路基施工质量控制技术措施

沪 蓉 国 道 主 干 线 湖 北 沪 蓉 西 高 速 公 路路基施工质量控制办法湖北沪蓉西高速公路建设指挥部二 四 年 十 二月路基施工质量控制办法湖北沪蓉西高速公路是迄今为止我省投资规模最大、工程最为艰巨、地质最为复杂、建设周期最长的高速公路工程，也是目前全国建设难度最大的高速公路项目之一。具有地形地貌特殊、地质条件复杂等特点，同时深路堑边坡、高填石路堤和高边坡问题也很突出，隧道弃渣和开山弃渣较多，生态环保要求高，工程技术和质量控制难度大。针对山区高速公路及本工程项目施工特点，特制定本办法。1 一般规定1.1 场地清理路基用地范围内的树木、灌木丛等均应在施工前砍伐或移植清理，砍伐的树木应移置于路基用地之外，进行妥善处理。应将路基范围内的树根全部挖除并将填方路段坑穴填平夯实。1.2 基底处理 应做好原地面临时排水设施，并与永久排水设施相结合。排出的雨水，不得流入农田、耕地；亦不得引起水沟淤积和路基冲刷。水田、堰塘地段，应视其具体情况采用排水清淤或晾晒压实。若水塘需保留一部分，则应按浸水路堤的要求修筑。 原地面的坑、洞、墓穴等，应用原地的土或砂性土回填，并按规定进行压实。对于溶洞、天坑的处理按设计规定执行。 填方和借方地段的原地面应进行表面清理。基底为耕地或松土时，应先清除有机土、种植土，集中堆放并应按水土保持要求进行覆盖保存，用于耕地恢复，平整后按规定进行压实。在深耕地段，必要时，应将松土翻挖，土块打碎，然后进行回填、整平、压实。其中整平、压实必须达到规定要求，方可进行填方作业。 基底原状土的强度不符合要求时，应进行换填，换填深度不小于30cm，属软弱地基时应全部清除，并予以分层压实。 土质地基的松散土层，厚度不超过30cm时，可清除杂草后碾压至90密度；当松散层厚度大于30cm时，应将其翻开，分层压实至90。填高小于路床厚度（80cm）或土质挖方地段，其地基表层厚度一定范围属下路床，应按下路床的要求处置。地面自然横坡缓于1：5时，可清除表面草皮、植被土并压实后直接填筑路基；若自然横坡陡于1：5时，原地面应挖台阶（宽度不小于1.0米，向内倾斜2-4）；当基岩斜坡上的覆盖层较薄时，应将其挖除后挖台阶；自然横坡陡于1：2.5的路段，尤其是顺倾山坡路段，必须彻底清除覆盖土、凿台阶，以满足路堤稳定性的要求。1.3 路基工程及隧道路床岩溶勘察 路基工程及隧道路床岩溶勘察应在已有勘察成果和施工图设计文件的基础上，针对性的开展勘察工作，遵循有取有舍、重点突出、分段对待的原则。 填方地段的岩溶勘察工作，应在基底处理完毕、填土施工前进行。挖方路基和隧道路床地段的岩溶勘察工作，可在路基基本成型、隧道贯通后进行。沪蓉西高速公路主要对于下列地段的路基工程及隧道路床进行岩溶勘察：.1 上覆第四系覆盖层的岩溶洼地等负地形地段；.2 已发现有落水洞、溶洞等岩溶现象的地段，地下暗河出口和入口附近；.3 地下水在岩土交界面上下波动地段、开挖隧道或边坡使地下水大幅下降地段；.4 地质构造破碎带、褶皱轴部、可溶岩与非可溶岩接触带；.5 地表塌陷、地下水消失、地下水活动强烈和地下水涌出地段。 勘察宽度以路基宽为界。 路基工程及隧道路床岩溶勘察采用物探与钻探相结合的办法进行。2 试验段2.1 各标段在进行路基施工前，应根据现场实际情况采用不同的施工方案做试验路段，从中选出路基施工的最佳方案指导施工。2.2 试验路段位置应选择在地质条件和断面形式均具有代表性的地段，路段长度不小于200m，特殊路段不小于100m（试验路段每段各布设10个控制点，每个控制点至少布设3个子控制点，必须达到点点合格）。2.3 通过试验所用的材料和压实机具，确定不同填料的松铺厚度和相应的碾压遍数及最佳的机械配套和施工组织。