碎石桩抛石碎石换填大石封底软基处理施工方案.docx
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1、软基处理施工方案一、编制依据1、XX高速公路XX段土建工程公路工程施工合同(包括施工招标文件和施工投标文件);2、XX路XX段两阶段施工图设计。3、公路路基施工技术规范4、公路土工试验规程5、公路工程质量检验评定标准6、公路工程技术标准7、工程测量规范二、工程概况 XX高速公路XX至XX段位于重庆市XX区境内。XX高速公路是XX高速公路网规划(20032020)“三环、十射、三联”的重要组成部分,是联系重庆市周边区县的重要公路通道,有着环接重庆市各条对外高速公路的重要作用。三环高速公路连接了重庆主城区周边的长寿、合川、铜梁、永川、涪陵等11 个区县市,路线全长约500km,本项目“铜梁至永川段
2、”即为其中的重要路段之一。中铁三局二公司承建XX高速XX段土建第1合同段,全长11.6km,起讫里程K45+900K53+500。本合同段是涵盖路基、桥梁、隧道、互通区、停车区、通涵、人行天桥以及防护排水的综合性工程。三、不良地质路段情况本项目位于川西平原向川东盆地周边缘过渡地带,除玉龙山隧道外,路线地质条件总体相对简单。一般路基存在软土、高边坡,隧道路段存在岩溶、采空区,崩坡积体等不良地质,其中岩溶以隐伏型为主。路线区内的不良地质分述如下: 岩溶路线走廊区碳酸盐岩类分布于西山背斜轴部地段,即玉龙山隧道路段,路线区碳酸盐岩类仅在南侧的玉龙森林公园(玉龙禅寺)、北侧的老玉龙场一带有零星出露,地表
3、岩溶主要以溶沟、溶芽、溶蚀裂隙及小溶洞等形式出现(见照片),溶洞较少。路线段穿越的碳酸盐岩类的岩溶发育总体程度较低,但其岩性的差异性性造成岩溶的发育程度的不同,三叠系中统雷口坡组、下统嘉陵江组的灰岩溶发育程度高;白云岩、白云质灰岩的岩溶发育程度较低;隧址区分布的碳酸盐岩类的面岩溶率一般小于1个/Km2,其岩溶化程度弱,地表岩溶形态稀疏发育,地下洞穴较少,未见岩溶大泉及暗河。 软土路基路线经过的丘间凹谷及缓坡地带分布的水田、水塘,由于长期积水,水田、水塘中的低液限粘性土一般呈软塑流塑状,含水量高,压缩性大,形成高压缩性饱和粘性土,具有高压缩性、高孔隙比、高含水量特征。土体物理力学性质差,其强度不
4、能满足设计要求,填筑路堤易产生沉降和变形破坏,为软弱路基。路线通过的丘间宽缓谷地及缓坡地带多为水田、水塘,软弱地基路段较多,采用钻探、螺纹钻、静探揭露,软弱路基段土体厚度普遍较大,主要为残坡积成因,宽缓沟谷地段土体厚度多大于2m,最厚达9m左右,缓坡地带土体厚度相对较薄,一般厚01m。根据现场勘探情况及静探测试成果,软弱路基段土体表层存在流塑软塑软弱土层,厚薄不一,下部土体力学性质未呈现随深度增加而力学性增强的趋势,多为软硬相间或下部土体较软弱。据钻探及静探测试成果判断,深部土体也存在软塑状。室内试验结果表明,除水田、水塘表层0.51m的淤泥或淤泥质土层外,下部土层天然含水量无大于液限的,不属
5、软土。土体含水量无明显规律性,未呈现随深度增加而含水量增加或降低的趋势。综上,路线区软弱路基段土体除水田、水塘表层0.51m的淤泥或淤泥质土层,其余土体均不属软土。软弱路基段土体含水量及力学性质与深度无明显规律性,无明显线型关系。其主要工程量如下:碎石桩10.23万m,换填及抛填片石1.78万 m3,抛石挤於5.24万m3 ,强夯9260m2,大石封底28173m3具体工程数量见下表:四、 施工方案(一)换填碎石方案1、施工准备在软基处理前,先进行施工便道的准备,以便非适用性材料的外运和回填材料的内运。2、施工组织及工期安排计划组织2个路基施工队共140余人,分区分段负责施工,为加快施工进度,
