高填路堤强夯施工技术应用报告.doc
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1、中交集团一公局第三工程有限公司四新技术应用项目 编号: 山岭地区高填路堤强夯施工技术应用总结报告中交第一公路工程局第三工程有限公司保阜高速公路LJ-14协议段项目部二0 0八年十一月主持单位:中交集团一公局第三工程有限公司完毕单位:保阜高速公路LJ-14协议段项目经理部项目负责人:赵慧君四新应用小组重要人员:序号姓名性别出生年月项目职务技术职称专业工作单位对成果的奉献1张克宇男1964.3顾问高级工程师路桥专业LJ-14标项目经理部技术支持2赵慧君男1976.12课题组长工程师路桥专业LJ-14标项目经理部方案筹划及决策3金春刚男1977.10副组长工程师路桥专业LJ-14标项目经理部方案实行
2、与组织4任 洁男1975.11成员助理工程师路桥专业LJ-14标项目经理部实验检测5贾旭恒男1982.4成员助理工程师路桥专业LJ-14标项目经理部施工放样6赵曙光男1980.11成员助理工程师路桥专业LJ-14标项目经理部现场施工负责人及质量控制7袁立明男1982.4成员助理工程师路桥专业LJ-14标项目经理部现场施工负责人及质量控制报告执笔:金春刚 何继选报告审核:张克宇、黄耀祖总 目 录1 验收大纲42 工作报告63 技术研究报告 84 社会经济效益分析报告275 应用单位使用情况报告296 经费使用情况报告 317 其他文献33附件1: 施工照片 34验 收 大 纲四新技术应用项目验收
3、大纲一、项目来源:中交集团一公局第三工程有限公司“四新技术”应用项目:二、组织验收单位:中交集团一公局第三工程有限公司技术委员会主持验收单位:中交集团一公局第三工程有限公司技术发展科三、验收形式:会议验收。由组织验收单位召集公司相关处室负责人组成验收委员会,并委托公司技术发展科主持验收工作。四、验收目的为有效、合理地组织管理四新技术应用项目,评价四新技术应用项目协议执行的质量和效果,以有助于推动公司的科技进步。五、验收依据1、中交集团一公局技术创新与科技开发管理办法;2、项目协议书;3、相关的技术标准、规范和规程等。六、验收内容1、依据协议书,对项目的协议任务完毕情况和经费使用情况进行考核评价
4、;2、审查该项目的技术资料是否齐全,数据是否对的、详实、符合有关规定;3、审查成果在实际应用中的效果及效益等情况。七、提供的技术文献1、验收大纲2、工作报告3、技术应用报告4、社会经济效益分析报告5、应用单位使用情况报告6、经费使用情况报告7、其它文献(1)施工照片工 作 报 告工作报告保阜高速公路LJ-14协议段,里程桩号为K108+200K119+000,线路总长10.8Km,本标段地处太行山山岭重丘区,有多处高填方路基工程,高填方路基强夯施工在本标段有较多的应用。通过对本施工技术的应用,掌握其技术原理和施工机理,总结出高填方路基强夯的成套施工技术。保阜高速公路LJ-14协议段,针对高填方
5、路基强夯施工特点,同时为了保证工程质量,积累施工经验,以便指导此后类似工程的施工,提出了山岭地区高填路堤施工技术与工艺四新技术应用项目,并于2023年6月初向公司技术委员会申报立项。公司技术委员会于2023年7月下旬正式批准了本“四新成果”应用技术。按照项目协议书的规定,项目以经理部技术人员为主,成立了山岭地区高填路堤强夯施工技术与工艺四新成果应用小组。在施工过程中,对山岭地区高路堤强夯的施工技术与工艺、施工质量控制等方面进行了进一步的分析和研究。四新成果应用小组的研究工作大体分以下几个阶段:1、2023年3月1日2023年3月15日,重要进行了四新技术调研、收集资料、申请立项、提出四新应用计
