软基换填试验段总结报告

软基换填试验段总结报告

一、工程概况

西宝高速改建工程B-C10合同段，起点桩号为K2+090，终点桩号K284+360，长20.27公里。该工程是在原有老路基两侧各加宽8.25米，形成新的整体式路基。本标段路线布设于渭河一级阶地，地基土上部为冲积粘性土，下部为砂卵石层，部分路段地下水位较高，局部上部存在薄层软弱层，软弱层多为淤泥质粘土。为减少新加宽路基沉降量，缩小新老路基间的差异沉降量，进而减少新老路面出现的纵向裂缝的机率，对原地面采取换填软土的方案进行处理，现就K265+318.304～K265+511.448左侧作为地基换填试验段。，采取砂砾换填处理，处理长度152m，处理深度80cm，处理宽度9.25m,换填数量1125m3。

二、试验段施工目的和任务

通过试验段施工进行施工优化组合，机械合理配置，确定出标准施工方法，合理的技术参数，用以指导大面积施工。具体项目如下：

1、确定合适的使用材料

2、确定材料的松铺系数

3、确定标准施工方法

    1）确定填料含水量的增加和控制方法

    2）确定整平和整型的合适机具和方法

3）压实机械的选择和组合，压实的顺序、速度和遍数

4）确定挖土、运输、整平和碾压机械的协调和配合方法

5）确定压实度的检测方法

4、确定每一作业段的合适长度或面积

5、确定每次铺筑的合适厚度

    三、施工组织机构

项目部成立路基试验段施工领导小组，由项目部常务副经理李世伟担任组长，总工郑东峰、工程王生兵为副组长，组员包括安质张二涛、路基工程师、机械工程师张富斌，测量工程师白清蒙、试验工程师苗立德、路基施工一队队长卢培军等。施工现场管理及作业人员组成和分工如下：

现场施工负责人：卢培军 

技术负责人： 杨佳

技术员： 帅军

测量人员：王磊 

试验人员：潘鑫

挖掘机操作手：席瑞强、侯佑峰

摊铺、整平操作手：    杨丹

压路机操作手：刘方平、汪永刚

运输车司机：20人

辅助施工人员：5人

四、机械组合

挖掘机2台：小松240

推土机2台：宣工140

平地机1台：PY180型

压路机2台： 临工-50    

洒水车2辆：5T 10T

自卸汽车12辆：双桥汽车

五、路基填料选择

由于项目所在地位于渭河北岸，地势平坦，离渭河漫滩较近，渭河天然砂砾较为丰富，全段路基填土统一采用渭河漫滩天然砂砾填筑。塑性指数IP=9.0，最大干密度ρd=1.88g/cm3，最佳含水量WO=8%。

六、施工方法

1、测量放样

1）恢复路线中桩

首先用全站仪采用极坐标法全面恢复K265+318.304～K265+511.448段中线，每隔25m定出一个中桩，距中心桩一定距离处埋设高程和距离控制桩，进行施工控制。

2）边桩放样

定出中桩后，用水准仪沿着与路线方向垂直的部位，准确测量出各点的横断面标高，并放样出各点的坡脚线位置。为保证边缘的压实度，每层填土铺设宽度每侧应超出路基设计宽度60cm。

3）布置高程检测点

按照《路基试验段施工平面布置图》布置高程检测点及高程和距离固定桩，本标段分别在K265+325、K265+340、K265+375、K265+400、K265+425、K265+450、K265+475、K265+500、8个断面布置了16个高程检测点及高程和距离固定桩，并测出高程检测点高程，各点高程如下：

                                               表1

点号	1	2	3	4	5	6	7	8
高程
点号	9	10	11	12	13	14	15	16
高程

2、原地面开挖

在开挖前对于老边沟较深时先清理水沟板等非适用材料，然后分层回填水沟至原地面以下80cm，再同换填区域一同分层向上回填处理。在软基换填时，要把台背回填的位置空出，以免重复开挖。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

从原地面挖除相应换填厚度(即原地面向下80cm)至基底。纵向长度以50m为一段，采用压路机微震或静振对基底进行整平碾压。

原地面开挖跟踪测量结果如下:

                                                           表2

点号	1	2	3	4		5		6	7		8
开挖前标高（m）
开挖后标高（m）
挖除厚度cm）
点号	9	10	11		12		13	14	15	16
开挖前标高（m）
开挖后标高（m）
挖除厚度cm）