6、即对全标段内各工区同时施工,单个工区内对开挖的软基段须集中力量逐段逐块及时完成挖泥和回填施工,避免正在处理的软基段受雨水浸泡等影响,确保软基处理彻底及其质量。计划工期:2012年7月15日2013年4月15日,日历天数275天3、施工放样根据软基换填处理原则:当填方高度大于3m时,处理范围至坡脚线外2m;当填方高度小于3m时,处理范围至坡脚线外1m。对软基开挖线进行测量放样。4、 施工工艺(软基换填施工工艺流程见框图1)软基处理施工工艺框图1施工准备测量放样挖淤泥基坑验收回填碎石土碾 压 5、材料要求由于本标段路堤的软基处理都处于常水位以下,宜用水稳性好、塑性指数不大于6且压缩性小、不易风化的
7、透水性材料填筑。本合同主要采用换填碎石土进行处理。采用路基挖方或隧道出渣的硬质片石、透水性粒料进行换填,所采用片石石料抗压强度不得低于20Mpa,并应具有较低的水敏性,换填碾压厚度不超过30cm, 压实度不得小于90%。6、施工要求(1)软基清理在水田和鱼塘地段施工前,先沿公路用地两侧筑隔水墙,在堤内挖纵、横向排水沟,有条件地方尽可能自然排干积水,局部排水困难地方采用大型抽水机抽排,保证能及时排除地面水以疏干表土;地表疏干后,地基土含水量接近最佳含水量时,应清除表层不良土层,经碾压密实后在上面填筑路堤,当地面不能疏干,应挖去湿土。(2)回填片石施工前先对碎石土材料进行取样检验。片石石料的强度不
8、小于20Mpa,不得采用土及软质岩石进行换填,并应具有较低的水敏性。为了路基的稳定,当填方高度小于3m时,处理范围至排水沟线外1m。回填碎片石的铺筑施工采用分层压实法,松铺厚度宜小于30cm,摊铺整平后碾压密实,下层密实度经检验合格后,再填筑上层。利用挖方段开挖出来的石方,经人工锤解后掺加砂砾土,经试验检测合格后做为回填材料,用于软土路基回填。施工时应先从路堤中部开始回填,中部向前突进后再渐次向两侧扩展,底面有较大的横坡时,应开挖台阶。回填应从最低处开始回填,按不大于30cm松铺厚度分层进行,堆土机粗平,平地机进行精平。以便压路机进行碾压时有足够的平整度;回填至略高于原淤泥或水面为止(用测量沉
9、降法确定);水田段换填的碎石土石料强度不应小于20Mpa,回填时两侧至排水沟外线宽出1米。7、施工方法将软基地段中积水抽干,在开挖前,测量必要的断面并报监理工程师批准,然后将淤泥挖除干净,并将底部整平碾压,如软土底部面积大且起伏较大,应设置台阶或缓坡。换填前,应对基底进行横断测量和检查验收,经监理检查签认方可进行回填碎石土。碎石土回填每层松铺厚度不应超过30cm,平整后振压密度,并采用沉降差进行控制,沉降差不得大于5mm,压至没有产生明显的沉降为止,且满足设计与规范要求。每层碎石土完工后须监理验收签认方可进行下一层施工。本标段K47+470-K47+940桩号和K49+865-K49+960桩
10、号设计为碎石桩处理。采用50桩径,桩间距为1.5m-2.0m,桩长为4.5m-8m,共有102307m。水泥搅拌桩施工水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,桩顶采用土工布+50cm碎石垫层+土工布的处理方法。施工前应对场地进行平整,并配套相应的设备、机具、施工用电、障碍物排除等。打桩前应先定出每个桩的桩位,编制好打桩顺序,并对准备使用的碎石骨料进行抽样检验,做级配试验,本段碎石桩采用干振碎石法施工,施工前至少应做两根试桩用来确定施工参数。A、振动沉管碎石桩1.施工工艺流程(见下图)2.施工工艺(1)先进行桩位测放,测量人员测量放出中心线及边线控制桩,并做好控制桩保护,标示桩点里程,根据桩位平面布置图
11、,用钢尺布桩,布桩误差控制在2cm内。(2)机具定位:将打桩机就位,合拢合瓣桩尖,将管桩向下垂直,使桩尖对准桩位标记,继续向下垂移桩管使桩尖入土。调整桩机搭架,使沉管与地面基本垂直,一般控制在1%以内。(3)沉管达到设计深度后,进行碎石(粒径25cm)灌注作业,将碎石由加料口注入桩管内,灌入量按桩身理论方案量值与充盈系数计算。做好现场施工记录,严格控制每根桩的碎石充盈系数,充盈系数一般控制在1.02。避免先期大后期小的不良现象,以增加桩的均匀性。(4)桩身拔管:管内灌入碎石高度需大于1/3管长,方可开始拔管,应有专人负责碎石灌入量,以防超灌或少灌。拔管时应先振动510s后开始拔管,边振边拔,每
