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填石路堤工法

填石路堤施工工法

一、前言

京福高速公路徐州西绕城八标,线路全长 3.975公里,本合同段路基填筑原设计利用相邻标爆破弃石方进行填筑,由于原施工方案运距远、干扰大,两个标段之间石方调运存在很大难度,且施工质量和进度制约因素较多。通过认真的比选、调查,并经业主同意,选择自行开采爆破石方来进行填筑路基。

二、填石路堤工艺原理

填石路堤是由大、小粒径不等的石料及土组成,填料中石的粒径不大于25cm,不同粒径石料的含量大于70%,细料或土的含量小于30%,形成天然级配组合。通过细料嵌缝,机械的振动压实,使大小颗粒重新排列、相互挤压、相互镶嵌、紧密咬合体积减小、密实度增加,从而保证路堤的稳定性。填石路基密实度与施工所选择的压实机型、机械组合、填筑材料和厚度、机械碾压遍数等因素有关。通过试验段总结,由现场观测路基下沉值来确定碾压遍数,为填石路堤提供一个合理的控制参数,进行指导施工。

三、适用范围:

适用于各等级公路路基、铁路路基等填石路段。

四、填石路堤施工工艺

根据制定的填石路堤施工工艺流程框图(如图),进行填石路堤施工,具体安排如下几方面:

填石路堤施工工艺框图

施工工序检查项目

填石路堤工法

(一)施工准备

1、首先应编写施工组织设计和技术方案,报经驻地监理工程师审批后方可实施。

2、测量放样:用全站仪每20米测设路基中桩、边桩,测量路基基底高程,并将路基

边桩用石灰撒出边线,经监理工程师检验合格后准备进行路基填筑施工。

(二)边坡码砌

按照路堤填筑一层立即码砌一层原则,在每层路基填石之前先进行边坡码砌。具体方法如下:

1、根据施工图要求的坡度,用全站仪测出每层坡脚线,按设计断面坡度1:1.22加工

木制坡度尺,进行每层挂线,码砌底宽为2.05m、顶宽为0.70m的梯形,码砌高为1m (分两层码砌施工),在进行下一层码砌时,码砌底部外边缘与上一层码砌顶部外边缘之间预留宽度40 cm,安装L型砼预制块,用于培土绿化防护。

2、片石每层码砌厚度25cm左右,块石码砌粒径不小于30 cm ,强度不小于20 Mpa ;

尽量采用规则大面块石,对于局部不规则的块石人工锤击修整找平面;每层码砌采用压缝处理并错台阶25 cm,边坡码砌成阶梯状,上层码砌石块要压住下层的石块并且错缝,相互搭接咬合,不允许将片石平行坡面码砌;坡面缝隙用小石块找平或细料塞缝,石块尽量紧帖无明显空洞松动现象,石块之间接触面应微向内倾斜。

3、每层码砌高度与填石路堤高度相同,90区范围码砌高度为50 cm,93区码砌高度

为30cm 。每层码砌完成后清理施工现场多余的碎块石及土,经检验码砌合格后进行路基填石施工。

(三)运料与摊铺

1、逐层填筑时,应安排好石料运输路线,专人指挥协调,按水平分层先低后高的原则。

2、自卸车上料时,填石料直接堆放在粗平石料表面上,自卸车倒退卸料;堆料和摊铺

顺序是先从路基两侧边坡码砌结合部位向中间摊铺;边坡码砌与路基结合部位尽量用细料或小碎块石填料;用大功率推土机向前推平,有利于石料间的初步密实。

3、对于石料级配较差、粒径较大时,应先铺大粒径块石料,应人工摆平,石块大面向

下,小面向上,分开摆平放稳,摆放过程中应尽量贴近底层,再用小石块找平,每层表面嵌缝隙用碎石土和石屑用推土机摊平;在同一位置大粒径块石不应重叠摆

放,随时检查填料的均匀性,避免石块特别是大石块的过度集中,确保内部密实没有空洞。

4、对粒径不满足设计要求的超粒径石料用镐头机或人工配合进行二次破解,或者用挖

掘机将形状规则的大粒径石块捡出用于边坡码砌;对于表面细料明显偏少的段落,铺撒一层细石料或山皮土,人工嵌缝保证填满大粒料间的缝隙;对于有明显空洞空隙的地方,应补充细料,铺设细料时摊铺层面相对平顺。

5、经过人工和推土机初平后,石料摊铺厚度控制在不超过40 cm ,并在初平后的上表

面再填筑10 cm左右的山皮土,现场测量出每层路基顶面标高,用平地机进行找平调整横坡,平整度满足规范要求,同时有利于压路机的碾压夯实。

(四)检查松铺厚度

填石路堤分层填筑,分层压实,分层松铺厚度各区间不相同,填石路堤分区、层厚、最大粒径控制如下,经实验段得出松铺系数为1.10。

填石路堤工法

(五)碾压及密实度检测

1. 碾压工艺

碾压顺序:碾压时应由两侧开始向中间,然后再由中间向两侧压,超高地段,先从较低的一侧开始,然后逐渐向另一侧碾压,压实路线纵向应互相平行;碾压速度先慢后快,碾压速度控制在2.0~4.0km/h,频率30HZ,横向重叠40~50cm,纵向重叠100~150cm;

