土工织物加固弱膨胀土路基施工工法.doc

土工织物加固弱膨胀土路基施工工法1前 言在膨胀土路基中铺设土工织物，能有效地阻止土体的侧向位移、边坡滑坍及变形，确保路基的稳定，能有效地阻止地表水渗入路基中，避免线路翻浆冒泥，提高路基的承载力。新建渝怀线第31标段地表大部分覆盖中弱膨胀性粘土，能符合铁路路基施工规范要求的A组、B组及C组填料溃乏。设计采用中弱膨胀性粘土作为路堤填料。填筑时铺设了土工格栅（或土工网）对边坡进行加固，路基面采用中粗砂夹复合土工膜加固，竣工后经观测，路基稳定。可见，铺设土工织物能提高地基承载力和边坡稳定，减少沉降。此外，铺设土工织物还可以改善施工条件，加快施工进度，降低工程造价。本工法根据渝怀线的施工实践编写而成。2工法特点2.1 作业规范化、程序化、标准化。2.2 施工简单，工艺流程清晰，容易操作和掌握，质量容易控制，检测快速、简单。3 适用范围本工法适用于弱膨胀土地区及其他劣质土地质条件下新建铁路及公路路基的加固处理。4 施工工艺4.1 作用机理用土工格栅或土工网处理膨胀土路基，主要是利用土工格栅表面与土的摩擦作用、土对土工格栅的被动阻抗作用、土工格栅或土工网孔眼对土的锁定作用以及加筋补强作用，来约束土体的侧向移动和下沉，提高地基和路堤的稳定性。复合土工膜具有抗渗作用，能防止雨水进入路基中，从而避免了水对路基的危害，保证路基承载力不致降低；同时还能利用土工布表面化纤形成的渗水孔，改善地基排水条件。4.2 工艺流程：4.2.1 土工网或土工格栅的施工过程可分为三阶段、六区段、八流程：三阶段准备阶段，施工阶段，竣工阶段；六区段地基处理区，土工格栅（土工网）铺设区，填土区，摊铺区，碾压区，检测区；八流程施工准备，填料试验，基底处理，铺设土工格栅（土工网），填土摊平，碾压夯实，边坡夯拍，检验签证。4.2.2 复合土工膜的工艺流程如下（见图1）：路 基 整 修浆砌侧沟、干砌护肩 铺 垫 层铺 保 护 层铺复合土工膜图1 复合土工膜工艺流程4.3 施工准备本工法除常规的施工准备外，需要进一步进行图纸审核，人员培训，熟悉掌握设计标准、质量标准、施工规范，取样、分析地质，着重做好现场土质调查、选择土工格栅（土工网）型号、中粗砂的取样送检、复合土工膜的选择及填筑压实工艺的试验工作。4.3.1 土壤取样试验开工前进行土壤取样送检，取得足够数据，为基底处理、土源的选择、挖方利用等提供依据，确定最佳的施工方案。4.3.2 选定土工格栅（或土工网）依据膨胀土路堤填筑高度、土工网及土工格栅的适用范围，可分别选用：路堤填筑高36M，采用CE131土工网格；路堤填筑高610M时，采用土工格栅加固边坡。应根据设计要求选用合格的材料，必须有原材料合格证，且经有资质的试验机构进行试验，合格后方可进场。4.3.3 中粗砂取样及复合土工膜选择垫层及保护层所用的中、粗砂，要求粒径为0.252mm,粒径大于0.5mm的含量50%,且含泥量3% 。土工布购买成品。其技术指标见表1。表1复合土工膜的技术指标序号 指标 单位 数值 序号 指标 单位 数值1 幅宽 m 4.0 4 CBR顶破强力 kg 1.52 单位重量 g/ 600 5 耐静水压规定值 MPa 0.53 极限抗拉强度 kg/m 12 6 渗透系数 /S 10 4.3.4 压实试验根据施工单位现有的碾压机械选一段路堤进行现场压实试验，用来确定施工工艺参数。根据压实试验数据，确定最佳铺土厚度，选定最优压实机械和最经济的压实遍数，确定最佳含水量范围，核定填筑前后土方量变化率，最后选定经济合理的工艺流程和施工控制方法。压实工艺流程：选取填料击实试验确定压实参数（压实机械、松铺厚度、机械行走速度、走行路线、压实遍数、含水量控制方法）路堤试验段施工优化压实参数。4.4 施工要点4.4.1 测量放线依据设计文件的尺寸放出路堤坡脚线，并设明显标志。4.4.2 基底处理清除地面附着物，并根据铁路路基施工规范严格压实；局部高差不大于10，在路基两侧挖排水沟以降低地下水位。4.4.3 铺土工格栅或土工网(见图2) 土工格栅(或土工网)依路堤填筑高度分别选用，沿边坡2.5M范围内铺设,基底处理完后即铺一层,往上每隔40铺一层,直至路肩下30中粗砂夹复合土工膜底面。土工网应整幅铺设。上下层接头互相错开不小于1M。土工格栅的受力方向应沿线路横向铺设，密排放置，土工网及土工格栅都不宜露出边坡面，边坡处内缩10。 