弱膨胀土施工工法

'宿扬高速公路建设项目粘性弱膨胀土路基施工工法编制：审核：中石化胜利建工宿扬高速公路天长段03标项目经理部 目录1.前言-1-2.工法特点-1-3.使用范围-1-4、施工组织安排-1-5.工艺原理-3-6.工艺流程与操作特点-3-6.1施工放样-3-6.2石灰消解及土方晾晒-4-6.3稳定土摊铺-4-6.4稳定土拌和-4-6.5稳定土整平-4-6.6稳定土碾压-5-6.7稳定土接缝和调头处的处理-5-6.8稳定土养护-5-7.稳定土主要材料-5-8、质量保证措施-5-8.1、质量保证控制措施-5-8.2、工艺技术、工序自检控制-6-8.3、检测、试验设备控制-7-8.4、检验、试验控制-7-9、安全保证措施-7- 9.1、施工现场安全控制-7-9.2、建立安全教育培训制度-8-9.3、安全保证措施-9-9.4、安全注意事项-10-10、文明、环保施工措施-10-11、冬雨季施工措施-11-12、技术经济效益分析-12-13应用实例-12- 粘性弱膨胀土路基施工工法1.前言随着国民经济的高速发展，高速公路在经济建设中起到的作用越来越突出，四通八达的交通网贯通南北，由于高速公路线路较长所通过的地区土质类型千差万别。我单位承建的宿扬高速公路天长段03标起止桩号为K25+500-K41+000,全线总长度15.5Km，其中路基填方196.03万方。全线路基土质全部为膨胀土，采用常规路基的施工方法，根本无法保证路基施工的质量和进度，按照设计要求路基填筑时需对对全线弱膨胀土采用掺入3％及6％石的灰进行改良，如此大方量的石灰固化土施工是我项目第一次，也是我们工程处第一次。该工程的主要施工难点为施工工期紧，路基填土工程量大，膨胀土质受天气影响大，工程所在地又处于南方多阴雨天气，为确保合同工期18个月内完成所有工作内容，项目部结合工程实际采用二次参灰法加快路基施工进度，该方法大大减小了对天气环境的过度依赖，取得良好的经济效益，为下部同类工程的推广提供成功案例借鉴及技术参考。2.工法特点本施工方法是将3％或6％的消解石灰参入到土体中，借助石灰与土之间的发生强烈的作用，改变土质液塑限、增大灰土最佳含水量和降低土质最大干密度。消解充分的石灰参入到土质中由开始的絮凝和絮聚到形成粗粉粒状混合土的全过程，从而提高灰土的板体性、刚性和稳定性。3.使用范围本工法适用于具有膨胀土质地区的路基施工，膨胀土是一种特殊土，具有吸水膨胀软化和失水收缩干裂的特性，同时具有超固结性和多裂隙性，其矿物成分以强亲水的蒙脱石和伊利石为主。4、施工组织安排4.1、施工人员配备表序号姓名职务备注1贾海港技术总负责人2陈荣甲现场施工负责人-11- 3王西帅现场技术负责人4韩国营测量工程师5纪树浦试验工程师6李龙飞质检工程师7王明帅安全工程师4.2主要机械设备配置表及机械配套组合表：机械设备单位数量性能操作手日立200挖掘机台3良好3人临工40装载机台1良好1人山推160推土机台2良好2人徐工22t振动压路机台2良好2人25t光轮压路机台2良好2人平地机台1良好1人东方红旋耕机台2良好2人宝马拌合机台1良好1人洒水车台1良好1人自卸车台6良好8人4.3测量、试验仪器配备表仪器名称型号数量使用情况全站仪索佳SET2101台良好水准仪苏光DSZ22台良好钢尺50M1把良好电子磅秤150kg1台良好直尺2M2把良好电子天平JJ2000B1台良好-11- 挖凿工具达到使用要求良好压实度检测仪器：灌砂筒、量沙、金属标定罐、基板、玻璃板、台秤（感量5g）、天平、铝盒、烘箱、凿子、铁锤、长把勺、毛刷、塑料袋达到使用要求良好5.