南水北调土方碾压试验施工方案

邯郸市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程第一设计单元施工二标（合同编号：HBNSBDPT-SCYS/HD-DY1-SG-2014-02）土方填筑碾压试验方案江苏盐城水利建设有限公司邯郸南水北调配套1-2施工项目部目录一、工程概况........................................................2二、试验目的........................................................2三、试验依据........................................................3四、填筑料源........................................................3五、土方填筑碾压试验................................................3六、试验检测........................................................6七、碾压试验检测成果整理............................................7八、质量控制措施....................................................7九、施工人员及机械投入情况..........................................8一、工程概况1.1概述邯郸市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程承担着向邯郸市24个供水目标输送长江的任务，工程共涉及邯郸市中心城区（2座水厂）、马头生态工业城；邯郸县（邯郸市中心城区给水管网覆盖，无单独水厂）、磁县、永年、临漳县、成安县、肥乡县、广平县、鸡泽县、曲周县、邱县、魏县、大名县、馆陶县、共13个县城；肥乡县工业区、馆陶县工业园区（即邯郸市化工园区）、永年县西南工业园区、永年县标准件工业园区，共个4工业区；马头电厂、邯郸钢铁厂（2座水厂）、纵横钢铁厂，共3个大型企业；永年广府古城。供水区控制总面积7384k㎡，多年平均分水量为35202万m³。1.2工程地质勘察区位于海河流域平原区南部，区内发育有巨厚的第四系松散堆积物，厚度可达数百米。堆积物属粘土、壤土、沙壤土和粉细砂等松散岩系，由于自然沉淀，区域内土层的厚度在空间分布上有一定的差异。勘察内揭露的浅部地层主要为壤土、砂壤土、粘土及砂层。土层在空间分布上具有不均匀性。一、第四系下更新统冰水沉积(fg1Q1)1)壤土和粘土；棕红色，灰绿色，硬塑，坚硬，饱和，干强度较高，实验表明该层为膨胀土，土层中含砾石和砂，可见卵石透镜体，局部可见胶结的砂岩，该层的最大揭露厚度为20m,该层主要分布在铁路以西的管线沿线。2)卵石；杂色，卵石含量约50-70％，粒径2-10cm较多，卵石以砂岩为主，卵石间土以棕色和褐黄色壤土为主，该层分布在铁路以西的管线沿线。第四系全新统冲洪积（a1+p1Q3）1)粘土；棕黄色，可塑，饱和，韧性较高，干强度较高，含姜石，该层在铁路以东的东部平原广泛分布。2)壤土；褐黄色，可塑，饱和，韧性中等，含姜石，夹薄层砂壤土，该层在铁路以东的东部平原广泛分布3)沙壤土；褐黄色，可塑，稍密，稍湿，无韧性或韧性底，摇震反应迅速，夹薄层壤土，该层在铁路以东的东部平原广泛分布。4)砂层；褐黄色，稍密，中密，稍湿，主要成分以石英、长石和云母为主，夹薄层壤土，该层主要分布在馆陶线境内和临漳县境内的管道沿线。二、试验目的根据合同文件规定的压实机械、料源，拟在施工现场根据不同的碾压技术参数进行不同填筑料的碾压试验，研究填筑工艺，通过试验达到以下目的：2.1核实填筑土料室内击实试验结果的合理性；2.2检查压实机具的性能是否满足施工要求；2.3选定合理的施工压实参数：铺土厚度、土块限制直径、含水量的适宜范围、压实方法和压实遍数；2.4确定有关质量控制技术要求和检测方法，现场安全控制措施；2.5运输、摊铺和碾压机械的协调和配合。