2.4 对于填石路堤松铺厚度按40-50cm进行试验，使用25T-50T的钢轮振动压路机进行碾压，以确保压实层的匀质性。2.5 试验路段施工中及完成以后，应加强对有关指标的检测，完工后，应及时写出报告。（填石路堤试验段检测指标及方法见附件一）3 填筑材料3.1 填石路堤填料控制强度 填石路堤的石料强度不应小于30Mpa（用于护坡的不应小于60 Map），强度达不到要求的石料不得使用。粒径严格控制最大粒径。松铺厚度40-50cm时，最大粒径控制在20cm以内。路床部分填料最大粒径不得超过6cm，超过的要解小（石料解小作业必须在场外完成）。采石场和石方路堑开挖处必须安装粗破设备，保证填石路堤的石料粒径符合要求。3.2 土石路堤填料控制土石路堤填筑时，石块强度大于20Mpa就不易被压路机压碎，所以土石混合料中石料强度大于20Mpa时，其粒径不得超过压实层厚度的2/3，超过的应予清除。当土石混合料中所含石块为软质岩或极软岩（强度小于15Mpa）时，易为压路机压碎，其粒径可与压实层厚度相同，但不宜超过层厚，若超过应打碎。3.3 土方路堤填料控制液限大于50、塑性指数大于26、含水量超过规定的土，不得直接作为路堤填料，必须采取满足设计要求的技术措施，经检测合格且CBR值满足规范和设计要求方可使用。3.4 路堤各结构层填料技术要求路堤各结构层填料技术要求结构层名称上路床顶面以下（cm）要求填料类别填料最大粒径（mm）最小压实度（%）最后两次碾压标高差（mm）填料最小强度（CBR/Mpa）上路床（顶面）0-20I类37.596230上路床底面及下路床20-80II类1509612III类40096230上路堤80-150II类150948III类40094230下路堤150以下II类150926III类40092230注：1、填料最小强度单位：II类CBR，I、III类Map。2、I类填料为级配碎石，其颗粒组成与技术要求如上表；II类填料为壤土、软质细砂岩、页岩、强风化石灰岩或强度30Mpa的碎（砾）石含量小于70%的碎（砾）石土；III类填料强度30Mpa的碎（砾）石含量小于70%的碎（砾）石土，强度30Mpa的石灰岩、石英岩石块及砾石等。3、压实度为重型击实度标准。4、填石路堤松铺厚度在40-50cm时，最大粒径控制在20cm以内，路床部分填料最大粒径不得超6cm。5、桥涵台背和挡土墙背设计范围内应采用最大粒径10cm、不易风化的碎石填筑，且其压实度应不低于96%（灌砂检测）。从构造物基础顶面至下路床的压实度不应小于96%；两侧边不应按填石路堤或浸水路堤的要求处理。基础顶面以下的基坑，可采用挖基（下部）材料回填，压实至94%以上。台（墙）背应与其相邻路基同时分层填筑。6、填方路基除按要求的层厚分层填筑外，每填高1米，还应用冲击式振动压路机复压2-3遍。7、路基填挖结合部的压实度应比相应层的压实度提高1-2，必须从最底部往上填筑（应先按填层厚度挖台阶）。4 施工工艺4.1 填石路堤填石路堤应分层填筑，分层压实，分层松铺厚度不宜大于50cm。填石路堤倾填前，路堤边坡坡脚应用粒径大于30cm的硬质石料进行台阶式码砌。当设计无规定时，填石路堤高度小于或等于6m时，其码砌厚度不应小于1m，当高度大于6m时，码砌厚度不应小于2m。逐层填筑时，应安排好石料的运输路线，专人指挥。按水平分层，先低后高、先两侧后中央卸料，并用大型推土机摊平。个别不平处应配合人工用细石块、石屑找平。当石料级配较差、粒径较大、填层较厚、石块间的空隙较大时，可在每层表面的空隙里嵌入石渣、石屑、中（粗）砂，再以压力水将砂冲入下部，反复数次，使空隙填满。 