蓝派方案最终版（公路工程软基处理方案）4.4 - 图文

宜兴市渎边公路改造工程 蓝派冲击压实技术应用试验方案

蓝派冲击压实技术开发(北京)有限公司

2007年4月4日

蓝派冲击压实技术开发(北京)有限公司

Landpac Impact Compaction Technology Development (Beijing) Co., Ltd

目 录

一 编制依据……………………………………………………………1 二 工程概况……………………………………………………………1 三 方案设计……………………………………………………………1 四 施工流程……………………………………………………………2 五 施工监测及检测……………………………………………………6 六 试验施工分工与配合………………………………………………6 七 冲压过程中应注意事项……………………………………………7 八 质量保证组织体系及措施…………………………………………7 九 施工安全组织体系及措施…………………………………………8 十 试验进度安排………………………………………………………8 十一 工程报价…………………………………………………………8

宜兴市渎边公路改造工程 蓝派冲击压实技术应用试验方案

一、 编制依据

1.1 《公路冲击碾压应用技术指南》 1.2 实地勘察，从现场调查所获取的资料 1.3 《公路工程质量检验评定标准》 1.4 国家相关规范、指南 二、 工程概况

渎边公路起点宜兴市丁蜀镇，终点宜兴市周铁镇，全长36.325Km。其中K0+080——K14+993段存在大量软弱地基，主要为淤泥质土，埋深1～15m，淤泥质土特点如下：呈灰色，混亚砂，夹腐植物，流塑状态，中偏高压缩性，天然含水量达到35～41%，孔隙比0.961～1.374，压缩系数0.45-0.67MPa-1。

我蓝派单位根据自身经验提出对于渎边公路软基路段采用排水固结与冲击压实及堆载预压相结合进行处理的方案，试验方法如下。 三、 方案设计

3.1 排水系统设计

本试验方案的排水系统：竖向排水分两种情况操作，当淤泥和淤泥质土深度小于(含)3m的时候不设竖向排水板，当深度大于3m时则设竖向塑料排水板；水平向为排水垫层和排水明沟。为了加快排除排水板和排水垫层的渗透水及雨水，在插排水板施工的同时，软基处理场地的周边开挖排水明沟，随时将渗透水和雨水排出场外。

3.2 冲击压实设计

当排水垫层铺设好了之后，开始冲击压实施工，为保证软基及排水垫层密实 度，冲压施工应该分次进行。冲压次数暂定3次(待试验后确定冲压次数)，每次间隔暂定2～5天(待试验后确定)，每次冲压暂定5～15遍(待试验后确定)。 3.3 堆载预压及路基填筑设计

在经冲击压实满足要求的路基上进行堆载预压并进行监控，当路基沉降趋于收敛时，对堆载进行处理，分两种情况区别对待：对于堆载高度小于1m的，无需卸载，直接用冲击压实机碾压至满足设计要求后进行路面标高的调整；对于堆载高度大于1m的，需卸载后分层填筑，填筑厚度可适当增大至0.8～1m后用冲击压实机冲碾。

3.4 方案评估

本方案采用深层排水固结和冲击压实相结合的方法，能在保证满足设计要求的软基工后沉降和软基稳定性等条件下，极大的缩短施工工期。因为软基经过深层排水固结和冲击压实之后，其强度及稳定性已经可以满足设计要求，尔后的堆载预压的主要作用是检测和监测软基处理结果而非软基处理的手段，这样一来就极大的缩短堆载预压期，从而缩短整个公路的建设工期。

因此本方案是一个技术可行，工期可行，经济可行的方案。 四、 施工流程：

4.1 场地选择及准备：所选场地的淤泥质土的埋深应在3m左右，最大不能超过5m，同时应确保沿线国防光缆已被拆除。然后按照规范要求，对软基路段进行清表整平。

4.2 排水固结施工：包括排水明沟的开挖，排水明沟深1.2~1.5m，宽度不严格要求，以挖掘机械能正常施工即可，沟底面成0.3%的排水坡度往出水口方向加深；插排水板施工，在中粗砂垫层施工之前插排水板，根据岩土勘察报告确定排水板施插标高以及插排水板深度，排水板间距为1.8m，等边三角形布置；中粗砂排水垫层施工，排水垫层是水平向主要排水通道，其回填料为大约0.3m的山渣土料，其上是中粗砂，粘粒含量不宜大于3%，回填厚度不小于0.3m。回填面积应该大于插排水板面积，并与排水明沟相连。