工艺原理石灰是由石灰石、白云石、方解石等材料煅烧而成，主要成份是ＣaO，通常还含有少量的MgO和残渣，与土作用时主要发生以下反应：①石灰消解CaO+H2O=Ca(OH)2+热量②石灰硬化Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O絮凝作用往往归因于离子交换，一般是游离钙离子占据其他吸附在粘土矿物络合物周围的离子。在硬化过程中Ca(OH)2吸收空气中的CO2产生某些能发挥轻微胶结作用的碳酸钙，同时水份蒸发，Ca(OH)2会从饱和溶液中析出结晶。石灰与土的另一种反应是火山灰反应，这种反应会再次引起密实的土-钙混合物缓慢的胶结。6.工艺流程与操作特点本工法路基施工的挖、装、运、拌和、摊铺、碾压等作业均采用机械化施工。土方挖装主要利用挖掘机，运输设备采用15t自卸翻斗车，拌和采用旋耕机和稳定土拌和机联合进行，摊铺利用推土机配合平地机进行，碾压采用18~22t振动压路机和18t静压压路机进行碾压。路堤填筑施工工艺流程为：施工测量→石灰消解及土方晾晒→稳定土摊铺→稳定土拌和→稳定土整平→稳定土碾压→稳定土接缝及调头处的处理→稳定土养护。压实厚度﹑碾压遍数﹑最佳含水量等有关技术参数根据压实机械的种类和压实功能的大小由试验段确定。6.1施工放样施工前根据业主、设计院提供的图纸及控制点、水准点对线路中线、高程进行复测；增设控制桩和水准点，恢复路基中边桩，直线段中桩每20米布设，平曲线段中桩第10米进行布设，并在两侧路肩边缘外设指示桩-11- ，施工时若有破坏的中桩应急及时进行恢复，确保施工的准确性。6.2石灰消解及土方晾晒进场合格的石灰在使用前7-10天充分消解，消解时采用插管式将水引至石灰堆内部，防止消解不到位和灰尘飞扬，污染环境。消解时控制用水量，将石灰消解为粉末状为佳，用水量过少，则消解不充分，后期石灰遇水膨胀容易造成路基鼓包；如用水过多，将石灰消解成糊状，不利于降低含水量。每吨生石灰消解需用水量约为500-800㎏，消解后的石灰应保持一定的湿度（含水量约为30%），以免过干飞扬。石灰消解前在路基用地范围外取土坑进行素土翻晒，对于取土坑内土质含水量较高的，为加快路基施工进度采用二次掺灰拌合法，先掺2%-3%消解后的石灰拌和，焖灰1-2天，土壤塑性指数与含水量降低之后，运至施工作业段摊铺，再按设计参灰量要求补足剩余的消石灰。6.3稳定土摊铺根据各段石灰稳定土层的宽度、厚度及预定的干密度，计算各路段需要土的数量，再根据料场土的含水量和所用运料车辆的吨位，计算每车料的堆放距离。用自卸车将焖好的灰土，运至要施工的作业面，然后用推土机将土大致整平并用压路机静压，测量分层标高是否达到要求，合格后将剩余的石灰根据计算所得的每车石灰的纵横间距，进行布灰。6.4稳定土拌和用推土机大致整平的路段用旋耕机将土层翻松﹑土块初步打碎，在土含水量适宜时，在其上部铺洒剩余数量消解石灰，铺洒石灰时实现打上灰格子，根据设计掺灰量计算出每个灰格子所需要的石灰用量，然后用人工将石灰均匀摊铺。石灰摊铺完成后用稳定土拌和机均匀拌和，拌和时要控制拌和机的速度和拌和深度，为保障上下两层间有效结合上层拌合深度破坏至下一层1cm为宜，使石灰均匀的分布在土中，灰土拌合后的土颗粒粒径不大于15mm，灰土中石灰参量检测采用EDTA法检测灰剂量，石灰参量达到设计要求后，进行整平。