12、拔高度0.51.0m停振,如此反复直至全管拔出。拔管速度要均匀,一般为0.8m/min(平均速度)。(5)拔管成桩:振动沉管碎石桩的拔管作业与沉管灌注桩作业相同, 其程序为:灌料后原位振动 振动拔管 振动拔管 振动反插 振动拔管 再次罐料 第二次振动。以此为循环周期直至到设计桩顶标高完成一根桩施工作业(反插次数及反插深度均应满足桩身设计,横截面积为控制依据)。3. 质量控制碎石粒径2050mm,通过试验确定出最佳级配,一般经级配后碎石料干重度=18.7KN/m3。保证每孔填料量,并做好填料现场记录。严格控制振动挤密次数及电动机动率。进行必要的成桩检查。在试打及工程桩每100根抽查12根,检查桩
13、体是否成型完整,扩径是否满足要求(d=0.6m)。最后进行荷载试验,以便最后确定路基处理效果。施工时,要控制填碎石量、提升高度和速度、振冲次数和时间、电机工作电流等,以保证振冲密实和桩身的连续性。根据振冲器的能量,控制分段填料量及成桩的长度。4.施工注意事项:(1)下料要均匀,不宜过多,原则上要“少吃多餐”,勤加料。(2)成孔后下料要及时以免缩孔。若有较长停留时间须重新沉桩扩孔后在下料。(3)制好桩与桩之间的间距,观察土体隆起的速度和高度,密切注意观察桩顶和自然地面变化状况。(4)控制好桩管入土的垂直度,做好现场施工记录,严格控制每根桩的碎石充盈系数,一般控制在1.02。避免先期大后期小的不良
14、现象,以增加桩的均匀性。(5)为有效的消除土中负压的产生,一般采用预制桩头的施工方法。即在振动沉管时在桩尖处加设一预制砼桩头,使套管成为两头开口,保证套管内气流畅通。B、干冲碎石桩1. 工艺流程: 布设桩位成孔机具就位成孔(直径600mm)硬质岩层顶面往孔中填料用冲击锤反复冲击填料至密实将冲击锤提出孔口往孔中填料,冲击锤冲击密实直至孔内形成砂石桩体。2.施工工艺:(1) 成孔;机具成孔必须至硬质岩层顶面,并反复清孔。(2) 填料;选用粒径25cm的卵石及20%中粗砂,含泥量不得大于10%;桩顶部选用25cm碎石。采用分段填料,要“少吃多餐”,每次填料高度0.5m左右。(3) 冲密;将冲击锤反复
15、冲击填料,使填料挤密,每次填料后,夯击45次。如遇较软弱土层,应适当增加夯击次数,直至密实。将部分填料挤往孔壁土中,从而增大桩径,达到设计要求的置换率,直至桩体密实,再进行下轮的填料,如此反复直至孔口,并要求桩顶以下00.5m范围内用25cm碎石冲填密实。(4) 认真做好各项原始记录,及时将有关数据填在施工图上。(5) 严格执行安全操作规程,确保人身、机具安全。3.质量保证措施(1) 项目负责人和项目技术负责人为施工质量第一负责人。(2) 专职质量监督员为质量工作全权代表,行使否决权,并担任质量信息反馈工作。(3) 以全面质量管理的思想,指导施工,做到心中有数,认真把好成孔、填料、冲密三道关,
16、确保成桩质量。4.施工注意事项:(1)施工前应对场地进行清淤,清淤后并对场地进行平整,然后对碎石桩进行定位。(2)碎石桩的施工顺序采用“由里到外”的方式,禁止采用“由外向里”的方式制桩。(3)施工时必须保证桩体连续、挤密均匀、桩径不小于设计尺寸、桩体密实程度达到紧密状态(N63.510)。(4)应严格按照设计桩位、桩长、桩数施工,桩位偏差不应大于桩径之半,桩长允许偏差为-10cm,垂直度偏差不应大于1.5%。(5)制桩应分段投料振密,分段长度一般为0.81.0m,碎石桩全部制完经检验合格后方可铺设土工格栅及砂垫层。C、成桩质量检测:(1)开挖检查。 (2)内采用轻便触探或标准贯入,检查桩身强度
17、。(3)进行复合地基承载力试验,待碎石桩达到设计强度的75%后,方能填筑上部路堤。(三) 抛大石挤於 1、施工方法 按设计图要求须测量放线,确定其抛石至排水沟外侧1M范围并经业主或监理工程师现场检查界线。抛石材料材料选用沿线开挖硬质片、块石(泥岩禁用),粒径5080cm(明水较深地段选用50-100cm),所用石料抗压强度不得低于20MPa,根据现场情况抛石挤淤施工,先抛大块石并用较小石块填塞垫平,经挖机配合逐步施工,每层抛石后挖机碾压数遍并经40t重型压路机碾压把淤泥尽量往左侧挤压至基本稳定,当抛石高度达到鱼塘淤泥面上1米并抛石范围在设计要求及会议纪要要求时,在其上面铺设上一层厚40cm碎石
