路基工程负责人施工技术培训.docx
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1、.中铁 “五部两室”负责人培训课件(工程部长)路基工程负责人施工技术培训中铁 集团有限公司二一五年二月第一章基础知识1路基工程结构铁路路基本体由基床以下路堤、基床底层、基床表层、过渡段等组成。公路及市政路基本体由下路堤、上路堤、下路床、上路床、台背回填等组成。除了路基本体外还包括地基处理、支挡结构、边坡防护、路基防排水以及其他相关工程。特殊路基按特殊条件主要包括:软土路基、滑坡地段路基、岩坍与岩堆地段路基、泥石流地区路基、岩溶地区路基、多年冻土地区路基、沙漠地区路基、雪害地段路基、涎流冰地段路基等。按特殊土质主要有黄土地区路基、膨胀土地区路基、盐渍土地区路基等。2 路基填料2.1 公路及市政路
2、基填料要求用于公路路基的填料要求挖取方便,压实容易,强度高,水稳定性好。其中强度要求是按CBR值确定,应通过取土试验确定填料最小强度和最大粒径。石质土由粒径大于2mm的碎(砾)石,其含量由25%50%及大于50%两部分组成。如碎(砾)石土,空隙度大,透水性强,压缩性低,内摩擦角大,强度高,属于较好的路基填料。砂土没有塑性,但透水性好,毛细水上升高度很小,具有较大的摩擦系数。砂土路基强度高,水稳定性好。但砂土黏性小,易于松散,受水流冲刷和风蚀易损坏,在使用时可掺入黏性大的土改善质量。砂性土是良好的路基填料,既有足够的内摩擦力,又有一定的黏聚力。一般遇水干得快、不膨胀,易被压实,易构成平整坚实的表
3、面。粉质土不宜直接填筑于路床,必须掺入较好的土体后才能用作路基填料,且在高等级公路中,只能用于路堤下层(距路槽底0.8m以下)。轻、重黏土不是理想的路基填料,规范规定:液限大于50%、塑性指数大于26、含水量不适宜直接压实的细粒土,不得直接作为路基填料,需要使用时,必须采取技术措施进行处理,经检查满足设计要求后方可使用。黄土、盐渍土、膨胀土等特殊土体不得已必须用作路基填料时,应严格按其特殊的施工要求进行施工。泥炭、淤泥、冻土、有机质土、强膨胀土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐殖物质的土不得用作路基填料。满足要求(最小强度CBR、最大粒径、有害物质含量等)或经过处理之后满足要求的煤渣、高炉矿渣
4、、钢渣、电石渣等工业废渣可以用作路基填料,但在使用过程中应注意避免造成环境污染。2.2 铁路路基填料要求既有铁路建设经验表明,一般C组细粒土水稳性差,易被冲蚀,边坡稳定性差,路基病害较普遍,且一般难以达到铁路路堤下部压实标准,需要改良。路堤下部填料优先选用A、B组填料和C组碎石、砾石类填料;当选用C组细粒土填料时,应根据填料性质进行改良后填筑。C 组中粉砂及易风化软质岩填料不直接作为下部填料,必须改良。细粒土可采用物理改良方法或化学改良方法,当采用化学改良方法时,应根据不同性质填料,选择适宜的掺合料,并进行不同配合比的室内物理、力学试验,优化配合比。提出改良后的主要技术参数,如无侧限抗压强度等
5、。基床底层应采用A、B组填料或改良土,A、B组填料粒径级配应符合压实性能要求,寒冷地区冻结影响范围内填料应符合防冻胀要求。粗粒土填料不能满足压实要求时,可采取改良措施,并与远运土进行技术经济比较。基床表层的材料应具有较高的强度和弹性模量以及耐磨、反滤等特性,主要作用是增强线路强度和刚度、均匀扩散作用到基床土面上的动应力、防止道砟压入基床及基床土进入道砟层、防止雨水浸入使基床软化和满足基床防冻等特殊要求。为了保证轨下基础动力稳定,防止道砟嵌入基床表层及防止基床底层颗粒进入基床表层,不同材料之间的级配需满足太沙基反滤准则,即D154d85。当不能满足上述反滤准则时,应采用颗粒级配不同的双层结构或其