6.5稳定土整平将拌和均匀的稳定土，用平地机进行初步整平。直线段平地机由两侧向路中心进行刮平，曲线段平地机由内侧和外侧进行刮平。稳定土整平后采用-11- 用轮式压路机对初平后的土层快速碾压一遍，碾压造成局部不平的部位再用平地机进行精平，每次整平都应达到规定的坡度和平整度。6.6稳定土碾压稳定土精平后，混合料的含水量接近最佳含水量时，采用轮式压路机在结构层全宽内进行碾压。碾压1-2遍后再用光轮压路机进行碾压，直线和不设超高的平曲线段，由两侧路肩向路中心碾压，设超高的平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩碾压。碾压时应重叠1/2的轮宽，后轮碾压完路面全宽时即为一遍，一般需碾压6-8遍。碾压速度控制在2.0Km/h。碾压过程中，石灰稳定土的表面应始终保持湿润，如水份蒸发过快，应及时补撒少量的水，但严禁洒大水碾压。碾压过程如有“弹簧”、松散、起皮现象，应及时翻开重新拌合，直至达到规范要求。6.7稳定土接缝和调头处的处理同日施工的两工作段的衔接处，应采用搭接形式。前一段拌和整形后，留5-8米不进行碾压，后一段施工时，应与前段留下未压部分一起再进行拌和。如拌和机械及其他机械必须在已压成的石灰稳定土层上调头，应采取措施保护调头作业段。可在准备用于调头的约8-10米长的稳定土层上，先覆盖一张塑料布，然后铺上约10CM厚的土或砂，调头后，再除去塑料布及其上的覆盖物。6.8稳定土养护灰土碾压之后，要进行养护，养护时经常洒水湿润，防止表面因干缩而出现裂缝，并促进灰土硬化和后期强度的增长。7.稳定土主要材料石灰采用Ⅲ级以上的生石灰或消石灰，并进行有效CaO+MgO含量的试验，生石灰有效含量达到70％以上，消石灰有效含量达到55%以上时才可以使用。8、质量保证措施8.1、质量保证控制措施①项目部建立强有力的生产指挥系统、完整的质量控制体系和安全保证体系，从项目经理部班子成员到主要部门负责人，确保投标书中的人员进场，其他技术和管理人员从严考核选用，从人员素质上确保工程质量和工期控制的实现。②-11- 贯彻执行项目法施工管理，认真总结我单位类似工程的施工经验，认真审核该合同段工程技术方案，改进和完善施工方案及生产工艺，并在首件基层上求得最佳施工工艺，对以后大面积施工打下良好的基础。⑵建立质量保证体系：针对本合同段的工程特点，对项目部各管理部门的工作进行分解，建立路基填筑质量保证体系，制定强有力的质量管理措施，质量保证体系见框图。计划合同部安全环保部测量办公室物资设备部试验室项目经理部质量管理组织机构技术质量部路基施工队掺拌组质检员碾压组质检员检测组质检员项目经理项目总工8.2、工艺技术、工序自检控制⑴实行全过程的质量监控，在保证质量的基础上尝试新工艺。⑵⑶-11- 严格执行技术规范和标准，遵规操作，该首件分项工程开工前均制订合理、先进的施工方案和施工工艺，并做好上岗前的技术培训和交底工作，使参加施工人员做到岗位明确、职责明确、质量标准明确、施工程序明确、操作规程明确。⑶认真做好施工中的施工原始记录，做到资料完整，数据准确，内容齐全。8.3、检测、试验设备控制⑴为了保证施工质量，我们将配备性能优良、精度符合规定要求的检测、试验设备。⑵将对所有检验、试验人员进行培训，严格按操作规程进行操作。⑶项目工程部、试验室建立检测、试验设备明细台帐，掌握检测、试验设备现状，实行动态管理。