若填石路堤的填料岩性相差较大，应将不同岩性的填料分层或分段填筑。如路堑或隧道基岩为不同岩种，允许使用挖出的混合石料填筑路堤，但石料强度、粒径应符合规定。用强风化石料或软质岩石填筑路堤时，应先检验CBR值，若符合要求则按土方路基施工工艺施工。填石路堤上部分路床0.5m应填未筛分碎石（粒径小于6cm）。路基填料石块本身是不可压缩的，压缩的目的是使各粒料之间的松散接触状态变为紧密咬合状态。石方填筑时石块之间存在蓬架、搁空及空隙率过大等现象，易造成局部压碎而塌陷，必须用重型压路机碾压才能使粒料达到紧密状态，根据本路段超重载交通的特殊要求，选用低频高幅的振动压路机。 填石路堤碾压应先压两侧（即靠路肩部分）后压中间。横向接头一般重叠0.4m0.5m,前后相邻两区段宜纵向重叠1.01.5m，应达到无漏压、无死角，确保压实质量。振动压路机碾压时，先静压2遍，然后先慢后快，由弱至强进行振压。当每填高1m时，应用冲击式压路机进行冲碾。振动压路机的压实效果与其本身的技术性能有关，碾压填石料，震筒调整15001800nmin，行驶速度越慢越利于冲振力的垂直向下传递，一般行驶速度最好控制在12kmh，即使用最低档油门行驶压实。填石路堤压实所要求的紧密程度与所需的碾压遍数由试验确定。4.1.12由于填石路堤难以检测压实度和固体体积率，为了确保其施工质量，必须强调施工工艺。即逐层水平填筑，限制厚度和填料尺寸，空隙用石渣、石屑嵌压稳定。 松铺厚度、碾压遍数控制。每层填石路堤施工应检测松铺厚度和碾压遍数，其碾压遍数不得小于试验确定的遍数。 标高差检测。（标高差检测方法见附件二） 压实干容重检测。（压实干容重检测见附件三） 弯沉检测。填石路基其路床顶面检验时，路基整体强度、回弹模量或弯沉值须达到铺筑路面垫层或底基层的要求。因测验回弹模量的操作比较复杂，费时较多，故填石路堤每层施工后要进行弯沉检测，其弯沉值应小于设计值。4.2 土石路堤土石路基只能采用分层填筑，分层压实，不得采用倾填。每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定，不宜超过40cm。4.2.2当土石混合料中石料含量超过70%时，应先铺填大块石料，且大面向下，放置平稳，再铺小块石料、石渣或石屑嵌缝找平，然后碾压。当土石混合料中石料含量小于70%时，土石可混合铺填。但应避免硬质石块（特别是尺寸大的硬质石块）集中。渗水性差异较大的土石混合填料应分层或分段填筑，不宜纵向分幅填筑。如确需纵向分幅填筑，应将压实后渗水性良好的土石混合料填筑于路基两侧。土石混合填料一般来自不同的路段，其岩性或土石混合比相差较大时，应分层或分段填筑。如不能分层或分段填筑，应将含硬质石块的混合料铺于填筑层的下面，且石块不得过分集中或重叠，上面再铺筑含软质石料的混合料，然后整平碾压。4.3 土方路堤 土方路堤应分层填筑压实，用透水性不良的土填筑路堤时应控制其含水量在最佳压实含水量2%之内。土方路堤必须根据设计断面，分层填筑和压实。采用机械压实时，分层的最大松铺厚度不应超过30cm；填筑至路床顶面最后一层的最小压实厚度不小于8cm。路堤填土宽度每侧应大于填层设计宽度，压实宽度不得小于设计宽度，最后削坡。 填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工，即按照横断面全宽分成水平层次逐层向上填筑。如原地面不平，应从最低处分层填起，每填一层，经过压实符合规定要求后再填上一层。原地面纵坡大于12%的地段，可采用纵向分层法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。 