粉砂土路基填筑施工技术研究

粉砂土路基填筑施工技术研究课题名称：粉砂土路基填筑施工技术研究课题承担单位（盖章）：中国建筑第七工程局有限公司课题起止时间：2011年07月至2012年06月课题验收时间：2012年7月目录1绪论.........................................................................................................................11.1选题背景.................................................................................................................11.2国内外研究现状.....................................................................................................11.3依托工程特点和难点分析.....................................................................................21.4本研究的方法及主要内容.....................................................................................32粉砂土填料路基施工工法.....................................................................................42.1概述.........................................................................................................................42.2工法特点.................................................................................................................42.3适用范围.................................................................................................................42.2施工工艺.................................................................................................................42.5机械设备见表2......................................................................................................72.6劳动力组织见表3..................................................................................................82.7质量控制与安全生产.............................................................................................82.8经济效益分析.........................................................................................................83粉砂土路基压实控制.............................................................................................93.1概述.........................................................................................................................93.2影响粉砂土压实的主要因素.................................................................................93.3施工前期准备.......................................................................................................103.4填土压实方案.......................................................................................................113.5粉砂土路基施工控制要点...................................................................................124改性粉砂土...........................................................................................................134.1低液限粉砂土路基强度形成原理.......................................................................134.2低液限粉砂土的路用性能...................................................................................134.3影响低液限粉砂土压实效果的因素...................................................................154.4研究结论...............................................................................................................175结论.......................................................................................................................181绪论1.1选题背景根据区域地质资料，区域内地层主要为：第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）主要由粉质粘土、粉土和砂层组成，层厚较大，以粉质细砂土为主。根据《公路路基施工规范》规定，液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土，不得直接作为路堤填料。粉砂土属不良的路基用土，强度达不到设计要求，应尽量避免使用。从环保角度考虑，为合理使用当地土方资源，减少外购土方，保护当地水土环境；从经济可行性分析，采用粉砂改良土路基可大大降低成本；从技术角度委托湖南大学岩土工程研究所进行粉砂改良土路基验证试验，改良土各项指标经测试均符合设计及规范要求。本课题依据依宝高速公路依兰至七台河段项目，对粉砂改良土技术进行归纳总结，为将来国内类似工程施工提供参考。1.2国内外研究现状国内技术现状：粉砂土土粒是在水力作用下，经搬运沉积而成的，广泛分布于冲洪积平原、河流三角洲、沿海平原等，地基承载力低，粉砂土广泛分布于我国各地，在大多数省市均有分布。而目前国内对于粉砂改良土应用较少，一般采用换填技术，但采用该项技术，一方面存在粉砂土外运，好土购置费用，经济上不合理，增加了成本，加长了工期，且不利于环保和土地节约。发展趋势：用粉砂改良土填筑路床,可以节省大量取土用地,对公路沿线的耕地和农田基本没有开挖利用,路床包边土在离主线较远的坑塘附近进行取土掺灰拌合,节约了土地资源。同时具有一定的经济效益。因此，从成本和环保角度考虑，采用粉砂改良土进行路基的填筑施工具有广阔的推广应用前景，可以大推广使用。国内现有工作基础：为确保该项技术研究的顺利实施，由湖南大学岩土工程研究所提供试验、理论指导，共同进行该课题的研究，保证课题的顺利实施。1.3依托工程特点和难点分析1.3.1工程概况依兰至七台河公路是黑龙江省干线公路依兰至宝清公路的重要路段，该路段位于黑龙江省东部地区，途经依兰县、勃利县和七台河市。它连接着两条国道（同三公路佳哈段、鹤大公路佳牡段)和两条省道(依饶公路、富密公路)，是黑龙江省高速公路网“二环、七射、六联”中的联二线重要组成部分。1.3.2工程特点与难点粉砂土由于其特殊的工程性质，施工控制难度大，控制不严格容易形成质量隐患。目前《公路路基施工技术规范》尚无明确的采用粉质砂土填筑高等级公路路基的条文规定，尽管一些施工单位已经做了很多尝试，但施工工艺尚不完善，施工质量控制困难。1.4本研究的方法及主要内容1.4.1研究方法以依宝高速公路依兰至七台河段工程为载体，成立专门的课题组，将已经实践的施工技术以及充分挖掘我公司多年来积累起来的施工经验和数据，经深层次加工和理论探索，最终形成粉砂土路基填筑施工技术，并进一步形成相关工法，直接用于指导施工建设。1.4.2主要内容1）粉砂土填料路基施工工法；2）粉砂土路基压实控制；3）改性粉砂土；2粉砂土填料路基施工工法2.1概述路基填料一直是高速公路路基施工中倍受施工单位、设计和监理单位关注的问题，但全国各地地质情况不尽相同，因此，路基填料的选择和施工工艺也千差万别。填料性质的差异，短则几百米，长则几公里或上百公里。一般路基施工中对填料仅作性质判别和分类，只要其性质能满足路基承载力要求和沉降量要求均可使用。然而施工中有些填料虽然性质优良但施工控制时较难操作，例如：工业矿渣，粉煤灰，粉砂土等。粉砂土只要施工方法得当，同样可以使用，我们负责施工的依宝高速公路依兰至七台河段工程就选择了粉砂土作为路基填料。经过反复试验、总结形成本工法。2.2工法特点1）可操作性强，完善、简便；2）工程质量有保证，工后沉降量小，沉降均匀，稳定时间短；3）能够满足施工规范及设计要求，料源较广；4）施工进度快，效率高。2.3适用范围本工法适用于亚粘土、粉砂土、粉土、粉煤灰作填料时的路基填筑工程。2.2施工工艺2.2.1控制含水量无论是何种填料，含水量对填料的密实程度起决定性作用。含水量较小时由于颗粒间引力在挖掘、装运、摊铺过程中保持着比较疏松的状态，土中孔隙大都互通，水少而气多，在一定外部压力作用下，虽然土孔隙中气体易被排出，密度可以增大，但由于水膜润滑作用小，外部力不足以克服粒间引力时，土粒相对位移不容易，故密实度不易达到规范要求。含水量较大时，水膜厚，引力减小，外部功能较容易使土粒移动，压实效果明显，但含水量过大时，孔隙中出现了自由水，压实功不可能使气体排出，压实功的一部分被自由水所抵消，减小了有效压力，压实效果反而降低。施工中严格控制含水量，使其含水大于最佳含水量2~3个百分点，以弥补碾压过程中水的损失，控制含水量满足上述要求时立即摊铺，平整、碾压。2.2.2选择机械和相关控制参数根据土质状况，本项目选用压实效果较好的重型振动压路机，和YCT25型冲击式压路机，土在外力作用下，压实密度随深度递减，对于本合同段的粉砂土来看，表面3~5CM，往往呈松散状，而5~15CM压实层才符合规范。为保证压实度，还应在