8.4、检验、试验控制⑴项目工程部、试验室对凡是进场的原材料，均按招标文件、规范、程序文件的规定，按规定频率和方法进行检验、试验。⑵对未经检验、试验的原材料一律不得使用。⑶项目工程部、试验室严格按照规范的要求检验各工序质量，评定分项工程质量，对不合格的工程坚决返工处理。⑷施工过程中各工序未得到检验、试验合格前，不准进行下一道工序施工。⑸加强施工期间对已完工程的维护工作。9、安全保证措施9.1、施工现场安全控制安全控制目标：施工生产死亡率为零；重伤事故率为零；事故轻伤频率控制在5‰以下。建立安全生产领导小组，建立健全安全保证体系。建立以项目经理为安全生产的第一负责人以及配置各级安全员的岗位责任制，坚持安全生产一票否决制，实行安全工作的三不放原则，实行安全生产奖罚制，做到层层落实。经理部委派专职安全员到工地坚守岗位以对施工队的安全施工监督和管理，真正做到安全生产，人人有责。-11- 严格要求施工现场人员遵守三项安全保护措施，进入现场人员必须着装整齐，禁止敞开衣服在现场施工，施工现场负责人员不得穿拖鞋，严禁酒后进入工作岗位。成立从工地负责人（项目经理）为主的，有专职安全员、施工班组长等参加的安全生产管理小组，并组成安全管理网络，详见附图：安全生产管理组织结构图项目经理路基六对安全员路基五队安全员路基四队安全员路基三队安全员路基二队安全员路基一队安全员测量办公室工地试验室综合管理部财务部物资设备部计划合同部项目总工安全环保部技术质量部9.2、建立安全教育培训制度⑴广泛开展安全生产教育，特别要加强施工高峰、雨季、暑季、夜间施工和节假日前后的安全生产教育和安全在我心中的教育。⑵凡新工人、民工、临时参加劳动人员进场时，必须接受三级安全教育，方能上岗。⑶项目部每月对职工进行一次安全知识教育，班组每周开一次安全活动例会，并做到班组天天有安全活动，并做好活动记录，经理部每月检查一次。-11- 安全保证体系思想教育保证提高全员意识施工技术安全规则教育组织保证项目部安全领导小组施工队安全领导小组安保部队安保部工班、工种安全检查员工作保证开工前检查施工过程检查收尾过程检查制度保证国家安全法律法规各项安全生产标准、规程经济保证安全责任制奖罚分明经济兑现安全生产目标安全生产第一安全生产第一安全为了生产生产必须安全十二项安全生产制度：1.安全生产责任制2.班前安全讲话制3.周一安全活动制4.安全设计制5.安全标准工地建设制6.安全教育制7.安全技术交底制8.安全交接班制9安全操作挂牌制10.安全生产检查制11.安全事故报告制12.安全生产奖惩制⑷在采用新工艺、新设备、新材料或新工人调换新的工作岗位，必须进行新操作方法和新岗位教育。9.3、安全保证措施⑴人员交底在首件工程开工前，在进行技术交底时同时进行安全施工交底，明确责任人；根据各工点或工序的具体情况，有针对性的进行安全交底，同时明确不同工种的安全操作规程。-11- 各个作业层及操作人员必须熟悉、清楚所从事施工项目的安全设计、安全技术措施及工艺流程安全注意事项，并在实施中严格遵守。⑵施工机械路基填筑大型机械设备如平地机、压路机等机械进场施工前必须安检，合格后方可使用。所有施工机械操作手必须持证上岗，非本机操作手不得随意开动机器。所有机械定期保养，保证施工的正常进行。所有机械进场施工前，必须进行现场安全交底。⑶施工现场设置安全标语牌，禁止非施工人员进入施工区域。⑷施工现场和机械停放场地配备足够数量的防火、灭火设施和器材。9.4、安全注意事项⑴施工人员进场时或进行具体操作前，须经过施工工长及安全员的安全交底。