4.3 冲击压实施工

4.3.1 投入设备

此次软基处理试验采用的主要设备是蓝派公司LICP-3型(设备参数见表1)，该设备由牵引机和压实轮两部分组成，工作中牵引机拖动非圆型压实轮滚动，压实轮轮廓曲线上最大半径滚动至最小半径处时对地表产生大振幅冲击剪切，并以冲击波的形式向下传播，从而使影响深度范围内的填料颗粒产生振动响应，进而克服土石颗粒之间的吸附力、粘聚力，使土石颗粒运动的位移增大，强迫排出土石颗粒之间的空气和水，细颗粒逐渐填充到粗颗粒孔隙之中，从而使土体得到压实。然后非圆曲线轮廓滚过地表又对地表施以揉压碾压作用。该机压实轮每小时可覆盖地表24，000m2，若以20遍为压实的收敛遍数，则每台班可压实8，000m2左右(考虑停机休息时间)。蓝派冲击式压实机具有以下优点：

1．冲击能量大，作用深度大。根据土质及冲碾遍数的不同，有效加固深度可以达1～2m, 且在一定范围内，随着冲碾遍数的增加，加固深度也逐渐增加，最大影响深度可达4～5m。

2．对填料的要求放宽。在同等含水量的情况下，蓝派冲击压实机能较常规压实设备获得更大的压实度。填筑厚度加大，可以放宽对石料最大粒径的要求，降低爆破成本，同时对石料的级配要求也降低。

3．工效高。蓝派冲击压实机运行速度达12～15km/h左右，是常规振动压路机的3～5倍，填筑厚度是常规振动压路机的3倍左右，每台班可以处理地基8,000～10,000m3左右(虚方)，同时蓝派冲击式压实机调运灵活，不借助其它运输设备可在几十平方公里的场地范围内机动调运。

表1

压实轮形状 牵引能量 (马力) LICP-3 三边形 360 设备总重 (吨) 27 设备总长 (m) 8.6 设备总宽 (m) 3 设备总高 (m) 3.34 单轮公称宽 (m) 0.9~1.0 压实组件重 (吨) 12 作业速度 (km/h) 12~15 型号 4.3.2 投入人员

我蓝派公司成立现场项目部，设置一名项目经理，负责整个施工组织领导、人员安排和与各合作方的联系、协调；操作手二名(一名机长和一名机手)组成，负责设备的安全操作；机械师(维修人员)一名，负责设备的日常维护与检修。

4.3.3 冲压施工

根据“先慢后快、先轻后重”的碾压原则，冲击式压实机先以10～12km/h的速度在中粗沙上直接冲碾，随着遍数的增加，速度逐渐增加到12～15km/h。由于冲击式压实机作业特点是牵引式，只能前行且所压轮迹中波峰波谷是随着压实遍数(注：冲击压实一遍的定义是压实轮迹对被压地表覆盖一遍)的递增，通过转弯时半径的调整交错变化的。为保证足够的转弯半径，压实机转一圈，压“1～3”、“2～4”……两个相间的车道，交错套压。冲压过程中应做好速度控制和遍数控制。

20m ● ● ● ● 0.5m 2.5m ● ● ● ● 4m 冲压行驶方向 12m ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

图1 冲压行车路线以及布设高程检测点位置图

速度控制：为保证冲压质量，要严格保证冲击式压实机在冲压过程中的运行速度，速度过慢，则冲击力不足，难以对填筑体取得应有的压实效果；速度过快，则可能冲压轮顶点作用于路基表面后迅速离开，冲击力没有足够的时间向下层路基传递，影响下层的作用效果。一般对于普通的土石路基，冲击压实机的运行速度应遵循先慢后快、先轻后重的原则，冲压初期速度控制在10～12km/h左右，待填筑体具有一定强度后速度提高到12～15km/h。

