+++2阳山碎石土路基填筑作业指导书

1苏州阳山碎石土路堤填筑试验作业指导书1编制依据1.1《高速铁路路基工程施工及验收暂行规定》1.2《软土地基路桥设计参数试验项目试验研究实施细则》（送审稿）1.3《软试施（路）修-01～02》1.4《软土地基路桥设计参数试验项目第2试验段实施性施工组织设计》2试验概况2.1地层及路堤填料地基上部属第四系全新统冲湖积层，表层为黏土，灰黄色，软～硬塑，层厚0.76～3.60m；其下为淤泥质粉质黏土，深灰色，流塑，含少量腐植物，局部夹有薄层粉砂，具高压缩性、低强度、高触变性的特点，厚3.2～16.5m；下卧层为黏土、粉土及粉质黏土，软～硬塑。试验段填料采用苏州市以南阳山西侧取土场开采的碎石土，运距约80km，以水陆结合的运输方式运至工地。阳山碎石土中岩石碎块主要为石英砂岩，其间混杂有不等量的粘性土。经现场对不同位置取样分析属A级填料，最大干密度2.17～2.34g/cm3，最佳含水量6.5～8.5%之间，基床以下路堤最大粒径为200mm,基床底层最大粒径为150mm，其中粒径小于20mm的占47.7%。2.2主要工程数量（见表1）表1碎石土填筑主要工程数量表里程填筑部位数量（m3）K0+276.51～+515基床以下路堤13689基床底层13626K0+515～+708.255基床以下路堤11697基床底层12020K0+709.745～+819.55基床以下路堤6070基床底层61322.3地基处理及路堤结构型式2.3.1地基处理a.K0+276.51～+515段采用塑料排水板联合真空预压加固处理，加固深度14.5～18.5m，塑料排水板顶面铺设0.8m厚砂垫层（膜下0.5m，膜上0.3m），其中K0+276.51～+350、K0+480～+515段砂垫层中铺一层土工格栅。b.K0+515～+708.255段采用塑料排水板联合超载预压加固处理，加固深度7.0～15.0m，砂垫层厚0.6m，内铺一层土工格栅，其中K0+515～+587.755段排水板间距1.8m，超载土柱高1.8m；K0+589.245～+708.255段排水板间距1.2m，超载土柱高1.2m。c.K0+709.745～+819.55段采用砂桩联合等载预压加固处理，加固深度215.0m，砂桩顶面铺0.6m厚砂垫层，内铺一层土工格栅，等载土柱高1.0m。2.3.2路堤结构型式路堤由基床及基床以下路堤组成。基床由基床表层及基床底层组成，基床表层级配碎石厚度为0.7m，基床底层阳山碎石土厚度为2.3m，总厚度3.0m。基床以下路堤厚度为1.2～2.5m的阳山碎石土。整个路堤位于直线段，碎石土直接在砂垫层上填筑施工，底面填筑宽度26.7～30.6m，顶面宽度16.3m。路堤边坡坡率1:1.5，边坡坡面采用土工网垫固土后喷播植草防护，沿边坡外侧2.5m宽度范围内每填筑0.3m加铺一层土工格栅。3试验准备为保证路基填筑试验工作的顺利进行，施工前应作好以下的准备工作。3.1物资材料主要是填料（碎石土）、备料场和其他耗材的准备和储备。填料的自然级配应无明显差异，其粒径和形状应符合规定要求，并由试验、物资及质检人员现场共同验收，不合格的填料不得进场。3.2机械设备对试验所需工程机械（见表2）的种类、数量、型号规格、工况等进行验查和调试，确保状态完好。表2机械配置计划表机械名称型号规格单位数量备注推土机上海PD120，88.2kW台1平地机天津PY160C，128.7kW台1压路机德国宝马BW219，DH-3，132kW，20t台1自重20t，激振力：弱振280kN，强振480kN拖式凸块振动压路机襄樊YZT-18A，18t台1激振力：弱振320kN，强振400kN装载机ZL50C，154.5kW台1自卸汽车10t辆20洒水车东风辆13.3试验人员及分工试验技术人员必须了解试验目的，熟悉和掌握试验及检测工作的内容、方法及工序，分工明确。对司驾人员及全体职工应进行操作要领、安全防护（人员及测试装置）等方面的指导和培训。