6、划等准备工作。2、2023年3月15日2023年3月28日,编制施工方案,并组织实验段顺利实行;3、2023年7月底,申请四新成果应用得到公司技术科正式批准,并签订“四新应用”项目协议书。同时对实验段成果进行总结和分析,对施工方案进行了细化和完善,制定了山岭地区高路堤强夯的施工组织设计并报审,施工方案通过了监理和业主的评审。4、2023年4月1日2023年9月15日,高路堤强夯进入全面施工阶段,四新应用小组按照实验段后制定的施工方案,有条不紊的展开高路堤强夯施工。5、2023年4月15日2023年9月30日,高路堤强夯进入检测阶段,先后进行了标准贯入、压实度、外观等检测,并对检测结果进行了分析
7、整理。总结高路堤强夯施工控制技术与工艺,在此基础上完毕了本四新技术应用报告。在本四新技术应用过程中,四新应用小组全体人员通力协作、求实创新,共同圆满地完毕了项目协议书规定的所有研究内容。本四新应用技术现已申请验收。中交集团一公局第三工程有限公司四新技术应用项目 编号: 山岭地区高路堤强夯施工技术与工艺四新成果应用报告中交集团一公局第三工程有限公司保阜高速公路LJ-14协议段二0 0八年十一月山岭地区高路堤强夯施工技术与工艺应用报告目 录1 概述1.1 研究背景及必要性111.2 国内外研究现状111.3 研究内容及研究目的112 依托工程概况2.1 工程概况122.2 工程地质、水文122.3
8、 设计参数133 高路堤强夯施工技术原理分析3.1 高路堤强夯施工技术简介 133.2 高路堤强夯施工加固机理及合用范围134 高路堤强夯施工技术与工艺4.1 重要施工机具144.2 施工工艺及控制技术154.3 施工关键控制技术204.4 施工组织安排215 施工常见质量问题及防止措施5.1 强夯施工质量控制 215.2 实验检测 226 高路堤强夯施工质量检测6.1 强夯检测项目 226.2 检测方法、规定频率 226 结 论6.1重要结论236.2有待改善的问题和建议25 参考文献26概 述1.1 研究背景及必要性目前,我国山区高速公路建设迅猛发展。在高等级公路的修建中,采用土石混合料填
9、筑高填方路堤是极为常见的路堤型式,对于土石混填高填方路堤,在施工中如何保证高填方路堤地基解决和填筑体的填筑质量,以减少和控制地基及高填方最终沉降和不均匀沉降在工程允许范围,是保证高填方和整个工程成功的关键。山岭地区施工对于我公司而言次数不多,技术积累也较少,对此进行四新技术应用,意义重大。通过本次四新技术应用,总结出太行山区风化花岗岩、片麻岩地质条件下高填方路堤施工采用碾压与强夯相结合的成套施工工艺,对此后类似工程的施工必将起到良好的指导作用。同时,在保证工程质量和减少工程成本上可以起到十分重要的作用,并对提高公司的技术水平、增强核心竞争力和社会信誉度亦有非常重要和积极的意义。1.2 国内外研
10、究现状强夯法又称动力固结法,是法国梅那尔公司于60年代后期发明的一种地基加固方法。它是在重锤夯实基础上发展起来的动力加固地基的新方法。70年代后期传入我国,通过近2023在全国各地的推广应用,证明其加固效果十分显著。强夯法以其质量可靠,造价低,进度快,节约三材,经济效益显著等特点,已广泛应用于工业与民用建筑、公路与铁路路基、机场道路及码头仓库等工程的地基加固,成为国内解决地基的一种较好的实用方法。1.3 研究内容及研究目的1.3.1 研究内容1)高路堤强夯作用机理;2)高路堤强夯施工技术工艺及施工过程质量控制;3)高路堤强夯施工过程中常见问题、产生的因素分析及防治措施;依据中华人民共和国有关标
