堆载预压施工工艺工法
(QB/ZTYJGYGF-LJLM-0109-2011) 第四工程有限公司 刘 刚
1.前言
1.1工艺工法概况
路基预压是目前高速铁路路基施工的一道重要工序,对路基进行堆载预压,以控制路基工后沉降。通过堆载预压,加速路基的基底和路基本体下沉,降低空隙比和含水量,提高土体密实度,减小路基工后沉降量,确保路基的承载力和稳定性。 1.2工艺原理
堆载预压是对路基基底和路基本体按设计超载预压,通过分级超载预压沉降观测,加快路基基底和路基本体的进一步沉降、固结,缩短沉降控制时间。 2.工艺工法特点
工艺简单,工后沉降控制效果好。 3.适用范围
适用于地基为淤泥质土、冲填土等饱和性粘土的预压加固。 4.主要引用标准
《公路工程质量检验评定标准》JTGF801; 《公路路基施工技术规范》JTG_F10; 《铁路路基施工规范》TB10202;
《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414; 《客运专线铁路路基工程施工技术指南》TZ212。 5.施工方法
施工采用大型机械设备按照设计宽度、高度分层进行填筑、压实,并保证预压体顶面良好的横向排水坡度。加载施工过程中应按照设计及规范要求进行沉降观测,同时根据观测数据调整加载速率。 6.工艺流程及操作要点 6.1施工工艺流程
路基填筑堆载预压施工工艺流程见图1。
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施工准备 铺设土工膜 设置沉降观测预压土填筑 工后沉降分析 卸载预压土
图1 堆载预压施工工艺流程图
6.2操作要点
6.2.1 施工准备
1 预压土:堆载预压的土方选用附近取土场和路堑挖方弃土,预压填料不得使用淤泥土或垃圾土。
2 土工膜:土工膜采用100g/㎡规格,各项指标试验检查合格后方可使用。 6.2.2铺设土工膜
铺设土工膜的目的是为了利于预压均匀、土方卸除,防止污染路基。 1 准备一定数量的编织袋,并装好1/3袋的砂,以用来压土工膜。 2 填筑预压土前,在预压范围铺设土工膜,每隔3~5m设置砂袋压住,防止风吹动土工膜,土工膜铺设搭接长度不少于0.3m,横向预留包裹预压体部分。
3第一层预压土采用小型机具摊铺压实,防止破坏土工膜。 6.2.3预压土填筑
1 预压土填筑的填筑断面应根据设计要求进行填筑。
2 填料摊铺时先用推土机初平,然后人工配合平地机精平,保证每一填层的平整度,摊平过程中用铁锹检查松铺厚度。
3 堆载预压荷载分级逐渐加载,确保每级荷载下地基的稳定性。填筑完成后采用压路机压实,行与行之间轮迹重叠0.4m,相邻两区段纵向重叠2m,以保证无漏压、无死角,确保碾压的均匀性,压实系数不小于0.。
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4 待预压荷载填筑完成后,将土工膜回折于预压土顶面每侧宽度不小于3m,并用土压好,防止预压土流失,污染坡面。
5 堆载施工允许偏差见表1。
表1 堆载预压允许偏差 项目 宽度 范围 边坡坡率 允许偏差 ±50mm ±100mm ±0.5%设计值 6.2.4沉降观测桩设置
1 在预压土填筑过程中应加强路基变形与沉降观测,确保路基填筑过程中的稳定。
2每个观测断面,在路肩两侧各设置一处观测桩,观测桩露出地表,路基两侧坡脚外1m各埋设水平位移观测桩一处,其埋设应牢固可靠,当变形过大时,应暂停加载,待变形稳定后,再继续加载。
3 在堆载预压过程中,应及时接长观测点。 6.2.5沉降观测分析 1观测点埋设要求 1)路堤
①沿线路方向间隔50m布设一个观测断面,地基条件复杂、地形起伏较大时,25m布设一个断面。
②堆载预压地段每个路堤观测断面应布设一组组合式沉降板,即在线路中心布设一组,路基两侧路肩布设变形观测桩,路基两侧坡脚外1m各埋设水平位移桩一处。
2)路桥过渡段
①在路肩两侧各设置一处观测桩,观测桩露出地表,路基两侧坡脚外1m处各埋设水平位移观测桩一处,其埋设应牢固可靠。
②每个路桥过渡段设置3个观测断面,分别设置于与桥台连接处、距离桥台5~10m、20~30m处。
③每个路基观测断面应布设一组组合式沉降板(线路中心线处)。
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2观测频次及要求
1)成立专门的观测小组,按照定人、定仪器、定测法的原则管理,测量精度达到二级水准测量标准,并定时复核工作基点。