山坡路堤地面横坡小于1：5时，路堤可直接修筑在天然地基土上；地面横坡大于1：5时，应挖成台阶（台阶宽度不小于1m）进行填筑。填筑应由最低一层台阶开始，逐级向上填筑，分层夯实，所有台阶填完之后，按一般填土施工。横坡陡峻地段的半填半挖路基，必须在山坡上从填方坡脚向上挖成内倾斜的台阶，台阶宽度不应小于1m。挖方一侧，在行车范围之内的宽度不足一个行车宽度时应挖够一个行车宽度，其上路床深度范围之内的原地面土应挖除换填，并按上路床填方的要求施工。不同土质混填筑路堤时，不同性质土应分别填筑，不得混填。每种填料层累计总厚度不宜小于0.5m，以透水性较小的土填筑路堤下层时，应做4%的双向横坡；如用于填筑上层时，除干旱地区外，不应覆盖在由透水性较好的土所填筑的路堤边坡上。4.4 岩溶路基及隧道路床影响路基和隧道路床稳定的溶洞，在施工中不论采取何种方法处理，均不应堵塞溶洞水路。路基上方岩溶泉或冒水，可采用排水沟将水引离路基，不宜堵塞；对路基基底的岩溶泉或冒水，宜设涵洞（管）将水排出；流量较大的暗洞及消水洞，可用桥梁跨越通过。路基基底的岩溶泉或冒水，当路基最小填土高度不足时应修建暗沟、渗沟等将水排出，避免路基变软、强度下降。修建暗沟、渗沟时，应按路基施工规范的规定设置隔离层。路堑边坡上方危及路基稳定的干溶洞，可用干砌片石或浆砌片石堵塞。路基基底和隧道路床底的干溶洞，应采用桥涵通过。当为干溶洞且又不大时，可采用砂砾石、碎石、干砌片石或浆砌片石等回填密实。路基基底和隧道路床底干溶洞的顶板较完整，厚度较大时，可按路基设计规范给出的路基基底溶洞顶板安全厚度的公式，予以验算，并根据验算结果，确定处治方案。当路基溶洞位于边沟附近，而且较深时，可采用钢筋混凝土封闭，并应防止边沟水渗漏到溶洞内。为防止溶洞的沉陷或坍塌，以及处理岩溶水引起的病害，可视溶洞的具体情况分别采用洞内加固（如桩基加固、衬砌加固）、盖板加固、封闭加固（如喷锚加固）等方法处理。对影响路基稳定的人工坑洞（如煤洞、古墓、枯井等）应予以查明，参照岩溶处治方法进行处理。5 质量控制5.1 填石路堤质量控制质量要求.1 开炸石方应避免超量爆破，上边坡必须稳定，坡面的松石、危石必须清除干净。.2 修筑填石路堤应认真进行地表清理，逐层水平填筑石块，摆放平稳。填筑层厚度及石块尺寸应符合设计和施工规范规定，填石空隙用小石或石屑填满铺平，采用振动压路机分层碾压。.3 路基表面应整平，边坡应顺直。质量标准填石路堤质量标准及实测项目见下表：填石路堤检测项目项次检查项目规定值或容许偏差检查方法备 注1石料强度30MPaJTJ054-94填石路堤填料60MPaJTJ054-94填石路堤护坡及路床部分2填料粒径20cm用尺量6cm用尺量路床顶面下50 cm3松铺厚度不大于试验确定的松铺厚度用尺量4碾压遍数不小于试验段确定的遍数及最小碾压遍数查施工记录5标高差2mm水准仪测量两次碾压后的标高差6弯沉值小于设计值弯沉仪检测说明：其它检测项目见部颁标准。石方路基实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率高速公路1压实层厚和碾压遍数符合要求查施工记录2纵断高程（mm）+10，-20水准仪：每200m测4断面3中线偏位（mm）50经纬仪：每200m测4点，弯道加HY、YH两点4宽度（mm）不小于设计值米尺：每200m测4处5平整度（mm）203m直尺：每200m测2处10尺6横坡（%）0.3水准仪：每200m测4断面7边坡坡度不陡于设计值每200m抽查4处平顺度符合设计要求5.2 土方路堤质量控制质量要求.1 路基必须分层填筑压实，表面平整坚实，无软弹和翻浆现象，路拱合适，排水良好，压实度和路床的整体强度符合设计要求。.2 挖方地段遇有树根、洞穴等必须进行处理，上边坡要平整稳定。