填筑试验研究工作由项目部工程技术部及试验室下设的路基课题组完成,路基课题组共四人，负责制定填筑试验研究方案,编制填筑试验作业指导书,研究阳山碎石土的工程性质、填筑工艺及质量检验方法，提出合理的工艺参数、有效便捷的检测方法，指导下步京沪高速铁路的施工。现场工艺试验研究由课题负责人张瑞扬负责，宋上明、万为胜、卢良明配合。试验检测数据及分析结果由试验室向课题组提供，填筑试验每完成3一项工作及时分析整理资料。主要试验人员见表3。表3主要试验人员安排计划表姓名职务分工鲁和友经理试验总体规划与设备调配胡柱奎总工程师课题总负责人，负责试验策划与研究陈祥炎副经理现场组织指挥，参与工艺研究张瑞扬工程部长课题施工工艺研究负责人，负责技术实施章国辉高工课题质量检测方法研究负责人，参与工艺研究张清质检工程师质量监控检测及现场工序录像、照片宋上明工程师工艺试验研究与资料分析整理万为胜工程师工艺试验研究与资料分析整理卢良明助工配合课题负责人，现场记录、监督李敏测量组长负责测量定位与资料分析王光辉试验室副主任试验检测与资料收集分析覃国俊试验工程师试验检测与资料收集分析郭世全试验工程师试验检测与资料收集分析吴革新领工员现场工作实施孔为金测量工测量数据采集分析杨亚辉测量工测量数据采集分析3.4试验检测仪器设备主要是压实效果检验设备（核子密度仪、K30、EVd及其他土工设备）的准备和状态调试。3.5前期试验段填筑试验3.5.1填料室内试验项目及完成情况(1)试验项目最大干密度、最优含水量、平均颗粒密度、破碎率、有机质、击实前后筛分试验、CBR试验，其中CBR试验依据GB50123，其它试验依据铁路标准。(2)目前完成情况现已完成4组试验。矿物分析：委外试验，评价填料颗粒的稳定性能和抗风化能力。3.5.2试验段的布设为了给正线路堤填筑积累经验并提供质量保证，根据现场的实际情况，在K0+770～+840左侧100m的备料场内预先安排进行路堤下部碎石土的填筑试验。备料场试验区内的场地须经平整和充分碾压，碾压后压实系数（Kh）要求不小于0.9，且无明显的“弹簧”现象。试验段的大小拟定为40m×13.6m，总面积约544m2，路堤顶面宽10m，填筑高度0.9～1.2m（分三层填筑，第一层虚铺0.3m、第二层虚铺0.4m、第三层虚铺0.5m），边坡坡率1∶1.5。4试验段路堤填筑土方总量约为566.4m3。3.5.3试验步骤与内容（1）对试验区段的具体位置进行准确放样。（2）利用推土机辅以平地机将备料场试验区段整平，顶面设4%横坡。（3）压路机按照先轻后重、先外侧后内侧的原则压实基底表层，核子密度仪在现场对试验段基表进行检测，检测Kh、K30、EVD，若压实系数Kh≥0.9，则进入上覆第一层碎石土的填筑，否则，应判查原因，采取对应的措施（如翻挖压实处理等），直至碾压密实度达标。（4）通过试验测定路堤碎石土填筑松铺系数，每层松铺厚度暂按0.3～0.5m控制。松铺系数观测点布置见图1。（5）基底处理并验收合格后及时恢复中线，在两侧放出路基边缘线，按松铺厚度设置填层高度控制标记。路基按断面全宽水平分层填筑，根据车容量计算好每车填料的卸料间距，摊铺后验核平均松铺厚度，并据以调整卸料间距。（6）碎石土填料采用推土机进行初平，装载机倒运多余填料或补填欠缺，控制层内表面无明显局部凸凹，平面用平地机做成4%的横向排水坡。在填筑前抄平各观测点，此读数作为该层填土的初始标高读数。（7）压实顺序按先两侧后中间，压实程序按“先静压，后弱振，再强振”进行。碾压压实拟采用拖式羊足碾初压二遍，然后用重型压路机BW219(自重20t）静压一遍,振动碾压4～6遍，最后静压收光1遍。在羊足碾初压后采用平地机精平，确保纵向的平整又要保证横向排水坡面的平整，使其平整度严格控制在允许范围内。碎石土填筑试验的主要工序见图2。