3、挖土与运土配合

挖土机械采用两台小松240挖掘机，挖掘机斗容量为1.2m3。自卸汽车每辆车运土虚方按10m3计算，挖掘机要装9斗，平均装一车需要5分钟，两台挖掘机1小时可装24车。平均运距5Km，拉一趟土约30分钟，两台挖掘机可供应12台自卸汽车运土，大面积施工时应按18台车配置。

4、松铺布土

    本段所用压实机具为临工-50压路机，考虑到其优良的性能，填土松铺厚度暂定为34cm。每辆自卸汽车拉土虚方按10m3计算，每车土可摊铺面积为：S=10ρ松/0.34ρ紧=27㎡

ρ松=1.363g/cm3                      ρ紧=1.505 g/cm3  

从一端开始，用白灰线打出方格，由专人指挥左右成排前后成行等距离卸土至方格内。

5、土方摊铺

布土完毕后，用宣工140推土机进行土方摊铺，测量人员跟随推土机及时检测，根据各桩号地面标高，控制好表层顶面标高，注意松铺厚度，使填土达到控制的厚度。

摊铺后进行含水量的检测，检测结果复核设计要求

6、整平

当含水量保持在最佳含水量的±2%时，立即用平地机进行整平，整平由两侧向中间沿路线方向纵向进退式进行。粗平后再进行含水量检测，经检测含水量满足规范要求（±2%左右），用洒水车再洒水一遍，平地机进行精平。

整平完成后，由距离固定桩定出高程检测点，用水准仪测量其标高，以检测填土的松铺厚度，检测结果如下：

                                             表3

点号	1	2	3	4		5		6	7		8
填土前标高（m）
填土后标高（m）
松铺厚度（cm）
点号	9	10	11		12		13	14	15	16
填土前标高（m）
填土后标高（m）
松铺厚度（cm）

7、压实

1）碾压顺序

压实机具先轻后重，先用压路机静压一遍，第二、第三遍振动碾压，振动力由弱到强，以适宜土体强度增长，第四遍光轮静压。

2）碾压速度

碾压速度应先慢后快，以免松土被推走，头一遍的碾压速度采用1.5Km/h，第二遍的碾压速度采用1.7Km/h，第三遍的碾压速度采用2Km/h, 第四遍碾压速度采用2.5Km/h。

3）碾压方式

压实机具工作线路要合理，因本段曲线半径较大，碾压时由两边向中间，纵向进退式进行，以保证路拱，压路机每次横向碾压重叠不少于压实宽度的1/3，确保压实均匀，做到不漏压、无死角。

4）压实度检测

当压路机在第一遍碾压结束后，用环刀法进行压实度检测，以后每遍碾压结束后，分别进行检测，检测点位定位：检测结果如下：

                第一遍的压实度                表4

序号	1		2	3	4	5		6	7	8
含水量%
压实度%
序号	1	2		3	4	5	6		7		8
含水量%
压实度%

                 第二遍的压实度                 表5

序号	1		2	3	4	5		6	7	8
含水量%
压实度%
序号	1	2		3	4	5	6		7		8
含水量%
压实度%

                          第三遍的压实度                 表6

序号	1		2	3	4	5		6	7	8
含水量%
压实度%
序号	1	2		3	4	5	6		7		8
含水量%
压实度%

第四遍的压实度                  表7

序号	1		2	3	4	5		6	7	8
含水量%
压实度%
序号	1	2		3	4	5	6		7		8
含水量%
压实度%

                     第五遍的压实度                   表8

序号	1		2	3	4	5		6	7	8
含水量%
压实度%
序号	1	2		3	4	5	6		7		8
含水量%
压实度%

               

5）压实厚度的检测

碾压第三遍即已满足压实度，为探讨随压实遍数增加压实度的增长情况，又进行了第四遍碾压，检测完毕并经现场监理工程师确认后，即停止碾压，然后根据距离固定桩定出各高程检测点，并测其高程，以确定压实厚度，检测结果如下：

表9

点号	1	2	3	4		5		6	7	8
填土前标高（m）
压实后标高（m）
压实厚度（cm）
点号	9	10	11		12		13	14	15	16
填土前标高（m）
压实后标高（m）
压实厚度（cm）