路床土质强度及压实度必须符合规定。5.2.1.3 填方地段应在填土前清除地面积水和其它杂物（草皮、淤泥、腐植物和冰块）并平整压实。路堤边坡应修整密实，填料及路堤的整体强度必须符合设计要求。.4 取土坑、弃土堆的位置适当、整齐、无水土流失和淤塞河道情况。质量标准土方路堤施工应按照湖北省公路建设项目精品工程工作大纲的要求进行控制。其质量标准及实测项目见下表：土方路基实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1压实度（%）零填及路堑上路床（m）0-0.8096按JTG F80-2004附录B检查 密度法：每200m压实度层测4处。（路基施工段落较短时，检测点数不得少于6个，且必须达到点点合格。）填方（m）0-0.80960941.50932弯沉（0.01mm）不大于设计要求值按JTG F80-2004附录I查3纵断高程（mm）10，-15水准仪：每200m测4断面4中线偏位（mm）50经纬仪：每200m测4点，弯道加HY、YH两点5宽度（mm）不小于设计米尺:每200m测4处6平整度（mm）153m直尺:每200m测2处10尺7横坡（%）0.3水准仪:每200m测4个断面8边坡不陡于设计值尺量：每200m测4处注：1、表列压实度以重型击实试验法为准，评定路段内的压实度平均值下置信界限不得小于规定标准，单个测定值不得小于极值(表列规定值减5个百分点)。小于表列规定值2个百分点的测点，按其数量占总检查点的百分率计算减分值。2、采用核子仪检验压实度时应进行标定试验，确认其可靠性。3、特殊干旱、特殊潮湿地区或过湿土路基，可按交通部颁发的路基设计、施工规范所规定的压实度标准进行评定。编制依据：1、公路路基施工技术规范（JTJ033-95）；2、公路工程质量检验评定标准（JTG F80-2004）；3、公路工程国内招标文件范本（2003年版）；4、湖北省公路建设项目精品工程工作大纲；5、高等级公路建设管理与技术大全；6、公路工程施工监理手册；7、路桥工程施工新技术实用手册；8、沪蓉国道主干线湖北沪蓉西高速公路招标文件。附件一：填石路堤试验段检测指标及方法填石路堤试验段完成后，在试验报告中还应包括两次压实的标高差及绘制碾压遍数与沉降量的关系曲线图。如：2550t钢轮振动压路机按规范要求的碾压措施进行碾压，振动碾压5遍后停止碾压，利用精密水准仪测量各测点高程并记录，准确读至mm。继续用2550t的钢轮振动压路机碾压3遍后，再利用水准仪测量相应点的高程，若两次测出的同一点的高程相差不超过误差允许范围，则该层的压实质量符合要求；否则，继续碾压3遍，重新测试相应点的高程，再和上次的测试高程结果相比较，直至最后一次量测的高程和上次量测的高程之差在误差允许范围内。填石路堤的填筑质量符合要求后，可进行下道工序施工。误差允许范围的确定。考虑测量中仪器本身误差，经分析，误差的允许范围为2mm以下。如图1所示，当石料作为路基填料时，由于粒径较大，在碾压过程中粒料有错动现象，易造成测试结果的可靠度降低。故在试验路段各布设10个控制点，每个控制点至少布设3个子控制点，以确保测试结果的可靠性，从而进行定量分析，确定出检测超重载下填石路堤的压实标准。 碾压遍数对压实效果的影响，如填石料粒度偏大，细粒含量相对较少，采用沉降量确定碾压遍数的方法评价路基碾压的密实程度，如图2所示。从图中可以看出，碾压到一定遍数后，沉降量不再增加，且碾压表面已无轮迹，说明填石料已处于密实状态。碾压机械对压实效果的影响，如图2中1#曲线是根据某试验路段用25t钢轮振动压路机的压实结果绘制，2#曲线是根据某试验路段用50t钢轮振动压路机的压实结果绘制。