路基冲击碾压试验方案

二广高速公路怀集至三水段第13合同段路基冲击碾压试验方案中铁五局集团第三工程有限公司1路基冲击碾压试验方案一、工程概况1.1、概述本标段路基设计为整体式路基，主要分为二段，即K47+751.54～K48+375、K48+575～K49+680。路基顶面设计宽度为32m，具体断面为：[0.75m(土路肩)+2.50m(硬路肩，含路缘带0.5m)+3×3.75m(行车道)]×2+3.0m(中间带，含两侧路缘带2×0.5m)。主要数量有路基挖土方202199m3，路基挖石方62610m3，路基填筑257812m3等。路基填方均就近利用土石方进行填筑。路段地貌属于剥蚀残丘地貌，路基均位于低矮山区，山体自然坡度在30～60度之间，所经路段要么为半山坡中要么为山间沟谷洼地。路基形式多为半填半挖，间有全填或全挖路段，路基存在多处大于10m的全填高路堤、纵横向填挖交界。1.2、编制依据（1）二广高速公路怀集至三水段两阶段施工图设计；（2）公路路基施工技术规范（JTGF10-2006）；（3）《公路冲击碾压应用技术指南》；（4）《二广高速公路怀集至三水段冲击增强补压管理办法(试行)》（广贺司[2007]594号文件）；（5）已建类似工程施工经验。1.3、冲击碾压施工目的增强补压。路基按常规振动碾压施工达到设计要求后，为进一步提高路基的密实度和整体均匀性，减少工后沉降与差异沉降，而采取冲击碾压技术进行增强补压。冲击碾压技术是将普通振压的高频率、低振幅改为高振幅、低频率，在压实作业中大大增加了对填筑体的压实功能，增强压实度，加大沉降量，有效压实厚度较振动碾压大大提高。1.4、冲击碾压施工范围（1）全线横、纵向填挖交界处：在路槽面以下1m处进行一次冲击增强补压；（2）全线高于10m的高路堤：分层进行冲击增强补压。冲击分层时，最下一级台2阶不做冲击压实，从最下一级台阶顶面（含此顶面）开始每2～2.5m分层冲击一次，并保证每能台阶正好和其中一次分层或路槽面重合。1.5、本试验目的（1）确定填筑土体密实度比规范要求的密实度提高2%时的冲击碾压遍数及冲击碾压影响的有效深度；（2）确定达到规定密实度时，沉降量是否达到≥3㎝的要求；（3）确认采用的冲击压路机合适的施工工艺；（4）确定合适的检测方法和合理的控制标准。试验确定冲碾后压实度，较振碾后压实度提高不小于2个百分点，路基平均沉降量不小于3㎝的控制指标，所需的冲碾具体遍数。用试验段数据、施工工艺、检测方法指导、控制后续冲击碾压施工，保证压实质量的同时有效加快路基填筑施工进度。二、试验准备及试验参数拟定2.1、试验段选择根据试验要求并结合施工现场实际情况，冲击碾压试验选取在K48+020～K47+120段路堤上进行。改区段为半挖半填区段，试验路段长100m，横断面宽度26m，试验面积不小于2500㎡。2.2、填料所选填料由工地试验室做土工试验，自检合格并经总监办中心试验审批平行后用于冲击碾压填筑，试验段填料来源于K48+201～K48+327段路堑挖方，以挖作填。试验检测填料主要属低液限砂土，最大干密度为1.99g/cm3,最佳含水量为10.4%。2.3、碾压机械选型按要求冲击压实机械必须选用大功率冲击压路机，我标段所选用冲击能量为30KJ的双轮式冲击压路机对试验段进行碾压。表1压路机工作参数一览表名称规格型号牵引能量（马力）设备总重\锤重(t)机械长度（m）最小转弯半径（m）总宽（m）冲击力（t）工作速度（km/h）冲击压路机683032029\16.2913.03.0250~35010～152.4、试验布置及参数拟定（1）本次试验检测主要指标是压实度和沉降量。有效冲击碾压压实度：≥95%，冲击增强补压后，碾压面平均沉降量≥3㎝。根据3填料类别，原则上应拟设三种填料情况的试验参数，结合本标段路基特点，本次试验以填筑土体为主要任务。