2)预压土填筑期间每天观测一次,一周后按正常的预压观测频次进行;当路堤中心地面沉降每昼夜大于1cm,、坡脚水平位移每昼夜大于0.5cm或沉降量突变时,应停止加载,分析原因,采取加固措施,并加密观测两次。
3)预压土填筑至设计高程后,前三个月内一周观测一次,三个月后二周观测一次,沉降和位移同步观测,观测期为6个月。
6.2.6预压土卸载
1 预压达到六个月时,由建设单位组织,根据沉降观测数据进行工后沉降分析,结果满足设计要求后,业主、设计、监理、施工单位共同确认后方可卸载。
2 卸载时分层进行卸载,卸载过程中不得损坏和污染已施工完成的路基。 7.劳动力组织
劳动力使用计划参见表2,应根据工程进度、工程量等的需要进行增减。
表2 劳动力使用计划
序号 1 2 3 4 工种 施工管理 测量人员 机械驾驶员 普工 人数 3 3 12 10 备注 队长1人,技术2人 8.主要机具设备
主要施工机具参见表3,具体可根据施工情况调整数量。
表3堆载预压施工机具设备表
序号 1 2 3 4 5 6 机械名称 挖掘机 装载机 振动压路机 推土机 自卸汽车 手扶振动打夯机 规格型号 PC220 ZL50 22t TY220 20t 2kw 数量(台) 1 1 1 1 5 2 9.质量控制
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9.1易出现的质量问题
9.1.1防排水设施不全,排水不畅,预压土易被雨水浸泡。 9.1.2观测不及时,数据不准确。 9.2保证措施
9.2.1在填筑预压土之前,在基床底层顶面铺设土工膜,隔离路基防止预压土污染路基,预压土顶面必须反包,确保路基边坡不被污染。
9.2.2施工过程中,做好临时防排水设施,防止雨水浸泡预压土,顶部设置2%排水坡。
9.2.3做好工后沉降桩的保护,确保路基工后沉降观测的及时和数据准确,为预压土卸载提供合理的依据。
9.2.4充分保证预压时间,在沉降观测数据合格,通过沉降观测结果评估后,方可卸载。 10.安全措施
10.1主要安全风险分析
10.1.1机械操作不规范,机械故障未排除进行作业,易发生危险事故。 10.1.2填料至边缘作业时,易发生机械下滑或翻倒等事故。 10.2安全保证措施
10.2.1现场设置专职安全员一名,负责施工时的安全管理工作。
10.2.2加强安全教育,提高安全意识,开工前进行安全教育和安全培训,堆载预压之前,技术部门做好各项安全技术交底工作。
10.2.3施工过程中,设专职安全员指挥预压土压实机械及预压土运输车辆,在填筑和压实边坡时,防止机械伤人和侧翻。
10.2.4施工用电及照明设施由专业电工负责管理,其他人员不得擅自操作。 10.2.5施工现场设安全标志,危险作业区悬挂“危险”、“禁止通行”等标语,夜间应挂警示灯。 11.环保措施
11.1严格执行业主和国家环境保护部门的规定,采取有效措施,预防和消除由施工造成的环境污染。
11.2施工道路和料场保持清洁,杜绝漏洒材料。 11.3合理安排施工时间,降低施工噪音。
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11.4所有施工材料、机具摆放整齐,不得乱扔乱放,保持场地整洁。 11.5施工废弃物、生活垃圾、废水等集中处理。 11.6做好复耕临时用地,维修地方道路,整平施工场地。 12.应用实例 12.1工程简介
新建铁路西安至宝鸡客运专线XBZQ-1标杨凌南车站DK557+310.96~DK557+500段区间路基堆载预压工程,长度1.04米,地貌单元为渭河一级阶地,地形平坦,地势开阔,高程一般为449.2~453.76m左右,相对高差4.5m。 12.2施工情况
DK557+310.96~DK557+500段路基堆载预压工程施工,开始时间为2010年9月,结束时间为2010年10月,平均日填筑量为3000方。 12.3工程结果评价
该方法通过在场地加载预压,使地基土压密、沉降、固结,加速路基下沉,降低孔隙比和含水量,提高土体密实度,从而提高路基的强度和抗剪能力,控制路基工后沉降量,保证了路基的承载力和稳定性。堆载预压使用的材料、机具简单,施工操作方便,施工费用低,施工简单。 12.4建设效果及施工图片
图2 预压土填筑:施工过程中两侧做好防排水工作,
三面采用土工膜进行覆盖,防止污染
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图3 预压土覆盖:填筑完成后采用土工膜进行包裹覆盖,
防止雨水冲刷和污染已成型路基
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