照片1原地貌(风积沙覆盖层)照片2测量放样n照片3原地面平整照片4取沙场施工n照片5施工便道照片6风积沙层施工n照片7风积沙摊铺、平整完毕照片8洒水碾压n照片9碎石土施工照片10下湿地原地面处理n照片11排水沟施工照片12碎石土包边施工nxx省省级工法评审意见表工法名称：利用风积沙填筑高等级公路路基施工工法完成单位：xxxx路桥有限责任公司专家评审意见2011年12月28日，xx省住建厅聘请同行专家组成鉴定委员会对xxxx路桥有限责任公司完成的“利用风积沙填筑高等级公路路基施工工法”进行了关键技术鉴定。参会专家听取了课题组的汇报，经质疑和认真讨论形成如下鉴定意见：一、课题组所提供的资料齐全，真实可靠。二、采用风积沙填筑高等级公路路基的工法，能满足《公路路基施工技术规范》要求。三、该工法提高了沙漠地带风积沙材料的利用率，缩短了施工期限，提高了工效，降低了工程综合造价。该工法可在我国沙漠公路建设路基中采用，可确保路基工程质量，该工法达到国内先进水平。主任委员签字：主审委员签字：年月日