表2试验压实度检测布置碾压类别碾压层数压实层厚（㎝）工作速度（km/h）测点深度（㎝）检测时间压实度标准检查方法土料120010～15表面下50㎝、100㎝、150㎝冲碾前、10遍、20遍、25遍、30遍后95%灌砂法（2）土体压实度检测方法：采用灌砂法。本次试验每检测一次（遍）取6个不同点，前后遍次取点不得重复。（3）定点沉降量检测，在试验层面沿路线纵方向按不大于10m的方格网布置沉降检测点，每一横断面上均匀分布5个点，检测样点为45个。（4）碾压前（0遍）、10遍、20遍、25遍时进行压实度检测和高程测量，把沉降收敛控制做为碾压试验施工工艺的重要控制手段。检测点位布置见下页图1《平面布置示意图》。2.5、试验配置（1）机械设备配置由于冲击碾压试验是在正常分层填筑、分层压实的基础上进行的，因此冲击碾压之前的机械配备按土方工程相应配备。碾压试验时需有1台平地机（功率180KW）、1台振动压路机（18t）辅助冲击压路机作业，1台挖掘机、1台小型打夯机，洒水车预备。测试仪器、工具等应经过检验，性能可靠，精度满足试验要求，所有检测仪器和工具应于碾压试验开工前准备完毕。（2）人员配置试验前试验人员需经培训，并熟悉本试验方法与操作程序，分工明确。表3碾压试验施工人员组成表序号分工人数备注序号分工人数备注1现场主管15测量员4沉降量检测2技术指导16司机53施工员2车辆指挥7安全员14试验员4压实度检测8普工124原始记录不合格不合格合格合格常规碾压施工检测碾压前指标碾压高程测量碾压实度检测碾压作业检测碾压后指标碾压高程测量碾压实度检测检后平整数据分析、总结四、碾压试验施工方法压路机需要两名操作手负责设备的安全操作与保养，一名机械师负责设备的日常检修工作。冲击碾压试验施工流程如图3所示。图3：碾压试验施工流程图4.1、常规填筑施工常规施工，即按多遍次碾压、压实度检测等正常施工程序作业，压实系数由设计文件确定的指标控制，碾压遍数不低于总结中确定的遍数，每单元层压实度检测达标合格。常规施工连续分层填筑厚度达到冲击试验拟定参数层厚后，即可进行下环节作业。4.2、检测碾压前指标碾压前指标即为碾后的指标，常规压实度检测6个点（如图1），并达到设计压实度要求，并按记录该层各点压实度，包括取点的棚号，详细位置。初始高程检测，由专业测量队负责测量，在规定的试验段，碾压土面上布置检测网，定点检测。测量点采用钉子钉红布条标记，为了便于冲碾前后比较沉降收敛情况，每断面取点5个并按1～5的顺序作好记录。由于只需要获得冲碾前后的沉降量数据，5因此只进行相对高程的测量，照此对所有点完成初始高程测量后即可进行冲击碾压作业。4.3、冲击碾压作业正式碾压试验前，各机械安排布置到位，规划好冲击压路机行驶路线，冲击碾压时应遵从“先慢后快，先轻后重，先两侧后中间”的原则，首先冲击压路机以10～12km/h的速度碾压5～7遍左右，然后速度提高至12～15km/h继续碾压。由于冲击式压路机作业的特点是牵引式，只能前行，而且所压轮迹中波峰波谷是随着压实遍数的递增，通过转弯时半径调整交错变化的。本试验段碾压面宽度经测量平均为26m，考虑运行安全，有效冲击面边线离路基填筑边界距离为1m。由于有效碾压面宽度为24米，满足冲击机械转弯半径，冲击压路机采用回转回旋错轮法施工（如图4所示）。即施工过程中，压实机从试验段一端侧边起步，纵向分幅运行到试验段另一端时倒车回头，沿中心线碾压返回至该段起点端完成第1个回环，再调转车头至起步时一侧错轮进行第2个回环碾压。错轮时外侧压实轮从第1回环圈道的碾压两条轮迹之间通过，依照该种方式压实轮轮迹逐步从填方路基一侧向另一侧推进，当覆盖完试验段整个冲击面后即为一遍。然后冲击压路机从终点又向始点返碾压覆盖过去，以同样的方式来回进行第二遍、第三遍……的冲击碾压，两个相间的车道，交错套压，直到沉降收敛，压实度满足规定要求，碾压过程中做好速度控制和遍数控制。在进行碾压作业过程中临场总结，根据需要适当调整后续碾压施工工艺等。