遍数控制：冲击压路机双轮各宽0.95m,两轮内边距1.10m,每遍第二次的单轮由第一次两轮内边距中央通过，形成的理论冲碾间隙双边各0.075m，但每次冲击力按冲碾轮触地面积边缘与地表以(45°—φ／2)夹角向土体内辐射传播(φ为填料的内摩擦角)，同时当第二遍的第一次向内移动0.2m冲碾后，即将第一遍的间隙

全部碾压,第三遍再恢复到第一遍的位置冲压，依次进行至最终遍数，因此可以保证对填筑体进行均匀压实。

在蓝派冲击压实机的巨大作用力的连续作用之下，软土地基中的孔隙水压力肯定会迅速增大，当达到一次程度时，会出现弹簧现象，为避免弹簧现象的发生，在冲碾过程中，要及时监控工作面的变化，同时控制每次连续冲碾的遍数，适时停止冲压，一般应待孔隙水压消散趋于平稳或者消散到最高孔隙水压力的30%时，方可重新开始冲碾。 4.4 堆载预压及回填施工

由于软基已经采用冲击压实技术处理过，路基趋于稳定，因此堆载后沉降收敛的时间会缩短，同时卸载后的填筑厚度因为冲击压实的配合可以加大，因此可以在保证质量的前提下大大缩短工期。 4.5 施工顺序

本试验主要施工工序为：

测量坐标点→周边排水明沟开挖→塑料排水板插设→中粗砂排水垫层铺设→孔隙水压探头埋设→冲压施工→软基检测(沉降检测，室内土工试验和现场轻便触探，标准贯入试验，静力荷载试验等)→堆载预压→路基回填→冲压施工→路基检测验收。 4.6 主要施工设备

本次试验主要施工装备见下表：

表2 序号 1 2 3 4 5 6 7 装备 挖掘机 插板机 冲击压实机 推土机 水准仪 空隙水压力传感器 卷尺 单位 台 台 台 台 台 个 m 数量 1 1 1 1 1 15 30

五、 施工监测及检测：

5.1 施工过程监测

本次试验在施工过程中主要监测项目有：地面沉降观测，孔隙水压力观测。 (1) 地面沉降观测

平整工作面、按20m一个断面、一个断面三个点，测点埋设原则为：距路基两侧2.5m处各设一测点，路基中央设一测点。为确保测点位置准确，可以采取埋设彩色钢球的方式确定或者先在路基两侧用油漆或木桩确定两个基点，然后在两点间拉卷尺用固定间距确定三个测点(见图1冲压行车路线以及布设高程检测点

位置图)。试验中随时对地面的沉降进行监测，跟踪了解在冲压和堆载过程中地基

的沉降速率，以便根据实际情况调整和控制冲压和堆载的参数。具体到冲压，当相邻两个检测单元(冲压5遍为一检测单元)的沉降量小于1cm时，则认为已经达到效果，沉降已经收敛，这时可以停止冲压。

(2) 孔隙水压力监测

通过孔隙水压力的动态监测，随时了解动静排水固结软基处理过程中，孔隙水压力的增长和消散规律，为调整施工试验参数提供依据。

5.2 施工后软基和地基的检测

施工结束后，按照《公路工程质量检验评定标准》及相关规范和设计的要求，在孔隙水压力稳定以后进行软基加固效果的检测(载荷试验，静力触探试验，室内土工试验等)以及地基填筑效果的检测(密实度，弯沉等)。 六、 试验施工分工与配合

在整个试验过程中需要承包单位，蓝派，监理单位的合作与配合进行。 监理单位的主要职责是派出现场监理人员遵照《公路工程监理实用手册》监督整个试验过程。监督从清表到排水明沟开挖，排水垫层铺设，排水板插设，软基冲压，堆载预压，路基填筑，路基冲压及各项监测和检测的进行。具体到蓝派冲压的时候，现场监理则主要负责记录蓝派冲压的遍数、冲压的速度及冲压面积的签认。