图1松铺系数观测点布置图（单位：m）37观测点101037控制桩5图2碎石土填筑试验主要工序流程图试验段路基放样基底含水量检测基底处理压实基底压实度检测布置水平观测点分层填筑碎石土初平、碾压、精平观测点抄平试验检测（K30、n、Kh、Evd等）（8）压路机的走行速度分别控制在2.5km/h、4km/h，压实质量检验随填筑压实遍数分层每遍进行，并记录于试验表格（表4）中。采用核子密度仪检测孔隙率或压实系数（同时配备灌沙法或灌水法器具和材料，以便对比分析），K30承载板试验检测地基系数（同步检测Evd，辅助验证对比），检测满足设计要求后，测各观测点标高，计算松铺系数。（9）主要试验组合a.碾压设备组合试验：主要研究BW219压路机、拖式凸块振动压路机YZT-18A进行联合碾压的效果；b.填层组合试验：主要研究不同填层厚度的碾压效果；c.碾压速度组合试验：主要研究设备以不同速度进行碾压的效果。3.5.4压实控制标准及试验记录基床以下部分碎石土的压实标准为双控，其中：（1）K30130MPa/m进入下一填层K≥0.9Kh＜0.9适中适中适中含水量大含水量小摊铺晾晒洒水闷料6（2）n≤31%现场试验时每碾压1遍即进行检测记录。记录表的形式和内容见表4。表4碎石土填筑压实试验记录表里程填筑部位机械类型碾压层位碾压方式遍数含水量（％）走行速度（km/h）压实厚度（cm）孔隙率nK30（MPa/m）Evd（Mpa）备注记录：复核：课题负责人：日期：3.5.5时间计划安排苏州阳山碎石土路堤的前期填筑试验，计划于2003年5月30日开始实施，6月5日结束。3.5.6试验段的成果资料通过现场的前期填筑试验，完成初步的工艺试验研究报告，其主要技术成果内容包括：（1）阳山碎石土松铺系数的确定。（2）孔隙率n或压实系数Kh、地基系数K30、Evd与压实遍数、压实方式、压实机具配备、填层厚度之间的关系曲线图。（3）基底压实系数大小对上部碎石土填筑压实效果的影响。（4）碎石土的自然级配与压实参数和压实效果之间的关系，同时通过本试验过程中的级配试验来评价羊足碾的破碎、拌和作用。（5）通过对阳山碎石土的填筑参数研究，探索动态变形模量Evd与地基系数K30及孔隙率n之间的相关关系。通过对试验结果的分析和实际工程的实施，验证所采用的机具组合、压实工艺参数及相应的质量控制标准是否满足设计要求且经济合理，同时，对试验中可能存在的问题进行分析并提出建议，为指导下一步正线路堤碎石土填筑奠定基础。4正线路堤碎石土填筑试验在总结前期试验段碎石土填筑工艺试验的基础上，根据所获得的参数和填筑经验，组织进行正线路堤的碎石土填筑。4.1主要机械配置除表2所列的设备以外，路堤填筑还应补充配置其他机具（见表5）。冲击式压路机（YT25）恐对埋设测试元件及涵洞结构等造成不利的影响，仅作为预选备用。7表5机械及检测设备补充配置表名称型号规格单位数量备注压路机YZ18，165kW，18t台1激振力:弱振240kN,强振320kN挖掘机现代210台1内燃冲击夯美国BS600台1核子密度仪5112台1K30荷载检测车辆1Evd德国HMPLFG-K台1全站仪日本尼康台1精密水准仪德国NI007台1普通经纬仪德国蔡司010-HB台1普通水准仪S3台14.2填筑试验计划4.2.1填料室内试验项目对现场填料进行最大干密度、最优含水量、平均颗粒密度、击实前后筛分试验，试验依据铁路标准。4.2.2碾压设备选型理由及配套方案土方压实主要采用自行式振动压路机。该型压路机通过实际使用得到检验，在使用过程中技术上不断得已完善,已经在土方压实设备中达到了主导地位。目前自行式振动压路机分为光钢轮式和拖式凸块式两类,其中光钢轮振动压路机适用于碾压厚层土方或含有大粒径材料的山皮土、碎石土等,压实效果明显,其中部分先进机型可分别进行强振、弱振及静压作业。拖式凸块式振动压路机适用于压实含有大粒径材料或含有风化石块的山皮土等,它主要具有破碎和压实两个功能,通过行驶中在凸块上的振动作用力,对坚硬物进行破碎、级配和压实,同时具有激振力强、压实深度大的特点，是理想的初碾工具。它与自行式振动压路机相配合，适于深层压实。三轮压路机是无振动铁