三、试验依据3.1《堤防工程施工规范》SL260-98。3.2《土工试验规程》SL237-1999。3.3邯郸市南水北调供水配套工程施工招标文件技术条款。3.4工程地址勘测报告。四、填筑料源4.1用于以上工程项目的填筑材料利用本工程开挖合格料。五、土方填筑碾压试验5.1填筑材料回填材料技术指标及要求部位技术指标及要求至段沟槽填筑体应分层回填，分层碾压。回填粘性土时压实度不小于0.95。5.2施工机械设备及仪器现场生产性试验设备：推土机一台，柳工单钢轮622型振动碾一台，CAT3251.4m3挖掘机1台，洒水车一台，自卸车2台。测量仪器：SOKKIAB40水准仪等。试验仪器：电子秤、环刀等。碾压机具技术参数振动碾型号振动方式工作质量（T）静线荷载(N/cm)功率(kw)碾轮宽(mm)振幅(mm)振频(HZ)激振力(kN)柳工单钢轮622型压路机单轮2046012821302/130/32400/2105.3试验场地布置碾压试验场地选在135+784.726至136+600.000段沟槽范围内。试验前用挖掘机将试验场表层淤泥、腐殖土等不合格土及草皮、树根、建筑垃圾等杂物清除。清理边界应在碾压试验基面边线外0.3m～0.5m。基底清理完成后，报请监理工程师进行验收，如不合格必须继续清理，直至达到相关技术要求。基底验收合格后，试验人员取原土进行试验，如达不到规范要求的压实度（98%），采用振动碾进行碾压，使基底压实度达到规范要求。如果局部有不平整现象，先把低洼地方进行分层碾压填筑，使整个基础面平整，再全面铺土碾压。然后用白石灰画出长30m、宽3m场地，并划分为10m×3m的3个试验小块，准备进行碾压试验。5.4碾压场次安排填筑碾压试验场次安排表序号填筑材料铺料法松铺厚度（cm）碾压遍次碾重行走速度碾压方式1壤土/粉质壤土后退法20、25、302、3、420t2km/h进退错距法碾压试验块表面布置层厚：20cm碾压遍数：无振2遍+有振2遍试验面积：10m×3m层厚：25cm碾压遍数：无振2遍+有振3遍试验面积：10m×3m层厚：30cm碾压遍数：无振2遍+有振4遍试验面积：10m×3m试验块铺层厚及试验内容布置第二层铺层厚度：40cm无振2遍+有振6遍（三种含水率）第一层铺层厚度：30cm、40cm、45cm、50cm无振2遍+有振2、4、6、8遍基础层场地清理平整，表层压实至不低于设计压实度(98%)自行式振动碾采用20、25、30cm松铺厚度，根据压实效果，优选最佳铺层厚度。研究2遍、3遍、4遍等不同碾压遍数的碾压效果，优选填筑材料的合理碾压遍数。5.5碾压试验基本工序⑴填筑碾压试验基本工序：场地整平→卸料→推平→静碾→层厚测量→振动碾压→碾压过程的沉降测量→干密度、含水率、压实度等检测→进行上层填筑施工。⑵填筑基本工艺①准备：a、填筑前在有效碾压场范围内选定沉陷观测点，测量记录试验场地的高程，测点间距2m×2m；b、用白灰画出试验区域和试验单元，及机械进出场的方向；c、在碾压场周边间距4m打入木桩，并在木桩上准确标示控制高程，以控制铺料厚；d、在场地中线一侧的相连两个试验小块，铺设土质、天然含水量、厚度均相同的土料，中线另侧的两个试验小块，土质和土厚均相同，含水量较天然含水量分别增加或减少某一幅度（根据填筑土料击实试验确定范围）。②铺料：自卸车卸料采用后退法，自卸车一车一点卸料，呈梅花形布料。③平料：采用推土机推平至预定厚度及平整度，必要时辅以人工耙平，达到起伏差和平整度的要求。④每个试验小块按预定的计划、规定的操作要求，碾压至计划遍数，相应在填筑面上取样做密度试验。⑤每个试验小块，每次的取样数为3个，采用环刀法取样，测定干密度；⑥测定压实后土层厚度，并观察压实土层底部有无虚土层、上下层面结合是否良好、有无光面及剪力破坏现象，做好记录。