4.4.4 连接固定 土工网沿横轴向采用搭接，搭接长不小于30，调直拉紧并将两端用钢钎固定。土工格栅沿横轴向接头采用塑料带绑扎，绑扎间距1M。铺好的土工格栅每2.02.5M用钩头钉固定于填层面，以使铺好的土工格栅平顺，与填层面密贴。4.4.5 填土4.4.5.1 严格控制填料含水量。施工前必须测定填料的含水量，填筑时控制在最佳含水量±23以内，如含水量过高，应翻松晾晒后再填筑，填土压实密度应达到9095。4.4.5.2 土工网、土工格栅铺好后应及时填土覆盖，严禁施工车辆直接在其上行走、碾压。填筑时，先填土工网或土工格栅的两端，然后依次扩大，避免土工网或土工格栅隆起，影响铺设质量。4.4.5.3 根据试验段确定的施工工艺参数，按照铁路路基施工规范要求严格分层填筑压实。大土块应打至15以下，并不得有突出的石块或尖锐的杂物。4.4.6 摊铺平整 用推土机将填料按层厚摊铺平整。严格按照试验段确定的铺土厚度铺土，每一填层顶面局部高差不大于10，以利于土工网或土工格栅与填层面密贴。4.4.7 碾压 碾压前应检查填层的分层厚度和平整度，确认层厚和平整度符合要求后，方能进行碾压。碾压时须由两侧向路堤中心碾压，严禁出现反向顺序，压路机应顺路堤纵向行驶碾压，不得横向行驶碾压，行与行重叠0.30.5M，纵向重叠应大于1.0M。严禁采用羊足碾压实,以免损伤土工网或土工格栅。4.4.8 检验签证 按照试验指标，以填层的干密度、含水量、压实度或地基系数等指标来判定是否合格。不合格应继续碾压，直至合格为止，此时检测点数应加倍。合格后方可进入下道工序。4.4.9 路基整修及边坡夯拍 路基面整修应与填筑土层同时进行，按标准挂线找平，碾压中若发现凹凸不平，应人工配合及时找平，使碾压好的填层面平顺，以利于土工网或土工格栅作用的充分发挥。边坡面随填筑层逐层夯拍密实。路基完工后，再将坡面人工整修平顺。路基面要做成从线路中心向两侧为4%的排水坡,路基面不允许出现凹凸不平,严禁出现向路基中心的反坡,以防路基面积水。路堑超挖的,要用同类土回填并夯实。4.4.10 浆砌侧沟、干砌护肩 在路基整修的同时进行路基浆砌侧沟和干砌护肩。路堑侧沟要严格按砌石规范采用挤浆法施工,侧沟尺寸按设计要求。在路基面处，每隔1m留一10圆形泄水孔或10×10的矩形泄水孔，为防止垫层及保护层被水冲走，泄水孔中要填塞滤网。路堤干砌护肩要严格按砌石规范施工，砌石顶宽为50，外侧坡率为1：0.75，内侧垂直。护肩砌好后，顶面用厚度不小于2cm的M5水泥砂浆抹面,要注意养生,强度没有达到要求时不能踩踏和放重物。4.4.11 铺设垫层垫层用的中、粗砂，粒径2mm以上含量5时要过筛。垫层铺好后用小型震动碾碾压，一般碾压2遍即可，达不到要求时要补压。垫层顶面要做出向两侧4的排水坡。碾压后垫层厚度要达到15cm，压实后相对密度达到75以上，垫层面要平整，不能出现凸出的棱块，以防刺破土工布。4.4.12 铺设复合土工膜先测设出线路中线,根据设计尺寸划出两侧边线。土工膜沿边线铺设，偏出边线不得大于5cm。复合土工膜加宽或延长时采用粘接或焊接，其连接宽度不小于0.1m，同时要求保证连接处的各项指标不小于材料本体指标。在线路纵坡不为零的地段，纵向搭接时应保证高端复合土工膜覆盖于低端复合土工膜之上。铺设好的土工膜表面要平整，不能起皱、打褶，铺设中如有破损要及时更换或修补。4.4.13 铺设保护层 土工膜铺设后应及时铺设保护层，为15cm厚中、粗砂，单线地段平整出路拱。铺设保护层时，运料车辆不能从土工布上行走，应从铺好的保护层上行走，以免影响土工膜铺设效果或损坏土工膜。保护层铺设的其他要求与垫层铺设相同。(见图3)5 机具设备5.1 土工网(或土工格栅)加固路基用机具设备(见表2) 表2 机具设备序号 名称 型号 数量序号 名称 型号 数量1 推土机 D85 2台2 推土机 42 1台3 自卸汽车 东风 10辆4 挖掘机 卡特 2台5 振动式压路机2台6 平地机 PY160 1台7 K30荷载板 1套8 核子湿度密度仪 MC-3 1台9 生活指挥车 解放、130 各1辆 5.2 复合土工膜施工用机具设备(见表3) 表3 机具设备序号 名 称 单位 数量 用 途1 装载机 台 2 装料2 自卸汽车 辆 运料;根据运距及装运量确定辆数3 小型机动翻斗车 辆 4 路基运砂4 小型压路机(150KN级) 台 1 