11、准的规定,提出高路堤强夯等关键施工工艺的控制措施,以达成施工质量与工程效益双控的目的。1.3.2 研究目的本四新应用的目的在于:通过本四新技术应用,总结出太行山区风化花岗岩、片麻岩地质条件下高填方路堤施工采用碾压与强夯相结合的成套施工工艺,以保证工程质量,缩短工期,提高经济效益,积累施工经验,并指导此后类似工程的施工。特别是在处在山区的高速公路施工中将发挥更大的作用,为我公司在工程市场的竞争中提供更为广阔的前景。2 依托工程概况2.1 工程概况保定至阜平(冀晋界)高速公路(下称保阜高速公路)既是河北省“五纵六横七条线”高速公路网中“第三横”的重要组成部分,又是河北省拟定“6+3“高速公路建设计
12、划的一段,也是保定市”三纵三横“高速公路网布局中的重要一横。保阜高速公路的建设,将较好的改善区域路网功能,向东连接保沧高速至黄骅能源港,连接保津高速至天津等沿海口岸;向西与山西省拟建忻州阜平高速相连,形成山西中部内陆地区出海通道。并将承担晋煤东运、冀农副产品西运,华东地区去往五台山旅游的重要作用。本项目的建成将会进一步促进东部与中西部经济交流,带动中西部地区经济发展,有助于带动黄骅能源港及沿线旅游资源的充足开发运用;并进一步完善国家及河北省高速公路网的布局及路网功能,对带动环渤海经济区交通一体化发展具有重大战略意义。由中交集团一公局三公司保阜14标项目部负责施工的保阜LJ-14协议段位于阜平县
13、境内,路线全长10.8km。沿途地形地貌为山岭重丘区。地形起伏大,山岭陡峻,沟谷幽深。路基的形式重要为高填方路基、半填半挖路基和填挖路基。路基回填的高度一般在430m之间,最高的达成41m。路基填料重要为弱风化以上的花岗岩、片麻岩。路基工后沉降周期长且沉降不均匀,假如解决不妥就会导致极大的危害。为保证路基质量,减少路堤堤身的工后沉降,对于填高大于等于10m的土质或土石混填路堤每填筑4m进行一次强夯解决。2.2 工程地质、水文保阜14标项目地处太行山区,区内山势陡峻,沟壑纵横,地形复杂。路线所处地貌单元太行山山地地貌,沿线地形地质构造复杂,构造变形强烈,断裂活动频繁,不良地质灾害较发育。对工程有
14、影响的不良地质有断层、滑坡、崩塌等。2.3 设计参数全线共26段强夯施工段落,每填4米进行一遍强夯解决,且在路基中部铺设一层土工格栅,玻纤格栅抗拉强度不小于50KN/m,延伸率不大于4%,土工布不小于150g/.本地面横坡陡于1:5时沿填挖交界处开挖台阶.台阶宽度为2.04.0米台阶做成向内倾斜4%的坡度。强夯形式见下图: 高填方路基解决示意图3 强夯施工技术原理分析3.1强夯技术简介强夯法是应用功能转换的原理达成加固地基的目的。具体地说,它是运用起重设备将几十吨(一般840t)重锤,从几十米(一般640m)高处自由落下,给地基以强大冲击能,使土中出现冲击波和很大应力,迫使土体孔隙压缩,排出孔
15、隙中的空气和水,使土粒重新排列,土颗粒更加紧密地组合,迅速固结,从而提高地基强度减少其压缩性。强夯机械施工照片3.2强夯加固机理及合用范围3.2.1强夯加固机理强夯法是应用物理学中的功能原理达成加固地基的目的。它是功能原理中势能和动能反复转化过程。地基强夯后,夯击能量转化,同时拌随强制压缩或振密(涉及气体排出,孔隙水压上升);土体液化或土体结构的破坏(表现为土体强度的减少或抗剪强度丧失);排水固结压密(表现为渗透性能改变、土体裂隙发展,土体强度提高);触变恢复并随着固结压密(涉及部分自由水变成薄膜水,土的强度继续提高)。强夯产生的夯击能并不是所有用于地基的加固,夯击能的效率系数=0.50.9,