蓝派单位则主要负责软基及路基的冲压工作，包括设备的调运，设备的维护，冲压的进行，速度的控制等，同时还协助承包单位进行监测检测及数据处理和方案的最后确定，试验结束后，由蓝派单位和承包单位共同出具试验报告，然后商

定最终方案。

承包单位主要负责大部分工作的进行，包括场地清表，排水明沟开挖，排水板埋设，排水砂垫层铺设，堆载预压，路基回填以及各项检测工作的执行与记录。 七、 冲压过程中应该注意的事项

(1) 为保证试验质量，本工程应根据淤泥厚度以及路基填筑厚度，进行冲压遍数、行进速度、间隔时间等试验，并依据试验结果来确定冲击压实施工参数。

(2) 含水量低时应均匀洒水湿润，含水量高时应进行翻松晾晒。

(3) 中粗砂垫层施工完成后，安排技术人员监测垫层标高，沉降速率和孔隙水压力消散情况，并依据监测结果，确定冲压时间。

(4) 由于路基在冲压结束后，表面会起伏不平，尤其是路基较薄弱的位置起伏更大，为了避免降雨而造成路基表面积水，影响路基质量，要对冲压完工后的路段及时整平。

(5) 冲压过程中如发现路基局部出现“弹簧”现象或局部沉降过大，应停止冲压，对原因进行分析后再根据实际情况做出调整。若含水量过大可以采取停工晾晒的方法，如果局部沉降过大，则可能是该段落在路基施工过程中存在一些质量隐患，需要重新处理。

八、 质量保证组织体系及措施：

8.1 加强科学管理，建立有力的质量保证体系，确保工程质量

8.2 强化质量意识，严格岗位培训，组织施工人员对施工组织设计进行学习，明确岗位责任，开展全面质量管理活动，树立质量是企业生命的思想，严格把好质量关。

8.3 施工质量保证措施:

(1) 保证冲压前原地面高程、冲压中各检测单元的高程测量准确无误，以便得出准确的沉降量结果。

(2) 为保证达到预期的冲压效果，要严格控制冲压过程，主要包括冲压设备行驶速度控制和遍数控制。 九、 施工安全组织体系及措施：

9.1 建立安全管理体系，对施工人员进行安全交底，并在施工中采取定期

或不定期的安全检查。

9.2 加强安全教育，严格执行安全生产制度和操作规程。 9.3 严禁施工人员酒后上岗作业。

9.4 对设备进行定期检查、维修，严禁机械带病作业。

9.5 施工避让：由于蓝派冲击压实设备的冲击力较大，为避免对道路沿线结构物造成损坏，应采取以下避让措施：

(1) 圆管涵、板涵上土层厚度应根据涵洞跨度及建筑材料不同区别对待， 但不得小于1m，否则不得冲压。

(2) 距桥头避让距离为5m。

(3) 路边民房的避让距离一般不少于20m。 (4) 对地下光缆避让距离为5m。

(5) 对于有挡墙的填方路段，冲压轮迹应距挡墙内侧至少1m，同时适当降 低冲击压实机作业速度。 十、 试验进度安排

清表，排水明沟开挖，中粗砂垫层铺设，排水板插设2天完成； 排水固结4～6天，进行分次冲压10～15天完成； 软基堆载预压监测7～10天； 路基回填以及路基冲压6天。 十一、 工程报价

我蓝派公司的冲压报价为人民币0.2元/m2/遍，一遍是指蓝派冲压设备的压实组件覆盖工作面一次，该报价包括我方除设备进场费之外的其他所有施工费用及我方应交纳的税金；设备进场费根据设备运输的远近由双方协商确定。

另外，我方从公司的经济可行性角度出发，如果试验成功，则我们的最少工程量不能少于80,000m2。工程量由蓝派单位及总包单位人员共同测量并现场签认，作为计算依据。工程量的计量应包括蓝派设备冲压的面积及该面积冲压的遍数，面积即冲压工作面的长度乘以宽度。

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