6）位移观测

测量人员设立4个固定位移观测点，每日观测固定点位移，并做好记录，整理好数据。各个点坐标分别为1#(x=3797530.798,y=507211.453),2#(x=3797531.445,y=507169.938),3#(x=3797532.278,y=507122.210),4#(x=3797532.968,y=50780.976)。观测记录如下（单位为mm）：

     点号

日期		1	2	3	4
6.13	竖向	2	1	0	1
	侧向	1	-1	-2	3
6.14	竖向	-2	2	2	-2
	侧向	-1	0	-3	1
6.15	竖向	-2	1	1	0
	侧向	0	2	0	1
6.16	竖向	-1	0	-1	-1
	侧向	2	-1	-1	-2
6.17	竖向	1	3	3	2
	侧向	3	1	-4	0

七、试验段成果总结

1、路基填料的确认

取土场土的塑性指数、CBR值、有机质含量及易溶盐含量均符合设计及施工规范要求，同时通过路基试验段的填筑，说明该土也满足现场施工要求，故该土场的土可用于全线大面积路基填筑。

2、松铺系数及松铺厚度的确认

根据松铺厚度和压实厚度，计算出松铺系数：

松铺系数=松铺厚度÷压实厚度

点号	1	2	3	4	5	6	7	8
松铺厚度（cm）
压实厚度（cm）
松铺系数

                                                  表12

根据以上数据，松铺系数平均为，松铺厚度宜控制在34cm左右，压实厚度宜控制在30cm左右。

3、填料含水量的增加和控制方法的确定

土方摊铺后立即检测土的含水量WO，土的最佳含水量为W，根据摊铺的土的面积，容重计算出土的质量Q，加水量m可由下式确定：

m=（W-WO）Q/（1+WO）

根据计算出的加水量，用洒水车均匀、适量地浇洒在土中，并用拌和设备拌和均匀。平地机粗平后再检测含水量，含水量在最佳含水量±2%范围内，用平地机精平后即可开始碾压，这种含水量增加和控制方法通过试验段证明是可行的，有效的。

4、整平和整型的合适机具和方法的确定

整平机具采用PY180型平地机，整平方法由两侧向中间沿路线方向纵向进退式进行。第一遍为粗平，经检测含水量符合要求后，即可进行第二遍精平，精平后检测平整度及路拱横坡，结果如下

表13

桩号
平整度
横坡度

5、压实机械的选择和组合，压实的顺序、速度和遍数

碾压前须对填土层的松铺厚度、平整度和含水量进行检查，符合要求后方可进行碾压。压实机械的组合、压实顺序、速度和遍数如下：

表14

压实顺序	碾压方式		碾压机具	碾压速度	碾压线路
第一遍	静压		临工-50	1.5Km/h	碾压时由两边向中间、纵向进退式进行，相邻两轮次至少重叠1/3
第二遍	振动碾压		临工-50	1.7Km/h
第三遍	振动碾压		临工-50	2Km/h
第四遍	静压	临工-50		2．5Km/h

开始碾压速度宜慢，随着土层的密实，速度逐步加快，但压实强度不能超过土的极限强度，否则土体遭到破坏。压实到第三遍时压实度已满足要求，为了保证工程质量，碾压遍数宜控制在四遍。砂性土表面容易松散，为了防止表面松散现象，最后用压路机静压光面一遍。

八、存在的问题

1、砂性土水保性差，土体板结差，在静置一定时间或随车辆布土过程中的碾压，表面易形成3～5cm的浮土，因此在布土以前洒适量水，用光轮压路机压实，防止表面浮土产生弹性体，两层之间产生松散现象，影响路基质量。

2、砂性土的天然含水量（10%左右）一般低于最佳含水量，且保水性差，水分散失快，如果待填土层摊铺后再洒水，所用时间太长（通常需洒水6～8遍），且水分不易均匀，表层水分过多，下层水分不足，故采用先一天在取土场内浇洒的办法。计算洒水量时应增加2个百分点，以便经过一夜时间运到路堤上摊铺、整平后，其含水量接近最佳含水量。

九、结论

根据试验段成果，在施工第一层时，松铺厚度控制在34cm左右，压实厚度控制在30cm左右，压实遍数、顺序、速度与试验段成果总结相同。施工第二层时，松铺厚度控制在28cm以内，压实厚度控制在25cm以内。施工第三层时，松铺厚度控制在26cm以内，压实厚度控制在25cm。

十、附图

附路基填筑试验段施工工艺流程图见图1。