在碾压过程中,开始第一遍和最后一遍为静压,其余为强振动碾压,碾压过程中要随时检查做到无漏压,无死角。

2.压实度检测

(1)、现场观察法:

在施工中,采用18吨的YZ18J震动压路机和16吨的YP16拖夯进行压实组合。先用YZ18J压路机静压1遍,再用YP16拖夯振动碾压6遍,最后用YZ18J震动压路机静压1遍,压实层顶面达到稳定,不再下沉,碾压表面无明显轮迹。现场可用两种直观的方法进行检测:(Ⅰ)大粒径填石无松动现象,表面无轮迹,嵌挤紧密用镐刨不动,需用撬棍方能使之松动的状态;(Ⅱ)用200KN以上的震动压路机强震碾压无轮迹。以上两点满足后方可判定为密实状态。

对于“土石混合填料”填筑路堤的压实度可采用灌砂法检测,其标准干密度应根据每一种填料(同一种土质)不同的含石量的最大干密度,作出标准干密度曲线,然后根据从各试坑中取出填料的含石量,定出标准干密度。如填料混合填筑,则应对试坑中取出填料估计各种填料的比例,利用混合填料中几种填料的标准干密度曲线,查得对应的标准干密度,用加权平均法计算出标准干密度。

(2)、测量和分析法

测点布设选取全幅路基每20m设一断面,在每断面上由路中心开始,设左、中、右三个测点,布点应避免在突出的大石上和压路机压不到的地方布点,在布好的点位上用油漆做醒目标记,测量时为减少误差,准备钢板垫块,测量时将垫块放置在测点位置上,然后用拖夯振动碾压作压沉值检测。用水准仪检测各选定测点的高程,各测点在碾压前后的高差就是测点的压实沉降差。计算出每碾压一遍后的压沉值填入表格中。当沉降差平均值应在0~5mm之内变化时,确定此时的碾压遍数,再结合观察法进行密实度判定。

五、施工机械设备

填石路基施工段一般2-3公里划分为一个单元较为合理,机械设备便于统一管理调配,

利用效率较高,本标段进场的机械设备组合如下:

推土机(T140-1 ) 1台推土机(T160-1 ) 1台

装载机(ZL50A) 1台挖掘机(PC320) 4台

轮胎式压路机(YZ18J) 1台拖夯(YP16) 1台

自卸汽车(8T) 30台(运距6.5km)

轮胎压路机主要是对填石路基在初平后,进行初步碾压,使石料块径之间相对稳定,有利于压路机的振动碾压;机械采用的是型号为YP16的振动拖夯,静压时,碾压吨位达到16吨,振动时,激振力达到530KN。

六、劳动组织

除机械操作人员外,配现场技术人员1名,工长1名,破解石料的普工10人,辅助测量的人员2名。

七、质量技术要求

(一)填料的判别

工程施工前,必须对路基的填料进行检查分析,判别填料按何种施工技术和工艺要求,进行质量控制和检验。

1、如果填料中石的含量大于70%、且填料中石料强度≥15 MPa时,则按“填石路堤”施工。

2、如果填料中石料的含量在50~70%之间时,填料中石料的强度≥15Mpa时,则按“土

石混填路堤”施工。

3、如果填料中石料的含量小于50%之间时,填料中石料的强度<15Mpa时,则按“填土

路基”进行施工。

4、如果用强风化石料或软岩石填筑路堤时,应按土质路堤施工规定先检查CBR值是否

符合要求,CBR值不符合要求时不得使用。

(二)填石料的来源

本标段的填料来源:石料为义安采石场爆破的石方,石料成分主要是块石、碎石、片石、少量风化石及土的混合料, 开采出的碎块石中土的含量为15%—20%之间,石料的强度为65MPa。

八、质量控制

(一)、填石路堤常见的病害有三种:1、因路基不密实造成不均匀沉降,路面出现波浪、锯齿型。2、土石混合填料系大孔性填料,受水侵蚀后产生空洞造成路面局部变形而裂缝。

3、石块嵌结不紧,在重车冲力的作用下造成局部破坏,尤其是边坡码砌与路基结合部位,在施工过程必须严格控制。

(二)、质量控制措施

1.在进行石方爆破施工中,使用了塑料导爆管的起爆系统,采用了最合理的中深孔爆破方案,它既能满足工期,又能保证施工安全,岩石破碎效果易控制,使石料粒径基本达到设计规范施工要求。

2.填石路堤在施工过程中采用工艺控制、工序旁站和现场验收三重控制,在施工管理和过程控制中,根据填石路堤施工质量控制流程图(如图),采取以下几点措施:

填石路堤施工质量控制流程图

施工程序控制要点

填石路堤工法

(1)填石路堤的施工质量主要由施工工序配合质量检测进行控制,在施工中技术员要认真详细做好每层填石料的厚度、压实遍数、粒径施工记录,以及每一层进行测量碾压沉降差和现场密实检测,对不合格段坚决整改。

(2)填石路堤每层填筑厚度,在摊铺时现场由专人负责量厚度,初平后应立即测量路基每层顶面标高,检查填筑厚度,进行找平补料,然后再用平地机进行上表面整平。

(3)碾压过程中填石路堤表面不平整和局部凸凹地方,人工立即进行修整或补细料,确保路基碾压密实平整,表面不积水。

(4)边坡码砌与填石路堤结合部位,尽量填筑细料小块石,每层边坡码砌高度不大于每层路基的压实厚度,确保压路机碾压到位,现场技术员要仔细检查,以防漏压,出现隐患。(5)在软土路基填筑施工中,设立了沉降观测杆、侧向位移桩,每层填筑后观测路基的沉降量。施工中控制填筑速率,若中心日沉降量达到1.5cm/d,或日侧向位移量达到0.5cm/d 以及边部日沉降量大于中心沉降量时,标志着不稳定状态的出现,一旦发现超标,立即停止填筑。

(6)填石路堤的填料如料源相差较大,则应将不同料源的填料分层或分段填筑。相邻区段如不在同一时间填筑,则在先填地段按不陡于1:1的坡度分层留台阶,台阶宽度不小于1M。

(7)填石路堤施工过程中,现场技术人员实行全过程、全方位旁站,并认真、及时做好施工记录,施工一层,资料归档一次。没有真实、齐全的施工记录或现场检验不合格,不得进行下一层的施工。

九、安全措施

在施工过程中,在遵守JTJ076-95《公路工程施工安全技术规程》的有关规定外,同时,采取以下安全措施:

1.爆破施工作业,必须严格按照公安厅和市公安消防支队审批的爆破设计书进行施工。

采用全天制作业,配备专职安全员,严格遵守《中华人民共和国爆炸物品管理条例》及《爆破安全规程》和《公路工程施工(石方工程)安全技术规程》,严格按照规定的要求进行爆破作业,主动接受当地公安机关的监督检查和指导。

2.所有从事爆破的作业人员,必须持有经公安机关审查合格的证件,安全员必须持有安全员证,严格做到持证上岗。

3.在爆破作业现场进行作业时,操作人员禁止穿化纤衣服,禁止一切烟火,禁止携带打开的手机、对讲机等无线通讯器材进入点火现场。

4.在爆破施工期间,专职安全员必须深入到施工现场,加强安全检查。各施工队爆破点火前,必须通知专职安全员到现场进行安全检查;专职安全员不能到场时,必须委托质检工程师到现场进行安全复检。经安全复查合格后,方可进行爆破。

5.爆破作业开始前,必须确定危险区的边界,并设置明显的标志。在危险区域的边界,必须设置岗哨,使所有道路和可能有人经过的地方处于监视之下。每个岗哨应处于相邻岗哨的视线范围之内。

6.在爆破工作开始前,各爆破施工队必须张贴公告,进行广泛宣传,使全体职工、附近居民都事先知道警戒范围、警戒标志和每次发出的声音、视觉信号的意义,以及发出信号的方法和时间。

7.在施工现场作业、行走要注意和各种施工机械保持一定的安全距离,非特种作业人员严禁从事特种作业,不是操作手,严禁拨弄或开动机械设备,不得在施工现场相互打闹玩耍,不得将家属、小孩或无关人员带入施工现场。

十、技术经济分析

我项目由原来相邻标利用弃石方变更为自行爆破开采石方,从社会效益、经济效益、

施工条件等方面都取得较好的效果,业主与施工单位都达到了双赢,具体表现如下:

1.变更费用比原设计方案总费用降低,利用相邻弃石方总费用为1332万元,自行爆破

开采石方总费用为1202万元,共减少130万元,此项变更为业主节省了费用。方案比选和经济费用分析如下:

填石路堤工法

填石路堤工法

2.施工运距缩短,施工图中运距为11.07 km,变更后运距为4.5 km,运输道路为水泥砼路面,运输条件较好,减少了石方运费,同时加快了项目部的资金流动,提高了经济效益。

3.利用石方填筑和爆破石方合计单价为35.88元/m3 ,而分包成本27元/m3,有较好利润空间,改善项目经营效益。

4.石方开采、运输、填筑等不受季节气候的影响,保证了工程施工质量、进度。

5.为了加快施工进度,方便施工,优化方案,变更取消了路基包边石灰土,采用路基边坡码砌方案,减少了取土场的土地征用面积为118.9亩,给当地生态环境和土地耕种带来了社会效益。