6、他处理形式。使用碎石填筑的路堤其填料的粒径大小、大石块间空隙是否充填密实、是否分层压实等因素,对路堤的强度和密实程度有很大的影响。铁路路基填料的最大粒径在基床底层内不得大于10cm,基床以下路堤内不得大于15cm,并要求填料级配较好,以使互相充填,大石块在每一填筑层内均匀分布且不集中。3 路基质量检验内容3.1 公路市政路基工程公路市政路基工程质量检验的主要内容包括:路基的宽度和标高(包括边沟);路基的平面位置;边坡坡度及边坡加固;排水设施的尺寸及底面纵坡;填土压实度、弯沉值;取土坑、弃土堆、护坡道、截水沟、排水沟的位置和形式是否正确;隐蔽工程检查记录。土方路基实测项目有:压实度、弯沉值、纵断
7、高程、中线偏位、宽度、平整度、横坡、边坡。土方路基压实度标准见下表 1-1。表1-1公路土方路基压实标准表公路工程部位检测项目高速一级公路二级公路三级公路零填及挖方00.30压实度K(%)/9400.80压实度K(%)9695/填方00.80压实度K(%)9695940.801.50压实度K(%)9494931.50压实度K(%)939290石方路基实测项目有:压实、纵断高程、中线偏位、宽度、平整度、横坡、边坡坡度和边坡平顺度。石方路基的压实除层厚和碾压遍数符合要求,尚应符合建设方确定的其他项目。3.2 铁路路基工程铁路路基外形、外观检测项目基本与公路及市政相同,但路基压实标准有别于公路。普通
8、铁路路基压实标准见下表1.3-2,高速铁路路基压实标准见下表1-2。表1-2普通铁路路基压实标准部位检测项目细粒土、粉砂、改良土砂类土(粉砂 除外)砾石类碎石类块石类I级II级I级II级I级II级I级II级I级II级普铁基床以下路堤压实系数K0.90.9地基系数K30(MPa/m)80808080110110120120130130相对密度Dr0.70.7孔隙率n (%)32323232普铁基床底层压实系数K(0.93)0.91地基系数K30(MPa/m)(100)90100100120120130130150150相对密度Dr0.750.75孔隙率n (%)31313131普铁基床表层压实系
9、数K(0.93)地基系数K30(MPa/m)(100)110150140150140相对密度Dr0.8孔隙率n (%)28292829表1-3高速铁路路基压实质量控制标准部位检测项目砂类土及细砾土碎石类及粗砾土改良土级配碎石高铁基床以下路堤压实系数K0.920.920.920.95地基系数K30(MPa/m)1101301507d饱和无侧限抗压强度(kpa)250动态变形模量Evd(MPa)50高铁基床以下过渡段的两侧及锥体压实系数K0.950.950.95地基系数K30(MPa/m)1301507d饱和无侧限抗压强度(kpa)350动态变形模量Evd(MPa)4040高铁基床底层压实系数K0
10、.950.950.95地基系数K30(MPa/m)1301507d饱和无侧限抗压强度(kpa)350动态变形模量Evd(MPa)4040高铁基床表层压实系数K0.97地基系数K30(MPa/m)1907d饱和无侧限抗压强度(kpa)动态变形模量Evd(MPa)55第二章地基处理1 路基工程地基处理常用方法在特殊土及特殊条件下路基工程地基处理常用方法见表2.1-1 表2-1特殊土及特殊条件下铁路工程地基处理常用方法特殊土及特殊条件下地基类别可选用的地基处理方法软弱黏性土(软土、松软土)地基换填、加筋垫层、袋装砂井、塑料排水板、强夯、强夯置换、碎石桩、搅拌桩、旋喷桩、水泥粉煤灰碎石桩、素混凝土桩、
11、碎石注浆桩、现浇混凝土薄壁管桩、预应力管桩、钢筋混凝土桩网结构、钢筋混凝土桩板结构人工填筑土、杂填土地基换填、冲击碾压、强夯、强夯置换、碎石桩、挤密桩、柱锤充扩桩松散砂土地基强夯、碎石桩、挤密砂桩、旋喷桩湿陷性黄土地基换填、冲击碾压、强夯、灰土挤密桩、水泥土挤密桩、柱锤充扩桩、钢筋混凝土桩板结构膨胀土地基换填、掺灰改良、封闭、石灰桩、灰土桩山区斜坡软弱地基碎石桩、搅拌桩、水泥粉煤灰碎石桩结合侧向约束桩岩溶灌浆、结构物跨越、揭盖回填采空区、人为空洞灌浆、强夯、充填粗粒料2 试桩2.1 试桩目的试桩是为了为下一步软基处理工程施工提供技术依据,其中包括:主要设备的适用性、配套设备的型号及数量;根据地