从中可以看出，25t的钢轮振动压路机需碾压1216遍，变形量才能达到稳定，而50t的钢轮振动压路机仅需810遍即可使变形稳定。吨位大的压路机较吨位小的压路机能使填石料更加密实，且压实遍数减少，由此可见，采用吨位大的压路机既能保证压实质量又能节省工期。附件二：填石路堤标高差检测方法1、先用2550t碾压10遍（10遍通过试验段确定）。2、布设测点：石料作为路基填料，由于粒径较大，在碾压过程中粒料有错动现象，易造成测试结果的可靠性降低。故在试验路段各布设10个控制点，每个控制点至少布设3个子控制点（附件一图1），以确保测试结果的可靠性，从而进行定量分析，确定出检测超重载下填石路堤的压实标准。 3、用精密仪器测量各测点的标高。4、用2550t振压3遍。5、测各测点的标高。6、振压两次，标高差不大于2mm，则压实合格。若振压两次标高差大于2mm，继续碾压3遍，重新测试相应点的高程，再和上次的测试高程结果相比较，直至最后一次量测的高程和上次量测的高程之差在误差允许范围内，证明填石路堤的填筑质量符合工程要求，方可进行下道工序的施工。附件三：压实干容重检测方法（灌水法）1 仪器设备1.1 座板：座板中部开有圆孔，外沿呈方形或圆形的铁板，圆孔处设有环套，套孔的直径为土中所含最大石块粒径的3倍，环套的高度为其粒径的5%。1.2 薄膜：聚乙烯塑料薄膜。1.3 储水筒：直径应均匀，并附有刻度。1.4 台秤：称量50kg，感量5g。1.5 其它：铁镐、铁铲、水准仪等。2 试验步骤2.1 根据试样最大粒径宜按下表确定试坑尺寸。试样最大粒径(mm)试坑尺寸（mm）直径深度520150200402002506025030020080010002.2 按确定的试坑直径划出坑口轮廓线。将测点处的地表整平，地表的浮土、石块、杂物等应予清除，凹凸不平处用砂铺整。用水准仪检查地表是否水平。2.3 将基座固定在整平后的地表上，聚乙烯塑料薄膜沿环套内壁及地表紧贴铺好。记录储水筒初始水位高度，拧开储水筒的注水开关，从环套上方将水缓缓注入，至刚满不外溢为止。记录储水筒水位高度，计算座板部分的体积。在保持座板固定状态下，将薄膜盛装的水排至对该试验不产生影响的场所，然后将薄膜揭离底板。2.4 在轮廓线内下挖至要求深度，将落于坑内的试样装入盛土容器内，并确定含水量。2.5 用挖掘工具沿座板上的孔挖试坑，为使坑壁与塑料薄膜易于紧贴，应对坑壁加以整修。将塑料薄膜沿坑底、坑壁紧密相贴地铺好。再往薄膜形成的袋内注水，牵住薄膜的某一部位，一边拉、松，一边注水，以使薄膜与坑壁间的空气得以排出，从而提高薄膜与坑壁的密贴程度。2.6 记录储水筒内初始水位高度，拧开储水筒的注水开关，将水缓缓注入塑料薄膜中。当水面接近环套的上边缘时，将水流调小，直至水面与环套的上边缘平齐时关闭注水管，持续35分钟，记录储水筒内水位高度。3 结果整理3.1 细粒与石料应分开测定含水量，按下式求出整体含水量：w=wipi+wc(1-pi)式中：wi细粒土部分的含水量，%；wc石料部分的含水量，%；pi细粒土的干质量与全部材料干质量之比。3.2 按下式计算座板部分的容积V1=(h1-h2)Aw式中：V1座板部分的容积cm3Aw储水筒断面面积cm2；h1储水筒内初始水位高度cm；h2储水筒内注水终了时水位高度cm；3.3 按下式计算试坑容积V=(H1-H2)Aw-V1V试坑容积cm3H1储水筒内初始水位高度cm；H2储水筒内注水终了时水位高度cm；3.4 按下式计算试验干密度=mp/v/(1+w)式中：试样干密度；mp取自试坑内的试样质量；v试坑容积cm3w试坑细粒与石料整体含水量