16、这种忽然释放的巨大能量将转化为各种波型传到土体内,对土体起着不同的作用。对饱和土和非饱和土的强夯机理是不同的,当强夯用于非饱和土时,强夯对地基土的压密过程同实验室的击实实验类似,挤密振密效果明显;应用于饱和无粘性土时,土体也许会产生液化,压密过程同爆破和振动压密的过程相似,挤密振密效果也是明显的;对饱和粘性土地基,在锤击作用下,在夯击点附近地基土体结构破坏,在一定范围内地基土体中将产生超孔隙水压力,随着时间推移,超孔隙水压力消散,地基土体固结,孔隙比减小,土体强度提高;对特殊土的强夯机理,还应考虑土自身的特性。根据国内外近十年来的研究成果,土的强夯作用机理一般可归结为:非饱和类土:以直观的加密
17、使土体强度增长为主,如黄土和一般的粘性土,最典型的是湿陷性黄土,通过夯击使土颗粒重新排列成致密结构体,消除其湿陷性。粉土和粉细砂类土:夯击作用使土体加密和预液化,从而提高地基土的承载力和抗液化能力。饱和土:强夯使空隙水压力瞬时升高,随着水压力的消散,土中自由水和部分弱结合水排出,土体变得紧密,随着时间的延续,触变后的土体结构得以恢复,使地基土得到加固,对于饱和淤泥质土和粘性土,可通过加填料(石块、钢渣等)夯击,增长土体骨架和排水通道,这一措施无疑扩展了强夯解决地基土的合用范围。3.2.2强夯合用范围强夯合用于加固碎石土、砂土、粉土、低饱和度的粘性土,湿陷性黄土、杂填土、索填土、粉煤灰、冶金碴等
18、地基。当强夯能所产生的震动,影响周边建(构)筑物和设施时,应在采用有效的防震隔振措施后方可采用强夯加固,对于城市居民区,无论采用隔振防震等有效措施,强夯也是不适宜的。4 高路堤强夯施工技术与工艺4.1 重要施工机具起重机械:根据工程所用的夯锤和起重高度来选用起重机的型号;起重力应大于夯锤质量的1.5-3倍,起重高度一般在10-25m之间。本次强夯中选择W1001履带式起重机,其具有稳定性好,行走方便等优点。锚系设备(门架):由横梁和2个支腿组成,支腿的结构形式为格构式,门架上部横梁中心铰接于吊杆顶部。脱钩装置:由带拉杆的吊钩和滑轮组成,配上牵引钢丝绳,当夯锤升到规定高度时能自动脱钩。夯锤:夯锤
19、的选择是根据地质情况、设计规定和强夯能级决定。本次强夯中夯锤重为200KN(此夯锤底面直径2.35m,底面积4.34平方米,锤底静压力:46.1KPa),设4个上下贯通通气孔,以便减少起吊夯锤时的吸力及夯锤落地前瞬时气垫的上托力,从而减少能量的损失。锤底形状为圆形,底面直径为2.35。推土机:是强夯法必不可少的辅助机械,作为场地整平压实之用。水准仪1台,50m钢尺1把。4.2施工工艺及控制技术4.2.1强夯施工参数(见下表)夯点夯击能(kNm)锤径(m)落距(m)锤重(t)夯点距(m)夯击遍数主夯点15002.35820448副夯点9002.358204454.2.2、试夯或实验根据设计初步选
20、取的加固技术参数,在施工现场进行试夯,以便拟定强夯施工参数(锤重、夯点间距、落距以及夯击次数),验证其效果,并修正技术参数,作为正式施工的依据(本工程的试夯区选在K110+741K110+815,试夯面积为2023m2)。1)单点夯实验程序(夯击能量1600KN.M)强夯单点实验按照下列称序进行:1、平整场地,并测量顶面标高,同时标出第一遍夯点位置(正方形布置,夯点间距4.0m);2、夯机就位,使夯锤对准夯点位置;3、测量夯前锤顶高程;4、将夯锤起吊到预定高度,待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩,测量锤顶高程,发现因坑底倾斜而导致夯锤歪斜时,应及时将夯坑整平;5、反复环节4,按照设计规定夯击次数及控
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