12、质情况初步选定施工工艺和施工顺序的合理性,通过确定施工控制参数及工序时间,相关人员的配备磨合;桩身质量、处理后单桩承载力或地基承载力是否达到设计要求等。2.2 试验桩基施工专项方案试验桩正式施工前必须在编制试验桩基专项施工方案,制订详尽的施工方案并报相关单位进行审批。试验桩正式施工前,应根据现场实际情况,并按照设计图纸及相关的规范、标准,选取主线道路上地质条件、断面形式及工程要求均具有代表性的地段进行试验桩基施工。试桩数量应符合规范及相关要求。在同一条件下一般不应少于3根,且不宜少于总桩数的1%。2.3 试桩前技术准备工作正式施工前,必须熟悉桩基设计图纸和技术要求,并向技术人员和操作人员进行了
13、技术交底和安全交底,提高全体施工人员的质量意识和安全文明施工意识。在未正式开工前,必须取得原材料质保单,并进行复检,确保材料符合设计要求。了解相关机械进场及运行状态情况。2.4 试桩施工小结试验桩基施工完成后,应根据试验过程及试验结果及时总结,并将总结上报相关单位审批。试验段施工小结主要包括以下几部分:工程概况该部分主要包括工程概况、设计桩基参数以及地质条件,重点是设计桩基参数和地质条件。试桩目的、地点及试验内容该部分主要包含试桩目的、试桩地点、试桩工作内容等。试验桩施工时人员和机械情况进行试验桩施工时,现场技术负责人、技术员、安质负责人、试验负责人、操作手、工人等配置情况。施工过程描述各种机
14、械参数的记录、地质情况记录及其他过程记录等桩基静载试验情况试验桩结论应根据试桩结果,及时总结试桩结论,得出机械、人员数量及组合,提出下一步大面积施工所需机械数量、施工中所采用的技术参数、安全质量控制要点等。附件原材料试验报告(复印件);各种原始记录、过程记录等;静载试验情况。2.5 工艺性试桩为检验CFG桩施工工艺、机械性能及质量控制,核对地质资料, CFG桩施工前需进行工艺试验,确定合理的施工工艺参数:通过CFG桩试桩复核地质情况,确定施工工艺、施打顺序、钻进速度(电流大小)、成桩电流、拔管速度、混合料施工配合比、坍落度、搅拌时间、灌注速度、充盈系数、截桩时间、成桩质量、施工组织等工艺参数,
15、并报监理确认。核查设计文件:包括地质情况,特别是设计要求桩端进入地层;设计参数,桩型、桩长、布置形式、间距等、工艺及设备要求。编制工艺试桩方案:依据设计和规范的要求,针对具体的施工设备进行编制;每种工艺的试桩不少于3根且每种型号的桩机试验不少于3根。工艺试桩过程控制:必须有技术人员现场监控,并记录施工过程情况;特别是工序转换的时间、电流值,单位长度水泥、混凝土等用量等。试桩所需的各种原材料、配合比检测报告等。工艺试桩检测:根据不同的试桩类形,按设计和验标要求的检测项目进行检验。工艺试桩报告:包括试桩的各种记录、原材料及配合比检测报告、试桩检测报告、推荐的施工工艺及结论等。在工艺试桩参数审核过程
16、中,对存在疑问的应要求申报单位书面解释;对解释不清或存在重大技术漏洞的应要求现场补做进行验证。3 换填3.1 主要施工机械设备挖掘机、自卸汽车、灰土搅拌站(厂拌)或灰土拌和机(路拌)、装载机、重型振动压路机、推土机、平地机、洒水车、振动夯等。3.2 施工工艺流程图图2-1换填施工工艺流程图 根据设计提供的控制点,用全站仪准确放出换填的平面范围,换填开挖的放坡坡比由地质情况确定;用水准仪准确测量需换填的深度。在换填的两侧先挖排水沟,沟底至少低于换填层底面0.2m,排水沟纵向流水坡比不得缓于2%,能将水及时排出换填范围外,特别当在雨季施工或雨水丰富地区时,排水沟要适当做大。挖出一处到设计标高,用触
17、探法或K30仪试验承载力。根据试验数据,核查设计资料,与设计不符时,及时与设计单位联系,确定换填的范围和深度。将确定后的换填深度范围内的土层应挖除干净,坑底按设计要求整平。当采用机械挖除需换填土时,应预留3050cm的土层由人工清理。当在雨季施工时,不可长距离开挖,防止积水浸泡。分层换填合格填料,分层用压路机压实,分层养护。养护期满后,做密实度和承载力检测,检测合格后,进入下一道工序施工。图2-2清淤换填图2-3耕土换填3.3 控制要点挖除需换填的土层,并将底部整平。当底部起伏较大,可设置台阶或缓坡,并按先深后浅的顺序进行换填施工。为防止换填层局部或大面积下沉,换填料应分层铺设夯实,取样检验测