⑶碾压基本工艺①根据画好的碾压路线实行振动碾压，施工人员指挥，按预定遍数进行。碾子必须在场外起振，达到正常运转之后，方可驶入试验场内，进出场一个循环按振动碾压两遍计，振动碾采用前进后退全振方法碾压作业，错位采用前进法。碾迹重叠控制在50cm，行车速度不大于2km/h。②测量沉陷观测点高程，与压前相应点高程之差即为碾压沉陷值（压缩量），振动碾压开始后既进行测量，每振碾2遍后测量对应点的沉降量。③终碾后，用环刀法测定密度。对挖出的土料测定含水率检测。④刨毛作业：在碾压完毕后，下一层填筑前对上一层填筑表面进行刨毛处理，刨毛采用反铲履带在填筑层面上反复行走进行刨毛。对填筑面进料运输线路上散落的松土、杂物以及车辆行驶、人工践踏、内平台形成的干硬光面，在铺土前彻底清除，并洒水湿润。⑤回填试坑，将试坑挖出试料全部均匀回填原坑，并碾压密实。⑷检测基本工艺①沉陷测量：采用水准仪测量，测点网格2m×2m，精度±1mm。②含水率测定：采用酒精燃烧法，连续烧3次，精确至0.01g。③密度测定：采用环刀法，环刀基本参数应符合GB/T15406-2007规定,精确至0.01g/cm3。④层间结合测定：测定压实后土层厚度，并观察压实土层底部有无虚土层、上下层面结合是否良好、有无光面及剪力破坏现象等，并作记录。六、试验检测6.1检测工作次序⑴碾压前填筑材料击实试验。⑵碾压场地平整度测量。⑶铺料前高程测量。⑷铺料后高程测量。⑸进行挖坑含水率测定。⑹碾压后高程测量。⑺碾压后挖坑进行干密度、含水率测定。⑻层面结合检测。6.2主要检测工作内容⑴提前备料：用于碾压试验的土料在取土场要提前进行含水量检测，其含水量应在土料的最优含水量±2％范围以内。如果含水量过大，土料摊铺后应进行翻晒，如果含水量偏小，土料摊铺后采用洒水车按照计算的水量进行洒水，然后进行虚土搅拌，使土料的含水量保持均匀。为碾压试验做好准备。⑵铺层厚度与碾压沉降测量采用精密水准仪进行测量，测点间距为平行碾压行走方向为1m，垂直碾压行走方向2m。铺料前测量碾压场基层高程，铺料后测量土料层顶面高程，求出铺层厚度，铺层厚度误差宜控制在5%左右；每碾压2遍测量土料层顶面高程，求出碾压沉降量，沉降测量精度为1mm。⑶干密度检测终碾后每次各取样数应达3个，采用环刀法取样，测定干密度值。⑷含水率试验碾前、碾后每场各进行3点含水率测定，共计9点。⑸层间结合检测测定压实后土层厚度，并观察压实土层底部有无虚土层、上下层面结合是否良好、有无光面及剪力破坏现象等。七、碾压试验检测成果整理7.1在试验期间，要作好各种原始试验数据的记录。7.2根据试验结果确定配套机械的施工效率、合理的碾压遍数、铺土厚度以及松铺系数等。7.3将试验结果上报监理部进行审批，作为以后土方碾压施工的施工参数进行控制。碾压效果，优选填筑材料的合理碾压遍数。以指导本工程土方填筑施工。八、质量控制措施8.1用于碾压试验的土料在取土场要进行含水量检测，其含水量应在土料的最优含水量±2％范围以内。如果含水量过大，土料摊铺后应进行翻晒，如果含水量偏小，土料摊铺后采用洒水车按照计算的水量进行洒水，然后进行虚土搅拌，使土料的含水量保持均匀。8.2所有用于碾压试验的土料必须先进行检测，土内不得含有树根、杂草、砖块或其他腐植物。8.3碾压试验基底为耕地或松土时，应先清除有机土、种植土，平整后按规定要求压实。在深耕地段，必要时，应将松土翻挖，土块打碎，然后回填、整平、压实。8.4碾压试验前由技术人员对现场施工人员进行碾压试验施工技术交底，试验员配合质检员对碾压试验施工过程严格控制。并严格执行三检制，确保施工质量。8.5在施工中严格执行规范和设计要求，对现场监理工程师提出的问题及时处理，以防留下质量隐患。8.6如填土出现“弹簧土”、层间中空，松土层或剪力破坏现象时，应根据具体情况采取置换、挖除、等措施进行认真处理，并经监理工程师验收后方可继续施工。九、施工人员及机械投入情况人员配备情况序号工种人数备注1现场总指挥1全权负责试验现场的指挥协调工作2技术人员1负责现场技术问题的协调解决工作