速度控制：为保证碾压质量，重要一点要严格保证冲击压路机在冲碾过程中的运行速度，速度过慢，则冲击力不足，填筑体难以得到应有的压实效果；速度过快，则可能碾压轮顶点作用于填筑体表面后迅速离开，冲击力没有足够的时间向下层传递，下层的作用效果不强。遍数控制：冲击式压路机为双轮式，每一次回环后单轮从前一回转道两轮内边距中央通过，理论上形成一定的冲碾间隙，注意碾压面覆盖完全，最终保证对填筑体进行均匀压实。4.4、碾压后检测指标冲碾过程中，在10遍之后开始进行压实度检测和沉降量检测，以后在20遍后、25遍后再检测。试验规划压实度检测按图1布置取样，每遍取样6个地点，三方检测（施工单位、监理单位、地方质检中心站）在所规定的地点周边取样，以便回填。以冲碾后从土体表6面下挖50㎝、100㎝、150㎝处的压实度为检测指标，先取50㎝处的压实度满足后再取100㎝处，依此满足不同深处的压实度要求，直到满足所规定的标准为止。计算沉降量。按图1中规定的测控点测量，由专业测量人员进行测量，并做好记录，每一次检测完后需对所有检测数据计算平均沉降量，并做好每一次的检测记录。4.5、碾后平整由于冲击压路机自身特点，经碾压后的填筑体，尤其是土体，表面会起伏不平，会影响碾压正常作业速度，因此试验途中需要及时停止碾压，对填筑体表面进行平整处理，用平地机刮平后再继续施工。冲击碾压产生的工后沉降，用上路床填料处理平整，再用18t振动压路机压实。4.6、试验数据整理并总结原则上每冲碾一遍都需要进行压实度的检测和高程的检测，但这样工作量太大，事实上也不需要如此，着重记录好冲碾前的压实度和布控点的初始高程，测量跟踪冲击碾压后期（10遍后）沉降收敛情况，压实度检测严格按规范要求执行，做好原始数据记录，并加以统计，做出相应曲线图表。本试验相关数据记录、整理等表格参照如下表格。表4碾压压试验压实度检测原始记录表棚号检测压实度(%)取样:记录:监理:路基冲压试验压实度检测原始记录表起讫桩号:编号:序号项目碾压压遍数检测深度(㎝)备注7表5碾压试验压实度检测成果表棚号冲碾前冲碾后起讫棚号:编号:序号项目总遍数压实度(%)备注碾前碾后记算:复核:监理:日期:日期:日期:压实度指标检测深度(㎝)最大压实度:最小压实度:平均压实度:最大压实度:最小压实度:平均压实度:增强量五、质量保证措施碾压试验严格按照设计、业主要求及相关规程规范施工，加强科学管理，建立有力的质量保证体系（如图5所示），确保试验成功。强化质量意识，严格岗位培训，组织施工人员对试验目的与内容进行学习，明确岗位责任，施工前进行专题会议，试验后进行总结会。5.1、施工准备阶段的质量控制措施（1）搞好施工前交底工作。（2）编制针对性的现场施工方案。（3）建立各项保证措施和制度。（4）做好施工现场准备、测量、试验准备工作。（5）对施工班组及管理人员素质进行控制，审核各施工人员职称证、上岗证、特殊工种操作证，提前做好劳动力组织。（6）对工程项目所选用的检测及计量仪器设备进行检查、检验和周检，保证检测试验和计量的精度要求，为保证工程质量创造条件。85.2、施工质量保证措施（1）成立以专业测量工程师为首的测量专业队伍、配足配齐测量仪器、人员及车辆，保证测量工作的正常开展，检测好冲碾前、碾压过程中、碾压后各单元高程准确无误，以便得出准确的沉降量结果。（2）为保证达到预期的碾压效果，要严格控制碾压过程，主要包括碾压设备行驶速度控制和遍数控制。（3）为更准确地确定填筑体所需要的碾压遍数，在试验过程中使用地基动力承载能力检测系统配合高程检测、密实度检测等手段进行遍数控制。（4）加强对冲击碾压填筑体压实系数的试验检测工作。（5）碾压过程中如发现局部出现“弹簧”现象或局部沉降过大，应停止碾压，对原因进行分析后再根据实际情况做出调整。（6）碾压边角及转弯区域采用10T压路机压实，以达到设计标准。（7）试验段最大纵坡不超过6%，冲击碾压距路肩外边缘保持1m的安全距离。六、施工安全保证措施为确保试验段安全顺利生产，项目部建立安全生产保证体系，并严格按保证体系实施。安全保证体系框图如图6所示。（1）机械操作手在上机前必须经严格的