18、反滤层。 施工程序示意: 整修便道 挖沟排水抛大块石挖机作业并碾压再抛大块石挖机碾压挤淤至线外 循环抛大块石至设计图要求并重型压路机碾压后在其顶面铺设40cm 碎石反滤层。 2、质量控制1) 、分层填筑碾压厚度:60-80cm。2) 、碾压机械:击震力不小于40t的重型压路机。3) 、碾压质量:压实沉降差法:沉降平均值小于8-10mm,标准差小于5-6mm.4) 、抛石作业中止高度:碾压并符合碾压质量后高出挤淤层顶面50cm为宜。5) 、抛石挤淤置换率:抛填片石挤淤泥其置换率应70%。(四) 大石封底1、施工工艺流程整修便道挖沟排水抛大块石挖机作业并重型压路机碾压再抛大块石循环抛大块石至设计图
19、要求2、施工步骤抛石之前,抛填范围内的草木残株及种植土、有机土、建筑垃圾、草皮、树根、树墩、竹根等表层土要用挖掘机清除,并用人工配合清理。应清除全部土层,并经监理工程师认可才能进行下一步施工。施工中应安排好石料运行路线,专人指挥。大石封底材料采用沿线开挖不易风化的硬质片、块石(泥岩禁用),粒径30-50cm,所用石料抗压强度不得低于20MPa,摊铺平整工作采用大型机械进行,个别不平处应配合人工用细块石和石屑找平。抛石采用挖掘机进行,方法为进占法。首先由挖掘机在作业半径内均匀抛第一层毛石, 抛石量不得小于待处理软基体积的1/3,完成后,挖掘机来回走动并用40t重型压路机进行碾压,待块石沉入与基底
20、齐平后,可进行第二层抛石。完成后用同样方法进行碾压,若块石无明显沉降,可向前延伸进行下一段施工,若块石沉降量仍较大,则需再抛一层块石进行碾压,最后使用震动式压路机进行碾压,直至块石沉降量达到设计标准为止后,再在大石层上满铺碎石垫层20cm,再填筑路堤。五、工程质量保证措施我标段以创国家优质工程为质量管理目标,精心组织施工,加强质量控制,建立强有力的质保系统和质检系统,开展全面质量管理,确保工程质量。根据本工程的具体情况,特制如下质量保证措施:建立质量责任制。项目经理部、各施工队处均设专职质检员,班组设兼职质检员,明确各级责任。认真执行三检制度,即:自检、互检、工序交接检验制度,根据合同的规定切
21、实作好隐蔽工程的检查工作。开工前技术交底,进行应知应会教育,严格执行规范,严格操作规程,推进施工管理和施工操作的程序化、标准化和规范化。分项工程开工前必须按合同要求执行先试验再铺开的程序,开工前必须按技术规范规定向监理工程师报送路基试验段报告经监理工程师审核批准后方可能铺开施工。正确处理好工程质量与施工进度、工程质量与生产成本之间的关系,严格按标准、规范和设计要求组织指导施工。加强质量监控,确保规范规定的检验、抽检频率,现场质检的原始资料真实、准确、可靠,不得追记,接受质量检查时必须出示原始资料。完备检验手段,根据合同要求加强工地试验室的管理,加强计量基础工作的材料检验工作,不得违约计量,不合
22、格材料严禁用于本工程。本标段将按照国家有关的基本建设程序进行施工,并建立完善的质量保证体系。在施工过程中对工序进行自检,在工序完工后配合监理工程师检查验收。质量保证体系见质量保证体系框图1(1)质量目标本工程确保省部优、争创国优,达到国内同类高速公路建设一流水平。(2)创优规划贯彻“满足顾客要求为宗旨,实现质量承诺为准则,领先行业标准为目标”的质量方针,科学管理,精心施工,加快速度,降低成本,消灭通病,提高质量,即:1)全段工程质量普遍优,出精品、绝次品;2)各类原材料符合设计要求,合格率100%;3)本项目质量目标是:工程交工质量合格率100%,优良率90%以上,合同履约率100%,业主满意
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