18、定压实后的干土质量密度。每层换填料检验合格后方可进行上层施工。冬期换填的底槽如受冻,应清除冻层后再换填,暂时停顿或隔夜继续换填的底层上要覆盖保温材料。图2-4路基换填分层碾压照片 图2-5路基换填后效果照片3.4 质量通病及防治措施换填的深度不满足设计要求。欠挖导致换填深度不够,带来施工质量隐患。防治措施:严格控制换填底高程,机械开挖交底时,预留30cm厚度做人工清理交底,若出现超挖情况,超挖部分用换填的合格材料填筑;换填大面积开挖,又遇雨季,且排水不畅,造成雨水浸泡,基底的应力因雨水浸泡而降低,虽然保证换填的厚度,换填的效果不好及工后沉降较大。防治措施:先开挖排水沟,畅通排水系统,经常派人疏
19、通排水沟。灰土换填含水量较大,石灰产掺量不足,拌和不均匀,灰土中土颗粒较大,与灰的附着不好。防治措施:石灰掺量控制在试验配合比的-0.5%+1.0%范围内,化学改良的拌和土保持在最佳含水量的2%时,破碎处理,加灰拌和,效果较好。A、B组填料换填时,最大粒径超标,施工时大或小颗粒出现集窝的现象。防治措施:超粒径颗粒在料场应量避免装车,少量到现场后,人工捡除或破碎;集料窝由人工随时重新拌和。压实质量不能满足设计和验标要求。填层较厚,压路机行驶速度较快,表面平整度较差,含水量偏离最佳含水量较大。防治措施:试验段应按照要求认真实施,且应取得各项实际参数,施工过程中应严格按试验段成果指导施工,加强原材料
20、的控制。4 砂(碎石)垫层4.1 主要施工机械设备轮胎式装载机、挖掘机、自卸汽车、平地机、压路机、推土机、洒水车、振动夯等。4.2 施工工艺流程图图2-6砂垫层施工工艺流程图对原材料材质进行试验,不合格材料不得使用。原材料供应要及时,保证垫层连续施工。对设计的地质进行核查,有必要时利用试验设备核查,确认垫层的范围和厚度。对原地面进行清理和整平,清除路基范围原地面表层植被,挖除树根,做好临时排水设施。处理后的原地面达到以下要求:原地面松、软表土及腐植土应清除干净;基底无草皮、树根等杂物,且无积水;原地面基底密实、平整;坑穴处理彻底,无质量隐患;横坡应符合设计要求。对处理后的原地面进行压实,并用平
21、地机施作横向路拱,路拱坡度不得缓于设计的坡度,有利于排水。分层填筑垫层,并进行分层压实,每层厚度20 30cm ,每层的施工工序:铺砂洒水压实一检测。施工时当地基表层(硬壳层)承载力较好,能上一般运输机械时,采用机械分堆摊铺法填筑砂砾即先堆成若干砂堆,然后用机械或人工摊平并夯实;当硬壳层承载力不足时,一般采用顺序推进摊位法填筑砂砾;当软土地基承载力很低时,有必要先改善地基表面,使其能上施工人员和轻型运输机具,方法是在地基表面平铺一层土工织物以加强地基表层的承载力,再在土工织物上铺设排水垫层。对于夹土工材料的垫层,上下必须施工一定厚度的砂,上层压实不得使用重型压路机压实,保证土工材料不受损坏。按
22、铁路工程土工试验规程 ( TB 10102 )规定的试验方法检验。砂垫层宜采用环刀法检测干密度和相对密度,碎石垫层采用K30仪检测地基系数。4.3 控制要点对清表压实后的基底做出横向路拱,路拱坡度不得缓于设计的坡度,有利于排水。对于中间夹土工材料的垫层,上垫层开始采用人工摊铺,自卸汽车不得直接开到土工材料上,压实采用轻型压路机压实,保证土工材料完好无损。图2-7碎石垫层现场照片1 图2-8碎石垫层现场照片24.4 质量通病及防治措施砂石料材质不符合要求。砂石料的材质应当符合设计及验标要求,特别是含泥量不得超标,否则容易造成固结,起不到排水作用。防治措施:严格控制材料关,不合格的材料不得进场。土
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