⑵施工人员进入施工现场必须戴符合标准的安全帽，其配带方法要符合要求。⑶施工人员不得任意拆除现场一切安全防护设施。⑷施工人员工作前不许饮酒，进入施工现场不准嬉笑打闹。⑸施工人员应立足本职工作，不得动用不属本职工作范围内的机电设备。10、文明、环保施工措施1、施工现场设备、机具、材料有条不紊，井然有序。2、施工现场设置标志标牌，禁止非施工人员进入施工区域。3、建立文明施工管理体系，全面负责施工现场的文明施工，实行责、权、力相结合，责任到人，使整个施工现场有一个干净、整齐的工作环境，争创文明工地。4、保证施工现场人行道路畅通及工地沿线居民和单位出入畅通，在施工过程中，与有关部门密切配合，做好沿线地上地下电缆、光缆、管道的保护和处理工作，杜绝管线事故及重大伤亡事故的发生。5、根据施工情况，制定施工方案，在取得监理工程师同意下尽量减少安排夜间连续作业，减少噪音，保证附近居民正常休息。-11- 6、施工现场垃圾、渣土应及时清理出场，并符合当地有关部门规定，运至指定地点。7、现场道路应注意防尘，及时配备洒水车洒水除尘，并清扫干净。8、应采取措施，使出场车辆不带泥砂。挖土装车不超装，车辆行使不猛拐、急刹车以防止洒土等。9、汽车应做好相当装置，使尾气排放达标。10、采取措施防止水源污染、噪声污染11、冬雨季施工措施雨季施工措施1、与当地气象部门保持联系，了解掌握气候变化情况，并与当地乡镇及有关部门密切联系，疏通既有排水系统，保证排水畅通。2、施工道路路面平整不积水，确保便道畅通。3、填方地段的土质路基、工程地质不良地段以及沿河路段，尽量避开雨季施工。4、路基及建筑物施工场地周围保持排水畅通，雨后加强施工便道的维修、养护，确保道路畅通。5、路基施工集中力量做到随挖、随运、随铺、随平整和压实，每层填土表面筑成2%的施工横坡以利于排水，收工前将铺填的松土碾压密实，雨后待表面干燥并经测试达到要求后，进行上一层的填筑。经常测定填料的含水量，不合格时经翻挖、晾晒后，再填筑压实。6、雨季要注意观测水位变化。加强用电检查，防止漏电事故发生。7、挡护工程做好施工过程中的汛期防洪工作，确保施工的正常进行。8、雨季施工要每天定时测定土填料的含水率。冬季施工措施1、当天填的土必须当天完成碾压，填层厚度按正常施工时减少20%～30%。2、用含有部分冻土的土填筑路堤时，其中含有冻土块的粒径不得大于5cm，冻土块含量不宜超过30%，冻土块不能集中填在一个地方。3-11- 、路堤距路床底面1米时，碾压密实后停止填筑。在上面铺一层松土保温，待冬季过后整理复压，再分层填至设计标高。4、每层填筑时要求宽度宽于设计宽度50cm，待冬季过去后再修整边坡，削去多余部分并拍打密实。12、技术经济效益分析12.1经济效益分析该施工工艺的成功运行，大大提高了人力机械工作效率，减小了过度依赖天气等不利因素的影响，保证了现场质量，优化了人机组合，确保了工期内按时完成所有工作内容，提高了公司信誉。12.2社会效益本项目是我公司在安徽市场参建的第三个高速公路项目，该施工工艺的成功运用得到了业主监理的高度认可，为公司下一步市场拓展赢得了良好口碑。13应用实例宿扬高速公路天长段03标项目部通过在K38+260-K38+390路基实验段的成功运用为全线15.5Km的若膨胀土质路基施工提供各类基础数据，进一步优化了机械组合，填补了第二工程处弱膨胀土施工技术领域的空白，为以后相似工程的开展提供了成功案例。-11-'