碾压垫层、保护层 5 推土机 台 1路基整修6 铁锹 把 6人工配合推土机整修路基6 劳动组织6.1 土工网(或土工格栅)加固路基劳动组织(见表4)表4 劳动组织序号 工 种 人数 分 工1 指 挥 1 现场指挥协调2 技术员 1 施工技术指导3 铺设工 4 土工网(或土工格栅)的铺设、连接、张紧、固定4挖掘机司机 1挖土、装土5汽车司机10运土6推土机司机 3松土、粗略摊平、压实7压路机司机 2压实8平地机司机 1分层摊平9修理工、电工 2检修机械、电器调配10试验员2检测11安全员1安全检查及值班12质量员1质量控制及检查合计296.2 复合土工膜加固路基面劳动组织(见表5)7 质量控制7.1 质量控制措施7.1.1 各类原材料均要有出厂合格证,且应经检验合格后方可进场使用,严禁使用未经检验的材料。7.1.2 严禁在雨天施工, 应集中力量，分段完成，以确保施工质量。 表5 复合土工膜劳动组织序号 工种 人数 工作内容 1 工 长 1 现场指挥协调 2 技术负责人 1 负责现场施工技术指导 3 铺 设 工 3 铺设土工布 4 装料司机 2 装中、粗砂 5 汽车司机 根据实际确定 运中、粗砂 6 压路机司机 1 碾压 7 普 工 15 装料和摊铺料 8 测试员 1 负责现场测量和检测 合 计 24(未含汽车司机)7.1.3 必须及时做好侧沟、排水沟等防护设施。对施工、生活用水严加管理，防止浸泡路堤及边坡。边坡防护应紧跟工序施工，减少暴露时间。当确有困难时，坡面应暂留不小于0.5M的保护层。7.1.4 每日收工前，必须将已填筑的路堤作出向两侧排水的排水坡，坡度约4。以免积水浸泡路基，降低承载力。7.1.5 复合土工膜施工前,要对路基填筑压实度及高程、宽度进行检查,须符合设计及规范要求。7.1.6 本工序施工完毕,必须达到设计要求的强度或采取成品及半成品保护措施后,方可转入下道工序。7.1.7 运料机械严禁在路基上调头。7.2 质量检查内容有: 基底处理，填料含水量，土工网(或土工格栅)破损或位移, 土工网(或土工格栅)的搭接、固定、张紧，压实密度，压实面平整度；路基填筑高程、宽度，浆砌和干砌质量，垫层和保护层的质量及其填筑厚度、压实度，复合土工膜铺设质量等，对检测情况要及时汇总分析，发现问题要及早采取措施进行处理。7.2.1 填土层检查项目及标准(见表5) 表5 填土层质量检查项目序号 检查项目 规定值 检查方法 1 铺土厚度 3035 每100m检查6处 2 压实度 底层92%,基床底层95%,基床表层97% 每100m检查6处 3 压实度平整度 允许误差±10 挂线检查7.2.2 土工网及土工格栅检查项目及标准(见表6)表6土工格栅及土工网铺设质量检查项目序号 检查项目 规定值 检查方法 1 搭接长度 30 100m抽检4% 2 连接固定 土工网:两端用钢钎固定 100m抽检4% 土工格栅:间距22.5m,钩头钉固定 3 松紧程度 无褶皱、扭曲,并符合设计要求 100m抽检4% 4 搭接缝错开距 符合设计要求 100m抽检4% 7.2.3 复合土工膜检查项目及标准(见表7)表7 复合土工膜铺设质量检查项目序号 检测项目 规定值及允许偏差 检测方法 1 垫层、保护层厚度 ±15 每200m检测3处 2 垫层、保护层相对密度 0.75 每100m检测3处 3 复合土工膜铺设平整度 不起皱、不打褶、无破损 目测,全部 4 复合土工膜搭接长度 50±5 尺量,每个接头3处 5 复合土工膜各项指标 见 表1 抽查5% 7.3 检测仪器采用核子密度仪、K30荷载板。8 安全措施8.1 所有施工人员应进行安全意识及安全知识教育,树立安全第一的思想,文明施工。8.2 建立健全安全领导机构,落实安全责任制,分工明确,责任到人。8.3 特种作业人员应进行严格培训,经考试合格后,持证上岗。8.4 路基上机械车辆行驶速度不得超过15Km/h,规定行走路线,设置明显的界限标桩,防止相互干扰和碰撞。8.5 机械在路基边沿作业时,要留出安全距离,防止机械滑下、翻车、损坏侧沟和干砌护肩。8.6 认真进行工前检查、工中检查、工后检查。9 经济效益分析 同其他软弱基床处理方法相比,节省材料费、工费等。另外用本工法加固弱膨胀土路基，避免了常见的路基翻浆冒泥等现象，在运营中减少线路维修量，能节约大量养护费。还能缩短工期，就近取材，保护了耕地资源，社会效益明显。